一种清洗剂及其制备方法和清洗工艺
技术领域
本发明涉及清洗剂技术领域，特别地，涉及一种清洗剂、制备方法及清洗工艺。
背景技术
由于蓝宝石具有硬度高、熔点高、透光性好、电绝缘性优良、化学性能稳定、被广泛应用于机械、光学、信息等高科技领域。蓝宝石加工过程中会使用到研磨粉、油性抛光液等，加之蓝宝石表面带负电，吸附能力较一般玻璃强，使得加工后的蓝宝石表面残留的研磨粉很难去除。同时，现有市面上蓝宝石清洗剂对研磨粉、抛光液的去除效果较差，且使用寿命较短。
因此，开发清洗剂对蓝宝石的生产和加工都有着重要意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种清洗剂，以解决上述现有技术中存在的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种清洗剂，所述清洗剂包括：无机碱，有机碱，分散剂，螯合剂，阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂和增溶剂，溶剂为水；其中，所述阳离子表面活性剂为易溶于水的季铵盐型阳离子表面活性剂。
进一步的，所述清洗剂按重量百分比由以下组份配制而成：无机碱5-10％、有机碱5-10％、分散剂5-8％、螯合剂10-20％、阴离子表面活性剂5-8％、阳离子表面活性剂1-3％、增溶剂2-9％，水35-65％。
进一步的，所述无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种；所述有机碱为三乙醇胺、单乙醇胺的一种或两种。
进一步的，所述分散剂为六偏磷酸钠、亚甲基双萘磺酸盐、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种；所述螯合剂为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、乙二胺四乙酸四钠的一种或两种；所述增溶剂为辛烯基琥珀酸苷、聚氧乙烯脱水山梨醇酯中的一种。
进一步的，所述阴离子表面活性剂为椰油酸甲基单乙醇酰胺、烷基二苯醚二磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、十二烷基磺酸钠中的一种或多种。
进一步的，所述季铵盐型阳离子表面活性剂为甲基三羟乙基甲基硫酸铵、二甲基十八烷基羟乙基硝酸铵、十六烷基双羟乙基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的一种或多种。
本发明还提供了上述清洗剂的制作方法，按以下步骤配制：
1)按上述比例准备原材料；将水加入反应釜中，然后依次加入无机碱、有机碱、分散剂、螯合剂，常压下搅拌分散直至颗粒完全溶解；
2)待温度降至50℃下后依次加入阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂与增溶剂，常压下搅拌3-4H；
3)停止搅拌静置2-3H，液体温度冷却至室温，颜色澄清透明即可。
本发明还提供了一种清洗工艺，在超声波清洗机中对待清洗的蓝宝石进行清洗，包括如下步骤：
用加热至65-80℃的柠檬酸溶液进行超声波清洗；
用加热至65-80℃的上述的清洗剂进行超声波清洗；
用常温水进行喷淋；
用加热至65-80℃的水进行超声波清洗；
在100-110℃下将蓝宝石烘干。
进一步的，第一步中柠檬酸的用量为超声波清洗机水槽中总水量的3-8％。
进一步的，第二步中所述清洗剂的用量为超声波清洗机水槽中总水量5-10％；优选8％。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种清洗剂，主要适用于蓝宝石的清洗，包含特定比例的阴、阳离子表面活性剂，由于阴、阳离子表面活性剂离子间强烈的静电作用，两者相互配合使溶液内部的表面活性分子更易聚集形成胶束，混合物具有比单一组分较高的表面活性。理论上，阳离子表面活性剂可与阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂并用，不宜与阴离子表面活性剂并用。但是，本发明采用包含特定比例的阴、阳离子表面活性剂，阴、阳离子表面活性剂不会相互反应生成其他物质，因为阴、阳离子表面活性剂复配后，由于正、负离子间的强烈电性吸引，两个非极性基形成燕尾型结构，此结构相较于单一的阴、阳离子表面活性剂的截面积小，所以更容易形成胶束，具有更高的表面活性和更好的清洗效果。而当阳离子表面活性剂＜1％时，整体表面活性量降低，稀释后清洗效率降低，达不到清洗剂要求；当阳离子表面活性剂＞3％时，由于阴、阳离子间的强吸附力，达到其临界胶束浓度以上，溶液变浑浊或出现珠光，甚至沉淀，会使阳离子表面活性剂失去抗静电作用。当阴离子表面活性剂＜5％时，整体表面活性量降低，清洗效率降低，且与阳离子表面活性剂的质量比趋近于1：1时，容易达到混合溶液的临界胶束浓度，溶液变浑浊或出现珠光反应，甚至沉淀。当阴离子表面活性剂＞8％时，高浓度表面活性剂在高碱的条件下发生盐析反应，溶液出现浑浊，不能得到均一体系。
(2)因为蓝宝石表面带有负电荷，本发明提供的一种清洗剂中添加适量的阳离子表面活性剂，阳离子表面活性剂具有抗静电性，可减低蓝宝石表面电荷性，从而降低蓝宝石表面吸附能力，提高清洗效率。阳离子表面活性剂的作用是在表面上形成疏水基朝外的吸附膜，此膜具有憎水作用，同时其带有正电性，增加表面导电性，所以具有抗静电作用。同时，本发明选用的阳离子表面活性剂为季铵盐型表面活性剂，其能直接溶于水且能耐一定的酸碱度，既可溶于酸性溶液，又可溶于碱性溶液，而且与其他类型的表面活性剂相容性好，使得本发明的清洗剂成为均一澄清透明的溶液体系，不会与该体系中的无机碱和有机碱不会对其产生副作用。相对于胺盐型阳离子表面活性剂只溶于酸性溶液中，在碱性条件下，胺盐容易与碱作用生成游离胺而使其溶解度降低，本发明选用的季铵盐型表面活性剂与其他组分相互配合，具有刚好的清洗效果。本发明提供的一种清洗剂，采用特定的组份和配比，使其在使用时添加量较低，易漂洗，能有效的去除蓝宝石表面的研磨粉与抛光液，解决蓝宝石表面吸附能力较强的问题。
(3)本发明还提供的一种清洗工艺，该工艺利用柠檬酸的酸性与螯合能力使其表面大部分磨粉、抛光液脱落，留在第一槽，相当于对蓝宝石进行预处理，这样可以使洗剂的使用寿命大幅度提高，随后至碱性清洗剂的超声清洗，可以使其表面因电荷吸附导致的顽固脏污快速湿润、松动并软化，从而脱离表面。清洗后产品三波灯检验合格率在98％以上，工艺简单且单次添加清洗效果能保持24H以上，可采用全自动机器控制。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
一种清洗剂，按重量百分比由以下组份配制而成：氢氧化钾6.7％，氢氧化钠3.3％，三乙醇胺5％，亚甲基双萘磺酸盐3％，聚丙烯酰胺4％，葡萄糖酸酸钠7％，EDTA-4NA3％，十二烷基磺酸钠3％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐2％，甲基三羟乙基甲基硫酸铵1％，二甲基十八烷基羟乙基硝酸铵2％，辛烯基琥珀酸苷2.5％，余量为水。
上述一种清洗剂，按以下步骤配制：
1)按上述比例准备原材料；
2)将氢氧化钾、氢氧化钠加入水中，充分搅拌使其溶解，待完全冷却后，静置冷却，得到溶液①；
3)将葡萄糖酸钠、EDTA-4NA、亚甲基双萘磺酸盐、聚丙烯酰胺依次加入溶液①中，充分搅拌使其溶解，得到溶液②；
4)待温度降至50℃下后将椰油酸甲基单乙醇酰胺，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，甲基三羟乙基甲基硫酸加入溶液②中，充分搅拌，得到溶液③；
5)将辛烯基琥珀酸苷缓慢加入溶液③中，得到澄清透明溶液。
实施例2：
一种清洗剂，按重量百分比由以下组份配制而成：氢氧化钾6.7％，单乙醇胺6％，六偏磷酸钠3％，聚丙烯酰胺3％，葡萄糖酸酸钠7％，柠檬酸钠5％，椰油酸甲基单乙醇酰胺3％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐3％，十六烷基双羟乙基甲基氯化铵1％，甲基三羟乙基甲基硫酸铵1％，辛烯基琥珀酸苷2％，余量为水。
上述制备方法同实施例1。
实施例3：
一种清洗剂，按重量百分比由以下组份配制而成：氢氧化钾8％，单乙醇胺6％，六偏磷酸钠3％，聚丙烯酰胺3％，葡萄糖酸酸钠7％，柠檬酸钠5％，椰油酸甲基单乙醇酰胺4％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐3％，甲基三羟乙基甲基硫酸铵1％，辛烯基琥珀酸苷2％，余量为水。
上述制备方法同实施例1。
对比例1：(阳离子表面活性剂过多)
一种清洗剂，按重量百分比由以下组份配制而成：氢氧化钾6.7％，氢氧化钠3.3％，三乙醇胺5％，亚甲基双萘磺酸盐3％，聚丙烯酰胺3％，葡萄糖酸酸钠7％，EDTA-4NA3％，椰油酸甲基单乙醇酰胺3％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐3％，甲基三羟乙基甲基硫酸铵4％，辛烯基琥珀酸苷2.5％，余量为水。
上述制备方法同实施例1。
对比例2：(阳离子表面活性剂过少)
一种清洗剂，按重量百分比由以下组份配制而成：氢氧化钾6.7％，氢氧化钠3.3％，三乙醇胺5％，亚甲基双萘磺酸盐3％，聚丙烯酰胺3％，葡萄糖酸酸钠7％，EDTA-4NA3％，椰油酸甲基单乙醇酰胺3％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐3％，甲基三羟乙基甲基硫酸铵0.5％，辛烯基琥珀酸苷2.5％，余量为水。
上述制备方法同实施例1。
对比例3：(阴离子表面活性剂过多)
一种清洗剂，按重量百分比由以下组份配制而成：氢氧化钾6.7％，氢氧化钠3.3％，三乙醇胺5％，亚甲基双萘磺酸盐3％，聚丙烯酰胺4％，葡萄糖酸酸钠7％，EDTA-4NA3％，十二烷基磺酸钠4％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐5％，二甲基十八烷基羟乙基硝酸铵3％，辛烯基琥珀酸苷2.5％，余量为水。
对比例4：(阴离子表面活性剂过少)
一种清洗剂，按重量百分比由以下组份配制而成：氢氧化钾6.7％，氢氧化钠3.3％，三乙醇胺5％，亚甲基双萘磺酸盐3％，聚丙烯酰胺4％，葡萄糖酸酸钠7％，EDTA-4NA3％，十二烷基磺酸钠2％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐2％，二甲基十八烷基羟乙基硝酸铵3％，辛烯基琥珀酸苷2.5％，余量为水。
一种清洗工艺，具体包括如下步骤：
第一步、用加热至65-80℃的柠檬酸溶液进行超声波清洗；所述柠檬酸的质量分数为5％；
第二步、用加热至65-80℃的实施例1制备的一种清洗剂进行超声波清洗；
第三步、用常温水进行喷淋；
第四步、用加热至65-80℃的水液进行超声波清洗；
第五步、在100-110℃下将蓝宝石烘干。
所述清洗工艺所选用的清洗设备为九槽超声清洗机，将待清洗的蓝宝石依次在九槽超声清洗机各水槽中处理，详细的工艺参数见表1。
表1：九槽超声清洗机中各水槽的工艺参数
采用不同含量的实施例1配置的清洗剂，按上述方法进行清洗，柠檬酸溶液的添加量设为5％，实验结果如表2所示。
表2不同用量的清洗剂
从表3可以看出，在该清洗剂用量为5-8％时，清洗效果较好，当清洗剂用量低于5％时，由于清洗剂均为稀释后使用，洗剂中有效成分减少，导致清洗效果降低，对磨粉抛光液等脏污去除能力降低，需要延长清洗时间。当清洗剂用量高于10％时，清洗剂在稀释液中的含量较高，会出现洗剂残留现象，对清洗起反作用。
将实施例1-3和对比例1-4配置的清洗剂，最佳用量8％的条件下按上述方法进行清洗，实验结果如表3所示。
表3不同清洗剂的清洗效果
从表3可以看出，本发明提供的一种清洗剂，包含特定比例的阴、阳离子表面活性剂，由于阴、阳离子表面活性剂离子间强烈的静电作用，两者相互配合使溶液内部的表面活性分子更易聚集形成胶束，混合物具有比单一组分较高的表面活性。阴、阳离子表面活性剂不会相互反应生成其他物质，因为阴、阳离子表面活性剂复配后，由于正、负离子间的强烈电性吸引，两个非极性基形成燕尾型结构，此结构相较于单一的阴、阳离子表面活性剂的截面积小，所以更容易形成胶束。当阳离子表面活性剂＜1％时，整体表面活性量降低，稀释后清洗效率降低，达不到清洗剂要求；当阳离子表面活性剂＞3％时，由于阴、阳离子间的强吸附力，达到其临界胶束浓度以上，溶液变浑浊或出现珠光，甚至沉淀，会使阳离子表面活性剂失去抗静电作用。当阴离子表面活性剂＜5％时，整体表面活性量降低，清洗效率降低，且与阳离子表面活性剂的质量比趋近于1：1时，容易达到混合溶液的临界胶束浓度，溶液变浑浊或出现珠光，甚至沉淀。当阴离子表面活性剂＞8％时，高浓度表面活性剂在高碱的条件下发生盐析反应，溶液出现浑浊，不能得到均一体系。
本发明提供的一种清洗剂添加量较低，易漂洗，能有效的去除蓝宝石表面的研磨粉与抛光液，解决蓝宝石表面吸附能力较强的问题。蓝宝石表面带有负电荷，本发明提供的一种清洗剂中添加适量的阳离子表面活性剂，阳离子表面活性剂具有抗静电性，可减低蓝宝石表面电荷性，从而降低蓝宝石表面吸附能力。阳离子表面活性剂的作用是在表面上形成疏水基朝外的吸附膜，此膜具有憎水作用，同时其带有正电性，增加表面导电性，所以具有抗静电作用。且本发明选用的阳离子表面活性剂为易溶于水的季铵盐型表面活性剂，其能直接溶于水而且能耐一定的碱性，该清洗剂中的无机碱和有机碱不会对其产生负面作用。
本发明还提供的一种清洗工艺，该工艺利用柠檬酸的酸性与螯合能力使其表面大部分磨粉、抛光液脱落，留在第一槽，使洗剂的使用寿命大幅度提高，随后至碱性清洗剂的超声清洗，使其表面顽固脏污快速湿润、松动并软化，从而脱离表面。清洗后产品三波灯检验合格率在98％以上，工艺简单且单次添加清洗效果能保持24H以上，可采用全自动机器控制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
