1、 四 川 化 工 第 卷 年 第期 与 的 合 成及在 除 蜡 水 配 方中的 应 用 徐 军（上海 喜 赫 精细 化 工有 限 公 司，上海，）摘 要 以 十 六 碳 脂 肪 酸 为 起 始 原 料，采 用 无 水三氧 化二铝 和 氧 化 钡 为二元 催 化 剂，先 与 环 氧 乙 烷 发 生 聚 合 反 应，再 用 环 氧 丙 烷 封 端，最 后 通 过 甲 基 化 反 应 引 入 末 端 甲 基，得 到 封 端 的 脂 肪 酸 甲 酯 乙 氧 基 化 物 和。通 过 单 因 素 试 验 确 定 了 和 用 量 为：有 最 佳 的 除 蜡 效 果。将 非 离 子 嵌 段 与 阴 离 子 磺
2、 酸 盐 作 为 除 蜡 水 的 主 体 表 面 活 性 剂，并 复 配 渗 透 剂 伯 烷 基 磺 酸 钠、无 磷 螯 合 剂 乙 二胺二邻 苯 基 乙 酸 钠 以 及 其 他 助 剂，最 终 得 到 两 个 除 蜡 水 的 配 方。关 键 词：封 端 低 泡 沫 除 蜡 水 除 蜡 水 是工 业 清 洗 剂 的一种，是 以 水 为 溶 剂，以 表 面 活 性 剂 为 活 性 物，复 配一定 功 能 的 助 剂，广 泛 应 用 于 电 镀、钟 表、工 艺 品 和 饰 品 等 五 金 行 业 工件 的 抛 光 后 除 蜡 清 洗。除 错 水 主 要 是 通 过 几 种 表 面 活 性 剂 的
3、复 配 降 低 油 蜡 污 垢 与工件 的 界 面 张 力，经 过 润 湿、渗 透、剥 离 和 增 溶 等 多 个 过 程 实 现 对 油 蜡 污 垢 的 脱 除 清 洗。嵌 段 脂 肪 酸 甲 酯 乙 氧 基 化 物 及 其 磺 酸 盐 具 有 优 异 的 控 泡 性 能，与 蜡 质 有 类 似 的 脂 肪 酸 结 构，根 据 相 似 相 溶 的 机 理，对 蜡 质 溶 解 和 去 除 能 力 强，适 合 用 于 金 属 表 面 除 蜡。为 了 得 到 除 蜡 速 度 快、力 度 持 久，特 别 是 针 对 深 孔、多 孔、铆 接 件 有 良 好 除 蜡 效 果 的 除 蜡 水，以 非 离
4、子 嵌 段 脂 肪 酸 甲 酯 乙 氧 基 化 物 和 阴 离 子 磺 酸 盐 作 为 除 蜡 水 的 主 体 成 分，通 过 单 因 素 试 验 确 定 了 和 用 量 为：有 最 佳 的 除 蜡 效 果，通 过 复 配 螯 合 剂 乙 二胺二邻 苯 基 乙 酸 钠、渗 透 剂 伯 烷 基 磺 酸 钠 以 及 其 他 助 乳 化 剂、碱 剂 等 成 分 制 得 高 效 除 蜡 水，并 应 用 于 工 厂 实 际 除 蜡工 艺。实 验 部 分 主 要 试 剂 与 仪 器 试 剂 与 材 料 十 六 碳 脂 肪 酸（工 业 级，连 云 港 科 菲 化工有 限 公 司）；环 氧 乙 烷、环 氧 丙
5、 烷（工 业 级，嘉 兴 三 江 化工有 限 公 司）；无 磷 乙 二胺二邻 苯 基 乙 酸 钠、伯 烷 基 磺 酸 钠（工 业 级，上 海 喜 赫 精 细 化工 有 限 公 司）；碳 酸 钾、三氧 化二铝、氧 化 钡（分 析 级，上 海 凌 飞 试 剂 有 限 公 司）；碳 酸二甲 酯、氯 磺 酸（分 析 级，上 海 三爱 思 化 学 试 剂 有 限 公 司）；单 乙 醇 胺（工 业 级，上 海 华 泰 国 际 贸 易 有 限 公 司）；号 切 片 石 蜡（工 业 级，上 海 智 丰 蜡 业 有 限 公 司）；标 准 圆 帆 布 片（上 海 纺 织 科 学 研 究 院）；铝 箔 试 片（规
6、格，上 海 振 金 金 属 加工有 限 公 司）。仪 器 小 型 摆 洗 机（常 州 实 验 设 备 制 造 有 限 公 司）；动 态 泡 沫 分 析 仪（德 国 公 司）；表 面 张 力 仪（莱 州 市 电 子 仪 器 有 限 公 司）；实 验 室 小 型 烘 箱（泰 安 奥 恺 威 实 验 仪 器 仪 表 有 限 公 司）；电 子 天 平（上 海 凯 德 国 际 贸 易 有 限 公 司）；倾 点 测 试 仪（兰 州 三 拓 智 能 电 子 设 备 有 限 公 司）。通 讯 作 者：徐 军，硕 士、研 发 部 经 理，主 要 从 事 表 面 活 性 剂 的 研 发 与 应 用，邮 箱：第期
7、与 的 合 成 及在 除 培 水 配 方 中 的 应 用 测 试 泡 沫 性 能 参 照 表 面 活 性 剂 发 泡 力 的 测 定 改 进 法 方 法 测 试。凝 固 点 参 照 石 油 产 品 倾 点 测 定 法 方 法 测 试。凝 胶 范 围 将 表 面 活 性 剂 配 制 成、的 水 溶 液，搅 拌 至 溶 液 均 勻，观 察 流 动 性，不 流 动 出 现 浆 状 或 膏 体 即 为 凝 胶 现 象 发 生。乳 化 性 能 考 虑 金 属 表 面 污 垢 以 矿 油 为 主，将 拉 伸 油 和 机 油 按 照：混 合 均 勻，取 混 合 油 与 的 待 测 液 置 人 烧 杯，高 速
8、 搅 拌 后，记 录 油 水 分 离 的 时 间。表面 张 力 采 用 自 动 表 面 张 力 仪 测 定 试 样 水 溶 液 的 表 面 张 力。润 湿 性 与 渗 透 性 参 照 标 准 表 面 活 性 剂 润 湿 力 的 测 定 浸 没 法 方 法 测 试。巳测 试 根 据 水 数 法，在、二氧 六 环 与 苯 溶 剂 体 系 测 试 值。分 散 力 参 照 标 准 表 面 活 性 剂 钙 皂 分 散 力 的 测 定 方 法 测 试。除 蜡 率 将 铝 合 金 试 片 用 酒 精 擦 洗 干 净，吹 干 后 准 确 称 量 自 身 重 量 为。，在 电 子 天 平 称 取 号 切 片 石
9、 错 放 在 铝 合 金 试 片，烘 箱 烘 烤 分 钟，取 出 铝 合 金 试 片 晾 干 并 称 重，记 为，将 铝 箔 试 片 悬 挂 浸 入 温 度 为 的 清 洗工作 液 中，浸 渍 后 取 出，在 常 温 水 中 摆 动 次，取 出 后 沥 干。将 清 洗 后 的 铝 合 金 试 片 晾 干 后 称 重 记 为，并 计 算 除 蜡 率。除 错 率（！）（）。带 支 链 的 合 成 路 线 脂 肪 酸 甲 酯 没 有 活 泼 的 羟 基（），末 端 甲 基（）使 得 碳 链 的 空 间 阻 位 增 大，其 烷 氧 基 负 离 子 的 聚 合 反 应 活 性 很 低，即 便 与 活 泼
10、 的 环 氧 乙 烷 在 高 温、强 碱 催 化 条 件 下，其 加 成 反 应 转 化 率 也 很 低，为 了 在 脂 肪 酸 甲 酯 分 子 式 中 同 时 接 入 环 氧 乙 烷 与 环 氧 丙 烷，用 自 制 催 化 力 更 强 的 碱 土 类 氧 化 物 代 替 氢 氧 化 钾 作 为 催 化 剂，以 脂 肪 酸 为 起 始 原 料，先 在 脂 肪 酸 分 子 式 中 分 两 步 引 入 环 氧 乙 烷 和 环 氧 丙 烷 基 团，再 通 过 甲 基 化 反 应 引 入 甲 酯 基 团，采 取 三步 合 成 工 艺 制 备 封 端 的 脂 肪 酸 甲 酯 乙 氧 基 化 物，反 应
11、机 理 为：乙 氧 基 化 反 应：（）丙 氧 基 化 反 应：（）（）（）甲 基 化 反 应：（）（）（）（）的 合 成 路 线 将 得 到 的 封 端 的 与 氯 磺 酸 发 生 磺 化 反 应。磺 化：（）（）（）（）中 和：（）（）（）（）与 的 制 备工 艺 将 脂 肪 酸 和 催 化 剂（：），加 入 高 温 高 压 反 应 釜，高 纯 氮 气 吹 扫 反 应 釜 与 进 料 管 道，开 启 搅 拌，将 原 料 搅 拌 均 勻 并 升 温 至，抽 真 空 排 空 水 分，吸 入一定 数 量 的 环 氧 乙 烷，冷 却 水 循 环 温 度 控 制（），反 应 时 间，继 续 升 温
12、至，抽 真 空 吸 入一定 数 量 的 环 氧 丙 烷，反 应，反 应 完 毕 后 开 启 循 环 水 冷 却 降 温 至，依 次 加 入 碳 酸二甲 酯 和 四 川 化 工 第 卷 年 第期 催 化 剂 碳 酸 钾，反 应，冷 却，单 乙 醇 胺 将 值 控 制 为，得 到 淡 黄 色 的 液 体，放 料。将 脂 肪 酸 甲 酯 乙 氧 基 化 物、硫 酸 钠 和 氯 仿 置 于 四 口烧 瓶 中，升 温 至，开 启 搅 拌，缓 慢 滴 加一定 量 的 氯 磺 酸，滴 加 完 毕 后 缓 慢 升 温 至，继 续 搅 拌，冷 却 后 滴 加 单 乙 醇 胺，中 和 值 约，得 到 淡 黄 色
13、的 液 体，放 料。实 验 结 果 与 讨 论 与 的 各 项 性 能 指 标 参 照 测 试 方 法，测 试 产 物 嵌 段 脂 肪 酸 甲 酯 乙 氧 基 化 物 及 其 磺 化 盐 的 值、凝 固 点、泡 沫 性 能 和 表 面 张 力 等 理 化 性 能，数 据 如 表。表表 面 活 性 剂 与 的 各 项 性 能 指 标 名 称 值 凝 固 点 泡 高 泡 高 表 面 张 力 润 湿 性 渗 透 力 乳 化 力 分 散 力 浊 点 无 凝 胶 现 象 有 无 通 过 表可 知，引 入 环 氧 丙 烷 基 团 后，具 有 较 低 的 泡 沫 性，避 免 生 产 环 节 泡 沫 外 溢
14、的 现 象 发 生，不 仅 适 用 于 超 声 波 清 洗，也 适 用 于 喷 淋 清 洗。嵌 段 的 表 面 张 力 低，渗 透 性 优 异，有 利 于 工作 液 沿 油 蜡 污 垢 的 表 面 缝 隙 渗 透 入 金 属 表 面，降 低 了 污 垢 与 金 属 的 结 合 力，加 速 污 垢 的 解 析。继 续 磺 化 后 得 到 阴 离 子 型 表 面 活 性 剂，渗 透 力 有 所 降 低，但 分 散 性 大 幅 度 提 升，优 异 的 分 散 性 有 助 于 脱 落 的 油 蜡 稳 定 地 悬 浮 在工作 液 中 不 会 反 沾 设 备 或 金 属 表 面。喜 赫 和 磺 化 盐 均
15、 有 较 低 的 凝 固 点、抗 冻 性 优 异、冷 水 易 溶，适 用 于 低 温 清 洗工 艺，也 具 有 较 高 的 浊 点，可 直 接 用 于 热 脱工 艺。嵌 段 与 复 配 的 除 蜡 效 果 非 离 子 类 型 表 面 活 性 剂 在 清 洗 过 程 中，表 现 出 优 异 的 乳 化 和 耐 硬 水 的 性 能，缺 陷 是 持 久 力 不 够，非 离 子 表 面 活 性 剂 是 通 过 亲 水 亲 油 端，将 油 蜡 污 垢 乳 化 成 型 微 乳 颗 粒 并 悬 浮 于 工作 液 中，随 着 油 错 脱 落 量 的 增 加，非 离 子 表 面 活 性 剂 消 耗 的 越 来
16、越 多，导 致 净 洗 力 下 降 严 重。阴 离 子 型 表 面 活 性 剂 的 亲 水 基 带 负 电 荷，可 以 与 带 负 电 荷 的 油 蜡 污 垢 产 生 静 电 排 斥 作 用，与 带 正 电 荷 的 油 蜡 污 垢 产 生 静 电 吸 引 作 用，两 种 静 电 作 用 都 可 将 油 蜡 污 垢 松 动 并 加 速 剥 离 脱 落。因 此 将 非 离 子 和 阴 离 子 复 配 是 提 高 清 洗工作 液 耐 久 力 的 最 有 效 途 径。将 乳 化 力 优 异 非 离 子 表 面 活 性 剂 嵌 段 和 分 散 力 优 异 的 阴 离 子 类 表 面 活 性 剂 复 配，
17、并 通 过 单 因 素 试 验 确 定 嵌 段 和 的 最 佳 除 蜡 用 量 比 例。表 不 同 比 例 与 的 除 蜡 性 能 除 蜡 率 通 过 表可 知，单 独 使 用 的 除 蜡 效 果 要 好 于 单 独 使 用 嵌 段 的 效 果，说 明 对 于 分 子 链 较 长 的 蜡 质 污 垢，的 乳 化 作 用 不 如 的 剥 离 和 分 散 作 用 除 蜡 效 果 理 想。的 值 较 高，更 容 易 吸 附 在 金 属 表 面，对 表 面 污 垢 产 生 排 斥 作 用，表 现 出 强 烈 的 油 污 抓 爬 作 用，将 乳 化 力 强 的 与 剥 离 效 果 好 的 复 配 后 具
18、 有 明 显 的 协 同 增 效 作 用，当 和 比 例 为：，有 最 好 的 除 蜡 效 果。与 在 除 蜡 水 配 方 中 的 应 用 根 据 的 实 验 结 果，以 嵌 段 和 磺 酸 盐 按 照：作 为 除 蜡 水 的 主 要 表 面 活 性 剂 成 分，复 配 其 他 必 要 的 助 剂 成 分，得 到 除 错 水 的 配 方，如 表。表 除 蜡 水 配 方 类 别 名 称 配 方 比 例 含 磷 环 保 主 要 表 面 活 性 剂 低 泡 嵌 段 主 要 表 面 活 性 剂 喜 赫 渗 透 剂 喜 赫 伯 烷 基 磺 酸 助 洗 剂 喜 赫 乙 二 胺 二 邻 苯 基 乙 酸 钠
19、第期 与 的 合 成 及在 除 培 水 配 方 中 的 应 用 续 表 表 面 活 性 剂 表 面 活 性 剂 去 污 缓 蚀 剂 烷 基 醇 酰 胺 磷 酸 酯 去 污 缓 蚀 剂 烷 基 醇 酰 胺（：）分 散 剂 焦 磷 酸 钾 金 属 光 亮 剂 硼 砂 碱 剂 三 乙 醇 胺 表 面 活 性 剂 表 面 活 性 剂 稳 定 剂 对 甲 苯 磺 酸 钠 防 腐 光 亮 剂 苯 甲 酸 钠 其 他 去 离 子 水 将 两 种 除 错 水 按 照 表的 原 料 配 比 进 行 生 产 加 工，两 种 配 方 成 本 约元，将 两 种 除 蜡 水 应 用 在 五 金 加工车 间 的 龙 门
20、式 全 自 动 挂 镀 镀 锌 生 产 线，工 艺 为 超 声 波 除 蜡，配 超 声 波 发 生 器，除 蜡 水 用 量，工 艺 流 程 为 超 声 波 除 蜡水 洗酸 洗 中 和镀 锌水 洗出 光钝 化。现 场 检 测，除 蜡 后 挂 件 表 面 干 净 光 滑 无 挂 灰、无 水 珠，水 膜 连 续，该 生 产 线 后 续 加工 的 镀 锌 件 符 合 工 厂 要 求。结 论（）十 六 碳 脂 肪 酸 甲 酯 乙 氧 基 化 物 与 矿 物 油、石 蜡、松 香 皂 等 有 相 似 的 碳 链 架 构，对 以 矿 物 油 脂、石 蜡 为 主 体 成 分 的 金 属 表 面 污 垢 有 优
21、异 的 乳 化 作 用，在 引 入 环 氧 丙 烷 结 构 得 到 嵌 段，可 以 降 低 发 泡 力 和 提 高 渗 透 性；以 嵌 段 为 原 料，与 氯 磺 酸 发 生 取 代 反 应 引 入 磺 酸 钠 基 团，可 以 获 得 分 散 性 能 更 好 的 磺 化 盐。（）将 非 离 子 嵌 段 与 阴 离 子 磺 酸 盐 以：的 比 例 作 为 除 蜡 水 的 主 体 除 蜡 成 分，并 复 配 渗 透 剂 伯 烷 基 磺 酸 钠、无 磷 螯 合 剂 乙 二胺二邻 苯 基 乙 酸 钠 以 及 其 他 助 剂，最 终 得 到 两 个 除 蜡 水 的 配 方，分 别 用 于 工 厂 实 际
22、 的 金 属 表 面 生 产，除 蜡 效 果 均 符 合工 厂 的 要 求。参 考 文 献 马 正 平 反 应 器 夹 套 盘 管 的 化 学 清 洗 四 川 化 工，（）：詹 益 腾，梁 国 柱 酸 性 除 油 与 碱 性 除 油 的 互 补 作 用 电 镀 与 环 保，：唐 安 喜 低 泡 沫 环 氧 丙 烷 封 端 的 合 成 与 性 能 研 究 精 细 与 专 用 化 学 品，（）：徐 铭 勋 脂 肪 酸 甲 酯 乙 氧 基 化 物 及 其 磺 酸 盐 的 生 产 技 术 与 应 用 化 学 工 业，：唐 安 喜 二 元 催 化 剂 在 脂 肪 酸 甲 酯 乙 氧 基 化 物 合 成
23、中 的 应 用 中 国 洗 涤 用 品 工 业，：贾 路 航 表 面 活 性 剂 的 复 配 及 其 在 除 油 清 洗 中 的 应 用 安 徽 化 工，（）：王 琛 马 来 酸 酐 丙 烯 酸 共 聚 物 二 元 体 系 在 皂 洗 中 的 应 用 印 染，（）：房 秀 敏 非 离 子 表 面 活 性 剂 复 配 与 浊 点 的 关 系 印 染 助 剂，：闫 建 荣，杨 亚 玲，赵 红 芳 对 阴 离 子 非 离 子 复 配 表 面 活 性 剂 的 性 能 影 响 云 南 化 工，：张 伟 娜，殷 永 泉，冉 德 钦，等 阴 非 离 子 表 面 活 性 剂 复 配 修 复 石 油 污 染 的 土 壤 河 北 大 学 学 报（自 然 科 学 版），（）：（，）：，：，？：；
