FMEE与FMES的合成及在除蜡水配方中的应用_徐军

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６四川化工第２５卷２０２２年第４期ＦＭＥＥ与ＦＭＥＳ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，２０１６２０）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ＰＯ封端的脂肪酸甲酯乙ＦＭＥＥＦＭＥＳＦＭＥＥＦＭＥＳ２１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ＰＯ嵌段ＦＭＥＥ与阴离子磺酸盐ＦＭＥＳ作为除蜡水的主体表面活性剂，并复配渗透ＰＡＳ８０二二ＥＤＤＨＡＮａ以剂伯烷基磺酸钠、无磷螯合剂乙胺邻苯基乙酸钠及其他助剂，最终得到两个除蜡水的配方。关键词：Ｐ〇封端ＦＭＥＥＦＭＥＳ低泡沫除蜡水一除蜡水是工业清洗剂的种，是以水为溶剂，以１．１主要试剂与仪器一定功能的助剂表面活性剂为活性物，复配，广泛应１．１．１试剂与材料用于电镀、钟表、工艺品和饰品等五金行业工件的抛十六碳脂肪酸（工业级，连云港科菲化工有限公光后除蜡清洗。除错水主要是通过几种表面活性剂司）；环氧乙烷、环氧丙烷（工业级，嘉兴三江化工有的复配降低油蜡污垢与工件的界面张力，经过润湿、限公司）；无磷乙二胺二邻苯基乙酸钠ＥＤＤＨＡＮａ、渗透、剥离和增溶等多个过程实现对油蜡污垢的脱伯烷基磺酸钠ＰＡＳ８０（工业级，上海喜赫精细化工１［］除清洗。有限公司）；碳酸钾、三氧化二铝、氧化钡（分析级，上ＰＯ嵌段脂肪酸甲酯乙氧基化物ＦＭＥＥ及其磺海凌飞试剂有限公司）；碳酸二甲酯、氯磺酸（分析酸盐ＦＭＥＳ具有优异的控泡性能，与蜡质有类似的级，上海三爱思化学试剂有限公司）；单乙醇胺（工业脂肪酸结构，根据相似相溶的机理，对蜡质溶解和去级，上海华泰国际贸易有限公司）；５８号切片石蜡除能力强，适合用于金属表面除蜡。为了得到除蜡（工业级，上海智丰蜡业有限公司）；标准圆帆布片速度快、力度持久，特别是针对深孔、多孔、铆接件有（上海纺织科学研究院）；铝箔试片（规格１２ｃｍＸ２［］ＰＯ良好除蜡效果的除蜡水，以非离子嵌段脂肪１２ｃｍＸ０．３ｃｍ，上海振金金属加工有限公司）。酸甲酯乙氧基化物ＦＭＥＥ和阴离子磺酸盐ＦＭＥＳ１．１．２仪器作为除蜡水的主体成分，通过单因素试验确定了ＱＳＴ３Ｌ小型摆洗机（常州实验设备制造有限ＦＭＥＥＦＭＥＳ２１和：有最佳的除蜡效果用量为，通ＤＦＡ公司）；１００动态泡沫分析仪（德国ＫＲＵＳＳ公过复配螯合剂乙二胺二邻苯基乙酸钠ＥＤＤＨＡＮａ、司）；ＹＧ０９１表面张力仪（莱州市电子仪器有限公渗透剂伯烷基磺酸钠ＰＡＳ８０以及其他助乳化剂、司）；ＯＣＭＡ３１０实验室小型烘箱（泰安奥恺威实验碱剂等成分制得高效除蜡水，并应用于工厂实际除ＡＢ１０４仪器仪表有限公司）（上海凯德国；电子天平蜡工艺。际贸易有限公司）；ＷＳＢＶ倾点测试仪（兰州三拓智能电子设备有限公司）。１实验部分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：１３８６５１＠ｑｑ．ｍｍ

1第４期ＦＭＥＥ与ＦＭＥＳ的合成及在除培水配方中的应用７＝Ｘ除错率［（ｍ！ｍ〇）／（ｍ２ｍ〇）］１００％。１．２测试３［］１．３带ＰＯ支链ＦＭＥＥ的合成路线１．２．１泡沫性能ＯＨ）ＢＴ脂肪酸甲酯没有活泼的羟基（，末端甲参照Ｇ／７４６２１９９４《表面活性剂发泡力的基（ＣＨ３）使得碳链的空间阻位增大，其烷氧基负测定改进ＲｏｓｓＭｉｌｅｓ法》方法测试。离子的聚合反应活性很低，即便与活泼的环氧乙烷１．２．２凝固点在高温、强碱催化条件下，其加成反应转化率也很参照ＧＢ／Ｔ３５３５２００６《石油产品倾点测定法》低，为了在脂肪酸甲酯分子式中同时接入环氧乙烷方法测试。与环氧丙烷，用自制催化力更强的碱土类氧化物代１．２．３凝胶范围替氢氧化钾作为催化剂，以脂肪酸为起始原料，先在将表面活性剂配制成１５０ｇ／Ｌ、２５０ｇ／Ｌ、３５０ｇ／脂肪酸分子式中分两步引入环氧乙烷和环氧丙烷基Ｌ、４５０ｇ／Ｌ、５５０ｇ／Ｌ、６５０ｇ／Ｌ、７５０ｇ／Ｌ、８５０ｇ／Ｌ的水团，再通过甲基化反应引入甲酯基团，采取三步合成溶液，搅拌５ｍｉｎ至溶液均勻，观察流动性，不流动工艺制备ＰＯ封端的脂肪酸甲酯乙氧基化物出现浆状或膏体即为凝胶现象发生。ＦＭＥＥ，反应机理为：—ＲＣＯ乙氧基化反应ｍＣＨ０：ＲＣＯＯＨ＋１．２．４乳化性能２４（Ｃ２Ｈ４０）ｍ０Ｈ考虑金属表面污垢以矿油为主，将拉伸油和机丙氧基化反应：ＲＣＯ（Ｃ２Ｈ４０）ｍ０Ｈ＋ｎＣ３１〇５０ｍＬ１０油按照１：混合均勻，取ｌｇ混合油与ｇ／Ｈ０—ＲＣＯＨ０Ｈ６（Ｃ２４）ｍ（Ｃ３６０）ｎ０ＨＬ的待测液置人ｌＯＯｍＬ烧杯，高速搅拌５ｍｉｎ后，记录油水分离０ｍＬ甲基化反应：１的时间。ＲＣ〇（Ｃ２Ｈ４０）ｍ（Ｃ３Ｈ６０）ｎ０Ｈ＋ＣＨ３１．２．５表面张力ＯＣＯＣＨ—ＲＣＯＣＨ０Ｈ００ＣＨ３（２４）ｍ（Ｃ３６）ｎ３采用Ｓｉｇｍａ７０２自动表面张力仪测定１％试样＋ＣＨ３０Ｈ＋Ｃ０２水溶液的表面张力。４［］１．４ＦＭＥＳ的合成路线１．２．６润湿性与渗透性将１．３得到的ＰＯ封端的ＦＭＥＥ与氯磺酸发参照标准ＨＧ／Ｔ２５７５９４《表面活性剂润湿力生磺化反应。的测定浸没法》方法测试。磺化：ＲＣＨ２ＣＯ（Ｃ２Ｈ４０）ｍ（Ｃ３Ｈ６１．２．７ＨＬ巳测试—ＲＣＨＳ０Ｈ０）０ＣＨ＋ＣｌＳ０「ＣＯ（ＣＨｎ３３２４根据水数法，在１、４二氧六环与苯溶剂体系测０）ｍ（Ｃ３Ｈ６０）ｎ０ＣＨ３＋Ｃｒ试ＨＬＢ值。中和：ＲＣＨＳ０３ＨＣＯ（Ｃ２Ｈ４０）ｍ（Ｃ３１．２．８分散力—ＲＨ０）０ＣＨ＋Ｎａ０ＨＣＨＳ０ＮａＣＯ（６ｎ３３参照标准ＨＧ／Ｔ７４６３１９８７《表面活性剂钙皂Ｃ２Ｈ４０）ｍ（Ｃ３Ｈ６０）ｎ０ＣＨ３＋Ｈ２０５分散力的测定》方法测试［］。１．５ＦＭＥＥ与ＦＭＥＳ的制备工艺１．２．９除蜡率将１５１７ｇ脂肪酸和１４．５ｇ催化剂（Ａｌ２０３：ＢａＯ＝Ｌ将铝合金试片用酒精擦洗干净，吹干后准确称３：２），加入５高温高压反应釜，高纯氮气吹扫反量自身重量为ｍ。，在电子天平称取２ｇ５８号切片石应釜与进料管道ｌｍｉｎ，开启搅拌，将原料搅拌均勻°°错放在铝合金试片ｌｌ〇Ｃ烘烤１０〇Ｃ一，烘箱分钟，取出并升温至ｌｌ，抽真空排空水分定数量的，吸入°铝合金试片晾干并称重，记为ｍ２，将铝箔试片悬挂环氧乙烷，冷却水循环温度控制（１２０±１）Ｃ，反应时°°２ｍ一０Ｃ的清洗工作液中ｉｎ２４０ｍｍ４０Ｃ浸入温度为６，浸渍后取间，继续升温至１，抽真空吸入定数出，在常温水中摆动１０次，取出后沥干。将清洗后量的环氧丙烷，反应１２０ｍｉｎ，反应完毕后开启循环°的铝合金试片晾干后称重记为ｍｉ，并计算除蜡率。水冷却降温至９５Ｃ，依次加入３８５ｇ碳酸二甲酯和

2四川化工第２５卷２０２２年第４期２１．５０ｍｉｎｇ催化剂碳酸钾，反应６，冷却，单乙醇胺非离子表面活性剂是通过亲水亲油端，将油蜡污垢Ｈ７将ｐ值控制为，得到淡黄色的液体，放料。乳化成０／Ｗ型微乳颗粒并悬浮于工作液中，随着将１６００ｇ脂肪酸甲酯乙氧基化物ＦＭＥＥ、３０ｇ油错脱落量的增加，非离子表面活性剂消耗的越来９［］ｌＯＯｍＬ硫酸钠和氯仿置于四口烧瓶中，升温至越多，导致净洗力下降严重。阴离子型表面活性°Ｃ一９〇，开启搅拌，缓慢滴加定量的氯磺酸，滴加完剂的亲水基带负电荷，可以与带负电荷的油蜡污垢°毕后缓慢升温至１２０Ｃ，继续搅拌２ｈ，冷却后滴加单产生静电排斥作用，与带正电荷的油蜡污垢产生静乙醇胺，中和ｐＨ值约７，得到淡黄色的液体，放料。电吸引作用，两种静电作用都可将油蜡污垢松动并［ｌｅ］加速剥离脱落。因此将非离子和阴离子复配是２实验结果与讨论提高清洗工作液耐久力的最有效途径。将乳化力优２．１ＦＭＥＥ与ＦＭＥＳ的各项性能指标异非离子表面活性剂Ｐ０嵌段ＦＭＥＥ和分散力优１．２测试方法Ｐ０异的阴离子类表面活性剂ＦＭＥＳ复配，并通过单因参照，测试产物嵌段脂肪酸甲酯乙氧基化物ＦＭＥＥ及其磺化盐ＦＭＥＳ的ＨＬＢ素试验确定Ｐ０嵌段ＦＭＥＥ和ＦＭＥＳ的最佳除蜡值、凝固点、泡沫性能和表面张力等理化性能，数据用量比例。１表２不同比例ＦＭＥＥ与ＦＭＥＳ的除蜡性能如表。表１表面活性剂ＦＭＥＥ与ＦＭＥＳ的各项性能指标ＦＭＥＥＦＭＥＳ除蜡率名称ＦＭＥＥＦＭＥＳ１１００％０％２５．９７％２７５％２５％３２．６９％ＨＬＢ值１２．１１６．５３６６．６３３．４３９．７１°％％％凝固点／ｃ５１０４５０％５０％３７．５２％３０ｓ泡高／ｍＬ５１５３３．４％６６．６％３１．３８％３ｍｉｎｍＬ００泡高／６２５％７５％３２．９２％表面张力ｍＮ／ｍ２７２９７０％１００％２７．５２％润湿性／ｓ８２２渗透力／ｓ１３４５通过表２可知ＦＭＥＳ的除蜡效果要，单独使用乳化力／ｍＬ１２６好于单独使用Ｐ０嵌段ＦＭＥＥ的效果，说明对于分分散力／％８０２４６°ＦＭＥＥ浊点／ｃ９５无子链较长的蜡质污垢，的乳化作用不如凝胶现象有无ＦＭＥＳ的剥离和分散作用除蜡效果理想。ＦＭＥＳ的通过表１可知，ＦＭＥＥ引入环氧丙烷基团后，ＨＬＢ值较高，更容易吸附在金属表面，对表面污垢具有较低的泡沫性，避免生产环节泡沫外溢的现象产生排斥作用，表现出强烈的油污抓爬作用，将乳化发生，不仅适用于超声波清洗，也适用于喷淋清力强的ＦＭＥＥ与剥离效果好的ＦＭＥＳ复配后具有６［］Ｐ０ＦＭＥＥ洗。嵌段的表面张力低，渗透性优异，明显的协同增效作用ＦＭＥＥＦＭＥＳ比例为，当和有利于工作液沿油蜡污垢的表面缝隙渗透入金属表２１：，有最好的除蜡效果。面，降低了污垢与金属的结合力，加速污垢的解２．３ＦＭＥＥ与ＦＭＥＳ在除蜡水配方中的应用７［］ＦＭＥＥ析。继续磺化后得到阴离子型表面活性根据２．２的实验结果，以Ｐ０嵌段ＦＭＥＥ和磺ＦＭＥＳ剂，渗透力有所降低，但分散性大幅度提升，ＦＭＥＳ２１ＦＭＥ酸盐按照：作为除蜡水的主要表面活性Ｓ优异的分散性有助于脱落的油蜡稳定地悬浮剂成分，复配其他必要的助剂成分，得到除错水的配在工作液中不会反沾设备或金属表面。喜赫方，如表３。ＦＭＥＥ和磺化盐ＦＭＥＳ均有较低的凝固点、抗冻性表３除蜡水配方优异、冷水易溶，适用于低温清洗工艺，也具有较高配方比例的浊点，可直接用于热脱工艺。类别名称含磷环保主要表面活性剂低泡Ｐ０嵌段ＦＭＥＥ１２１２２．２Ｐ０嵌段ＦＭＥＥ与ＦＭＥＳ复配的除蜡效果主要表面活性剂喜赫ＦＭＥＳ６６非离子类型表面活性剂在清洗过程中，表现出渗透剂喜赫伯烷基磺酸ＰＡＳ８０２２８［］助洗剂喜赫乙二胺二邻苯基乙酸钠１２优异的乳化和耐硬水的性能，缺陷是持久力不够，

3第４期ＦＭＥＥ与ＦＭＥＳ的合成及在除培水配方中的应用９续表（２）将非离子ＰＯ嵌段ＦＭＥＥ与阴离子磺酸盐表面活性剂ＯＰ８３０ＦＭＥＳ２１以：的比例作为除蜡水的主体除蜡成分，表面活性剂ＯＰ３１０并复配渗透剂伯烷基磺酸钠ＰＡＳ８０、无磷螯合剂乙去污缓蚀剂烷基醇酰胺磷酸酯３０：去污缓蚀剂烷基醇酰胺（１１．５）２３二二ＥＤＤＨＡＮａ以及其他助剂胺邻苯基乙酸钠，分散剂焦磷酸钾５０最终得到两个除蜡水的配方，分别用于工厂实际的金属光亮剂硼砂１３碱剂三乙醇胺１１金属表面生产，除蜡效果均符合工厂的要求。表面活性剂ＡＥＯ７０３表面活性剂ＡＥＯ３０１稳定剂对甲苯磺酸钠１１参考文献防腐光亮剂苯甲酸钠１１［１］马正平．反应器夹套盘管的化学清洗［Ｊ］．四川化工，２０１９，２２其他去离子水６１６５（０５）：３１３３．将两种除错水按照表［２］詹益腾，梁国柱．酸性除油与碱性除油的互补作用［Ｊ］．电镀与环３的原料配比进行生产加保，２００２，０２：２９３１．工，两种配方成本约８元／ｋｇ，将两种除蜡水应用在［３］唐安喜．低泡沫环氧丙烷封端ＦＭＥＥ的合成与性能研究［Ｊ］．精五金加工车间的龙门式全自动挂镀镀锌生产线，工细与专用化学品，２０２２，３０（０３）：３８４２．艺为超声波除蜡．５ｋＷ超，配１声波发生器，除蜡水［４］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４０Ｌ工艺流程为超声波除蜡——用量／，水洗酸洗２０１２，３０３０３２．ｇ［Ｊ］．化学工业，：—————钝化［５］唐安喜．二元催化剂在脂肪酸甲酯乙氧基化物ＦＭＥＥ合成中的中和镀锌水洗出光。现场检测，除应用［Ｊ］．中国洗涤用品工业，２０２２，０２：３４３９．蜡后挂件表面干净光滑无挂灰、无水珠，水膜３０ｓ连续［６］贾路航．表面活性剂的复配及其在除油清洗中的应用［Ｊ］．安徽化，该生产线后续加工的镀锌件符合工厂要求。工，２０１３，３９（０６）：３７４０．［７］王琛．马来酸酐丙烯酸共聚物／ＦＭＥＳ二元体系在皂洗中的应用３结论［Ｊ］．印染，２０２２，４８（０３）：５０５２．（１）十六碳脂肪酸甲酯乙氧基化物与矿物油、石［８］房秀敏．非离子表面活性剂复配与浊点的关系．，［Ｊ］印染助剂蜡１９９９，〇２：３．、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异的乳化作用［９］闫建荣，杨亚玲，赵红芳．ＮａＣｌ对阴离子／非离子复配表面活性，剂的性能影响［Ｊ］．云南化工，２００８，０２：４６．ＦＭＥＥＰＯＦＭＥＥ在引入环氧丙烷结构得到嵌段，１０．［］张伟娜，殷永泉，冉德钦，等阴非离子表面活性剂复配修复石可以降低发泡力和提高渗透性；以ＰＯ嵌段ＦＭＥＥ油污染的土壤［Ｊ］．河北大学学报（自然科学版），２０１４，３４（０３）：２７９为原料，与氯磺酸发生取代反应引入磺酸钠基团，可２８３．以获得分散性能更好的磺化盐ＦＭＥＳ。ＴｈｅＳｎｔｈｅｓｉｓｏｆＦＭＥＥａｎｄＦＭＥＳａｎｄｔｈｅＡｌｉｃａｔｉｏｎｙｐｐ－ｗａｘｏｆＦＭＥＥｉｎＦｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＤｅｉｎＡｅｎｔｇｇＸｕＪｕｎ（ＳｈａｎｇｈａｉＸｉｈｅＦｉｎｅＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．Ｓｈａｎｇｈａｉ２Ｑ１Ｑ２Ｑ，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＨｅｘａｄｅｃａｎｅｆａｔｔａｃｉｄｗａｓｏｌｍｅｒｉｚｅｄｗｉｔｈｅｔｈｌｅｎｅｏｘｉｄｅａｎｄｒｏｌｅｎｅｏｘｉｄｅｉｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆ：ｙｐｙｙｐｐｙａｎｈｙｄｒｏｕｓＡＬ０ａｎｄＢａＯａｓｂｉｎａｒｙｃａｔａｌｓｔｓｍｅｔｈｌｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｒｏｕｈｍｅｔｈｌａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎＴｈｅ２３ｙ，ｙｇｙ，ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆＦＭＥＥａｎｄＦＭＥＳｗａｓ２：１ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｉｎｇｌｅｆａｃｔｏｒｔｅｓｔ，ｗｈｉｃｈｈａｓｔｈｅｂｅｓｔｄｅｗａｘｉｎｇｅｆｆｅｃｔ．ＴｈｅｎｏｎｉｏｎｉｃｏｂｌｏｃｋｅｄＦＭＥＥａｎｄｔｈｅａｎｉｏｎｉｃＦＭＥＳｗｅｒｅｕｓｅｄａｓｔｈｅｍａｉｎｓｕｒｆａｃｔａｎｔｏｆｄｅｗａｐｘｉｎａｅｎｔｔｗｏｆｏｒｍｕｌａｓｏｆｄｅｗａｘｉｎａｅｎｔｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｗｈｉｃｈｗｅｒｅｕｓｅｄｉｎｔｈｅａｃｔｕａｌｍｅｔａｌｓｕｒｆａｃｅｇｇ，ｇｇ，ｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌａｎｔｒｅｓｅｃｔｉｖｅｌ．ＴｈｅｔｗｏｆｏｒｍｕｌａｓｗｅｒｅｃｏｍｏｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｎｅｔｒａｔｉｎａｅｎｔＰＡＳ８０ｐｐｐｙｐｐｇｇ？ｔｈｅｈｏｓｈａｔｅｆｒｅｅｃｈｅｌａｔｉｎａｅｎｔＥＤＤＨＡＮａａｎｄｏｔｈｅｒａｕｘｉｌｉａｒｙａｅｎｔｓ．ｐｐｇｇｇＫｅｏｒｄｓｅｎｄｃａｉｎｗｉｔｈＰＯＦＭＥＥＦＭＥＳｌｏｗｆｏａｍｉｎａｂｉｌｉｔｄｅｗａｘｉｎａｅｎｔｙｗ：ｐｐｇ；；；ｇｙ；ｇｇ