轮胎自洁素的配方设计与优化_林凯

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第10期林凯:轮胎自洁素的配方设计与优化·27·DOI:10.14173/j.cnki.hnhg.2022.10.001轮胎自洁素的配方设计与优化林凯(上海喜赫精细化工有限公司，上海201620)摘要:对汽车轮胎进行免擦拭清洗，整个清洗过程不用抹布、塑料刷直接刷洗轮毂表面，在去除轮胎表面的尘土、油渍等污垢的同时，对轮毂镀膜起到了保护作用，不仅提高了工作效率，也符合高档轮毂的清洗要求。为了实现轮胎的免擦清洁，通过正交试验和单因素试验，确定了复配环保型低碱轮胎自洁素的质量比为:无磷乙二胺二邻苯基乙酸钠∶喜赫PO嵌段FMEE∶伯烷基磺酸钠∶喜赫FMES∶二乙醇胺∶三氯乙烯∶硼砂∶6501=3∶3∶2∶1∶1．2∶1．2∶0．4∶0．4，并应用于洗车店实际洗车，将自洁素工作液直接喷涂轮胎，静置3～5min后即可用清水冲洗，除前车轮严重的锈斑需要人工擦拭，其它污垢清洗均符合要求。关键词:轮胎;免擦;轮毂;低碱;环保中图分类号:TQ423．4文献标识码:A文章编号:1003－3467(2022)10－0027－04FormulationDesignandOptimizationofTireSelf－CleaningAgentLINKai(ShanghaiXiheFineChemicalCo．，Ltd．，Shanghai201620，China)Abstract:Thefrictionlesscleaningprocessdoesnotuseplasticbrushtorubthesurfaceofthewheel．Itcanremovedirtandoilstainsonthesurfaceofthewheelhub，atthesametime，itcanprotectthewheelhubcoating．Thisfrictionlessprocesscanimprovetheworkingefficiency，whichconformstothecleaningrequirementsofhigh－gradecar．Theoptimalproportionofnon－phosphorusEDDHA－Na∶POend－cappedFMEE∶PAS∶FMES∶diethanolamine∶trichloroethene∶borax∶6501=3∶3∶2∶1∶1．2∶1．2∶1．2∶0．4∶0．4byorthogonalexperimentandthesinglefactorexperiment．Thefrictionlesscleaningagentissprayeddirectlyonthetire，thenthetirecanbewashedwithcleanwaterafter3～5minutes．Thecleaningresultissatisfiedinadditiontotheseriousrustspotoffrontwheel，whichneedstobewipedman-ually．Keywords:tires;frictionless;wheelhub;weakalkalis;environmentallprotection汽车轮胎在行进过程中受到路面尘埃、泥沙、尾料，复配出一种强力清洗剂，能够在不腐蚀破坏轮毂气等污垢的污染，在采取制动过程中，刹车片与刹车镀膜的前提下，将轮胎、轮毂、刹车片的污垢清洗干盘之间发生摩擦产生大量金属粉末，由于静电作用净，特别是针对轮毂和刹车片上的铁粉要有较强的吸附在轮毂表面，这些金属粉末与路面灰尘、车辆刹清洗能力。喜赫PO嵌段脂肪酸甲酯乙氧基化物车油等污垢在高温条件下逐渐与轮毂黏合在一起，FMEE及其磺酸盐FMES具有良好的乳化作用，适形成坚固的黑灰、黄色污渍，清洗难度随之增加，特用于低温条件下对沥青、泥土等杂质的清洗，同时具别是前轮，往往需要大量的手工擦拭，费时费力。有优异的分散作用，可以将污垢、铁灰膨胀松动，有［1］轮胎自洁素可实现对轮胎的免擦清洗，既能防利于高压水枪的清洗。将FMEE和FMES作为汽止轮毂擦伤，也能节省大量人工，提高工作效率。为车清洗剂的成分，复配阴离子型渗透剂伯烷基磺酸了实现免擦清洗轮胎，需要通过多种表面活性剂原钠、烷基醇酰胺6501、铁灰去除剂无磷乙二胺二邻收稿日期:2022－04－13作者简介:林凯(1992—)，男，硕士，从事精细化工车用化学品的研发工作，电话:13761109069，E－mail:138651@qq．com。

1河南化工·28·HENANCHEMICALINDUSTＲY2022年第39卷苯基乙酸钠，并通过正交试验确定5种原料的最佳身表面喷泡，秒表计算泡沫消失的时间。配比。1．3清洁工艺将铝合金试片平放在配好的清洗液中静置601实验s，取出沥干后放于小型喷淋试验机喷洗区，常温自1．1主要试剂与仪器来水喷淋，压力0．3MPa，前后对喷循环喷淋2min，试剂与材料:PO嵌段FMEE、FMES、无磷乙二取出铝合金片，用热风吹干。胺二邻苯基乙酸钠EDDHA－Na、伯烷基磺酸钠PAS1．4轮胎清洗工艺－80，工业级，上海喜赫精细化工有限公司;6501、将轮胎自洁素按1∶3兑水稀释，加入喷壶中，Spaw－60，工业级，上海清奈实业有限公司;沥青、润直接喷洒在轮胎要清洁的部位并停留1～3min，后滑油，上海意特玛莎拉蒂4S店维修部提供;硼砂、二用高压清洗枪冲刷车辆，高压泵的压力保持10乙醇胺、三氯乙烯，分析级，国药集团化学试剂有限MPa，水枪水流量15～20L/min，高压水枪的扇形角公司;铝合金片10cm×20cm×0．6cm，苏州华鲁金20°，冲洗干净即可。属制造有限公司;纳米铁粉，上海允复纳米科技有限2实验内容公司。仪器:XPＲ精密电子天平，梅特勒－托利多;小2．1正交试验因素水平的确定型高压喷淋清洗机SL5L，深圳市三莉科技有限公喜赫PO嵌段FMEE具有低温除油污性能好、司;龙卷风泡沫枪、高压喷水枪，上海路畅洗车场。泡沫低、易漂洗等特点，分子链结构中有末端甲基和1．2油污试片的制备与测试方法引入的环氧丙烷甲基，多个极性甲基基团可同步吸1．2．1铝合金油污的配制附于油污污垢分子表面，将油污彻底清洗。喜赫将沥青、润滑油、Spaw－60、纳米铁粉、水泥粉和FMES对沥青和积碳的清洗力较强，并有优异的分少量石墨碳粉、自来水混合搅拌均匀备用。将准备散性，有利于溶胀轮毂表面的静电灰。伯烷基磺酸好的铝合金试片准确称重(m0)，浸入人造混合污垢钠能提高清洗体系的渗透力，帮助工作液渗入硬表［2］中静置5min，取出后烘箱180℃烘烤1h，并准确称面和污垢的结合处，对污垢起到剥离作用。无磷重(m1)。乙二胺二邻苯基乙酸钠对铁灰和锈迹有明显的去除1．2．2清洁率效果，可以有效地螯合工作液中的金属离子，溶解沉［3］清洗后的试片，80℃烘干室温保持24h后称重积于车身表面不溶于水的金属皂盐。以喜赫PO(m2)。嵌段FMEE、FMES、伯烷基磺酸钠、无磷乙二胺二邻清洁率=［1－(m2－m0)/(m1－m0)］×100%苯基乙酸钠为因素，确定了正交试验因素水平，正交1．2．3泡沫测试试验因素水平如表1所示。试验测试结果与极差分用3MPa高压泡沫枪将配好的洗车工作液在车析见表2。表1正交试验因素水平表因素水平FMEE用量(A)FMES用量(B)伯烷基磺酸钠用量(C)乙二胺二邻苯基乙酸钠(D)－1－1－1－1/(g·L)/(g·L)/(g·L)/(g·L)155552101010103151515152．2各因素对清洁率的影响可以与铁离子形成稳定的六元环状结构络合物，消由表2可知，对清洁率的影响因素排序为无磷除非水溶性铁粉的极性，将铁粉转变为亲水性，快速乙二胺二邻苯基乙酸钠＞喜赫PO嵌段FMEE＞伯溶解刹车粉与道路污垢，提高轮毂的光亮性，无磷乙烷基磺酸钠＞喜赫FMES。无磷乙二胺二邻苯基乙二胺二邻苯基乙酸钠对轮毂表面的薄层致密污垢清酸钠EDDHA－Na对铁离子螯合性能优异，铁离子洗影响因素最大。喜赫PO嵌段FMEE为十八碳长螯合值为100mg/g，分子结构中含有2个配位体，碳链结构，与各种油污有相似的碳烃结构，根据相似

2第10期林凯:轮胎自洁素的配方设计与优化·29·表2正交试验结果伤害更为严重，为了减少对轮毂的伤害，选择二乙醇因素清洁率胺作为碱剂，二乙醇胺碱性弱，具有缓蚀与防锈作试验号(A)(B)(C)(D)/%用，不仅能保护轮毂，也是性能优异的铝合金增亮1555547．18［7］剂，使轮毂洗后发光发亮。二乙醇胺用量对清洁2510101056．66率的影响见图1。3515151562．324105101567．505101015558．716101551063．937155151066．638151051571．159151510551．29k155．38760．43760．75352．393k263．38062．17358．48362．407k363．02359．18062．55366．990图1二乙醇胺用量对清洁率的影响Ｒ7．9932．9934．07014．597由图1可知，二乙醇胺有一定的助洗效果，随着相溶原理，FMEE对油污有优异的增溶作用，在低温二乙醇胺用量的增加，清洁率越高，当二乙醇胺用量条件下更容易清洗矿物油，轮毂或轮胎表面的污垢＞6g/L后，清洁率相对稳定，提升不明显。由此可一般是各种颗粒污垢与油污形成的拒水混合知，二乙醇胺的最佳用量为6g/L。［4－5］体。随着油污的乳化分解，车身的污垢也被随2．4溶剂对清洁率的影响之彻底清洗，因此，具有优异的除油性能的FMEE对在轮胎清洗工艺中，不仅工作液温度低，整个清车辆清洗影响也较大。伯烷基磺酸钠渗透力出众，洗时间仅有几分钟，需要借助溶剂来降低轮毂表面协助清洗工作液沿污垢边缘进入轮胎表面的泥沙或的表面张力，减弱污垢与硬表面的结合力;同时溶剂污垢与轮毂表面的结合处，降低污垢在硬表面的附对牢固硬化的污垢，特别是对金属粉末有很好的溶着力，对各种污垢有卷离作用。喜赫FMES主要是胀作用，因此针对轮毂清洗工艺，溶剂必不可少。溶对轮胎上的积碳、沥青和难以清除的柏油有很好的剂三氯乙烯在常温条件下不仅对轮毂有很好的清洗［6］去除效果。作用，对天然橡胶有较强的溶解能力，还可以使轮胎通过正交试验分析，无磷乙二胺二邻苯基乙酸焕然一新，轮胎清洗后发黑发亮。溶剂三氯乙烯用钠与喜赫PO嵌段FMEE对净洗性能影响最明显，量对清洁率的影响见图2。伯烷基磺酸钠和FMES次之。参考表2中的8号试验，无磷乙二胺二邻苯基乙酸钠用量15g/L，喜赫PO嵌段FMEE用量15g/L，喜赫FMES用量10g/L，伯烷基磺酸钠用量5/L，能获得最高的清洁率，清洁率为71．15%。根据上述用量，将无磷乙二胺二邻苯基乙酸钠、喜赫PO嵌段FMEE、伯烷基磺酸钠、喜赫FMES4种原料按照质量配比3∶3∶2∶1复配制得免擦洗车液的表面活性剂组分A，进一步图2溶剂三氯乙烯用量对清洁率的影响与碱剂、助洗剂、溶剂复配提高免擦清洗效果。由图2可知，三氯乙烯用量为0～3．0g/L，清洁2．3碱剂用量对清洁率的影响率随乙二醇丁醚用量的增加相应提高比较明显;当表面活性剂的活性随使用温度的升高相应提三氯乙烯用量为3．0～6．0g/L，清洁率提升缓慢;三升，洗车是在常温条件下进行，特别是在寒冷的冬氯乙烯用量超过6．0g/L后，清洁率几乎保持不变。季，洗车液的温度很低，单靠表面活性剂很难彻底将由此可知，三氯乙烯的最佳用量为3．0g/L。污垢清洗干净，都会辅以碱性物质提高清洗效果。2．5助洗剂对清洁率的影响过多使用强碱，如氢氧化钠、氢氧化钾会损伤轮毂表助洗剂可以协助表面活性剂更好地乳化分散和面镀层等外饰，特别是对高档车型和个性化轮毂的悬浮污垢，在轮胎清洗工艺中，硼砂是一种性能优异

3河南化工·30·HENANCHEMICALINDUSTＲY2022年第39卷的助洗剂，硼砂可以去除氧化铁皮，对轮毂或刹车盘对清洁率的影响以及6501的用量对泡沫的影响，最上的锈迹、氧化铁粉有很好的清洗效果。硼砂也可终确定了轮胎自洁素的原料配比。将上述几种原料以在轮胎或轮毂表面形成一层可增强紫外线的透射按照该比例配制成固含量20%的轮胎自洁素，在洗率的薄膜，提高轮胎的光亮性。硼砂的用量对清洁车店进行实际应用测评，按照洗车工艺流程，共清洗率的影响见图3。各种轿车100辆，洗车工目测评价合格率为90%以上。清洁时如喷泡沫之前不可预洗轮胎，经过预洗的车辆最终洗车效果均不理想，喷泡沫之前要尽可能地保持轮胎表面的干燥。3结论无磷螯合剂乙二胺二邻苯基乙酸钠EDDHA－Na对硬表面免擦拭清洗效果的影响最大，通过正交图3硼砂的用量对清洁率的影响试验和单因素试验确定表面活性剂、碱剂、助洗剂、由图3可知，助洗剂硼砂用量为0～2．0g/L溶剂、泡沫调整剂的最佳质量配比为无磷乙二胺二时，清洁率随助洗剂硼砂用量的增加相应提高比较邻苯基乙酸钠∶喜赫PO嵌段FMEE∶伯烷基磺酸明显;当助洗剂硼砂用量超过2．0g/L后，清洁率提钠∶喜赫FMES∶二乙醇胺∶三氯乙烯∶硼砂∶升缓慢，几乎没有变化，因此将硼砂的用量确定为6501=3∶3∶2∶1∶1．2∶1．2∶0．4∶0．4。将自配2．0g/L。轮胎自洁素应用于洗车店实际轮胎清洗，轮胎清洗2．66501用量对泡沫的影响之前不能预洗，直接喷轮胎自洁素工作液，静置3～免擦轮胎清洗工艺对泡沫的要求是不能无泡，5min后即可用清水冲洗。除前车轮严重的锈斑需但要求泡沫在100s内逐步消失，从而将清洗液缓要人工擦拭，其它污垢清洗均符合要求，适用于高档慢地释放在轮胎表面，对清洗液充分的利用，最终形车型的轮胎清洗。成的无泡工作液也有利于清水的冲洗。6501的用参考文献:量对泡沫的影响见图4。［1］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［J］．化学工业，2012(30):30－32．［2］鲍文杰，乔建江．环保水基渗透剂的开发及性能优化［J］．工业安全与环保，2019，45(3):79－83．［3］于兴凯，卫杰刚，左建民．乙二胺二邻苯基乙酸钠的合成以及在皂洗中的应用［J］．染整技术，2012(9):35－38．［4］唐安喜．低泡沫环氧丙烷封端FMEE的合成与性能研图46501的用量对泡沫的影响究［J］．精细与专用化学品，2022，30(3):38－42．由图4可知，表面活性剂A体系的泡沫较低，［5］唐安喜．二元催化剂在脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE主要原因是PO嵌段FMEE和FMES都属于低泡沫合成中的应用［J］．中国洗涤用品工业，2022(2):34－表面活性剂，加入6501后，泡沫增多，6501具有优39．异的增泡和稳泡效果，当6501用量为2．0g/L时，［6］王琛，卢吉超．马来酸酐－丙烯酸共聚物/FMES二元整个体系的泡沫100s左右彻底消失，符合免擦清体系在皂洗中的应用［J］．印染，2022，48(3):50－52．洗的要求。［7］付东，钟智坤，吕建燚，等．二乙醇胺水溶液的表面张通过测试与分析二乙醇胺、三氯乙烯、硼砂用量力研究［J］．华北电力大学学报，2010，37(6):81－84．