美帮清洁：工业清洗剂的分类、选用及如何配制清洁剂！

发布时间：2024-12-26 14:51

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工业清洗剂的分类及选用

清洗已经渗透到日常生活和工业生产的各个方面，在生产和加工的各个方面都需要清洗这道工序，如交通运输工具、金属零件、建筑、新能源等各个方面。清洗表面会有所不同，但清洗的物质都是一样的，主要清除的是表面上的油污、泥土、灰尘及表面的氧化物质。

据配方组分的差异，工业清洗剂可分为溶剂型清洗剂、半溶剂型清洗剂和水基型清洗剂。

01 溶剂型清洗剂

溶剂型清洗剂有很多优点，比如技术成熟，除油速度快，去污能力强，但是随着社会的发展，对环境和健康要求越来越严格，溶剂型金属清洗剂的市场份额越来越小。溶剂型清洗剂的洗涤原理为相似相溶原理。但溶剂清洗也存在着很大的缺点，一方面，这些成分易燃易爆、易挥发、毒性大、而且价格高，长期接触会对人体的中枢神经有较强的影响，易造成脱脂和皮肤干裂等问题，危害人身安全；另一方面，氯化烃溶剂是破坏臭氧层的最主要凶手，导致温室效应，全球变暖。到目前为止，各国已经制定了很多法律法规禁止这些材料中部分的使用。

02 半溶剂型清洗

半溶剂型是由有机溶剂、表面活性剂和水组成的清洗剂。半溶剂型清洗剂溶解力强，清洗的洁净度较高，有机溶剂利用相似相溶原理溶解油污和有关的污垢，表面活性剂起到渗透、润湿和乳化等作用，同时油污被溶剂溶解后，表面活性剂可以将油污小颗粒悬浮在溶液中，不再沉积在金属表面，具有抗沉积效果。所以半溶剂型金属清洗剂兼顾了溶剂型和水基型金属清洗剂的优点，大大提高了除油效率。

但是半溶剂型清洗剂也有很多缺点：

(1)运行成本较高，漂洗后金属容易发生腐蚀，变色；

(2)有机溶剂具有挥发性，易燃易爆且具有毒性，不注意就可能发生水分蒸发完后燃烧的危险，应做好防范措施；

(3)废液的处理和溶剂的回收是个难题。这些问题限制了半溶剂型清洗剂的广泛使用。

03 水基型清洗剂

水基型清洗剂开始于70年代中期，主要成分为表面活性剂、洗涤助剂、缓蚀剂等。水基金属清洗剂是表面活性剂为主，不含有机溶剂，以水为溶剂的清洗剂。这个特点决定了水基清洗剂毒性低、不燃不爆、使用安全，对人体伤害小，而且金属清洗剂复配中常用的表面活性剂都没有致癌作用，生物降解性好。同时水基型清洗剂价格低、清洗效果好，能节约能源，一般来说1t水基金属清洗剂可代替20t汽油，由此可以为国家节约大量能源。水基清洗剂可以配合加热、刷洗、喷淋、超声波等各种清洗手段，来达到对各类机型和非极性污染物的清洗。然而，水基金属清洗剂也有不容易降低表面张力，低温除油效果差，易腐蚀等缺点。

清洗剂种类和原料有很多种，可综上分类的优缺点同时根据金属工件的材质、油污、清洗工艺不同来选用：

(1)工件表面被抛光膏、研磨膏或润滑脂等半固态油污覆盖时，用溶剂型清洗剂清洗；

(2)工件表面油污为植物油、矿物油、铁屑时，重油污选择溶剂型清洗，常规油污则可选择水基型清洗；

(3)为电镀、腐蚀工序作前处理时，使用用水基化学或电化学方法；

(4)为喷涂、胶接做准备时，一般采用有机溶剂清洗；

(5)油污轻且下道工序为机械加工，可采用水基清洗剂清洗；

(6)如果工件清洗质量要求很高时，联合好几种清洗方法结合一起清洗，或者采用特种清洗剂。

清洗剂有一定的粘度，清洗剂的去污能力和粘度没有直接关系。洗涤剂的粘稠度调到合适的范围，可改善洗涤剂的流动性，又方便倾倒、取用、溶解。

产品的粘度在不同使用条件下会发生很大的变化，如同一产品，冬季会变粘稠，夏季会变稀薄，这跟产品的品质及活性物含量无关。

温度对于液体粘度的影响十分显著，温度升高，液体的粘度下降，不同的液体其粘度的下降程度是不同的。粘度随温度的变化越小，对不同温度下产品的流动性能影响也越小。

除了选择合适的表面活性剂等主要组分外，一般都要使用专门调整粘度的组分增稠剂。

调整清洗剂的粘度是清洗剂制备的一项主要工艺，随着清洗剂活性物不断降低，添加的水越来越多，产品自身粘度下降，加入增稠剂尤为重要。

首先要选择有利于增加产品粘度的配方物。根据产品设计要求，确定活性物的最低含量下，选择一些有利于增稠的活性物。首选脂肪酸皂和非离子表面活性剂，一般都要选择一些烷基醇酰胺。

清洗剂配方中若含有烷基醇酰胺，其含量可控制产品的黏度；烷基醇酰胺是由脂肪酸和单乙醇胺(MEA)或二乙醇胺(DEA)缩合制得，其亲水基是酰胺基及羟基，亲油基是长链烷基。常用的椰油脂肪酸二乙酰胺（6501）无色粘稠液体，溶于水，具有良好的发泡、稳泡、抗静电等作用。

对于一般的清洗剂，可以加入氯化钠（或氯化铵）等电解质以增加黏度。对于透明型的清洗剂，调整粘度时加入胶质、有机增稠剂或无机盐类，还要求同时考虑产品乳浊点，需要选择浊点较高或低温下溶解度较大的活性物质，一般来说，用氯化钠、氯化铵进行粘度调节最为方便，加入量为1%～4%。

对以脂肪酸盐为主要活性物的清洗剂，可以加入长链脂肪酸以提高黏度。长链脂肪酸（long chain fatty acid；LCFA）是指碳原子数为14～24的脂肪酸。如棕榈酸（C16：0）、硬脂酸（C18：0）、油酸（C18：1）、亚油酸（C18：2）、α亚麻酸（C18：3）、花生四烯酸（C20：4）、二十碳五烯酸（C20：5）、二十二碳六烯酸（C22：6）。

对于乳化型清洗剂，可以加入亲水性高分子物质，不但可作为增稠剂，还可增强乳化效果。乳化型清洗剂的增稠，比透明型清洗剂的增稠更容易。最常用的增稠剂是水溶性高分子化合物，如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等。这类产品乳化增稠都是为稳定难溶性功能成分，但不能太稠，流动性太差不便使用。常用高碳醇如脂蜡醇、硬脂酸或棕榈酸的丙二醇酯也是良好乳化稳定剂。硬脂酸镁和硅酸镁常作为乳化稳定剂。

所有这些洗涤剂都是从一系列成分制成的：表面活性剂。
表面活性剂是降低液体表面张力的化合物，因此它们会乳化我们皮肤上的油脂和污垢，并帮助我们用水将其洗掉。

表面活性剂可根据其离子性质分为四组：
– 阳离子 – 电离时带正电荷。它们主要用于调理。
– 阴离子 – 电离时带负电荷。提供良好的去污力和泡沫。在这个家族中，我们推荐：SLS（月桂基硫酸钠）、SLES（月桂基聚醚硫酸钠）、月桂基/月桂基聚醚硫酸铵、月桂酰肌氨酸钠、月桂基聚醚磺酸二钠。
– 非离子 –可不加（可联合）。它们是月桂基葡糖苷、癸基葡糖苷、椰油基葡糖苷、辛基/癸基葡糖苷。这些通常不用于洗发水，因为它们不会在头发上留下不舒适的感觉（如感觉干燥），除非它们在配方中的含量很少（因此它们更多地用作泡沫稳定剂）。
– 两性 – 阳性和阴性（取决于 pH 值）。它们在洗发水配方中大量使用：特别是如果与 SLES 结合使用，它们可以帮助洗发水变得浓稠，并且还可以减少刺激性（相对）。例如：椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、椰油甜菜碱、椰油酰胺丙基氧化物。

表面活性剂的活性物质：
我们需要洗涤剂有多“强”？这当然要看我们的目的是什么：如果我们要做泡泡浴，它需要比洗面奶有更高的洗涤能力，相反，洗面奶应该非常温和细腻。洗涤剂的洗涤能力取决于其“活性物质”系数：每种表面活性剂都有一个“活性物质系数”，它是一个百分比数字（例如 SLES 系数是 27%），这告诉我们“我们的 SLES 中有多少活性洗涤物质……在这种情况下它是 27% ”。很容易找到的液体表面活性剂通常是由真正的表面活性剂和水制成的（因此活性物质不是100%）。您应该从购买表面活性剂的供应商找到该活性物质系数。

一般来说，我们希望洗涤剂中的表面活性剂活性物质取决于其用途：
–洗面奶– 低于10%
–私密用洗涤剂– 约5%
–洗发水– 10%至15%
–沐浴露– 18 % %和20%
–泡泡浴– 20%到25%（这是因为泡泡浴应该直接泡在水里，而沐浴露应该直接擦在皮肤上）

所以现在你可能会想，要制作一款好的洗发水，你只需要45%的SLES和其余的水和其它……不，45% 的 SLES 加上 55% 的水会给你一个含有 12.15% 活性物质的溶液(45*27(SLES的活性物质系数):100= 12.15) 但是有一点很重要你还需要知道：

在一个配方中，单一表面活性剂的结果比用不同表面活性剂制成的相同“活性物质百分比”的配方更苛刻。

为简单起见：如果将表面活性剂混合在一起，您将获得比单独使用表面活性剂更温和的结果。

一个特别令人满意的组合是 SLES 与甜菜碱（通常我有椰油酰胺丙基甜菜碱），因为甜菜碱不仅降低了 SLES 的刺激性，而且还使溶液变稠。

表面活性剂并没有完全错误的组合：你可以偶然混合它们，无论你做什么，最终你总会得到一种洗涤剂。可能出问题的是，您可能会得到一种非常稀的液体洗涤剂，或者您可能会得到比您预期的更具侵蚀性的洗涤剂，但它仍然是一种洗涤剂！

然而，如果遵守一些规则，将为您配制出具有良好密度和适当洗涤能力的优质洗涤剂。

到目前为止，我们所说的是，混合更多的表面活性剂最终会给我们带来不那么刺激的洗涤剂（比用单一表面活性剂制成的洗涤剂保持活性物质值稳定）。

我们也说过，在配制时，最好的选择应该是：
-阴离子或非离子表面活性剂；它是我们将以更高的百分比添加到我们的洗涤剂中的表面活性剂。
–两性表面活性剂；它会使第一种表面活性剂更温和。
–额外的表面活性剂：（通常是非离子的）这些使用的百分比非常低，添加它们是为了改善泡沫或洗涤剂的粘度。

制作这种表面活性剂的组合将得到平衡的洗涤剂，足够细腻（这当然也与活性物质百分比有关）。

有一个微妙的问题，如果你添加某些物质，它们会起到保护你皮肤的作用（例如蛋白质，1-2%）。

您还可以考虑在洗涤剂中加油，这种低比例的油会“使用”一些表面活性剂，使您的洗涤剂在皮肤上更温和。但是请注意，有些表面活性剂不能“承受”油的存在（即使多滴一滴香精油也会干扰它们）并且在将它们添加到混合物中后会立即变成稀液体（例如月桂酰肌氨酸钠就是这种情况）。

粘度：
产品的粘度非常重要：稀的水状洗涤剂让我们的潜意识觉得它不够洗涤不够清洁（即使事实并非如此）。

不利的是，一些表面活性剂在结合时会产生非常易流动的结果。

幸运的是，有几种表面活性剂组合可以很好地为您提供浓稠的洗涤剂：
– SLES + 甜菜碱（一种两性表面活性剂）+盐= 非常浓稠的洗涤剂。氯化钠（盐）经常出现在商业洗涤剂中，甚至出现在洗发水中。但是，如果添加过多，会使洗涤剂过于刺激。在我的洗发水中，我使用 SLES、椰油酰胺丙基甜菜碱，而且我从不需要添加盐，因为它足够粘（有时甚至太粘）。
–SLS + 糖苷（这意味着非离子表面活性剂：例如，月桂基糖苷、癸基糖苷是最常见的）。
– 月桂酰肌氨酸钠 + pH 5（将洗涤剂酸化至 pH 5，使用溶液中的柠檬酸或乳酸，肌氨酸会变粘）

如果您的洗涤剂太稀，您还可以使用其他方法：
如果您已经尝试过的配方结果太稀，下次您重复该配方时，您可以将黄原胶添加到洗涤剂水溶液中，以使其变粘一点。但是，不要使用超过 1% 的黄原胶，否则洗涤剂会产生令人不快的黏糊糊的感觉。

还有一些合成增稠剂正是为表面活性剂而制造的。
迄今为止最好的是 Tinovis GTC（Inci：丙烯酸酯/Beheneth-25 甲基丙烯酸酯共聚物），因为您可以在制备洗涤剂的最后添加它，因此可以一点一点地调整粘度。

现在终于到了配方

洗涤剂的配方也分为 A 相、B 相和通常的 C 相。

A 相：
这将是我们的水相，通常它包含水和甘油（请记住甘油对于保持我们的产品水分很重要，这是因为甘油具有高度亲水性）。
如果你想添加黄原胶，你必须现在添加它（也有一些合成增稠剂必须在开始时添加，所以一定要提前阅读你的原材料的数据表！）。
您还可以在此处添加任何亲水成分：例如，您添加防腐剂（当然只有在它是亲水的情况下）、亲水着色剂（例如食品级着色剂）等等。

B 相：
在我们的 B 相中，我们有大部分表面活性剂：通常我们添加较高百分比的表面活性剂（通常是阴离子表面活性剂），然后我们逐一添加通常为非离子表面活性剂的“额外表面活性剂”。

重要提示：现在不要添加两性表面活性剂（通常是甜菜碱），否则您的洗涤剂可能会被破坏（因为它会变得非常流动）。

我经常在表面活性剂混合物中直接添加香精和亲脂性防腐剂（当然，以防我没有使用亲水性防腐剂）。

需要注意的一件重要事情是，一旦你将一种表面活性剂添加到另一种表面活性剂中，你应该慢慢混合并将它们很好地结合起来，因为你添加了第三种。

现在是时候将 A 相慢慢倒入 B 相中并混合了。
搅拌时，注意不要打出太多的泡泡（不过泡泡多了也会随着时间消失）。

C 相：
这是您添加两性表面活性剂的阶段，通常您的洗涤剂会在这里变粘。
如果没有发生，你可以随时在这里添加你的合成增稠剂或者你可以尝试添加1%的盐或者……或者下次尝试做得更好。

如果是洗发水，此时你还应该添加所有护发素物质（这将帮助你的洗发水不会对头发造成刺激）。

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