一种玻璃清洗剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种玻璃清洗剂，属于日用化工技术领域，由以下重量份的原料制成：纳米碳晶0.5?1.5份、茶皂素0.1?1份、AES 5?10份、丙二醇1?5份、乙醇15?30份、防雾剂5?15份、蒸馏水40?50份，其相应的制备方法为：1）将纳米碳晶加入蒸馏水中搅拌，缓慢加热至70?80℃，依次加入AES、茶皂素和防雾剂至溶解后，冷却至35?45℃；2）向步骤1）冷却后的溶液中加入丙二醇和乙醇，搅拌均匀即可。本发明在玻璃表面形成保护膜，保持玻璃的透明度，含表面活性剂和挥发性溶剂，不用水洗，对玻璃上的污垢具有较好的去除能力生物降解性好，不会造成环境污染、无毒、无残留。
【专利说明】
一种玻璃清洗剂及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明属于日用化工技术领域，具体涉及一种玻璃清洗剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 玻璃具有透明、透光、反射、多彩的特性，因此被广泛应用在手机镜片、眼镜镜片和 相机镜片等领域，尤其是触摸屏技术领域，但玻璃在使用一段时间之后，会出现大量的污 渍，这会影响玻璃的透明度，进而影响产品的美观，需要对其进行定期清洁。在现有技术中， 通常用清洗剂对其进行清洁，但是市售的清洗剂中有的添加了强碱或者焦磷酸钠、三聚磷 酸钠等磷化物，磷元素易对环境造成污染，过多的磷元素进入水体，易造成水体富营养化等 问题，有的水基清洗液采用的螯合剂如乙二胺四乙酸钠盐(EDTA钠盐），由于EDTA钠盐难以 降解，对环境造成严重污染，有的会对玻璃产品有腐蚀性，而且清洗过程中容易损伤玻璃的 表面，缩短产品的使用寿命。
【发明内容】
[0003] 本发明目的在于提供一种玻璃清洗剂，提供其相应的制备方法是本发明的另一发 明目的。
[0004] 基于以上目的，本发明采取以下技术方案： 一种玻璃清洗剂，由以下重量份的原料制成:纳米碳晶0.5-1.5份、茶皂素0.1-1份、 AES 5-10份、丙二醇1 -5份、乙醇15-30份、防雾剂5-15份、蒸馏水40-50份。
[0005] 所述的玻璃清洗剂，由以下重量份的原料制成：纳米碳晶1.5份、茶皂素0.6份、 AES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠）7份、丙二醇3份、乙醇18份、防雾剂12份、蒸馏水40份。
[0006] 所述防雾剂选自木糖醇酯、山梨醇单棕榈酸酯、月桂酸和硬树脂酸甘油单酯中的 任意一种或几种的混合物。
[0007] 所述纳米碳晶由以下方法制得:酸洗提纯:将金刚石原料粉碎成10000目以上的细 粉，依次采用浓硫酸与浓硝酸混合液、稀盐酸、氢氟酸对该细粉酸洗，然后使用去离子水清 洗至清洗液PH接近于7 ;分选:将清洗后的物料进行离心分离，取上层液体进行4-7天沉淀 分选，去除上层清液，将下层沉淀物干燥后即得成品纳米碳晶。
[0008] 酸洗步骤前进行机械破碎和气流破碎，先将金刚石原料机械破碎并筛分出500目 以上的细料，再将该细料输送至气流破碎机内粉碎并筛分出10000目以上的细粉。
[0009] 所述纳米碳晶经以下表面功能化处理:将纳米碳晶加入到浓HNO3和浓H2SO 4的混合 液中，加热回流、离心，沉淀物采用去离子水洗涤至pH为5.0-6.0，用摩尔浓度为0.1_ 0.5mol · IZ1Na2SiO3 · 9H2〇溶液洗涤，超声分散l_2h，再用摩尔浓度为0.1-0.5mol · IZ1HCL 洗涤，超声分散l_2h后，用去离子水洗涤、烘干即可;所述浓HNO3和浓H2SO4的质量比为1:2-5〇
[0010] 所述的玻璃清洗剂的制备方法，包括以下步骤： 1)将纳米碳晶加入蒸馏水中搅拌，缓慢加热至70-80°C，依次加入AES、茶皂素和防雾剂 至溶解后，冷却至35-45 °C; 2)向步骤1)冷却后的溶液中加入丙二醇和乙醇，搅拌均匀即可。
[0011] 本发明中的茶皂素可由以下方法制得:茶籽经粉碎、水浸提二次、过滤除杂、浓缩、 絮凝、过滤、脱色、干燥即可。 本发明中，采用的纳米碳晶颗粒细、硬度高、耐磨性好、生物兼容性好、无毒副作用，具 有极高的比表面积和表面活性。
[0012] 与现有技术相比，本发明具有以下优点： 1、本发明中的茶皂素具有去污能力强、洗涤、分散、增溶和乳化效果好的特性，在玻璃 清洗体系中添加茶皂素能明显降低洗涤体系的表面张力，在清洗过程中产生润湿作用，使 油污乳化并稳定地分散悬浮于清洗液中，有效阻止液体油污再沉积，且茶皂素的临界胶束 浓度很低，增强增溶作用，有利于各种油污的去除；AES是一种阴离子表面活性剂，去污能 力强，与茶皂素复配，增强去污能力的同时，也不易受水质的影响，清洗玻璃后无残留物，避 免形成条纹痕迹，达到较好的清洗效果;丙二醇和乙醇作为其中的溶剂，清洗时，一方面能 溶解极性较强的润滑剂、润滑脂、汽油、柴油等大分子油脂类的油污，另一方面能在玻璃表 面形成保护膜，具有抑泡作用，防雾剂能减缓玻璃表面雾气的生成，保持玻璃透明度。
[0013] 2、由于纳米碳晶具有比表面积大、比表面活性高、吸附能力强的特点，处于热力学 不稳定状态，在介质中分散稳定性差、易团聚，因此对其进行表面功能化处理，得到分散性 好、粒径小、粒径分布窄的纳米碳晶，其表面的活性因子和活性基团与玻璃清洗剂中的抗菌 和表面活性成分更好的结合并均匀分散，相互协同，增加玻璃清洗剂与玻璃之间的摩擦力， 除去玻璃上的顽固污渍、油渍和指印等，由于其颗粒细，避免了在玻璃表面的滚对玻璃造成 损伤的情况，并把细菌、污渍、油污等吸附到其表面，清洗更彻底，且有效的杀死玻璃上的细 菌，本发明的清洗剂是一种渗透性强、易降解、对玻璃无腐蚀、无污染、使用后无残留的环保 型玻璃清洗剂。
[0014] 3、制备方法操作简单、方便、设备投资小。
【附图说明】
[0015] 图1为纳米碳晶的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1纳米碳晶的制备 其工艺流程框图如图1所示，其步骤为： (1)初步破碎:首先将金刚石原料送入机械破碎机的破碎腔内，经过破碎机内部高速回 转的锤头作用而破碎，破碎后的料经过不同目数的筛网，大于筛网直径的料留在破碎机内 部重新破碎，经破碎机下层最细的筛网过滤的颗粒料经筛板收集（筛网目数不低于32 目），而经其它目数筛网过滤的料可当做粗料出售或用于制备其它粒度的料;32目以上的 颗粒利用多层振筛机进行粒度初分，振筛时间一般控制在30min-3h，筛网目数依次从40目 到500目排布，40目筛网分选出的粗料返回机械破碎机进行重新破碎，40目至500目的筛 网收集的料用于制备其它粒度的料，过500目筛网后收集的细料用于制备纳米碳晶，为保 证分选粒度的准确性，对收集到的细料重复筛分选一次以上。
[0017] (2 )再次破碎:将步骤（I)筛分出的细料送入气流破碎机破碎腔内，利用高压气流 对细料进行破碎，在气流破碎机收料口收集经筛网筛分后的料，筛网目数从1000目到 10000目从高到低依次排布，收集10000目筛网筛选的细粉用于制备纳米碳晶，其它目数 筛网收集的料用于制备其它料或仍返回气流破碎机进行重新破碎，1000目筛网收集的粗 料自动返回气流破碎机进行重新破碎。
[0018] (3)酸洗提纯:将收集的气流破碎后10000目的细粉置于浓硫酸与浓硝酸混合液 中酸洗l-5h、过滤、清洗，所述浓硫酸与浓硝酸混合液由质量分数为98%浓硫酸和质量分数 为10%浓硝酸按照质量比为7:1.2混合而成；然后将细粉置于120°C -180°C质量分数为 5%-10%的稀盐酸中4-1 Ih、过滤;再将该细粉置于氢氟酸中5-20 h，去除料中的金属杂质以 及在机械破碎、气流破碎过程中附着在料上的杂质，然后使用去离子水清洗至清洗液pH接 近于7。
[0019] (4)分选：将清洗后的物料进行离心分离，离心时间为30min-50 min，转速为 SOOOrpm，经离心分选后分离心管上部混合液和离心管底部沉积料两种;取上层混合液进行 7天沉淀分选，沉淀时间越长，分选到料的粒径就越细，沉淀分选后去除上层清液，下层沉 淀物经粒度检测合格后烘干后即可得到成品纳米碳晶。离心管底部沉积料可以返回气流破 碎机继续破碎也可以当成较粗粒度的成品料出售。
[0020] 采用上述方法制备出纳米碳晶，平均粒径为9-10nm。
[0021] 实施例2 一种玻璃清洗剂，由以下重量份的原料制成：纳米碳晶1.5份、茶皂素0.6份、AES 7 份、丙二醇3份、乙醇18份、木糖醇酯12份、蒸馏水40份。
[0022] 纳米碳晶经以下表面功能化处理：将纳米碳晶加入到浓HNO3和浓H2 S〇4的混合液 中，加热回流、离心，沉淀物采用去离子水洗涤至pH为5.0-6.0,用摩尔浓度为0.5mol · 1/ 1Na2SiO3 · 9H20溶液洗涤，超声分散2h，再用摩尔浓度为0.1mol · !/1HCL洗涤，超声分散I h 后，用去离子水洗涤、烘干;所述浓HNO3和浓H2SO4的质量比为1: 2。
[0023]实施例2-7中的茶皂素可由以下方法制得：将240g油茶籽经粉碎、干燥，置于 1000 ml烧瓶中添加600ml水后，加热至80°C，搅拌1.5h，过滤得滤液和滤渣，在滤渣中再添加 300ml水，加热至80°C，搅拌1.5h，过滤，两次的滤液经过滤除杂、浓缩、絮凝、再过滤、脱色、 干燥即可得白色或淡黄色无定形茶皂素。
[0024]所述的玻璃清洗剂的制备方法，包括以下步骤： 1) 将纳米碳晶加入蒸馏水中搅拌，缓慢加热至80 °C，依次加入AES、茶皂素和防雾剂至 溶解后，冷却至35 °C; 2) 向步骤1)冷却后的溶液中加入丙二醇和乙醇，搅拌均匀即可。
[0025] 实施例3 一种玻璃清洗剂，由以下重量份的原料制成：纳米碳晶0.5份、茶皂素0.1份、AES 6 份、丙二醇5份、乙醇15份、山梨醇单棕榈酸酯7份、蒸馏水45份。
[0026] 所述纳米碳晶经以下表面功能化处理:将纳米碳晶加入到浓HNO3和浓H2SO4的混合 液中，加热回流、离心，沉淀物采用去离子水洗涤至pH为5.0-6.0，用摩尔浓度为0.1 mo 1 · I/ 1Na2SiO3 · 9H20溶液洗涤，超声分散lh，再用摩尔浓度为0.5mol · L-1HCL洗涤，超声分散2h 后，用去离子水洗涤、烘干;所述浓HNO3和浓H2SO4的质量比为1: 5。
[0027] 所述的玻璃清洗剂的制备方法，包括以下步骤： 1) 将纳米碳晶加入蒸馏水中搅拌，缓慢加热至70 °C，依次加入AES、茶皂素和防雾剂至 溶解后，冷却至45 °C; 2) 向步骤1)冷却后的溶液中加入丙二醇和乙醇，搅拌均匀即可。
[0028] 实施例4 一种玻璃清洗剂，由以下重量份的原料制成：纳米碳晶0.8份、茶皂素0.6份、AES 8 份、丙二醇2份、乙醇22份、月桂酸5份、蒸馏水45份。
[0029] 纳米碳晶的表面功能化处理方法和玻璃清洗剂的制备方法参照实施例2。
[0030] 实施例5 一种玻璃清洗剂，由以下重量份的原料制成:纳米碳晶1.1份、茶皂素1.0份、AES 10 份、丙二醇1份、乙醇30份、硬树脂酸甘油单酯12份、蒸馏水45份。
[0031 ]纳米碳晶的表面功能化处理方法和玻璃清洗剂的制备方法参照实施例3。
[0032] 实施例6 一种玻璃清洗剂，由以下重量份的原料制成：纳米碳晶1.5份、茶皂素0.8份、AES 5 份、丙二醇4份、乙醇25份、木糖醇酯5份、月桂酸10份、蒸馏水45份。
[0033] 纳米碳晶的表面功能化处理方法和玻璃清洗剂的制备方法参照实施例2。
[0034] 实施例7 一种玻璃清洗剂，由以下重量份的原料制成：纳米碳晶1.2份、茶皂素0.4份、AES 7 份、丙二醇3份、乙醇19份、硬树脂酸甘油单酯3份、月桂酸6份、蒸馏水50份。
[0035]纳米碳晶的表面功能化处理方法和玻璃清洗剂的制备方法参照实施例3。
[0036]实施例8性能测定 本发明实施例2-7所制成的玻璃清洗剂样品具有水果香味，外观呈透明液体，不分层或 沉淀，pH值为6.5-7.5，冰点在-20.5°C，去污力达到95%以上，符合JISK2398-1989洗涤剂行 业标准。
[0037]实施例9效果试验 9.1去污力模拟试验 试验方法:采用经手工清擦、检验合格的光学棱镜，分别在镜面上制造人工污染(指印、 唾印、水印），放置24h以上，均分为对照组、试验组1和试验组2三组，对照组清洗时使用市售 的清洗剂，试验组1清洗时使用本发明实施例2中不加纳米碳晶的配方制成的清洗剂，试验 组2清洗时使用本发明实施例2的清洗剂，三组均在超声波清洗条件下进行模拟去污试验， 然后检验其去污效果，其结果如下表1。
[0038:
由表1可知，本发明的清洗剂去污效果最好，这是因为纳米碳晶表面能够吸附大量的清 洗液，在污垢处释放并直接作用于顽固的污渍、油渍、指印、水印和唾印处，使油污乳化并稳 定地分散悬浮于清洗液中，有效地阻止了液体油污再沉积，利于各种污物的去除。
[0039] 9.2杀菌性能实验 分别称取500mg市售玻璃清洗剂、本发明实施例3不含纳米碳晶的玻璃清洗剂和本发明 实施例3的玻璃清洗剂溶解于25ml无菌蒸馏水中，依次标记为样品1、2和3。
[0040] 将大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白假丝酵母菌、白色念珠菌和红色毛癣菌作为本次 试验的供试菌种，每个供试菌种菌悬液的配制方法如下：先将供试菌种分别在其基础培养 基上培养18h，用生理盐水对菌苔进行清洗后，所得清洗液加无菌水定容至100mL即得KT 2菌 悬液，然后用无菌吸管吸取lml，加入一个盛有9ml无菌水的试管中即得HT3的菌悬液。
[0041 ]试验方法:无菌条件下，先将底层琼脂培养基溶化后倒平皿里，每碟IOml，然后吸 取0.1 ml供试菌种HT3的菌悬液放入底层琼脂培养基上，将菌悬液涂匀，在平皿背面做标记， 每个菌悬液均如此处理。在每个平皿内等间距打1#、2#、3#三个孔，将Iml样品1放入1#孔， Iml样品2放入2#孔，Iml样品3放入3#孔，然后盖好平皿，供大肠杆菌、金黄色葡萄球菌培养 的平皿放入37 °C恒温箱中培养18h，供白色念珠菌、白假丝酵母菌、红色毛癣菌培养的平皿 放入28°C恒温箱中培养18h。培养结束后，用游标卡尺测量清晰的抑菌圈直径，每个试验平 行做三组，抑菌圈直径取三组平行试验的平均值，其试验结果如下表2。
[0042] 肉汤蛋白胨培养基(供大肠杆菌、金黄色葡萄球菌培养用基础培养基）的配制：取 牛肉膏5g、蛋白胨IOg和氯化钠15g，加入1000 ml蒸馏水中进行混合，加热溶解，加 NaOH调pH 至7.2-7.4，将其分装于容器内，0.1 MPa下灭菌20min后，加入15-20g琼脂即得。
[0043] 豆芽汁葡萄糖培养基(供白假丝酵母菌、红色毛癣菌等真菌培养用基础培养基）的 配制:称取新鲜黄豆芽100g，加入1000 ml水中，煮沸约0.5h后，用纱布过滤，滤液用蒸馏水补 足至1000 ml后，再加入50g葡萄糖和20g琼脂，使其溶化，将其分装于容器内，0.1 MPa下灭菌 2〇mi η βΠ 俱 "
[0044] 由表2可知，本发明的玻璃清洗剂对大肠杆菌、白假丝酵母菌、白色念珠菌、红色毛 癣菌四种菌都有较好的抑菌效果，这说明本发明的清洗剂具有较好的杀菌抑菌作用。
【主权项】
1. 一种玻璃清洗剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：纳米碳晶ο. 5-1.5份、茶 皂素0.1-1份、AES 5-10份、丙二醇1-5份、乙醇15-30份、防雾剂5-15份、蒸馏水40-50份。2. 如权利要求1所述的玻璃清洗剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：纳米碳晶 1.5份、茶皂素0.6份、AES 7份、丙二醇3份、乙醇18份、防雾剂12份、蒸馏水40份。3. 如权利要求1或2所述的玻璃清洗剂，其特征在于，所述防雾剂选自木糖醇酯、山梨醇 单棕榈酸酯、月桂酸和硬树脂酸甘油单酯中的一种、两种及以上的混合物。4. 如权利要求3所述的玻璃清洗剂，其特征在于，所述纳米碳晶由以下方法制得:酸洗 提纯:将金刚石原料粉碎成10000目以上的细粉，依次采用浓硫酸与浓硝酸混合液、稀盐酸、 氢氟酸对该细粉酸洗，然后使用去离子水清洗至清洗液pH接近于7 ;分选:将清洗后的物 料进行离心分离，取上层液体进行4-7天沉淀分选，去除上层清液，将下层沉淀物干燥后即 得成品纳米碳晶。5. 如权利要求4所述的玻璃清洗剂，其特征在于，酸洗步骤前进行机械破碎和气流破 碎，先将金刚石原料机械破碎并筛分出500目以上的细料，再将该细料输送至气流破碎机内 粉碎并筛分出10000目以上的细粉。6. 如权利要求5所述的玻璃清洗剂，其特征在于，所述纳米碳晶经以下表面功能化处 理:将纳米碳晶加入到浓hn〇3和浓H 2S〇4的混合液中，加热回流、离心，沉淀物采用去离子水 洗涤至口!1为5.0-6.0，用摩尔浓度为0.1-0.5111〇1*1/ 1似说03.9!120溶液洗涤，超声分散1-211，再用摩尔浓度为0.1-0.5111 〇1.1/1!1(^洗涤，超声分散1-211后，用去离子水洗涤、烘干即 可;所述浓HN〇3和浓H 2S〇4的质量比为1:2-5。7. 如权利要求1、2、4、5或6所述的玻璃清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 将纳米碳晶加入蒸馏水中搅拌，缓慢加热至70-80 °C，依次加入AES、茶皂素和防雾剂 至溶解后，冷却至35-45 °C; 2) 向步骤1)冷却后的溶液中加入丙二醇和乙醇，搅拌均匀即可。
【文档编号】A01N59/00GK105861174SQ201610272573
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】刘君丽, 武艳强, 何本锋, 郭留希, 赵清国, 刘永奇, 杨晋中, 张洪涛, 张建华, 邵静茹, 穆小娜
【申请人】郑州人造金刚石及制品工程技术研究中心有限公司