采棉机清洗剂组合物及包含该组合物的乳化液的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种采棉机清洗剂组合物及包含该组合物的乳化液。本发明的采棉机清洗剂组合物包括复合乳化剂和主要量的基础油，所述复合乳化剂为脂肪酸酯乙氧化物、脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基乙二胺三乙酸的混合物，所述基础油选自植物油、环氧化植物油和生物柴油中的一种或多种。本发明采棉机清洗剂组合物性能稳定、澄清透明，具有很好的生物降解性，不污染棉花与土壤，与环境和人体友好，与水形成非常稳定的乳化液，具有耐硬水的优良特性，常温静置10天不出现析油或分层现象，可连续或间隔使用，具有优秀的清洗、润湿、防锈、抗磨损及采棉、脱棉效果。本发明乳化液具有优良的清洗、润湿、防锈、抗磨损及采棉、脱棉性能。
【专利说明】采棉机清洗剂组合物及包含该组合物的乳化液
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采棉机清洗剂组合物，特别涉及一种适用于采棉机润湿清洗系统的清洗剂组合物。
【背景技术】
[0002]我国三大产棉区:长江流域棉区，黄河流域棉区和西北地区棉区，棉花种植面积达8000万亩。人工采棉是一项低技能、繁重的工作，劳动生产率很低。机械化采棉是植棉史上的一次飞跃，极大地提高采棉效率，一台采棉机每天约采棉300亩。
[0003]采棉机工作时，采棉机摘锭直接采摘和脱去棉花，是采棉机最关键的部件。摘锭表面接触的物质主要有尘土、棉花、棉枝汁液、及润滑脂，工况要求必须连续采用清洗剂润滑、润湿、清洗采棉机的摘锭，并帮助摘锭顺利脱棉，才能正常循环工作，因此采棉机清洗剂的质量，成为采棉机性能的关键。
[0004]采棉机清洗剂是一种乳化型的高效清洗产品，由基础油、乳化剂与多种添加剂调和而成，要求具有特殊的乳化，润滑、润湿、清洗、助采棉和脱棉、防腐蚀和抗磨损性能。
[0005]US3816346介绍了一种纺织机械锭子润滑剂，组成包括一定量的减磨添加剂，加氢精制石蜡或环烷基润滑油或加氢裂化异构的石蜡基润滑油或加氢的聚烯烃油。减磨添加剂选自羧酸酯添加剂或脂肪酸磷酸盐及脂肪酸氨基磷酸盐，优选三甲基胺二月桂基磷酸盐。该纺织机械锭子油使用不会对棉花造成针孔破坏，脂肪酸氨基磷酸盐减少了锭子的磨损，但磷酸盐同时带来环境危害。
[0006]CN101838593A公开了一种采棉机摘锭清洗液，组成包括:70~90%的矿物油，3~20%的非离子表面活性剂，O~5.0%的防锈剂，O~6%的醇类抗冻剂，O~3.0%的缓蚀剂，O~2%的醇胺类的碱性剂。其中，非离子表面活性剂选用壬基酚聚氧乙烯醚系列乳化剂和斯潘系列乳化剂，防锈剂选用石油磺酸盐。因配方中不含磷酸盐、亚硝酸盐，硅酸盐等成分，环境危害相对小。但是，由于该产品使用以矿物油为基础油，洒落在土壤中，很难降解，造成土壤，水源及周围环境的污染，同时添加大量的烷基酚类表面活性剂和乙醇胺碱性剂，对人体及环境也造成较大的危害。
[0007]US6063744介绍了一种采棉机或收割机械中锭子的清洗和润滑功能液，组成包括不饱和脂肪酸阴离子表面活性剂，乙二醇醚，醇溶剂，非离子表面活性剂，胺类共表面活性剂，多元羧酸，并使用碱性试剂调节pH值。其中，非离子表面活性剂选自烷氧基酚类表面活性剂，胺类表面活性剂选自链烷醇酰胺，多元羧酸作为酰化试剂。这种清洗液以水为基础液，不使用石油馏分，不会造成棉花和土壤的污染。但目前，市场用户普遍认可的采棉机清洗液依旧是油基乳化液，该发明的清洗润滑功能液在市场并未见到。
[0008]目前，国产采棉机已经达到市场占有率的70%以上，但国内采棉机清洗剂仍主要以采棉机制造商Deere和CASE提供。目前，未见国内的采棉机清洗剂合格产品。
[0009]究其原因，由于工况的特殊性,采棉机工作对清洗剂的性能要求很高。采棉机清洗剂储槽无搅拌混合装置，要求清洗剂必须具备较强的自乳化力，在无需震荡或搅拌的条件下，遇水即可形成均匀乳液；在采棉机清洗剂储槽底部出口有很细的过滤装置，要求清洗剂乳液无挂壁、无未溶解的乳块颗粒；采棉工况要求随时清洗摘锭上的尘土、汁液、润滑脂和棉绒，要求清洗剂润湿性强、润滑性好，对油脂及杂质的增溶性、清洗性好；乳化液配制需随时随地取水，要求清洗剂具有耐硬水的普遍适用性；采棉机摘锭是一个高速摘棉、脱棉的循环，要求清洗剂对摘锭采棉和脱棉有良好的帮助。
[0010]因此，采棉机清洗剂对其组成的表面活性剂的性能要求很苛刻，必须同时满足以上性能要求，目前国内的清洗剂难以满足采棉机工况要求。
【发明内容】
[0011]本发明提供了一种采棉机清洗剂组合物及包含该组合物的乳化液。
[0012]本发明的采棉机清洗剂组合物包括复合乳化剂和主要量的基础油，所述复合乳化剂为脂肪酸酯乙氧化物、脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基乙二胺三乙酸的混合物，所述基础油选自植物油、环氧化植物油和生物柴油中的一种或多种。
[0013]所述脂肪酸酯乙氧化物是由C12-C20脂肪酸与环氧乙烷低聚物反应后制备得到，所述的C12-C20脂肪酸，可以是饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸，优选月桂酸、豆蘧酸、棕榈酸、亚油酸、油酸、亚麻酸和硬脂酸中的一种或多种，最优选棕榈酸、油酸、亚油酸和硬脂酸中的一种或多种。所述环氧乙烧低聚物的分子量优选200、400、600，最优选400、600。所述脂肪酸酯乙氧化物优选月桂酸酯乙氧化物、棕榈酸酯乙氧化物、油酸酯乙氧化物和硬脂酸酯乙氧化物中的一种或多种，最优选棕榈酸酯乙氧化物和/或油酸酯乙氧化物。所述脂肪酸酯乙氧化物可以选用市售商品，例如海安化工公司生产的牌号为PEG ML、PEG OL产品。
[0014]所述脂肪醇聚氧乙烯醚为C8-C20脂肪醇与环氧乙烷低聚物反应后制备得到，所述的脂肪醇优选C12-C18脂肪醇，最优选C14-C16脂肪醇。所述环氧乙烷低聚物的分子量优选200、400、600，最优选400、600。所述脂肪醇聚氧乙烯醚优选月桂醇聚氧乙烯醚、十四醇聚氧乙烯醚、十六醇聚氧乙烯醚、十八醇聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚和亚油醇聚氧乙烯醚中的一种或多种；最优选月桂醇聚氧乙烯醚、十四醇聚氧乙烯醚和十六醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。所述脂肪醇聚氧乙烯醚的市售商品可以选用海安化工公司生产的M0A3、M0A5、M0A7、M0A9、MOA15、M0A20，蓝星化工公司生产的 AE03、AE05、AE08、AE09、AEO15、AE020、0-3、0-5、0-8、0-9、0-10、0-15、0-20，优选 M0A3、M0A5、M0A9、M0A15、AE03、AE09、AE015、0-3、0_8、
0-10和0-15中的一种或多种。
[0015]所述烷基乙二胺三乙酸为C10-C20烷基乙二胺三乙酸，可选月桂基乙二胺三乙酸、十四烷基乙二胺三乙酸、十六烷基乙二胺三乙酸和十八烷基乙二胺三乙酸中的一种或多种，所述烷基乙二胺三乙酸优选C12-C16烷基乙二胺三乙酸，最优选月桂基乙二胺三乙酸和/或十六烷基乙二胺三乙酸。所述烷基乙二胺三乙酸可以选用市售商品，例如北京星火表面活性剂研究所的N-十二烷基乙二胺三乙酸，武汉合中生化制造有限公司的N-十六烷基乙二胺三乙酸。
[0016]所述复合乳化剂中脂肪酸乙氧化物、脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基乙二胺三乙酸之间的质量比为 1:0.1-1.0:0.05-0.5，优选 1:0.2-0.8:0.08-0.3，最优选 1:0.3-0.5:0.1-0.2。
[0017]所述复合乳化剂占组合物总质量的I~40%，优选3-30%，最优选5_20%。
[0018]所述基础油选自植物油、环氧化植物油和生物柴油中的一种或多种，优选OE⑶30IB生物降解性大于80%的植物油、环氧化植物油和生物柴油中的一种或多种。
[0019]所述植物油选自轧制植物油和/或经过精制处理的再生植物油，优选亚麻油、葵花籽油、菜籽油、大豆油、棕榈油、棉籽油、玉米油和橄榄油中的一种或多种，最优选葵花籽油、大豆油、棕榈油和棉籽油中的一种或多种。
[0020]所述环氧化植物油为植物油与环氧乙烷和/或环氧丙烷进行环氧化反应后制备得到的环氧化植物油，优选环氧化葵花籽油、环氧化菜籽油、环氧化大豆油、环氧化棕榈油、环氧化棉籽油和环氧化玉米油中的一种或多种，最优选环氧化葵花籽油、环氧化大豆油、环氧化棕榈油和环氧化棉籽油中的一种或多种。
[0021 ] 所述生物柴油选自以动植物油脂和/或再生油脂为原料与甲醇和/或乙醇发生酯交换反应生成的脂肪酸单烷基酯，优选以亚麻油、葵花籽油、菜籽油、大豆油、棕榈油、棉籽油、玉米油、橄榄油和再生植物油中的一种或多种与甲醇发生酯交换反应生成的脂肪酸甲酯，最优选以亚麻油、大豆油、棕榈油、棉籽油和再生植物油与甲醇发生酯交换反应生成的脂肪酸甲酯或它们的混合物。
[0022]所述基础油优选所述植物油和/或再生植物油与所述生物柴油的混合基础油，如亚麻油、葵花籽油、菜籽油、大豆油、棕榈油、棉籽油、玉米油和橄榄油中的一种或多种与生物柴油的混合基础油，最优选亚麻油、大豆油、棕榈油和棉籽油中的一种或多种与生物柴油的混合基础油。
[0023]所述混合基础油中植物油和/或再生植物油与生物柴油的质量比为95:5~50:50，优选 90:10 ~60:40，最优选 85:15 ~70:30。
[0024]本发明所述组合物中还可以加入其它功能添加剂，例如防锈剂、减磨剂等。
[0025]所述的防锈剂选自C12-C18羧酸和/或C12-C18羧酸的多元醇酯，所述C12-C18羧酸的多元醇酯优选C12-C18羧酸的山梨糖醇酯、季戊四醇酯。所述防锈剂可以举出的例子包括油酸、亚油酸、亚麻酸、十二烯基丁二酸、十二烯基丁二酸丁二醇单酯、山梨糖醇单油酸酯和季戊四醇单油酸酯中的一种或多种，优选油酸、十二烯基丁二酸、十二烯基丁二酸丁二醇单酯和山梨糖醇单油酸酯中的一种或多种，其加入量为组合物总质量的0.01%-5%，优选 0.03%-2%。
[0026]所述的减磨剂选自C12-C18的脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪醇和二聚酸中的一种或多种，例如油酸、油酸甲酯、油酸二乙醇酯、月桂醇、十四醇、十六醇、十八醇、油醇、亚油醇、亚油酸二聚酸和油酸二聚酸中的一种或多种，优选脂肪酸多元醇酯和/或二聚酸，最优选油酸乙二醇酯和/或油酸二聚酸，其加入量为组合物总质量的0.01%-5%，优选0.05-2%。
[0027]本发明采棉机清洗剂组合物是将上述复合乳化剂和基础油混合搅拌后制备得到。
[0028]本发明采棉机清洗剂组合物性能稳定、澄清透明，具有很好的生物降解性，不污染棉花与土壤，与环境和人体友好，与水形成非常稳定的乳化液，具有耐硬水的优良特性，常温静置10天不出现析油或分层现象，可连续或间隔使用，具有优秀的清洗、润湿、防锈、抗磨损及采棉、脱棉效果。
[0029] 本发明还提供了一种乳化液，包括上述采棉机清洗剂组合物和水，所述组合物在乳化液中的质量分数为0.1~5%，优选0.5~2%。所述乳化液适合用于采棉机液压清洗、润湿系统。
[0030]本发明乳化液具有优良的清洗、润湿、防锈、抗磨损及采棉、脱棉性能。
【具体实施方式】
[0031]在以下实施方式中提到的百分比，均为质量百分比，特别说明除外。
[0032]下面通过实例进一步说明本发明，但本发明并不限于此。
[0033]原料来源及性质:
[0034]亚麻油的40°C粘度为24.26mm2/s、粘度指数207、浊点-10°C、开口闪点295°C，河北金谷油脂有限公司；
[0035]葵花籽油的40°C粘度为28.32mm2/s、粘度指数188、浊点_6°C、开口闪点305°C，河北金谷油脂有限公司；
[0036]再生大豆油的40°C粘度为31.52mm2/s、粘度指数175，浊点_3°C、开口闪点315°C，河北金谷油脂有限公司；
[0037]生物柴油的40°C粘度为4.18mm2/s、凝点_6°C，开口闪点165°C，河北金谷油脂有限公司；
[0038]100SN 基础油的 100°C粘度为 3.992mm2/s、4(TC粘度为 20.56mm2/s、粘度指数 81、倾点_15°C、开口闪点236°C，燕山石化公司炼油厂；
[0039]N-十六烷基乙二胺三乙酸，武汉合中生化制造有限公司；
[0040]N-十二烷基乙二胺三乙酸，北京星火表面活性剂研究所；
[0041]脂肪酸乙氧化物(PEG系列):江苏海安石油化工有限公司；
[0042] 脂肪醇聚氧乙烯醚(Μ0Α系列):江苏海安石油化工有限公司；
[0043]脂肪醇聚氧乙烯醚(ΑΕ0系列、O系列):河北蓝星化学助剂有限公司；
[0044]油酸乙二醇酯:兰州炼化公司；
[0045]油酸三乙醇胺:河北蓝星化学助剂有限公司；
[0046]十二烯基丁二酸丁二醇单酯:无锡南方石油添加剂有限公司；
[0047]失水山梨醇油酸酯(司盘-80):国药集团北京试剂公司；
[0048]壬基酚聚氧乙烯醚:河北蓝星化学助剂有限公司；
[0049]实施例1
[0050]取亚麻油和生物柴油按80:20的质量比备好，加入带搅拌装置的调合釜中，25°C搅拌30分钟，再按表1配比加入复合乳化剂棕榈酸酯乙氧化物、十四醇聚氧乙烯醚，十六烷基乙二胺三乙酸，然后25°C搅拌40分钟，过滤得到采棉机清洗剂组合物。
[0051]实施例2
[0052]取亚麻油和生物柴油按80:20的质量比备好，加入带搅拌装置的调合釜中，25°C搅拌30分钟，再按表1配比加入复合乳化剂棕榈酸酯乙氧化物、十四醇聚氧乙烯醚，十六烷基乙二胺三乙酸、防锈剂十二烯基丁二酸、减摩剂油酸乙二醇酯，然后25°C搅拌40分钟，过滤得到采棉机清洗剂组合物。
[0053]实施例3
[0054]取棉籽油和生物柴油按80:20的质量比备好，加入带搅拌装置的调合釜中，25°C搅拌30分钟，再按表1配比加入复合乳化剂棕榈酸酯乙氧化物、十四醇聚氧乙烯醚，月桂基乙二胺三乙酸、防锈剂十二烯基丁二酸丁二醇单酯，减摩剂油酸乙二醇酯，然后25°C搅拌40分钟，过滤得到采棉机清洗剂组合物。
[0055]实施例4
[0056]取经过脱臭、脱酸精制处理的再生大豆油与生物柴油按77:23的质量比备好，加入带搅拌装置的调合釜中，25°C搅拌30分钟，再按表1配比加入复合乳化剂油酸酯乙氧化物、十二醇聚氧乙烯醚、月桂基乙二胺三乙酸，防锈剂十二烯基丁二酸丁二醇单酯、减摩剂油酸二聚酸，然后25°C搅拌40分钟，过滤得到采棉机清洗剂组合物。
[0057]实施例5
[0058]取棉籽油和生物柴油按80:20的质量比备好，加入带搅拌装置的调合釜中，25°C搅拌30分钟，再按表1配比加入复合乳化剂油酸酯乙氧化物、十四醇聚氧乙烯醚，月桂基乙二胺三乙酸、防锈剂十二烯基丁二酸丁二醇单酯，然后25°C搅拌40分钟，过滤得到采棉机清洗剂组合物。
[0059]对比例I
[0060]取40°C粘度在18~24mm2/s之间的矿物基础油100SN加入带搅拌装置的调合釜中，再按表1配比加入复合乳化剂油酸酯乙氧化物、十四醇聚氧乙烯醚，月桂基乙二胺三乙酸，然后25°C搅拌60分钟，过滤得到对比组合物。
[0061]对比例2
[0062]取棉籽油和生物柴油按80:20的质量比备好，加入带搅拌装置的调合釜中，25°C搅拌30分钟，按表1配比加入复合乳化剂油酸酯乙氧化物、十二醇聚氧乙烯醚，十二烯基丁二酸丁二醇单酯、减摩剂油酸乙二醇酯，然后25°C搅拌60分钟，过滤得到对比组合物。
[0063]对比例3
[0064]取亚麻油和生物柴油按80:20的质量比备好，加入带搅拌装置的调合釜中，25°C搅拌30分钟，再按表1配比加入复合乳化剂棕榈酸酯乙氧化物、十四醇聚氧乙烯醚、油酸三乙醇胺，防锈剂十二烯基丁二酸、减摩剂油酸乙二醇酯，然后25°C搅拌60分钟，过滤得到对比组合物。
[0065]对比例4
[0066]取亚麻油和生物柴油按80:20的质量比备好，加入带搅拌装置的调合釜中，25°C搅拌30分钟，再按表1配比加入乳化剂山梨醇油酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚，助乳化剂乙二醇，防锈剂十二烯基丁二酸，然后25°C搅拌40分钟，过滤得到对比组合物。
[0067]对比例5
[0068]取市售Deere公司的采棉机清洗剂spindle cleaner,对比理化性能。
[0069]实施例1-5及对比例1-4中各组分的质量百分含量见表1，实施例1-5及对比例
1-5的理化性能见表3。
[0070]评价清洗剂的自乳化性、乳化液稳定性和采棉、脱棉性能采用自建方法。自建方法是经多次筛选试验后确定的，重复性和准确性好。
[0071]评定清洗剂自乳化性的自建方法为:取ImL清洗剂放入10mL具塞量筒，取99mL自来水沿量筒壁缓慢加入量筒。至全部加完后，不能搅拌或震荡，静置5min，观察混合液的状态，然后将混合液倒出，观察量筒壁是否有挂壁现象、量筒底部是否有油皂未乳化溶解。
[0072]表1
[0073]
【权利要求】
1.一种采棉机清洗剂组合物，包括复合乳化剂和主要量的基础油，所述复合乳化剂为脂肪酸酯乙氧化物、脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基乙二胺三乙酸的混合物，所述基础油选自植物油、环氧化植物油和生物柴油中的一种或多种。
2.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述脂肪酸酯乙氧化物是由C12-C20脂肪酸与环氧乙烷低聚物反应后制备得到。
3.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述脂肪酸酯乙氧化物为月桂酸酯乙氧化物、棕榈酸酯乙氧化物、油酸酯乙氧化物和硬脂酸酯乙氧化物中的一种或多种。
4.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为C8-C20脂肪醇与环氧乙烷低聚物反应后制备得到。
5.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为月桂醇聚氧乙烯醚、十四醇聚氧乙烯醚、十六醇聚氧乙烯醚、十八醇聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚和亚油醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。
6.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述烷基乙二胺三乙酸为C10-C20烷基乙二胺三乙酸。
7.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述烷基乙二胺三乙酸为C12-C16烷基乙二胺三乙酸。
8.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述复合乳化剂中脂肪酸乙氧化物、月旨肪醇聚氧乙烯醚和烷基乙二胺三乙酸之间的质量比为1:0.1-1.0:0.05-0.5。
9.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述复合乳化剂占组合物总质量的I~40%。
10.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述基础油为0ECD301B生物降解性大于80%的植物油、环氧化植物油和生物柴油中的一种或多种。
11.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述植物油选自轧制植物油和/或经过精制处理的再生植物油。
12.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述环氧化植物油为植物油与环氧乙烷和/或环氧丙烷进行环氧化反应后制备得到的环氧化植物油。
13.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述生物柴油选自以动植物油脂和/或再生油脂为原料与甲醇和/或乙醇发生酯交换反应生成的脂肪酸单烷基酯。
14.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述基础油优选所述植物油和/或再生植物油与所述生物柴油的混合基础油，所述混合基础油中植物油和/或再生植物油与生物柴油的质量比为95:5~50:50。
15.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物中加入防锈剂，其加入量为组合物总质量的0.01%-5%。
16.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物中加入减磨剂，其加入量为组合物总质量的0.01%-5%。
17.一种乳化液，包括权利要求1-16之一所述的采棉机清洗剂组合物和水，所述组合物在乳化液中的质量分数为0.1~5%。
【文档编号】C10N30/06GK104178287SQ201310192283
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年5月22日 优先权日:2013年5月22日
【发明者】韩恒文, 段庆华, 李勇 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院