一种洗车液及其制备方法与流程

本发明涉及汽车清洁和护理，尤其涉及一种洗车液及其制备方法。

背景技术：

1、车辆在空气中暴露，空气中的灰尘和颗粒物会附着在车辆表面。这些颗粒物与空气中的氧气和水分反应，形成一层氧化层，使车辆表面逐渐失去光泽。此外，雨水或空调水汽也会吸附在车辆的金属表面，干燥后形成污垢。这些污垢不仅影响车辆的外观和光泽度，还会对车辆的部件和电路造成腐蚀和损害。另外，人们身上携带的细菌在接触车辆后也容易停留在车上，不容易被清除掉，导致车辆变脏。因此，定期洗车对于保持车辆外观和价值至关重要。

2、荷叶效应是一种自然现象，即荷叶表面具有超疏水性，水滴在荷叶表面会形成水珠迅速滑落，不易停留。荷叶效应的疏水性是由于荷叶表面具有粗糙的微观结构和疏水的表皮蜡，这些结构使得水滴在荷叶表面形成球形，并能够防止被污水污染，这种特性使得荷叶能够自清洁，并保持其清洁外观。洗车液可以借鉴这种效应，通过添加相应的表面活性剂和添加剂，使洗车液具有超疏水性，从而在清洗过程中更容易去除污垢和泥渍，并且水滴可以在车身上迅速滑落，不会残留水分，进而提高清洗效率和质量。此外，这种洗车液还可以形成一层保护膜，这层保护膜可以保护车漆免受外界环境的侵蚀和损害，从而延长车漆的使用寿命。

3、申请公开号为cn107881024a的中国专利文献公开了一种汽车挡风玻璃清洁剂及其制备方法，但是其配方中含有大量的含氟表面活性剂（10～15%），易对环境造成污染；申请公开号为cn109055057a的中国专利文献公开了一种疏水抗污自清洁洗车粉和洗车液，使用时需要先将洗车粉溶于水中，如果不充分搅拌分散均匀，洗车后附着在车体上成膜性不好，且会影响挡风玻璃及车窗的可视度。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种洗车液，在清洗去除车辆表面污垢的同时，在车身表面形成疏水保护膜，形成“荷叶效应”，从而提升车辆抗污性和自洁性。

2、本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种洗车液，所述洗车液包括以重量份计的如下组分：

3、硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒0.5-3份、乙醇10-50份、羟基丙烯酸树脂5-10份、硅烷偶联剂2-5份、表面活性剂25-40份、螯合剂1-10份、二甲基硅油5-10份，去离子水80-150份。

4、硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒，其表面具有疏水性官能团，可用于制备防水涂层。当这种涂层应用于材料表面时，会形成一层密集的防水膜，具有超疏水性，使水滴在表面呈现高度球状，并迅速滚落，有效防止水分渗透。同时，由于硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒的纳米级尺寸和良好的表面效应，可以改善涂层的物理和化学性质，提高涂层的防水性能和耐久性。此外，硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒防水膜还具有透明性，不会改变涂抹表面的颜色和外观，适用于各种材料的防水处理。

5、羟基丙烯酸树脂，具有优异的成膜性能，可以通过涂抹、喷涂等方法在车辆表面形成一层透明的薄膜，并且能修补车漆的微小划痕，从而提供良好的防护效果。相较于直接让硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒在汽车表面成膜，加入羟基丙烯酸树脂能够起到支撑连接的作用，提高硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒分布的均匀性以及附着的紧密性，使其不易脱落。

6、硅烷偶联剂是具有两不同性质官能团的物质，分子结构式一般为y-r-si(or)3，其中y为有机官能基，sior为硅烷氧基。硅烷氧基是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应，有机官能基是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。因此，偶联剂被称作“分子桥”，当硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，可形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层，从而改善无机物与有机物之间的界面作用

7、本技术的洗车液在使用时，均匀喷涂到车身表面，羟基丙烯酸树脂在车身表面形成一层有机保护膜，硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒则通过硅烷偶联剂的“分子桥”作用，分布在羟基丙烯酸树脂有机薄膜上，提升薄膜的疏水自清洁性能。

8、本技术的洗车液是通过两种效果使车身获得疏水表面：纳米颗粒表面的疏水基团和车身表面薄膜微观结构粗糙度的增强。一方面，硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒表面有疏水基团，疏水基团会倾向于远离水分子，进而降低其与水的接触面积，这种排斥作用使得水在硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒的表面形成球状并迅速滚落，从而带走灰尘和污渍；另一方面，硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒分布在羟基丙烯酸树脂有机薄膜上，能够从微观层面提升薄膜的粗糙度，即在薄膜表面形成纳米级别的凹凸结构，这些凹凸结构可以使液体无法充分接触到物体表面，从而实现疏水效果。

9、所述硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒制备方法为：将sio2纳米颗粒暴露于含有硅烷的溶液中，硅烷与sio2纳米颗粒的表面发生反应，从而在颗粒表面引入疏水性基团。

10、经过硅烷疏水改性处理后，sio2纳米颗粒通常会显示出对水的排斥性，也就是说它们具有疏水性质。这种疏水性质可以使得这些颗粒在水中的分散性得到改善，防止它们发生团聚，并且能增强它们在湿润环境中的稳定性。

11、在以上技术方案的基础上，优选的，所述硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒由sio2纳米颗粒、硅烷混合加热反应制备得到。

12、在以上技术方案的基础上，优选的，所述硅烷为正辛基三甲氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、乙氧基二甲基乙烯基硅烷、甲氧基三甲基硅烷和甲氧基二甲辛基硅烷中的一种或多种。

13、硅烷与sio2纳米颗粒表面的反应机理主要是硅烷中的硅羟基与sio2纳米颗粒表面的羟基发生缩合反应，形成共价键合，从而将硅烷分子固定在sio2纳米颗粒表面。同时，硅烷分子中的疏水基团也会在改性处理过程中暴露出来，从而赋予sio2纳米颗粒疏水性质。

14、在以上技术方案的基础上，优选的，所述硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒的粒径为15-50nm。

15、硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒的粒径越小，具有比表面积更大，表面能更高，可以提供更好的疏水效果。但是，纳米颗粒的粒径过小的可能会导致团聚现象，影响其分散性和稳定性，从而影响成膜的品质。

16、在以上技术方案的基础上，优选的，所述羟基丙烯酸树脂的数均分子量为3000-4000。

17、羟基丙烯酸树脂的分子量大小直接影响其性能和应用。较低分子量的树脂具有较好的流动性，可以方便地加工和形成各种形状；而较高分子量的树脂则具有较好的硬度及耐化学品性能。

18、在以上技术方案的基础上，优选的，所述硅烷偶联剂为四甲氧基硅烷和或四乙氧基硅烷。

19、四甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷可以与多种无机物和有机物兼容，可以用于处理各种不同类型的材料，这使得它们在处理不同种类的复合材料时表现出良好的通用性；并且，这两种化合物都具有较好的耐候性和耐腐蚀性，可以在恶劣的环境条件下保持稳定的性能，这使得它们在户外应用中表现出良好的耐久性，如建筑外墙、汽车外壳等；此外，相对于其他有机化合物，四甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷的毒性较低，也易于降解，对环境和人体健康的负面影响较小。

20、在以上技术方案的基础上，优选的，所述表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱和/或脂肪醇聚氧乙烯醚。

21、椰油酰胺丙基甜菜碱是一种两性离子表面活性剂，在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性，分别呈现阳和阴离子性，常与阴、阳离子和非离子表面活性剂并用，它刺激性小，易溶于水，对酸碱稳定，泡沫多，去污力强，具有优良的增稠性、柔软性、杀菌性、抗静电性、抗硬水性，并具有良好的起泡效果。

22、脂肪醇聚氧乙烯醚是一种非离子表面活性剂，具有优异的去污能力、抗硬水性能、温和性、抗静电性能和生物降解性，使用脂肪醇聚氧乙烯醚可以有效地去除车身和金属表面的污渍和污垢，同时不刺激皮肤，对环境友好，符合环保可持续发展的要求。在洗车液中添加脂肪醇聚氧乙烯醚可以显著提高洗涤效果，使车身表面更加干净、光亮，同时还可以保护车漆不受损伤。

23、在以上技术方案的基础上，优选的，所述螯合剂为葡萄糖酸钠、乙二胺四乙酸、酒石酸钠和柠檬酸钠中的一种或多种。

24、螯合剂能够与金属离子结合，形成稳定的配合物，从而帮助去除车身表面的污渍和油污。此外，螯合剂还可以改善洗车液的清洗效果，使其更具清洁力和去污能力。

25、本发明还提供了上述技术方案所述洗车液的制备方法，包括如下步骤：

26、s1：依据重量份，将硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒和乙醇添加到超声波均质机中，常温下超声分散后，加入羟基丙烯酸树脂，继续超声分散，得到分散液；

27、s2：依据重量份，将硅烷偶联剂、表面活性剂、螯合剂、二甲基硅油和去离子水添加到搅拌釜中，搅拌混合均匀，搅拌速度不低于200r/min；

28、s3：维持步骤s2的搅拌速度，将步骤s1得到的分散液缓慢滴加到步骤s2的搅拌釜中，滴加完成后继续搅拌，搅拌混合均匀后得到洗车液。

29、超声波均质机是一种使用超声波技术进行均质处理的设备，能够通过超声波的空化作用，对纳米颗粒、乳液、悬浮液、胶体、脂质体和其他样品进行均质化处理。超声波均质机的主要工作原理是，超声波在液体中传播时，会产生一种特有的声压，这种声压达到一定强度时，会使得液体中的气体形成气泡，这些气泡会随着声波迅速膨胀，并随后迅速闭合，形成一个瞬间的高压空间，这种高压可以破坏纳米颗粒的团聚，使得纳米颗粒得以分散。

30、本发明还提供了上述技术方案所述洗车液的使用方法，包括如下步骤：

31、s1：先用清水冲洗车身，除去砂石或泥垢；

32、s2：将洗车液与水按照1:60-120的质量比搅拌稀释后，均匀喷涂于车身表面，静置3-5min，用海绵或湿毛巾将车身均匀擦拭；

33、s3：用清水清洗掉残留的泡沫。

34、本发明的洗车液相对于现有技术具有以下有益效果：

35、（1）通过在洗车液配方中加入硅烷改性处理的硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒，该硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒表面有疏水基团，疏水基团会倾向于远离水分子，进而降低其与水的接触面积，这种排斥作用使得水在硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒的表面形成球状并迅速滚落，从而带走灰尘和污渍；

36、（2）借鉴“荷叶效应”，使用本技术洗车液，在车身表面形成具有硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒分布的羟基丙烯酸树脂有机薄膜，硅烷疏水改性的sio2纳米颗粒能够从微观层面提升薄膜的粗糙度，即在薄膜表面形成纳米级别的凹凸结构，这些凹凸结构可以使液体无法充分接触到物体表面，从而实现疏水效果，进而提升车辆抗污性和自洁性。