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文档简介

汽车屏风清洗液的研制

1有机污染物的去除随着汽车使用和相关维修行业的发展,对汽车玻璃清洁溶液的要求也越来越高。对于夏季使用的汽车挡风玻璃清洗液来说,除要具有清洁挡风玻璃表面污物的能力之外,还需要具有润滑性、防腐蚀、抗静电、快速干燥、不留渍迹的功能。我国对汽车挡风玻璃清洗液研究起步较晚,整体水平不高。使用劣质的夏季挡风玻璃清洗液不仅会损伤挡风玻璃、溶胀橡胶和塑料,腐蚀金属部件,污损汽车漆面,更严重时还会阻碍驾驶员视线,进而导致交通事故发生。在夏季,暴露在外面的汽车挡风玻璃会累积较多的污物,一种有效的夏季玻璃清洗液应该能够去除各种各样的污物,包括无机污物和有机污物。具体来说,典型的无机污物包括泥土、灰尘、尘垢、砂砾、炭烟颗粒和酸雨沉积物;典型的有机污物包括油脂、沥青、虫胶、树胶和鸟粪。无机污物通常可以采用物理作用(雨刷器左右刮摆)与化学作用(夏季挡风玻璃清洗液)相配合的方法从挡风玻璃表面有效地去除,但是传统的夏季挡风玻璃清洗液却不能将有机污物从挡风玻璃表面有效地去除。清洗有机污物的第一步是清洗液润湿挡风玻璃表面,使得在玻璃表面铺开的有机污物卷缩起来;第二步就是有机污物的去除,即润湿了玻璃表面的清洗液把卷缩的有机污物顶替下来。近年,Dannenhauer等采用酶制剂替代表面活性剂的方法来去除挡风玻璃表面的有机污物,但是受到酶活性随环境和时间变化导致活性下降以及酶活性对虫胶去除能力较弱的影响,该方法不能满足对有机污物有效去除的要求;Bakalar采用疏水剂将挡风玻璃表面修饰上一层疏水性膜,进而保护挡风玻璃,但是这种方法也不能有效去除挡风玻璃表面的有机污物。夏季汽车挡风玻璃清洗液在有效清洁玻璃表面污物的同时,还需要尽快的在玻璃表面干燥,减少对驾驶员视线的影响,也不应在干燥后的玻璃表面留有明显渍迹。水是夏季汽车挡风玻璃清洗液的主要成分,但由于水的表面张力较大,使得水不能润湿铺展在挡风玻璃表面。在汽车行驶过程中,雨刷器的左右刮摆会造成清洗液在挡风玻璃表面不均匀地分散,进而影响驾驶员的视线,同时也会加剧雨刷器与挡风玻璃表面之间的摩擦。目前,国内市场上的挡风玻璃清洗液通常是通过加入较多量的表面活性剂来降低水的表面张力,提高清洗液在玻璃表面的润湿铺展性,但是过多地使用表面活性剂,一方面会加大清洗液的黏稠度,在挡风玻璃表面形成一层厚厚的液膜,减慢了清洗液在挡风玻璃表面的干燥速度;另一方面表面活性剂较多量地使用会产生眩光效果,且清洗液干后会在挡风玻璃表面留有明显的白色渍迹。这些都会对驾驶员的驾驶造成不良影响。本文介绍在满足润滑性、防腐蚀和抗静电条件的同时,通过引入具有特殊结构的非离子表面活性剂、有机硅聚醚化合物、水溶性一元醇,水溶性多元醇醚和胺类物质,开发出具有高效有机污物清洁力、快的玻璃表面干燥速度和干后不留明显渍迹的夏季汽车挡风玻璃清洗液。2夏季汽车玻璃清洁准备和实验方法2.1原料的制备夏季汽车挡风玻璃清洗液制备流程包括以下步骤:按照各物质的质量比,将水溶性一元醇和去离子水混合均匀后投入到反应釜内,依次加入非离子表面活性剂、水溶性多元醇醚和有机硅聚醚化合物于反应釜内,室温下匀速搅拌1h后,再在反应釜中加入胺类物质,继续搅拌直至反应釜内的原料混合均匀。2.2玻璃片质量的测定首先,将尺寸为5cm×2.5cm×0.2cm的玻璃片用去离子水清洗干净,在100℃下烘干,称量得到玻璃片质量m0。随后,将清洗干净后的玻璃片浸没于按照表1配制好的标准有机污物中2s,使得标准有机污物涂覆在玻璃片的两面,在50℃下干燥2h后,称量得到玻璃片质量m1。然后,在500mL的干净烧杯中倒入300mL的测试试液,用夹子竖直夹住涂覆有标准有机污物的玻璃片,垂直浸没于测试试液中,在磁子转速为2000r/min的条件下保持5min,取出玻璃片后用去离子水冲洗并在50℃下干燥1h,称量得到玻璃片质量m2。最后,计算得到测试试液的清洁力为:2.3测试液干燥速度测定将尺寸为50cm×50cm的玻璃表面用去离子水擦洗干净,自然晾干,然后用喷雾器将10g测试液(m)喷射到竖直放置的干净玻璃表面,有效喷射面积(S)为132cm2,喷射距离为15cm,随后用秒表记录测试试液从喷射到玻璃表面到其在玻璃表面完全干燥的时间(t),并计算测试试液的干燥速度v为:同时,观察测试液完全干燥后在玻璃表面的渍迹情况。3提出了大量的新产品,包括聚氧乙烯醚和丙烯酸类物质夏季汽车挡风玻璃清洗液采用非离子表面活性剂、有机硅聚醚化合物、水溶性一元醇、水溶性多元醇醚和胺类物质相结合的配伍方法。其中,非离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚。脂肪醇聚氧乙烯醚是从C13异构醇聚氧乙烯醚中选取了聚氧乙烯醚数5~9中的A1、A2、A3,脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚是从C10~C12直链脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中选取了聚氧乙烯醚数6~8,聚氧丙烯醚数4~9中的B1、B2、B3。同时,为了提升水的润湿性和铺展性,使其呈一层薄薄的液层覆盖在汽车挡风玻璃表面,进而加快水在汽车挡风玻璃表面的干燥速度,引入了有机硅聚醚化合物,从聚醚接枝聚二甲基硅氧烷、聚醚-聚二甲基硅氧烷共聚物和聚醚接枝三硅氧烷中选取了C1、C2、C3。水溶性一元醇从C1~C3的一元醇中选取了D1、D2、D3。水溶性多元醇醚包括乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇二甲醚和二丙二醇单丁醚,并从其中选取了E1、E2、E3。胺类物质采用了氨水、一乙醇胺、二乙醇胺,三乙醇胺、吗啉,异喹啉、咪唑啉、六亚甲基四胺和环己胺,并从其中选取了F1、F2、F3。将这些非离子表面活性剂、有机硅聚醚化合物、水溶性一元醇、水溶性多元醇醚和胺类物质结合起来筛选,同时考虑清洁力、干燥速度、干后渍迹情况及环境影响等问题。为了研究选取的非离子表面活性剂、有机硅聚醚化合物、水溶性一元醇、水溶性多元醇醚和胺类物质对夏季汽车挡风玻璃清洗液综合性能的影响,分别将选取的各组分与去离子水进行复配,考察组分的选取及选取组分的加入量对玻璃表面清洁力、干燥速度和干后渍迹的影响,进而得到最优的夏季汽车挡风玻璃清洗液配比。部分配方组合及其相关比例如表2所示,其在玻璃表面的清洁力、干燥速度和干后渍迹实验结果见表3。从表3中可以发现,与其它6个测试液配方相比,配方3号和4号具有更优的清洁力,更快的干燥速度和更少的干后留渍。其中,配方4号的相关性能指标还要优于配方3号。为了证明配方4号的综合性能优于市场上常规销售的夏季汽车挡风玻璃清洗液,进一步对市场上常见的两种夏季挡风玻璃清洗液进行了对比清洁力、干燥速度和干后渍迹实验。对比试验结果如表3所示。实验结果表明,配方4号与市场上销售的长城牌和龟牌夏季用汽车挡风玻璃清洗液相比,具有更优的清洁力、更快的干燥速度和干后无明显渍迹的性能。将配方4号按照汽车风窗玻璃清洗液GB/T23436—2009标准中对金属、橡胶、塑料和有机涂膜的要求以及相应的实验方法进行了测试实验,具体地金属、橡胶、塑料和有机涂膜性能指标数据分别如表4-7所示。通过对配方4号进行金属腐蚀性检验、橡胶影响检验、塑料影响检验、汽车有机涂膜影响检验,实验结果表明,配方4号对金属、橡胶、塑料和汽车有机涂膜具有优异的保护性能。本夏季汽车挡风玻璃清洗液通过各组分的有机结合,由异构十三醇聚氧乙烯醚和直链醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚组合而成的非离子表面活性剂以其特殊的结构不仅具有优异的有机污物清洁能力,还具有润湿玻璃表面的效果。有机硅聚醚化合物特有的表面超级润湿性可以很好地将非离子表面活性剂、水溶性一元醇和水溶性多元醇醚润湿铺展在玻璃表面,促进了它们与玻璃表面有机污物的接触,提高了清洗液的清洁力,也极大地降低了水的表面张力,可以加速清洗液在玻璃表面的干燥速度。水溶性一元醇和水溶性多元醇醚的协同作用有效地减少了清洗液在玻璃表面的留渍。它们与非离子表面活性剂一起可以溶解玻璃表面的有机污物,提高清洗液整体的清洁力,还可以与有机硅聚醚化合物一起加快清洗液的挥发速度。胺类物质对清洗液接触的铝、黄铜和镀锌钢板有良好的保护作用,同时其弱碱性能够有助于清洗液溶解玻璃表面的有机污物。本夏季汽车挡风玻璃清洗液在不损伤挡风玻璃表面及其周围的金属、橡胶、塑料和漆面部件前提下,可以有效地去除挡风玻璃上的有机污物,同时能够快速的在玻璃表面干燥,不阻挡驾驶员视线,且干燥后不留下明显渍迹。并且与现有技术中常用的玻璃清洗液相比,本夏季汽车挡风玻璃清洗液具有更优的清洁力、更快的干燥速度和干后无明显渍迹的性能。4汽车日照时数和干后渍迹的有效保护(1)将非离子表面活性剂、有机硅聚醚化合物、水溶性一元醇、水溶性多元醇醚、胺类物质和去离子水进行复配,得到了夏季汽车挡风玻璃清洗液,其在不损伤汽车挡风玻璃表面及其周围的金属、橡胶、塑料和漆面部件的前提下,可以有效地去除挡风玻璃上的有机污物,同时能

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