清洗剂及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201810867125.2 | 申请日 | 2018-08-01 | 公开(公告)号 | CN108865534B | 公开(公告)日 | 2020-09-18 |
| 申请人 | 三晃树脂(佛山)有限公司; | 发明人 | 宋浩志; 朱镜锋; 谭伟基; 罗镇武; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 清洗剂 及其制备方法，其中清洗剂主要由以下重量份的原料制成： 有机 溶剂 10～30份、乳化剂3～5份、 水 溶性高分子 聚合物 0.5～3份、pH调节剂3～10份和水20～52份，所述 有机溶剂 能与水能互溶。该清洗剂对聚合物垢的剥离能 力 强、清洗效率高，能快速、彻底的清洗 合成 树脂 反应釜，特别适用于不锈 钢 合成树脂反应釜、玻璃钢、塑料等材质制成的树脂储罐的清洗。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种清洗剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：有机溶剂10～30份、乳化剂3～ |
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| 说明书全文 | 清洗剂及其制备方法技术领域背景技术[0002] 合成树脂是通过化学反应形成的高分子聚合物，反应过程通常是在反应釜内进行，且在树脂合成的过程中一般需要给反应釜加热。给反应釜加热是通过反应釜外壁盘管或夹套加热，热量通过反应釜壁传至釜内，因此反应釜壁温度通常高于釜内，进而使得在反应釜壁处形成高分子聚合物的速度比釜内快，有部分聚合物易附着在反应釜壁上。随着反应釜使用时间增加和反应温度的升高，附着在反应釜壁的聚合物由薄到厚，越结越厚而形成难溶和不溶的聚合物硬垢。一方面，聚合物垢严重影响合成树脂反应釜的热传导和交换，使后续树脂合成反应的速度降低，反应时间变长，导致合成树脂质量变坏。另一方面，在合成新树脂时，附着在反应釜壁的聚合物垢中的微量杂质会脱落或浸出，进入反应釜内，对后续合成树脂产生污染，也会造成合成树脂的质量不稳定和变差。因此，需要对反应釜进行清洗除去聚合物垢，以保证反应釜使用时的热传递和合成树脂不被聚合物垢污染。 [0003] 传统的清洗方法是：先用有机溶剂在加热条件下进行浸泡，一定时间后，排出有机溶剂，再用高压水枪冲，最后再由工人下到反应釜内，铲除反应釜壁上的顽固聚合物垢。这种反应釜清洗方法不仅费时(需要加热浸泡数小时)、费事(高压水冲洗无法彻底剥离干净聚合物垢、需人工下釜清理)、耗能(泡釜要加热、泡釜后的有机溶剂回收要蒸馏)，而且易发生安全事故，由于合成树脂的不锈钢反应釜是带有压力的真空的反应锅，只有釜口能通风，釜内通风差、缺氧，且釜内有大量的有机残留气体和聚合物固体垃圾，工人下反应釜进行清洗是非常危险的，很容易发生安全事故。因此，化工合成树脂不锈钢反应釜的清洗一直是合成树脂生产厂家的难题。 发明内容[0004] 基于此，有必要针对合成树脂反应釜清洗困难的问题，提供一种清洗剂，对反应釜壁聚合物垢的剥离能力强、清洗效率高，能快速清洗合成树脂反应釜。 [0005] 一种清洗剂，主要由以下重量份的原料制成：有机溶剂10～30份、乳化剂3～5份、水溶性高分子聚合物0.5～3份、pH调节剂3～10份和水20～52份，所述有机溶剂能与水能互溶。 [0006] 传统的反应釜清洗剂通常是甲苯、二甲苯、丙酮等有机溶剂，其功能单一。有机溶剂清洁反应釜的原理是：有机溶剂在加热条件下使不溶或难溶的聚合物垢表面溶胀，硬垢转为软垢，然后用高压水冲洗使聚合物脱离反应釜壁。但是，合成树脂是由小分子化合物经化学聚合反应生成大分子化合物，一旦形成大分子化合物的聚合物垢将难以被溶剂溶解，仅通过甲苯、二甲苯、丙酮等有机溶剂加热浸泡不能将聚合物垢完全溶解，因此，利用有机溶剂加热浸泡后，再用高压水冲洗仍然不能将聚合物顽垢冲洗脱离反应釜壁，聚合物的顽垢依然紧紧附着在反应釜壁上，唯有工人下到反应釜借用铲等工具将附着在合成树脂反应釜壁的顽垢铲掉，才能最终将反应釜壁的顽垢清除干净。 [0007] 为解决合成树脂不锈钢反应釜清洗难，传统清洁方法费时、费事、耗能的问题，本发明结合合成树脂不锈钢反应釜清洗实践，引入乳化+减阻强流变流体作用原理，通过化学和物理协调作用，直接将反应釜壁的聚合物垢成片剥离的技术构思，在付出大量创造性劳动和清洗多个不锈钢反应釜试验后研发得到上述清洗剂。 [0008] 上述清洗剂以水为主要溶剂，将与水能互溶的有机溶剂、水溶性高分子聚合物、乳化剂和pH调节剂溶解在溶剂中组成清洗剂；其中，互溶在水中的有机溶剂对聚合物垢能够起到溶解、溶胀的作用，乳化剂可以乳化聚合物垢中的顽固胶粒并使其变小，水溶性高分子聚合物使清洗剂具有流变性和减阻性，可以将聚合物垢从反应釜壁剥离，pH调节剂调节清洗剂的pH值使聚合物顽垢容易被乳化和剥离，因此，该清洗剂对合成树脂反应釜壁聚合物垢的剥离能力强、清洗效率高，能快速、彻底的清洗合成树脂反应釜。 [0009] 利用上述清洗剂对合成树脂反应釜进行浸泡，清洗剂中的有机溶剂、乳化剂和水溶性高分子聚合物成分能够协同作用溶胀、乳化、溶解部分聚合物垢，清洗剂进一步渗透到聚合物垢，在水溶性高分子聚合物的减阻和强流变作用下，将聚合物垢成片剥离。排出清洗剂后，用高压水冲洗直接将反应釜壁上的聚合物清理干净，不用人工下釜清洁，同时还能节时、节水、节能，且清洗剂过滤后可以直接回用，节约洗釜成本。上述清洗剂不但能用于不锈钢合成树脂反应釜的清洗，还适用于玻璃钢、塑料等材质制成的树脂储罐的清洗。 [0010] 在其中一个实施例中，所述有机溶剂为15～30份，所述乳化剂为3～4份，所述水溶性高分子聚合物为0.5～1份，所述pH调节剂为3～6份，所述水为30～50份。 [0011] 在其中一个实施例中，所述水溶性高分子聚合物选自聚乙烯醇和聚丙烯酰胺中的至少一种。 [0012] 在其中一个实施例中，所述聚丙烯酰胺的分子量为600万～2000万。 [0013] 在其中一个实施例中，所述有机溶剂选自乙醇、丙酮、乙酯和甲乙酮中的至少一种。 [0014] 在其中一个实施例中，所述乳化剂选自吐温系列乳化剂和异构十三醇聚氧乙烯醚系列乳化剂中的至少一种。 [0015] 进一步地，所述异构十三醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷加成数为10或20。 [0017] 在其中一个实施例中，所述清洗剂的pH值为10～12。 [0018] 本发明另一目的还提供一种上述清洗剂的制备方法，包括以下步骤： [0019] 按照所述清洗剂的原料配方，将所述乳化剂和所述水溶性高分子聚合物加入到所述水中，搅拌至所述乳化剂和所述水溶性高分子聚合物溶解，得到第一混合物； [0020] 往所述第一混合物中加入所述pH调节剂，继续搅拌至混合均匀，得到第二混合物； [0021] 往所述第二混合物中加入所述有机溶剂，混匀，得到所述清洗剂。 [0022] 上述制备方法，操作简单、安全，所需要的设备简单，所得产品质量稳定，易于工业化生产。 具体实施方式[0023] 为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。 [0024] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。 [0025] 本发明一实施方式的清洗剂，主要由以下重量份的原料制成：有机溶剂10～30份、乳化剂3～5份、水溶性高分子聚合物0.5～3份、pH调节剂3～10份和水20～52份，其中有机溶剂与水能互溶。 [0026] 上述清洗剂以水为主要溶剂，将与水能互溶的有机溶剂、水溶性高分子聚合物、乳化剂和pH调节剂溶解在溶剂中组成清洗剂；其中，互溶在水中的有机溶剂对聚合物垢能够起到溶解、溶胀的作用，乳化剂可以乳化聚合物垢中的顽固胶粒并使其变小，水溶性高分子聚合物使清洗剂具有流变性和减阻性，可以将聚合物垢从反应釜壁剥离，pH调节剂调节清洗剂的pH值使聚合物顽垢容易被乳化和剥离，因此，该清洗剂对合成树脂反应釜壁聚合物垢的剥离能力强、清洗效率高，能快速、彻底的清洗合成树脂反应釜。 [0027] 利用上述清洗剂对合成树脂反应釜进行浸泡，清洗剂中的有机溶剂、乳化剂和水溶性高分子聚合物成分能够协同作用溶胀、乳化、溶解部分聚合物垢，清洗剂进一步渗透到聚合物垢，在水溶性高分子聚合物的减阻和强流变作用下，可以将聚合物垢成片剥离。排出清洗剂后，用高压水冲洗直接将反应釜壁上的聚合物清理干净，不用人工清洁，同时还能节时、节水、节能，且清洗剂过滤后可以直接回用，节约洗釜成本。上述清洗剂不但能用于不锈钢合成树脂反应釜的清洗，还适用于玻璃钢、塑料等材质制成的树脂储罐的清洗。 [0028] 在一实施例中，主要由以下重量份的原料制成：有机溶剂15～30份、乳化剂3～4份、水溶性高分子聚合物0.5～1份、pH调节剂3～6份和水30～50份。 [0029] 在一实施例中，水溶性高分子聚合物选自聚乙烯醇和聚丙烯酰胺中的至少一种。 [0030] 可以理解的，聚乙烯醇按水解度可分为超级水解、全水解、部分水解三种类型产品。超级水解其水解度为99％～100％，全水解其水解度为92％～98％，部分水解其水解度为86％～89％和73％～78％以及66％以下。本发明对聚乙烯醇的水解度没有特别限定，也就是说各种水解度的聚乙烯醇均可用。 [0031] 进一步地，聚丙烯酰胺的分子量为600万～2000万之间。可以理解，本发明对聚丙烯酰胺的离子类型没有特别限定，只要分子量位于600万～2000万这个范围之间的各种阴离子、阳离子和非离子聚丙烯酰胺均可。 [0032] 在一实施例中，有机溶剂溶剂选自乙醇、丙酮、乙酯和甲乙酮(又称丁酮)中的至少一种。 [0033] 在一实施例中，乳化剂选自吐温系列乳化剂和异构十三醇聚氧乙烯醚系统乳化剂中的至少一种。 [0034] 具体地，吐温系列乳化剂包括吐温-20、吐温-40、吐温-60和吐温-80等。 [0035] 进一步地，异构十三醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷加成数为10或20。 [0036] 异构十三醇聚氧乙烯醚的分子式为C13H27O(CH2CH2O)nH，其中n为环氧乙烷(EO)加成数，根据n不同，异构十三醇聚氧乙烯醚系列乳化剂包括1303、1305、1306、1307、1308、1310、1312、1315和1320等不同产品。较优地，本发明所用的异构十三醇聚氧乙烯醚为1310和1320，其具有优良的乳化性、润湿性和渗透性。 [0037] 在一实施例中，pH调节剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾和硼酸钠中的至少一种。可以理解，本发明所用的pH调节剂能够提供适合清洗剂乳化聚合物垢的pH值，并且能够促进聚合物垢的剥离。 [0038] 在一实施例中，水可以用自来水、蒸馏水或去离子水。 [0039] 在一实施例中，清洗剂的pH值为10～12。 [0040] 在一实施例中，清洗剂的粘度为8000厘泊～12000厘泊。 [0041] 可以理解，本发明上述清洗剂的粘度范围为8000厘泊～12000厘泊，可以保证清洗剂在反应釜壁的附着力和停留时间，从而清洗剂可以充分渗透到反应釜壁上的聚合物垢内部，利用其流变性将溶解软化后的聚合物垢从反应釜壁剥离。 [0042] 本发明另一实施方式提供一种上述清洗剂的制备方法，具体包括以下步骤： [0043] 按照清洗剂的原料配方，将乳化剂和水溶性高分子聚合物加入到水中，搅拌至乳化剂和水溶性高分子聚合物溶解，得到第一混合物； [0044] 往第一混合物中加入pH调节剂，继续搅拌至混合均匀，得到第二混合物； [0045] 往第二混合物中加入有机溶剂，混匀，即得到清洗剂。 [0046] 如此，严格控制各组分加入到水中的顺序，可以保证各组分充分溶解、相互混匀，从而避免因某此组分不溶或难溶，而影响清洗剂的使用效果。 [0047] 可以理解的，上述清洗剂制备过程中的搅拌步骤均采用低速搅拌对物料进行全面搅拌，达到物料充分、高效的分散。 [0048] 上述制备方法，操作简单、安全，所需要的设备简单，所得产品质量稳定，易于工业化生产。 [0049] 以下为具体实施例 [0050] 本发明所用异构十三醇聚氧乙烯醚乳化剂购自沙索(Sasol)公司，聚丙烯酰胺购自山东同力化工公司，分子量在600万～2000万之间，水为蒸馏水，其他试剂为普通市售； [0051] 清洗剂的粘度采用NDJ-1旋转粘度计进行测定，pH值用酸度计进行测定。 [0052] 实施例1 [0053] 1)一种清洗剂的配方：35份水+30份有机溶剂+3份乳化剂+0.8份水溶性高分子聚合物+6份pH调节剂。 [0054] 2)制备方法： [0055] 准确称取自来水35.0公斤投入不锈钢分散缸内，在搅拌(蝶式搅拌)情况下，称取3.0公斤乳化剂吐温-20加入分散缸中，称取0.8公斤水溶性高分子聚合物PVA-1788加入分散缸，低速搅拌到乳化剂和高分子聚合物完全溶解，再加入6.0公斤pH调节剂碳酸钠，低速搅拌溶解后，加入30.0公斤乙酯有机溶剂，搅匀后包装备用。 [0056] 所得清洗剂呈半透明粘稠液体，测定清洗剂的粘度为11000厘泊和pH值为10.8。 [0057] 实施例2 [0058] 1)一种清洗剂的配方：50份水+25份有机溶剂+3.5份乳化剂+0.5份水溶性高分子聚合物+3份pH调节剂。 [0059] 2)制备方法： [0060] 准确称取自来水50.0公斤投入不锈钢分散缸内，在搅拌情况下，称取乳化剂异构十三聚氧乙烯醚(E-1320)3.5公斤加入分散缸中，称取水溶性高分子聚合物聚丙烯酰胺0.5公斤加入分散缸，低速搅拌到乳化剂和高分子聚合物完全溶解，再加入3.0公斤氢氧化钠pH调节剂，低速搅拌溶解后，加入25.0公斤丙酮有机溶剂，搅匀后包装备用。 [0061] 所得清洗剂呈半透明粘稠液体，测定清洗剂的粘度为10500厘泊和pH值为11.6。 [0062] 实施例3 [0063] 1)一种清洗剂的配方：20份水+30份有机溶剂+5份乳化剂+3份水溶性高分子聚合物+3份pH调节剂。 [0064] 2)制备方法： [0065] 准确称取自来水20.0公斤投入不锈钢分散缸内，称取5.0公斤乳化剂异构十三醇聚氧乙烯醚(E-1310)，在搅拌情况下加入分散缸中，称取3公斤水溶性高分子聚合物PVA-2099加入分散缸，低速搅拌到乳化剂和高分子聚合物完全溶解，再加入6.0公斤pH调节剂硼酸钠，低速搅拌溶解后，最后加入30.0公斤乙醇有机溶剂搅匀后包装备用。 [0066] 所得清洗剂呈半透明粘稠液体，测定清洗剂的粘度为11900厘泊和pH值为11.8。 [0067] 实施例4 [0068] 1)一种清洗剂的配方：40份水+10份有机溶剂+3份乳化剂+2份水溶性高分子聚合物+4份pH调节剂。 [0069] 2)制备方法： [0070] 准确称取自来水40.0公斤投入不锈钢分散缸内，称取3.0公斤乳化剂吐温-80，在搅拌情况下加入分散缸中，称取2公斤水溶性高分子聚合物PVA-1788加入分散缸，低速搅拌到乳化剂和高分子聚合物完全溶解，再加入4.0公斤pH调节剂碳酸钠，低速搅拌溶解后，最后加入10.0公斤丙酮有机溶剂搅匀后包装备用。 [0071] 所得清洗剂呈半透明粘稠液体，测定清洗剂的粘度10800厘泊和pH值为10.2。 [0072] 对比例1 [0073] 对比例1与实施例1基本相同，不同之处在于，对比例1的配方中无水溶性高分子聚合物。 [0074] 对比例2 [0075] 对比例2与实施例1基本相同，不同之处在于，对比例1的配方中乳化剂的重量份为1份。 [0076] 对比例3 [0077] 对比例3与实施例1基本相同，不同之处在于，对比例3的配方中pH调节剂的重量份为1份，所得清洗剂的pH值为7.5。 [0078] 实施例5清洗剂清洗效果实验 [0079] 分别采用实施例1～4和对比例1～3的清洗剂清洗合成树脂反应釜，各合成树脂反应釜的使用状况一致，反应釜壁紧紧附着聚合物垢。 [0080] 清洗方法：检查要清洗的反应釜釜底阀门保证处于关闭状态，将制备好的反应釜清洗剂由釜口注入反应釜内，视反应釜容积的大小，反应釜清洗剂注入量占反应釜容积的2/3，让清洗剂浸泡反应釜，开动反应釜搅拌器低速搅拌(视釜内聚合物垢结垢的情况，可酌情加热)，搅拌过程中观察聚合物垢变化情况，待反应釜壁聚合物垢基本脱离后，打开反应釜低阀门，排出反应釜清洗剂，用高压水冲洗反应釜内壁，将残留在釜壁的聚合物垢和反应釜清洗剂冲洗干净，用pH试纸检查洗釜水的pH值，洗釜水pH值为7时，表示反应釜中残留的清洗剂已冲洗干净，停止高压水冲洗，排出釜内的洗釜水，检查釜壁清洗效果。 [0081] 结果：使用实施例1～4的清洗剂，经清洗剂浸泡润湿30min～60min后，釜壁的聚合物垢溶胀、软化、溶解和部分乳化，在清洗剂中高分子聚合物组分的超滑减阻及强流变性的协同作用下，继续浸泡至70min～90min后，釜壁聚合物顽垢的开始从反应釜壁上剥离脱落进入釜内，继续浸泡至2h，反应釜壁聚合物垢基本脱离，用高压水冲洗后，检查釜壁均光洁如新。 [0082] 而且，实施例1～4排出的清洗剂用80目滤网过滤后回收，再次用来清洗反应釜，依然能起来很好的清洗效果，聚合物垢的清除率达到88％左右(清除率＝(清洗前反应釜壁聚合物垢覆盖面积-清洗后反应釜壁聚合物垢覆盖面积)/清洗前反应釜壁聚合物垢覆盖面积)。 [0083] 对比例1的清洗剂，浸泡90min后，聚合物垢溶胀、软化和部分溶解，继续浸泡至4h，反应釜壁聚合物垢脱离不明显，用高压水冲洗后，检查釜壁仍紧紧粘附有聚合物垢，聚合物垢的清洗不彻底，聚合物垢清除率为72％。 [0084] 对比例2的清洗剂，浸泡100min后，聚合物垢溶胀、软化和部分溶解、乳化，继续浸泡至4h，反应釜壁聚合物垢脱离不明显，用高压水冲洗后，检查釜壁仍紧紧粘附有聚合物垢，清洗不彻底，聚合物垢清除率为80％。 [0085] 对比例3的清洗剂，浸泡100min后，聚合物垢溶胀、软化和部分溶解、乳化，继续浸泡至4h，反应釜壁聚合物垢脱离不明显，用高压水冲洗后，检查釜壁仍紧紧粘附有聚合物垢，清洗不彻底，聚合物垢清除率为83％。 [0086] 结论：使用本发明实施例的清洗剂清洗反应釜后，反应釜壁的聚合物顽垢被彻底清洗干净，清洗后的不锈钢反应釜内壁无聚合物垢、光亮如新，说明本发明的清洗剂能有效、彻底的清洗反应釜内的聚合物垢。而且本发明实施例的清洗剂可回收再次用来清洗反应釜。 [0087] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。 |
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