專利名稱：除硅油水基清洗劑的制作方法
技術領域：
本發明屬于織物用清洗劑技術領域，涉及一種織物清洗劑，特別涉及一種無塵室用的無塵室織物耗品的除硅油水基清洗劑。
背景技術：
目前，無塵室織物耗品主要包括兩種防靜電無塵服和無塵擦拭布。防靜電無塵服是無塵室的常用靜電和塵粒污染的防護裝備；無塵擦拭布是無塵室的常用清潔工具。上述兩種無塵室織物耗品廣泛應用于半導體芯片、微處理器、裝配生產線、IXD和LED、磁盤磁頭等產業中。為了控制管理產品制作流程的不良率，針對無塵室污染源進行管控是非常必要的。污染物種類及其危害大致可分下列幾種，(1)有機污染物揮發性有機物，如各種常用有機溶劑；非揮發性有機物，如硅油、鄰苯二甲酸二辛酯、酰胺化合物。有機污染物有可能沉積在產品表面，造成光罩霧化或蝕刻不良。( 無機污染物金屬離子污染物，如Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe3+等；酸根離子污染物Cl_、F_、Br_、N02_、N03_、S042—等。離子含量過高除了可能因離子本身易帶電荷影響產品的電性外，還會產生強的氧化或還原作用而導致產品表面易氧化生銹腐蝕。( 各種粒徑的微塵，可以是有機微塵、無機微塵或細菌等。微塵污染可能造成上述的諸多危害，導致電子產品零件表面刮傷。因為無塵室織物耗品與產品有間接和直接的接觸，其本身的潔凈度指標和所帶污染物對產品的良率有很大的影響，所以無塵室織物耗品必須具備很高的潔凈度，如低離子含量、低溶劑萃取物和低發塵量等。無塵室織物耗品還要求硅油含量< 2ng/cm2，硅油是指室溫下保持液體狀態的線型聚硅氧烷。無塵室織物耗品的生產加工過程(1)采用聚酯纖維紗線、導電聚酯或聚酰胺紗線、聚酯/聚酰胺復合纖維紗線等通過機織或針織方式進行織造成坯布；( 對坯布進行染整加工，通常采用溢流清洗機高溫高壓水洗除油或去漿、染色，聚酯/聚酰胺復合纖維需要經過堿減量開纖，處理后的布料經過拉幅定型，得到尺寸穩定和表面污漬少的布匹；(3)將 (2)生產的布料進行裁剪分切，可采用冷裁、激光、超聲波等裁切方式，防靜電服還需要進行縫紉制作；(4)在無塵室內，超凈清洗、烘干、真空包裝后即得到可在無塵室下使用的織物耗品。在上述生產加工過程中，坯布紗線纖維表面附著的污染物有(1)紡絲油劑，其作用是降低纖維和金屬的摩擦力、纖維和纖維的摩擦力、纖維和纖維的絲鳴，增加纖維抱合力和抗靜電能力等，防止纖維在織造過程因摩擦出現斷裂；( 漿料，其作用是使經紗纖維在機織織造過程不散開。坯布需要在染整過程中，在一定溫度條件下，通常為80°C _130°C，采用含表面活性劑或堿劑(如氫氧化鈉、碳酸鈉等)的水進行除油清洗。清洗后的化纖織物需要在140°C _180°C下，經過拉幅定型來烘干，以達到保持織物的尺寸穩定性和控制織物克重均衡的效果。由于染整廠的拉幅定型設備多以硅油作為潤滑劑使用，在140°C -180°C 的高溫條件下，硅油會產生揮發，粘附到織物表面。因此，經過染整加工的織物，容易出現含硅油現象。硅油一般是無色(或淡黃色)，無味、無毒、不易揮發的液體。潤滑劑硅油的成分大部分為聚二甲基硅氧烷。無塵室織物在后加工超凈清洗過程中，通常采用超純水清洗，而聚二甲基硅氧烷的極性較小，容易在化纖表面上鋪展粘附，所以，即使多次清洗也無法將這些硅油物質徹底清除，導致無塵室織物耗品的非揮發性有機物和硅油含量超標。在使用時， 特別針對磁盤磁頭和半導體行業，這些超標不合格的無塵室織物耗品上的硅油和其他非揮發性有機物，通過溶劑溶出或擦拭等方式脫落后，容易沉積在產品表面，對加工產品造成極大危害，影響產品良率。目前清除這種聚二甲基硅氧烷(簡稱為硅油)的方法⑴有機溶劑溶解去除法。 硅油不溶于水、甲醇、二醇和-乙氧基乙醇，可與苯、二甲醚、甲基乙基酮、四氯化碳或煤油互溶，稍溶于丙酮、二惡烷、乙醇和丁醇。根據相似相容的原理，可采用上述有機溶劑浸泡清洗去除硅油。但是，這種類去除硅油的有機溶劑，大多極性較小，去除硅油的同時，也容易粘附在織物化纖的表面，導致織物的非揮發性化合物含量超標，用于無塵室耗品面料的加工過程是不合適的。( 表面活性劑清洗。在織物拉幅定型后，采用帶表面活性劑的水溶液， 可在80°C-130°C溫度下，進行染整清洗再加工，但加工后的織物不能再經過拉幅定型，織物尺寸不穩定，表面容易褶皺。如將除硅油工藝用于織物超凈清洗加工中，那么受到清洗設備的限制，清洗溫度一般不超過60°C。在60°C以下，常規的離子型、非離子型或兩性型水溶性表面活性劑很難將化纖表面的硅油徹底去除，導致最終無塵室耗品中硅油含量超標；而且低溫下，表面活性劑溶液攪拌容易起泡，滾筒清洗加工困難。
發明內容
本發明要解決的技術問題是針對無塵室耗品中硅油含量超標且不易清洗，而現有的除硅油的清洗劑無法適用于無塵室耗品加工等問題，提出一種適用于清洗無塵室耗品的配方簡單、成本低廉、去硅油效果好、易生物降解的除硅油水基清洗劑。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種除硅油水基清洗劑，包括溶解于水中形成混合液的辛基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐酯、乙二醇單烷基醚和聚乙二醇二甲醚，其中辛基酚聚氧乙烯醚占混合液總重量的0. 01%-0. 5%，山梨糖醇酐酯占混合液總重量的0. 005% -0. 1%，乙二醇單烷基醚占混合液總重量的0. 1%-1. 0%，聚乙二醇二甲醚占混合液總重量的0.01% -0.5%o所述聚乙二醇二甲醚取自CH3O(C2H4O)nCH3中的一種或兩種以上的混合物，其中η 為1 3的整數。所述的辛基酚聚氧乙烯醚為C8H17C6H4O(CH2CH2O)nH中的一種、兩種或兩種以上的混合物，其中η取7-10。所述辛基酚聚氧乙烯醚的HLB值為11. 5 14. 0。所述的山梨糖醇酐酯為山梨糖醇酐單月桂酸酯、山梨糖醇酐單棕櫚酸酯中的至少一種。所述的山梨糖醇酐酯HLB值為6. 7 8. 6。所述乙二醇單烷基醚的分子式為CH2OHCH2OR,其中R為CH3、C2H5或C4H9。所述除硅油水基清洗劑的HLB值在11. 0 13. 0之間。本發明的除硅油水基清洗劑是一種包括辛基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐酯、乙二醇單烷基醚和聚乙二醇二甲醚的混合液，是一種無毒無腐蝕性、易生物降解的水基清洗劑組合物，可有效去除無塵室織物耗品上的硅油成份，同時有助于降低織物耗品的非揮發有機化合物總量。無塵室織物耗品上所含的硅油，其主要成份為聚二甲基硅氧烷，該化合物結構甲基上的三個氫原子由于甲基的旋轉占有較大空間，從而增加了相鄰硅氧烷分子之間的距離；因分子間作用力與分子間距離的六次方成反比，故聚二甲基硅氧烷分子間作用力比碳氫化合物要弱得多，其表面張力比相近摩爾質量的碳氫化合物小，使得硅氧烷在化纖表面上易展布。本發明水基清洗劑中的聚乙二醇二甲醚，極性與二甲基硅油相近，根據相似相容原理，聚乙二醇二甲醚有利于協助作為表面活性劑的山梨糖醇酐酯和乙二醇單烷基醚對二甲基硅油的滲透、乳化和溶解。本發明的水基清洗劑中的乙二醇單烷基醚一方面作為一種助溶劑，在非極性的硅油和極性的水分子之間起到的一個橋接的作用，和表面活性劑的共同作用，有助于硅油的分散、穩定乳化和溶解到水中；且乙二醇單烷基醚和聚乙二醇甲醚的成分與聚酯化纖或聚氨酯化纖的結構相似，在相似化學基團和結構的相互作用下，對化纖織物的表面起到更好的潤濕作用，有助于硅油脫離化纖織物表面；另一方面，乙二醇單烷基醚分子中既有烷基， 又有羥基、醚鍵和酯鍵，兼有醇類、醚類、酯類溶劑特性，是一種性能優異的溶劑，同時乙二醇單烷基醚具有較強的氫鍵作用，可作為多種有機溶劑與水的強偶聯劑，對硅油有增溶效果。清洗劑中加入乙二醇單烷基醚，可有效提高表面活性劑的協同作用，改善對化纖表面硅油的潤濕作用和滲透作用。本發明的水基清洗劑中山梨糖醇酐酯是一種非離子表面活性劑，其極性與二甲基硅油相近，能更好地使硅油分散乳化，使水能夠滲透潤濕纖維表面，并能將纖維表面的硅油以及各種污染物分散于混合液中。本發明的另一種非離子表面活性劑是辛基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚均為無色至淺黃色透明液體，與水完全互溶，不燃不爆，易生物降解， 不消耗臭氧。本發明選擇的是分子式為C8H17C6H4O(CH2CH2O)nH的辛基酚聚氧乙烯醚，η的取值不同，即分子鏈所帶的氧乙烯基(CH2CH2O)的數量不同，使得辛基酚聚氧乙烯醚的HLB值(親水疏水平衡值，也稱水油度)有一定差異。本發明采用的辛基酚聚氧乙烯醚可以是在η = 7-10范圍內的任意一個整數或不同整數值的不同比例的混合物。山梨糖醇酐酯可與辛基酚聚氧乙烯醚一起在混合液中形成混合膠束，使得辛基酚聚氧乙烯醚分子間吸引力增加，膠束更易形成，溶液的表面張力下降。使得本發明清洗劑溶液體系表面活性提高，洗滌性質、潤濕性質等性能更優良，并在乙二醇單烷基醚的協同作用下，達到對硅油的增溶效果。綜上，本發明的除硅油水基清洗劑的各個組分相互協同，分別對硅油進行乳化、溶解，將硅油從織物上脫離去除掉，并且清洗劑中各個組分不會粘附在織物上造成二次污染。
具體實施例方式以下列舉數個實施例來詳細說明本發明，其中所采用的原料都為分析純。本發明的清洗劑可按下述配方進行配置，也可按配比將各組分按一定倍數放大進行配制后，使用時再按倍數稀釋成下述濃度，稀釋所得清洗劑直接用于清洗防靜電無塵面料和無塵布。以下實施例中所采用的防靜電無塵面料為0.5網格含導電絲的聚酯纖維機織布，克重為100士5g/m2，尺寸為9英寸X 9英寸(約23cmX23cm)；所采用的無塵布為聚酯纖維針織布，織造方式為緯編雙羅紋針織，克重130士5g/m2，尺寸為9英寸X9英寸(約 23cmX23cm)，清洗設備為滾筒式衣物清洗機，清洗溫度60°C，清洗時間30min，清洗后織物 105°C下烘干30min，測試硅油含量和非揮發性化合物總量測試。1、不揮發殘余量(NVR)測試指面料在不同溶劑中使用會溶出的不揮發性的溶出物質的總量，以非極性溶劑正己烷對無塵布進行萃取，并將萃取后的溶劑揮發后，以超微量天平計算其不揮發物之總量。再換算成單位面積的無塵擦拭布的NVR含量，測試方法按照標準 IEST-RP-CC004. 3Evaluating Wiping Materials Used in Cleanrooms and Other Controlled Environments (無塵室和其他受控環境擦拭材料的評估方法)。2、硅油定量測試采用正己烷溶出面料中的硅油，采用紅外光譜測試硅油特征吸收峰，根據特征吸收峰值進行定量計算溶出硅油總量，測試結果再換算成單位面積的面料的硅油含量，測試方法按照標準IEST-RP-CC004. 3。3、除硅率清洗前面料的硅油含量減去清洗后面料的硅油含量，再除以清洗前面料的硅油含量乘上100%。實施例1，一種除硅油水基清洗劑，包括辛基酚聚氧乙烯醚0P_7[即 C8H17C6H4O(CH2CH2O) 7H]、0P_10 [即 C8H17C6H40 (CH2CH2O) 1(1H]、山梨糖醇酐單月桂酸酯 span-20、 山梨糖醇酐單月桂酸酯span-40、乙二醇甲醚、乙二醇二甲醚CH3O (C2H4O) ^H3,將上述原料加入去離子水中配置成的混合液。其中各組分在混合液中的重量百分含量為0P-7[即 C8H17C6H4O(CH2CH2O)7H]0. 05 OP-IO[即 C8H17C6H40(CH2CH2O) 10H]0. 05 %, (OP 的 HLB = 12. 8)；山梨糖醇酐單月桂酸酯span-20為0. 01 %、山梨糖醇酐單月桂酸酯span-40為 0.04% 的(span 的 HLB = 8.2)；乙二醇甲醚 1.0% ；乙二醇二甲醚 CH3O (C2H4O) ！ CH3 (n = 1)0.01%。配置成的水基清洗劑HLB = 11.3。將含硅量為lOOOng/cm2的0. 5網格含導電絲的聚酯纖維機織布放入清洗劑中，完全潤濕后，在60°C下清洗30min，取出105°C下烘干30min，測定硅油含量和非揮發性化合物總量。本實施例清洗后的面料測試結果見表1。實施例2，一種除硅油水基清洗劑，包括辛基酚聚氧乙烯醚0P-10[即 C8H17C6H40 (CH2CH2O) 1(1H]、山梨糖醇酐單棕櫚酸酯span-40、乙二醇乙醚、聚乙二醇二甲醚 CH3O(C2H4O)3CH3(n = 3)，將上述原料加入去離子水中配置成的混合液。其中各組分在混合液中的重量百分含量為=OP-IO[即 C8H17C6H4O(CH2CH2O) 10Η]0. 01% (其 HLB = 14. 0)、山梨糖醇酐單棕櫚酸酯Span-40為0. 01 % (其HLB = 8. 6)，乙二醇乙醚1 %、聚乙二醇二甲醚CH3O (C2H4O)3CH3 (n = 3) 0. 1 %，配置成的水基清洗劑HLB =11.6。將含硅量為5000ng/ cm2的聚酯纖維針織布放入清洗劑中，完全潤濕后，在60°C下清洗30min，取出105°C下烘干 30min，測定硅油含量和非揮發性化合物總量。本實施例清洗后的面料測試結果見表1。實施例3，一種除硅油水基清洗劑，包括辛基酚聚氧乙烯醚0P_7[即 C8H17C6H4O (CH2CH2O) 7H]、山梨糖醇酐單月桂酸酯 span-20、乙二醇丁醚、CH3O (C2H4O) ^H3 (n = 1)、CH3O(C2H4O)2CH3 (η = 2)、CH3O(C2H4O) 3CH3 (η = 3)，將上述原料加入去離子水中配置成的混合液。其中各組分在混合液中的重量百分含量為0P-7[即C8H17C6H4O(CH2CH2O)7H]0. 5% (其HLB = 11. 5)，山梨糖醇酐單月桂酸酯span-20為0. 01 % (其HLB = 6. 7)、乙二醇丁醚 0.1%,CH3O(C2H4O) !CH3(n = 1)0. 25%,CH3O(C2H4O)2CH3(η = 2)0. 15%,CH3O(C2H4O)3CH3(η =3)0. 1%，配置成的水基清洗劑，HLB = 11.0，將含硅量為lOOOng/cm2的聚酯纖維針織布放入清洗劑中，完全潤濕后，在60°C下清洗30min，取出105°C下烘干30min，測定硅油含量和非揮發性化合物總量。本實施例清洗后的面料測試結果見表1。實施例4，一種除硅油水基清洗劑，包括辛基酚聚氧乙烯醚0P-10[即 C8H17C6H40 (CH2CH2O) 1(1H]、山梨糖醇酐單棕櫚酸酯span-40、乙二醇乙醚、乙二醇二甲醚 CH3O(C2H4O) AH3,將上述原料加入去離子水中配置成的混合液。其中各組分在混合液中的重量百分含量為0P-10 [即 C8H17C6H4O (CH2CH2O) 10H] 0. 18% (其 HLB = 14. 0)、山梨糖醇酐單棕櫚酸酯Span-40為0. 1 % (其HLB = 8. 6)、乙二醇乙醚0. 5 %、乙二醇二甲醚 CH3O(C2H4O)1CH3O. 01%，配置成的水基清洗劑，HLB = 12. 0。將含硅量為5000ng/cm2的0. 5 網格含導電絲的聚酯纖維機織布放入清洗劑中，完全潤濕后，在60°C下清洗30min，取出 105°C下烘干30min，測定硅油含量和非揮發性化合物總量。本實施例清洗后的面料測試結果見表1。實施例5，一種除硅油水基清洗劑，包括辛基酚聚氧乙烯醚0P_9[即 C8H17C6H4O (CH2CH2O) 9H]、山梨糖醇酐單月桂酸酯 span-20、乙二醇乙醚、CH3O (C2H4O) ^H3 (n = 1)、CH3O(C2H4O)2CH3 (η = 2)，將上述原料加入去離子水中配置成的混合液。其中各組分在混合液中的重量百分含量為0P-9[即C8H17C6H4O (CH2CH2O) 9H]0. (其HLB = 13. 4)、山梨糖醇酐單月桂酸酯 span-20 為 0. 005 % (其 HLB = 6.7)、乙二醇乙醚 0. 8 %、CH3O (C2H4O) ^H3 (η =1)0. 1%, CH3O(C2H4O)2CH3(η = 2)0. 2%，配置成的水基清洗劑，HLB = 13.0。將含硅量為3000ng/Cm2的聚酯纖維針織布放入清洗劑中，完全潤濕后，在60°C下清洗30min，取出 105°C下烘干30min，測定硅油含量和非揮發性化合物總量。本實施例清洗后的面料測試結果見表1。表1實施例1至5測試結果
權利要求
1.一種除硅油水基清洗劑，其特征在于，包括與水混合形成混合液的辛基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐酯、乙二醇單烷基醚和聚乙二醇二甲醚，其中所述辛基酚聚氧乙烯醚占混合液總重量的0. 01%-0. 5%，所述山梨糖醇酐酯占混合液總重量的0. 005%-0. 1%，所述乙二醇單烷基醚占混合液總重量的0. 1%_1.0%，所述聚乙二醇二甲醚占混合液總重量的 0. 01%-0. 5%O
2.如權利要求1所述的除硅油水基清洗劑，其特征在于，所述聚乙二醇二甲醚取自 CH3O(C2H4O)nCH3中的一種或兩種以上的混合物，其中η為1 3的整數。
3.如權利要求1所述的除硅油水基清洗劑，其特征在于，所述的辛基酚聚氧乙烯醚為 C8H17C6H4O(CH2CH2O)nH中的一種、兩種或兩種以上的混合物，其中η取7_10。
4.如權利要求1所述的除硅油水基清洗劑，其特征在于，所述辛基酚聚氧乙烯醚的HLB 值為11. 5 14. 0。
5.如權利要求1所述的除硅油水基清洗劑，其特征在于，所述的山梨糖醇酐酯為山梨糖醇酐單月桂酸酯、山梨糖醇酐單棕櫚酸酯中的至少一種。
6.如權利要求1所述的除硅油水基清洗劑，其特征在于，所述的山梨糖醇酐酯HLB值為 6. 7 8. 6。
7.如權利要求1所述的除硅油水基清洗劑，其特征在于，所述乙二醇單烷基醚的分子式為 CH2OHCH2OR,其中 R 為 CH3、C2H5 或 C4H9。
8.如權利要求1-7任意一項權利要求所述的除硅油水基清洗劑，其特征在于，所述除硅油水基清洗劑的HLB值在11. 0 13. 0之間。
全文摘要
本發明公開一種除硅油水基清洗劑，包括與水混合形成混合液的辛基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐酯、乙二醇單烷基醚和聚乙二醇二甲醚，其中辛基酚聚氧乙烯醚占混合液總重量的0.01％-0.5％，山梨糖醇酐酯占混合液總重量的0.005％-0.1％，乙二醇單烷基醚占混合液總重量的0.1％-1.0％，聚乙二醇二甲醚占混合液總重量的0.01％-0.5％。本發明針對無塵室耗品中硅油含量超標且不易清洗，而現有的除硅油的清洗劑無法適用于無塵室耗品加工等問題，提出一種適用于清洗無塵室織物耗品的配方簡單、成本低廉、去硅油效果好、易生物降解的水基清洗劑。
文檔編號C11D1/825GK102358873SQ20111027087
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月14日 優先權日2011年9月14日
發明者任森芳, 張原 , 張強, 杜學曉, 管映亭 申請人:蘇州新綸超凈技術有限公司