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CN116286216A - 用于制备环保型清洗剂的组合物、环保型清洗剂及其制备方法和应用 - Google Patents

用于制备环保型清洗剂的组合物、环保型清洗剂及其制备方法和应用 Download PDF

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CN116286216A
CN116286216A CN202310028677.5A CN202310028677A CN116286216A CN 116286216 A CN116286216 A CN 116286216A CN 202310028677 A CN202310028677 A CN 202310028677A CN 116286216 A CN116286216 A CN 116286216A
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CN
China
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cleaning
environment
composition
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李赫然
帅旭东
陈富贵
陈哲
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Shaanxi Dongcheng Haoyu New Material Technology Co ltd
Tunghsu Technology Group Co Ltd
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Shaanxi Dongcheng Haoyu New Material Technology Co ltd
Tunghsu Technology Group Co Ltd
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Abstract

本发明涉及玻璃清洗技术领域，公开了一种用于制备环保型清洗剂的组合物、环保型清洗剂及其制备方法和应用。该组合物中含有以下组分：DL‑酒石酸、酒石酸钠、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、螯合剂、消泡剂、增稠剂、水。采用本发明提供的组合物制备得到的清洗剂无毒无害，无腐蚀性；废液不会造成环境污染；并且使用该清洗剂清洗后的玻璃基片上不会残留清洗液和水渍；且清洗剂的pH值处于弱酸和弱碱范围内，不仅对玻璃基片有极好的清洗效果，而且经过清洗后的玻璃基片不会出现发蓝及黑点的问题，能够提高玻璃基片合格率。

Description

用于制备环保型清洗剂的组合物、环保型清洗剂及其制备方 法和应用
技术领域
本发明涉及玻璃清洗技术领域，具体地，涉及用于制备环保型清洗剂的组合物、环保型清洗剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着半导体技术的快速发展，半导体产品逐渐趋向尺寸扩大化、工艺精益化、生产高精度化、设备高自动化，这一系列变化直接导致半导体生产系统及其生产工艺标准的要求提高。
液晶显示器件、有机发光显示器件等半导体产品的生产都需要在玻璃基片上进行多项工序，如抛光、镀膜、光刻、蚀刻等，而这些工序中产生的大量微小粉尘极易附着于基片表面，影响基片清洁度，从而导致半导体产品质量不良。所以在半导体产品的工序中穿插着数道清洗工序以维持基片在生产过程中的表面清洁度从而改善前述问题。
目前，玻璃基片清洗工艺主要存在以下弊端：清洗完成后易在基片表面残留清洗液或水渍；碱性清洁剂对于脏污去除效果欠佳，且强碱性清洗剂易使基片受侵蚀而发蓝；酸性清洗剂难以控制酸度，酸度过高易在基片表面产生黑点，酸度过低清洁效果受影响；清洗工序产生的废液不仅污染环境，而且容易对人体造成伤害。
如，CN111154560A公开了一种玻璃清洗剂，其特征在于，包括如下重量百分含量的各组分：有机酸5％-50％、非离子表面活性剂1％-6％、阴离子表面活性剂1％-5％、增稠剂1％-5％以及水34％-92％。虽然采用该玻璃清洗剂清洗的玻璃合格率均达到90％以上，满足生产需求；但是，该现有技术存在腐蚀性，易在玻璃表面产生黑点，废液具有污染性。
CN113773911A公开了一种微晶玻璃清洗剂，其特征在于，包括以下成分及份数：去离子水38-57.5份、无机碱12-18份、络合剂25-35份、有机酸4-6份、蚀刻剂0.5-1份、表面活性剂1-2份。虽然该微晶玻璃清洗剂对微晶玻璃表面上的抛光粉有明显的清洗能力，经过清洗后的微晶玻璃表面无色差，发雾与白点等腐蚀现象特别是镀上AF膜之后，AF膜的抗摩擦试验可达3000次以上。该微晶玻璃清洗剂的制备方法制作合理，工艺简易，方便实现，生产效率高，能够快速生产制备出需要的微晶玻璃清洗剂；但是，该现有技术属于碱性清洗剂，易使基片受侵蚀而变色，且废液具有污染性。
CN111793526A公开了一种环保玻璃清洗剂，其特征在于，包括以下成分(按质量百分比)：去离子水：40-50份、十二烷基苯磺酸钠：6-10份、二氧基乙酸合铜：5-9份、葡萄糖酸钠：5-8份、聚乙烯醇：10-14份、非离子型表面活性剂：5-8份、柠檬香精：4-6份、乙醇：6-8份、改性剂：1-3份、生物活性酶：4-8份。虽然。本发明清洁后玻璃基片上不留水痕，提高OLED玻璃基片的质量，不污染周围环境，对人体无害，对设备和环境要求低，有效提高了生产效率，降低了清洗的时间；但是，该现有技术对于基片脏污清洗效果欠佳。
基于此，有必要提出一种弱酸碱性环保型玻璃清洗剂来解决以上问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的前述缺陷，提供一种能够有效改善清洗后玻璃基片残留清洗液及水渍问题，基片表面光亮清晰，且环保性能高，无毒无害，不会造成环境污染的弱酸碱性玻璃清洗剂。
发明人在研究中发现，应用同时含有DL-酒石酸、酒石酸钠的清洗剂体系，并且应用选自羟基乙叉二磷酸、葡萄糖酸钠中的至少一种物质作为螯合剂，同时控制清洗剂体系中的各组分均在特定的比例范围内，特别是要求DL-酒石酸的含量为3-15wt％，酒石酸钠的含量为5-10wt％时，获得的清洗剂体系不仅对玻璃基片有极好的清洗效果，而且经过清洗后的玻璃基片不会出现发蓝及黑点的问题，能够提高玻璃基片合格率。有鉴于此，提供了本发明的方案。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种用于制备环保型清洗剂的组合物，该组合物中含有以下组分：
DL-酒石酸、酒石酸钠、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、螯合剂、消泡剂、增稠剂、pH调节剂、助溶剂、水；
所述螯合剂选自羟基乙叉二磷酸、葡萄糖酸钠中的至少一种；
在所述组合物中，所述DL-酒石酸的含量为3-15wt％，所述酒石酸钠的含量为5-10wt％，所述阴离子表面活性剂的含量为0.05-1wt％，所述阳离子表面活性剂的含量为0.05-1wt％，所述非离子表面活性剂的含量为0.05-1wt％，所述螯合剂的含量为0.1-2wt％，所述消泡剂的含量为0.5-2wt％，所述增稠剂的含量为0.01-2wt％，所述pH调节剂的含量为0.6-1.5wt％，所述助溶剂的含量为0.6-1.5wt％，所述水的含量为63-90wt％。
优选地，在所述组合物中，所述DL-酒石酸的含量为5-15wt％，所述酒石酸钠的含量为5-10wt％，所述阴离子表面活性剂的含量为0.5-1wt％，所述阳离子表面活性剂的含量为0.5-1wt％，所述非离子表面活性剂的含量为0.5-1wt％，所述螯合剂的含量为0.4-1wt％，所述消泡剂的含量为0.5-1wt％，所述增稠剂的含量为0.5-1wt％，所述pH调节剂的含量为1-1.5wt％，所述助溶剂的含量为1-1.5wt％，所述水的含量为66-85wt％。
优选情况下，所述阴离子表面活性剂选自烷基苯磺酸钠、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐中的至少一种。
优选地，所述阳离子表面活性剂选自阳离子聚丙烯酰胺、烷基季铵盐中的至少一种。
优选地，所述非离子表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚、失水山梨醇酯、蔗糖酯中的至少一种。
优选地，所述螯合剂为含量重量比为1：1-2的葡萄糖酸钠和羟基乙叉二磷酸的组合。
优选地，所述消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯中的至少一种。
优选地，所述增稠剂选自无机盐中的至少一种。特别优选地，所述无机盐选自氯化钠、氯化钾、硫酸钠、磷酸钠中的至少一种。
本发明的第二方面提供一种制备环保型清洗剂的方法，该方法包括：将前述第一方面中所述的组合物中的各组分进行混合。
根据一种优选的实施方式，所述混合的条件包括：在搅拌条件下进行，且搅拌的转速为500-800rpm，时间为100-120min，温度为50-80℃。
本发明的第三方面提供一种由前述第二方面中所述的方法制备得到的环保型清洗剂。
本发明的第四方面提供一种前述第三方面中所述的环保型清洗剂在玻璃清洗中的应用。
本发明通过采用特定量的DL-酒石酸与酒石酸钠以形成缓冲体系，并配合特定量的pH调节剂，能够使得到的清洗剂的pH值维持在弱酸性与弱碱性之间相对稳定的范围内，且特定量的酒石酸钠还能够强化清洗效果；同时，通过采用阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂作为表面活性剂，以使得到的清洗剂具有良好的乳化、发泡、分散、渗透、脱脂、增溶、杀菌、抗静电及分散性能；并且本发明采用特定量的螯合剂作为清洗助剂，不仅能够清除基体表面污渍，还能够与清洗剂中的金属离子生成络合物，从而加强表面活性剂的清除效果；以及采用特定量的消泡剂以减少或抑制清洗液中泡沫的生成，强化清洗效果，提升清洗效率；以及采用特定量的增稠剂作为清洗助剂，以增强表面活性剂的清洗能力；以及采用特定量的助溶剂，以增强各组分的相容性。
采用本发明提供的组合物制备得到的清洗剂无毒无害，无腐蚀性；废液不会造成环境污染；并且使用该清洗剂清洗后的玻璃基片上不会残留清洗液和水渍；且清洗剂的pH值处于弱酸和弱碱范围内，不仅对玻璃基片有极好的清洗效果，而且经过清洗后的玻璃基片不会出现发蓝及黑点的问题，能够提高玻璃基片合格率。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述，本发明的第一方面提供了一种用于制备环保型清洗剂的组合物，该组合物中含有以下组分：
DL-酒石酸、酒石酸钠、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、螯合剂、消泡剂、增稠剂、pH调节剂、助溶剂、水；
所述螯合剂选自羟基乙叉二磷酸、葡萄糖酸钠中的至少一种；
在所述组合物中，所述DL-酒石酸的含量为3-15wt％，所述酒石酸钠的含量为5-10wt％，所述阴离子表面活性剂的含量为0.05-1wt％，所述阳离子表面的含量为0.05-1wt％，所述非离子表面活性剂的含量为0.05-1wt％，所述螯合剂的含量为0.1-2wt％，所述消泡剂的含量为0.5-2wt％，所述增稠剂的含量为0.01-2wt％，所述pH调节剂的含量为0.6-1.5wt％，所述助溶剂的含量为0.6-1.5wt％，所述水的含量为63-90wt％。
优选地，在所述组合物中，所述DL-酒石酸的含量为5-15wt％，所述酒石酸钠的含量为5-10wt％，所述阴离子表面活性剂的含量为0.5-1wt％，所述阳离子表面活性剂的含量为0.5-1wt％，所述非离子表面活性剂的含量为0.5-1wt％，所述螯合剂的含量为0.4-1wt％，所述消泡剂的含量为0.5-1wt％，所述增稠剂的含量为0.5-1wt％，所述pH调节剂的含量为1-1.5wt％，所述助溶剂的含量为1-1.5wt％，所述水的含量为66-85wt％。
优选地，所述阴离子表面活性剂选自烷基苯磺酸钠、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐中的至少一种。
更加优选地，所述烷基苯磺酸钠选自十二烷基苯磺酸钠、十八烷基甲苯磺酸钠中的至少一种。
需要说明的是，本发明中对所述烷基磺酸盐和所述烷基硫酸盐的种类没有特别的限制，本领域技术人员可以根据本领域已知技术手段进行选择，示例性地，所述烷基磺酸盐可以为十二烷基磺酸钠；所述烷基硫酸盐可以为十二烷基硫酸钠。
特别优选地，所述阴离子表面活性剂为烷基苯磺酸钠中的至少一种。
优选地，所述阳离子表面活性剂选自阳离子聚丙烯酰胺、烷基季铵盐中的至少一种。
需要说明的是，本发明中对所述烷基季铵盐的种类没有特别的限制，本领域技术人员可以根据本领域已知技术手段进行选择，示例性地，可以为辛烷基聚氧乙烯基癸基氯化铵。
优选地，所述非离子表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚、失水山梨醇酯、蔗糖酯中的至少一种。
更加优选地，所述烷基酚聚氧乙烯醚选自壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
优选地，所述螯合剂为含量重量比为1：1-2的葡萄糖酸钠和羟基乙叉二磷酸的组合。本发明的发明人发现，该优选情况下制备得到的清洗剂清洗后的玻璃基片不仅具有较高的合格率，同时制备得到的清洗剂中的泡沫含量更低，具有较长的使用寿命，能够降低清洗成本。
优选地，所述消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯中的至少一种。
优选情况下，所述增稠剂选自无机盐中的至少一种。特别优选地，所述无机盐选自氯化钠、氯化钾、硫酸钠、磷酸钠中的至少一种。
优选地，所述pH调节剂选自过氧化氢、碳酸氢钠中的至少一种。
优选情况下，所述助溶剂选自乙二醇、苯甲酸钠中的至少一种。
如前所述，本发明的第二方面提供了一种制备环保型清洗剂的方法，该方法包括：将前述第一方面中所述的组合物中的各组分进行混合。
本发明的第二方面涉及的各个组分的用量、种类与本发明的第一方面所述的相应组分的含量、种类相同，在此不再赘述，本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
根据一种优选的实施方式，所述混合的条件包括：在搅拌条件下进行，且搅拌的转速为500-800rpm，时间为100-120min，温度为50-80℃。
如前所述，本发明的第三方面提供了一种由前述第二方面中所述的方法制备得到的环保型清洗剂。
如前所述，本发明的第四方面提供了一种前述第三方面中所述的环保型清洗剂在玻璃清洗中的应用。
以下将通过实例对本发明进行详细描述。
以下实例中，在没有特别说明的情况下，所采用的商品均为市售。
DL-酒石酸：购自安徽艾博生物科技有限公司。
酒石酸钠：购自临沂鑫晟源化工有限公司。
阴离子表面活性剂：
十二烷基苯磺酸钠：牌号LAS-60，购自济南兴隆达化工有限公司。
阳离子表面活性剂：
阳离子聚丙烯酰胺：牌号C492HMW，购自广州和氏璧化工材料有限公司。
非离子表面活性剂：
壬基酚聚氧乙烯醚：牌号TX-10，购自济南源飞伟业化工有限公司。
螯合剂：
羟基乙叉二磷酸：购自山东邦化油脂化学有限公司。
葡萄糖酸钠：购自杭州育龙化工有限公司。
消泡剂：
聚二甲基硅氧烷：牌号RH-865，购自合肥缔邦纳米科技有限公司。
聚氧丙烯：牌号NPE-108，购自桑达化工有限公司。
增稠剂：
氯化钠：购自济宁博诚化工有限公司。
磷酸钠：购自济宁博诚化工有限公司。
氯化钾：购自济宁博诚化工有限公司。
pH调节剂：
过氧化氢：购自济宁博诚化工有限公司。
助溶剂：
乙二醇：购自济宁博诚化工有限公司。
水：去离子水。
实施例1
本实施例用于说明本发明所述的用于制备环保型清洗剂的组合物按照表1中的配方和工艺参数，并按如下所述的方法制备环保型清洗剂。
所述环保型清洗剂的制备方法包括以下步骤：
将DL-酒石酸、酒石酸钠、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、螯合剂、消泡剂、增稠剂、pH调节剂、助溶剂与水进行混合，得到环保型清洗剂Q1；
其中，所述混合的条件为：在搅拌条件下进行，且搅拌的转速为500rpm，时间为100min，温度为50℃。
本发明的其余实施例均采用与实施例1相似的配方和方法制备环保型清洗剂，具体的组合物配方和工艺参数参见表1。
对比例1
本对比例采用与实施例1相似的流程进行，所不同的是：
将DL-酒石酸等重量替换为苹果酸，其余条件均与实施例1相同，制备得到环保型清洗剂DQ1，具体参见表1。
对比例2
本对比例采用与实施例1相似的流程进行，所不同的是：
将酒石酸钠等重量替换为苹果酸钠，其余条件均与实施例1相同，制备得到环保型清洗剂DQ2，具体参见表1。
对比例3
本对比例采用与实施例1相似的流程进行，所不同的是：
将酒石酸钠的用量调整为17g，水的用量调整为67.5g，其余条件均与实施例1相同，制备得到环保型清洗剂DQ3，具体参见表1。
对比例4
本对比例采用与实施例1相似的流程进行，所不同的是：
不使用十二烷基苯磺酸钠，水的用量调整为80g，其余条件均与实施例1相同，制备得到环保型清洗剂DQ4，具体参见表1。
对比例5
本对比例采用与实施例1相似的流程进行，所不同的是：
不使用葡萄糖酸钠，水的用量调整为80.5g，其余条件均与实施例1相同，制备得到环保型清洗剂DQ5，具体参见表1。
对比例6
本对比例采用与实施例1相似的流程进行，所不同的是：
将聚二甲基硅氧烷的用量调整为2.5g，水的用量调整为77.5g，其余条件均与实施例1相同，制备得到环保型清洗剂DQ6，具体参见表1。
表1
Figure BDA0004045739490000101
Figure BDA0004045739490000111
续表1
Figure BDA0004045739490000112
Figure BDA0004045739490000121
测试例1
将实施例和对比例中制备得到的环保型清洗剂进行清洗效果测试，具体地测试方法为：
测试方法为：取12组生产上同一批次的经过抛光之后的玻璃作为测试对象，每组100片玻璃，使用清洗剂分别对玻璃进行清洗，清洗后在台灯下检验玻璃表面是否发蓝、是否产生黑点情况，若玻璃表面无明显脏污且不存在发蓝及黑点，则为合格，反之则为不合格。具体测试结果见下表2。
测试例2
将实施例和对比例中制备得到的环保型清洗剂进行泡沫含量测试，具体地测试方法为：
溶液降落法，使用2151型罗氏泡沫仪测定不同清洗剂溶液从一定垂直位置向下降落，在刻度管中央发生泡沫活动，通过测量泡沫活动高度以对比其泡沫含量。具体测试结果见下表2。
表2
玻璃总数(片) 合格的玻璃数量(片) 合格率(％) 泡沫含量(mL)
实施例1 100 95 95 145
实施例2 100 94 94 145
实施例3 100 96 96 155
实施例4 100 97 97 150
实施例5 100 97 97 135
实施例6 100 98 98 140
对比例1 100 92 92 160
对比例2 100 92 92 165
对比例3 100 90 90 165
对比例4 100 91 91 160
对比例5 100 93 93 155
对比例6 100 93 93 150
通过表2的结果可以看出，采用本发明提供的组合物制备得到的清洗剂具有很好的清洗效果，能够提高玻璃的合格率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于制备环保型清洗剂的组合物，其特征在于，该组合物中含有以下组分：
DL-酒石酸、酒石酸钠、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、螯合剂、消泡剂、增稠剂、pH调节剂、助溶剂、水；
所述螯合剂选自羟基乙叉二磷酸、葡萄糖酸钠中的至少一种；
在所述组合物中，所述DL-酒石酸的含量为3-15wt％，所述酒石酸钠的含量为5-10wt％，所述阴离子表面活性剂的含量为0.05-1wt％，所述阳离子表面活性剂的含量为0.05-1wt％，所述非离子表面活性剂的含量为0.05-1wt％，所述螯合剂的含量为0.1-2wt％，所述消泡剂的含量为0.5-2wt％，所述增稠剂的含量为0.01-2wt％，所述pH调节剂的含量为0.6-1.5wt％，所述助溶剂的含量为0.6-1.5wt％，所述水的含量为63-90wt％。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，在所述组合物中，所述DL-酒石酸的含量为5-15wt％，所述酒石酸钠的含量为5-10wt％，所述阴离子表面活性剂的含量为0.5-1wt％，所述阳离子表面活性剂的含量为0.5-1wt％，所述非离子表面活性剂的含量为0.5-1wt％，所述螯合剂的含量为0.4-1wt％，所述消泡剂的含量为0.5-1wt％，所述增稠剂的含量为0.5-1wt％，所述pH调节剂的含量为1-1.5wt％，所述助溶剂的含量为1-1.5wt％，所述水的含量为66-85wt％。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述阴离子表面活性剂选自烷基苯磺酸钠、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐中的至少一种；和/或，
所述阳离子表面活性剂选自阳离子聚丙烯酰胺、烷基季铵盐中的至少一种；和/或，
所述非离子表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚、失水山梨醇酯、蔗糖酯中的至少一种。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述螯合剂为含量重量比为1：1-2的羟基乙叉二磷酸和葡萄糖酸钠的组合。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其中，所述消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯中的至少一种。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述增稠剂选自无机盐中的至少一种；
优选地，所述无机盐选自氯化钠、氯化钾、硫酸钠、磷酸钠中的至少一种。
7.一种制备环保型清洗剂的方法，其特征在于，该方法包括：将权利要求1-6中任意一项所述的组合物中的各组分进行混合。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述混合的条件包括：在搅拌条件下进行，且搅拌的转速为500-800rpm，时间为100-120min，温度为50-80℃。
9.由权利要求7或8中所述的方法制备得到的环保型清洗剂。
10.权利要求9所述的环保型清洗剂在玻璃清洗中的应用。
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