CN101194047A - 用于清洁铝表面的碱性清洁剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于清洁在碱性液体中易受腐蚀的表面的组合物,它含有至少一种碱源,至少一种无机盐,该盐含至少一种选自元素周期表第二或第三主族元素的阳离子,而且所述组合物不含任何三唑和/或任何碱金属硼酸盐,以及含所述组合物的水性浓缩液、含所述组合物的使用液或水性浓缩液,以及应用上述水性浓缩液或任何上述使用液清洁在碱性液体中易受腐蚀的表面的方法。
Description
本发明涉及用于清洁在碱性液体中易受腐蚀的表面的组合物,涉及含该组合物的水性浓缩液,含该组合物或所述水性浓缩液的应用溶液,以及清洁这样的表面的方法。
全部或部分地由各种金属制作的物件,特别是其表面全部或部分地由金属制作的物件,在我们的日常生活中起重要作用。通常,我们每天与这样的物件接触几次,在民用领域,例如以一般用途或者以窗框、家具、生活辅助设施例如灯具的形式,在我们的业余时间,例如接触运动器材或者与各种运动方式相关的,例如自行车、摩托车、船和汽车,还有在工业领域,作为各类机械例如生产或加工机械,清洗机械和其它机械的部件,以结构材料例如运载工具的形式或作为其部件,在各种机动车辆中,在非常专业化的领域,例如在医疗设备中和诸如此类。
然而,无论这些物件用于何处和用于什么目的,都需要不时对它们进行清洁,因为它们通常不是以一次性物件的形式使用而是以具有相当长使用寿命的物件的形式使用。此外,需要从这样的物件表面除去的污垢类别可能大不一样。它可能包括各种天然的或合成的脂肪、润滑脂或油、蛋白质、颜料和其它种类的有机和无机的沉积物。
遗憾的是,很多至少包含金属制作的部件的物体与碱性液体(例如为了清洁)接触时易受腐蚀,特别是与具有优异的清洁性能的高碱性液体接触时易受腐蚀。这种在碱性液体中腐蚀的倾向尤其涉及到软金属例如铝、锌、锡、铅和镉,还有它们的合金和电镀的钢,例如镀锌钢。
过去是通过使用有机洗涤溶剂清洁这种在碱性液体中易受腐蚀的表面在一个方面来避免这类问题的。通常的溶剂包括烃或卤代烃溶剂。但是,往往不再希望应用这些溶剂,因为常用的非卤代烃通常易燃,具有高挥发性,以及不一定可以再生供继续应用;而卤代烃通常有毒,对环境产生负面影响,并且它们的废物处理费用较高。
所以,过去尝试了很多方法试图寻找能起缓蚀剂的作用又不影响清洁性能或碱性清洁组合物的稳定性的物质。甚至自从20世纪中期以来,已知应用硅酸盐例如碱金属硅酸盐作为缓蚀剂。这些化合物仍在应用,因为它们比较有效,特别是对于铝、铝合金和镀锌钢构成的表面。
例如,美国专利第5,862,345号描述了一种从食品加工业中使用的这些物件除去有机沉积物的方法。根据该方法,将含有至少一种过氧化合物、一种金属硅酸盐、一种螯合剂和助洗剂的清洁液应用于表面。有时甚至可用该溶液在低于40℃的低温下进行清洁。
然而,使用这样的硅酸盐组合物清洁上述金属表面具有在金属表面留下组合物的残留物的缺点,例如由于漂洗不够,导致在表面留下粘滞的硅酸盐层。从视觉和卫生方面考虑,不希望存在这样的硅酸盐层。但是,要除去这些硅酸盐层通常很难,可能需要使用很高毒性的、难以操作的化学品例如氢氟酸溶液。下列情况下也可能出现相应的硅酸盐层:当所述溶液施用于很迅速地干燥该清洁液的温热表面时,或者该清洁液用于清洁难以触及的表面例如机械内表面时,因此,在清洁步骤之后不能彻底漂洗它们。
GB541,803提到,取决于应用的硅酸盐的选择及其在清洁液中的浓度,特别是铝或锡表面可利用清洁液擦亮或侵蚀,尽管存在硅酸盐。根据该文献,通过进一步添加可溶性无机汞盐避免了所述问题。但是,且不说在所述清洁液中应用汞化合物的缺点,该溶液仍含有硅酸盐,它可形成如前述的粘滞的表面层。
为了完全避免使用硅酸盐物质,美国专利第5,736,495号公开了一种金属清洁剂组合物,它除了含碱金属盐和表面活性剂之外,还含有三唑化合物与碱金属硼酸盐结合作为防腐剂。就钢和黄铜表面,列举了使用这样的金属清洁组合物。
后一篇文献提到各种已知的其它缓蚀剂,包括无机化合物,例如碱金属磷酸盐、硼酸盐、钼酸盐、砷酸盐、亚砷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐和亚铬酸盐,以及各种有机化合物,例如巯基苯并噻唑、苯并三唑、哌嗪、乙二胺四乙酸,以及磷酸或硼酸与链烷醇胺的反应产物。但是,仍需要提供其它缓蚀剂,因为如该文献所述,还没有用于所有金属或金属合金、特别是软金属的缓蚀剂或者缓蚀剂的组合。
有机的和有机金属化合物用作缓蚀剂也有相当长的时间了。吡啶的衍生物、二乙基硫脲、甲苯胺或其混合物代表常用的这类缓蚀剂的实例。此外,三丁基锡、三丁基锡环烷酸盐(tributyl tinnaphthanates)已用于船舶漆,而且钡、钙或镁的磺酸盐、酚盐和水杨酸盐被加到油添加剂中。但是,由于环境原因和它们的毒性,现在不再需要这样的化合物。
此外,当开发清洁上述金属表面的组合物时,必须考虑除了通常比较容易触及的外表面,还需要清洁通常难以触及的内表面。当注重内表面时,要求不需另外的表面机械处理而进行清洁。
因此,构成本发明的基础的问题是提供一种适合清洁在碱性液体中易受腐蚀的金属的碱性清洁组合物,特别是用于清洁软金属例如铝或它的合金或者电镀的钢,例如镀锌钢,而且它能清洁难于触及的内表面而不需另外的机械处理。
上述问题通过用于清洁在碱性液体中易受腐蚀的表面的组合物解决了,该组合物含有至少一种碱源和至少一种无机盐,所述无机盐含至少一种选自元素周期表第二或第三主族元素的阳离子,而且所述组合物由此不含任何三唑和/或任何碱金属硼酸盐。
上述组合物优选以其水溶液的形式施用于要清洁的表面。虽然上述组合物的水溶液还可用于由其它金属制成的表面,但是特别优选将本发明的清洁组合物用于清洁由软金属制成的表面,例如铝、锌、锡、铅、镉,它们的合金或者用任何这些金属镀覆的金属,例如镀锌钢。更优选的是将所述组合物用于清洁由铝、铝合金或镀锌钢制成的表面。
所述至少一种无机盐含有至少一种选自元素周期表第二或第三主族元素的阳离子。相应的元素应当至少部分地具有金属性质。这说明了铝阳离子和锗离子代表本发明中的合适阳离子,而不优选应用含硼阳离子的化合物。虽然镓、铟和铊阳离子通常也可用于根据本发明的盐中,但是优选的是,所述阳离子选自Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Al3+或其混合物。Ca2+代表最优选的阳离子。
在一个优选的实施方案中,形成上述根据本发明的盐中的阳离子的阴离子反离子选自包含卤化物,特别是氯化物、溴化物或碘化物,硫酸根和碳酸根的组。还可应用复盐,即,由两种或更多种不同的盐形成的盐,它们具有简单的化学计量比率并且一起结晶。这样的复盐中相应的阴离子可能相同,例如CaMg(CO3)2,或者不同,例如磷灰石(Ca5(PO4)3F)。然而,优选不应用复盐。
虽然上述元素周期表第二或第三主族元素的元素的氧化物也可含于本发明的组合物中,但氧化物例如MgO、CaO或Al2O3不含于其中。
通常,根据本发明的组合物的合适的盐不限于容易溶解的盐,还可应用溶解性差的盐,例如碳酸钙、碳酸镁或硫酸钙。不过,根据本发明的组合物中优选的盐是容易溶解的盐,而且它们在清洁过程中表现出降低了的沉积风险。
在一个特别有利的实施方案中,一种或多种盐以基于总的组合物为0.01~20wt.%、优选0.05~15wt.%、而更优选0.1~3.5wt.%的总量含于所述组合物中。
用于本发明的组合物的适当碱源是这些碱金属盐,即,能在水溶液中提供可除去通常沉积在金属表面的污垢的碱度。取决于包括要清洁的至少一个表面或其部分表面的物件的使用,各种污垢可能沉积在其上。这样的污垢例如是所有种类的天然或合成的脂肪、润滑脂、蜡或油、蛋白质、碳水化合物、烤焦的碳,还有碳化的有机物,例如在食品加工机械或在家里形成的,颜料和染料,矿物质,人类和动物的分泌物,以及其它类型的有机的和无机的沉积物及其混合物。根据本发明的组合物的碱度应当足够高,使它的水溶液能除去相关的污垢的主要部分。
用于本发明的组合物的适当碱源例如是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾和碳酸钠及其水合物,碳酸氢钠和碳酸氢钾、碱金属正磷酸盐或复合磷酸盐,例如磷酸三钠、磷酸三钾、焦磷酸钠或焦磷酸钾、三聚磷酸盐和六偏磷酸盐、碱金属醋酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐、膦酸盐、碱土金属氢氧化物,例如氢氧化钙或氢氧化钡,或其混合物。但是,优选应用氢氧化钠、氢氧化钾或其混合物。优选地,这些化合物以它们的固体形式应用。
在大多数情况下,特别是如果氢氧化钠或氢氧化钾起碱源的作用,如果碱源以基于总的组合物为1~40wt.%、优选2~30wt.%、更优选5~25wt.%的总量含于所述组合物中,那就足够了。
为了获得可接受的或者甚至优异的清洁性能,得自所述组合物的水溶液应当具有9~13、优选10~12范围内、更优选高于11的pH值(1%,20℃去离子水)。
使用得自这样的组合物表现出高pH值的水溶液清洁金属表面,特别是铝、铝合金或镀锌钢,通常导致腐蚀作用并最后使金属表面分解。然而,意外地发现,当存在上述含一种或多种选自元素周期表第二或第三主族元素的阳离子的盐时,没有观察到腐蚀作用和金属表面的分解。所以设想这些无机盐在含水碱性组合物中对于前述金属表面起缓蚀剂的作用。
此外,意外地惊人的是,当使用根据本发明的组合物的水性溶液中的上述无机盐时,不再需要使用碱金属硅酸盐或基于硅的任何其它化合物。因此,根据本发明的组合物优选没有任何含硅或元素硅的化合物。
此外,由于上述特定的无机盐的存在,也不需使用一种或多种有机金属化合物作为用于清洁在这样的条件下易受腐蚀的表面的碱性溶液中的缓蚀剂。所以,在一个优选的实施方案中,根据本发明的组合物不含任何有机金属化合物。这里,“有机金属化合物”表示具有直接的金属-碳键的元素有机化合物。认为有机酸的金属盐、醇化物、冠状化合物和其它包合物以及螯合物和金属乙酰丙酮化物都不认为是有机金属化合物,而聚硅氧烷、有机磷化合物、有机砷化合物和有机硼化合物代表本发明意义上的有机金属化合物。
本发明的组合物还可含有常用于碱性清洁组合物中的其它组分,例如螯合剂、表面活性剂、消毒剂、漂白剂、氧化剂、助洗剂、增溶剂、溶剂或其混合物。这些化合物的一些还可能具有几种功能。例如,氧化剂如产生活性氯的次氯酸盐除了它们的清洁促进性能之外还表现消毒性能。在这样的情况下,可能含于根据本发明的组合物中的特定物质的总量可代表添加对应于它的不同性能的单独组分的量的总和。例如,虽然假设组合物中氧化剂的量基于总的组合物的量不希望超过40wt%,但是,如果除了氧化剂还可能存在另外的消毒剂,次氯酸盐的量可能大于40wt%。
优选的是,根据本发明的组合物含有一种或多种氧化剂。合适的氧化剂可由一种或多种产生活性氯的化合物例如次氯酸盐代表,例如漂白粉、次氯酸钙、次氯酸钠和次氯酸钾。然而,优选用金属例如钠、锂、钙或钾构成的过氧化合物例如过硼酸盐或过碳酸盐,或者过氧化氢也可适合作为氧化剂。但是,优选地,本发明的组合物不合任何碱金属过硼酸盐。在一个特别优选的实施方案中,本组合物含次氯酸钠、次氯酸钾或其混合物,而不含其它漂白剂或氧化剂。
所述一种或多种氧化剂应当以基于总的组合物为30~80wt.%、优选35~70wt.%、而更优选40~65wt.%的总量含于根据本发明的组合物中。
意外地,在根据本发明的组合物的水性溶液中使用的阳离子不引起可能存在于所述组合物中的次氯酸盐的任何分解。然而,所述组合物形成的水溶液的稳定性和上述盐在所述碱溶液中的溶解度可通过在组合物中另外添加一种或多种螯合剂而改善。这尤其适合作为阳离子的钙和镁,因为这些阳离子在碱性溶液中形成不溶于水的氢氧化物。合适的螯合剂例如可以是乙二胺四乙酸、氨三乙酸、磷酸盐,尤其是多磷酸盐,例如三聚磷酸钠,多羟基羧酸,柠檬酸盐,特别是碱性柠檬酸盐,二巯基丙醇,三乙醇胺,冠状化合物或膦酰基链烷多元羧酸(phosphonoalkane polycarboxylic acid)。在碱性条件下在水溶液中,上述酸通常将以它们的盐的形式存在,优选以它们的钠盐或钾盐的形式。但是,生产根据本发明的组合物时,可使用所述酸以及相应的盐。
膦酰链烷多元羧酸优选包括具有3~6个碳原子的直链烃主链和2~5个羧酸部分。特别优选的膦酰基链烷多元羧酸是2-膦酰基丁烷-1,2,4-三羧酸。这些化合物与含钙或镁的缓蚀剂盐组合特别有利。
所述一种或多种螯合剂以基于总的组合物为2~35wt.%、优选5~25wt.%、更优选9~20wt.%的总量含于所述组合物中以便获得足够的螯合特性。
在某些情况下,如果将一种或多种表面活性剂加到组合物中,可实现从根据本发明的组合物形成的水溶液的改善的清洁特性。但是,当应用表面活性剂时,必须保证它们在从所述组合物获得的溶液的高碱性条件下起作用。虽然可应用所有类别的表面活性剂,即,阴离子型、阳离子型、非离子型和两亲的,但特别适用于本发明的表面活性剂是阴离子型和/或非离子型表面活性剂。
合适的阴离子型表面活性剂例如烷基芳烃磺酸盐,特别是烷基苯磺酸盐和烷基萘磺酸盐,烷基磺酸盐,其烷基部分优选含12~18个碳原子,α-烯属磺酸盐,其烯烃部分优选含12~17个碳原子,或者烷基硫酸盐,其烷基部分优选含11~17个碳原子,或其混合物。通常,所述化合物以它们的碱盐形式使用,特别是以它们的钠盐形式。一种特别有利的阴离子型表面活性剂是十二烷基硫酸钠。阴离子型表面活性剂可改善清洁特性而且可以改善组合物的稳定性。
虽然其它已知的非离子型表面活性剂例如烷氧基化物,特别是乙氧基化物和/或丙氧基化物,脂肪醇或脂肪胺,它们也可被烷基封端,例如丁基封端,也适用于根据本发明的组合物,但优选使用对应于下式的氧化胺:
其中,R1~R3独自表示具有1~20个碳原子的脂族或环烃残基,而且其中,R1~R3的至少一个、优选只有一个具有至少11个碳原子的烃残基。还可使用几种氧化胺的混合物。优选的氧化胺是椰油烷基二甲基氧化胺(coconut alkyl dimethylamine oxide)或月桂基二甲基氧化胺。
可用于本发明的组合物的其它非离子型表面活性剂有烷基多葡糖苷。烷基多葡糖苷的烷基通常得自天然脂肪或油或石化生产的醇。糖部分通常得自具有5或6个碳原子的还原糖。
用于根据本发明的组合物的阳离子型表面活性剂可以是例如季铵盐。它们优选是这样获得的饱和的或不饱和的化合物,即,用脂肪酸酯化三醇胺、尤其是三乙醇胺,随后用合适的烷基化剂进行季铵化。合适的脂肪酸具有12~18个碳原子,例如月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸或硬脂酸。特别优选的是使用根据技术方法获得的脂肪酸的混合物,例如得自椰油、棕榈仁油、菜籽油或动物脂油的酸混合物。
在一个特别优选的实施方案中,所述一种或多种表面活性剂以基于总的组合物为1~30wt.%、优选2~20wt.%、更优选4~15wt.%的总量含于所述组合物中。
考虑到以上所述,根据污垢的类别和需要清洁的金属表面的形状和部位,可使用发泡清洁剂或无泡清洁剂,其中,无泡可通过完全省去任何种类的表面活性剂或者通过使用低泡表面活性剂来实现。
为了从上述组合物获得均匀的溶液,可能有益的是另外添加一种或多种增溶剂。特别是它们促进有机组分例如所述一种或多种表面活性剂在水溶液中的分散。合适的增溶剂例如有二甲苯、甲苯的磺酸钠、钾、铵和烷醇铵盐,苯甲酸乙酯、异丙苯、萘或烷基萘,烷氧基化烷基酚的磷酸酯,烷氧基化醇的磷酸酯,以及烷基肌氨酸酯的钠、钾和铵盐,及其混合物。
在一个优选的实施方案中,所述一种或多种增溶剂以1~35wt.%、优选5~25wt.%、更优选9~20wt.%的总量含于所述组合物中。
根据本发明的组合物可另外含有一种或多种常用于清洁组合物的其它化合物,例如选自消毒剂、助洗剂物质、溶剂和漂白剂。这些化合物优选以0~20wt.%、优选2~15wt.%、更优选低于10wt.%的总量含于根据本发明的组合物中。
通常,上述列举的化合物与氧化剂还起漂白剂的作用。但是,这不排除使用前文没有提及的化合物作为漂白剂。
合适的助洗剂例如有碳酸钠、倍半碳酸钠、硫酸钠、碳酸氢钠,磷酸盐,例如三聚磷酸钠,分别有氨三乙酸或其盐,分别有柠檬酸或其盐,它们的混合物。
合适的消毒剂除了前述与用于根据本发明的组合物的氧化剂有关的这些之外,还有醛,例如甲醛、乙二醛或戊二醛,酚衍生物和醇或其混合物。
在一个优选的实施方案中,根据本发明的组合物以粉末或固体块存在。所述清洁粉末或固体块的生产根据现有技术提及的方法进行。例如,粉末可这样获得,即,生产上述组合物的水性浆料,将它在高压下通过喷嘴喷到干燥塔的上部而形成中空球粉末。
可将所述组合物这样形成固体块:首先将优选放入一个筒内的碱源熔化,然后往熔体中添加组合物的其它组分。优选依次添加其它组分,即,开始添加阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂,接着添加螯合剂、氧化剂、增溶剂,随后添加所含的其余组分。
如前所述,根据本发明的组合物以它的水性溶液形式应用于将要清洁的溶液。所述水溶液可在马上就要使用前形成,或者它可事先形成。如果该溶液在马上就要使用前形成,优选地将以前述粉末和固体块形式的组合物根据需要的量分散,然后溶于所需量的水中以获得具有预定浓度的使用液。然而,如果所述组合物以固体块的形式使用,还可这样获得使用液,即,用规定量的水淋洗所述固体块以获得预定浓度的使用液。
此外,水性清洁液还可不是在马上就要使用前才形成,因而可以贮存直到需要时。因此,本发明另一目的是水性浓缩液,它含上述组合物和游离的水。游离的水表示纯水。如果一种或多种化合物不以固体形式而是以它们的水溶液形式使用的话,除了溶解组合物的单种组分而添加的纯水以外,也可含有其它水。例如,当制备根据本发明的水溶液时,所述碱源或表面活性剂可溶于水使用。但是,当所述组合物以粉末或固体块的形式存在时,优选单个的组分不以它们的水溶液形式使用,而是制备根据本发明的水溶液,这些化合物作为水溶液使用可能有利于生产水性清洁浓缩液。
优选将水软化并且以30~90wt.%、更优选35~88wt.%、最优选40~85wt.%的量含于所述浓缩液中。
上述水性浓缩液优选以基于总的水性浓缩液为30~95wt.%、优选35~90wt.%、更优选40~85wt.%的量含上述清洁组合物。
此外,根据本发明的水性浓缩液以基于总的浓缩液为0.01~10wt.%、优选0.05~5wt.%、更优选0.1~3.5wt.%的总量含一种或多种盐。
在一个优选的实施方案中,所述碱源以基于总的浓缩液为1.5~2 0wt.%、优选2~10wt.%、更优选3~5wt.%的总量含于所述水性浓缩液中。特别优选的是,所述浓缩液具有在9~13、优选10~12范围内、更优选高于11的pH值(1%,20℃)。
此外,一种或多种螯合剂以基于总的浓缩液为1~10wt.%、优选2~8wt.%、更优选3~5wt.%的总量含于所述水性浓缩液中。
根据本发明的水性浓缩液优选以基于总的浓缩液为1~15wt.%、优选2~10wt.%、更优选2.3~6wt.%的总量含一种或多种表面活性剂。
此外,一种或多种氧化剂以基于总的浓缩液为10~40wt.%、优选15~30wt.%、更优选20~28wt.%的总量含于所述浓缩液中。由于过碳酸盐和过硼酸盐在碱性溶液中不稳定,所述水性浓缩液优选不含任何这些化合物。
所述水性浓缩液另外还可含有一种或多种选自一元醇或多元醇或二醇醚的溶剂,具体选自乙醇、正丙醇或异丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、二甘醇、丙基二甘醇、丁基二甘醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单正丁醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚或丙二醇单丙醚、一缩二丙二醇单甲醚、一缩二丙二醇单乙醚、甲氧基三甘醇、乙氧基三甘醇、丁氧基三甘醇、1-丁氧基乙氧基-2-丙醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、丙二醇单叔丁基醚及其混合物。
为了获得最佳化的清洁结果,根据本发明的水性清洁浓缩液应当是均匀的溶液。因此,优选的是通过首先将缓蚀剂盐溶于水,随后往其中添加其它组分来制备根据本发明的浓缩液。虽然它们的添加顺序不特别受限制,但首先添加一种或多种碱源是有利的,接着添加阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、螯合剂、氧化剂、增溶剂,随后添加所包含的其余组分。也可能不首先溶解缓蚀剂盐,而是在生产浓缩液的最后添加它。如果缓蚀剂盐溶解性差,可将它首先溶于例如酸中,中和,然后与其它成分混合。
上述水性浓缩液可就这样用于清洁前述金属表面或者可将它进一步稀释,优选用水或者用前述任何溶剂或其混合物稀释。在一个优选的实施方案中,用水稀释所述浓缩液而生成水性使用液,它含基于总的使用液为0.1~10wt.%、优选0.5~8wt.%、更优选1~5wt.%量的根据本发明的浓缩液。
因此,本发明又一目的是用于清洁在碱性液体中易受腐蚀的表面的水性使用液,它含有基于总的使用液为0.1~10wt.%、优选0.5~8wt.%、更优选1~5wt.%量的根据本发明的水性浓缩液。
如前所述,使用液还可从水性溶液形式的清洁组合物,或者粉末或固体块形式的清洁组合物直接获得。所以,本发明又一目的涉及用于清洁在碱性液体中易受腐蚀的表面的水性使用液,它以基于总的使用液为0.05~8wt.%、优选0.1~5wt.%、更优选0.3~3wt.%的量含有包括粉末或固体块形式的前述组合物。
本发明另一目的是使用前述水性浓缩液或者根据本发明的任何前述使用液清洁在碱性液体中易受腐蚀的表面的方法。
虽然水性清洁浓缩液或使用液的应用不限于在碱性液体中易受腐蚀的金属,一个主要优点是它用于这样的敏感性金属表面,正如应用本发明的水性清洁浓缩液或使用液的情况不会发生腐蚀。特别是根据本发明的水性清洁浓缩液或使用液适用于清洁软金属的表面,例如铝、锡、锌、铅或镉,它们的合金或者其它金属或合金,例如电镀的钢,尤其是用任何这些金属镀覆的钢。最优选的金属表面由铝、铝合金或镀锌钢制成。用于铝合金的主要合金添加剂优选有铜、镁、硅、锰和锌。
在一个根据本发明的方法的优选实施方案中,首先将需要清洁的表面与根据本发明的水性清洁浓缩液或使用液接触。任选随后淋洗接触的表面和/或干燥。水性清洁浓缩液或使用液与金属表面之间的接触可通过本领域已知的常规方法进行,例如将金属表面浸入水性清洁浓缩液或使用液中,或者例如通过喷洒或浇淋将水性清洁浓缩液或使用液引导到表面上。
获得足够的清洁结果的接触时间可在数秒到几小时。优选地在30秒到2小时,更优选1分钟到30分钟。接触时间可这样实现,即,一次接触整个接触时间或者依次将金属表面与水性清洁浓缩液或使用液接触特定的较短的时间,其中,接触时间相当于每次较短的接触时间之和。
可通过在整个接触时间或者在总接触时间的特定阶段搅拌所述水性清洁浓缩液或使用液来改善清洁结果。在一些情况下还可能有用的是提高水性清洁浓缩液或使用液的温度例如到20~90℃、优选40~60℃的温度。
本发明的方法可能例如涉及清洁物件的金属制的外表面、它的内表面或者外表面和内表面。认为外表面的清洁方法主要在难以触及相应的表面方面不同于内表面的清洁方法。通常,就清洁外表面来说,将物件照原样放置,将清洁液施用于需要清洁的表面即可。当清洁例如物件或机械的内表面时,可能需要拆卸包含需要清洁的表面的物件或机械的相应部件,不然清洁液可能接触不到表面。该方法通常称为“离位清洁”(COP)。这种方法优选在环境温度(通常室温)下实施。不过,在某些情况下还可适当升高温度到60℃。
但是,另一种清洁难以触及的物件或机械内表面的方法是,假设将所述水性清洁浓缩液或使用液循环通过物件或机械,于是,需要清洁的表面与水性清洁浓缩液或使用液接触。该方法通常称为“原位清洁”(CIP)。该方法优选在前述温度范围内实施。当使用根据本发明的水性清洁浓缩液或使用液时,两种清洁方法(COP和CIP)都可行。
根据本发明的清洁方法可以手工或自动进行。如果自动进行清洁,该方法可完全地或部分地自动。
根据本发明的方法适合公共机构的或家庭的清洁目的。
可通过根据本发明的方法清洁的表面有窗框,建筑物的正面,机械,例如包含特定的金属表面的(自动)清洁机械,例如洗碟机、擦洗干燥机(scrubber dryer)(包括手推式(walk behind)擦洗干燥机或跨坐式(rid-on)擦洗干燥机),所有工业领域中的包装机械、生产机械或加工机械,例如食品和饮料加工机械,用于美容化合物、药物或生活消费品的生产和包装机械,医疗领域中的仪器和设备,槽,管道系统,灌注机器,可见于家庭中的金属表面,例如锅、(煎炸)锅,装饰配件,家具或其部件,机动车例如小汽车、卡车、船、艇、自行车或摩托车的框架和各种相应的表面。
将通过如下实施例进一步阐释本发明。除非另外说明,所有关于量的表示都表示wt.%。
实施例
表1给出了根据本发明的水性浓缩液的实施例(1~20号)和不含根据本发明的任何缓蚀剂盐的对比实施例(21~26)。全部组合物都是通过首先将缓蚀剂盐溶于规定量的水中,再按照表中列出的顺序添加其余组分而获得的。搅拌混合物直到获得均匀的溶液。
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | |
软化水 | 47.7 | 42.2 | 45.7 | 48.2 | 48.7 | 49.0 | 49.1 | 59.6 | 59.2 | 58.2 | 69.1 | 68.7 | 67.7 |
氢氧化钾(50%水溶液) | 8.7 | 8.7 | 8.7 | 8.7 | 8.7 | 8.7 | 8.7 | 8.7 | 8.7 | 8.7 | |||
氢氧化钠(50%水溶液) | 6.2 | 6.2 | 6.2 | ||||||||||
十二烷基硫酸钠(30%水溶液) | 8.0 | 3.0 | 3.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | ||||||
二甲基椰油烷基氧化胺(Aminoxide,dimethylcoconutalkyl)(30%水溶液) | 10.0 | 10.0 | 13.0 | 13.0 | 13.0 | ||||||||
膦酰基丁烷三羧酸(50%水溶液) | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 |
次氯酸钠 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | |||
异丙苯磺酸钠 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
MgSO4×7H2O | |||||||||||||
BaCl2×2H2O | |||||||||||||
FeCl2×4H2O | |||||||||||||
MnCl2×4H2O | |||||||||||||
AlCl3 | |||||||||||||
MgCl2 | |||||||||||||
CaCl2 | 1.5 | 2.0 | 1.5 | 1.0 | 0.5 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.5 | 1.5 | 0.1 | 0.5 | 1.5 |
∑ | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 |
续表1
实施例14 | 实施例15 | 实施例16 | 实施例17 | 实施例18 | 实施例19 | 实施例20 | 对比实施例1 | 对比实施例2 | 对比实施例3 | 对比实施例4 | 对比实施例5* | 对比实施例6* | |
软化水 | 84.6 | 81.7 | 83.2 | 46.4 | 47.4 | 45.9 | 45.9 | 49.2 | 59.7 | 69.2 | 82.2 | 46.5 | 46.5 |
氢氧化钾(50%) | 8.7 | 8.7 | 8.7 | 8.7 | 8.7 | 8.7 | 8.7 | 8.7 | 8.7 | 8.7 | |||
氢氧化钠(50%) | 6.2 | 6.2 | 6.2 | ||||||||||
十二烷基硫酸钠(30%) | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | ||||||
二甲基椰油烷基氧化胺(30%) | 13.0 | ||||||||||||
膦酰基丁烷三羧酸(5 0%) | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 |
次氯酸钠 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | |||||
异丙苯磺酸钠 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
MgSO4×7H2O | 3.3 | ||||||||||||
BaCl2×2H2O | 3.3 | ||||||||||||
FeCl2×4H2O | 2.7 | ||||||||||||
MnCl2×4H2O | 2.7 | ||||||||||||
AlCl3 | 1.8 | ||||||||||||
MgCl2 | 2.8 | ||||||||||||
CaCl2 | 0.1 | 0.5 | 1.5 | ||||||||||
∑ | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
*不稳定的
在表1中,实施例1~7和对比实施例1表示还提供活性氯的碱性起泡清洁剂。这样的清洁剂还可用于手工清洁。其中的活性氯除了具有促进清洁的性质以外还表现出消毒性质。
实施例8~10和对比实施例2表示还提供活性氯的碱性无泡清洁剂。可添加耐活性氯的另外的无泡表面活性剂。其中的活性氯除了具有促进清洁的性质以外还表现出消毒性质。
实施例11~13和对比实施例3表示不提供活性氯的碱性起泡清洁剂。这样的清洁剂还可用于手工清洁。
实施例14~16和对比实施例4表示不提供活性氯的无泡清洁剂。还可添加另外的无泡表面活性剂。
实施例17~20和对比实施例5和6表示提供活性氯的碱性起泡清洁剂,不同之处在于选定的缓蚀剂盐的种类。这些清洁剂还可用于手工清洁。
表2示出了使用根据表1的组合物的材料相容性的结果。只有对比实施例5和6的组合物不能测试,是由于它们不稳定。相容性试验在20℃的温度下进行。将尺寸各为5×10cm的铝和镀锌(Zn)钢试验板称重,然后在含有5%单一组合物的水性溶液中完全浸没1小时。此后,从溶液中取出试验板,再次称重以确定质量损失。为了对比的目的,当给出实施例17~20的结果时,重复对比实施例1。
表2
对比实施例1 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 对比实施例2 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | ||||||
盐浓度[mg/l] | - | 750 | 1000 | 750 | 500 | 250 | 100 | 50 | - | 50 | 250 | 750 | |||||
质量损失[g/(m2×h)] | |||||||||||||||||
Al板 | 8.77 | 1.04 | 0.05 | 0.99 | 1.85 | 4.28 | 6.31 | 7.38 | 8.77 | 7.25 | 4.28 | 1.00 | |||||
钢(Zn)板 | 0.53 | 0.02 | 0.00 | 0.01 | 0.05 | 0.12 | 0.23 | 0.43 | 0.52 | 0.22 | 0.12 | 0.01 | |||||
对比实施例3 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 对比实施例4 | 实施例14 | 实施例15 | 实施例16 | (C1)- | 实施例17 | 实施例18 | 实施例19 | 实施例20 | |||||
盐浓度[mg/l] | - | 50 | 250 | 750 | - | 50 | 250 | 750 | - | 1400 | 900 | 1650 | 1400 | ||||
质量损失[g/(m2×h)] | |||||||||||||||||
Al极 | 8.77 | 7.30 | 4.33 | 1.10 | 8.77 | 7.15 | 4.50 | 1.14 | 8.77 | 1.87 | 1.06 | 2.82 | 1.36 | ||||
钢(Zn)板 | 0.54 | 0.19 | 0.13 | 0.01 | 0.60 | 0.20 | 0.08 | 0.01 | 0.54 | 0.02 | 0.01 | 0.05 | 0.01 | ||||
从表2中给出的数据显然可见,由清洁组合物所导致的腐蚀作用引起的质量损失随着根据本申请的缓蚀剂盐的用量增大而减小。使用CaCl2作为缓蚀剂盐取得了最佳结果。
用一些选定的组合物测试了清洁性能。将分别用1g动物油脂弄污的、尺寸各为5×10cm的铝(99.8)板测试了清洁性能。将试验板浸入含有2wt.%溶于软化水的相应组合物的清洁液中,每分钟浸10次。试验在38℃的溶液温度下进行。结果示于表3。
表3
水 | 实施例1 | 实施例 | 实施例10 | 实施例13 | 实施例16 | 实施例17 | 实施例18 | 实施例19 | 实施例20 | |
污垢质量[g] | 1.0111 | 0.9995 | 1.0389 | 1.0988 | 0.9947 | 1.0027 | 1.0016 | 0.9966 | 1.0051 | 1.0008 |
除去的污垢[%] | 2.17 | 98.08 | 98.95 | 87.82 | 93.14 | 82.06 | 96.48 | 98.80 | 99.02 | 98.72 |
溶液外观(目测) | 良好分散 | 良好分散 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 部分棕色 |
评估* | -- | + | + | О | + | О | + | + | + | + |
*++没有残余物 +>90%被除去 О80-90%被除去 -70-80%被除去 --<70%被除去
表3中的数据显示,和仅仅由水构成的溶液相比,根据本发明的清洁组合物在大多数情况下表现出对铝板很好的清洁性能。
Claims (38)
1.用于清洁在碱性液体中易受腐蚀的表面的组合物,它含有至少一种碱源和至少一种无机盐,所述无机盐含至少一种选自元素周期表第二或第三主族元素的阳离子,因此所述组合物不含任何三唑和/或任何碱金属硼酸盐。
2.权利要求1的组合物,其特征在于,所述阳离子选自Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Al3+或其混合物。
3.权利要求1或2的组合物,其特征在于,所述阳离子的阴离子反离子选自包含卤化物,特别是氯化物、溴化物或碘化物,硫酸根和碳酸根的组。
4.权利要求1~3任一项的组合物,其特征在于,一种或多种盐以基于总的组合物为0.01~20wt.%、优选0.05~15wt.%、更优选0.1~10wt.%的总量含于所述组合物中。
5.权利要求1~4任一项的组合物,其特征在于,所述碱源以基于总的组合物为1~40wt.%、优选2~30wt.%、更优选5~25wt.%的总量含于所述组合物中。
6.权利要求1~5任一项的组合物,其特征在于,它不含任何含硅的化合物。
7.权利要求1~6任一项的组合物,其特征在于,它不合任何有机金属化合物。
8.权利要求1~7任一项的组合物,其特征在于,它另外还含有一种或多种螯合剂。
9.权利要求8的组合物,其特征在于,一种或多种螯合剂以基于总的组合物为2~35wt.%、优选5~25wt.%、更优选9~20wt.%的总量含于所述组合物中。
10.权利要求8或9的组合物,其特征在于,所述螯合剂表示膦酰基链烷多元羧酸或其盐,优选它是钠盐或钾盐。
11.权利要求1~10任一项的组合物,其特征在于,该组合物另外还含有一种或多种表面活性剂。
12.权利要求11的组合物,其特征在于,所述一种或多种表面活性剂选自阴离子型和/或非离子型表面活性剂。
13.权利要求11或12的组合物,其特征在于,所述一种或多种表面活性剂以基于总的组合物为1~30wt.%、优选2~20wt.%、更优选4~15wt.%的总量含于所述组合物中。
14.权利要求1~13任一项的组合物,其特征在于,它另外还含有一种或多种氧化剂。
15.权利要求14的组合物,其特征在于,所述氧化剂含一个或多个氯源。
16.权利要求14或15的组合物,其特征在于,所述一种或多种氧化剂以基于总的组合物为30~80wt.%、优选35~70wt.%、更优选40~65wt.%的总量含于所述组合物中。
17.权利要求1~16任一项的组合物,其特征在于,它另外还含有一种或多种增溶剂。
18.权利要求17的组合物,其特征在于,所述一种或多种增溶剂以基于总的组合物为1~35wt.%、优选5~25wt.%、更优选9~20wt.%的总量含于所述组合物中。
19.权利要求1~18任一项的组合物,其特征在于,该组合物另外还含有一种或多种选自消毒剂、助洗剂物质、溶剂和漂白剂的化合物。
20.权利要求1~19任一项的组合物,其特征在于,它以粉末或固体块的形式存在。
21.含权利要求1~19任一项的组合物和游离水的水性浓缩液。
22.权利要求21的水性浓缩液,其特征在于,它以基于该总的水性浓缩液为30~95wt.%、优选35~90wt.%、更优选40~85wt.%的量含所述组合物。
23.权利要求21或22的水性浓缩液,其特征在于,所述水以基于该总的水性浓缩液为30~90wt.%、优选35~88wt.%、更优选40~85wt.%的量存在于所述组合物中。
24.权利要求21~23任一项的水性浓缩液,其特征在于,一种或多种盐以基于总的浓缩液为0.01~10wt.%、优选0.05~5wt.%、更优选0.1~3.5wt.%的总量含于所述浓缩液中。
25.权利要求21~24任一项的水性浓缩液,其特征在于,所述碱源以基于总的浓缩液为1.5~20wt.%、优选2~10wt.%、更优选3~5wt.%的总量含于所述浓缩液中。
26.权利要求21~25任一项的水性浓缩液,其特征在于,所述浓缩液具有在9~13、优选10~12范围内、更优选高于11的pH值(1%,20℃)。
27.权利要求21~26任一项的水性浓缩液,其特征在于,一种或多种螯合剂以基于总的浓缩液为1~10wt.%、优选2~8wt.%、更优选3~5wt.%的总量含于所述浓缩液中。
28.权利要求21~27任一项的水性浓缩液,其特征在于,一种或多种表面活性剂以基于总的浓缩液为1~15wt.%、优选2~10wt.%、更优选2.3~6wt.%的总量含于所述浓缩液中。
29.权利要求21~28任一项的水性浓缩液,其特征在于,一种或多种氧化剂以基于总的浓缩液为10~40wt.%、优选15~30wt.%、更优选20~28wt.%的总量含于所述浓缩液中。
30.用于清洁在碱性液体中易受腐蚀的表面的水性使用液,它含基于总的使用液为0.05~8wt.%、优选0.1~5wt.%、更优选0.3~3wt.%的量的权利要求1~20任一项的组合物。
31.用于清洁在碱性液体中易受腐蚀的表面的水性使用液,它含基于总的使用液为0.1~10wt.%、优选0.5~8wt.%、更优选1~5wt.%的量的权利要求21~29任一项的水性浓缩液。
32.使用权利要求21~29任一项的水性浓缩液或者权利要求30或31的使用液清洁在碱性液体中易受腐蚀的表面的方法。
33.权利要求32的方法,其特征在于,所述清洁表面由选自铝、铝合金和电镀的钢的材料制成。
34.权利要求32或33的方法,其特征在于,将需要清洁的表面与所述水性浓缩液或者任何使用液接触,任选随后淋洗和/或干燥。
35.权利要求32~34任一项的方法,其特征在于,将它用来清洁由金属制成的外表面和/或由金属制成的内表面。
36.权利要求32~35任一项的方法,其特征在于,将它用于原位清洁(CIP)或离位清洁(COP)。
37.权利要求32~36任一项的方法,其特征在于,所述清洁可以手工或自动进行,其中,自动清洁可能是完全地或部分地自动。
38.权利要求32~37任一项的方法,其特征在于,所述水性浓缩液或任何使用液适用于公共机构的和/或家庭的清洁。
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