CN103725465A - 一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属化学清洗技术领域，具体涉及一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂。本发明产品所用原材料产品包括：羟基乙酸、表面活性剂、缓蚀剂、渗透剂、阻垢剂、着色剂和水。将本发明产品喷涂于薄层水泥污垢上，可以迅速渗透到水泥污垢内部，发生化学反应并形成蓬松物质，降低水泥胶结力，一段时间后再用清水冲洗，即可轻易去除薄层水泥污垢。本发明产品具有无毒无害，对金属设备等基体材料腐蚀性小，对操作人员危害性小等优异特点，可广泛应用于房屋墙面水泥污垢、实验设备上硬化水泥污垢或生活用品上的水泥污点清洗等，具有良好的经济效益和环境效益。

Description

一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂
技术领域
本发明属化学清洗技术领域，具体涉及一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂。
背景技术
水泥工业在蓬勃发展的同时，其环境负荷也不断加重，除了一些广为熟知的环境问题如CO2排放和粉尘污染外，还存在一些容易被人们忽视的问题，具体表现在：1) 工业生产中，多余的硬化水泥附着在管道、设备上，造成设备停转；水泥工厂产生的大量水泥熟料粉尘积聚在房顶之上，长时间会凝结固化，增加建筑物安全隐患。2) 生活中，水泥凝结后会污染环境，生活用品上附着的水泥污点难以去除，这些都影响人们的生活质量。3) 科学研究中，水泥凝结在机器、仪器里会影响设备寿命，甚至损坏设备。近年来，随着人们对自然界生态环境和人类生存条件的不断重视，降低水泥混凝土工业对环境的负荷，加大水泥混凝土的降解或再利用力度，实现水泥混凝土工业的可持续发展已经成为本领域研究者和工程技术人员关注的对象和研究的热点。
水泥污垢是水泥泥浆溅落在物体表面凝结以后形成的结块，或是水泥泥浆在管路中流动凝结堵塞管路的薄层水泥污垢。清洗水泥污垢的难度很大，这是由其特性所决定的：1) 水泥是一种水硬性胶凝材料，固化后强度较大，粘附在物体表面无法通过高压水力冲洗等物理方法清洗，若用工具强行铲除污垢层，会损坏原有物体表面。2) 水泥水化后形成硬化水泥，其主要成分为晶体水化物(骨架作用)和胶体水化物(填充间隙，提高强度)，其化学性质稳定，表面致密，不溶于水，单一化学试剂很难溶解，侵蚀较慢。3) 水泥能在空气中和水里硬化，能将散粒材料(如砂、石)或块状材料(如砖、瓷砖等)胶结成一个整体，单纯使用表面活性剂难以去除。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以有效清洗薄层水泥污垢，环境友好型的，对人体健康安全无害的以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂。
本发明提出的一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂，由羟基乙酸、表面活性剂、缓蚀剂、渗透剂、阻垢剂、着色剂和水组成，各组分重量比为：
水                                        100
羟基乙酸                            15-40
表面活性剂                        1.0-4.0
缓蚀剂                                1.0-10.0
渗透剂                                1.0-4.0
阻垢剂                                0.1-1.0
着色剂                                1.0-5.0。
各组分较佳的重量比为：
水                                        100
羟基乙酸                            25-35
表面活性剂                        1.5-3.0
缓蚀剂                                4.0-8.0
渗透剂                                1.5-3.0
阻垢剂                                0.3-0.8
着色剂                                2.0-4.0。
本发明中，所述羟基乙酸又名乙醇酸或甘醇酸(C2H4O3)，羟基乙酸的质量百分比为10%-25%。
本发明中，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
本发明中，所述缓蚀剂为乙二胺四乙酸(EDTA)。
本发明中，所述渗透剂为脂肪醇聚乙烯醚。
本发明中，所述阻垢剂为三聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种。
本发明中，所述着色剂为靛蓝，是一种水溶性有机颜料。
本发明提出的一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂的制备方法，具体步骤如下：
按前述重量比例称取已配制好的羟基乙酸、表面活性剂、缓蚀剂、渗透剂、阻垢剂、着色剂和水，通过机械搅拌，混合至均匀状态，即得所需产品。
本发明提出的一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂的制备方法，具体步骤如下：
使用本发明产品时先将待去除的薄层水泥污垢充分干燥，然后将所配制产品喷涂于其上，待其充分反应后用清水冲洗。若一次喷涂擦洗过程不能完全除去薄层水泥污垢，重复上述过程，直至清洗干净为止。
本发明产品为一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂，其特点如下：
1. 本发明中，所述羟基乙酸又名乙醇酸或甘醇酸(C2H4O3)，其水溶液呈淡黄色。由于分子中既有羟基又有羧基，兼有醇与酸的双重性。羟基乙酸可以同薄层水泥污垢中最活跃的组分氢氧化钙发生反应，生成羟基乙酸钙白色固体沉淀，而羟基乙酸钙为针状或草丛状晶体，体积发生显著膨胀，这使得薄层水泥污垢胶结力失效。
2. 表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠，可以减小液体的表面张力，有利于清洗剂渗入薄层水泥污垢内部，也有利于水泥污垢从设备或物体表面脱落。
3. 缓蚀剂采用乙二胺四乙酸(EDTA)。一方面EDTA可以作为一种缓蚀组分，与铁离子和钙离子生成络合产物，有利于保护金属设备；另一方面，EDTA酸性较强，可以增强羟基乙酸的作用效果，提高清洗效率。
4. 渗透剂采用脂肪醇聚乙烯醚。脂肪醇聚乙烯醚是一种性能优异的表面活性剂，有助于降低液体表面张力，使清洗剂易于渗透进入薄层水泥污垢内部。
5. 阻垢剂采用三聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种。磷酸盐因具有优异的阻垢性能和良好的缓蚀性能而在化学清洗行业中得到广泛的应用，使用微量的磷酸盐，有助于提高清洗效率。
6. 着色剂采用水溶性有机颜料靛蓝。由于其他组分复配后的溶液是无色透明的或颜色极浅，为了便于区分所制备的清洗剂与其他液体试剂，在不影响清洗效果和环保要求的前提下，使用一定量的着色剂。
本发明产品以羟基乙酸为主要作用组分，同时加入表面活性剂、缓蚀剂、阻垢剂和渗透剂增强清洗效果，在不影响清洗效果前提下采用着色剂用以区分其他液体。它制备工艺简单，适用于金属设备表面、汽车表面及房屋墙面的薄层水泥污垢或水泥污点的清除，克服了无机酸清洗对设备或建筑原表面的侵蚀破坏作用。采用本发明产品，只针对水泥垢层的薄弱环节C-S-H凝胶结构、水泥水化结晶产物和氢氧化钙组分，破坏其骨架结构，使原本坚固的水泥污垢转变成疏松的钙的可溶性沉淀，能达到良好的清洗效果。
本发明使用廉价易得的有机酸作为主要组分，代替常用的无机酸(如盐酸、硫酸和土酸等)制备薄层水泥污垢化学清洗剂，不仅可以有效的清除难于清理的水泥污垢，解决水泥污垢层难以处理的问题，而且可以减少化学清洗剂对环境的污染，一定程度上有助于缓解现阶段我国工业及生活清洗领域使用无机酸过多污染环境的问题，为保护环境创造了良好的条件。
针对水泥污垢的特性，本发明制备的薄层水泥污垢化学清洗剂主要由羟基乙酸、表面活性剂、缓蚀剂、渗透剂、阻垢剂、着色剂和水制备而成，它制备方法简单，清洗效果良好，对环境污染小，对人体无危害，可以满足日常生产和生活中多种状况下的水泥污垢清洗去除要求，具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明清洗方法流程图。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明：本实施例在以本发明技术方案前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程。
1. 薄层水泥污垢试样制作
将规定尺寸为50mm×20mm×2mm的玻璃片洗涤干净，在80℃烘箱中烘干至恒重，冷却后准确称量质量M0(g)。配制水灰比为0.5的水泥净浆，将配制好的水泥净浆均匀涂覆于玻璃试片上，除去底面和边缘的多余净浆，待水泥硬化紧紧粘结于玻璃片上后，在标准条件下养护7天，然后将其放入80℃恒温箱中干燥至恒重，准确称量质量M1(g)。
2. 清洗剂应用效果测试
清洗剂的应用效果主要由薄层水泥污垢试样的侵蚀率及脱落率来表征。在实际实践中，不可能把附着有水泥浆污垢的物品完全浸泡于清洗剂中，只能采用喷涂擦洗的方法完成清洗过程，因此，本实验采用的评价方法如附图1所示，具体步骤如下：
1). 观察薄层水泥污垢与玻璃片基体的粘结情况，计算脱落率；
2). 按照下式计算侵蚀率：
                                                
Figure 2013107115694100002DEST_PATH_IMAGE002
其中，M0——玻璃片质量，g；
M1——涂覆水泥净浆养护7天并干燥至恒重后玻璃片质量，g；
M2——采用清洗剂对薄层水泥污垢清洗并干燥至恒重后玻璃片质量，g。
实施例1，一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂，按水100，羟基乙酸15，表面活性剂1.0，缓蚀剂1.0，渗透剂1.0，三聚磷酸钠阻垢剂0.1和着色剂1.0配制而成。采用5次循环喷涂冲洗的方式，处理10个前述的水泥污垢试样，计算侵蚀率和脱落率，测试结果如表1所示。
实施例2，一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂，按水100，羟基乙酸40，表面活性剂4.0，缓蚀剂10.0，渗透剂4.0，六偏磷酸钠阻垢剂1.0和着色剂5.0配制而成。采用5次循环喷涂冲洗的方式，处理10个前述的水泥污垢试样，计算侵蚀率和脱落率，测试结果如表1所示。
实施例3，一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂，按水100，羟基乙酸25，表面活性剂3.0，缓蚀剂4.0，渗透剂3.0，三聚磷酸钠阻垢剂0.4和着色剂2.0配制而成。采用5次循环喷涂冲洗的方式，处理10个前述的水泥污垢试样，计算侵蚀率和脱落率，测试结果如表1所示。
实施例4，一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂，按水100，羟基乙酸30，表面活性剂1.5，缓蚀剂8.0，渗透剂1.5，六偏磷酸钠阻垢剂0.8和着色剂4.0配制而成。采用5次循环喷涂冲洗的方式，处理10个前述的水泥污垢试样，计算侵蚀率和脱落率，测试结果如表1所示。
 
表1 实例性能测试结果
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
反应前水泥石平均质量M0/g 1.65 1.73 1.84 1.63
反应后水泥石平均质量M1/g 1.23 1.12 1.32 1.07
侵蚀率f/% 25.5 34.9 28.2 32.2
脱落率/% 70 100 80 100

Claims (8)

1.一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂，其特征在于由羟基乙酸、表面活性剂、缓蚀剂、渗透剂、阻垢剂、着色剂和水制备而成，各组分重量比为：
水                                        100
羟基乙酸                            15-40
表面活性剂                        1.0-4.0
缓蚀剂                                1.0-10.0
渗透剂                                1.0-4.0
阻垢剂                                0.1-1.0
着色剂                                1.0-5.0。
2.根据权利要求1所述的一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂，其特征在于各组份较佳的重量比为：
水                                        100
羟基乙酸                            25-35
表面活性剂                        1.5-3.0
缓蚀剂                                4.0-8.0
渗透剂                                1.5-3.0
阻垢剂                                0.3-0.8
着色剂                                2.0-4.0。
3.根据权利要求1所述的一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂，其特征在于所述羟基乙酸的质量百分比为10%-25%。
4.根据权利要求1所述的一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂，其特征在于所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂，其特征在于所述的缓蚀剂为乙二胺四乙酸。
6.根据权利要求1所述的一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂，其特征在于所述渗透剂为脂肪醇聚乙烯醚。
7.根据权利要求1所述的一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂，其特征在于所述阻垢剂为三聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种以羟基乙酸为主要组分的薄层水泥污垢化学清洗剂，其特征在于所述着色剂为靛蓝。
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