CN109234047A - 清洗剂及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种清洗剂及其制备方法和用途。该清洗剂由包括如下组分的原料制备得到：氨基磺酸5～8wt％、柠檬酸3～5wt％、草酸3～5wt％、羟基羧酸2～3wt％、渗透剂0.7～1wt％、LAN‑826酸洗缓蚀剂0.1～0.3wt％、稀土氧化物0.5～1wt％和水80～85wt％；其中，所述渗透剂为非离子表面活性剂，羟基羧酸为羟基单羧酸和/或羟基二羧酸，所述稀土氧化物的稀土元素选自钇、镧、铈、钕、铕或镝。本发明的清洗剂进一步降低了其对金属表面的腐蚀性，且清洁效果良好。
Description
技术领域
本发明涉及一种清洗剂及其制备方法和用途，尤其是一种用于去除金属表面水垢的清洗剂及其制备方法和用途。
背景技术
目前，我国清洗行业仍处于初中级阶段，在技术上仍有很大的提升空间。目前使用的清洗剂或除垢剂主要以化学清洗剂为主。随着人们生活水平的提高和工业化进程的加快，清洗业将进入快速发展阶段。
化学清洗剂成功地解决了生产实践中的许多问题，但也存在一些不足，例如强酸性、强碱性清洗剂容易导致清洗物的损坏。因此，弱酸性或中性清洗剂有逐渐取代强酸性、强碱性清洗剂的趋势。
一方面，现有的弱酸性或中性清洗剂仍然具有一定的腐蚀性。例如，CN107904047A公开了一种高效酸性清洗剂，由以下重量份的组分组成：30～100份柠檬酸，5～50份氨基磺酸，5～40份草酸，5～50份羟基乙叉二膦酸，5～40份聚丙烯酸和680～800份去离子水。又如，CN1715452A公开了一种金属表面清洗用除垢剂，含有氨基磺酸、柠檬酸、草酸。上述专利文献采用酸性较弱的柠檬酸和草酸等代替盐酸和硫酸，能够有效去除污垢，但仍然存在一定的腐蚀性。
另一方面，CN105369268A公开了一种铝型材表面防腐清洗剂，由以下重量份的原料制备制成：苯并三氮唑0.5～1、硝酸亚铈5～6、氟化钠1～2、过氧化氢1.5～2、乙烯基三乙氧硅烷20～24、聚乙烯醇1～2、纳米二氧化钛1～2、纳米二氧化硅2～3、水性聚氨酯5～6、钼酸铵1～2、六偏磷酸钠0.2～0.3、硫酸亚铁0.6～0.8、氧化锰0.2～0.3、石英粉1～2、去离子水100～130。CN104974859A公开了一种无水洗车液，主要由下列重量份的原料组成：漆膜保护剂10～35份、增光润滑调节剂3～15份、离子液体2～18份、表面活性剂5～32份、助表面活性剂4～16份、划痕填充剂0.1～5份、去离子水0～10份和香精0.01～0.3份。这些专利文献教导稀土化合物作为划痕填充剂或修复剂。
总体而言，目前仍然需要降低清洗剂的腐蚀性，尤其是对于人体接触的产品。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种清洗剂，其可以进一步降低腐蚀性，且清洁效果良好。本发明的另一个目的在于提供一种清洗剂的制备方法，其工艺简单，产品稳定性好。本发明的再一个目的在于提供一种上述清洗剂的用途。
一方面，本发明提供一种清洗剂，由包括如下组分的原料制备得到：
其中，所述渗透剂为非离子表面活性剂，羟基羧酸为羟基单羧酸和/或羟基二羧酸，所述稀土氧化物的稀土元素选自钇、镧、铈、钕、铕或镝。
根据本发明的清洗剂，优选地，所述原料仅由上述组分组成。
根据本发明的清洗剂，优选地，所述清洗剂由包括如下组分的原料制备得到：
根据本发明的清洗剂，优选地，所述羟基羧酸选自乙醇酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、苦杏仁酸中的一种或多种。
根据本发明的清洗剂，优选地，所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。
根据本发明的清洗剂，优选地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚由碳原子数为6～9的脂肪醇和聚合度为5～10的聚氧乙烯醚形成；所述烷基酚聚氧乙烯醚由烷基链的碳原子数为2～8的烷基酚和聚合度为5～10的聚氧乙烯醚形成。
根据本发明的清洗剂，优选地，所述LAN-826酸洗缓蚀剂为兰州大安化学工程有限公司或甘肃蓝星清洗科技有限公司生产的LAN-826酸洗缓蚀剂；所述稀土氧化物为氧化镧。
根据本发明的清洗剂，优选地，所述清洗剂为金属表面的水垢清洗剂。
另一方面，本发明提供上述清洗剂的制备方法，包括如下步骤：将LAN-826酸洗缓蚀剂与水混合均匀，然后加入氨基磺酸、柠檬酸、草酸和羟基羧酸，待这些原料溶解后，边搅拌边加入稀土氧化物，最后加入渗透剂，混合均匀，从而得到清洗剂。
再一方面，本发明提供上述清洗剂在去除金属器件表面的水垢中的用途，金属器件为食品设备或饮用水设备。
本发明将渗透剂、稀土氧化物与酸洗缓蚀剂结合，可以进一步降低清洗剂的腐蚀性，且清洁效果良好。根据本发明优选的技术方案，清洁效果相对于传统洗涤剂取得了明显改善。
附图说明
图1为采用实施例1的清洗剂清洗后的火车茶炉照片。
图2为采用对比例1的清洗剂清洗后的火车茶炉照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
<清洗剂>
本发明的清洗剂也可以称之为除垢剂，二者可以相互替换使用。本发明的清洗剂可以有效去除金属表面的污垢，例如水垢。因此，本发明的清洗剂优选为金属表面的水垢清洗剂。该清洗剂以氨基磺酸、柠檬酸、草酸、羟基羧酸为基础物质，同时添加渗透剂、酸洗缓蚀剂和稀土氧化物，从而使得腐蚀性进一步降低，清洁效果良好。
本发明的清洗剂由包括如下组分的原料制备得到：
优选地，所述清洗剂由包括如下组分的原料制备得到：
本发明的清洗剂的原料中还可以添加其他成分，例如香精等。根据本发明的一个实施方式，所述原料仅由上述组分组成。在某些实施方案中，上述各重量百分比的总和为100wt％。
本发明的氨基磺酸的用量可以为5～8wt％，优选为6～7wt％，更优选为6～6.5wt％。氨基磺酸有时也称之为磺酰胺酸、氨磺酸、磺酸胺、磺酸氨等，其分子式为NH2SO3H。柠檬酸的用量为3～5wt％，优选为3～3.9wt％，更优选为3～3.5wt％。草酸的用量为3～5wt％，优选为3～3.9wt％，更优选为3～3.5wt％。氨基磺酸、柠檬酸和草酸复配可以去除金属表面的污垢，但具有一定的腐蚀性。本发明通过调节三者的配比，可以进一步改善清洁效果。
本发明的羟基羧酸的用量为2～3wt％，优选为2～2.8wt％，更优选为2～2.5wt％。本发明通过在氨基磺酸、柠檬酸和草酸复中添加特定量的羟基羧酸，使得清洁效果得到进一步的改善。羟基羧酸是除了柠檬酸之外的其他羟基羧酸，例如羟基单羧酸和/或羟基二羧酸。羟基单羧酸表示分子结构中仅含有一个羧基；羟基二羧酸表示分子结构中含有两个羧基。本发明的羟基羧酸可以为α-羟基羧酸，也可以为β-羟基羧酸，优选为α-羟基羧酸。本发明的羟基羧酸可以选自乙醇酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、苦杏仁酸中的一种或多种；优选为乳酸、苹果酸或酒石酸，更优选为苹果酸。这样可以进一步改善清洁效果。
本发明所渗透剂用量可以为0.7～1wt％，优选为0.8～1wt％，更优选为0.9～1wt％。与阴离子表面活性剂、聚丙烯酸等相比，本发明发现采用非离子表面活性剂作为渗透剂，非常有利于进一步降低清洗剂的腐蚀性。在本发明中，所述渗透剂可以选自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种；优选为脂肪醇聚氧乙烯醚。这样缓蚀效果更好。在脂肪醇聚氧乙烯醚中，脂肪醇可以选自碳原子数为6～9的脂肪醇，优选为碳原子数为7～8的脂肪醇；聚氧乙烯醚的聚合度为5～10，优选为6～9。脂肪醇的烷基链可以为直链烷基或支链烷基，优选为直链烷基。在烷基酚聚氧乙烯醚中，烷基酚的烷基链可以选自碳原子数为2～8的烷基，优选为碳原子数为3～6的烷基；聚氧乙烯醚的聚合度为5～10，优选为6～9。烷基酚的烷基链可以为直链烷基或支链烷基，优选为直链烷基。根据本发明的一个实施方式，所述脂肪醇聚氧乙烯醚由碳原子数为6～9的脂肪醇和聚合度为5～10的聚氧乙烯醚形成；所述烷基酚聚氧乙烯醚由烷基链的碳原子数为2～8的烷基酚和聚合度为5～10的聚氧乙烯醚形成。本发明的渗透剂的实例包括但不限于低泡渗透剂SF、渗透剂OE-35、渗透剂JFC、渗透剂JFC-1、渗透剂JFC-2；优选为渗透剂JFC或渗透剂JFC-2；更优选为渗透剂JFC。渗透剂JFC更加有利于降低清洗剂对金属表面的腐蚀性，同时改善清洁效果。
本发明的LAN-826酸洗缓蚀剂的用量为0.1～0.3wt％，优选为0.25～0.3wt％，更优选为0.28～0.3wt％。LAN-826酸洗缓蚀剂可以为市售产品。根据本发明的一个实施方式，所述LAN-826酸洗缓蚀剂为兰州大安化学工程有限公司或甘肃蓝星清洗科技有限公司生产的LAN-826酸洗缓蚀剂。
本发明的稀土氧化物的用量为0.5～1wt％，优选为0.6～1wt％，更优选为0.8～1wt％。稀土氧化物的稀土元素可以选自钇、镧、铈、钕、铕或镝。本发明发现，上述稀土元素的氧化物在清洗剂中溶解性良好，更加有利于降低腐蚀性。现有技术通常教导稀土氧化物作为划痕填充，并未发现将特定的稀土氧化物、渗透剂和酸洗缓蚀剂结合可以进一步降低清洗剂的腐蚀性。本发明的稀土氧化物中的稀土元素和氧的比例并没有特别限定，可以根据稀土元素的化合价态来确定。根据本发明的一个实施方式，稀土氧化物选自氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化钕、氧化铕或氧化镝。优选地，所述稀土氧化物为氧化镧，例如三氧化二镧。
在本发明中，水作为主要溶剂，其用量可以为80～85wt％，优选为80～83wt％。水中尽量避免含有矿物质，因而可以采用去离子水或蒸馏水。将上述组分溶解于水中，从而形成水性清洗剂。本发明将渗透剂、缓蚀剂和稀土氧化物配合使用，三者协同作用，使得清洗剂对金属材料的腐蚀性进一步降低。
<清洗剂的制备方法>
将LAN-826酸洗缓蚀剂与水混合均匀，然后加入氨基磺酸、柠檬酸、草酸和羟基羧酸，待这些原料溶解后，边搅拌边加入稀土氧化物，最后加入渗透剂，混合均匀，从而得到清洗剂。上述组分的用量如前所述，这里不再赘述。具体地，将LAN-826酸洗缓蚀剂加入水中，搅拌5～30min，优选为10～15min，从而使得二者混合均匀得到缓蚀剂溶液。随后，将氨基磺酸、柠檬酸、草酸和羟基羧酸依次加入缓蚀剂溶液，持续搅拌直至这些原料溶解。然后，边搅拌边加入稀土氧化物(例如氧化镧)，最后加入渗透剂(例如JFC)，混合均匀，从而得到清洗剂。
<清洗剂的用途>
本发明的清洗剂由多种有机酸及辅料复配而成。本发明还提供上述清洗剂在去除金属器件表面的水垢中的用途，金属器件为食品设备或饮用水设备。这些金属器件包括但不限于火车茶炉、不锈钢炊具、食品设备等。
以下描述实施例和对比例中使用的原料：
羟基羧酸：苹果酸，市售产品；
渗透剂：渗透剂JFC，江苏省海安石油化工厂生产。
LAN-826酸洗缓蚀剂：甘肃蓝星清洗科技有限公司生产。
稀土氧化物：三氧化二镧，市售产品。
水：去离子水。
实施例1
清洗剂的配方如下：
将LAN-826酸洗缓蚀剂加入去离子水中，搅拌10min，从而使得二者混合均匀，得到缓蚀剂溶液。随后，将氨基磺酸、柠檬酸、草酸和羟基羧酸依次加入缓蚀剂溶液，持续搅拌直至这些原料溶解。然后，边搅拌边加入稀土氧化物，最后加入渗透剂，搅拌1h，从而得到清洗剂。
对比例1
清洗剂的配方如下：
将LAN-826酸洗缓蚀剂加入去离子水中，搅拌10min，从而使得二者混合均匀，得到缓蚀剂溶液。随后，将氨基磺酸、柠檬酸、草酸和羟基羧酸依次加入缓蚀剂溶液，持续搅拌直至这些原料溶解。然后，边搅拌边加入稀土氧化物，最后加入渗透剂，搅拌1h，从而得到清洗剂。
实施例2
清洗剂的配方如下：
将LAN-826酸洗缓蚀剂加入去离子水中，搅拌15min，从而使得二者混合均匀，得到缓蚀剂溶液。随后，将氨基磺酸、柠檬酸、草酸和羟基羧酸依次加入缓蚀剂溶液，持续搅拌直至这些原料溶解。然后，边搅拌边加入稀土氧化物，最后加入渗透剂，搅拌0.5h，从而得到清洗剂。
实施例3
清洗剂的配方如下：
将LAN-826酸洗缓蚀剂加入去离子水中，搅拌10min，从而使得二者混合均匀，得到缓蚀剂溶液。随后，将氨基磺酸、柠檬酸、草酸和羟基羧酸依次加入缓蚀剂溶液，持续搅拌直至这些原料溶解。然后，边搅拌边加入稀土氧化物，最后加入渗透剂，搅拌0.5h，从而得到清洗剂。
实验例1
除了不添加稀土氧化物，并将水的用量增加至82.7wt％，其余条件与实施例1相同，获得清洗剂。然后，将不同稀土氧化物加入该清洗剂中，持续搅拌0.5～3天，观察稀土氧化物的溶解情况，详见下表。
表1、稀土氧化物溶解情况
实验例2
将两组20#钢试验试片置于电热恒温干燥箱中(型号101-01，上海宜昌仪器纱筛厂)，在105℃下恒温干燥1h，然后放入玻璃干燥器中自然冷却。多次称重直到衡重后，记录数据M0。然后，分别将上述试片置于实施例1和对比例1的清洗剂中，浸泡5h，取出试片，用98％酒精将试片表面的残液清除掉，然后置于上述电热恒温箱中，在105℃下恒温干燥1h，然后放入玻璃干燥器中自然冷却。多次称重直到衡重后，记录数据M1。每组实验重复三次，取平均值。根据如下公式计算腐蚀率，详见下表。
腐蚀率＝(M0-M1)/(F×T)。
式中，F-试片表面积，单位为m2；T-清洗时间，单位为h。
表2、腐蚀情况
实验例3
将实施例1和对比例1的清洗剂用于清洗火车茶炉，清洁效果参见图1和图2。由图可知，本发明的清洗剂的清洁效果更好。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。
Claims (10)
1.一种清洗剂，其特征在于，所述清洗剂由包括如下组分的原料制备得到：
其中，所述渗透剂为非离子表面活性剂，羟基羧酸为羟基单羧酸和/或羟基二羧酸，所述稀土氧化物的稀土元素选自钇、镧、铈、钕、铕或镝。
2.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述原料仅由上述组分组成。
3.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述清洗剂由包括如下组分的原料制备得到：
4.根据权利要求1～3任一项所述的清洗剂，其特征在于，所述羟基羧酸选自乙醇酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、苦杏仁酸中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的清洗剂，其特征在于，所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的清洗剂，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚由碳原子数为6～9的脂肪醇和聚合度为5～10的聚氧乙烯醚形成；所述烷基酚聚氧乙烯醚由烷基链的碳原子数为2～8的烷基酚和聚合度为5～10的聚氧乙烯醚形成。
7.根据权利要求6所述的清洗剂，其特征在于，所述LAN-826酸洗缓蚀剂为兰州大安化学工程有限公司或甘肃蓝星清洗科技有限公司生产的LAN-826酸洗缓蚀剂；所述稀土氧化物为氧化镧。
8.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述清洗剂为金属表面的水垢清洗剂。
9.根据权利要求1～8任一项所述的清洗剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将LAN-826酸洗缓蚀剂与水混合均匀，然后加入氨基磺酸、柠檬酸、草酸和羟基羧酸，待这些原料溶解后，边搅拌边加入稀土氧化物，最后加入渗透剂，混合均匀，从而得到清洗剂。
10.根据权利要求1～8任一项所述的清洗剂在去除金属器件表面的水垢中的用途，金属器件为食品设备或饮用水设备。
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