CN111849660A - 除垢剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种除垢剂及其应用。按重量份计，该除垢剂包括：85～90份有机酸、1～10份天然缓蚀剂和2～5份辅料，天然缓蚀剂选自葡萄糖酸钾、淀粉和果胶中的一种或多种。通过采用特定的缓蚀剂种类，同时控制除垢剂中各组分的比例，能够使上述除垢剂快速溶解水垢，节约能源，大大降低其在应用过程中对设备的腐蚀性。上述除垢剂中各组分还具有对人体无毒无害、不伤皮肤并且安全可靠，性能温和等优点。采用上述除垢剂对设备表面以及内部的结垢进行清除，具有较好的清洗效果，并且还能够在设备表面形成一个保护层，从而使结垢的再次形成得到了延缓，对环境危害较低，经济效益好。
Description
技术领域
本发明涉及除垢剂的制备领域，具体而言，涉及一种除垢剂及其应用。
背景技术
水垢现象广泛存在于工业生产与日常生活方面，如工业锅炉结垢、加热及换热设备结垢、管道水垢、电水壶结垢、饮水机及空调机结垢等方面。只要涉及到用热水的装置及设备，均会出现不同程度的结垢现象。现有动车组及铁路客车所用电热开水使用过程中均会产生水垢并影响饮用水安全。
现有文献提供了一种公开了一种锅炉除垢剂，包括有机酸30-40份，乙醇15-20份，有机溶剂5-10份，8-羟基喹啉8-12份，缓蚀剂2-6份，去离子水12-40份，其中有机酸为醋酸、柠檬酸、草酸中的一种或几种，缓蚀剂为咪唑啉类缓蚀剂。上述除垢剂具有很好的环保性，但是除垢率不太高。
另一篇现有文献提供了一种用于清除碳酸钙垢的清洗液，该清洗液包括以下质量百分比的组分：无磷有机酸类络合剂3-8％、无磷螯合剂10-25％、渗透助溶剂2-6％、缓蚀剂0.05-0.15％、余量为水，缓蚀剂为油酸基咪唑啉类缓蚀剂和/或噻唑类缓蚀剂；所述渗透助剂选用以下方法制备得到：将阴离子表面活性剂、多元醇、清水置于反应釜中，加热至30-50℃，搅拌20-40min，然后加入六偏磷酸钠、丁基萘磺酸钠、清水，并置于反应釜的温度至15-25℃，并在恒温条件下搅拌30-50min，得到渗透助溶剂。由于上述除垢剂具有较好的除垢性能，但是由于其含有大分子无机磷有机酸类螯合剂，因而其不适用于作为食品领域的除垢剂。
鉴于上述问题的存在，需要研发一种同时满足环保性好、除垢率高以及对设备腐蚀率低的除垢剂。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种除垢剂及其应用，以解决现有的除垢剂存在无法同时满足环保性好、除垢率高以及对设备腐蚀率低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种除垢剂，按重量份计，该除垢剂包括：85～90份有机酸、1～10份天然缓蚀剂和2～5份辅料，天然缓蚀剂选自葡萄糖酸钾、淀粉和果胶中的一种或多种。
进一步地，有机酸选自醋酸、葡萄糖酸、抗坏血酸、柠檬酸、L-亮氨酸和咖啡酸组成的组中的一种或多种。
进一步地，按重量份计，有机酸包括1～9份醋酸、20～40份葡萄糖酸、10～20份抗坏血酸、1～30份柠檬酸、7～25份L-亮氨酸、4～20份咖啡酸。
进一步地，按重量份计，天然缓蚀剂包括0～10份葡萄糖酸钾、0～7份淀粉和0～6份果胶。
进一步地，有机酸与天然缓蚀剂的重量比为(9～20):1。
进一步地，辅料包括香味调节剂。
进一步地，香味调节剂为微胶囊香精。
本申请的另一方面还提供了一种上述除垢剂在生活电器领域中的应用。
应用本发明的技术方案，通过采用特定的缓蚀剂种类，同时控制除垢剂中各组分的比例，能够使上述除垢剂快速溶解水垢，节约能源，大大降低其在应用过程中对设备的腐蚀性。上述除垢剂中各组分还具有对人体无毒无害、不伤皮肤并且安全可靠，性能温和等优点。采用上述除垢剂对设备表面以及内部的结垢进行清除，具有较好的清洗效果，并且还能够在设备表面形成一个保护层，从而使结垢的再次形成得到了延缓，对环境危害较低，经济效益好。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术所描述的，现有的除垢剂存在无法同时满足环保性好、除垢率高以及对设备腐蚀率低的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种除垢剂，按重量份计，上述除垢剂包括：85～90份有机酸、1～10份天然缓蚀剂和2～5份辅料。
通过采用特定的缓蚀剂种类，同时控制除垢剂中各组分的比例，能够使上述除垢剂快速溶解水垢，节约能源，大大降低其在应用过程中对设备的腐蚀性。上述除垢剂中各组分还具有对人体无毒无害、不伤皮肤并且安全可靠，性能温和等优点。采用上述除垢剂对设备表面以及内部的结垢进行清除，具有较好的清洗效果，并且还能够在设备表面形成一个保护层，从而使结垢的再次形成得到了延缓，对环境危害较低，经济效益好。
为了提高除垢剂的环保性和对人体的无害性。在一种优选的实施例中，上述有机酸包括但不限于醋酸、葡萄糖酸、抗坏血酸、柠檬酸、L-亮氨酸和咖啡酸组成的组中的一种或多种。相比于其它有机酸，上述几种有机酸具有较为合适的酸性，且均属于食品级组分，选用其作为除垢剂的组分不仅有利于进一步提高其环保性，同时还具有更好的生物降解性能。
上述除垢剂中，通过各有机酸之间的合理搭配能够获得更加优异的除垢率。更优选地，上述按重量份计，有机酸包括1～9份醋酸、20～40份葡萄糖酸、10～20份抗坏血酸、1～30份柠檬酸、7～25份L-亮氨酸、4～20份咖啡酸。
优选地，按重量份计，天然缓蚀剂包括0～10份葡萄糖酸钾、0～7份淀粉和0～6份果胶中的一种或多种。上述天然缓蚀剂对设备的腐蚀性低，通过控制天然缓蚀剂的组成，还能够使其与上述有机酸发挥协同作用，起到进一步提高除垢剂除垢率的效果。
在一种优选的实施例中，有机酸与天然缓蚀剂的重量比为(9～20)：1。将有机酸和天然缓蚀剂和重量比限定在上述范围内有利于进一步提高上述除垢剂的综合性能。
为了改善除垢剂除垢后的气味，在一种优选的实施例中，上述辅料包括香味调节剂。更优选为微胶囊香精。微胶囊香精与水接触后能够缓慢地释放出香味，从而延长香味停留时间，提高使用者的舒适性。
本申请的另一方面还提供了一种除垢剂制备方法包括如下步骤：
a.将有机酸(醋酸、葡萄糖酸、抗坏血酸、柠檬酸、L-亮氨酸、咖啡酸中的一种或多种)加入反应釜，然后加入纯水并采用超声波搅拌方式充分溶解物料；
b.将醋酸、缓蚀剂、辅料加入反应釜进行均匀搅拌溶解；
c.将步骤b所得混合液进行过滤，烘干保存。
为了进一步提高有机酸的溶剂速率，优选地，上述超声波搅拌的过程中，超声波的频率为20～80KHz。
优选地，过滤过程采用的过滤装置为300～400目的筛网。
本申请的又一方面还提供了一种本申请提供的上述除垢剂在生活电器领域的应用。
通过采用特定的缓蚀剂种类，同时控制除垢剂中各组分的比例，能够使上述除垢剂快速溶解水垢，节约能源，大大降低其在应用过程中对设备的腐蚀性。上述除垢剂中各组分还具有对人体无毒无害、不伤皮肤并且安全可靠，性能温和等优点。采用上述除垢剂对设备表面以及内部的结垢进行清除，具有较好的清洗效果，并且还能够在设备表面形成一个保护层，从而使结垢的再次形成得到了延缓，对环境危害较低，经济效益好。
具体地，上述生活电器包括但不限于电水壶、饮水机及空调机等。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例1
该除垢剂按重量百分比计，由以下组分组成：
其中缓蚀剂为葡萄糖酸钾。
制备方法如下：
在步骤(a)中，将固体物料葡萄糖酸、抗坏血酸、柠檬酸、L-亮氨酸、咖啡酸依次加入化料反应釜中，然后加入纯水并采用超声波搅拌方式充分溶解物料；搅拌时的搅拌频率为30KHz。
在步骤(b)中，将液体物料醋酸、缓蚀剂、辅料加入反应釜进行均匀搅拌使其充分溶解；搅拌时的搅拌频率为50KHz。
在步骤(c)中，所述过滤装置的筛网目数为300目。
下面是为了验证该配方的除垢剂对各类材质的腐蚀率是否达标而进行的实验。
向3只烧杯中放入已经称重的304不锈钢标准腐蚀试片、316不锈钢标准腐蚀试片和合金钢标准腐蚀试片。把按实例1配好的除垢剂放入三只烧杯中，并计时6小时后取出试片擦干称重，计算三种材质的各自的腐蚀率。同时对三种材质的除垢率进行测试，腐蚀率和除垢率的结果如表1所示。
表1
从上表中三种材质的腐蚀率来看，最高的为0.2797g/m2·h，低于中华人民共和国化工行业标准(HG/T 2387-2007)的规定，符合国家标准。说明该除垢剂对金属的腐蚀性很低，是非常安全的一种电磁开水炉的食品级除垢剂。除垢率非常高，均≥98％，说明该除垢剂对金属的腐蚀性很低，碳酸盐垢和硫酸盐垢的除垢率很高，是非常安全的一种电磁开水炉的食品级除垢剂。
实施例2
该除垢剂按重量百分比计，由以下组分组成：
缓蚀剂为葡萄糖酸钾和淀粉组合，比例为2:1。
制备方法如下：
在步骤(a)中，搅拌时的搅拌频率为50KHz；在步骤(c)中，所述过滤装置的筛网目数为300目。
下面是为了验证该配方的除垢剂对各类材质的腐蚀率是否达标，而进行的实验。
向3只烧杯中放入已经称重的304不锈钢标准腐蚀试片、316不锈钢标准腐蚀试片和碳钢合金钢标准腐蚀试片，把按实例2配好的除垢剂放入三只烧杯中，并计时6小时后取出试片擦干称重，计算腐蚀率。同时对三种材质的除垢率进行测试，腐蚀率和除垢率的结果如表2所示。
表2
从上表中三种材质的腐蚀率来看，最高0.2187g/m2·h，远远底于中华人民共和国化工行业标准(HG/T 2387-2007)的规定。说明该除垢剂对金属的腐蚀性很低，是非常安全的一种电磁开水炉的食品级除垢剂。除垢率非常高，均为99％，说明该除垢剂对金属的腐蚀性很低，碳酸盐垢和硫酸盐垢的除垢率很高。
实施例3
该除垢剂按重量百分比计，由以下组分组成：
缓蚀剂为葡萄糖酸钾和果胶组成，比例为2:1。
制备方法如下：
在步骤(a)中，搅拌时的搅拌频率为70KHz；在步骤(c)中，过滤装置的筛网目数为400目。
下面是为了验证该配方的除垢剂对各类材质的腐蚀率是否达标而进行的实验。
向3只烧杯中放入已经称重的304不锈钢标准腐蚀试片、316不锈钢标准腐蚀试片和合金钢标准腐蚀试片，把按实例3配好的除垢剂放入三只烧杯中，并计时6小时后取出试片擦干称重，计算腐蚀率。同时对三种材质的除垢率进行测试，腐蚀率和除垢率的结果表3所示。
表3
从上表三种材质的腐蚀率来看，最高的为0.2557g/m2·h，低于中华人民共和国化工行业标准(HG/T 2387-2007)的规定，符合国家标准。说明该除垢剂对金属的腐蚀性很低，是非常安全的一种电磁开水炉的食品级除垢剂。除垢率非常高，均为98％，说明该除垢剂对金属的腐蚀性很低，碳酸盐垢和硫酸盐垢的除垢率很高。
实施例4
该除垢剂按重量百分比计，由以下组分组成：
缓蚀剂为果胶。
制备方法如下：
在步骤(a)中，搅拌时的搅拌频率为20KHz。在步骤(c)中，所述过滤装置的筛网目数为400目。性能测试方法如实施例1所示，结果见表4。
实施例5
与实施例1的区别为：
除垢剂的组成如下：以重量百分数计，
其中缓蚀剂为葡萄糖酸钾。
其制备方法、检验方法与实施例1相同，检验数据见表4。
实施例6
与实施例1的区别为：
除垢剂的组成如下：以重量百分数计，
其中缓蚀剂为葡萄糖酸钾。
其制备方法、检验方法与实施例1相同，检验数据见表4。
实施例7
与实施例1的区别为：
除垢剂的组成如下：以重量百分数计，
其中缓蚀剂为葡萄糖酸钾。
其制备方法、检验方法与实施例1相同，检验数据见表4。
实施例8
与实施例1的区别为：
除垢剂的组成如下：以重量百分数计，
其中缓蚀剂为葡萄糖酸钾。
其制备方法、检验方法与实施例1相同，检验数据见表4。
实施例9
与实施例1的区别为：
除垢剂的组成如下：以重量百分数计，
其中缓蚀剂为葡萄糖酸钾。
其制备方法、检验方法与实施例1相同，检验数据见表4。
对比例1
与实施例4的区别为：
该除垢剂中，微胶囊香晶的重量百分比为5％，有机酸与缓蚀剂的重量百分比为95％。其中有机酸与缓蚀剂的重量比为4:1，有机酸中醋酸、葡萄糖酸、抗坏血酸、柠檬酸、L-亮氨酸及咖啡酸的重量比为1:26:12:1:25:20，缓蚀剂为果胶。
其制备方法、检验方法与实施例1相同，检验数据见表4。
对比例2
与实施例4的区别为：
该除垢剂中，微胶囊香晶的重量百分比为5％，有机酸与缓蚀剂的重量百分比为95％。其中有机酸与缓蚀剂的重量比为30:1，有机酸中醋酸、葡萄糖酸、抗坏血酸、柠檬酸、L-亮氨酸及咖啡酸的重量比为1:26:12:1:25:20，缓蚀剂为果胶。
其制备方法、检验方法与实施例1相同，检验数据见表4。
表4
同时，本发明采用的缓蚀剂为葡萄糖酸钾、淀粉、果胶，完全不同于现有技术中使用的咪唑啉类缓蚀剂和EDTA水溶液缓蚀剂。且相比于后两者，本发明中使用的缓蚀剂具有无毒无害，可食用，残留量百分比仅为0.05％，即使微量残留也对开水水质无影响，不会危害人体健康。然而后两者缓蚀剂均为人工合成有机化合物，有一定的健康危害性，不可食用，侵入途径包括接触、吸入，对皮肤有害，对眼睛造成刺激，危害呼吸道；后两者缓蚀剂的残留量百分比为0.1％，高于本发明的缓蚀剂。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
通过采用特定的缓蚀剂种类，同时控制除垢剂中各组分的比例，能够使上述除垢剂快速溶解水垢，节约能源，大大降低其在应用过程中对设备的腐蚀性。上述除垢剂中各组分还具有对人体无毒无害、不伤皮肤并且安全可靠，性能温和等优点。采用上述除垢剂对设备表面以及内部的结垢进行清除，具有较好的清洗效果，并且还能够在设备表面形成一个保护层，从而使结垢的再次形成得到了延缓，对环境危害较低，经济效益好。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种除垢剂，其特征在于，按重量份计，所述除垢剂包括：85～90份有机酸、1～10份天然缓蚀剂和2～5份辅料，所述天然缓蚀剂选自葡萄糖酸钾、淀粉和果胶中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的除垢剂，其特征在于，所述有机酸选自醋酸、葡萄糖酸、抗坏血酸、柠檬酸、L-亮氨酸和咖啡酸组成的组中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的除垢剂，其特征在于，按重量份计，所述有机酸包括1～9份所述醋酸、20～40份所述葡萄糖酸、10～20份所述抗坏血酸、1～30份所述柠檬酸、7～25份所述L-亮氨酸、4～20份所述咖啡酸。
4.根据权利要求3所述的除垢剂，其特征在于，按重量份计，所述天然缓蚀剂包括0～10份所述葡萄糖酸钾、0～7份所述淀粉和0～6份所述果胶。
5.根据权利要求4所述的除垢剂，其特征在于，所述有机酸与所述天然缓蚀剂的重量比为(9～20):1。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的除垢剂，其特征在于，所述辅料包括香味调节剂。
7.根据权利要求6所述的除垢剂，其特征在于，所述香味调节剂为微胶囊香精。
8.一种权利要求1至7中任一项所述的除垢剂在生活电器领域中的应用。
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| CN114181780A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-03-15 | 深圳供电局有限公司 | 变电站绝缘子除垢剂及其应用、变电站绝缘子表面污垢的清洗方法 |
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