一種水基清洗劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化學(xué)清洗劑領(lǐng)域和水污染控制廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種水基清洗 劑及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬清洗劑是工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品，在金屬制品的加工、運(yùn)輸、維修以 及化工生產(chǎn)設(shè)備的清洗等方面都有著不可替代的作用。清洗劑質(zhì)量的高低直接制約著設(shè)備 的使用壽命以及生產(chǎn)產(chǎn)品的效率。
[0003] 金屬清洗劑根據(jù)配置藥品的不同可以分為三大類即溶劑型清洗劑、油基清洗劑和 水基清洗劑。溶劑型清洗劑常用的有低沸點(diǎn)石油類溶劑如溶劑汽油、煤油等；醇類溶劑如乙 醇、異丙醇等；芳香族類溶劑如甲苯、二甲苯等；以及鹵代烴溶劑如三氯乙烯、四氯乙烯等 進(jìn)行清洗，其主要清洗機(jī)理是根據(jù)相似相溶原理。國外清洗專利中也常用到二甲基甲酰胺 和N-甲基吡咯烷酮等較特殊的溶劑，這些溶劑溶解力強(qiáng)而且選擇性也較強(qiáng)，但是易揮發(fā)、 易燃，會(huì)刺激人體中樞神經(jīng)，對人體傷害較大。常用的清洗劑主要是以溶劑油為主劑，再加 入一定量表面活性劑和助劑等配制而成。這類清洗劑與第一類清洗劑類似，都含有大量溶 劑油，對人體有一定的傷害，大多也是用于設(shè)備表面的清洗。水基金屬清洗劑，以水為基本 載體，復(fù)配有表面活性劑、無機(jī)與有機(jī)助洗劑和消泡劑等。它是借助于含有的表面活性劑、 乳化劑、滲透劑等的潤濕、乳化、滲透、分散、增溶等作用來實(shí)現(xiàn)對金屬表面油污、油蠟的清 洗。近年來，溶劑型洗滌劑因污染環(huán)境而大量退出市場，水基清洗劑因其具有以下優(yōu)點(diǎn)從而 受到各界的關(guān)注（1)具有良好的增溶、潤濕、乳化的性能；（2)復(fù)配和清洗過程中造成的環(huán) 境污染小，低毒；（3)清洗使用周期短，操作方便；(4)對金屬材料無腐蝕作用，，清洗后能保 持金屬原有的光澤；（5)復(fù)配成本低于其他類型的清洗劑；(6)性質(zhì)穩(wěn)定，使用過程安全，不 具有傷害性。
[0004] 水基清洗劑的清洗過程不可避免的會(huì)產(chǎn)生大量含有有機(jī)物的廢水，相應(yīng)的廢水排 放量增加，進(jìn)一步增大了各大水系的環(huán)境壓力。并且清洗產(chǎn)生的廢水COD含量高，處理成本 高，處理設(shè)施復(fù)雜。為了避免可能由此產(chǎn)生的環(huán)境與健康危害，必須在排放前進(jìn)行相應(yīng)有效 處理。
[0005] 武漢理工大學(xué)魏銘、朱炎在2007年4月材料保護(hù)（31-38頁）上發(fā)表了"無磷水 基金屬清洗劑的研制一文中研宄了陰/陽離子表面活性劑的復(fù)配，主要利用馬來酸酐-丙 烯酸共聚物的鈉鹽、三聚磷酸鈉與4A沸石的助洗劑，稀釋到5%使用具有很好的清洗作用。 大慶石油學(xué)院的吳國忠，李會(huì)迪，鄭曉蘭，李天奎在石油化工設(shè)備76-78頁發(fā)表了"一種新 型清洗劑在原油換熱器清洗中的應(yīng)用評價(jià)"一文，配制IL的清洗劑需要烷基酚聚氧乙烯醚 l〇g、碳酸鈉〇. 2g，清洗助劑2g，清洗石油化工廠的換熱器中油垢，加熱到70-95攝氏度，結(jié) 合蒸汽吹掃效果很好，換熱效率提高到了 40%以上。2014年專利CNI04479659A公開，江南 大學(xué)劉雪鋒等人采用陰離子表面活性劑和長鏈?zhǔn)灏方M合的脂肪醇溶液作為油基鉆肩的清 洗劑。2012年專利CNI02994283A公開，張志明等人采用由以下重量百分比組分組成的清洗 劑：7. 6 - 10. 3%辛基酚聚氧乙烯醚3· 5 - 6· 7%水楊酸、I. 5 - 5· 2%乙酞胺、2· 6 - 7· 8%、 2-羥基膦酰基乙酸、4. 1 一 8. 3%硅酸鈉、3. 7 - 5. 8%葡萄糖酸鈉、5. 1-9. 2%乙醇、1.3- 4. 0 %異丙醇、5. 5 -9. 8 %二氯乙稀，余量為去尚子水。可見米用的主要原料是具有一定毒 性的化學(xué)品，且對于芳香烴所構(gòu)成的油污清洗和產(chǎn)生的廢水處理都沒有涉及。
[0006] 鑒于上述信息，本發(fā)明提供一種具有較強(qiáng)清洗能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，對設(shè)備無腐蝕的 綠色水基清洗劑制備方法并且提出清洗過程產(chǎn)生的廢水的處理方法。主要的配料是選用世 界公認(rèn)的環(huán)保性化學(xué)品為原料，如碳酸甲酯和葡萄糖基為主，且對清洗過程產(chǎn)生的廢水進(jìn) 行處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種水基清洗劑及其制備方法和應(yīng)用，能夠很好的使用在各種工業(yè) 設(shè)備表面或內(nèi)部的油蠟在線清洗過程中，提供了后續(xù)廢水的處理方法有效的在源頭治理清 洗劑帶來的有機(jī)污染，環(huán)境友好，綠色環(huán)保。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0009] 一種水基清洗劑，以碳酸二甲酯、葡萄糖甲胺、硅酸鈉為基礎(chǔ)，根據(jù)清洗的油污混 合物的成分適當(dāng)添加壬基酚聚氧乙烯醚和去離子水。葡萄糖甲胺、硅酸鈉、去離子水的重量 比為1 :1~2 :1~10。
[0010] 其有效成分包括葡萄糖甲胺、硅酸鈉、酸二甲酯和壬基酚聚氧乙烯醚，占水基清洗 劑的50-90% ;碳酸二甲酯占葡萄糖甲胺、硅酸鈉以及去離子水三者混合液的20%到50%， 壬基酚聚氧乙烯醚占葡萄糖甲胺、硅酸鈉以及去離子水三者混合液的20%到50%。
[0011] 制備時(shí)，將葡萄糖甲胺、硅酸鈉、去離子水按重量比為1 :1~2 :1~10配制后，超 聲分散，制備混合物I;再在混合物I中加入壬基酚聚氧乙烯醚和碳酸二甲酯邊加邊攪拌， 超聲分散至得到澄清透明的溶液，放置冷卻后，即得到水基清洗劑；碳酸二甲酯占混合物I 的20 %到50%，壬基酚聚氧乙烯醚占混合物I的20 %到50%。
[0012] 更進(jìn)一步，加入乙醇胺、乙醇中等分散劑中的一種，加入乳化硅油等消泡劑，分散 劑或消泡劑的加入量在千分之一以內(nèi)。
[0013] 為了強(qiáng)化污垢的分散性并減少清洗過程的泡沫性能，可以加入常用的分散機(jī)如乙 醇胺、乙醇等和消泡劑如乳化硅油，每種加入量在千分之一以內(nèi)，即得到綠色水基清洗劑。 將復(fù)配的清洗劑濃縮液稀釋1%。左右使用，可根據(jù)具體的清洗要求提高到10%左右來減少 清洗劑的消耗。
[0014] 該藥劑可以作為一般的油垢清洗，為了進(jìn)一步強(qiáng)化清洗效果，根據(jù)油垢的主要化 學(xué)結(jié)構(gòu)特征主要有芳烴和長鏈烷烴構(gòu)成可以進(jìn)行完善。
[0015] 為了保證清洗效果和避免廢水的排放，清洗過程中可以首先浸泡20-60分鐘，也 可加熱到50-60攝氏度，進(jìn)行循環(huán)清洗；清洗液循環(huán)過程采用精密過濾器對懸浮物過濾，過 濾精度5-100微米，過濾器的形式采用的布袋或?yàn)V芯過濾，便于更換。清洗后的廢水采用催 化氧化一混凝處理主要指利用催化劑下存在下的臭氧和雙氧水氧化處理，催化劑主要是制 二價(jià)鐵；混凝劑的主要成份是鐵、鋁或其混合物。
[0016] 本發(fā)明的清洗劑可以替代有機(jī)溶劑型清洗劑，用于現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備和污水處理設(shè)備 的清洗。對于清洗劑清洗過程產(chǎn)生的廢水，采用催化氧化一混凝處理，可以有效的降低COD 至滿足城鎮(zhèn)污水處理廠的出水要求，以至于國家標(biāo)準(zhǔn)排放水平，有效的防止清洗劑帶來的 水質(zhì)污染。
[0017] 本發(fā)明的水基清洗劑，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)。制備方法簡單，操作方便，易于推 廣。
【附圖說明】
[0018] 圖1是氣質(zhì)聯(lián)用的油蠟成分分析數(shù)據(jù)圖。
[0019] 圖2是紅外光譜的油蠟成分分析數(shù)據(jù)圖。
[0020] 圖3是XRD的油蠟成分分析數(shù)據(jù)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 按照上述配方配制綠色水基清洗劑及靜態(tài)油蠟清洗：
[0024]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水基清洗劑，包括葡萄糖甲胺、硅酸鈉和去離子水，其特征在于；葡萄糖甲胺、 硅酸鈉、去離子水的重量比為1 :1~2 :1~10。
2. -種水基清洗劑，其特征在于，其有效成分包括葡萄糖甲胺、硅酸鈉、酸二甲酯和壬 基酚聚氧乙烯醚，占水基清洗劑的50-90% ;其中，葡萄糖甲胺、硅酸鈉、去離子水的重量比 為1 :1~2 :1~10 ;碳酸二甲酯占葡萄糖甲胺、硅酸鈉以及去離子水三者混合液的20%到 50%，壬基酚聚氧乙烯醚占葡萄糖甲胺、硅酸鈉以及去離子水三者混合液的20%到50%。
3. 權(quán)利要求2所述一種水基清洗劑的制備方法，其特征在于，將葡萄糖甲胺、硅酸鈉、 去離子水按重量比為1 :1~2 :1~10配制后，超聲分散，制備混合物I ;再在混合物I中加 入壬基酚聚氧乙烯醚和碳酸二甲酯邊加邊攪拌，超聲分散至得到澄清透明的溶液，放置冷 卻后，即得到水基清洗劑；碳酸二甲酯占混合物I的20%到50%，壬基酚聚氧乙烯醚占混合 物I的20%到50%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水基清洗劑，其特征在于，加入分散劑和消泡劑，分散劑 或消泡劑的加入量在千分之一以內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種水基清洗劑，其特征在于，所述的分散劑是指乙醇胺、乙 醇中的一種，所述的消泡劑是指乳化硅油。
6. 權(quán)利要求1或2所述一種水基清洗劑的應(yīng)用，其特征是：將復(fù)配的清洗劑濃縮液稀 釋1 %。~10 %使用。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征是：清洗過程中首先浸泡20-60分鐘或加熱 到50-60攝氏度，進(jìn)行循環(huán)清洗；清洗液循環(huán)過程采用精密過濾器對懸浮物過濾，過濾精度 5-100微米；清洗后的廢水采用催化氧化一混凝處理，催化劑是制二價(jià)鐵；混凝劑是鐵、鋁 或其混合物。
【專利摘要】一種水基清洗劑及其制備方法和應(yīng)用，以碳酸二甲酯、葡萄糖甲胺、硅酸鈉為基礎(chǔ)，根據(jù)清洗的油污混合物的成分適當(dāng)添加壬基酚聚氧乙烯醚和去離子水。制備方法為先將硅酸鈉和葡萄糖甲胺加入至去離子水中，超聲分散，制備混合物I；再在混合物I中加入壬基酚聚氧乙烯醚和碳酸二甲酯邊加邊攪拌，超聲分散至得到澄清透明的溶液，放置冷卻后，即得水基清洗劑。本發(fā)明的水基清洗劑，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)。制備方法簡單，操作方便，易于推廣。
【IPC分類】C23G5-036, C11D3-30, C11D3-08, C11D1-72, C11D3-20, C11D3-60
【公開號(hào)】CN104877777
【申請?zhí)枴緾N201510274568
【發(fā)明人】馬偉, 孟凡慶, 程子洪, 王刃, 段詩博, 于雙恩
【申請人】大連理工大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月26日