一种环保型水基金属清洗剂的研制.pdf

《一种环保型水基金属清洗剂的研制.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种环保型水基金属清洗剂的研制.pdf（5页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、新渡米、新星誊 清洗世界 C l e a n i n gW o r l d 第2 9 卷第5 期 2 0 13 年5 月 文章编号：1 6 7 1 8 9 0 9 ( 2 0 1 3 ) 0 5 0 0 3 3 0 5 一种环保型水基金属清洗剂的研制 陶秀成，鲍习芝，魏冬 ( 安徽师范大学环境科学与工程学院，安徽芜湖2 4 1 0 0 0 ) 摘要：采用非离子表面活性剂A E O 一9 与阴离子表面活性剂A E S 进行复配，并添加了助剂硅 酸钠和碱性助剂碳酸钠，研制出了一种水基金属清洗剂。通过单因素法确定各成分的最佳去污 浓度，再通过正交实验确定最佳配比，然后对清洗剂的各项性能进行测定，结果

2、表明该清洗剂去 污力、腐蚀率等各项性能均能达标。 关键词：水基金属清洗剂；A E O 一9 ；A E S 中图分类号：T Q 6 4 9文献标志码：A S t u d yo fa na q u e o u sm e t a ld e t e r g e n t T A OX i u c h e n g ，B A OX i z h i ，W E ID o n g ( C o l l e g eo fE n v i r o n m e n t a lS c i e n c e sa n dE n g i n e e r i n g ，A n h u iN o r m a lU n i v e r

3、s i t y ，W u h u ，A n h u i2 4 1 0 0 0 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：Aa q u e o u sm e t a ld e t e r g e n th a sb e e ns t u d yo u t T h en o n i o n i cs u r f a c t a n tA E O - 9a n dt h ea n - i o ns u r f a c t a n tA E Sw e r em i x e dw i t ha d d i t i o na g e n to fs o d i u ms i l i c

4、a t ea n db a s i cp r o m o t e ro fs o d i u m c a r b o n a t e T h eb e s td e c o n t a m i n a t i o nc o n c e n t r a t i o no fe v e r yc o m p o s i t i o nw a sd e t e r m i n e db yt h es i n g l e f a c t o rt e s ta n dt h eb e s tr a t i ow a sa l s od e t e r m i n e dt h r o u g ht

5、h eo r t h o g o n a le x p e r i m e n t T h et e s to ft h e c l e a n i n ga g e n tp e r f o r m a n c es h o w st h a tt h ed e t e r g e n c y ，t h ec o r r o s i o nr a t ea n do t h e rv a r i o u sp r o p e r t i e s a l lr e a c ht h es t a n d a r d K e yw o r d s ：a q u e o u sm e t a ld

6、 e t e r g e n t ；A E O 一9 ；A E S 常用的金属清洗剂分溶剂型、半溶剂型和水基 型。溶剂型金属清洗剂中，石油溶剂易燃、易爆而且 浪费资源。氯氟烃是最常用的溶剂型金属清洗剂， 但由于其对大气臭氧层的破坏而被禁用。因而，溶 剂型金属清洗剂正逐步被半溶剂型和水基型金属清 洗剂所替代。随着我国经济的快速发展，水基金属 清洗剂的需求量越来越多，它被大量应用于机械制 造与修理、汽车制造与修理、交通运输工具清洗、设 备维修、电镀及喷漆等各种行业。水基金属清洗剂 主要针对的清洗对象是金属表面的各种油污、灰尘 等其它污染物。早期的水基清洗剂主要是一些碱性 较强的无机碱或无机盐，这类

7、清洗剂由于成分单一、 碱性强，清洗工艺简单，存在很大的局限性，目前应 用已经不多。目前使用最多也发展最快的是以表面 收稿日期：2 0 1 3 0 1 0 7 作者简介：陶秀成( 1 9 5 9 一) ，男，安徽六安人，副教授，硕士生导师，主要从事环境工程及汽车发动机用超声清洗剂的研发 与应用。 万方数据 清洗世界 第5 期 活性剂为主，结合一些化工助剂的水基金属清洗 剂。心1 目前市场上已经出现的金属清洗剂中，有的是 以含有氮的阳离子表面活性剂与非离子进行复配， 有的含有三乙醇胺，三聚磷酸钠等助剂，这些金属清 洗剂都有一个共同的特点，就是清洗之后的废水中 含有氮元素或者是磷元素，有的甚至是两种

8、元素都 有，这些氮磷元素排放到水体中后会造成水体的富 营养化，使水质变坏。本文从清洁生产的角度出发， 采取从源头控制的方法，在清洗剂配方中排除含氮 磷的物质，选用硅酸钠和碳酸钠作助剂，通过单因素 实验和正交实验研制了符合标准的无磷无氮的水基 金属清洗剂。 1 实验 1 1 试剂和仪器 试剂：脂肪醇聚氧乙烯醚( A E O 一9 ，活性物含量 i 9 9 ) ；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠( A E S ) ；硅酸钠、 碳酸钠均为分析级；去离子水。 仪器：恒温水浴锅、分析天平、电热鼓风干燥箱、 恒温干燥烘箱、玻璃干燥器。 1 2 实验内容 1 2 1 原料的选择 水基清洗剂的主洗成分一般由一种或几种表

9、面 活性剂复配而成。1 非离子表面活性剂A E O 一9 是 优良的渗透、乳化剂、润湿和净洗剂，具有优异的净 洗去污和渗透润湿乳化能力，且不含A P E O ，生物降 解性好，环境友好；可与其他各类阴离子、非离子、阳 离子表面活性剂复配使用，具有出众的协同效应。 阴离子表面活性剂A E S 易溶于水，具有优良的去 污、乳化、发泡性能和抗硬水性能，温和的洗涤性质 不会损伤皮肤。碳酸钠作碱性助剂，在调节p H 的同 时也可起到软化硬水的作用，降低水中钙镁离子的 含量。硅酸钠作为洗涤助剂，不仅可以起到抗沉淀 提高洗涤效果的作用，同时还具有对金属起到缓蚀 保护的作用。 将非离子表面活性剂A E O 一

10、9 和阴离子表面活 性剂A E S 进行复配，并加入硅酸钠和碳酸钠，参照 Q B T2 1 1 7 _ 5 HJ ，测定清洗剂的洗净力。 1 2 2 单因素实验 按表1 4 分别配制一系列以A E O 一9 、A E S 、 N a ：S i O ，、N a ：C O ，为变量的清洗剂原液，再以原液的 3 水溶液进行冼净力的单因素实验，实验标准参照 Q B T2 1 1 7 9 5 4 | 。 1 2 3 正交实验 选取单因素实验中A E O 一9 、A E S 、N a ：S i O 。及 N a z C O 。洗净力最高的点及其附近的点进行四因素三 水平的正交实验，从而得出清洗剂配方的最佳

11、配比。 2 实验结果与讨论 2 1 单因素实验分析 2 1 1 A E O 一9 的用量对清洗剂洗净力的影响 将一定量的蒸馏水加入到烧杯中，不断搅拌，并 且控制温度在5 5 左右，加人A E O 一9 ，全部溶解之 后再加入A E S ，不断搅拌，最后加人硅酸钠和碳酸钠 溶液配制清洗剂原液，见表1 。将配制成的清洗剂分 别按3 的浓度进行洗净力测试，稀释后的工作液中 A E O 一9 浓度分别为0 、2 、4 、6 、8 、1 0g L ，测试标准参 照Q B T2 1 1 7 q 5 ，实验结果见图1 。 a ( g L l 图1A E O 一9 的质量浓度与去污力的关系 从图1 中可以看出

12、，随着工作液中A E O 一9 含量 的增加，清洗剂的洗净力也不断增加，当A E O 一9 的 质量浓度达到6 L 时，洗净力达到9 8 2 0 ，再增加 质量浓度，洗净力在9 8 2 0 以上浮动变化不大。 2 1 2 A E S 的质量浓度对清洗剂洗净力的影响 以A E O 一9 、硅酸钠及碳酸钠为固定参数，配制 一组以A E S 为变量的清洗剂原液，各配方组分如下 表2 。将配制成的原液按3 稀释成工作液，稀释后 万方数据 第2 9 卷陶秀成等一种环保型水基金属清洗剂的研制 的工作液中A E S 质量浓度分别为0 6 、0 9 、1 2 、 1 5 、1 8 、2 1g L ，实验结果见

13、图2 。 表1以A E O 一9 为变量配制清洗剂原液 摹 畏 赆 悄 2 1 3 N a 2 S i O ，的质量浓度对清洗剂洗净力的影响 以A E O 一9 、A E S 及碳酸钠为固定参数，配制一 组以硅酸钠为变量的清洗剂原液，各配方组分如下 表3 。将配制成的原液按3 稀释成工作液，稀释后 的工作液中N a ：S i O ，质量浓度分别为0 0 、0 5 、1 0 、 1 5 、2 0 、2 5g L ，实验结果见图3 。 表3以N a ：S i O ，为变量配制清洗剂原液 o ( g L “、 图2A E S 的质量浓度与去污力的关系 从图2 中可以看出，随着工作液中A E S 的含

14、量要 1 “ 的增加，清洗剂的洗净力也不断增加，当A E S 的浓藕 度达到1 5g L 时，再增加浓度，洗净力上升不大。 表2 以A E S 为变量配制清洗剂原液 图3N a ：S i O ，的质量浓度与去污力的关系 从图3 中可以看出，随着工作液中N a ：S i O ，的含 量的增加，清洗剂的洗净力不断呈现出上升趋势，当 N a ：S i O ，的质量浓度达到1g L 后，洗净能力趋于下 降。 2 1 4 N a ：C O ，的质量浓度对清洗剂洗净力的影响 以A E O 一9 、A E S 及硅酸钠为固定参数，配制一 组以碳酸钠为变量的清洗剂原液，各配方组分如下 表4 。将配制成的原液按

15、3 稀释成工作液，稀释后 万方数据 3 6 清洗世界 第5 期 的工作液中N a ：C O ，质量浓度分别为0 0 , 0 5 、1 0 、 1 5 、2 0 、2 5g L ，实验结果见图4 。 表4以N a ：C O ，为变量配制清洗剂原液 摹 采 嫂 械 D ( g L l 图4N a ：C O ，的质量浓度与去污力的关系 从图中可以看出，当碳酸钠的浓度在0 5g L 时，洗净力达到最大。 2 2 正交实验 取A E O 一9 的质量浓度分别为5 0g L 、6 0g L 、7 0g L ，A E S 的质量浓度分别为1 3 L 、1 5 L 、1 7g L ，N a 2 S i 0 3

16、 的质量浓度分别为0 8g L 、1 0 g L 、1 2g L ，N a 2C 0 3 的质量浓度分别为0 4g L 、 0 5 L 、0 6g L 进行四因素三水平的正交实验，实 验结果见表5 ，从而得出清洗剂工作液各成分的最 佳配比水平为A E O 一9 为6g L 、A E S 为1 5g L 、 N a 2 S i 0 3 为1 0 9 L 、N a 2 C 0 3 为0 5g L 。 表5 正交实验 从表5 中可以看出，最终的清洗剂工作液中 A E O 一9 、A E S 、N a 2 S i 0 3 、N a 2 C 0 3 分别为6g L 、 1 5g L 、1 0g L 及0

17、 5g L 。 通过以上单因素及正交实验，初步确定清洗剂 的配方如下表6 。 表6 清洗剂配方各成份比例 原料名称质量g 质量分数 2 3 性能测试 按表6 的配比配制清洗剂原液，以原液的3 水 万方数据 第2 9 卷陶秀成等一种环保型水基金属清洗剂的研制 溶液进行清洗剂的性能测试，测试标准参照Q B T 2 1 1 7 q 5 ，结果见下表7 。 表7 清洗剂性能测试结果 性能数值 外观( 3 水溶液)均匀，不分层，无沉淀 水分及挥发物 8 0 p H 1 0 9 冼净力 9 9 1 泡沫性能m m即时高度8 0 ，5m i n 后高度2 0 腐蚀力( 4 5 号钢)光洁如新，2m g 防锈

18、性( 4 5 号钢) 0 级 漂洗性能无可见清洗剂残留物 高温稳定性均匀，不分层 ( 6 0 2 ) o C ，6h 低温稳定性均匀，不分层，无结晶或沉淀析出 ( 一5 2 ) ，2 4h 专题报道 3结论 1 ) 水基金属清洗剂的最佳配方：脂肪醇聚氧乙 烯醚的用量2 0 O ，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠用量 5 0 ，硅酸钠的用量3 3 ，碳酸钠的用量1 7 。 2 ) 水基金属清洗剂的洗净力为9 9 1 ，腐蚀率 合格，防锈性良好，在( 6 0 2 ) 下，6h 稳定性好， p H = 1 0 9 。 参考文献 1 魏铭，朱焱无磷水基金属清洗剂的研制 J 材料保 护2 0 0 7 ，4 0 (

19、 4 ) ：3 0 2 肖潇工业清洗剂的研究现状与发展趋势 J 清洗世 界2 0 1 1 ，2 7 ( 7 ) ：2 2 2 7 3 余文博，陈启明低泡水基金属清洗剂的研制 J 清洗 世界2 0 1 2 ，2 8 ( 1 ) ：1 2 1 3 4 Q B T2 1 1 7 9 5 通用水基金属净洗剂 S 关注科技进步参与行业评优活动 近日，中国工业清洗协会发文“关于组织会员单 位参加全国石油和化工优秀科技工作者评选活动 的通知”( 中清协发( 2 0 1 3 ) 0 0 9 号) ，鼓励工业清洗 行业广大科技工作者在科技创新中的积极性与创造 性，推动工业清洗行业科技事业的发展，将组织会员 单位

20、参加中国石油和化学工业联合会组织的“全国 石油和化工优秀科技工作者”评选活动。 凡在工业清洗技术以及相关科学领域从事科技 研究、技术开发、重大装备研制、科学技术普及与推 广、科学技术管理和促进科技与经济结合，并做出显 著成绩的科技工作者，不受单位性质限制，均可参加 申报。 1 ) 填写全国石油和化工优秀科技工作者推荐 表( 附件2 ) ，粘贴，候选人本人正面免冠彩色照片 2 张； 2 ) 申报人主要业绩证明材料复印件。证明材料 主要包括科技成果鉴定书、获奖证书、经济效益财务 证明、专利首页、重要论文、著作的封面及版权页等。 业绩证明材料复印件要求装订成册，并附目录，其 中，经济效益证明须盖相关

21、单位的财务公章； 3 ) 为便于评审，上述两项候选人材料应按顺序 装订成册，一式叁份，并将电子版推荐表发送至： 4 ) 全国石油和化工优秀科技工作者评选办法 ( 2 0 1 3 年修订) 和全国石油和化工优秀科技工作者 推荐表可从秘书处索取，也可从中国石油和化学工 业联合会网站w - w 3 v c p c Eo r g c n 的“科技部”) 、国家 化工行业生产力促进中心网站( w l q w c i p p c o r g o n 的首页) 下载( 报名截止6 月初) 。 纸质材料请快递至协会秘书处。地址：北京顺 义区空港工业B 区安详路5 号( 1 0 1 3 1 8 ) ；联系人：杜 斌1 8 0 0 1 3 3 0 5 5 6 ；电话：0 1 0 8 0 4 8 5 2 4 1 ；传真：0 1 0 8 0 4 8 5 2 3 3 。中国工业清洗协会秘书处 万方数据