一种清洗剂及使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种清洗剂，包括表面活性剂、有机溶剂以及助溶剂，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚AEO?20和仲烷基磺酸钠SAS?60，其中，AEO?20的质量浓度比为3％?15％，SAS?60的质量浓度比为1％?11％，所述有机溶剂为乙醇，其质量浓度比为2％?13％，所述助溶剂为氢氧化钠，氢氧化钠的加入量使得清洗剂的pH值为7?12，使用效果较佳，相应地，还提供了一种清洗剂的使用方法。
【专利说明】
-种清洗剂及使用方法
技术领域
[0001] 本发明设及去污药剂技术领域，特别是设及一种清洗剂及使用方法。
【背景技术】
[0002] 随着湿式电除尘器对尘雾粒子的收集，少量细颗粒物会粘附上电极上，影响电极 的放电和设备的除尘效率。因此在湿式静电除尘器内部上方布置有一层冲洗水装置，对阴 极线进行冲洗(阴极线冲洗周期为24个小时），每次冲洗约10分钟。
[0003] 焦化烟气中含有一些焦油及有机物颗粒，清除油污常用的化学方法有:有机溶剂 法、碱性洗液法和水基型表面活性剂法=种。其中，水基型表面活性剂具有成本低、稳定性 高、腐蚀性低、清洗效果好、安全等等优势，已经成为目前主要的清洗剂类型。
[0004] 水基型油污清洗剂的成分各有不同，但是组成要素基本相同，包括表面活性剂、助 溶剂、有机溶剂、软水剂、缓蚀剂、消泡剂和其他添加剂等。其中表面活性剂、助溶剂和有机 溶剂是决定清洗剂洁净效果的=个主要因素。
[0005] 表面活性剂多采用非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂进行复配;助溶剂多为 碱液，W维持溶液碱性，增强固体悬浮物的分散性和稳定性;有机溶剂可W增强清洗剂对油 污的溶解力。
[0006] 目前市面上的煤焦油清洗剂种类繁多，本申请针对清洗剂在湿式电除尘器中的使 用特点，重点旨在研发出渗透力强、润湿速度快、去除煤焦油能力强、易溶于水、可常溫使用 且适于喷淋的低泡性清洗剂W及该清洗剂的最佳使用方法。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种渗透力强、润湿速度快、去除煤焦油能力强、易溶于水、 可常溫使用且适于喷淋的低泡性清洗剂W及该清洗剂的最佳使用方法，W满足人们对清洗 剂的实际需求。
[000引为实现本发明的目的，所采用的技术方案是:一种清洗剂，包括表面活性剂、有机 溶剂W及助溶剂，其特征在于，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙締酸AE0-20和仲烷基横酸 钢SAS-60，其中，AE0-20的质量浓度比为3 % -15 %，SAS-60的质量浓度比为1 % -11 %，所述 有机溶剂为乙醇，其质量浓度比为2%-13%，所述助溶剂为氨氧化钢，氨氧化钢的加入量使 得清洗剂的抑值为7-12。
[0009] 其中，所述AE0-20的质量浓度比为10%，所述SAS-60的质量浓度比为5%，所述乙 醇的质量浓度比为8%，氨氧化钢的质量浓度比为1 %，此时，清洗剂pH值为10。
[0010] 其中，还包括缓蚀剂=乙醇胺，其质量浓度比为1%，软水剂=聚憐酸钢，其质量浓 度比为0.5%，防腐剂卡松，其质量浓度比为0.2%，其余为水。
[0011] 相应地，本发明还提供了一种清洗剂的使用方法，所述清洗剂为上述的任一种述 的清洗剂，使用时，将其稀释浓度为20%，在20°C-35°C下，摆洗25min。
[0012] 与现有技术相比，本发明的有益效果是:提供一种清洗剂，包括表面活性剂、有机 溶剂W及助溶剂，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙締酸AEO-20和仲烷基横酸钢SAS-60,其 中，AE0-20的质量浓度比为3%-15%，SAS-60的质量浓度比为所述有机溶剂为乙 醇，其质量浓度比为2%-13%，所述助溶剂为氨氧化钢，氨氧化钢的加入量使得清洗剂的抑 值为7-12,使用效果较佳，相应地，还提供了一种清洗剂的使用方法。
【附图说明】
[0013] 图1所示为本发明脂肪醇聚氧乙締酸单因素试验结果示意图；
[0014] 图2所示为本发明仲烷基横酸钢单因素试验结果示意图；
[0015] 图3所示为本发明乙醇单因素试验结果示意图；
[0016] 图4所示为本发明抑单因素实验结果示意图；
[0017] 图5所示为本发明最佳使用条件试验结果示意图；
[0018] 图6所示为本发明母液含量和清洗时间对洗油率的影响示意图。
【具体实施方式】
[0019] W下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述 的具体实施例仅仅用W解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020] 应当说明的是，本申请中所述的"连接"和用于表达"连接"的词语，如"相连接"、 "相连"等，其既可W指代某一部件与另一部件直接连接，也可W指代某一部件通过其他部 件与另一部件相连接。
[0021 ]本申请中表面活性剂的选择思路如下：
[0022] 表面活性剂的选择：W乳化剂分子溶于水后亲水基团是否解离、解离成何种离子 为依据，分类如下.
[0023] 阴离子型乳化剂：阴离子乳化剂在水中解离后，由于阴离子乳化剂电荷的相互作 用，使得乳状液的液珠带电，液滴相互接近时产生排斥力，从而防止液滴聚结，结果使分散 相更加均匀稳定地分散在连续相当中。
[0024] 阳离子型乳化剂：阳离子型乳化剂在水中解离后，起活性作用的是阳离子基团。在 相关文献中W及实际工程中未见将阳离子型乳化剂用于煤焦油乳化的例子，而且它价格一 般比较昂贵，因此本项目不予采用；
[0025] 非离子型乳化剂:非离子型乳化剂的来源非常广泛，而且性质稳定，不受盐类和溶 液pH值的影响，同时可W与阴、阳、两性离子型活性剂混合使用，在水中和有机溶剂中均可 溶解，所W应用非常广泛。非离子型乳化剂与离子型乳化剂相比，具有临界胶束浓度低、胶 束聚集数大、乳化能力强等特点。
[0026] 复配乳化剂：由于煤焦油组分非常复杂，单一乳化剂乳化效率可能较低。经验已经 表明，合适的复配乳化剂可W取得比单一乳化剂更加稳定高效的乳化效率。复配一般采用2 个化B值相差较大的非离子乳化剂复配，或者采用阴离子和非离子乳化剂进行复配。复配的 乳化剂对表面活性有协同增效作用[5 ]。本课题采用复配表面活性剂。
[0027] 各种表面活性剂的性能特征方面的研究已经非常全面，本课题从外观、气味、亲水 亲油性能化B值、稳定性、常溫洗净力、起泡性和价格等多方面考虑，选择了常用的集中表面 活性剂进行了各种性能方面的比较，结果见下表1:
[002引
[0029] 表 1
[0030] 可见，非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙締酸类AE0-20和阴离子表面活性剂重烷基 苯横酸钢SAS-60(C10-13)的清洁性能佳，且低泡，适于喷淋，易降解，适于本项目。拟W运两 种表面活性剂作为复配成分，通过实验确定其最佳配比。
[0031] 脂肪醇聚氧乙締酸(AE0)，又称为聚氧乙締脂肪醇酸(CAS编号68131-39-5)。是非 离子表面活性剂中发展最快、用量最大的品种。运种类型的表面活性剂是由聚乙二醇(PEG) 与脂肪醇缩合而成的酸，用W下通式表示:R〇(CH2CH20)nH，其中n是聚合度，因聚乙二醇的 聚合度和脂肪醇的种类不同而有不同的品种。R-般为饱和的或不饱和的C12~18的控基， 可W是直链控基，也可W是带支链的控基。n是环氧乙烧的加成数，也就是表面活性剂分子 中氧乙締基的数目。n越大，分子亲水基上的氧越多，与水就能形成更多的氨键，水溶性就越 好。n = l-5时，产物能溶于油而不溶于水，常做为制备硫酸醋类阴离子表面活性剂的原料。n =6-別寸，能溶于水，常用作纺织品的洗涂剂和油脂乳化剂。n = 10-20时，在工业上用作乳化 剂和匀染剂。当碳链R为C7-9，n = 5时，生成的脂肪醇聚氧乙締酸在工业上称作渗透剂JFC 化enetrating agent JFC)。当碳链R为C12-18，n=15-20时，生成的脂肪醇聚氧乙締酸在工 业上称作平平加 O^eregal 0)。当碳链R为C12时，生成的脂肪醇聚氧乙締酸则俗称AE0。
[0032] 脂肪醇聚氧乙締酸是最重要的一类非离子表面活性剂，外观为乳白色固体，1%水 溶液抑值为5.0-7.0，化B值为16-17。分子中的酸键不易被酸、碱破坏，所W稳定性较高，水 溶性较好，耐电解质，易于生物降解，泡沫小。除了在纺织印染行业大量使用外，还大量用于 复配低泡液体洗涂剂。脂肪醇聚氧乙締酸与其他表面活性剂的配伍性好。对硬水不敏感，低 溫洗涂性能好，在抑为3-11的范围内，脂肪醇聚氧乙締酸水解稳定。在洗涂行业作为非离子 表面活性剂，起乳化，发泡、去污作用。是洗手液、洗衣液、沐浴露、洗衣粉、洗洁精、金属清洗 剂的主要活性成分。
[0033] 仲烷基横酸钢简称SAS，商品是不同碳数的饱和仲烷基横酸钢的混合物，其物理化 学特征如下：
[0034] 名称:仲烷基横酸钢
[0035] 简称：SAS-60
[0036] 英文；Sodium alkylbenzene sulfonate
[0037] CAS号：68411-30-3
[0038] 分子式:RS03Na(R = C10 ~C13)
[0039] 分子量：180.158
[0040] HLB值:11-12
[0041] 性状：阴离子表面活性剂，比重1.087,耐高溫，渗透力好，乳化能力强，98% W上的 生物自然降解率。
[0042] 用途:清洗能力，去脂力强，优良的润湿特性，是重垢清洗剂的理想原料。具有良好 的去污和乳化力，耐硬水和发泡力好，生物降解性极佳，系绿色表面活性剂，应用于香波、餐 洗等洗涂剂。
[0043] SAS-60是指活性物含量为60%，运种含量的乳化剂在市场上最常见，外观为浅黄 色膏状物，pH(25°C，l%)为6.0-8.0。水溶液在冬季低溫会析出结晶，需水浴加热溶解后使 用。
[0044] 仲烷基横酸盐在碱性、中性和弱酸性溶液中较为稳定，且耐硬水。直链仲烷基横酸 钢的溶解度较大(C14时超50%)，且随着烷基链的碳数的增长而下降。工业SAS在硬水中仍 具有良好的润湿性，实验C13-C16最好。SAS的泡沫能力和LAS (直链烷基苯横酸钢)相比略 低，但去污力基本相同。直链仲烷基横酸钢具有优良的生物降解性能。20度、两天后，生物降 解率可达99.7%，并不产生有毒代谢物，并对皮肤刺激性小。化B值12.2-13.7。SAS具有良好 的增溶性和润湿性，并有很强的抗硬水性。在酸性、碱性和次氯酸钢等氧化剂存在下均有良 好的稳定性。易溶于水。无毒，无腐蚀性。
[0045] 水基清洗剂中的有机溶剂选用乙醇，乙醇不仅可W增加油污的溶解度，还可W起 到润湿剂的作用，有利于清洗剂在电除尘器内极板上均匀分布，避免形成沟流。此外，乙醇 还可W作为消泡剂，清除已经产生的气泡。
[0046] 助溶剂选择氨氧化钢，保证溶液pH维持在碱性范围内。
[0047] 缓蚀剂、软水剂和防腐剂的选择与应用已经非常成熟，缓蚀剂选用=乙醇胺，添加 浓度为1%，用W减缓除尘器内壁的腐蚀;软水剂选用=聚憐酸钢，用W络合水中的巧儀离 子，降低水中硬度，避免影响影响表面活性剂的活性，添加浓度为0.5%，；防腐剂卡松添加 浓度0.2%，W防止微生物引起清洗剂霉变。
[004引实施例1
[0049] 本实施例公开了一种清洗剂，包括表面活性剂、有机溶剂W及助溶剂，所述表面活 性剂为脂肪醇聚氧乙締酸AE0-20和仲烷基横酸钢SAS-60,其中，AE0-20的质量浓度比为 3%、5%、8%、10%、12%、15%，SAS-60的质量浓度比为5%，所述有机溶剂为乙醇，其质量 浓度比为8 %，所述助溶剂为氨氧化钢，氨氧化钢的加入量使得清洗剂的pH值为10。
[0050] 清洗率如图1所示，随着AE0-20含量的升高，洗油率明显上升，AE0-20含量为10% 时，洗油率达到峰值，当AE0-20含量继续上升时，洗油率反而下降。
[0化1]实施例2
[0052]本实施例公开了一种清洗剂，包括表面活性剂、有机溶剂W及助溶剂，所述表面活 性剂为脂肪醇聚氧乙締酸AEO-20和仲烷基横酸钢SAS-60,其中，AEO-20的质量浓度比为 10%，SAS-60的质量浓度比为1%、3%、5%、7%、9%、11%，所述有机溶剂为乙醇，其质量浓 度比为8%，所述助溶剂为氨氧化钢，氨氧化钢的加入量使得清洗剂的pH值为10。
[0053] 清洗率如图2所示，随着仲烷基横酸钢(SAS-60)含量的升高，洗油率明显上升，仲 烷基横酸钢(SAS-60)含量为5 %时，洗油率达到峰值，当仲烷基横酸钢(SAS-60)含量继续上 升时，洗油率反而下降。
[0054] 脂肪醇聚氧乙締酸(AE0-20)和仲烷基横酸钢(SAS-60)具有协同效应，当其质量比 为2:1时，协同效应最好，可W达到最佳的去油率。
[0化5] 实施例3
[0056] 本实施例公开了一种清洗剂，包括表面活性剂、有机溶剂W及助溶剂，所述表面活 性剂为脂肪醇聚氧乙締酸AE0-20和仲烷基横酸钢SAS-60,其中，AE0-20的质量浓度比为 10 %，SAS-60的质量浓度比为5 %，所述有机溶剂为乙醇，其质量浓度比为2 %、5 %、8 %、 11 %、13 %，所述助溶剂为氨氧化钢，氨氧化钢的加入量使得清洗剂的pH值为10。
[0057] 如图3所示，随着乙醇含量增加，洗油率也随之上升，当乙醇含量达到8 %时，洗油 率接近最大值，继续增加乙醇含量，洗油率几乎不再变化。乙醇同时有润湿作用和消泡作 用。
[0化引实施例4
[0059] 本实施例公开了一种清洗剂，包括表面活性剂、有机溶剂W及助溶剂，所述表面活 性剂为脂肪醇聚氧乙締酸AE0-20和仲烷基横酸钢SAS-60,其中，AE0-20的质量浓度比为 10%，SAS-60的质量浓度比为5%，所述有机溶剂为乙醇，其质量浓度比为8%，所述助溶剂 为氨氧化钢，氨氧化钢的加入量使得清洗剂的抑值为7、8、9、10、11、12。
[0060] 如图4所示，pH值对洗油率的影响较为显著，最佳pH值为10,过酸或者过碱都会导 致洗油率下降。pH 10和12的效果接近，考虑成本选择10。
[0061] 实施例5
[0062] 本发明的最佳配比为，所述AE0-20的质量浓度比为10%，所述SAS-60的质量浓度 比为5%，所述乙醇的质量浓度比为8%，氨氧化钢的质量浓度比为1 %，此时，清洗剂pH 10。
[0063] 实施例6
[0064] 在实施例5中，最佳的配比还包括缓蚀剂=乙醇胺，其质量浓度比为1%，软水剂= 聚憐酸钢，其质量浓度比为0.5%，防腐剂卡松，其质量浓度比为0.2%，其余为水。
[00化]实施例7
[0066] 本实施例还公开了一种清洗剂的使用方法，所述清洗剂为上述实施例中的任一种 清洗剂，使用时，将其稀释浓度为20%，在20°C-35°C下，摆洗25min。
[0067] 按照最佳配比配置清洗剂母液，稀释至20%，分别在溫度为5°C、10°C、15°C、2(rC、 25 °C、30 °C、35 °C、40 °C、45 °C时摆洗20分钟，洗油率见图5。
[006引由上图可见，当溫度在20°C-35°C范围内时，洗油率较高。低溫时(0°C-10°C )洗油 率可保持在80%左右。该清洗剂在常溫下使用效果最佳，冬季使用应注意保溫或者增加清 洗时间。
[0069]为了节约成本，清洗剂使用时会进行稀释。清洗剂使用时的母液含量和清洗时间 对洗油率的影响见下图6。
[0070] 在常溫下，清洗剂的洗油率与母液含量和清洗时间存在着下列关系：
[0071] 去油率（％ )= 77.41+0.171清洗时间+0.221母液含量+0.0214清洗时间*母液含量
[0072] -般而言，母液含量越高，清洗时间越长，洗油效果越好。当稀释浓度为20%时，常 溫下摆洗25min，适量增加喷淋时间，洗油率可达到96% W上。企业可W根据成本及实际运 行情况选取适合自己的使用参数。
[0073] 可W依据上述实施例对本发明进行试验，试验结果，可W参见，图1-图6。
[0074] 试验方法依据中华人民共和国机械行业标准《水基金属清洗剂试验方法》JB/T 4323.2-1999,采用重量法，通过摆洗试验测定清洗剂的洗油率h。结合课题实际情况，试验 油污采用煤焦油，试片材质为玻璃钢。采样和试片制备方法均参照标准。
[0075] 主要仪器及材料:摆洗器，浸油提升器，金属试片，恒溫干燥箱，分析天平，金属试 片架，煤焦油。
[0076] 试验方法：
[0077] 将3片试片分别用挂钩挂好，在天平上称重，准确到O.lmg，此重量WP1表示；
[0078] 将称量过的试片浸入煤焦油中，在室溫下浸涂IminW上，然后用提升器提出试片， 挂于试片架上渐干20min，刮去试片底部聚集的油滴，连同原挂钩一起称重，此重量WP2表 示。P2-P1即为油污的浸涂量；
[0079] 将浸油并称重过的试片用原挂钩固定在摆洗器上，使试片表面垂直于摆动方向， 分别浸入3个盛有500mL常溫清洗剂的摆洗槽内，立即记录时间，静浸3min，摆洗3min，提出 试片，再在500mL的蒸馈水中摆洗10次，取出试片立即在70°C±2°C的烘箱中烘干30-40min， 取出冷却到室溫后进行称重，此重量WP3表示。P2-P3为清洗掉的油污重量。
[0080] 清洗能力W洗油率h表示并按下式计算：
[0081 ] h = P2|P3
[0082] 首先分别求出3个试片的M值，再求出它们的算术平均值。与平均值比较，误差不 超过±2%的M值为有效值，有效值的平均值为最后试验结果。若有效值少于2个，应重新试 验。
[0083] 试验首先对清洗剂的主要成分脂肪醇聚氧乙締酸、仲烷基横酸钢、乙醇、pH分别进 行单因素实验，通过洗油率的测定确定最佳配比。然后再对清洗剂的使用条件如清洗剂的 使用溫度、母液含量和清洗时间进行试验，确定清洗剂最佳的使用条件。
[0084] 另外，对本发明还进行了对该水基型清洗剂进行防诱性、起泡性、硬水中稳定性等 实验，其性能检测结果见下表2。
[0085]
[0086] W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润饰 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种清洗剂，包括表面活性剂、有机溶剂以及助溶剂，其特征在于，所述表面活性剂 为脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-20和仲烷基磺酸钠 SAS-60,其中，AE0-20的质量浓度比为3%-15%，SAS-60的质量浓度比为1 %-11 %，所述有机溶剂为乙醇，其质量浓度比为2%-13%， 所述助溶剂为氢氧化钠，氢氧化钠的加入量使得清洗剂的pH值为7-12。2. 根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述AE0-20的质量浓度比为10%，所述 SAS-60的质量浓度比为5%，所述乙醇的质量浓度比为8%，氢氧化钠的质量浓度比为1 %， 此时，清洗剂pH值为10。3. 根据权利要求2所述的清洗剂，其特征在于，还包括缓蚀剂三乙醇胺，其质量浓度比 为1 %，软水剂三聚磷酸钠，其质量浓度比为〇. 5%，防腐剂卡松，其质量浓度比为0.2%，其 余为水。4. 一种清洗剂的使用方法，其特征在于，所述清洗剂为如权利要求1-3中任一项所述的 清洗剂，使用时，将其稀释浓度为20%，在20°C-35°C下，摆洗25min。
【文档编号】C11D3/04GK106047515SQ201610352924
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】宋艳艳, 高郁杰, 王文
【申请人】天津市环境保护科学研究院