本发明涉及一种工业清洗防护剂及其制备方法，尤其涉及一种工业热力设备用污垢清洗防护剂及其制备方法，适用于金属型工业热力设备的清洗与防锈用。
背景技术：
化学清洗广泛应用于各个工业部门(如电力、石化、冶金和电子等)中的换热热备、传热设备、冷却设备等金属材料表面的水垢和金属污垢的清洗，尤其是工业中热力设备的化学清洗尤其重要。这是因为热力设备(尤其是锅炉、换热器等)在使用过程中会逐渐形成各类污垢，而这些污垢导热不良会致使炉管局部温度过高，从而导致严重的事故发生。目前用以除垢的化学清洗剂一般是以无机酸为主的，如磷酸等，而无机酸通常具有较强的腐蚀性，虽然可以很好的去除污垢，但同时对设备也有很大的破坏性，且上述种类的化学清洗剂的耗用量也非常大，其残留物会环境有一定污染性。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供了一种工业热力设备用污垢清洗防护剂及其制备方法，该清洗防护剂能够同时去除热力设备金属表面上的水垢和金属垢，并在其表面形成一层保护膜防止再次形成水垢和金属垢，使用一次的作用有效期较长；同时该清洗防护剂中不含磷元素，对环境无污染，且制备方法简便，适于在工业领域推广应用。
本发明的技术方案是：
本发明公开了一种工业热力设备用污垢清洗防护剂，该清洗防护剂包括按重量份计的第一组分45～56份、第二组分25～35份和第三组分12～16份。
其中第一组分主要包括重量份比为(0.6～0.8):(0.7～0.9):(1.0～1.2):(0.2～0.4):(0.5～0.7)的脂肪酸、络合剂、聚谷氨酸、水溶性无机钠盐和水，其中脂肪酸为柠檬酸、癸二酸、油酸、己二酸、戊酸、醋酸、亚油酸和月桂酸中的至少一种；其中络合剂为乙二胺四乙酸和羧酸盐-乙二胺四乙酸盐中的至少一种；
其中第二组分主要包括重量份比为(3～4):(0.5～0.9):(1.0～1.3):(0.5～0.8)的酰胺类化合物、含氮有机酸、缓蚀剂和水，其中酰胺类化合物为癸二酸酰胺、马来酸磺酰胺、油酸三乙醇酰胺和月桂酸二酰胺中的至少一种；所述含氮有机酸为丙氨酸、甘氨酸和苯甲酸氨基乙酸中的至少一种；
其中第三组分主要包括重量份比为(8～10):(4～6)的非离子表面活性剂和醇醚类溶剂。
其进一步的技术方案是：
所述第一组分中的水溶性无机钠盐为氯化钠、硫酸钠或碳酸钠中的一种。
所述第二组分中的缓蚀剂为苯并三氮唑、苯并咪唑、2-巯基苯并咪唑、邻二氮菲和邻二甲苯硫脲中的至少一种。
所述第三组分中的非离子表面活性剂由脂肪醇聚氧烷基醚和失水山梨醇脂肪酸酯醚组成。
所述脂肪醇聚氧乙烯基醚为c10～16醇聚氧乙烯醚中的至少两种；所述失水山梨醇脂肪酸酯醚为tween-20、tween-60和tween-80中的至少一种。
所述第三组分中的醇醚类溶剂为二乙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚、二乙二醇己醚和二乙二醇辛醚中的至少两种。
本发明还公开了一种上述工业热力设备用污垢清洗防护剂的制备方法，该制备方法包括下述步骤：
(1)将按重量份称取好的第一组分中的各成分在常温下进行混合并搅拌均匀，形成第一组分混合物；
(2)将按重量份称取好的第二组分中的各成分在常温下进行搅拌混合，然后缓慢升温至50～60℃后继续搅拌混合20～30min，形成第二组分混合物；
(3)将按重量份称取好的第三组分中的各成分在常温下进行搅拌混合均匀，形成第三组分混合物；
(4)将第二组分混合物和第三组分混合物按比例混合并搅拌至均匀透明后，加入第一组分混合物，继续搅拌均匀至透明，得到工业热力设备用污垢清洗防护剂。
本发明的有益技术效果是：本发明以污垢清除成分为第一组分，以防锈成分为第二组分，以表面活性剂为第三组分形成工业热力设备用污垢清洗防护剂，该清洗防护剂能够同时去除热力设备金属表面上的水垢和金属垢，并在其表面形成一层保护膜防止再次形成水垢和金属垢，使用一次的作用有效期较长；同时该清洗防护剂中不含磷元素，对环境无污染，且制备方法简便，适于在工业领域推广应用。
具体实施方式
为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明公开了一种工业热力设备用污垢清洗防护剂，该清洗防护剂包括按重量份计的第一组分45～56份、第二组分25～35份和第三组分12～16份。
其中第一组分主要包括重量份比为(0.6～0.8):(0.7～0.9):(1.0～1.2):(0.2～0.4):(0.5～0.7)的脂肪酸、络合剂、聚谷氨酸、水溶性无机钠盐和水。脂肪酸为柠檬酸、癸二酸、油酸、己二酸、戊酸、醋酸、亚油酸和月桂酸中的至少一种；络合剂为乙二胺四乙酸和羧酸盐-乙二胺四乙酸盐中的至少一种，下述具体实施例中羧酸盐-乙二胺四乙酸盐以其钠盐为例；水溶性无机钠盐为氯化钠、硫酸钠或碳酸钠中的一种。
其中第二组分主要包括重量份比为(3～4):(0.5～0.9):(1.0～1.3):(0.5～0.8)的酰胺类化合物、含氮有机酸、缓蚀剂和水。酰胺类化合物为癸二酸酰胺、马来酸磺酰胺、油酸三乙醇酰胺和月桂酸二酰胺中的至少一种；含氮有机酸为丙氨酸、甘氨酸和苯甲酸氨基乙酸中的至少一种；缓蚀剂为苯并三氮唑、苯并咪唑、2-巯基苯并咪唑、邻二氮菲和邻二甲苯硫脲中的至少一种。
其中第三组份主要包括重量份比为(8～10):(4～6)的非离子表面活性剂和醇醚类溶剂。非离子表面活性剂由脂肪醇聚氧烷基醚和失水山梨醇脂肪酸酯醚组成，脂肪醇聚氧乙烯基醚为c10～16醇聚氧乙烯醚中的至少两种，该c10～16醇聚氧乙烯醚可以从异构c10醇聚氧乙烯醚-7、异构c13醇聚氧乙烯醚-5、异构c10醇聚氧乙烯醚-9和异构c13醇聚氧乙烯醚-12中选择；失水山梨醇脂肪酸酯醚为tween-20、tween-60和tween-80中的至少一种。醇醚类溶剂为二乙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚、二乙二醇己醚和二乙二醇辛醚中的至少两种。
本发明还公开了一种上述工业热力设备用污垢清洗防护剂的制备方法，该制备方法包括下述步骤：
(1)将按重量份称取好的第一组分中的各成分在常温下进行混合并搅拌均匀，形成第一组分混合物；
(2)将按重量份称取好的第二组分中的各成分在常温下进行搅拌混合，然后缓慢升温至50～60℃后继续搅拌混合20～30min，形成第二组分混合物；
(3)将按重量份称取好的第三组分中的各成分在常温下进行搅拌混合均匀，形成第三组分混合物；
(4)将第二组分混合物和第三组分混合物按比例混合并搅拌至均匀透明后，加入第一组分混合物，继续搅拌均匀至透明，得到工业热力设备用污垢清洗防护剂。
按照上述各组分的成分种类要求和制备方法，结合下述表1中各组分的成分用量，分别制备工业热力设备用污垢清洗防护剂，同时按照表1中所述对比例制备对比用清洗防护剂。
下述表格中柠檬酸为a-a1，癸二酸为a-a2，月桂酸为a-a3，醋酸为a-a4；乙二胺四乙酸为a-b1，羧酸盐-乙二胺四乙酸盐的钠盐为a-b2；聚谷氨酸为a-c1；氯化钠为a-d1，碳酸钠为a-d2；水为a-e1。
癸二酸酰胺为b-a1，马来酸磺酰胺为b-a2，油酸三乙醇酰胺为b-a3，月桂酸二酰胺为b-a4；丙氨酸为b-b1，甘氨酸为b-b2，苯甲酸氨基乙酸为b-b3；苯并三氮唑为b-c1，苯并咪唑为b-c2，2-巯基苯并咪唑为b-c3，邻二氮菲为b-c4，邻二甲苯硫脲为b-c5；水为b-d1。
异构c10醇聚氧乙烯醚-7为c-a1，异构c13醇聚氧乙烯醚-5为c-a2，异构c10醇聚氧乙烯醚-9为c-a3，异构c13醇聚氧乙烯醚-12为c-a4；tween-20为c-b1，tween-60为c-b2，tween-80为c-b3；二乙二醇单丁醚为c-c1，二丙二醇单丁醚为c-c2，二乙二醇己醚为c-c3，二乙二醇辛醚为c-c4。
表1具体实施例1～5和对比例各组分用量(单位：重量份)
将上述表1中具体实施例和对比例制备所得的污垢清洗防护剂按照gb/t25146-2010《工业设备化学清洗质量验收规范》中的要求进行污垢清洗性能的评价，评价结果参见表2所示。
表2具体实施例1～5和对比例测试结果
将上述表1中具体实施例和对比例制备所得的污垢清洗防护剂进行防锈性能测试，测试其对铁、铝、铜和锌防锈性能的影响，测试方法为：将同样尺寸大小的铁片、铝片、铜片和锌片依次分别浸入上述清洗防护剂中40s后取出，吸走附着在金属片表面的多余液体，放入烘箱低温干燥后，再将金属片放入35℃、90％相对湿度的湿热器内，记录金属片外观变化所需要的时间，即金属片从表面无锈至失去光泽所经历的时间，作为防锈的时间，结果参见表3。
表3具体实施例和对比例对各金属防锈性能测试结果(单位：天)
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。