家用水垢环保清洗剂配方

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1、家用环保型水垢水锈清洗剂的研究与应用李平，田红丽(银川能源学院石油化工系，宁夏银川750105)摘要：以食品酸为主剂开发了水垢水锈清洗剂，通过大量实验和优化组合，筛选出适合家庭使用的环保型水垢水锈清洗剂，并最终确定了清洗剂的配方为柠檬酸三钠、冰乙酸、活性剂和EDTA，通过实际应用，发现该清洗剂对水垢和水锈都用良好的去除能力。关键词：水垢；水锈；食品酸；清洗剂中图分类号：TQ11收稿日期：2012-9-26基金项目：银川能源学院校级科研项目作者简介：李平（1983-）男,宁夏固原人（回族），研究生，主要从事工业催化究。文献标识码：A自来水中钙镁离子的存在导致在使用过

2、程中产生水垢，而水垢又导致了一些列不利的影响。例如，平时家里的毛巾老化、热水器结垢、各种人类的结石病症、诱发心血管病、影响厨房卫生间瓷器的美观等。水垢同样也在严重影响着工业生产，尤其是锅炉和换热器，但是工业中采用的除垢剂大部分是无机强酸，虽然效果好，但是污染大、腐蚀性强，不适合家庭生活中使用。文献也报道了一些有机酸清洗剂，但是仍然摆脱不了强刺激、污染大的特点[1-2]。本实验主试剂均采用食品酸，经过组合制备的清洗剂具有对皮肤无刺激、无污染、使用方便等优点。1实验1.1主要试剂和仪器仪器：HH-1数显恒温水浴锅。试剂：柠檬酸三钠、EDTA、十二烷基苯磺酸钠、草酸、冰

3、醋酸、碳酸钙、硫酸镁，均为分析纯。1.2清洗剂的制备在200mL的烧杯中加入160mL去离子水，在恒温水浴锅内恒温在40℃，将称量好的主试剂、活性剂、助剂，pH值调节剂按比例依次加入，缓慢搅拌让其完全溶解，待溶解后在室温下备用。1.3清洗性能测试5用碳酸钙和硫酸镁的固体混合物来模拟水垢，称取一定量的水垢加入到清洗液中，搅拌，静止反应。2结果与讨论2.1主清洗剂的筛选待选有机酸有：柠檬酸、甲酸、冰醋酸、草酸、羟基乙酸、酒石酸和EDTA。分别在200mL烧瓶盛入160mL去离子水，在40℃恒温下加入5g待选酸，溶解后，在室温下静止备用。分别加入0.2g碳酸钙和0.2g

4、硫酸镁固体混合物，搅拌后静止反应。反应结束后过滤，滤渣在100℃干燥2h，除去水分，称量。结果见表1。表1有机酸对水垢的溶解能力比较有机酸残余固体质量/g柠檬酸0.001冰醋酸0.010草酸0.140甲酸0.350EDTA0.240羟基乙酸0.370酒石酸0.360可见，柠檬酸、冰醋酸和草酸的对混合固体的溶解能力是最强的，其他均比较弱或者难溶，但是EDTA具有良好的络合能力，能防止二次沉淀，因此最终选择柠檬酸、冰醋酸、草酸和EDTA作为主清洗剂。从结构上讲柠檬酸是一种三羧酸类化合物，并因此而与其他羧酸有相似的物理和化学性质。柠檬酸是一种较强的有机酸，有3个H+可以

5、电离，虽然对水垢水锈具有良好的溶解能力，但是高浓度的柠檬酸对皮肤和金属都有腐蚀性，因此本实验选用其钠盐，性质温和对皮肤无刺激性，对金属的腐蚀性很弱。2.2组合性能实验以柠檬酸三钠和草酸为主剂分别添加相同量的醋酸和活性剂，来比较柠檬酸和草酸对水垢的溶解能力[3]。试样1：恒温40℃，在160mL去离子水中加入柠檬酸三钠或者草酸5.0g，冰乙酸2g，溶解后，在室温下备用。试样2：恒温40℃，在160mL去离子水中加入柠檬酸三钠或者草酸5.0g，活性剂0.1g，5溶解后，在室温下备用。在试样中分别加入0.4g的碳酸钙和硫酸镁组成的“水垢”，搅拌后静止5min后过滤，干燥

6、，称量。结果见表2表2柠檬酸三钠和草酸的清洗能力比较序号主试剂筛选pH残余固体质量/g现象1柠檬酸三钠+冰乙酸4.50.003清洗剂清澈草酸+冰乙酸1.53.510清洗剂白色乳状液2柠檬酸三钠+活性剂5.00.002清洗剂清澈草酸+活性剂2.53.673清洗剂白色乳状液，表面有泡沫可见，柠檬酸三钠在酸性条件下对水垢的溶解能力优于草酸的能力。因此，本实验中最佳的主体清洗剂确定为柠檬酸三钠。以柠檬酸为主体，添加了助剂、活性剂和络合剂，在同样的条件下制备了5种试样，配比见表3（其余为160mL去离子水）。结果显示试样5的配比能达到最佳的清洗效果。其中柠檬酸三钠是清洗剂主

7、体；冰醋酸是pH调节剂，是柠檬酸的激活剂和缓冲剂；活性剂是表面溶蚀的催化剂；EDTA是良好的络合剂，能防止少量沉淀的二次沉淀[4]。表3不同配比柠檬酸三钠溶液对水垢的清洗能力比较序号试剂配比/gpH残余固体质量/g现象1柠檬酸三钠56.03.720有白色沉淀2柠檬酸三钠5+冰乙酸24.50.003清洗剂清澈3柠檬酸三钠5+冰乙酸2+活性剂0.14.90.002清洗剂清澈4柠檬酸三钠5+冰乙酸2+EDTA0.054.10.002清洗剂清澈5柠檬酸三钠5+冰乙酸2+活性剂0.1+EDTA0.054.50.001清洗剂清澈2.3清洗性能影响因素清洗剂的清洗性能受到多种因

8、素的影响，