(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111321418 A(43)申请公布日 2020.06.23
(21)申请号 201811533220.5(22)申请日 2018.12.14
(71)申请人 中国石油大学(北京)
地址 102249 北京市昌平区府学路18号(72)发明人 杨帆 李永峰
(74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限
公司 11127
代理人 姚亮(51)Int.Cl.
C23G 1/18(2006.01)
权利要求书2页 说明书7页 附图1页
CN 111321418 A(54)发明名称
一种高效重油污清洗剂及其制备方法以及重油污清洗方法(57)摘要
本发明涉及一种高效重油污清洗剂及其制备方法以及重油污清洗方法。以重量百分比计，该高效重油污清洗剂的原料组成包括：磷酸盐1％-2％、表面活性剂1％-20％、络合剂0.1％-5％、有机碱0.1％-5％、缓蚀剂0.1％-2％、消泡剂0.1％-2％、有机溶剂4％-10％、水余量。本发明还提供了上述清洗剂的制备方法。本发明还提供了一种重油污清洗方法，其是采用上述高效重油污清洗剂通过擦拭、浸泡或喷淋的方式对重油污进行清洗的方法。本发明所提供的高效重油污清洗剂是一种低磷环保清洗剂，在将磷含量控制在较低水平的同时，仍能够使清洗剂具有高效的清洗性能，并且，该清洗剂具有较好的生物降解性、无金属腐蚀性、无毒性、对漆面无影响等特点。
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权 利 要 求 书
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1.一种高效重油污清洗剂，以重量百分比计，该高效重油污清洗剂的原料组成包括：磷酸盐1％-2％、表面活性剂1％-20％、络合剂0.1％-5％、有机碱0.1％-5％、缓蚀剂0.1％-2％、消泡剂0.1％-2％、有机溶剂4％-10％、水余量。
2.根据权利要求1所述的高效重油污清洗剂，其中，所述磷酸盐包括磷酸钾、三聚磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的高效重油污清洗剂，其中，所述表面活性剂包括阴离子型表面活性剂和/或非离子表面活性剂；
优选地，所述阴离子型表面活性剂包括烷基苯磺酸钠/或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐；更优选地，所述阴离子型表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠和/或月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或几种的组合；
优选地，所述非离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂和烷基糖苷中的一种或几种的组合；更优选地，所述非离子表面活性剂包括十六烷基醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种的组合。
4.根据权利要求1所述的高效重油污清洗剂，其中，所述络合剂包括乙二胺四乙酸四钠和柠檬酸钠中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的高效重油污清洗剂，其中，所述有机碱包括三乙醇胺和/或二乙醇胺。
6.根据权利要求1所述的高效重油污清洗剂，其中，所述缓蚀剂包括有机磷酸酯SD-10、乌洛托品、硫脲和苯并三氮唑中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的高效重油污清洗剂，其中，所述消泡剂包括有机硅消泡剂和/或聚醚类消泡剂。
8.根据权利要求1所述的高效重油污清洗剂，其中，所述有机溶剂包括乙二醇乙醚、乙二醇单丁醚和异丙醇中的一种或几种的组合。
9.权利要求1-8任一项所述的高效重油污清洗剂的制备方法，其包括以下步骤：在搅拌条件下，将各原料按比例混合均匀，继续搅拌至完全溶解，制备得到所述高效重油污清洗剂。
10.一种重油污清洗方法，其是采用权利要求1-8任一项所述的高效重油污清洗剂通过擦拭、浸泡或喷淋的方式对重油污进行清洗的方法；
优选地，采用浸泡或喷淋的方式时，每千克所述高效重油污清洗剂清洗30-100平方米的带有重油污的表面；
优选地，该方法包括以下步骤：
按照稀释浓度5.0-8.0wt％将所述高效重油污清洗剂与水(优选洁净水)混合制成工作液，并加热至50-60℃；
然后按照以下方式中的一种对带有重油污的工件进行清洗：(1)擦拭：利用所述工作液对带有重油污的工件进行2-3遍擦拭(优选使用不起毛的棉丝、硬毛刷或墩布蘸取工作液进行擦拭)，再采用水(优选洁净水)对工件进行2-3遍擦拭，然后将工件擦干(优选使用洁净干燥不起毛的棉丝擦拭工件2-3遍)，完成清洗；
(2)浸泡：将带有重油污的工件浸泡于所述工作液中10-20分钟，再采用水对工件进行2遍漂洗，然后采用50-60℃的热水将工件烫干，完成清洗；
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权 利 要 求 书
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(3)喷淋：采用所述工作液以5-8MPa的压力对带有重油污的工件进行10-15分钟的喷淋，采用50-60℃的热水对工件进行喷淋干燥，完成清洗。
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说 明 书
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一种高效重油污清洗剂及其制备方法以及重油污清洗方法
技术领域
[0001]本发明涉及油污清洗剂技术领域，尤其涉及一种用于金属材料清洗的高效重油污清洗剂及其制备方法以及重油污清洗方法。
背景技术
[0002]目前，国内外对金属材料进行清洗所采用的清洗剂主要包括三类：第一类是溶剂清洗剂，例如汽油、煤油、柴油等溶剂，但这类清洗剂由于浪费能源、易燃易爆、不安全等原因，已逐渐被淘汰；第二类是卤代烷烃清洗剂，例如1-1-1三氯乙烷等，这类清洗剂因清洗成本高、不经济，因而限制了其推广范围；第三类是水基清洗剂，目前普遍采用的清洗剂，均存在对金属表面有腐蚀、防锈性差、漂洗性差、生物降解性差、有毒性、磷含量超标等缺点，不能很好地满足生产工艺过程中的要求。[0003]金属铝材料被广泛应用于航空、建筑、运输、电气、化工等工业领域，其需求量仅次于钢铁，居金属材料第二位。而金属铝材料在进行加工前需要进行清洗，一般需要采用清洗后的金属铝材料来加工制备普通机械零件以及精密元器件等元件。由于铝本身比较活泼，为了清洗效果明显，现有的清洗剂多采用酸性或碱性很高的清洗溶液，在清洗的过程中对铝材腐蚀性较大，一定程度上造成了铝材的损耗。而且，现有的清洗剂的清洗效果不很理想，尤其对于带有重油污的金属零部件，清洗后的铝材容易出现黑色的表层，给后续加工带来麻烦，特别对精密元器件的加工造成困惑。此外，现有的清洗剂对设备腐蚀性较强，增加了设备成本。同时，这些清洗剂的清洗时间较长，需要10到30分钟的清洗时间，并且漂洗性差。
[0004]因此，研发出一种重油污清洗剂，仍是本领域亟待解决的问题之一。发明内容
[0005]为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高效重油污清洗剂及其制备方法，该高效重油污清洗剂在具有高效的重油污清洗能力的同时还具有磷含量低、腐蚀性低、可生物降解等优点。
[0006]为达到上述目的，本发明提供了一种高效重油污清洗剂，以重量百分比计，该重油污清洗剂的原料组成包括：磷酸盐1％-2％、表面活性剂1％-20％、络合剂0.1％-5％、有机碱0.1％-5％、缓蚀剂0.1％-2％、消泡剂0.1％-2％、有机溶剂4％-10％和水余量。本发明的高效重油污清洗剂的原料组成可以仅是上述列举的原料组成，不再含有其他成分。[0007]本发明所提供的高效重油污清洗剂是一种低磷环保清洗剂，在将磷含量控制在较低水平的同时，仍能够使清洗剂具有高效的清洗性能。并且，该清洗剂具有无金属腐蚀性(特别适用于金属表面重油污的清洗)、无毒性、对漆面无影响等特点。[0008]在上述高效重油污清洗剂中，优选地，所述磷酸盐包括磷酸钾、三聚磷酸钠和焦磷酸钠等中的一种或几种的组合。
[0009]在上述高效重油污清洗剂中，优选地，所述表面活性剂包括阴离子型表面活性剂
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和/或非离子表面活性剂。其中，所述阴离子型表面活性剂可以包括烷基苯磺酸钠/或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐等；优选地，所述阴离子型表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠和/或月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠等中的一种或几种的组合。所述非离子表面活性剂可以包括脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂和烷基糖苷等中的一种或几种的组合；优选地，所述非离子表面活性剂包括十六烷基醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚等中的一种或两种的组合。
[0010]在上述高效重油污清洗剂中，优选地，所述络合剂包括乙二胺四乙酸四钠和柠檬酸钠等中的一种或几种的组合。
[0011]在上述高效重油污清洗剂中，优选地，所述有机碱包括三乙醇胺和/或二乙醇胺。[0012]在上述高效重油污清洗剂中，优选地，所述缓蚀剂包括有机磷酸酯SD-10、乌洛托品、硫脲和苯并三氮唑等中的一种或几种的组合。[0013]在上述高效重油污清洗剂中，优选地，所述消泡剂包括有机硅消泡剂和/或聚醚类消泡剂。上述有机硅消泡剂可以为有机硅消泡剂AFE-7820(融大化工)，聚醚类消泡剂可以为全合成聚醚消泡剂Rilain DC-5500(广州市君鑫化工科技有限公司)。[0014]在上述高效重油污清洗剂中，优选地，所述有机溶剂包括乙二醇乙醚、乙二醇单丁醚和异丙醇等中的一种或几种的组合。
[0015]本发明所得到的高效重油污清洗剂可以根据需要加入一定量色素进行调色。[0016]本发明利用各原料之间的协同作用，使各原料的功效得到最大发挥，所得到的高效重油污清洗剂去重油污能力强，清洗速度快。该清洗剂的生产工艺简单、使用方法简单、成本低廉、加量少，适于对轨道车辆车体、转向架、部件、橡胶、车辆电器、机械设备等制品的表面清洗保洁，零部件经本发明的清洗剂清洗后，洁净光亮、无腐蚀无残留。[0017]本发明还提供了上述高效重油污清洗剂的制备方法，其包括以下步骤：在搅拌条件下，将各原料按比例混合均匀，继续搅拌至完全溶解，制备得到所述高效重油污清洗剂。[0018]本发明还提供了一种重油污清洗方法，其是采用上述高效重油污清洗剂通过擦拭、浸泡或喷淋的方式对重油污进行清洗的方法。[0019]在上述清洗方法中，当采用浸泡或喷淋方式时，每千克所述高效重油污清洗剂清洗30-100平方米的带有重油污的表面，具体表面的大小取决于表面油污程度的轻重。[0020]根据本发明的具体实施方案，优选地，上述清洗方法包括以下步骤：
[0021]按照稀释浓度5.0-8.0wt％将所述高效重油污清洗剂与水(优选洁净水)混合制成工作液，并加热至50-60℃；
[0022]然后按照以下方式中的一种对带有重油污的工件进行清洗：[0023](1)擦拭：利用所述工作液对带有重油污的工件进行2-3遍擦拭(优选使用不起毛的棉丝、硬毛刷或墩布蘸取工作液进行擦拭)，再采用水(优选洁净水)对工件进行2-3遍擦拭，然后将工件擦干(优选使用洁净干燥不起毛的棉丝擦拭工件2-3遍)，完成清洗；[0024](2)浸泡：将带有重油污的工件浸泡于所述工作液中10-20分钟，再采用水对工件进行2遍漂洗，然后采用50-60℃的热水将工件烫干，完成清洗；[0025](3)喷淋：采用所述工作液以5-8MPa的压力对带有重油污的工件进行10-15分钟的喷淋，采用50-60℃的热水对工件进行喷淋干燥，完成清洗。[0026]上述三种方式的初步质量标准分别为：(1)擦拭：目测工作表面洁净无油污；(2)浸
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泡：目测工件表面洁净，水膜均匀覆盖工件表面；(3)喷淋：目测工件表面洁净，水膜均匀覆盖工件表面。
[0027]本发明的高效重油污清洗剂能有效去除表面重油污，具有以下优点：[0028]1、该清洗剂具有磷含量低、安全环保、稳定性好等特点，其为水基配方，在快速有效去除表面油污层的同时不会对材料造成任何腐蚀，并且，该清洗剂配方温和，无刺激性气味，无毒无腐蚀性，皮肤可安全接触，对人体无伤害。而且，该清洗剂可以直接排放。[0029]2、该清洗剂具有良好的生物降解性。[0030]3、该清洗剂具有材料兼容性广泛、清洗用量少、操作方便、清洗能力强、清洗速度快、极易漂洗干净、无残留等特点，适合于手工擦拭、高压喷淋和槽浸式等清洗方式，可以解决常温清洗效果不好、清洗周期长、产品碱性高的难题。适用于敏感基底材料和精密零件的清洗，尤其适于对铜、不锈钢、铝、阳极化铝、非铁金属、PVC、油地毯(漆布)、橡胶、塑料制品、陶瓷表面的重油污进行清洗。[0031]4、该清洗剂的生产工艺简单，成本低廉。附图说明
[0032]图1为实施例7中未经过清洗的试片的图片。[0033]图2为实施例7中经过了清洗的试片的图片。
[0034]图3为实施例8中未经过清洗和经过了清洗的试片的图片。
具体实施方式
[0035]为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。[0036]实施例1
[0037]本实施例提供了一种高效重油污清洗剂，以重量百分比计，该高效重油污清洗剂的原料组成包括：磷酸钾1.5％、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠2％、乙二胺四乙酸四钠2.35％、二乙醇胺0.4％、乌洛托品0.2％、聚醚类消泡剂0.2％、异丙醇4％、水余量，各原料组成的含量之和为100％。
[0038]将上述原料混合搅拌均匀即可得到本实施例的高效重油污清洗剂。[0039]实施例2
[0040]本实施例提供了一种高效重油污清洗剂，以重量百分比计，该高效重油污清洗剂的原料组成包括：焦磷酸钠1.5％、十六烷基醇聚氧乙烯醚7％、柠檬酸钠2.35％、三乙醇胺1.75％、苯并三氮唑0.2％、有机硅消泡剂0.2％、乙二醇乙醚4％、水余量，各原料组成的含量之和为100％。
[0041]将上述原料混合搅拌均匀即可得到本实施例的高效重油污清洗剂。[0042]实施例3
[0043]本实施例提供了一种高效重油污清洗剂，以重量百分比计，该高效重油污清洗剂的原料组成包括：三聚磷酸钠1.5％、十二烷基苯磺酸钠2％、柠檬酸钠2.35％、二乙醇胺0.4％、有机磷酸酯SD-10 0.2％、有机硅消泡剂0.2％、乙二醇单丁醚4％、水余量，各原料组成的含量之和为100％。
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将上述原料混合搅拌均匀即可得到本实施例的高效重油污清洗剂。
[0045]实施例4
[0046]本实施例提供了一种高效重油污清洗剂，以重量百分比计，该高效重油污清洗剂的原料组成包括：三聚磷酸钠1.5％、十二烷基苯磺酸钠2％、十六烷基醇聚氧乙烯醚7％、乙二胺四乙酸四钠2.35％、二乙醇胺0.4％、三乙醇胺1.75％、苯并三氮唑0.2％、有机磷酸酯SD-10 0.2％、有机硅消泡剂0.2％、乙二醇单丁醚4％、水余量，各原料组成的含量之和为100％。
[0047]将上述原料混合搅拌均匀即可得到本实施例的高效重油污清洗剂。[0048]实施例5
[0049]本实施例提供了一种高效重油污清洗剂，以重量百分比计，该高效重油污清洗剂的原料组成包括：三聚磷酸钠1.5％、脂肪醇聚氧乙烯醚7％、十二烷基苯磺酸钠2％、柠檬酸钠2.35％、二乙醇胺0.4％、三乙醇胺1.75％、苯并三氮唑0.2％、有机磷酸酯SD-10 0.2％、聚醚类消泡剂0.2％、乙二醇乙醚4％、水余量，各原料组成的含量之和为100％。[0050]将上述原料混合搅拌均匀即可得到本实施例的高效重油污清洗剂。[0051]实施例6
[0052]本实施例提供了一种高效重油污清洗剂，以重量百分比计，该高效重油污清洗剂的原料组成包括：焦磷酸钠1.5％、脂肪醇聚氧乙烯醚7％、十二烷基苯磺酸钠2％、柠檬酸钠2.35％、二乙醇胺0.4％、三乙醇胺1.75％、苯并三氮唑0.2％、乌洛托品0.2％、聚醚类消泡剂0.2％、异丙醇4％、水余量，各原料组成的含量之和为100％。
[0053]将上述原料混合搅拌均匀即可得到本实施例的高效重油污清洗剂。[0054]实施例7
[0055]本实施例提供了一种重油污清洗方法，其是采用实施例4-6中的一种高效重油污清洗剂采用浸泡的方式对表面带有矿物油重油污的轮状工件(如图1所示)进行清洗，具体包括以下步骤：
[0056]按照稀释浓度8wt％将高效重油污清洗剂与洁净水混合制成工作液，并加热至60℃；
[0057]将带有重油污的工件浸泡于工作液中15分钟，再采用清水对工件进行2遍漂洗，然后采用50℃的热水将工件烫干，完成清洗。目测工件表面洁净，水膜均匀覆盖工件表面，清洗效果如图2所示。[0058]实施例8
[0059]本实施例提供了一种重油污清洗方法，其是采用实施例4-6中的一种高效重油污清洗剂采用喷淋的方式对表面带有矿物油重油污的片状工件(如图3所示，图3中右侧的工件是未经过清洗的)进行清洗，具体包括以下步骤：
[0060]按照稀释浓度8wt％将高效重油污清洗剂与洁净水混合制成工作液，并加热至60℃；
[0061]采用工作液以8MPa的压力对带有重油污的工件进行15分钟的喷淋，采用60℃的热水对工件进行喷淋干燥，完成清洗。目测工件表面洁净，水膜均匀覆盖工件表面(清洗效果如图3所示，图3中左侧的工件是经过清洗的)。
[0062]对实施例5的高效重油污清洗剂进行相关性能的检测，具体如表1所示：
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表1
[0065]
[0066]
由表1的检测结果可以看出：实施例5的高效重油污清洗剂符合相关的规定，并且
在金属腐蚀性等方面具有良好的表现。
[0067]对实施例5的高效重油污清洗剂进行生物降解性、经皮毒性、经口毒性的检测，具体如下：
[0068]试验例1：生物降解性检测[0069]1、受试物：实施例5的高效重油污清洗剂[0070]2、参照物：直链十二醇聚氧乙烯醚[0071]3、试验方法：以表面活性剂试样经培养驯化的活性污泥作降解生物源，加入试验份中进行振荡培养，测定培养周期中表面活性剂的减少量，得到试样规定时间的生物降解
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度。
4、微生物源：采集于主要处理生活污水的广州市猎德污水处理厂的好氧池，测得
的污泥浓度为12.8g/L。[0073]5、培养条件：各培养瓶置于恒温振荡培养器上，于25℃条件下振荡培养。[0074]6、试验结果：表面活性剂生物降解度：参照物第7天的生物降解度为98.6％，受试物第7天的生物降解度为96.2％。[0075]7、结果有效性：根据上述试验结果，参照物直链十二醇聚氧乙烯醚第7天的生物降解度为98.6％，不低于95.0％，试验结果有效。[0076]由此可以看出：实施例5的高效重油污清洗剂的生物降解度检测结果与直链十二醇聚氧乙烯醚基本相当，说明实施例5的高效重油污清洗剂具有良好的生物降解性。[0077]试验例2：经皮毒性检测[0078]1、检测方法：GB/T 21606-2008[0079]2、检测项目：急性经皮毒性试验[0080]3、检测环境：屏障环境动物房，使用许可证号：SYXK(浙)2016-0012，室温22.5℃-24.5℃，相对湿度45.0％-58.0％[0081]4、试验动物：SD大鼠，清洁级，由浙江省实验动物中心提供，生产许可证号：SCXK(浙)2014-0001[0082]5、动物数/性别：10只，雌雄各半[0083]6、染毒途径：经皮[0084]7、试验方法：采用最大限量法，染毒剂量为2000mg/kg，用原样品进行试验：试验前24h，剔除动物躯干拟染毒区域的被毛，去毛面积不少于试验动物体表面积的10％，要根据动物种类确定涂皮面积。试验期间动物单笼饲养，固定好动物，将受试样品均匀涂布于动物的去毛区，并用玻璃纸和两层纱布覆盖，再用无刺激性胶带加以固定，24h后取下固定物和覆盖物，用温水洗去皮肤上残留的受试样品。染毒后，每天观察中毒症状或行为变化，每周称重一次。对中毒死亡动物和染毒后14天存活动物做大体解剖观察。[0085]8、结果：实验动物在染毒14天内未见任何中毒症状或中毒死亡；雌雄动物的体重未见异常。实验观察结束，对受试动物进行大体解剖检查也未见异常变化。具体试验结果如表2所示。[0086]9、结论：样品对大鼠的经皮LD50＞2000mg/kg，根据急性毒性分级，该样品属低毒级。
[0087]表2急性经皮毒性试验结果
[0088][0072]
[0089][0090]
由上述内容可以看出：实施例5的高效重油污清洗剂是一种低毒性的清洗剂。试验例3：经口毒性检测
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1、检测方法：GB/T 21603-2008
[0092]2、检测项目：急性经口毒性试验[0093]3、检测环境：屏障环境动物房，使用许可证号：SYXK(浙)2016-0012，室温21.5℃-24.5℃，相对湿度55.0％-68.0％[0094]4、试验动物：ICR小鼠，清洁级，由浙江省实验动物中心提供，生产许可证号：SCXK(浙)2014-0001[0095]5、动物数/性别：20只，雌雄各半[0096]6、样品制备：称取5g样品量(实施例_的高效重油污清洗剂)于烧杯内加入少量纯水溶解，将溶解后的样品置于容量瓶内加入纯水定容至刻度线，充分摇匀后倒入试剂瓶标识备用。[0097]7、染毒途径：经口灌胃[0098]8、试验方法：采用最大限量法，灌胃剂量为5000mg/kg；染毒前动物禁食16小时。染毒后继续禁食3h，每天观察中毒症状或行为变化，每周称重一次。对中毒死亡动物和染毒后14天存活动物做大体解剖观察。[0099]8、结果：实验动物在染毒14天内未见任何中毒症状或中毒死亡；雌雄动物的体重未见异常。实验观察结束，对受试动物进行大体解剖检查也未见异常变化。具体试验结果如表3所示。[0100]9、结论：样品对小鼠的经口LD50＞5000mg/kg，根据急性毒性分级，该样品属低毒级。
[0101]表3急性经口毒性试验结果
[0102]
[0103]
由上述试验内容可以看出：实施例5的高效重油污清洗剂是一种低毒性的清洗剂。
[0104]综合上述试验以及测试结果可以看出：本发明提供的高效重油污清洗剂是一种磷含量低、环保的清洗剂，同时，该清洗剂具有高清洗性能、无金属腐蚀性(适用于金属表面重油污的清洗)、无毒性、对漆面无影响、生物降解性良好等特点。
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图2
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