用于去除化学残留物的组合物及其用途
阅读说明：本技术 用于去除化学残留物的组合物及其用途 (Composition for removing chemical residues and use thereof ) 是由 A·杜瓦尔 J·布洛梅 于 2020-02-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及用于去除化学残留物的组合物,使用所述组合物的方法,以及所述组合物用于去除被任何类型的化学品污染的材料、机器和设备上的残留物的用途。(The present invention relates to a composition for removing chemical residues, a method for using said composition, and the use of said composition for removing residues on materials, machines and equipment contaminated with any type of chemical.)
技术领域
本发明涉及用于去除化学残留物的组合物、使用所述组合物的方法，以及所述组合物用于去除被任何类型的化学品污染的材料、机器和设备上的残留物的用途。
背景技术
在工业中，迄今为止还没有用于对被化学污染物污染的材料、机器和/或设备进行去污的有效解决方案。如果在维护操作或操作过程中发生化学事故，可能会发生液体、固体或气体飞溅，从而导致工作区域和/或防护设备受到污染。工作区域中的材料和表面随后会被化学品污染，而这不一定是可见的，因此不仅会给工人带来化学伤害的风险(皮肤接触化学品或吸入)，而且还会导致材料腐蚀的风险，从而导致缩短其使用寿命。
使用吸收性矿物(诸如硅藻土或海泡石)或特殊吸收剂(诸如或UNISAFE PH)使得可以中和地板上的飞溅物。但是，当受污染的表面不是水平的而是垂直的或不平坦的(墙壁、天花板、机器和防护设备)时，就无法使用这些吸收剂。
本领域技术人员可用的现有解决方案都不能有效地对所述表面进行去污。
本领域技术人员可以：
-用水冲洗受污染的表面。所有这些所做的只是简单地稀释化学品，为此必须使用大量的水，从而产生大量危险的化学废物。
-使用洗涤剂(诸如肥皂)和水、表面活性剂和水、或溶剂(诸如丙酮或乙醇)来带走疏水性产物。因而，没有中和化学活性，并且表面仅被冲洗。
-使用化学去污剂，但后者的缺点是对一种类型的化学品具有特异性并且具有腐蚀性或刺激性。可以特别提及用于中和酸性除垢溶液的由氢氧化钠组成的产品仅能去除碱性固体残留物的酸性溶液、用于清洁实验室玻璃器皿的碱性(>pH 12)清洁剂或其他去污剂(专用于酸的去污剂，其属于致癌-致突变-生殖毒性(CMR)类别)。
-在NRBCE(核、放射、生物、化学和爆炸物)军事环境中使用去污剂，以用于对被战争中使用的气体污染的设备或有毒产品(诸如Ouvry公司的DES’Solution R2D2/R2D4或Easydecon DF)进行去污。但是，此类去污剂仅在军事领域销售，并且对于工业中无所不在的腐蚀性化学品(诸如酸或碱)的去污无效。
-对材料使用化学去污剂：LeVert。这允许酸和碱被中和。酸和碱的中和应理解为意味着确保被污染的表面恢复到5.5-9的pH值，即酸度或碱度对机体无害的pH值。但是，该产品的缺点是含有盐分，会导致某些表面或某些金属(诸如粗钢)的腐蚀。此外，该产品需要使用外部装置来监测pH值以检查中和过程(pH试纸、pH计)。
当基于氟的化合物(诸如氢氟酸)溢出或溅到难以触及的区域时，本领域技术人员面临的问题就更大了。这是因为，除了消除与化学品腐蚀性相关的危害外，还必须防止其毒性。氟化物中毒可发生在皮肤暴露、经胃肠道暴露和/或通过吸入暴露后。它会导致可导致死亡的骨骼、呼吸系统和心脏疾病。潜在致死剂量为5mg/kg体重。
上述这些解决方案都不能降低氟离子的毒性。
用于特定材料氢氟酸及其衍生物的化学去污剂是LeVert HF。后者使得可以通过将污染化学品的pH值恢复到5.5-9并通过结合氟离子来对污染材料的表面进行去污。当去污剂-含氟化合物混合物中氟离子浓度达到无害的1.5mg/L阈值时，认为去污是有效的。本领域技术人员必须使用外部装置(用于测量氟离子的试纸、离子计)来检查是否达到了每升废物该1.5mg氟离子的限值。但是，化学去污剂LeVert HF的作用仅限于氢氟酸和其他含有氟离子的化合物，因此不能有效中和基本化学品。因此，这种组合物不是通用的，并且不能指示去污操作何时完成。此外，这种组合物含有高浓度的NaCl盐，其会腐蚀金属。
因此，迄今为止没有组合物：
(1)通过结合游离氟离子，可以去污和中和任何类型的化学品，包括氢氟酸及其衍生物，
(2)当酸性/碱性去污操作完成时，不需要外部指示装置，
(3)对人体或环境无害(无毒、无腐蚀性、不易燃和无刺激性)，并且
(4)不含可导致金属腐蚀的盐类。
然而，本发明人已经找到了在这些不同标准(1)-(4)之间呈现出优异折衷的去污组合物。
发明内容
因此，本发明涉及去污组合物，其包含：
-至少一种第一中和剂(a)，其是基于铝和乙二胺四乙酸的络合物并且pKa>4，
-至少一种第二中和剂(b)，其选自两性试剂、具有至少一个7-11的pKa的试剂及其混合物，所述两性试剂的两个pKa值满足以下条件：
(pKa1+pKa2)/2>5
7>pKa1>4
11>pKa2>7，
-水，
-任选地，颜色指示剂或颜色指示剂的混合物(c)，和
-任选地，至少一种添加剂(d)，
其特征在于，所述组合物不含盐HaXb，其中H是碱金属或碱土金属，X是卤原子，a是1-2的整数，并且b是1-4的整数。
本发明还涉及使用本发明的组合物的去污方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)将所述组合物分散在被化学品污染的表面上，
(2)重复步骤(1)直至获得5.5-9的pH，和
(3)任选地，用水冲洗以防止在干燥所述去污的表面过程中出现有色晶体。
本发明还涉及根据本发明的组合物用于对被任何类型的化学品污染的材料、机器和设备进行去污的用途。
具体实施方式
本发明涉及去污组合物，其包含：
-至少一种第一中和剂(a)，其是基于铝和乙二胺四乙酸的络合物并且pKa>4，
-至少一种第二中和剂(b)，其选自两性试剂、具有至少一个7-11的pKa的试剂及其混合物，所述两性试剂的两个pKa值满足以下条件：
(pKa1+pKa2)/2>5
7>pKa1>4
11>pKa2>7，
-水，
-任选地，颜色指示剂或颜色指示剂的混合物(c)，和
-任选地，至少一种添加剂(d)，
其特征在于，所述组合物不含盐HaXb，其中H是碱金属或碱土金属，X是卤原子，a是1-2的整数，并且b是1-4的整数。
“盐HaXb”应理解为不仅指分子形式的盐，而且指由聚集在一起且不溶于溶液中的盐HaXb组成的颗粒。
所述第一中和剂可以是络合物AlNa2EDTAOH。
相对于组合物的总重量，所述第一中和剂可以0.1重量％-25重量％，优选10重量％-20重量％，更优选15重量％-18重量％的量存在。
所述第二中和剂可选自抗坏血酸及其盐；碳酸氢盐及其盐；肌酐；谷胱甘肽；异鸟嘌呤；腺嘌呤；氨基酸及其盐，诸如谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸、赖氨酸、鸟氨酸、半胱氨酸；及其混合物。
碳酸氢盐及其盐可以是碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵及其混合物。
谷氨酸及其盐可以是谷氨酸钠、L-谷氨酸钠水合物及其混合物形式的谷氨酸盐(glutamate)。
天冬氨酸的盐可以是天冬氨酸盐(aspartate)。
精氨酸的盐可以是L-精氨酸单盐酸盐。
鸟氨酸的盐可以是L-鸟氨酸单盐酸盐。
赖氨酸的盐可以是L-赖氨酸盐酸盐。
在一个具体实施方案中，所述第二中和剂选自谷氨酸钠、赖氨酸、鸟氨酸、半胱氨酸和L-精氨酸。
相对于所述组合物的总重量，所述第二中和剂可以0.1重量％-50重量％，优选1重量％-20重量％，更优选5重量％-15重量％的量存在。
可提及的添加剂的实例是染料、香料、粘度调节剂及其混合物。
在一个具体实施方案中，所述颜色指示剂或所述颜色指示剂的混合物在pH为1-7，优选为2-6，更优选为2.5-5时具有颜色变化区，并且在pH为8-13，优选为8.5-11，更优选为9-10时具有颜色变化区。
可提及的颜色指示剂是甲基红、百里酚蓝、乙基橙、甲基橙、二苯基胺橙、溴酚蓝及其混合物。
相对于所述组合物的总重量，所述颜色指示剂可以0重量％-5重量％，优选0.001重量％-1重量％，更优选0.002重量％-0.5重量％的量存在。
本发明的组合物不含盐HaXb，这意味着它几乎不会或不会引起其所施加表面(塑料、金属、玻璃等)，特别是容易腐蚀的金属表面的腐蚀或降解。
特别地，本发明的组合物不含选自盐NaCl、盐KCl、盐NaF和盐NaBr的至少一种化合物。
本发明的组合物有利地包含：
(a)5％-25％，优选8％-20％，更优选10％-17％的第一中和剂，
(b)1％-50％，优选5％-15％，更优选8％-13％的第二中和剂，
(c)0％-5％，优选0.001％-1％，更优选0.002％-0.5％的颜色指示剂或颜色指示剂的混合物，
(d)水，
所述百分比是相对于所述组合物的总重量的重量百分比。
本发明还涉及使用本发明的组合物的去污方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)将所述组合物分散在被化学品污染的表面上，
(2)重复步骤(1)直至获得中性pH，优选直至获得5.5-9的pH，和
(3)任选地，用水冲洗以防止在干燥所述去污的表面过程中出现有色晶体。
在组合物包括颜色指示剂的情况下，重复步骤(1)直至视觉上获得中性pH，优选直至获得5.5-9的pH。
本发明还涉及本发明的组合物或通过本发明的方法获得的组合物用于对被任何类型的化学品污染的材料、机器和设备进行去污的用途。
“去污”应理解为不仅意味着污染化学品的机械性带走，而且还意味着中和，即：
-将化学污染物-化学去污剂混合物的pH值恢复到5.5-9，以及
-当污染化学品是氢氟酸或其衍生物时，将化学污染物-去污剂混合物中的游离氟离子水平恢复到低于1.5mg/L。
污染化学品可以是强碱或强酸，优选氢氧化钠、盐酸、氢氟酸或其衍生物(诸如氟化铵或氟化钠)、或其混合物。
可以通过颜色指示剂或颜色指示剂的混合物的存在来监测去污状态。因此，可以不需要检查酸性/碱性去污的外部装置。
根据本发明的组合物可用于对被氢氟酸及其衍生物(诸如氟化铵或氟化钠)污染的材料、机器和设备进行去污。
不受任何理论的束缚，第一中和剂使得可以中和氟离子。
“中和氟离子”应理解为意味着阻止它们的可及性和它们的有害作用并因此阻止它们的毒性。
本发明的组合物有利地使得可以将游离氟离子的浓度恢复到可接受的值，即低于1.5mg/L的值。
该阈值对应于人类消费用水中的最大允许氟化物浓度(WHO，2004)。个体每天可以消耗(通过饮用)2L浓度为1.5mg/L的水而不会出现氟斑牙。类似地，皮肤暴露于氟化物浓度为1.5mg/L的液体的个体也不会表现出有害影响。
可用离子计或对氟离子具有特异性的电极测量氟离子浓度。
对氟离子具有特异性的电极可以是具有仅对氟离子可渗透的膜的电极。仅对氟离子可渗透的膜的实例包括但不限于掺铕的氟化镧膜。
附图说明
图1
[图1]示出了描绘1M NaOH和1M HCl与来自实施例1的溶液中和的图。
图2
[图2]示出了描绘存在于5mL 1M NH4F中的氟化物与来自实施例1的溶液结合的图。
图3
[图3]示出了描绘1M NaOH和1M HCl与来自实施例2的溶液中和的图。
图4
[图4]示出了描绘存在于5mL 1M NH4F中的氟化物与来自实施例2的溶液结合的图。
图5
[图5]示出了描绘1M NaOH和1M HCl与来自实施例3的溶液中和的图。
图6
[图6]示出了描绘存在于5mL 1M NH4F中的氟化物与来自实施例3的溶液结合的图。
实施例
在以下实施例中，使用了以下商业化产品：
-MB Biomedicals,LLC销售的L-谷氨酸钠一水合物，
-EMD Millipore Corporation销售的甲基红，
-Alfa Aesar销售的百里酚蓝，
-Alfa Aesar销售的L-精氨酸单盐酸盐，
-ThermoFisher(Kandel)GmbH销售的L-赖氨酸盐酸盐，
-Alfa Aesar销售的乙基橙，
-EMD Millipore Corporation销售的溴酚蓝，
-VWR Chemicals销售的氢氧化钠，
-Sigma Aldrich销售的铝酸钠，
-Merck Millipore销售的乙二胺四乙酸(EDTA)。
实施例1
制备去污组合物1，其包含：
[表1]
去污组合物1不含根据本发明定义的盐HaXb。
中和测试
使用实施例1中制备的组合物，根据以下程序，用以下液体进行中和测试：1M氢氧化钠(NaOH)和1M盐酸(HCl)：
向1mL 1M的氢氧化钠(NaOH)或1mL 1M的盐酸(HCl)中依次添加：
1mL、2mL、3mL、4mL、5mL、10mL、20mL、30mL、40mL和/或50mL来自实施例1的溶液，每次添加之间最多等待1分钟，并且每次添加后测量pH值。
结果列于表2并描绘于图1中。
[表2]
颜色测试
使用实施例1中制备的组合物，根据以下程序，用以下液体进行颜色测试：1M氢氧化钠(NaOH)和1M盐酸(HCl)：
向含有20mL来自实施例1的溶液的烧杯中添加10mL 1M氢氧化钠(NaOH)或1M盐酸(HCl)。用肉眼观察颜色。
观察到来自实施例1的溶液颜色随着pH的变化而变化。结果列于下表3中。
[表3]
pH
观察到的颜色
3
红色
7
黄色
12
蓝色
氟离子结合测试
使用实施例1中制备的组合物，根据以下程序，用1M氟化铵(NH4F)溶液进行氟离子结合测试：
向5mL 1M氟化铵(NH4F)溶液中连续添加1mL或5mL来自实施例1的溶液，每次添加之间最多等待1分钟，并且连续测量游离氟离子的浓度。
用Radiometer公司销售的PHM240离子计和Thermo Scientific公司销售的对氟离子具有特异性的OrionTM牌电极来测量氟离子浓度。
结果描绘于图2中。
实施例2
制备去污组合物2，其包含：
[表4]
去污组合物2不含根据本发明定义的盐HaXb。
中和测试
使用来自实施例2的组合物根据来自实施例1的程序进行中和测试。
结果列于表5并描绘于图3中。
[表5]
颜色测试
使用来自实施例2的组合物根据来自实施例1的程序进行颜色测试。
观察到来自实施例2的溶液颜色随pH的变化而变化。结果示于下表6中。
[表6]
pH
观察到的颜色
1
红色
7
橙色
12
蓝色
氟离子结合测试
使用来自实施例2的组合物根据来自实施例1的程序进行氟离子结合测试。
结果描绘于图4中。
实施例3
制备去污组合物3，其包含：
[表7]
去污组合物3不含根据本发明定义的盐HaXb。
中和测试
使用来自实施例3的组合物根据来自实施例1的程序进行中和测试。
结果列于表8并描绘于图5中。
[表8]
颜色测试
使用来自实施例3的组合物根据来自实施例1的程序进行颜色测试。
观察到来自实施例3的溶液的颜色随pH的变化而变化。结果示于下表9中。
[表9]
pH
观察到的颜色
3
橙色
7
紫色
12
灰色
氟离子结合测试
使用来自实施例3的组合物根据来自实施例1的程序进行氟离子结合测试。
结果描绘于图6中。
总之，去污组合物1-3通过将pH值恢复到5.5-9来中和1M氢氧化钠和1M盐酸。pH的这种变化伴随着颜色的变化。
通过将游离氟离子的浓度恢复到可接受的值，即低于1.5mg/L的值，去污组合物1-3还可以结合氟离子。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：生物处理装置组件和接种方法