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摘要：文章介紹了符合美國飛機維修化學品和材料委員會標準SAEAMS1454—2010飛機廁所管道的制備方法。選擇腐蝕性低，除水垢效果好的甲磺酸、丁二酸、乳酸總含量為10%的復合有機酸作為主要有效成分，十二烷基苯磺酸、氨基酸衍生物A、纖維素B組成復合緩蝕作為金屬保護劑，加上螯合劑、表面活性劑作為輔助清洗劑，能有效飛機廁所管道的水垢，不損傷飛機上的金屬和非金屬材料，有效替代國外同類產品。

關鍵詞：飛機廁所管道清洗劑；有機酸；緩蝕劑

引言

民航客機廁所系統，是由馬桶通過管道連接廢水箱構成，成分有非金屬和金屬。非金屬主要是聚碳酸酯和硅橡膠、丁晴橡膠、氟橡膠構成；金屬材料主要是鋁合金、鈦合金和不銹鋼構成，管道主要是金屬，連接部分是用橡膠密封。飛機飛行過程中，隨著廁所使用的時間增加，管道中會慢慢產生水垢，水垢增厚，管道變窄，容易堵塞，影響排污。飛機每飛行數個月，需要清潔管道中的水垢，保持暢通[1]。由于飛機的特殊性，飛機上使用的清洗劑采用適航證制度，洗滌劑必須通過飛機上的金屬材料和非金屬材料安全測試，需要通過中國民航測試中心測試符合適航標準才能夠上飛機使用。目前飛機廁所管道清洗劑主要還是國外產品占主要市場，國產的占有量比較少，因此飛機廁所管道清洗劑的研制和產業化具有廣闊的市場前景。按照中國民航航油航化適航審定中心規定，飛機廁所管道清洗劑需要符合美國飛機維修化學品和材料委員會標準SAEAMS1454—2010《清洗/除垢復合飛機真空廁所系統》“Cleaning/ScaleRemovingCompoundAircraftVacuumToiletSystems”[2](如表1所示)，才能用于飛機廁所管道清洗。從表1可見，飛機廁所真空管道清洗劑要求對飛機上的金屬、橡膠塑料和涂料都沒有損傷，普通清潔劑是難以達到要求的。真空管道中水垢一般是鈣鎂的碳酸鹽為主，少量硅酸鹽，尿堿[3]。要清洗這些水垢，通常采取酸洗的方法，使碳酸鹽和酸發生反應產生水溶性鹽，容易清除掉。但是鋁合金不耐酸也不耐堿，既要符合SAEAMS1454—2010的標準要求，又需要對水垢有較強的清洗能力，清洗水垢需要酸性，酸性強了對金屬和非金屬都有腐蝕不符合標準要求，如何解決這一對矛盾，是技術難點。

1酸的篩選

酸的作用是溶解水垢，常用的鹽酸和硫酸腐蝕性太大，不宜采用，一般采用有機酸，表2為常見有機酸對4049鋁合金的腐蝕數據。從表2可以看到，氨基磺酸腐蝕量偏大，不采用；甲磺酸是一種強酸，比硫酸鹽酸的酸性還強，但是金屬腐蝕量和檸檬酸差不多，適當采用甲磺酸增強清潔水垢的速度；丁二酸和乳酸酸性適中，有緩沖pH作用，除水垢效果好，同時有殺菌消毒效果，對于馬桶清有重要意義。因此，采用丁二酸、乳酸作用主要酸，復配甲磺酸增效，經過試驗，飛機廁所管道清洗劑，總有機酸含量10%比較合適，過低清洗效果不佳，過高4049夾層腐蝕難以達標，因為標準要求是原液測試。

2緩蝕劑的篩選

有機酸雖然對鋁合金浸泡腐蝕性低，但是不加緩蝕劑，4049鋁合金夾層腐蝕(38℃干濕交替168h)試驗，出現大面積腐蝕。因此，選擇合適的緩蝕劑進一步降低對鋁合金的腐蝕是技術關鍵，通常一種緩蝕劑難以達到技術要求。常用的酸洗緩蝕劑有氨基酸類、咪唑啉類，苯丙三氮唑、六亞甲基四胺。通過篩選，我們使用添加三種緩蝕劑復配通過了SAEAMS1454—2010中對4049鋁合金、鈦合金和304不銹鋼全浸腐蝕和夾層腐蝕的要求：十二烷基苯磺酸0.3%；氨基酸衍生物A0.3%；纖維素B0.1%。表3：基礎配方是甲磺酸3%、丁二酸4%、乳酸3%、水余量，表3是分別在基礎配方中加入不同的緩蝕劑對各種金屬全浸腐蝕和夾層腐蝕的數據。從表3試驗數據可以看到，配方1單獨添十二烷基苯磺酸0.7%；配方2單獨添加氨基酸A0.7%；配方3單獨添加纖維素B0.7%；4049鋁合金、鈦合金和304不銹鋼腐蝕都不同程度降低，特別是氨基酸衍生物A比較明顯，但是鋁合金4049的夾層腐蝕不能達到0級水平，配方4緩蝕劑組成：十二烷基苯磺酸0.3%、氨基酸衍生物A0.3%、纖維素B0.1%，緩蝕劑總量還是0.7%，三種金屬腐蝕性大大低于單獨添加0.7%的水平，可以符合SAEAMS1454—2010中的金屬腐蝕性的要求，十二烷基苯磺酸、氨基酸衍生物A和纖維素B協同作用明顯。

3清洗助劑的選擇

飛機廁所管道清洗劑除了有機酸和緩蝕劑的選擇，還需要加一些清洗助劑：(1)適當的表面活性劑可以滲透濕潤水垢，促進水垢的軟化溶解，使用生物降解性能好，濕潤能力強的異構醇聚氧乙烯醚非離子比較合適[4]；(2)有機酸的硅酸鹽水垢清洗性能差，還需要加適當螯合劑增加對硅酸鹽水垢的清除，經過篩選，添加1%～2%的HEDP，對硅酸鈣硅酸鎂的清洗能力最好；(3)適當的黏度是必須的，增加清洗劑對V型管道和垂直真空管道的停留時間，需要添加耐酸性的高分子增稠劑，經過篩選，漢生膠對酸性黏度穩定，添加0.5%左右合適；(4)因為SAEAMS1454—2010有技術要求對橡膠和塑料的30d浸泡體積膨脹率不能超過10%，經過篩選，添加橡膠塑料溶脹抑制劑C達到技術標準要求；(5)此外，為了增加產品檔次，飛機廁所管道清洗劑還需要加一點除異味劑中和衛生間臭味，添加0.5%～1%的柏木油有明顯的中和異味效果。

4清洗效果對比

經過配方篩選，得到的飛機廁所管道清洗劑配方是：甲磺酸3%、丁二酸4%、乳酸3%、復合緩蝕劑0.7%、螯合劑2%、非離子表面活性劑2%、漢生膠0.5%、橡膠溶脹抑制劑C5%、柏木油0.5%，去離子水余量。上述配方經過測試符合SAEAMS1454中的全部指標要求。我們選擇了市場占有率最高的某進口產品GL作為對比：選取直徑4～5mm的碳酸鈣石塊，浸泡在清洗劑中，浸泡1h后的失重率，上述配方對碳酸鈣的清除率是31.2%，進口產品GL對碳酸鈣的清除率是31.8%，兩者基本相當，沒有顯著差異，但是國產化后成本大大降低。長期使用效果：每天在飛機停飛時，往馬桶倒入100mL上述清洗劑，按下沖水鍵，第二天繼續使用馬桶，連續使用3個月，用內窺鏡檢測廁所管道內壁，表面光滑可以見到金屬，無腐蝕點，對照未使用的馬桶，管道內有一層比較厚的水垢層。

5結語

飛機廁所管道清洗劑研制關鍵在于有機酸和緩蝕劑的使用，有機酸的選用要在使用效果和腐蝕性均衡考慮，緩蝕劑要能夠有效保障4049鋁合金、鈦合金、304不銹鋼的不被酸腐蝕，一種緩蝕劑不能達到效果時候，要考慮兩種或者多種緩蝕劑的復配使用，以達到適航標準。另外，輔助清潔劑也是重要的，表面活性劑和螯合劑的加入有利于促進水垢溶劑和清除，適當的黏度也是必要的。

參考文獻：

[1]Beijing,Yadilite,Aviation,等.廁所污水管路清洗劑[J].航空維修與工程，2018,319(01):14.

[2]US-SAE.清洗/除垢復合飛機真空廁所系統：SAEAMS1454—2010[S].US:SAE,2010.

[3]葉曉玫，鄭曼英.復合型公共廁所清洗劑的研制和應用[J].環境衛生工程，2002,10(3):120-122.

[4]劉程.表面活性劑應用大全[M].北京：北京工業大學出版社，1992.

作者：鐘志威 單位：廣東潤和新材料科技有限公司