CN1732253A - 去油污组合物 - Google Patents

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CN1732253A CNA2003801079970A CN200380107997A CN1732253A CN 1732253 A CN1732253 A CN 1732253A CN A2003801079970 A CNA2003801079970 A CN A2003801079970A CN 200380107997 A CN200380107997 A CN 200380107997A CN 1732253 A CN1732253 A CN 1732253A
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R·S·史密斯
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Abstract

本发明提供了一种去油污组合物，例如可用来清除诸如汽车发动机污染表面上的油污。这种去油污组合物包含助洗剂，两性表面活性剂和烷氧基化炔属二醇。所述去油污组合物的某些实施例是非腐蚀性、低VOC的，并且磷酸盐含量低，或不含磷酸盐。

Description

去油污组合物
领域
本发明涉及包含烷氧基化炔属二醇的去油污组合物。
背景
车辆行驶期间在其外部会聚集道路上的污垢。随着季节的不同，道路污垢可能包含虫子、焦油或盐、以及排放的颗粒、轮胎残余物、车辆渗漏液等。发动机室内油腻的污残物包含类似的污染物混合物，但它们因发动机发出的热量而高度碳化。对于后者而言，清除这种碳化的油腻污物可能需要去油污剂，而不是常规的清洁剂。
发动机的去油污剂常常含有一种或多种危险的和/或令人不快的组分，例如石油基的溶剂和/或卤化溶剂，分类为VOC、高腐蚀性介质和/或硅酸盐。使用这些有害的去油污剂必须十分地小心，以免破坏车辆表面。
发动机的去油污剂组合物中还包含磷酸盐。尽管磷酸盐是一种有效的多价螯合剂，能更有效地将清洁剂从处理的基材上清除，但它们对环境不利，因为它们能促进水藻和其它植物的生长。因此，市政当局限制或禁止使用有可能进入流域的磷酸盐产品。
实践证明，在低VOC、合理的碱性水平、以及低磷酸盐浓度的限制下而要获得去油污有效性是困难的。
概述
本发明提供一种去油污组合物，它能用来清除诸如基材，例如被污染的汽车发动机表面上的油污。
本发明一方面提供一种非腐蚀性和低VOC的去油污组合物，它包含：
1.通式(I)或(II)所示的烷氧基化炔属二醇：
其中：R1和R4独立为含有3到10个碳原子的烷基，R1和R4较好是-CH2CH2CH(CH3)2；
R2和R3独立选自甲基和乙基，且
(x+y)＝2到50，较佳的是3到10，更好是4到7；
其中：r和t独立为1或2；
(n+m)＝1到30；和
(p+q)＝1到30；
2.助洗剂；和
3.两性表面活性剂。
本文所述的“低VOC”术语表示本发明去油污组合物含有小于50重量％的易挥发性有机化合物(VOC)。本文所述的“易挥发性有机化合物”或“VOC”术语包括蒸汽压等于或大于0.1mmHg的烃物质。
本文所述的“非腐蚀性”术语表示该去油污组合物不包含强碱物质，例如氢氧化物或硅酸盐，特别是偏硅酸盐。
助洗剂的代表例包括碱金属磷酸盐、偏硅酸钠、四硼酸钠和柠檬酸钠。助洗剂在去油污组合物中的一般含量通常约为该去油污组合物的0.1重量％到12重量％。
两性表面活性剂的代表例包括氨基丙酸盐、亚氨基丙酸盐、甜菜碱和磺基甜菜碱。两性表面活性剂在去油污组合物中的一般含量通常约为该去油污组合物的0.05重量％到10重量％。
本发明去油污组合物的某些实施例是低磷酸盐或不含磷酸盐。本文所述的“低磷酸盐”术语表示该去油污组合物中含有含量小于1重量％的磷酸盐物质，例如碱金属磷酸盐。本文所述的“不含磷酸盐”术语表示该去油污组合物不含含有磷酸盐的物质，例如碱金属磷酸盐。不含磷酸盐的去油污组合物通常含有非磷酸盐助洗剂，例如柠檬酸钠。
本发明另一方面提供不含磷酸盐和低VOC的去油污组合物，所述组合物包含：
通式(II)所示的烷氧基化炔属二醇：
Figure A20038010799700071
其中：r和t独立为1或2；
(n+m)＝1到30；和
(p+q)＝1到30；
2.助洗剂；和
3.两性表面活性剂。
不含磷酸盐的去油污组合物包含腐蚀剂，例如氢氧化钾或氢氧化钠。
详述
本发明去油污组合物包含烷氧基化炔属二醇、助洗剂和两性表面活性剂。以下是对构成本发明去油污组合物的组分进行详细描述。
烷氧基化炔属二醇：
本发明去油污组合物包含叔炔属二醇的烷氧基化加成物，例如叔炔属二醇的环氧乙烷加成物或叔炔属二醇的环氧乙烷/环氧丙烷加成物。
叔炔属二醇的环氧乙烷加成物在授于Medina的美国专利5,650,543中已有描述，其内容参考引用于此。这种加成物具有以下结构通式(I)：
其中：R1和R4独立为含有3到10个碳原子的烷基，R1和R4较好是
-CH2CH2CH(CH3)2；
R2和R3独立选自甲基和乙基，(x+y)＝2到50，较佳的是3到10，最好是4到7。
商业上可购买到的叔炔属二醇的环氧乙烷加成物包括Air Products公司(Allentown PA)以“SURFYNOL 420”、“URFYNOL 440”、“URFYNOL 465”和“URFYNOL 485”为商品名销售的商品。
叔炔属二醇的环氧乙烷/环氧丙烷加成物在授于Lassila等的美国专利6,313,182中已有描述，其内容参考引用于此。这种加成物具有以下结构通式(II)：
Figure A20038010799700082
其中：r和t独立为1或2；
(n+m)＝1到30；和
(p+q)＝1到30。
所述环氧乙烷和环氧丙烷单元可以沿碳链以环氧乙烷和环氧丙烷嵌段的形式分布，或者随机分布所述环氧乙烷和环氧丙烷单元。
优选炔属二醇的环氧乙烷/环氧丙烷加成物是那些r＝t，(n+m)＝1.3到15以及(p+q)＝1到10的物质。更优选炔属二醇的环氧乙烷/环氧丙烷加成物是那些r＝t，(n+m)＝1.3到10以及(p+q)＝1到3的物质。
炔属二醇的代表例是Air Products公司(Allentown PA)以“SURFYNOL 2502”为商品名销售的商品。
通式(I)和(II)所示的那类烷氧基化炔属二醇在本发明去油污组合物中的一般含量是0.05重量％到10重量％，较佳范围是0.05重量％到0.5重量％，最好是0.10重量％到0.35重量％。本发明组合物可以浓缩的可用水稀释的组合物提供。当以可稀释组合物提供时，烷氧基化炔属二醇在可稀释组合物中的一般含量是1重量％到10重量％，较佳范围是1重量％到6重量％，最好是2.5重量％到5重量％。
本发明去油污组合物包含助洗剂。助洗剂是增加去油污组合物有效性的物质，例如起到软化剂，螯合剂和/或缓冲剂的作用。助洗剂的例子包括碱金属磷酸盐(如三聚磷酸钠、三聚磷酸钾、磷酸钠、磷酸二氢钠等)。其它助洗剂例子包括偏硅酸钠、四硼酸钠和柠檬酸钠。可以选择诸如柠檬酸钠的助洗剂，以提供低磷酸盐或不含磷酸盐的去油污组合物。助洗剂在本发明去油污组合物中的一般含量为0.1重量％到12重量％。当以浓缩的可由用户稀释的形式提供时，助洗剂的一般含量为3重量％到10重量％，较佳范围是5重量％到8重量％。当以稀释形式提供时，助洗剂的一般含量为0.1重量％到2.0重量％，较佳范围是0.2重量％到1.0重量％。商业销售的助洗剂由Asteris，LLC公司(St.Louis，MO)、Aldrich化学公司(Milwaukee，WI)、Ashland化学公司(Columbus，OH)和Rhodia公司(Cranbury，NJ)生产。
本发明去油污组合物包含有两性表面活性剂。两性表面活性剂的代表例包括氨基丙酸盐、亚氨基丙酸盐、甜菜碱、磺基甜菜碱等。两性表面活性剂在本发明去油污组合物中的含量是0.05重量％到10重量％。当以浓缩的可由用户稀释的形式提供时，两性表面活性剂的一般含量是2重量％到7重量％，较佳含量是3重量％到6重量％。以稀释形式提供时，两性表面活性剂的一般含量是0.1重量％到1.0重量％，较佳含量是0.1重量％到0.5重量％。商业销售的两性表面活性剂是Rhodia公司(Cranbury，NJ)生产的以“MIRITAINE JC-HA”和“MIRITAINE H2C-HA”商品名的商品。
本发明去油污组合物是低VOC。本文所述的“低VOC”术语表示本发明去油污组合物含有小于50重量％的易挥发性有机化合物(VOC)。本文所述的“易挥发有机化合物”或“VOC”术语包括蒸汽压等于或大于0.1mmHg的烃物质。在一些实施例中，该去油污组合物含有的VOC小于30重量％，含有的VOC也可小于10重量％。
本发明去油污组合物的一些实施方式是非腐蚀性的。本文所述的“非腐蚀性”术语表示该去油污组合物不包含强碱物质，例如氢氧化物或硅酸盐，特别是偏硅酸盐。在某些实施方式中，该去油污组合物的pH值范围为7到14，较佳范围为8到10，最好是8.5到10。
本发明去油污组合物的一些实施方式是低磷酸盐或不含磷酸盐。本文所述的“低磷酸盐”术语表示该去油污组合物中含有含量小于1重量％的磷酸盐物质，例如碱金属磷酸盐。众所周知，当该去油污组合物以浓缩的可由用户稀释的形式提供时，磷酸盐水平较高。然而，将其适当地稀释到使用浓度便能使其成为低水平的磷酸盐。本文所述的“不含磷酸盐”术语表示该去油污组合物不含含有磷酸盐的物质，例如碱金属磷酸盐。不含磷酸盐的去油污组合物通常含有非磷酸盐助洗剂，例如柠檬酸钠。
在一些实施方式中，本发明不含磷酸盐的去油污组合物可能包含苛性物质，例如氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铵或偏硅酸钠。在某些实施方式中，苛性物质的含量占该去油污组合物的0.2重量％到0.5重量％。如果去油污组合物以浓缩的可由用户稀释的形式提供，苛性物质的一般含量范围为3重量％到6重量％。优选不含磷酸盐但含有苛性物质的烷氧基化炔属二醇是通式(II)所示炔属二醇的环氧乙烷/环氧丙烷加成物。
本发明去油污组合物可以任选包含阴离子、阳离子或非离子表面活性剂。非离子表面活性剂的代表例包括如商业上由Tomah Products公司(Milton，WI)以“TOMADOL”商品名，例如“TOMADOL 1-9”销售的伯醇乙氧基化合物系列；商业上由Dow化学公司(Midland，WI)以“TERGITOL”商品名销售的仲醇乙氧基化合物系列；和商业上由Dow化学公司(Midland，WI)以“TRITON”商品名，例如“TRITONX-100”销售的壬基苯酚乙氧基化物系列。阴离子、阳离子或非离子表面活性剂在该去油污组合物中的一般含量为0-5重量％。
本发明去油污组合物可以任选包含香料。通常，香料在该组合物中的含量占0-1重量％，尽管在某些实施例中超出这一范围也是合适的。一种适当的香料是商业上由Bell-Aire Fragrances公司(Mundelein，IL)以“FRAGRANCE#38458”商品名销售的产品。
本发明去油污组合物可以任选包含杀菌剂或防腐剂以便延长该组合物的使用寿命，例如杀灭或抑制诸如细菌、霉菌、黏液污物、真菌等微生物的生长。杀菌剂或防腐剂在该组合物中的一般含量是0-0.2重量％。
本发明去油污组合物可以任选包含染料或着色剂。加入染料或着色剂可以，例如增强该组合物对用户的视觉吸引和/或使用户能用视觉辨别该组合物的浓度。合适的染料或着色剂溶于水，提供理想的颜色。通常，染料或着色剂的含量为0.001-0.1重量％，尽管超出这一范围的用量也可能符合要求。
本发明去油污组合物可在任何适当的混合容器中通过搅拌所需的组分制备而成。理想的是首先将助洗剂在室温，例如20℃溶解，搅拌时间取决于搅动速率和组合物的浓度，通常为10到30分钟。剩下的组分依次溶解，通常在每次加入前需要有5到10分钟间隔。最好是最后加入本发明的乙氧基化的或乙氧基化/丙氧基化的炔属二醇，继续搅拌直至得到均匀的溶液。
使用时，通常运用液体喷射装置，例如花园喷雾器、触发喷雾瓶或压力喷雾洗涤器将本发明的去油污组合物应用于弄脏的基材。使用该去油污组合物后，让去油污组合物在污物上作用1分多钟。对于十分肮脏的基材而言，多次使用该去油污组合物较为理想。当该组合物在弄脏的基材上作用后，然后用压力水流，例如用装有喷嘴或压力洗涤器的软管将该去油污组合物从基材上清除。
实施例
实施例仅为了起到说明性的作用，而决不意味着将会限制附带权利要求范围。除非另有说明，实施例以及说明书其它部分的所有份、百分比、比率等均为按重量计算。除非另有说明，实施例中使用的所有试剂均从普通的化学供应商提供，例如威斯康星州的Aldrich化学公司，Milwaukee公司购得或可购到，或可采用已知的方法合成得到。
以下是用于实施例中的缩写：
“JCHA”代表两性表面活性剂，由Rhodia公司(Cranbury，NJ)生产，以“MIRITAINE JC-HA”商品名销售。
“HCHA”代表两性表面活性剂，由Rhodia公司生产，以“MIRITAINE H2C-HA”商品名销售。
“S-61”代表炔属醇，由Air Products公司(Allentown，PA)生产，以“SURFYNOL61”商品名销售。
“S-104”代表炔属二醇，由Air Products公司生产，以“SURFYNOL 104”商品名销售。
“S-420”代表炔属二醇-环氧乙烷加成物，由Air Products公司生产，以“SURFYNOL 420”商品名销售。
“S-440”代表炔属二醇-环氧乙烷加成物，由Air Products公司生产，以“SURFYNOL 440”商品名销售。
“S-465”代表炔属二醇-环氧乙烷加成物，由Air Products公司生产，以“SURFYNOL 465”商品名销售。
“S-2502”代表炔属二醇-环氧乙烷/环氧丙烷加成物，由Air Products公司生产，以“SURFYNOL 2502”商品名销售。
“SCD”代表柠檬酸钠二水合物，工业级，由Aldrich化学公司(Milwaukee，WI)生产。
“STTP”代表三聚磷酸钠，工业级，由Aldrich化学公司生产。
“T1-9”代表仲烷基乙氧基化非离子表面活性剂，由Tomah Reserve公司(Tomah，WI)生产，以“TOMADOL 1-9”商品名销售。
“TX-100”代表壬基苯酚乙氧基化非离子表面活性剂，由Dow化学公司(Midland，MI)生产，以“TRITON X-100”商品名销售。
“F-38458”代表“FRAGRANCE#38458”，由Bell-Aire Fragrances公司(Mundelein，IL)生产。
试验步骤
除了实施例11-13和比较例G-H之外，溶液喷射到驾驶员一侧的发动机和前保险杠上，直至均匀地涂敷。同时，另一种溶液均匀地喷涂到车辆乘客一侧的发动机和前保险杠上。车辆清洁前油脂和污物的相对污染程度评定如下：
等级            污染程度
3                极度肮脏
2             十分肮脏
1             中等程度肮脏
当去油污组合物驻留3分钟后，用Hot Z Distributors公司(Roseville，MN)生产的以“RHINO”商品名销售的压力洗涤器在压力为2,500psi(17.2MPa)时对整个发动机和整个保险杠进行彻底地清洗2分钟。随后使车辆干燥，清除的污物/油脂数量按下述标准进行视觉评估：
等级            清除的污物/油脂数量
6                100％
5                90-95％
4                80-90％
3                60-80％
2                35-60％
1                10-35％
0                小于10％
实施例1-5和比较例A-E
在70℃F(21℃)依次地溶解表1所列的组分，制备水溶液。
                                                                          表1
  成分   实施例1   比较例A   比较例B   实施例2   比较例C   实施例3   实施例4   比较例D   比较例E   实施例5
  去离子水   98.12   98.12   98.12   98.80   98.74   99.01   99.01   98.47   98.47   99.13
  STTP   0.54   0.54   0.54   0.35   0.44   0.29   0.29   0.44   0.44   0.25
  JCHA   0.38   0.38   0.38   0.22   0.31   0.18   0.18   0.31   0.31   0.16
  HCHA   0.38   0.38   0.38   0.22   0.31   0.18   0.18   0.31   0.31   0.16
  TX-100   0.31   0.31   0   0   0   0   0   0   0   0
  T1-9   0   0   0.31   0.17   0.25   0.14   0.14   0.25   0.25   0.13
  S-61   0   0.19   0.19   0   0.16   0   0   0.16   0.16   0
  S-2502   0.19   0   0   0.20   0   0.16   0.16   0   0   0.14
  F-38458   0.08   0.08   0.08   0.08   0.06   0.04   0.04   0.06   0.06   0.03
下述车辆按上述同样方法清洁和评价，结果见表2。
                                             表2
 实施例1  比较例A  比较例B  实施例2  比较例C  实施例3  实施例4  比较例D  比较例E  实施例5
  车辆  Pontiac Grand Am   Ford Taurus   Ford Taurus   Dodge Caravan   Ford Taurus
  公里数  168,000   104,000   81,600   97,600   102,400
  污染等级  3   1   1   3   1
  去污等级  5   3   4   5   4   5   5   3   4   4
实施例6-14和比较例F
根据实施例1-5中所列举的条件，依次地溶解表3所列组分，制备水溶液。
                                              表3
  成分   实施例6   实施例7   实施例8   实施例9   实施例10   实施例11   实施例12   实施例13   实施例14   比较例F
  去离子水   98.50   98.5   99.29   99.29   99.03   99.03   99.06   99.06   99.02   98.47
  STTP   0.44   0.44   0.19   0.19   0.27   0.27   0.27   0.27   0.27   0.44
  JCHA   0.31   0.31   0.14   0.14   0.19   0.19   0.19   0.19   0.19   0.31
  HCHA   0.31   0.31   0.14   0.14   0.19   0.19   0.19   0.19   0.19   0.31
  T1-9   0.25   0.25   0.11   0.11   0.15   0.15   0.15   0.15   0.15   0.25
  S-61   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0.16
  S-440   0   0.16   0   0.11   0   0.15   0   0   0.15   0
  S-465   0   0   0.11   0   0.15   0   0.11   0.11   0   0
  S-2502   0.16   0   0   0   0   0   0   0   0   0
  F-38458   0.03   0.03   0.02   0.02   0.02   0.02   0.03   0.03   0.03   0.06
下述车辆按上述同样方法清洁和评价，结果见表4。
                                                表4
 实施例6   实施例7  实施例8  实施例9   实施例10   实施例11   实施例12   实施例13   实施例14  比较例F
  车辆   Pontiac Bonneville   Plymouth LHS   Mercury Sable   Toyota Camry   Ford CrownVictoria
  公里数   102,400   123,200   160,00   192,000   272,000
  污染等级   3   1   1   2   3
  去污等级   3   5   5   5   5   5   4   5   4   3
实施例15-16和比较例G
根据实施例1-5中所列举的条件，依次地溶解表5所列组分制备水溶液。
                      表5
  成分   比较例G   实施例15   实施例16
  去离子水   99.02   99.02   99.02
  STTP   0.27   0.27   0.27
  JCHA   0.19   0.19   0.19
  HCHA   0.19   0.19   0.19
  T1-9   0.15   0.15   0.15
  S-104   0.15   0   0
  S-420   0   0.15   0
  S-440   0   0   0.15
  F-38458   0.03   0.03   0.03
每种溶液都用于Cheverolet Yukon车(公里数160,000公里)的发动机各个不同的、但肮脏程度相同(污染等级等于2)的表面，这些溶液的驻留时间为3分钟。随后，按照上述程序对评价表面进行强力清洗，其结果见表6。
                   表6
 比较例G   实施例15   实施例16
  去污等级   4   5
实施例17和比较例H
根据实施例1-5中所列举的条件，依次地溶解表7所列组分制备水溶液。
                    表7
  组分   比较例H   实施例17
  去离子水   75.8   74.3
  STTP   7.0   7.0
  JCHA   5.0   5.0
  HCHA   5.0   5.0
  T1-9   4.0   4.0
  S-61   2.5   0
  S-440   0   4.0
  F-38458   0.7   0.7
每种溶液稀释成1到25份去离子水。在对前面的Cheverolet Yukon车评价之后，实施例17用于同一发动机的驾驶员一侧，比较例H则用于该发动机的乘客一侧。这些溶液的驻留时间为3分钟。随后，按照上述程序对评价表面进行强力清洗，其结果见表8。
               表8
  比较例H   实施例17
  去污等级   2   5
实施例18-19
根据实施例1-5中所列举的条件，依次地溶解表9所列的成分制备水溶液。
              表9
  成分   实施例18   实施例19
  去离子水   97.8   97.8
  KOH   0.31   0.31
  SCD   0.46   0.46
  JCHA   0.38   0.38
  HCHA   0.38   0.38
  T1-9   0.31   0.31
  S-2502   0.31   0
  S-440   0   0.31
  F-38458   0.05   0.05
实施例18用于Toyota Celica车发动机(公里数等于160,000，污染等级等于2)驾驶员的一侧，实施例19用于该发动机的乘客一侧。这些溶液的驻留时间为3分钟。随后，按照上述程序对评价表面进行强力清洗，其结果见表10。
                  表10
  实施例18   实施例19
  去污等级   4   2

Claims (15)

1.一种去油污组合物，它包含：
(1)具有通式(I)或(II)所示结构的烷氧基化炔属二醇：
Figure A2003801079970002C1
其中：R1和R4各自是含有3到10个碳原子的烷基；
R2和R3独立选自甲基和乙基，和
(x+y)＝2到50；
其中：r和t各自独立为1或2；
(n+m)＝1到30；和
(p+q)＝1到30；
(2)助洗剂，和；
(3)两性表面活性剂；
其中，所述去油污组合物是非腐蚀性和低VOC的。
2.如权利要求1所述的去油污组合物，其特征在于，所述的烷氧基化炔属二醇具有通式(I)所示的结构。
3.如权利要求2所述的去油污组合物，其特征在于，所述的烷氧基化炔属二醇具有通式(I)所示的结构，其中(x+y)＝4到7。
4.如权利要求1所述的去油污组合物，其特征在于，所述的烷氧基化炔属二醇具有通式所示(II)的结构。
5.如权利要求1所述的去油污组合物，其特征在于，所述的烷氧基化炔属二醇具有通式(II)所示的结构，其中(n+m)＝1.3到10，(p+q)＝1到3。
6.如权利要求1所述的去油污组合物，其特征在于，所述组合物不含磷酸盐。
7.如权利要求1所述的去油污组合物，其特征在于，所述的烷氧基化炔属二醇约占所述组合物的0.05重量％到10重量％。
8.如权利要求1所述的去油污组合物，其特征在于，所述的助洗剂选自碱金属磷酸盐、偏硅酸钠、四硼酸钠和柠檬酸钠。
9.如权利要求1所述的去油污组合物，其特征在于，所述的两性表面活性剂选自氨基丙酸盐、亚氨基丙酸盐、甜菜碱和磺基甜菜碱。
10.如权利要求1所述的去油污组合物，其特征在于，所述的两性表面活性剂的含量约占所述组合物的0.05重量％到10重量％。
11.如权利要求1所述的去油污组合物，其特征在于，所述组合物含有小于约10重量％的挥发性有机化合物。
12.一种去油污组合物，它包含：
(1)具有通式(II)所示结构的烷氧基化炔属二醇：
Figure A2003801079970003C1
其中：r和t独立为1或2；
(n+m)＝1到30；和
(p+q)＝1到30；
(2)助洗剂，和
(3)两性表面活性剂；
其中，所述去油污组合物是非腐蚀性和低VOC的。
13.如权利要求12所述的去油污组合物，其特征在于，所述的烷氧基化炔属二醇具有通式(II)所示的结构，其中(n+m)＝1.3到10，(p+q)＝1到3。
14.如权利要求12所述的去油污组合物，其特征在于，所述的烷氧基化炔属二醇约占所述组合物的0.05重量％到10重量％。
15.如权利要求12所述的去油污组合物，其特征在于，所述的助洗剂是柠檬酸钠。
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