清洗剂的分类方法很多,各国都不尽相同清洗剂 。清洗剂按用途可分为工业清洗剂与民用清洗剂。工业清洗剂有除油清 洗剂、除蜡清洗剂、液晶清洗剂、冷脱(常温清洗)、除锈清洗剂、铝酸脱 等,品种较多。民用清洗剂有洗衣粉、洗手液、肥皂、洗洁精、全能清洗 剂等。清洗剂按溶剂的不同可分为水基清洗剂与有机溶剂清洗剂。
水基清洗 剂就是溶剂为水,如除油清洗剂、洗洁精、洗衣粉等清洗剂 。有机溶剂清洗剂的 溶剂为有机溶剂,如三氯乙烯、丙酮(指甲水)、天那水、开油水、白电 油等。我国通常将清洗剂分成水系清洗剂、半水系清洗剂、非水系清洗剂三 大类。2。1水系清洗剂水是最重要的清洗剂,有着其他任何清洗剂无法替代的作用和地位。
水有很强的溶解力和分散力,但是水的表面张力大,在使用中需要添加表 面活性剂,以减小表面张力,増加表面湿润性清洗剂 。在一般工业清洗中,酸或 碱和水的配合比较常见,有些金属用水洗要加入防锈剂;在精密和超精密 工业清洗中,大部分要求将水制成纯净水。通常以电阻率来衡量半纯度, 半导体工业要求在18Mfl。
cm以上,而TN型液晶生产10MD清洗剂 。 cm就可以 了。还有一些行业对水中细菌含量要求很严。近几年,部分地区严重缺水,对清洗用水提出了挑战。有的城市 已经严禁用普通水洗车,而只能使用回收的中水或者雾化水的节水设备。 在精密工业清洗中,制备纯水费用昂贵。
水洗必然要加热和烘干,增加很 多漂洗工位;耗能大,运行成本通常比溶剂洗要高清洗剂 。另外,以往大量的含 有化学活性剂和污垢的废水未经处理就直接排放,有些还挟带了很大 的重金属,严重地污染了环境,必须增加污水处理设施。水系清洗剂一般由表面活性剂(如烷基苯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠)和 各种助剂(如三聚磷酸钠)、辅助剂配制而成,在洗涤物体表面上知污垢 时,能降低水溶液的表面张力,提高去污效果。
2清洗剂 。2半水系清洗剂半水系清洗剂也叫准水系清洗剂,由高沸点溶剂及活性剂等组成,如醇类(乙二醇酯)、有机烃类(N-甲基吡咯烷酮)等。通常含有5%〜2〇% 的水分,一般不易燃烧。但加温清洗时,水含量控制不当,可能产生燃烧现象。半水系清洗与 溶剂洗有一些不同,它的清洗原理是剥离去除,而不是溶解。
为了防止已 经剥落的油污再附到被清洗物上,清洗液要连续地循环,并增加油水分离 器清洗剂 。半水洗通常清洗效果很好,但运行成本较高,废液不能再生回收、重 复使用,含COD(化学耗氧量)较高,需要进行废水处理。2。3非水系清洗剂非水系清洗剂是指不溶于水的有机溶剂。
精密工业清洗使用的非水系 清洗剂主要是烃类(石油类)、氯代烃、氟代烃、溴代烃、醇类、有机硅 油、萜烯等有机溶剂清洗剂 。非水系清洗剂一般由烃类溶剂、卤代烃溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂、 酮类溶剂、酯类溶剂、酚类溶剂、混合溶剂组成。衡量溶剂的主要指标 有KB值(贝壳松脂丁醇值)、AP(苯胺点)、SP(溶解度参数)、表面张 力、密度、黏度、沸点、闪点、暴露浓度等参数。
KB值很高,也就是溶 解力很强的溶剂,不一定是好的清洗剂清洗剂 。好的精密工业清洗剂必须具备 以下条件:①化学性能稳定,不易与被清洗物发生反应;②表面张力和黏度小,渗透力强;③沸点低,可以自行干燥;④没有闪点,不易燃;⑤KB值不应太高,避免与被清洗物相溶;⑥低,使用安全;⑦非ODS和低GWP值(全球变暖潜能值),环保。
如果不考虑上述第⑦条,最佳的清洗剂就是CFC和TCA清洗剂 。它们的化 学稳定性好,可以长期保存不变质;对绝大多数金属、塑料、漆均无作 用,不会发生溶解现象,没有闪点,低毒,使用安全;表面张力小,渗 透力强,清洗能力强;沸点低,蒸发速度快,清洗过的工件可以自行干 燥,一般不需要烘干,因而被广泛应用在各种工业清洗中。
但的缺 点就是破坏臭氧层,因而正在被逐步禁用清洗剂 。许多清洗剂企业生产开 发了不含ODS清洗剂,替代了 CFC清洗剂走在世界最前列。虽然世界各 国都在开发各式各样的替代品,但还没有找到一种能够和CFC相媲美的 替代清洗剂,它们都存在这样或那样的问题。
一般正在使用的主要替代 产品有下面几种清洗剂 。n)烃类只含有碳和氢两种元素的烃类溶剂,在曰本也叫作碳化 水素或碳氢溶剂。根据其分子结构的不同,已经开发了多种性能的产品, 曰本使用比较广泛。该类清洗剂的优点是:非ods,对油污的洗净力强; 渗透性好;无味或微臭,小;废液处理容易;可再生利用,价廉。
缺点是有一定的易燃易爆性,干燥慢,对清洗设备要求高,一次性投 入大清洗剂 。比较理想的是采用真空清洗方式,降低其表面张力,提高清洗 能力,最后再使用真空干燥。但设备造价很高,操作比较复杂,效率 相对较低。(2)氯代烃溶剂使用的氯代烃清洗剂主要是三氯乙烯、二氯甲烷以 及四氯乙烯。
该类溶剂被广泛应用于清洗领域,主要是有以下优点:很低 的ODP值(臭氧耗减潜能值),几乎不会破坏臭氧层;在一般条件下使用 具有不燃性,没有火灾或爆炸的危险(二氯甲烷在长时间强烈光照下可能 爆炸);对金属加工油、油脂等油污的溶解力大,对塑料和橡胶也可产生膨 润或溶解,其黏度及表面张力小,渗透力强,可渗透狭小缝隙,彻底溶解 清除附着污物;沸点低,蒸发热小,适合蒸汽清洗,清洗后可以自台干燥; 废液可通过蒸馏分离,循环使用;可使用与CFC和TCA相同或相近的清洗 工艺和设备,操作简单,效率高,运行费用低清洗剂 。
缺点是较高,一般在空气中的含量限制在为5〇x1(T6以下;有些 劳动保护条例对使用它有明文限制;一些欧洲国家限制进口和使用这类含 氯清洗剂的产品清洗剂 。(3)溴代烃溶剂最近几年在、有溴系清洗剂面世,并在电 子工业、航空工业、汽车工业、家电领域大量使用。
据报道,波音飞机部 件就是选用该类清洗剂清洗清洗剂 。溴系清洗剂的主要成分是高纯度的正溴丙烷 (NPB)。其性能可以与CF0113和TCA相媲美;主要技术参数与TCA几乎 完全一样,湿润系数更好,对于金属零件的清洗能力更强;没有闪点,可 以重复回收使用,运行成本很低;替代CFC和TCA,工艺完全一致,几乎 不需要更换设备,只需要调整一下蒸洗温度就可以了,被称为是“第三世 界的替代清洗剂”。
溴系清洗剂的ODP值为0清洗剂 。 006,在大气中寿命为_11天, 几乎没有GWP值。关于还有争论,联合国环境规划署(UNEP)已经 组织进行了 5年多的实验,实验结果与理论分析有很大差异。环保局 在20〇2年3月27曰发布的政策中明确接受NPB作为溶剂用于清洗、气雾 和胶黏剂。
但是由于对其尚无确切的数据,在使用中应当控制在空气 中的暴露浓度清洗剂 。液晶协会和清华大学液晶工程技术中心承担了“液晶行业替代清 洗剂的实验与研究”项目。根据工作计划,液晶中心对各种潜在的替代清洗剂进行了清洗效果实验和分析。依据实验结果,发现HEP-2清洗剂(主 要成分是NPB)比较理想,并于2001年4月提交了第一阶段报告,并提出 初步的设备改造方案。
在此基础上,液晶中心按照HEP-2的工艺特点,设 计定制了一台专用的清洗设备,进行HEP-2对液晶屏的批量清洗实验,并 对清洗后的液晶屏进行可靠性等多重测试清洗剂 。再次验证HEP-2对液晶屏的清 洗效果以及可靠性影响,并确定最终的批量清洗替代工艺方案以及最终 报告。
最终结果证明:所选用的HEP-2清洗剂,配合自行设计的全自动清洗 设备,完全可以达到原来使用CFC的清洗效果;而且采用HEP-2清洗剂比 CFC清洗效率提高,单个工序从15min缩短到5min;采用重新设计的双冷 凝区、全密封全自动清洗机,除上料和下料外,设备自动完成每个工序的 清洗;设备工艺参数与原有设备接近,替代方便;而生产效率、产品一致 性大幅度提高;工人的工作环境完全改善,不需要直接接触化学溶剂,避 免了可能发生的化学,劳动强度下降;同时,清洗剂基本上被冷凝回 收,消耗量大幅度下降,可以大幅度降低使用成本清洗剂 。
(4)有机氟化物(HCFC、HFC、HFE、PFC)替代CFC-113的氟系清 洗剂主要有HCFC(含氢氟氯化碳)、HFC(含氢碳氟化物)、HFE(氢氟 醚)、PFC(全氟化碳)等,其中HFC、HFE、PFC本身不具有清洗力,需 要和其他化合物组合后才能使用清洗剂 。
该类清洗剂具有与CFC:-113接近的清洗 性能,稳定、低毒、不燃、安全可靠,但是通常价格昂贵清洗剂 。HCFC对臭氧 层有一定的影响,大量使用的有HCFC-141B、HCFC-225,属于过渡性替代 品,最终还要被禁用;HFC和HFE类清洗剂过于稳定,在大气中的寿命高 达数千年甚至几万年,是非常厉害的温室气体。
(5)天然有机物(植物系)从植物中提取的烃类有机物品种很多,使 用较多的主要有松节油和柠檬油清洗剂 。松节油是一种比较有性的植物系烃 类溶剂,存在于天然的松脂中。将松脂蒸馏,馏出物就是松节油,固体剩 余物就是松香,主要成分是蒎烯,其溶解能力介于石油醚和苯之间,沸点 和燃点较高,使用安全性较好。
柠檬油是由柑橘、柚子、柠檬类水果皮中蒸馏提炼得到的一种烃类 溶剂,主要化学成分是叫苎烯(甲基丙烯基环己烯)的单环萜烯,组分 很复杂,沸点为175清洗剂 。5〜176°C,物理性能与松节油相似,具有相橘(梓 檬)水果香味。柠檬油本身不溶于水,添加活性剂后与水任意比例混配。
它的去油脱污能力很强,在应用很广泛,包括机械加工、车辆维修 去油污清洗、保龄球道的清洗、油罐清洗、电子部件清洗等清洗剂 。特别是它 来自纯天然水果,被FDA认定可以作为食品添加剂,不用担心残留,并被证明具有杀菌作用,被应用到食品加工机械、餐具的清洗、啤酒罐 的清洗等直接与饮食相关的领域,在民用和家庭清洗领域也具备良好的应 用前景。
柑橘油对油脂的相溶性很强,通过棉纱过滤,可以将油污分离,可 重复使用清洗剂 。废液可以生物降解,不会造成污染,环保费用低。缺点是去 油和溶解能力太强,直接接触皮肤会造成皮肤脱油干燥;不能直接清洗 有漆的物件和很多种塑料、橡胶,容易造成漆膜脱落和溶解。
曾经 用该类溶剂溶化一次性餐具盒和包装用泡沫塑料,也就是白垃圾,溶 解力很强清洗剂 。有关单位已经开始植物系清洗剂的研究和应用。国内从1998年开 始,从引进柑橘油清洗剂和相关的清洗技术,并开发生产了配套的专 业清洗设备,在机械加工等领域进行了推广应用。
国内一些公司又发明了 从食用植物萃取的清洗剂及现有相关的清洗技术,从2012开始出口东南 亚、欧洲等20多个国家,受到了国际市场的欢迎清洗剂 。