ITW工業清洗劑研究分析


  眾所周知,經濟社會全追求綠色可持續性發展,在有高度清潔要求的行業,諸如工業、自動化和精密儀器制造業、航空航天領域、電子半導體產業、汽車制造業等等,水基型清洗劑和新型溶劑技術的正得到了日益普及。
  水基型清洗劑和溶劑型清洗劑之間的爭論也愈演愈烈,決定選擇哪種類型的清潔材料才適合需求,應當從準備掌握實際需求開始,在本文中將詳細介紹水基型和溶劑型清洗劑產品,以幫助人們更容易地做出選擇。
一、水基型清洗劑和溶劑型清洗劑的差異
  根據我們的理解,溶劑型清潔劑或溶劑脫脂劑作用的機理是用液體去溶解污染物。它可以是一種溶劑、多種溶劑組合、或溶劑和各種助劑的共混物,目的是達到很好的性能。溶劑可以分解為基本的功能化合物,如醇類、酮類、脂肪烴類等,每一種化學物質都有其獨特的特性,具有不同的清潔效能,不同溶劑和助劑的添加提供了當前市場上清洗劑產品所常見的不同清洗應用領域。這些不同的溶劑型清洗液可以調整,以去除特定的污染物,而對其它的材料兼容性很好。一些常見的溶劑包括丙酮、乙酸丁酯、酒精(包括異丙醇和乙醇),還有煤油和汽油。
  水也是一種溶劑,是溶劑類別的一部分。水性脫脂劑利用水作為主要溶劑,可以添加包括上述一種溶劑,加上緩蝕劑、pH調節劑、表面活性劑、香精和其他化合物。經過不同配方改良的水基型清洗劑,常見的也有清潔劑和溫和型清潔劑,也存在可以是危險的或相對無du的,但它們通常需要沖洗步驟。水基型清洗劑的種類很多,而且其配方組成也極其復雜。
  這兩種類型的清洗劑都擁有多種用途,包括脫脂/重油污清洗、精密清洗、超聲波清洗、醫療器械總成清洗、汽車電子總成清洗、半導體助焊劑在線清洗等。
二、溶劑型清洗劑
  所有的溶劑通過溶解污染物而起作用,將其分解成更小的顆粒,并將其帶入溶液中,使其遠離被清潔的表面。許多溶劑型清洗劑都有清洗快的優勢,溶解污染物并使之和從被清潔的表面剝離,不需要增加準備時間、處理時間或干燥時間。溶劑型清洗劑由于其清潔能力強,在工業應用中仍然很受歡迎。常見的強xiao溶劑有丙酮,甲乙酮,甲苯,nPB,和三氯乙烯(TCE);常見的溫和型溶劑包括異丙醇、甘油和丙二醇。這里所講的,“強xiao”和“溫和”是特定的名稱,主要指溶劑的強度不僅取決于被去除的污染物,還取決于被清潔的污染物數量和所需要的清潔程度。
  溶劑型清潔劑存在快速蒸發或緩慢蒸發,氣味高或低,塑料安quan或腐蝕性等多種的特性。我們可以利用不同類型的溶劑制造出特定的化學清洗劑來去除基材中的特定污染物。有些清溶劑型清洗劑能夠去除塑料基材上的特定油墨,而其它類型的清洗劑則無法達到清潔。
1、易燃溶劑與非易燃溶劑
  選擇溶劑型清洗劑時,往往首先的問題是選擇易燃型清洗劑、還是選擇不易燃燒型的清洗劑。如果易燃型清洗劑在使用環境中可以安quan使用,并且不存在火源,空氣流通良好,并且可以滿足所有的EHS規則,那么一般來講,易燃型清洗劑的價格要比難燃型清洗劑便宜得多。然而,如果使用環境不能夠接受易燃型清洗劑,那么只能去選擇難燃型清洗劑。
2、溶劑的揮發速度
  快速揮發型溶劑蒸發在工業生產過程中是可用的,而其它的溶劑只有在較高溫度才會揮發。那些快速揮發型的清洗劑適合于流水線作業和要求快速清洗的場合,而那些揮發慢的清洗劑更適合于高溫浸泡清洗工藝。沒有一種溶劑可以適用于所有的清洗工藝應用。此外,揮發速度較慢的揮發性有ji化合物不太可能形成大量的廢氣孔排放,它可能需要增設獨立的干燥工序。
3、溶劑的表面張力
  凡作用于液體表面,使液體表面積縮小的力,稱為液體表面張力。材料的表面張力越低,材料濕潤表面的能力就越強,而且涂層越薄。當表面張力很高時,液體會聚集在一起形成液滴。溶劑型清洗劑比水基型清洗劑的表面張力更低,能夠滲透到密閉的區域,去除污染物,而且無殘留。
三、水基型清潔劑
  水基型清潔劑不僅能溶解污染物,還能與污染物發生化學反應,使其更容易在水中溶解。例如,有些物質會更容易與酸性溶液反應或溶解(PH值為7或更低)。檸檬(檸檬酸)、醋(醋酸)、軟飲料(碳酸和磷酸)和汽車電池(硫酸)中都含有一些常見的酸性物質。其他材料更容易與PH值大于7的溶液反應或溶解,這些溶液是堿性的。一些常見的腐蝕性物質是氨、漂白劑(次氯酸鈉)、燒堿(氫氧化鈉)和烤箱清潔劑(主要成份為氫氧化鈉)。大多水基型清洗劑含有多種其他組份,用以提高清洗的能力,這些其它的組分包括:
  1. 表面活性劑—具有潤濕性和乳化性的材料,能將污染物帶入無法溶解的溶液中
  2. 建筑用材料—通過在溶液中加入堿度來提高洗滌劑在水中的功效的材料
  3. 乳化劑—能將油帶入水溶液的液體,在水溶液中形成液體
  4. 皂化物—與脂肪酸和其他羧基發生反應形成水溶性肥皂并溶解在水溶液中的物質
  5. 隔離劑—在硬水中與鈣、鎂和其他金屬結合,降清潔劑的整體清潔能力。隔離劑一次可以與多個金屬離子結合
  6. 螯合劑—類似于隔離劑,但只與一個金屬離子結合
  水、溶劑、表面活性劑和皂化劑的組合與溶劑型清洗劑一樣能夠滿足清洗的要求,但清洗過程往往需要根據污染物特性改變配方的組成。在高精度半導體或電子部件的清潔應用中,為減少污染物殘留或離子殘留,經常需要使用純水進行漂洗。批量或在線式清洗系統通常都預設有清洗和干燥周期,以克服這些問題。
使用水基型清洗劑時的區別
  水基型清洗劑的清洗能力與溶劑型清洗劑相當,但仍然會存在一定的區別:
  1. 揮發:與溶劑清潔劑相比,水基清潔劑的揮發性要小得多。溶劑型清洗劑的揮發可以是瞬間的,也可以是長期的;而水基型清洗劑的揮發影響小,通常不會自行揮發,通常適合用于高低溫浸泡清洗工藝。
  2. 溫度曲線:根據清洗劑和配方的不同,水基清洗劑的溫度選擇在室溫到80℃之間。雖然這提供了大量的過程可變性,這還是比較小的區間范圍;相比溶劑型清潔劑,其清洗的溫度范圍可以根據溶劑的種類而不同,從0℃到200℃都有。
  3. 表面張力高:通常水基型清洗劑比溶劑型清洗劑的表面張力高。提高溫度,使用不同的表面活性劑和乳化劑,并結合噴霧和干燥系統,可以克服這一缺點,但對于間隙緊密的區域,表面張力低的溶劑具有優越的濕化和揮發能力。
  4. 活性添加劑:一些添加到水基型清洗劑中的活性添加劑對不同的金屬、塑料或油墨有很強的腐蝕性。一旦清洗了零件,就必須檢查與零件的材料兼容性。這包括確保清洗過程中沒有留下活性物質,并驗證產品在所有預期環境中以預期的方式運行。這些材料中有少量可能導致漏電、鍍層受損等多種缺陷。
  5. 漂洗和干燥:如上所述,漂洗和干燥可以去除清潔成分和可溶解的污染物。盡管一些溶劑型清洗劑清洗工藝也需要漂洗和干燥過程,但是水基型清洗劑清洗工藝比氣相清洗應用更為復雜。
  6. 環境影響:環境影響問題同樣適用于溶劑型和水基型清洗劑。全球、國、州和市的法規正越來越多的限制著工廠對清洗劑和清洗工藝的選擇。
  a. 蒙特利爾和京都議定書限制了CFC(含氯氟烴)、HCFC(含氫氟烴)和HFC(含氫氟烴)等因臭氧損耗、全球變暖和其他環境問題而產生的物質的種類;
  b. 國jia和應急管理部關于《職業病防治法》的實施條例,設置了員工接觸有毒化學品的限值;
  c. VOCs揮發性有ji化合物排放,受到更為嚴格的監管;
  d. 有害空氣污染物(HAPs)是指已知或懷疑引起癌癥或其他嚴重健康影響的污染物,如生殖效應或出生缺陷,或不良環境影響。有些溶劑被認為是一種HAP,基于水的化學反應不包含HAPs。
  這些監管壓力迫使制造商評估新的清洗劑和清洗工藝時應滿足法規要求。因此,水基型清洗劑在各個行業的應用都將變得越來越普遍。

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