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水基型清洗剂和溶剂型清洗剂的全面分析和对比

2024-03-30
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摘要:本文主要讨论了水基型清洗剂与溶剂型清洗剂的差异,通过清洁机理、特殊特性、 安全河题、使用区别等方面展开论述。选择清洗剂,必须首先评佔工件的独特应用、要求和月标,然后考虑清洗剂的安全性、性能和成本。总之,水基型清洗剂在各个行业的应用都将变得越来越普遍。


众所周知,经济社会全面追求**可持续性发展,在有高度清洁要求的行业,水基型清洗剂和新型溶剂技术得到了普及。水基型清洗剂和溶剂型清洗剂之间的争论愈演愈烈,决定选择哪种类型的清洁材料*适合需求,应当从准备掌握实际需求开始,本文将详细介绍水基型和溶剂型清洗剂产品,以帮助人们更容易地做出选择。


1 水基型清洗剂和溶剂型清洗剂的差异


根据理解,溶剂型清洁剂或溶剂脱脂剂作用的机理是用液体去溶解污染物。它可以是一种溶剂、多种溶剂组合或溶剂和各种助剂的共混物,目的是达到*优的性能。溶剂可以分解为基本的功能化合物,如醇类、酮类、脂肪烃类等,每种化学物质都有其独特的特性,具有不同的清洁效能,不同溶剂和助剂的添加提供了当前市场上清洗剂产品所常见的不同清洗应用领域。这些不同的溶剂型清洗液可以调整,以去除特定的污染物,而对其它的材料兼容性很好。一些常见的溶剂包括丙酮、乙酸丁酯、酒精(包括异丙醇和乙醇),甚至还有煤油和汽油。


水也是一种溶剂,是溶剂类别的一部分。水性脱脂剂利用水作为主要溶剂,可以添加包括上述任何一种溶剂,加上缓蚀剂、FH 调节剂、表面活性剂、香精和其他化合物。经过不同配方改良的水基型清洗剂,常见的也有强效型清洁剂和温和型清洁剂,也可以是危险的或相对无毒的,但它们通常需要沖洗步骤。水基型清洗剂的种类非常多,而且其配方组成也*其复杂。


这两种类型的清洗剂都拥有多种用途,包括脱脂溶剂型清洁剂存在快速蒸发或缓慢蒸发,气味高或低,塑料安全或腐蚀性等多种的特性。我们可以利用不同类型的溶剂制造出特定的化学清洗剂来清除基材中的特定污染物。有些溶剂型清洗剂能够清除塑料基材上的特定油墨,而其它类型的清洗剂则无法达到清洁效果。


2 溶剂型清洗剂


溶剂型清洁剂存在快速蒸发或缓慢蒸发,气味高或低,塑料安全或腐蚀性等多种的特性。我们可以利用不同类型的溶剂制造出特定的化学清洗剂来清除基材中的特定污染物。有些溶剂型清洗剂能够清除塑料基材上的特定油墨,而其它类型的清洗剂则无法达到清洁效果。


2.1 溶剂型清洗剂清洁机理


所有的溶剂通过溶解污染物而起作用,将其分解成更小的颗粒,并将其带入溶液中,使其远离被清洁的表面。许多溶剂型清洗剂都有清洗快的优势,溶解污染物并使之从被清洁的表面剥离,不需要增加谁备时间、处理时问或干燥时问。溶剂型清洗剂由于其清洁能力强,在工业应用中仍然很受欢迎。常见的强效溶剂有丙酮、甲乙酮、甲苯、nPB 和三氯乙烯(TCE):常见的温和型溶剂包括异丙醇、甘油和丙二醇。这里所讲的 “强效”和“温和”是特定的名称,主要指溶剂的强度不仅取决手被清除的污染物,还取决于被清洁的污染物数量和所需要的清洁程度。


2.2 易燃溶剂与非易燃溶剂


选择溶剂型清洗剂时,*一个问题是选择昜燃型清洗剂还是选择不易燃烧型的清洗剂。如果易燃型清洗剂在使用环境中可以安全使用且不存在火源,空气流通良好,并且可满足所有的EHS 规则,那么易燃型清洗剂的价格要比难燃型清洗剂便宜得多。然而,如果使用环境不能接受易燃型清洗剂,则只能去选择难燃型清洗剂。


2.3 溶剂的挥发速度


快速挥发型溶剂蒸发在工业生产过程中是非常可用的,帝其它的溶剂只有在较高温度才会挥发。那些快速挥发型的清洗剂非常适合于流水线作业和要求快速清洗的场合,而那些挥发慢的清洗剂更适合于高温浸泡清洗工艺。没有一种浴剂可以适用手所有的清洗工艺应用。


此外,挥发速度较慢的挥发性有机化合物不太可能形成大量的废气孔排放,它可能需要增设独立的干燥工序。


2.4 溶剂的表面张力


凡作用于液体表面使液体表面积缩小的力,称为液体表面张力。材料的表面张力越低,材料湿润表面的能力就越强,而且涂层越薄。当表面张力很高时,液体会聚集在一起形成液滴。一般来说,溶剂型清洗剂比水基型清洗剂的表面张力更低,能够渗透到密闭的区域,去清除污染物,而且无残留。


2.5 溶剂型清洗剂的安全问题


一般来讲,在通风良好的区域使用溶剂型清洗剂,应正确佩戴个人防护设备,以减少直接接触。同时遵循制造商发布的 SDS 中的建议事项。许多溶剂型清洗剂越来越关注 VOCs  的含量,挥发性有机化合物是在常温下容易挥发并变为气态的物质,它易于形成气相物质影响到环境和员工的健康。这是低挥发性有机化合物或无挥发性有机化合物溶剂正成为用产的主要选择的原因之一,因为每个工厂都希望通过使用这类溶剂型清洗剂减少员工的职业危害因素并改善工厂的环境指标。使用不含VOCs 的溶剂型清洗剂时,需要杈衡各种影响因素。


一是可能增加清洗工艺的干燥时间,这是基于水基型和基于溶剂型清洗剂的清洗工艺情识对比的。减少 VOCs对环境影响的方法之一是在混合物中加入缓慢挥发的助剂,以减少VOCs 对环境的影响。这可以添加一些像油一样的物质,或者在某些情况下向清洗剂中添加水泥合物。无论在何种情況下,都可能需要增设额外工艺过程,包括清洗、干燥或浴剂回收过程,以满足所需的工艺要求。另一个折衷方案是使用不含 vOCs 的材料,如丙酮、硅氧烷和 PCBTF。虽然这些溶剂通常清洁能力很强,但是它们厲于低闪点易燃型物质,而且丙酮和 PCBTF


有很浓的气味。丙酮的成本相对较低,但 PCBTF 和硅氧烷的成本要高得多:其他不含vOCs 的物质,如HFC-43-10mee,在单独使用时,没有足够的清除能力,必须与其他较强的溶剂混合,以提高清除能力。


3水基型清洁剂


水、溶剂、表面活性剂和皂化剂的组合与溶剂型清洗剂一样能够满足高效清洗的要求,但清洗过程往往需要根据污染物特性改变配方的组成。在高精度半导体或电子部件的清洁应用中,为减少污染物残留或离子残留,经常需要使用纯水进行漂洗。批量或在线式清洗系统通常都预设有清洗和干燥周期,以克服这些问题。


3.1 水基型清洁剂的清洁机理


水基型清洁剂不仅能溶解污染物,还能与污染物发生化学反应,使其更容易在水中溶解。例如,有些物质会更容易与酸性溶液反应或溶解(PH 值为了或更低)。


柠檬(柠檬酸)、醋(醋酸)、软饮料(碳酸和磷酸)和汽车电池(硫酸)中都含有一些常见的酸性物质。其他材料更容易与FH 值>?的溶液反应或溶解,这些溶液是碱性的。一些常见的腐蚀性物质是氮、漂白剂(次氣酸钠〉、烧碱(氢氧化钠〉和烤箱清洁剂(主要成份为氢氧化钠)。大多水基型清洗剂含有多种其他组份,用以提高清洗的能力,这些其它组分包括:①表面活性剂:具有润湿性和乳化性的材料,能将污染物带入无法溶解的溶液中;②建筑用材料:通过在溶液中加入碱度来提高洗涤剂在水中的功效的材料;③乳化剂:能将油带入水溶液的液体,在水溶液中形成液体;④皂化物:与脂肪酸和其他羧基发生反应形成水溶性肥皂并溶解在水溶液中的物质:⑤隔离剂:在硬水中与钙、镁和其他金属结合,降低清洁剂的整体清洁能力。隔离剂一次可与多个金属离子结合;⑥整合剂:类似于隔离剂,但只与一个金属离子结合。


3.2 使用水基型清洗剂时的区别


水基型清洗剂和溶剂型清洗剂都有可能在性能方面表现的非常出色。然而,清洗能力始终取决于从被清洗污染物、被清洗工件基材以及生产线清洗工艺条件制约和要求。为了达到**的清洗效果,这三个因素必须同时子以考量。水基型清洗剂的清洗能力与溶剂型清洗剂相当,但仍然会存在一定的区别:①挥发。与溶剂型清洁剂相比,水基清洁剂的挥发性要小得多。溶剂型清洗剂的挥发可以是瞬间的,也可以是长期的;而水基型清洗剂的挥发影响非常小,通常不会自行挥发,通常适合用于高低温浸泡清洗工艺。②温度曲线。根据清洗剂和配方的不同,水基清洗剂的温度选择在室温到80°C之间。虽然这提供了大量的过程可变性,这还是比较小的区间范围:相比溶剂型清洁剂,其清洗的温度范围可以根据溶剂的种类而不同,从0C到 200C都有。③表面张力高。通常水基型清洗剂比溶剂型清洗剂的表面张大高。提高温度,使用不同的表面活性剂和乳化剂,并结合喷雾和干燥系统,可以克服这一缺点,但对于间隙*紧密的区域,表面张力低的溶剂具有优越的湿化和挥发能力。④活性添加剂。一些添加到水基型清洗剂中的活性添加剂对不同的金属、塑料或油墨有很强的腐蚀性。


一旦清洗了零件,就必须检查与零件的材料兼容性。这手周边生态环境也会造成非常严重的影响。包括确保清洗过程中没有留下任何活性物质,并验证产品在所有预期环境中以预期的方式运行。这些材料中有少量可能导致漏电、镀层受损等多种缺陷。⑤漂洗和干燥。如上所述,漂洗和干燥可以去除任何清洁成分和可溶解的污染物。尽管一些溶剂型清洗剂清洗工艺也需要漂洗和千燥过程,但是水基型清洗剂清洗工艺比气相清洗应用更为复杂。⑥环境影响。环境影响问题同样适用于溶剂型和水基型清洗剂。全球、国家、州和市的法规正越来越多地限制着工厂对清洗剂和清洗工艺的选择。


5 结论


在水基型清洁剂和溶剂型清洗剂之间如何做出选择,应当首先厘清清洗工件的独特应用领域、清洗的要求和目标,然后考虑清洗解决方案的安全性、清洁性能和清洗成本。


清洗剂在实际远用过程中,一种专门用于清除某项特定污染物的清洗剂可能无法清除机器的润滑脂,一种在不锈钢材质上有良好清洁性能的清洗剂可能与塑料


材质不兼容,一种机械重型油脂的清洗剂可能无法对液氧管线进行清洁,等等。如果不充分了解并评估用广的特殊情况,就不可能对溶剂型或水基型清洗剂的优越性做出全面可信的判断。幸运的是,即便高度清洁产品有越来越多的洁净度要求和臧低环境影响和职业危害的需要,我们的选择依然众多,包括溶剂型清洗剂和水基型清洗剂,还有诸如特可镜 TECHISPRAY 和肯创力 CHEMTRONICS 等多种定制化的清洗产品可供选择。


同时,对于有清洗剂需求的同行,还建议能够优先选用水基型清洗剂,且优先选择 pH 值为6-8的中性清洗剂。


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