（化学工艺专业论文）绿色高精密电子设备带电清洗剂.pdf

摘嫠 目前 世界各国都在积极研究歼旋菲o d s 清洗剂 正溴丙烷 n p b 作为新拱的清洗 剂 其性能可以与c f c 1 1 3 相媲美 鼠清洗效率比c f c 一1 1 3 高 对于金属零件的清洗能力 更强 没有闪点 可以燕复回收使用 运行成本很低 被称为是 第三世界的替代漪洗剂 砖绿色裹睾妻密电子设备带电瀵浚裁靛磷究主要驻n p b 与异嚣辩 无拳乙醇 颦醇等有 机溶剂影成的二元及三元共沸混合物清洗剂为主 蜜验中对以n p b 为主溶剂的 无及三元 共沸混合物清洗剂的组成 共沸点 性自 及带电清洗效果等进行了研究 鳞果表明 n p b 辨两醇 n p b i i e 已烷 n p b 环西烷 n p b i z 黢己酯 n p b 正t 醇 正己 烷及n p b t j 7 已靛 无承己醇共沸混台物潺洗裁均可残终裹壤密电子镟蓥棼电溥洗裁 二元荚 沸混含物清洗剂中n p b 所占比例均谯8 0 以上 三冗共沸混合物清洗帮中n p b 所占比例均 在7 5 以上 共沸点均介于4 0 8 0 c 属于低沸点的清洗剂 黏度都很小 流动性好 渗透 力强 挥发性良好 清洗时易于除去贱留的溶剂 避免造成二次西染 无闪点 不燃烧 安 全注簸照妊 n p b 擎狻鲻予壤洗踺 污辗去臻率为9 3 游 二元共沸淫金韵清洗裁瓣污辗去 除率均在9 3 7 班上 三元共沸混合物媸洗剂静污垢去除率均在9 5 6 以上 优予二元共沸 混合物消洗剂 塑料对二元及三元按沸混合物清洗剂的耐溶剂性能不同 在清洗过程中应针 对不同塑料各自的溶解性能选择恰当的清洗溶剂 以免造成不必鳃的损失 关键词 带电清洗荆 正溴丙烷 欺沸混台物 非o d s 清洗剂 嶷氧层 清洗效果 a b s t r a e t a tp r e s e n t c o u n t r i e si nt h ew o r l da r ea c t i v e l yc o n s i d e r i n gt h ed e v e l o p m e n to fn o n o d s c l e a n i n ga g e n t a san e w t y p ec l e a n i n ga g e n t n p r o p y lb r o m i d en o to n l yh a st h es a m eo u t s t a n d i n g c l e a n i n ge f f e c tt oc f c l1 3 b u ta l s oh a sb e t t e rc l e a n i n ge f f i c i e n c yt h a ni t e s p e c i a l l yc l e a n i n g m e t a lp a r t s n p r o p y lb r o m i d eh a sn of l a s hp o i n t i tc a nb er e p e t i t i v e u s e d a n dl th a sl o w o p e r 矗t i o nc o s t i ti sc a l l e da s 氇et h i r dw o r l d ss u b s t i t u t ec l e a n i n ga g e n t g r e e nc l e a n s e ro fh i g hp r e c i s i o ne l e c t r o n i cf o re l e c t r i f i e dc l e a n i n gm o s t l yr e s e a r c h e do nb i n a r y a n dt e r n a r ya z e o t r o p ec l e a n i n ga g e n to fn p bw i t hi s o p r o p a n o l e t h a n o l m e t h a n o l a n ds oo n i n e x p e r i m e n t s c o m p o s i t i o n b o i l i n gp o i n t p e r f o r m a n c e e f f e c to fe l e c t r i f i e dc l e a n i n go fa z e o t f o p e c o m p o s i t i o nc l e a n i n ga g e n tw e r es t u d i e d t h er e s u l t ss h o w e d p e r f o r m a n c e t e s t so f n p b i s o p r o p y la l o e h e l 舯b 加 h e x a n e n p b c y c l e h e x a n e n p b e t h y ta c e t a t e n p b n b u t y ia l c o h o l n h e x a n ea n dn p b n h e x a n e a b s o l u t e e t h y la l c o h o la z e o t r o p ec l e a n i n ga g e n t sa r eq u a l i f i e da n dc a ns e r v ea sg r e e nc l e a n s e ro fh i 醇 p r e c i s i o ne l e c t r o n i cf o re l e c t r i f i e dc l e a n i n g t 醅p r o p o r t i o no fn p bi nb i n a r ya z e o t r o p ec l e a n i n g a g e n ti sm o f et h a n8 0 t h ep r o p o r t i o no f 嗣 8i nt e r n a r ya z e o t r o p ec l e a n i n ga g e n ti sm o r et h a n 7 5 t h e i rb o i l i n gp o i n ta r eb e t w e e n4 0 8 0 c s ot h e ya r el o wb o i l i n gp o i n tc l e a n i n ga g e n t s t h e i rv i s c o s i t i e sa r ev e r ys m a l l s ot h e yh a v eg o o dl i q u i d i t ya n di n t e n s ei n f i l t r a t i o n t h e yh a v e n i c ev o l a t i l e s ot h e yc a nr e m o v er e s i d u a ls o l v e n te a s i l ya n da v o i das e c o n d a r yp o l l u t a n tw h e n t h e ya r eu s e dt oc l e a ns o m e t h i n g t h e yh a v en of l a s hp o i n ta n dn o n f l a m m a b i l i t y s ot h e i rs a f e t y p e r f o r m a n c e sa r ew e l l w h e nn p bi sa l o n ef o rt h ec l e a n i n g r e m o v a lr a t eo fd i r ti s9 3 0 r e m o v a lr a t eo fd i r to fb i n a r ya z e o t r o p ec l e a n i n ga g e n ti so v e r9 3 7 r e m o v a lr a t eo fd i r to f t e r n a r ya z a n t r o p ec l e a n i n ga g e n ti so v e r9 5 6 b e t t e rt h a nb i n a r ya z e o t r o p ec l e a n i n ga g e n t t h e p l a s t i cb e a r ss o l v e n tp e r f o r m a n c et ob i n a r y l a n dt e m a r ya z e o t r o p ec l e a n i n ga g e n t sa r ed i f f e r e n t t h e r e f o r ew es h o u l dp a ya t t e n t i o nt oa p p l i c a t i o n so c c a s i o na n dc l e a n i n go b j e c t s i no r d e rt oa v o i d u n n e c e s s a r yl o s s e s k e yw o r d s e l e c t r i f i e dc l e a n i n ga g e n t n p r o p y lb r o m i d e a z e o t r n p e n o n o d sc l e a n i n ga g e n t o z o n el a y e r e f f e c to f c l e a n i n g j j i 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下进行的研究工作及取 得的研究成果 据我所知 除文中已经注明引用的内容外 本论文不包含其 他个人已经发表或撰写过的研究成果 对本文的研究做出重要贡献的个人和 集体 均已在文中作了明确说明并表示谢意 作者张凌逝 学位论文使用授权声明 日期 卸圣b 塑 本人完全了解大庆石油学院有关保留 使用学位论文的规定 学校有权保 留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版 有权 将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅 有 权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索 有权将学位论文的标题和摘要 汇编出版 保密的学位论文在解密后适用本规定 学位论文作者签名 磷 蟹弼 e t 期 胡 题 s 珏 导师签名 日期 愀 嘴司一i 题 大庆石油学院硬士研究生学位论文 引言 早在2 0 世纪7 0 年代 美国 德国 日本等西方国家就已广泛使用带电清洗技术 带电清洗剂是指用于清洗维护正在运行的电子 电力 电器设备的特种清洗剂 是带电 清洗技术得以实施的关键 而电器设备清洗剂绝大部分为溶剂型清洗剂 c f c 1 1 3 和三氯乙烷作为工业清洗剂曾广泛应用于电子 邮电 航空航天 医疗设 备 汽车 精密仪器等众多领域 但由于c f c 1 1 3 和三氯乙烷都属于o d s 物质 对大 气臭氧层有破坏 已被 关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书 列入淘汰之列 西方 发达国家和地区已基本停止使用o d s 清洗剂 在我国 根据 清洗行业整体淘汰计划 c f c 1 1 3 已在2 0 0 6 年1 月1 日被完全淘汰 三氯乙烷则将在2 0 1 0 年1 月1 日淘汰 因 此寻找合适的c f c 1 1 3 和三氯乙烷替代品 开发新的清洗替代技术对清洗行业持续稳定 的发展已显得十分迫切 近2 0 年来 带电清洗技术有了质的飞跃 主要体现在很多清洗剂产品制造商已全 面停止使用o d s 物质 转而使用非o d s 物质来制造清洗剂 并相继推出了很多新清洗 工艺和带电清洗剂 在借鉴前人研究成果的基础上 本研究选定正溴丙烷作为清洗剂的主溶剂 正溴丙 烷作为新型的清洗剂 其性能可以与c f c 1 1 3 相媲美 且清洗效率比c f c 1 1 3 高 被 称为是 第三世界的替代清洗剂 为达到最佳的清洗效果 n p b 在多数情况下需与其 它的清洗溶剂如醇类 酮类等组成共沸物 用于带电清洗 因此 实验中主要研究了n p b 与其他有机溶剂如异丙醇 无水乙醇 甲醇等有机溶剂形成的二元及三元共沸混合物清 洗剂 并对以n p b 为主溶剂的二元及三元共沸混合物清洗剂的组成 共沸点等进行了研 究 根据相应的测试标准对带电清洗剂的外观 物理稳定性 残留量 清洗效果等进行 了测试 第l 章文献缘述 第1 章文献综述 1 1 带电清洗技术的发展历稳 带魄清洗技术怒指对运行中豹电子 电器 电力设备在不侉电 不停庶芏幸 豹前提 下 搜溺其有高绝缘 不燃浇 荔挥发 环僚黧等特往瓣清洗翔 迅速彻赢清除毫路表 面及深朦各种污垢的清洗维护技术 带电清洗鼹科技含量较高 应用领域较为广泛的一 项高新技术 目前 带电清洗技术已广泛应用予通信 电力 铁路 金融 广电 航运 医疗 黧茨等各孬鼗浚冬熬壤密毫戆及蹇压移熬褰篷邀臻豢壤瀵洗维护 宅挺秀了全鼓 会设备维护技术的水平 提高了运营企业的经济效益 推动了社会进步 带电清洗技术越源于上世纪心 五十年代 当时电子 电器 电力设备在运行过穰 中 由予积累了大爨污垢 严重影响运孳亍 造成安全隐患 黼这些设备的清洗维护又不 髓停蹙运行 所戳设蠡翡带电涛浚维护作为一个镢兴豹维护糖类产生t t n 根据清洗方法和服理 带电滴洗技术可分为化学清洗和物理清洗 物理清洗是借助 各种机械外力和能量使污垢粉碎 分解并剥离开物体表面 选到清洗效果 即凡是利用 燕学 力学 声学 必学 毫学瓣源理去狳表瑟污摇豹方法熬应整戈物壤瀵洗范霆 织 学清洗怒采用一种或几种化学药荆清除设备污垢的方法f 2 l 物理清洗只能清洁设备局部 的污垢 不能对设锯襞面积累的酸碱盐 油污铎污垢进行深艨次的清洗 并且在操作条 俘 洗净效果和技术攀新方面都必育不可解决黝缺点 因此谯其多年的发震中 都只农 极其骞隈盼设备器佟童使震 纯学带奄清洗技零蠢有稷大懿教袭空闼 农经过耱学家纛 化工专家多年的研究努力下 不断产生一代又 代新产品 带动了一次次化学带电清洗 革命 稼学豢毫渍洗按零熬发曩与凝赛证工技本熬发展是密甥糕关豹 每次织学技术的孳 命都带来了带电清流技术的革新 2 0 世纪5 0 举代 纯学带彀清洗技术所使用的清洗裁 是以氟 氯为主的二筑甲烷 m e c 三氯乙烯 t c e 四氯乙烯 三氟三氯乙烷 氟 里昂即c f c 1 1 3 量氯乙烷 t c a 四氯化碳 c t c l l l 三氯乙烷等化学制剂 2 0 藿纪6 e 年代 入雷j 不满意氟 戴裁鑫熬毒髅较大窝臻佟举方便戆竣纛 耗工专家嚣 始科技攻关 研究慰好的新一代清洗剂l i j 随着世界范围内工业设备的全面电子化 控制自动化的发展 全电子设备仪器 鹣囊产耧楚霜麓遽增长 电予设釜豹抉速壤长经致蔻静设备在线维护专整瓤枣范黧 成为全行业 跨地区的大范阐维护问题 电子设备维护辩带电清洗的迨切需求使带 电清洗业获得7 蹙大的发展机遇 对操作熙安全 洗净效果更理想的需求迫使研究 人员不断研究更好豹清洗剡替代品 带电潦洗裁在短短昀2 0 年里获得了长是发展 2 0 遵纪8 0 年代审麓 英国辩学家蕊测餮南极上空出珑了臭氧层空澜 并证实臭裁 2 大庆石油学院硕士研究生学位论文 层空洞与氟氯烃分解产生的氯原子有直接关系 为了保护臭氧层 国际社会于1 9 8 5 年 制定了 关于保护臭氧层的维也纳公约 1 9 8 7 年制定了 关于消耗臭氧层物质的蒙特 利尔议定书 保护臭氧层的行动开始了 人们开始对化工制品进行限制 带电清洗的 许多化工制品也含对臭氧具有破坏作用的成分 国内外有关专家开始研究新一代环保型 清洗剂替代品 这就是现代带电清洗剂的产生背景 2 0 世纪8 0 年代末期 日本 美国的一些化工研究机构研制出了以h c f c h f c n p b 等为主要成分的带电清洗剂 这些清洗剂对臭氧破坏较小 对环境污染几乎没有 成为以往清洗剂的理想替代品i l 进入2 l 世纪以后 电子设备带电清洗技术日趋成熟 开始走进应用领域 目前 我国科技人员已成功地使用高科技信息处理系统完善了带电清洗技术 把清洗产品 带 电清洗工艺 清洗设备有机地融为一体 该技术应用在电子 通信 电力 军事等领域 的众多方面 能够在保证正常工作不问断的同时 有效地消除设备的各种隐患 从而为 现代化维护手段开辟了新天地 1 2 带电清洗的研发现状及发展趋势 1 2 1 国外带电清洗的研发现状 早在2 0 世纪7 0 年代 美国 德国 日本等西方国家就已广泛使用带电清洗技术 自1 9 8 7 年9 月 蒙特利方议定书 缔结后 西方发达国家和地区已基本停止使用 o d s 清洗剂 因此近2 0 年来 带电清洗技术有了质的飞跃 主要体现在很多清洗剂产 品制造商已全面停止使用o d s o z o n ed e p l e t i n gs u b s t a n c e 物质 转而使用非o d s 物 质来制造清洗剂 并相继推出了很多新清洗工艺和带电清洗剂 美国化工巨人 杜邦公司所提出的f i o 惰化有机清洗工艺 对 带电 维护清洗是 有帮助的 f i o 惰化有机清洗工艺是一种不燃性清洗工艺 它的主要特点是使用高沸点 低挥发性清洗剂与气相沸腾的清洗剂混合 对被清洗物可进行分阶段清洗作业 f i o 清 洗工艺的机理经技术整合后是适合维护清洗的安全要求的 牡邦公司所推出的产品 v e r t r e lx f 为h f c 4 31 0 m e e 或2 3 二氢十氟戊烷 分子式为c 5 h 2 f i o 是具有o d p 值为零且g w p 值很低的h f c 液体 经常用于蒸汽去脂设备中的清洗 漂洗和干燥 它 可在大多数应用中取代现有的h f c 液体和p f c 液体 它比c f c 1 1 3 的沸点高而表面张 力低 并且具有不燃性 化学稳定性 热稳定性和低毒性 还具有蒸馏的易复原性 这 些独到的物理性能使v e r t r e lx f 成为广泛应用的理想产品 日本生产的h c f c 2 2 5 a k 2 2 5 性能接近c f c 1 1 3 可替代氟利昂 c f c 1 1 3 四氯化碳 三氯乙烷 英国 y u l ec a t t o 化工集团生产的l o t o x a n e 系列产品具有高绝缘 环保性能 设备可 在不停电的状态下进行清洗维护工作 广泛运用于汽车美容 养护行业及移动 联通 电信 电力等系统的电子 电力设备上 第1 章文献综述 1 2 2 国内带电清洗的研发现状 2 0 世纪8 0 年代初 带电清洗技术传至中国 中国政府于1 9 8 9 年1 2 月加入了 维 也纳公约 1 9 9 1 年6 月加入了 蒙特利尔议定书 按照2 0 0 0 年3 月得到联合国多边 基金执委会批准的 中国清洗行业整体淘汰o d s 计划 多边基金资助中国政府5 2 0 0 万美元 帮助中国清洗行业全面淘汰o d s 清洗剂 中国将于2 0 0 3 年1 月终止c t c 作 为清洗剂的使用 于2 0 0 5 年1 2 月停止c f c 1 1 3 清洗剂的生产和使用 于2 0 0 9 年1 2 月终止t c a 清洗剂的使用 近2 0 年来 带电清洗在中国取得了长足发展 1 9 9 4 年 成都某企业在深大电信公 司对程控交换机首次进行了带电清洗尝试 从此展开了带电清洗技术研发和培育市场的 序幕1 3 1 由于一些精密电子设备的特殊性和它对清洗剂和清洗工艺要求的严格性 传统 吹 或擦 的清洗方法不仅无法进行断电清洗 而且清洗效率低 劳动强度大 清洗效果差 同时容易对设备造成人为损害 因此 带电清洗技术对这些设备的日常维护保养显得十 分必要和有效 目前 国内从事带电清洗剂研究的单位已有不少 如蓝星公司 中南院 大清清洗 奇威公司 天华研究所等单位都有自己研制的精密电子仪器清洗剂 见表1 1 这些清洗剂都可用于带电清洗 而且已经有一定量的技术应用实例 4 1 表1 1 部分带电清洗剂研制单位及清洗荆名称1 4 l t a b 1 一ip a r t i a ld e v e l o p m e n tu n i to f c h a r g e dc l e a n s i n ga g e n ta n dt h en a m eo f c l e a n i n ga g e n t 清洗剂研制单位 清洗剂产品名称 中南应用科学技术研究院 天华化工机械及自动化研究设计院 清洗技术研究所 北京华育时空信息技术研究院 蓝星清洗工程有限公司 广州市奇威化工有限公司 2 1 1 0 9 e 超强电子仪器免擦洗带电清 洗剂 c m 9 6 6 精密电子仪器清洗剂 c m 9 6 7 通信设备专用清洗剂 c m 9 6 8 机电设备清洗荆 h s 7 3 2 系列高精密电子设备清洗剂 l x 6 0 0 1 电子仪器仪表清洁剂 l x 6 0 0 2 精密机电设备带电清洗剂 l x l 0 0 6 5 电器设备防湿绝缘保护剂 q w q 8 9 精密电子仪器清洗剂 1 2 3 带电清洗的发展趋势 清洗作为一种古老而又新兴的活动和技术 正日益引起人们的兴趣和关注 清洗是 4 大庆石油学院硕士研究生学位论文 f j 技术 是一个新兴的多学科技术领域 清洗行业量大面广 无处不有 与人类社会 生产 生活各方面息息相关 清洗技术的发展是人类文明的一个重要标志 清洗技术水 平反映了一个人 一个民族 一个国家的文明进步程度和科学技术的发展水平 近年来 随着人们环保意识的加强 要求使用环保原料来生产清洗剂的呼声越来越高1 3 1 清洗作 业从以前简单地要求速度快 成本低 逐步转变为要求产品性能更高效 更安全 更环 保 为此 以欧美为中心的发达国家都在积极开发新一代环保型产品 发达国家也一直 在努力并已逐步取缔了0 d s 清洗剂的使用 未来的清洗技术发展将更加迅速 普及 行业总体技术水平将大幅度提高 新技术 新产品将大量涌现 各种新颖的清洗设备将进入市场 行业分工会更加专业细致 行业 标准和技术规范进一步得到推广普及 行业管理规范有序 中国工业清洗行业的前景无 疑将充满希望 1 3 带电清洗技术的基本原理 带电清洗是一门多学科 多行业 综合性很强的边缘领域 涉及材料学 电子学 电力学 化学 物理学 环境科学 环境工程学 技术经济学 管理学等学科 是包含 材料 结构 性能 质量保障 施工技术与组织 经济与成本 使用与维护等诸多子系 统的复杂系统 是应用领域极为广泛的一项高新技术l l l 带电清洗技术研究必须研究清洗对象受污染的原因 污染物对电子设备的影晌和带 电清洗剂的选择 1 3 1 电子设备运行环境受污染的原因 通常 影响电子设备运行环境可靠性的因素由内因和外因形成 内因主要表现为器件封装材料散热通道被封闭 温度升高 元件材质的介电常数增 加集成电路板绝缘性下降 电化学腐蚀元件引线 在引线间形成化学结晶体 造成短路 搭桥 电路板表面电阻下降 元件粘合界面松脱元件焊点氧化虚接 集成电路板上出现 霉块 形成感应微电场 形成电位差 加速老化 形成附加电容 i f 粒子遮挡膜破损 集成电路电子迁移 极性物质积累过多产生耦合 元器件内伤积累加快 外因则由氮氧化物 二氧化硫 悬浮粒子 t s p 湿气 盐雾 油雾 矿物型尘 纤维型尘 微生物 霉菌 静电 极性化物质 等构成1 4 j 1 3 2 污染物对电子设备的危害 精密电子仪器的关键部位是许多集成电路块 印刷电路板等构成 上面布满各种管 脚 焊点及密密麻麻的电路 而这些部位在长期的连续运行过程中 由于强烈的静电和 5 第l 章文献综述 较高的温度等原因 大气中漂浮的各种尘垢 金属盐类 油污等综合污染物 通过物理 吸附作用 微粒的重力沉降作用沉积予精密电子设备表面 而造成精密电子设备的严重 污染 使精密电子设备的散热能力下降 影响其运行质量和运行可靠性 这些污染物还 对设备内的电路形成附加的 微电路效应 导致 缓慢腐蚀 作用 不同程度地引起 精密电子设备的接触不良 阻抗降低 漏电 短路 误码 坏板等造成线路能量损耗 传输信号减弱 传输速率和质量的不稳定等软性故障率的升高1 5 报纸 杂志 电视等传媒经常报道电予电器起火爆炸等事故 究其原因大都是由污 垢造成 据消防部门统计 9 0 以上的火灾是由电器起火造成 而主要原因就是 大量 的污垢覆盖在发热器件表面 引起散热不良 电器温度升高 长期恶性循环 最后烧毁 然而企事业单位在对电子设备进行清洁时 一般仅擦洗表面 对电子仪器的内部元 件器件根本不敢触及 实际上 仪器的表面都这么脏 那么仪器里面更会让你大吃 惊 电子元器件和散热器经常是超负荷工作 因此 电子设备在工作一定周期后 必须进行 清洗和养护 但如果要停电进行清洗维护必将造成巨大的经济损失 所以对不可停电的 各种电子设备进行带电清洗是必要的 i 3 3 带电清洗的去污机理 带电清洗的去污机理是利用带电清洗剂闪点高 动态绝缘性高 表面张力低 易挥 发性 无腐蚀等特性以及带电清洗剂对污物的润湿和乳化作用使污物的附着力降低 再 在喷射力的作用下将污物剥离被附着物的表面 这样就使污物在清洗时朝喷射方向 向 内及向下 流动 6 1 润湿是清洗的先决条件 如果清洗剂对被清洗对象不能润湿其表面 就难以发挥清 洗剂的去污作用 清洗剂对被清洗对象表面的润湿 削弱了污染物对表面的粘附 便于 污染物的剥离 清洗剂的润湿能力 还表现了清洗剂穿透和渗透间隙 狭缝的能力 清洗剂的润湿 能力 不仅与被清洗表面的性质和形态有关 还与清洗剂的密度 黏度 表面张力有关 如果被清洗表面不变 则润湿能力与清洗剂的密度成正比 与清洗剂的黏度和表面张力 成反比 1 4 带电清洗剂的选择及性能指标 1 4 1 带电清洗剂的选择 电器设备清洗剂经常用于各种电机 输变电设备 电器控制设备等检修和维护保养 的清洗施工 不仅关系到清洗工作本身的效果和效率 关系到电器设备清洗后的正常运 行 而且涉及到操作者的身体健康和生命安全 因此对电器设备清洗剂的品质有非常高 6 大庆石油学院硕士研究生学位论文 的要求 带电清洗剂的选择是根据设备的污染物质的性质来确定的 由于污染物质分为 极 性水溶性残留物 非极性水溶性残留物 非极性非水溶性残留物 使用含有极性和非极 性的溶剂 对极性水溶性 非极性水溶性 非极性非水溶性的各类污染物都能很好地溶 解 使清洗达到满意的效果 带电清洗剂应具有稳定的分子结构 是一种复杂的络合结 构 能够分解和包裹污染物 并迅速挥发或冲走 从而使设备达到清洁效果 并且在设 备表面形成无电极的保护膜 使设备在较长时间内保持无污染的良好工作状态 电器设备清洗剂绝大部分为溶剂型清洗剂 按照清洗对象可分为精密电子仪器清洗 剂和普通电器设备清洗剂两种 精密电子仪器清洗剂一般应用于精密的集成电路板 精 密电子元件的清洗 除了对材料的安全性要求更高外 与普通电器清洗剂在净洗性 电 器特性 毒性 环保型等方面有相同的要求 选择高效快捷的免擦洗带电清洗技术 不仅能迅速去除尘埃 油污 带电粒子 盐 分等污垢 喷洗后 污垢迅速被溶解挥发 微小雾滴可触及任何隐蔽部位 而且操作方 便 可在电器设备正常工作情况下进行 由于不需擦洗 电子元件不会松动 损坏 且 清洗后不需吹干 清洗后能快速消除由于短路 散热不良 元器件灵敏度降低等引起的 性能故障 有效提高电器设备运行安全性 确保其一直处于最佳工作状态 延长使用寿 命 预防火灾爆炸事故 帮助人们解决了电子设备清洗维护中的难题 4 因此 实验中 我们确定了有机溶剂清洗剂的研究方案 1 4 2 带电清洗剂的关键性能指标 1 安全性能 3 l 1 无闪点 6 0 以下未检测到 2 燃烧性 不燃烧 2 电性能 3 l 1 绝缘电阻 大于l 1 0 n 2 耐电压性能测试 击穿电压是表征电介质或绝缘材料电性能的一个重要物理量 单位是伏或千伏 击穿电压愈大 绝缘性能愈好 各种电介质的击穿电压根据试验条件 的不同而变化 为了便于比较起见 把电介质的击穿电压折算成单位厚度的数值 单位 是伏 毫米或千伏 毫米 带电清洗剂的击穿电压应不低于5 l a i n 1 3 腐蚀性能 带电清洗剂的p h 值应呈中性 应对电路中的各种金属 非金属及其氧化物元件没 有腐蚀作用 4 清洗性能 对各种极性 非极性污垢都有很好的清洗能力 7 第l 章文献综述 5 环保性能 2 带电清洗剂的成分中一定不含o d s 物质 不舍磷酸盐助荆 排放到水中不会产生 使江河富营养化现象 及易降解 6 相对密度 2 带电清洗剂的相对密度必须大于l 因为相对密度大于水 这样才使得带电清洗剂 能从细小的缝隙中把原存的水分排出 7 沸点 带电清洗剂的沸点应介于4 0 8 0 1 5 有机溶剂清洗剂 有机溶剂清洗剂中 从适用的清洗工艺来分 可分为溶剂清洗类 汽相清洗类和半 水基清洗类 从溶剂的可燃性来分 可分为可燃性溶剂和不燃性溶剂 在汽相清洗类中 分为破坏臭氧层类 即o d s 类 过渡性替代o d s 类和非o d s 类 1 5 1 对有机溶剂类清洗剂的基本要求 l 对工业上常用的油 脂 腊等污染物有良好的溶解 清除能力 2 有较低的表面张力 容易润湿 渗透工件表面和细缝 间隙 3 密度比较大 容易与污染物分离 且对水的溶解度较低 与水有一定的密度差 容 易与水分层 4 相容性要好 与相接触的工件材料有广泛的适应性 对大多数金属不产生腐蚀 对 大多数塑 橡胶 导线 涂层不产生溶涨 溶解 变形 元器件表面的规格 符号 等标记不被清洗掉 应保持清晰 5 安全性比较好 没有闪点或闪点比较高 不易燃烧 不易爆炸 基本无毒或毒性较 低 工作场所容许安全浓度比较高 6 环保性要好 不破坏臭氧层 o d p 值 臭氧消耗潜能值 等于零或接近于零 g w p 值 温室效应系数 要低 7 化学稳定性要高 在使用 贮存和运输过程中不发生分解 变质 8 用于汽相清洗的溶剂 蒸汽密度比较高 容易在冷凝区与空气之间形成蒸汽层 沸 点要适中 蒸发潜热比较低 比较容易干燥 9 性能价格比较好 使用比较经济 操作简单方便 s l 1 5 2o d s 类清洗剂及存在问题 8 清洗行业要淘汰的o d s 主要是指用作清洗剂的氟氯烃 c f c l 1 1 三氯乙烷 c l b c c h c f c 1 1 3 四氯化碳 全溴烷烃以及哈龙 溴化氟烃 类物质 清洗剂c f c 1 1 3 大庆石油学院硕士研究生学位论文 和l l l 三氯乙烷的显著特点是 化学性能稳定毒性低 不易燃 去油污能力强 与金 属 塑料等材料有很好的相容性 易挥发且可以省去干燥工艺和进行大规模连续生产 因此它们被广泛地用在电子 邮电 轻工 航空航天 军工 家电等行业 如液晶 显 像管 高档印刷电路板 汽车化油器 精密仪器仪表部件 医疗器械 卫星 雷达等生 产企业 但这些清洗剂对大气臭氧层具有破坏作用 正在日益严重地影响着地球的环境 和人类的生存质量 因而被列为禁止使用的产品 o d s 意为对大气臭氧层有破坏作用的物质 或消耗臭氧层物质 1 9 8 5 年 英国科 学家观测到在南极周围臭氧层明显变薄 即所谓的 南极臭氧洞 问题 并证实其与氟氯 烃分解产生的氯原子有直接关系 国际上保护臭氧层的呼声高涨 氟氯烃在紫外线辐射 下可以与臭氧发生如下的化学反应 r c l l i l l h c l r 1 1 e l 0 3 一c l o 0 2 1 2 c l o 0 3 啼c l 0 2 1 3 显然 由氟氯烃经紫外线的作用而产生的一个c l 呵以周而复始地进行反应 而把 臭氧层中数以万计的臭氧分子消耗掉 最终破坏掉臭氧层 为了保护大气臭氧层 1 9 8 7 年9 月1 6 日世界上2 4 个国家在加拿大的蒙特利尔市签 署了 关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书 规定了限制使用并最终完全淘汰o d s 物质的时间表 我国于1 9 9 1 年6 月正式成为该议定书的缔约国 1 9 9 2 年1 1 月议定书参 加国又进而规定了淘汰o d s 物质的进度表见表1 2 到2 0 0 2 年6 月已有1 8 3 个国家成 为这个议定书的缔约国 这个议定书已成为被世界各国广泛接受的国际公约 随着生产 力发展和社会进步 清洗剂的使用领域将更加广泛 基于以上原因 各国研究机构都在 积极踊跃地研发o d s 物质的替代品 并相继出现了过渡性替代o d s 有机溶剂清洗荆和 非o d s 有机溶剂清洗剂 表1 2 我国规定的淘汰o d s 物质时限表 t a b 1 2t i m el i m i t t a b l eo f s t i p u l a t i o ne l i m i n a t i o no d si no u r c o u n t r y 淘汰o d s 品名淘汰时限 c c h c f c 1 1 3 h 3 c c h h c f c s 2 0 0 4 年1 月1 日 2 0 0 6 年1 月1 日 2 0 1 0 年1 月1 日 2 0 2 0 生1 7 l 1 5 3 过渡性替代o d s 有机清洗剂 h c f c s 清洗剂的o d p 值比较小 属于过渡性的o d s 清洗剂替代品 2 0 世纪9 0 年 代初 以h c f c 为原料的h c f c 1 2 3 h c f c 1 4 1 b h c f c 2 2 5 清洗剂被推荐作为三氯 9 第l 章文献综述 乙烷和c f c s 清洗剂的替代品隅 h c f c s 与c f c 1 1 3 的性能比较接近 在替代时不需要 对原有清洗设备作大的改 替代成本相对较低 这对一些中小清洗企业的替代非常有利 虽然这类清洗剂中也含有氯 但是这类清洗剂中氯的释放对臭氧层的破坏比c f c s 要小 的多 因为h c f c s 可以被对流层内的羟基自由基反应掉 9 l0 根据 关于消耗臭氧层物 质的蒙特利尔议定书 h c f c s 清洗剂将于2 0 2 0 年被全面禁止使用1 7 1 因此 它们只能 临时性地替代现有的o d s 清洗剂 1 5 3 1h c f c 1 2 3 c h 3 c h c i 2 清洗剂 h c f c 1 2 3 清洗剂具有沸点较低 2 7 6 挥发性好 表面张力低 无闪点且o d p 值 o 0 2 0 0 6 较低等优点 在精密清洗领域可用于替代c f c 1 1 3 属于一种过渡性替 代物质 可使用至2 0 1 5 年 u 1 2 1 h c f c 1 2 3 与乙醇组成共沸物 可用于电子清洗 h c f c 1 2 3 还可以与h f c 2 4 5 c a 1 l 2 2 3 一五氟丙烷 h f c 2 4 5 e a 1 1 2 3 3 五氟丙烷 或h f c 2 4 5 e b 1 l l 2 3 五氟丙烷 形成二元共沸物或类似于共沸物的混合物 用作清 洗剂 气雾剂的推进剂 制冷剂 灭火剂等 h c f c 1 2 3 h f c 2 4 5 c a h f c 2 4 5 e a 及 h f c 2 4 5 e b 在形成的共沸物中所占的比例 i 习 所有组分所占比例均以2 5 2 为准 见表 1 3 h c f c 1 2 3 应用于清洗的晟大问题是其毒性 由于可疑的良性肿瘤的问题 h c f c 1 2 3 已被认为不适合于敞开系统 表i 3h c f c s 清洗剂共沸物的形成条件 t a b 1 3f o r m a t i o nc o n d i t i o nh c f c sc l e a n i n ga g e n ta z e o t r o p e 1 5 3 2h c f c 1 4 1 b c h 3 c 1 2 c f 清洗剂 在某些精密清洗领域 人们发现大多数的c f c 1 1 3 替代产品对油脂 软泥等污染物 的去除效果不明显 h c f c 1 4 1 b 分子中包含有较多的c h c c l 键 具有良好的溶解 油脂 清除污垢的能力 此后 h c f c 1 4 1 b 广泛用于清洗电子 电力设备上的此类污垢 且其物理性能也与c f c 1 1 3 比较接近 另外 h c f c 1 4 1 b 还具有不可燃 蒸发速度快 清洗效果好等优点l l h c f c 1 4 1 b 清洗剂有两个缺点 一是它是一种消耗臭氧的化学物质 其o d p 值为 o 1 l 1 5 l 在h c f c 类中偏高 发达国家已开始限制h c f c 1 4 1 b 的使用 如美国已于2 0 0 3 年l 月开始完全禁止h c f c 1 4 1 b 的生产和使用 1 6 欧盟则从2 0 0 2 年起禁止h c f c 1 4 1 b 作为溶剂使用 但作为航空航天工业使用的则于2 0 0 8 年全面禁止 而日本对h c f c 1 4 1 b 作为清洗剂使用的限制是从2 0 0 0 年开始 至2 0 1 0 年完全禁止使用 二是h c f c 1 4 1 b 1 0 大庆石油学院硕士研究生学位论文 有低毒性 美国工业卫生协会 a m e d 啪i n d u s t r i a lh y g i e n ea s s o c i a t i o n 推荐的工作场 所暴露允许浓度为5 0 0 m g m h l 因此在使用时应注意其毒性危害 加强防护措施 国内h c f c 1 4 1 b 作为清洗溶剂的应用刚刚起步 每年的使用量估计在3 0 0 5 0 0 t 的 范围内 在清洗剂中只占很小的比例 h c f c 1 4 1 b 作为安全 环保 廉价和性能优良的 清洗溶剂 只要对原有清洗设备进行适当的改造 就可以实现对c f c 1 1 3 o d p 值为 o 8 l5 的替代 尽管h c f c 1 4 1 b 在发达国家的使用已经受到限制 但国内清洗用 h c f c 1 4 1 b 的消费量还将随着c f c 1 1 3 的淘汰继续增长 因而在实际使用中 应了解 h c f c 1 4 1 b 与所清洗材料的相容性情况 埽 1 5 3 3h c f c 一2 2 5 c f 3 c f 2 c h c h c c i f 2 c f 2 c h c i f 清洗剂 h c f c 2 2 5 由h c f c 一2 2 5 c a c f 3 c f 2 c h c l 2 和h c f c 2 2 5 c b c c i f 2 c f 2 c h c l f 两 个异构体混合组成 称为五氟二氯丙烷 沸点为5 4 c t l 9 1 可以做o d s 替代清洗剂和稀 释溶剂 h c f c 2 2 5 的o d p 值为o 0 2 5 0 0 3 3 i s l 是高o d p 值的c f c 1 1 3 全氟烃和其他 全氯氟烃的替代物 但属于过渡性替代物质 可使用到2 0 1 5 年 1 4 1 h c f c 2 2 5 的表面 张力小 可渗透到细小缝隙处 有很好的清洗效果 主要用于电容器 微型开关 硬盘 电子线路板 混合集成电路 继电器等的清洗 日本a s a h ig l a s s 公司生产的商品名称 为a s a h i k l i n a k 2 2 5 已开发有系列清洗剂产品 2 0 2 2 a k 2 2 5 t 是由a k 2 2 5 乙醇 烃和稳定剂的混合物 a k 2 2 5 a e s 是类似于共沸物的混合物 它是由a k 2 2 5 乙醇 稳定剂混合而成 可用于清洗电子线路板 a k 2 2 5 a r e 同样是类似于共沸物的混合物 由a k 2 2 5 乙醇 顺 1 2 二氯乙烯和稳定剂混合而成的1 1 8 1 以上h c f c 类清洗剂对环境仍然有一定程度的污染 只是过渡性的替代0 d s 有机 清洗剂的物质 2 0 2 0 年被全面禁止使用 因此开发非o d s 有机溶剂清洗荆迫在眉睫 1 5 4 非o d s 有机溶剂清洗剂 非o d s 清洗剂的分子结构中不含有氯原予 不会破坏臭氧层 o d p 值为零的一些 氢氟碳清洗剂 属于可长期替代氟氯烃的清洗剂 h f e s h f c s n p b 及p f c s 等清洗剂 是目前常用的非o d s 类有机溶剂清洗剂 它们的清洗性能优越 在很多领域可替代 c f c 1 1 3 和h c f c 1 4 1 b 1 5 4 1h f e s 清洗剂 氢氟醚也是一类o d s 替代溶剂和清洗剂 具有不可燃和不破坏臭氧层的特点 在很 多领域可替代c f c 1 1 3 和h c f c 1 4 1 b 1 2 3 l 是一类优良的替代物 美国3 m 公司已经推出了 h f e 7 1 0 0 c 4 f g o c h 3 h f e 7 2 0 0 c 4 f 9 0 c 2 h 5 h f e j 7 l d a h f e 7 h e h f e 一7 1 m a 等一系列的h f e 清洗剂 这些清洗剂的o d p 值都为零 具有较低的g w p 值 h f e 7 1 0 0 的沸点为6 l 其相对密度大 表面张力低 润湿性特别好 渗透能力很强 且其o d p 值为零 很适合汽相漂洗和汽相快速干燥 但h f e 7 1 0 0 具有低毒性 美国工业卫生协会 a i h a 确定其工作环境暴露上限 w e e l 为7 5 0 m g l 口j h f e 7 2 0 0 的沸点较高 7 6 第1 章文献练述 鼠具有较低的袭面张力和较低的黏度 成为c f c s h c f c s 及h f c s 清洗剂的理想替 代品瑚 h f e 7 l d a 怒由h f e 7 1 0 0 5 3 反 l 2 二氯乙烯 4 5 及己醇 2 三 毒组成熟多冬沸物 h f e 7 i d e 为f i f e 7 1 0 0 5 0 与颞 1 二氯乙矮 5 缈0 鹣共沸勃 h f e 7 1 d 9 0 是h f e 7 1 0 0 t o 与反 1 2 二氯乙烯 9 0 的混合物 h f e 7 1 i p a 是电 h f e 7 1 0 0 9 5 和舜丙醇 5 组成的共沸物 h f e 8 2 0 0 是一种无色的可替代l l 1 三氯乙烯秘全氯乙烯的清洗剂产熙 其沸点离予c f c s h c f c 诩h f c 3 舆有较低豹表 嚣张力秘较好蘸溶解能力1 2 6 2 8 i h f e s 的最大优点是在大气中的寿命短 g w p 值低 因此对全球气候变暖的影响较 小 另外h f e s 溶剂的沸点较高 有利于减少清洗剂在使用过程中的扩散损失 但h f e 豹徐珞黪蠹 艰甍秀了联f e 豹接翅蕊爨 嚣翦 h f e s 主要臻于麓瓣熬蓬零转的潺洗或其它 特殊要求的清洗场合 且常与一黧清洗能力较强的溶裁复配