清洗溶剂研发进展

目前在清洗行业广泛使用 CFC-113(三氯三氟乙烷)、1,1,1-三氯乙烷、四氯化碳等 ODS 物质作为清洗剂。这些 ODS 清洗剂严重破坏大气臭氧层,正在日益严重得影响着地球的环境和人类的生存质量,被列为禁止使用的产品。根据《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》要求,发达国家已于 1996 年停止生产和使用ODS 物质,发展中国家将于 2010 年完全淘汰 ODS 物质,并且发达国家不准进口用ODS 物质清洗的产品。因此,非 ODS 环保清洗剂成为国内外研究的热点。

随着环保清洗剂的发展,一些新的替代品被不断开发出来并有望在不同的清洗领域替代 CFC-113 和三氯乙烷使用。氢氟醚清洗剂(HFE)氢氟醚具有不可燃和不破坏臭氧层的特点,在很多领域可替 代 CFC-113 和 HCFC-141b(CH3Cl2CF) 。 美 国 3M 公 司 已 经 推 出HFE-7100(C4F9OCH3)、HFE-71DA、HFE-71DE 等一系列的氢氟醚清洗剂。这些清洗剂的 ODP(臭氧层破坏系数)值都为零,具有较低的 GWP 值(温室效应系数)。HFE-7100 的相对密度大,表面张力低,润湿性好,渗透能力强,适合汽相漂洗和汽相快速干燥,但其具有低毒性,美国工业卫生协会确定其工作环境暴露上限(WEEL)为750mg/L。

溴代烃类清洗剂

美国环境保护署(EPA)2003 年6 月发布公告,将nPB(1-溴丙烷,C3H7Br)列为ODS的:“适当条件下可以接受的替换剂”。nPB 具有较低的 ODP 值,其溶解能力是传统氯碳溶剂的 4 倍,所以其消耗量大大降低,减少了废气物的数量,从而减轻了环境破坏的压力。由于 nPB 的化学稳定性较差,因此在使用时必须添加稳定剂或者抑制剂。为达到最佳的清洗效果,nPB 在多数情况下需与其它的清洗溶剂混合使用。美国Petroferm 公司生产的nPB 产品,商品名为LENIUMGS,是正溴丙烷与异丙醇组成的共沸物,用于清洗电子产品,也用于清洗要求高可靠性的航天及核工业用的继电器。如由 50%(W%)左右的 nPB 和 50%(W%)左右的四氟乙烷(作为推进剂)所构成的喷雾清洗剂适合于电路板和接线盒清洗。nPB 作为 ODS 清洗剂的替代品活跃于市场,其溶解能力类似于三氯乙烷,但却有着极低的 ODP 值,特别在价格上有着较大的优势。这类清洗剂的使用已获得美国环境保护署的批准,已广泛应用于电子工业、航空工业和汽车制造工业等领域。

碳氟氢清洗剂(HFC)

(1)1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)。HFC-245fa 可用于清洗印刷线路板、磁头、继电器、 各种通信医疗设备和珠宝等。 HFC-245fa 的物理性质类似于HCFC-141b(CH3Cl2CF),匹配性优于 HCFC-141b,具有不破坏臭氧层、不易燃等特点。HFC-245fa 和醇类等的混合物可增加其清洗能力。HFC-245fa 与 2-氯丙烷和二氯乙烯形成的类似于共沸物的混合物,是 CFCs 和 HCFCs 清洗剂的理想替代品。

(2)1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC-365mfc)。在精密清洗领域,HFC-365mfc 可用于替代CFC-113 和 HCFC-141b。HFC-365mfc 的突出优点是 ODP 值为零;它的缺点是具有一定的可燃性,但是当它和少量 HFC-245fc 等物质混合后,可形成无闪点、不可燃的混合物。

(3)1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-十氟戊烷(HFC-4310mee)。HFC-4310mee 具有不破坏臭氧层、表面张力低、润湿渗透性好、化学性质稳定和不燃等优点,可替代 CFC-113 和 HCFCs 用作清洗溶剂、除焊剂和传热介质等。HFC-4310mee 与大多数酯类、酮类、醚类、醇类(如甲醇、乙醇、异丙醇)完全混溶。与低级烷烃如己烷、庚烷也很易相溶。如 HFC-4310mee 与反-1,2-二氯乙烯、顺-1,2-二氯乙烯或 1,1-二氯乙烷所形成的共沸混合物或类似于共沸物的混合物可用作清洗剂。目前 HFC 清洗剂已有系列产品问世。如美国杜邦公司生产的 HFC-4310 系列清洗剂,其商品名为VERTREL,可用于电子、航空、光盘驱动器、军用、医疗等领域的清洗。

绿色化学是经济和社会可持发展战略的重要组成部分,也是 21 世纪清洗技术和清洗剂发展的重要趋势。随着经济和社会的发展,人们将更加重视环境保护,绿 色化学也必将得到空前的发展。在清洗行业,随着淘汰 ODS 类物质的发展,将有越来越多的环保型清洗剂问世,绿色清洗技术也将更加成熟,应用领域也将更加广阔。

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