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 化學(xué)清洗劑的現(xiàn)狀與展望

5.1化學(xué)清洗劑的發(fā)展

化學(xué)清洗技術(shù)依賴(lài)于清洗劑的進(jìn)步，清洗劑的進(jìn)步經(jīng)歷了簡(jiǎn)單型、組合型、專(zhuān)用方便型三個(gè)發(fā)展階段。

第一階段所用的清洗劑主要是鹽酸、硝酸、硫酸、氫氟酸、氫氧化鈉等腐蝕性很強(qiáng)的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿。當(dāng)時(shí)，酸洗緩蝕劑品種少、性能差，緩蝕劑僅適用于某一種酸和對(duì)某種金屬材料的腐蝕控制，對(duì)多種金屬材料及其組合件的緩蝕性能較差，限制了化學(xué)清洗的推廣。清洗對(duì)象主要是石油、化工、電力、供熱等與傳熱有關(guān)的單元設(shè)備。除油劑主要以溶劑型和乳液型為主，易燃、易爆、有毒，其廢液嚴(yán)重污染環(huán)境。這個(gè)階段綜合技術(shù)水平低，容易因操作失誤而引發(fā)酸洗腐蝕致漏事故、有機(jī)溶劑中毒事故和火災(zāi)事故。

第二階段主要是組合型清洗劑。以曾獲國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)，并被國(guó)家科委列為全國(guó)重點(diǎn)科技成果的Lan-826多用酸洗緩蝕劑的出現(xiàn)為標(biāo)志，這種緩蝕劑可與各種無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸，氧化性酸、非氧化性酸復(fù)配，具有廣譜緩蝕性能，且用量小、效率高、零低毒、對(duì)金屬腐蝕小。這一階段，各種功能型清洗助劑如滲透劑、剝離劑、促進(jìn)劑、催化劑、三價(jià)鐵離子還原劑和銅離子去除抑制劑等也逐步進(jìn)入清洗劑配方，使清洗劑的功能更強(qiáng)、靈協(xié)同性能更好、除垢性能和緩蝕效果更佳，但需要操作者具有一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

第三階段的標(biāo)志是清洗對(duì)象的多樣化，而且出現(xiàn)了專(zhuān)用方便型清洗劑，如皮革清洗劑、汽車(chē)專(zhuān)用清洗劑、洗衣機(jī)專(zhuān)用清洗劑、通信設(shè)備專(zhuān)用清洗劑、玻璃和鏡片專(zhuān)用清洗劑、家電專(zhuān)用清洗劑、抽油煙機(jī)專(zhuān)用清洗劑、外墻專(zhuān)用清洗劑、重油垢專(zhuān)用清洗劑等。同時(shí)出現(xiàn)特殊污垢專(zhuān)用清洗劑和低劑量不停車(chē)清洗劑。隨著清洗主劑、緩蝕劑和清洗助劑的日益完善，各種更安全、使用方法更簡(jiǎn)單的專(zhuān)用型清洗劑大量涌現(xiàn)，使清洗劑更加專(zhuān)業(yè)化、精細(xì)化、高效化、安全化、系列化，形成了各種專(zhuān)用型清洗劑模塊。

5.2與化學(xué)清洗劑相關(guān)的國(guó)際公約

眾所周知，臭氧層的破壞，是當(dāng)今人類(lèi)社會(huì)面臨的最為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題之一。為保護(hù)臭氧層，國(guó)際社會(huì)于1985年4月在奧地利首都維也納通過(guò)了《保護(hù)臭氧層維也納公約》。該公約認(rèn)為:臭氧層的變化，可使達(dá)到地面的具有生物學(xué)作用的太陽(yáng)紫外線輻射量發(fā)生變化，并可能影響人類(lèi)健康、生物和生態(tài)系統(tǒng)以及對(duì)人類(lèi)有用的物質(zhì)。各締約國(guó)應(yīng)采取適當(dāng)措施，以保護(hù)人類(lèi)健康和環(huán)境，使免受足以改變或可能改變臭氧層的人類(lèi)活動(dòng)所造成的或可能造成的不利影響。

于1987年9月16日在加拿大簽署的《蒙特利爾協(xié)定書(shū)》，目的是實(shí)施《保護(hù)臭氧層維也納公約》，對(duì)消耗臭氧層的物質(zhì)進(jìn)行具體控制。協(xié)定的宗旨是:采取控制消耗臭氨層物質(zhì)全球排放總量的預(yù)防措施，以保護(hù)臭氨層不被破壞，并根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，顧及經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的可行性，最終徹底消除消耗臭氧層物質(zhì)的排放。

按照議定書(shū)的規(guī)定，各締約國(guó)必須.階段減少氯氟烴，尤其是ODS (ozone Depleting Substonces,消耗臭氧層物質(zhì))的生產(chǎn)和消費(fèi)。ODS 清行業(yè)中是指CFC (三氯一氟甲院、二氧二氧甲烷、三氟三氟乙烷）TC A（三氯乙酸）CTC(四氯化碳)三種清洗試劑。三氟一氟甲院的ODP值(Ozne Dprsssns Ptental， 消耗臭氧潛能值)為1。ODP值越小對(duì)環(huán)境的影響越小。

我國(guó)于1989年12月加入了維也納公約，1991年6月簽署了《蒙特利爾議定書(shū)》。按照中國(guó)清洗行業(yè)整體淘汰ODS計(jì)劃，我國(guó)已經(jīng)分別于2003年12月、2005年12月、2009年12月終止了CTC、CFC、TCA在清洗劑中的使用。我國(guó)政府全面實(shí)施“中國(guó)清洗行業(yè)整體淘汰ODS計(jì)劃”，帶動(dòng)了ODS替代產(chǎn)品的研發(fā)和使用，推動(dòng)了清洗行業(yè)的發(fā)展和整體技術(shù)水平的提高。目前清洗服務(wù)的范圍已由單一的鍋爐清洗進(jìn)入到各行各業(yè)。但是，清洗行業(yè)仍存在很多問(wèn)題亟待解決。

5.3化學(xué)清洗的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

5.3.1化學(xué)清洗劑的種類(lèi)

清洗劑的研究一直是清 洗行業(yè)薄弱的環(huán)節(jié)。過(guò)去常用于精密儀器清洗的ODS清洗劑已被淘汰，清洗劑配方不斷向綠色、環(huán)保型方向發(fā)展。目前的清洗劑按溶劑不同可以分為三類(lèi):水基清洗劑、半水基清洗劑、溶劑清洗劑。

(1)水基清洗劑水基清洗劑是以水為分散劑，再配以表面活性劑、助洗劑、緩蝕劑等，是清洗行業(yè)中應(yīng)用較廣的一類(lèi)清洗劑。在本書(shū)中介紹了大量水基專(zhuān)用化學(xué)清洗劑。

(2)半水基清洗劑半水基清洗劑分類(lèi)如下所示。

                             ｛易燃溶劑型         {水溶性溶劑型

半水基清洗劑                                 {水不溶性溶劑型

                          {不燃溶劑型   

①易燃溶劑型易燃溶劑型又可分為水 溶性有機(jī)溶劑型。

a.水溶性有機(jī)溶劑型此類(lèi)清洗劑的溶劑主要是醇類(lèi)、醚類(lèi)、酮類(lèi)，常用的醇類(lèi)溶劑有乙醇、異丙醇、乙二醇等，醚類(lèi)溶劑有乙二醇單乙基醚，乙二醇單丁基醚等乙二醇醚，酮類(lèi)溶劑是丙酮和N-甲基吡咯烷酮。這些水溶性有機(jī)溶劑對(duì)油性污垢和水溶性污垢都有很好的溶解去除效果，是優(yōu)良的溶劑清洗劑，但都存在易燃的缺點(diǎn)，如果在它們中加入少量的水可使它們的可燃性降低，使用時(shí)的安全性更好。由于它們都具有水溶性，所以可方便地直接加水配成半水基清洗劑，為改善使用效果，有時(shí)也加入少量添加劑。

b.不溶于水的可燃性有機(jī)溶劑型，此類(lèi)清洗劑的溶劑包括烴類(lèi)溶劑和硅酮(聚二甲基硅氧烷)溶劑，其中烴類(lèi)溶劑包括石油類(lèi)烴類(lèi)溶劑和萜烯類(lèi)烴類(lèi)溶劑，這些溶劑是ODS替代溶劑中的重要品種，在精密清洗中有著廣泛的應(yīng)用，但它們的共同缺點(diǎn)都是易燃易爆。當(dāng)加入水形成半水基清洗劑后，它們的閃點(diǎn)大大提高，可轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩院?、不受消防法?guī)限制的溶劑。在用它們配制半水基清洗劑時(shí)，由于烴類(lèi)溶劑與水之間的表面張力差別太大，所以一定要加入表面活性劑，來(lái)降低油-水界面張力，提高其相溶性。通常使用的是親油性強(qiáng)、HLB值低的非離子表面活性劑。

②不燃型有機(jī)溶劑，其溶劑不燃， 例如含有氟、氯、溴等元素的鹵代烴類(lèi)ODS替代溶劑也可以配成半水基形式，因?yàn)樗鼈儾蝗苡谒?。在配制時(shí)為增加它們與水的相溶性，也要加入表面活性劑，或加入醇類(lèi)、醚類(lèi)、向酮類(lèi)等可溶于水的有機(jī)助溶劑。目前這種類(lèi)型的半水基清洗劑的品種和數(shù)量都較少。

(3)有機(jī)溶劑型清洗劑，有機(jī)溶劑型清洗劑簡(jiǎn)稱(chēng)溶劑清洗劑，其分散劑為有機(jī)溶劑。其特點(diǎn)是清洗性能好，對(duì)潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂、防銹油等具有極強(qiáng)的溶解力，并可以洗掉工件上的各類(lèi)粉塵和金屬屑。還可以清洗電子線路板上的焊渣、焊藥以及機(jī)加工件上的乳化切削液。對(duì)被清洗材料安全，不會(huì)產(chǎn)生腐蝕和銹蝕?？捎糜谇逑措姍C(jī)部件、打印機(jī)部件、光纜部件、硬盤(pán)部件、用芯片框架、照相機(jī)部件、光驅(qū)部件、錄像機(jī)部件、發(fā)光二極管、噴墨噴頭、軟驅(qū)磁頭、發(fā)動(dòng)機(jī)零件、煤油爐噴頭、壓縮機(jī)部件、復(fù)印機(jī)部件、空調(diào)零件令電容器壓電陶瓷、儀表部件、微型開(kāi)關(guān)、電腦沖壓件、濾波器、鏡頭、太陽(yáng)能電池、石英振子、鐘表零件、印刷線路板、移動(dòng)電話(huà)配件、精加工零部件、電子零部件、精密軸承等。

溶劑型清洗劑多被用于清洗精密部件，所以對(duì)其具有特殊要求。

①控制酸度和水分，防止工件銹蝕和失去光澤酸度的檢測(cè)是按 GB 4120. 3的規(guī)定，等效于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 1393。微量水分測(cè)定按GB/T 6283- 2008的規(guī)定，控制在0. 01 %以?xún)?nèi)。

②減少不揮發(fā)殘留物由于清洗的工件多在清洗液中浸泡清洗，之后自然干燥，清洗液中的不揮發(fā)物就可能直接黏附在工件上。若是電子元器 件，就會(huì)影響其電性能，特別是印刷電路板(PCB) 之類(lèi)微電路器件，附在板上的離子數(shù)是以μg NaCI/cm²計(jì)，要求越低越好，一般出廠時(shí)控制在0.001%以下。這是根據(jù)國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)單一溶劑型清洗劑的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其檢測(cè)方法按GB/6324.2 -2004 的規(guī)定進(jìn)行，類(lèi)似于ISO 759-81的方法。一種簡(jiǎn)易的檢測(cè)方法是，在玻璃鏡片上滴數(shù)滴清洗劑，讓其自然揮發(fā)，觀看鏡片上的殘留痕跡，就能大致判斷出清洗劑的不揮發(fā)物的多少，當(dāng)然這是定性的檢測(cè)。

③降低毒性 它雖然對(duì)清洗的工件沒(méi)有直接的影響，但對(duì)人類(lèi)和環(huán)境有重大的影響。嚴(yán)格講，任何有機(jī)溶劑都是有毒的，只是毒性有大小之 可以選擇毒性相對(duì)較小的溶劑。毒理實(shí)驗(yàn)按GBZ 230-2010的規(guī)定進(jìn)行。 

④其他技術(shù)指標(biāo)如絕緣性、 對(duì)材質(zhì)的溶脹性、可燃性、揮發(fā)性、KB值(貝松脂丁醇值，也叫考里丁醇值，用來(lái)度量有機(jī)溶劑溶解非極性污染物的相對(duì)能力，值越大，溶解能力越強(qiáng))等技術(shù)指標(biāo)，都因清洗的對(duì)象不同而有所不同。