1、TCA溶剂清洗替代技术全国清洗行业信息中心李德福2009年4月1,1,1-三氯乙烷 (TCA)物质的性质决定用途v1、TCA的特性的特性 工业一级一级品95.0 二级二级品91.0v安全安全-沸点沸点 74.1 无闪点无闪点 不燃不爆不燃不爆 对人体无毒对人体无毒 气性味很小气性味很小 易完全挥发易完全挥发 v 强极性溶剂强极性溶剂 不腐蚀金属不腐蚀金属 电绝缘性好电绝缘性好 v对棉毛丝合成纤维等多种纺织品腐蚀性小对棉毛丝合成纤维等多种纺织品腐蚀性小v能溶解各种油（动物油、植物油、矿物油、合成能溶解各种油（动物油、植物油、矿物油、合成油）、脂、蜡质油）、脂、蜡质 松香、树脂、聚合物等，是很多松
2、香、树脂、聚合物等，是很多材料的优质溶剂。材料的优质溶剂。TCA主要用途用途v工业清洗：金属清洗工业清洗：金属清洗 电子清洗电子清洗 精密清洗精密清洗 纺织品清洗纺织品清洗 蜡模清洗蜡模清洗 大容器清洗大容器清洗v配置清洗剂：配置清洗剂：v 金属清洗剂：如太阳能清洗剂、高效清洗剂金属清洗剂：如太阳能清洗剂、高效清洗剂 v 电子清洗剂：电子清洗剂： 如洗板水如洗板水 带电清洗剂带电清洗剂v 纺织品清洗剂：如白猫喷洁净纺织品清洗剂：如白猫喷洁净 干洗剂干洗剂v 蜡膜清洗剂：蜡膜清洗剂： 如精密铸造蜡膜清洗剂如精密铸造蜡膜清洗剂v 电力清洗剂：电力清洗剂： 如配电柜带电清洗剂如配电柜带电清洗剂 v
3、. 2、TCA主要用途用途v涂料溶剂：如电力单组份有机硅防污闪涂料v润滑剂溶剂：如电接触表面润滑保护剂， 铁轨润滑剂中国现有TCA应用领域v金属清洗行业v电子清洗行业v精密清洗行业v服装干洗行业v大容器清洗v配制民用清洗剂v配置蜡膜清洗剂v配制防污闪涂料溶剂行业v配置润滑剂金属清洗行业金属清洗行业v涉及领域涉及领域：覆盖了机械加工、电子元器件、化工、空调、 机电、光学仪表等各行业。实际上，TCA清洗 的企业都或多或少地存在金属部件的清洗 。v清洗的污染物种类清洗的污染物种类：v无机污染物无机污染物：加工、储运中产生的磨料、尘、砂、锈蚀 物、固体润滑剂、盐、金属粉屑v有机污染物：有机污染物：油油
4、冲压油、机器油、防锈油、润滑油、 石蜡、脱模油、切削油等 脂脂防锈脂、润滑脂、抛光膏、脱模膏等 指纹指纹属于一种动物油脂， 标识、标记标识、标记临时保护产生的涂料、粘胶剂、油墨等v金属清洗常见的金属材质：金属清洗常见的金属材质： 铝、不锈钢、黄铜、紫铜、碳钢、合金钢及其多种材质的组合件、电镀件等。v对清洗的要求：对清洗的要求： 除油彻底、干燥快、挥发快、 不腐蚀、不生锈、不留花斑，表面残留量小金属清洗行业常用金属清洗行业常用TCA替代技术替代技术v免清洗技术v水基和半水基清洗技术v非ODS溶剂清洗技术 不燃型非ODS溶剂清洗 可燃型非ODS溶剂清洗免免 清清 洗洗 技技 术术v免清洗技术是利用
5、可挥发的加工油、冲压油在冲压完成后自然挥发或加热挥发，达到免清洗的目的。v主要应用在金属零部件的加工行业中一些冲压零件、压缩机零件、薄金属板零件。 水基和半水基清洗水基和半水基清洗v水基清洗：利用由水、表面活性剂、助洗剂组成的水基清洗剂，借助加热、超声波、喷淋、循环、摇摆、刷洗等物理手段进行金属清洗表面的一种TCA替代清洗技术。v水基清洗技术包括高纯水清洗、电解离子水清洗和水基清洗剂清洗三大类。水基和半水基清洗水基和半水基清洗TCA替代品替代品v复合型水基清洗剂是金属清洗剂优选品种，主要由多种表面活性剂复合而成，各种活性剂之间具有一定的协同增效作用。v具有优良的除油去污作用，具有防锈防腐作用，
6、产品一般性能稳定、无毒无味。v按性质分为酸性、中性、碱性。v一般适合于金属零件清洗的选用中碱性介质金属清洗剂，PH：611。对于大多数金属工件都可以考虑选用。v水基清洗的优点：水基清洗的优点：v水基清洗剂ODP值为0，且多数具有生物降解性；v不燃不爆，对健康和环境的危害性低；v能很好地去除无机及极性有机污染物。v水基清洗的缺点：水基清洗的缺点：v形成了COD、BOD较高清洗废水；v盲孔或缝隙中残留的清洗剂很难清除；v需要撇去清洗所生成的浮油，需要滤除沉渣和油脂；v金属部件如不能快速干燥，会腐蚀生锈。浸渍清洗浸渍清洗在清洗槽中加入清洗液，将被洗物浸渍其中的清洗方式。由于仅靠清洗液的化学作用清洗，
7、所以洗涤能力弱，需要长时间。循环清洗液。 喷气清洗喷气清洗在清洗槽内安装喷气管(多个吸管)，用汽体将清洗液喷射到被洗物上的清洗方式。压力为20kg/cm2以上。 喷流清洗喷流清洗从槽的侧面将清洗液在液相中喷出，靠清洗液的搅搅拌力（物理作用）促进清涤。洗涤能力比浸渍清洗强。 刷洗刷洗在清洗腔室安装刷子、工件有专门的支承或夹具、在清洗剂浸渍或淋润的同时，主要靠刷子与工件的机械磨擦力进行清洗，作为初级清洗、效果直接。 超声波清洗超声波清洗在清洗槽内安装超声波振子，产生超声波能量（数千个大气压的冲击波），将被洗物全部清洗的方式。 喷淋清洗喷淋清洗在清洗槽内安装喷淋管，在气相中将清洗液喷射到被清洗物上，
8、压力不足2kg/cm2。减压清洗减压清洗在清洗槽内产生负压，由于减压，洗涤剂能较好地渗透到被洗物的缝隙之间。若和超声波作用，清洗效果会大大增强。 喷雾清洗喷雾清洗在洗涤槽内安装喷雾管，在气相中将洗涤喷附到被清洗物上的清洗方式。压力2-20kg/cm2。旋转筒清洗旋转筒清洗在槽内安装旋转装置，同时旋转筒体和搅拌被清洗物。多与喷流、超声波洗涤组合使用。 摇动清洗摇动清洗在槽内安装摇动机构，装入被洗物，使之在洗涤槽内上下运动，多与喷流、超声波洗涤组合使用。水基清洗常见工艺流程水基清洗常见工艺流程：超声波清洗（两槽）超声波漂洗（两槽）脱水烘干电解离子水清洗设备八槽式超声波清洗机 水基清洗常见工艺参数水
9、基清洗常见工艺参数v清洗液浓度：清洗液浓度： 310%v适当的清洗液浓度是保证清洗质量的前提。试验发现，浓度太低，难以达到清洗质量；浓度太高，清洁度反而不好，还增加漂洗的难度。v清洗液浓度控制在37%时，去油污效果最好，也易漂洗。水基清洗常见工艺参数水基清洗常见工艺参数v超声波清洗时间：超声波清洗时间：38分钟分钟v超声波清洗是利用空化效应原理，用较低的工作频率可达到很高的清洗力，清洗效果是一般清洗的几倍、甚至几十倍。v一般来说，时间太短，不能完全去除油污；时间过长，零件表面会锈蚀，同时影响工作效率。v通常超声清洗 38Min即可满足工艺要求。水基清洗常见工艺参数水基清洗常见工艺参数v清洗液温
10、度：清洗液温度：5060 v一般来说，温度升高有利于超声波空化效应，清洗效果好，但温度升高，蒸汽压提高，反而会减弱超声波的空化效应，温度太高，清洗液稳定性下降，也影响清洗效果。v清洗液温度控制在5060时，效果最好。v一般控制清洗温度不要高于80。水基清洗操作注意事项水基清洗操作注意事项v根据零件的复杂程度调整清洗、漂洗次数。v及时适当补充或更换清洗液。v必须用纯水或去离子水。v为防止二次污染，可增加油水分离装置。v要有严格的清洗工艺方案。v清洗完的零件要尽快烘干，不宜在烘箱中放置太久，防止生锈。v选择合适的超声波工作频率。可燃性非ODS溶剂替代清洗技术常见替代清洗剂 v碳氢化合物包括：正烷烃
11、、异构烷烃、环烷烃、烯烃和芳香族类共5类。v常用碳氢化合物有：正戊烷、正己烷、正庚烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、萜烯等， v醇类、酯类、醚类、酮类溶剂 常用的有：丙酮、异丙醇、乙酸丁酯、丙二醇甲醚、二乙二醇二甲醚等。碳氢化合物清洗的优缺点碳氢化合物清洗的优缺点优点：v清洗性能好v蒸发损失小v无毒v材料相容性好v挥发彻底，无残迹vODP值为0缺点：v清洗设备价格较高，v为可燃性有机溶剂需要加装蒸馏回收、冷却装置，防爆措施。v挥发速度慢，需要加装热风干燥或真空干燥设备v对温度较敏感部件慎用。碳氢化合物清洗设备碳氢化合物清洗设备碳氢化合物清洗工艺参数碳氢化合物清洗工艺参数v真空超声清洗： 温度 30
12、40 时间 90120秒v真空超声漂洗 温度 3040 时间 75100秒v真空干燥 温度 100110 时间 150300秒碳氢化合物清洗安全防护设施碳氢化合物清洗安全防护设施v防火 防爆；v清洗设备要求密闭，实施真空清洗；v杜绝氧气与碳氢化合物接触；v严格控制火源；v加装自动报警和消防设施v替代清洗剂：v主要是含有卤素的有机溶剂，v包括卤代烷烃，如二氯甲烷，三氯甲烷、二氯乙烷， 1，1，2-三氯乙烷，正溴丙烷；v卤代烯烃如二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯；v氟醚和全氟烷烃HFC，如美国杜邦公司的HFC-4310和3M公司的HFE-7100及全氟烷烃（PFC）不燃性非ODS溶剂替代清洗技术正溴丙
13、烷清洗正溴丙烷清洗(nPB)及其优点及其优点v具有良好的化学稳定性、干燥性、渗透性。v沸点低、粘度低、表面张力低、清洗能力强，对微孔材质较易清洗。v安全性好、不易燃、无腐蚀。v可适用于蒸汽洗净及蒸馏回收。v基本的物化特性和TCA相近。v可用于蒸汽、常温浸渍、加热浸渍、高压喷射和手工清洗系统。v原TCA清洗设备略加改造可直接使用。其它溶剂清洗其它溶剂清洗v其他溶剂清洗主要是指：v三氯乙烯、四氯乙烯、二氯甲烷以及复合的品牌性混合溶剂、共溶剂等清洗。电子行业清洗的对象和污染物种电子行业清洗的对象和污染物种类类v清洗的对象：清洗的对象：v集成电路v印刷电路板及其组装件v其他精密电子元器件 如：继电器、
14、精密电机、半导体、集成电路敏压电阻等。v电子行业需要清洗的电子行业需要清洗的v颗粒性残留物：包括粉尘和污物v非极性残留污染物：油脂、蜡和树脂残留物v极性残留污染物：卤化物、酸和盐助焊剂残留物。 电子清洗行业电子清洗行业v免清洗技术v水基替代清洗技术v非ODS有机溶剂替代清洗技术免清洗技术免清洗技术v替代品：用低固含量的免洗助焊剂或焊膏代替传统松香助焊剂v回流焊机v特点：不需再清洗，直接进入下道工序的技术。水基清洗技术水基清洗技术工艺缺点：工艺缺点：v耗水大，部分元件不易水洗，易生锈；v清洗细小缝隙有困难，对残留的表面活性剂很难彻底去除；v干燥难，能耗大；v设备成本高，需要废水处理装置，设备占地
15、面积大。工艺优点：工艺优点：安全性好，不燃烧、不爆炸，基本无毒；清洗剂的配方组成自由度大，对极性与非极性污染物都容易清洗，清洗范围广清洗剂价格低廉，来源广泛。常见常见PCB板纯水清洗工艺板纯水清洗工艺清洗 纯水或+表面活漂洗 纯水（H2O）漂洗 纯水（H2O）漂洗 纯水或超纯水干燥 热风清洗完成常见常见PCB板半水基清洗工艺板半水基清洗工艺vPCB板半水洗：去离子水中加入清洗溶剂和表面活性剂，v清洗过程经过机械的搅动，形成乳浊液，然后对PCB板进行清洗，v清洗后的乳浊液经静置后进行破乳分离，清洗溶剂可以重复再使用。PCB板半水基清洗工艺优点板半水基清洗工艺优点v清洗能力强，能同时去除极性污染物
16、和非极性污染物；v洗净能力持久性好；v有些清洗剂中添加了520%的水和少量的表面活性剂，降低了可燃性，增加了易漂洗性能；PCB板半水基清洗工艺缺点板半水基清洗工艺缺点v清洗后废液和废水处理较为复杂；v清洗和漂洗采用了两种不同性质的介质，漂洗一般采用纯水。v漂洗后需要进行干燥。PCB板水基清洗剂的选择原则板水基清洗剂的选择原则v洗板水在完成清洗之后，不应在PCB板上形成残留物；v洗板水对元器件不应有腐蚀作用，不能影响产品的使用寿命；v洗板水要有较高阻抗；v洗板水对环境与人体健康的影响要小。非非ODS有机溶剂清洗有机溶剂清洗v应用比较成熟的要有：v“洗板水” v“美沙克林”v“环保型强力除油剂”v
17、异丙醇（IPA） 精密清洗精密清洗v精密清洗：主要包括LCD显示器面板，硅晶片，显像管以及一些精密仪器、光学镜片等产品的清洗，v对清洗的洁净度一般要求较高，v清洗的目的主要是清除表面的污物，如微粒，有机物，无机金属离子等杂质和表面处理。精密清洗替代溶剂精密清洗替代溶剂v水：去离子水v醇类：异丙醇v烃类：碳氢化合物vHCFC类清洗剂：AK225常见光学玻璃清洗工艺常见光学玻璃清洗工艺超声清洗超声清洗喷淋清洗溢流超声漂洗溢流超声漂洗慢提拉脱水热风烘干服装干洗行业服装干洗行业v三氯乙烯v液态二氧化碳v“大洁王”TCA溶剂用于配制清洗剂溶剂用于配制清洗剂vTCA溶剂用于配制民用清洗剂，如上海白猫的 “
18、拍洁净”。vTCA用于配制蜡模清洗剂：用来清洗精密铸造环节中蜡模表面的脱模剂油脂。vTCA用于配制高效工业清洗剂，如可赛斯牌1755高效清洗剂，是一种金属表面专用清洗剂，有效清除表面油污、污垢，能增加修补剂、锁固密封剂与基体结合强度。蜡模清洗产品主要成分产品主要成分v民用清洗剂：主要成分TCA。v清洗蜡模剂:4050% TCA，其余为水、表面活性剂。v高效工业清洗剂：主要成分TCA。大容器清洗大容器清洗v大容器清洗主要是指对反应釜或者搅拌釜一类的大型金属容器进行清洗，v目前了解到大容器清洗主要集中在粘合剂类生产企业。v这类企业的特点是产品种类多，其中每个品种每次的生产量又不是很多，所以每次生产
19、完一个品种的粘合剂之后都需要清洗反应釜，TCA就是用在清洗反应釜这道工序上。大容器清洗工艺介绍：大容器清洗工艺介绍：大容器清洗替代品大容器清洗替代品v烷烃类清洗剂v丙酮配制防污闪涂料溶剂行业v在恶劣气象条件下(如：雾、露、毛毛雨等)，沿着潮湿的绝缘子表面会发生闪络，造成电力系统污闪事故。v单组分有机硅防污闪涂料涂敷在电瓷表面，固化后形成一层胶膜。在雾、露、毛毛细雨等潮湿气象条件下，污层表面很难湿润，从而大大扼制了泄露电流的产生。 vTCA做为优良的溶剂，占防污闪涂料产品份额分别的5060%左右。常用非ODS 清洗剂替代品小类组成成分水水基基清清洗洗未处理水经处理水加表面活性剂、添加剂等水溶液自
20、来水、温水、工业用水脱氧水、去离子水、超纯水碱性添加剂、酸性添加剂、离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、防腐剂半半水水基基清清洗洗有机烃类有机酯或醚类毗咯烷酮类萜烯类硅氧烷类烷烃、石油烃、环烷烃或芳香烃表面活性剂水乙二醇酯或乙二醇醚表面活性剂水 N 甲基2 吡咯烷酮表面活性剂水 d 一萜二烯表面活性剂水甲基硅氧烷或乙基硅氧烷表面活性剂水常用非ODS 清洗剂替代品小类组成成分非非ODSODS有有机机溶溶剂剂清清洗洗可燃型有机烃类有机醇类有机酯 酮 醚类烷烃 石油烃 矿物油 环烷烃 芳香烃乙醇 丙醇 异丙醇 正丁醇 环己醇 戊醇丙酮 丁酮 二乙醚 环己酮不可燃型氟类氯类溴类氢氟氯烃类氢氟烃类全氟
21、烃类氢氟醚类氯代烃类氢溴烃类HCFC-225 HCFC-141b HCFC-123、HFC4310 HFC356、HFC338 全氟丙烷 全氟丁烷 全氟戊烷 全氟己烷 HFE-7100、HFE-7200二氯甲烷-三氯乙烯-四氯乙烯正丙基溴-二溴甲烷 2008年全国TCA配额量行业分布图 小 结vTCA具有优良的物理化学特性，在金属清洗、电子清洗、精密清洗、服装干洗、清洗剂配制、涂料配制行业广泛应用。v成功的清洗替代技术有水基清洗、碳氢化合物清洗，免清洗技术及其他非ODS清洗剂清洗技术。v在金属清洗、电子清洗、精密清洗、民用清洗剂配置行业替代技术较为成功。v在蜡模清洗剂配置、防污闪涂料配置、大容器清洗行业替代技术有待于进一步完善。
