CN103429727A - 使用基于正丙基溴的溶剂组合物来清洁物品的方法 - Google Patents
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Abstract
本文提供使用基于正丙基溴的溶剂组合物来清洁物品的方法。根据一种方法，使有待清洁的物品与溶剂组合物接触，所述溶剂组合物包含约50重量百分比至约99重量百分比的正丙基溴和约0.5重量百分比至约50重量百分比的醇。所述方法除去水或水溶性污染物中的至少一种。所述方法在用于清洁物品的冷清洁与热冲洗系统中用作脱脂剂和/或清洁剂。
Description
发明领域
本发明总体上涉及使用基于正丙基溴的溶剂组合物清洁物品的领域。
背景
正丙基溴(也被称为丙基溴、1-溴丙烷或NPB)被认为是一种环境友好型商业产品。使用基于正丙基溴的清洁溶剂组合物从精密金属产品和电子物品或零件中除去残留物在本领域中是众所周知的。典型的溶剂清洁方法包括冷清洁和蒸气脱脂。
在典型的冷清洁或蒸气脱脂方法中，将有待清洁的物品与溶剂或其蒸气接触式地放置在一个池中，以使得所述溶剂溶解掉污染的残留物。冷清洁或蒸气脱脂装置可以任选地具有超声波发生器，以便有助于更好地清洁。
使用基于正丙基溴的溶剂系统来清洁物品的各种已知组合物和方法是将稳定剂与正丙基溴一起使用。稳定剂的实例包括胺、环氧化物、醚以及硝基烷烃。还已知一种使用包含正丙基溴和表面活性剂的溶剂系统来清洁物品的方法。然而，这些方法和其它方法不适用于除去水或水溶性污染物。
水在正丙基溴中具有非常低的溶解度。因此，当清洁具有水和/或水溶性表面污染物的物品时，典型地通过搅拌使基于正丙基溴的溶剂与水混合，以试图除去所述表面污染物。然而，NPB与水的混合物容易形成难以分离的乳液。正丙基溴的分解是现有基于正丙基溴的溶剂系统的另一个问题。正丙基溴容易与水反应，并且如果基于正丙基溴的溶剂中有过量的水，则正丙基溴以其正常分解速度六倍以上的速度进行分解。此外，对正丙基溴、水、以及表面活性剂的乳液的废物处理需要很多能量，并且是设备密集型的。
因此，需要使用基于正丙基溴的溶剂除去水和/或水溶性污染物的方法，所述溶剂不与水和/或水溶性污染物形成乳液，并且消除了早前所讨论的分离和分解的问题。
发明概述
本发明提供以下这些方法：所述方法包括使物品与溶剂组合物接触，所述溶剂组合物包含在约50重量百分比至约99重量百分比的范围内的正丙基溴和在约0.5重量百分比至约50重量百分比的范围内的醇，以用于除去水或水溶性污染物中的至少一种。
本发明还提供以下这些方法：所述方法包括将溶剂与水或水溶性污染物的组合引入到槽中以用于分离，并使分离的溶剂返回到池中。本发明的方法进一步包括其中再生溶剂的步骤。用于溶剂再生的方法的非限制性实例是分离或过滤。例如，使用膜过滤或重力分离来再生溶剂。
本发明的其它特征和优点在下文中参考所附的实施例进行详细描述。
详细说明
本发明提供使用基于正丙基溴的溶剂组合物来清洁物品的方法。所述溶剂组合物包含约50重量百分比至约99重量百分比的正丙基溴和约0.5重量百分比至约50重量百分比的醇。本发明的清洁方法可用于从物品上除去水或水溶性污染物中的至少一种。
如本文所用的术语“清洁”意思是冷清洁和/或热冲洗；术语“冷清洁”意思是在环境温度下用溶剂进行冲洗；并且术语“热冲洗”意思是用冷凝的溶剂进行冲洗。在本文中，术语“溶剂”和“溶剂组合物”可互换使用。
在本发明的溶剂中的正丙基溴的浓度可以是约50重量百分比至约99重量百分比或者约70重量百分比至约98重量百分比。
用于所述组合物的醇共溶剂可以是脂肪族一元醇。所述醇可以选自1-丙醇、异丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-庚醇、1-己醇以及戊醇，包括其混合物。在本发明的一方面，所述醇选自由以下组成的组：1-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇以及戊醇，包括其混合物。
在本发明的溶剂中所述醇的浓度可以是约0.5重量百分比至约50重量百分比，或者约1重量百分比至约40重量百分比，或者约2重量百分比至约30重量百分比。
本文所呈现的方法可以用于清洁各种各样的物品。物品的非限制性实例包括金属产品、玻璃产品、塑料、聚合物衬底、电子元件或物品以及其组合。
在本发明的一方面，清洁是通过在含有所述溶剂组合物的池中接触所述物品而达成的。所述物品任选地经受超声波搅拌，或者与所述溶剂组合物的喷射流接触。在另一方面，在清洁之前将所述溶剂组合物喷雾在所述物品上。在另一方面，清洁是通过用所述溶剂组合物擦拭所述物品而完成的。
本发明的方法适合例如用于在冷清洁应用中从所述物品上除去水或水溶性污染物中的至少一种。物品的冷清洁典型地在环境温度下例如在至多约55℃下进行。冷清洁的特征通常在于在有或没有搅拌的情况下将有待清洁的物品浸入并浸泡在所述溶剂组合物中。太大以致不能浸入的物品可以用所述溶剂组合物喷雾或擦拭。超声波可以连同冷清洁一起用于从深凹处或其它难以接近的区域除去水或水溶性污染物中的至少一种。本发明的方法还适用于在热冲洗应用中从物品上除去水或水溶性污染物中的至少一种。这可以通过使用通常具有两个溶剂填充池的蒸气浸入单元来达成。在一个池中，溶剂组合物在溶剂组合物的沸点下进行煮沸，而在另一个池中，提供蒸馏的冷凝溶剂，并且将所述冷凝溶剂用于冲洗。本领域技术人员所熟悉的是，沸点是由nPB和所选择的醇以及它们在溶剂组合物中比率来决定的。热冲洗应用可以任选提供有超声波来用于从深凹处或其它难以接近的区域除去水或水溶性污染物中的至少一种。
在另一方面，热冲洗涉及其中所述溶剂组合物在一个单一池冲洗器中煮沸的蒸气/喷雾单元。就在煮沸的溶剂上方提供穿孔的金属架，以便保持有待清洁的物品。冲洗器可以任选提供有用于从深凹处或其它难以接近的区域除去水或水溶性污染物中的至少一种的手动喷雾棒。
在另一方面，热冲洗应用的冲洗器在接近其顶部处提供有一套冷却盘管。冷却盘管在溶剂蒸气逸出单元之前与它接触，这导致蒸气的冷却和冷凝。蒸气的冷凝液流回到干净的槽中，在所述槽中使用各种分离方法对溶剂组合物和水或水溶性污染物中的至少一种进行分离，所述分离方法包括但不限于膜分离和/或重力分离。
本发明的方法提供优于现有的用于相同应用的方法的若干优点，并且这些优点将通过具体的实施例来进行更详细的描述。以下实施例是为说明的目的而提供，且并不意图以任何方式限制本发明。
本发明的优点之一是用于本发明的方法中的溶剂组合物甚至在过量水存在下也不形成乳液，这使得本发明的方法提供水或水溶性污染物中的至少一种的除去，并且同时提供水相与溶剂相之间的良好分离。
另一个优点是本发明的溶剂组合物可以容易地并快速地从物品上除去水或水溶性污染物，而在水存在下不经历快速分解。
实施例
以下实施例是说明本发明的原理。应理解，本发明不局限于本文例示的任何一个具体实施方案，无论是在本专利申请的实施例中还是在其它部分中。
实施例1
在室温下进行实验，以便评定用于本发明的方法中的溶剂组合物的冲洗能力。在这些实验中，将15ml新近制备的具有2mm直径的玻璃珠放入25ml的量筒中，并且将2ml水添加到25ml量筒中的玻璃珠上。然后将10ml包含90重量百分比的正丙基溴和10重量百分比的醇的溶剂添加到含有玻璃珠和水的量筒中。5分钟后测量水相的体积。0.5ml或更大的水相体积被认为是冲洗能力的阳性测试，而体积越大表示冲洗能力越好。结果概括在表1中。
实施例2
如实施例1，在室温下进行实验，以便评估用于本发明的方法中的溶剂组合物的分离能力。在这些实验中，将10ml的包含90重量百分比的配制的正丙基溴和10重量百分比的醇的溶剂注入到100ml玻璃瓶中。将2ml水添加到溶剂中；然后将瓶盖上盖子并振荡以便使溶剂与水混合。没有乳液被认为是分离能力的阳性测试。此测试的结果也概括在表1中。
表1
实施例3
通过测定1,2-环氧丁烷的消耗率来测量正丙基溴的分解速度。将0.5g的1,2-环氧丁烷添加到95g的纯正丙基溴中，以便达到0.5重量百分比的最终浓度，并且将其等体积地注入到两个100ml样品瓶中。将2g和0.1g水注入到每个样品瓶中。将样品保持在50℃下100小时。将等分试样从样品瓶中取出，并通过气相色谱分析1,2-环氧丁烷的消耗量。结果呈现在表2中。
表2
应理解，以上描述意图来说明而不是限制。很多实施方案在阅读以上描述后对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，本发明的范围不应该参考前面的描述来决定，而相反应该参考所附权利要求与被赋予这些权利要求的权利的等效物的全部范围一起来决定。所有文章和参考文献(包括专利申请和公布)的公开内容是出于所有的目的通过引用并入本文。
Claims (15)
1.一种清洁物品的方法，所述方法包括使所述物品与溶剂组合物接触，所述溶剂组合物包含在约50重量百分比至约99重量百分比的范围内的正丙基溴和在约0.5重量百分比至约50重量百分比的范围内的醇，以便除去水或水溶性污染物中的至少一种。
2.如权利要求1所述的方法，其中正丙基溴的浓度在约70重量百分比至约98重量百分比的范围内。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述醇是脂肪族一元醇。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述醇选自由以下组成的组：1-丙醇、异丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-庚醇、1-己醇以及戊醇，包括其混合物。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述醇的浓度在约2重量百分比至约30重量百分比的范围内。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述物品选自由以下组成的组：金属产品、玻璃产品、塑料、聚合物衬底、电子元件或物品以及其组合。
7.如权利要求1所述的清洁方法，其选自蒸气脱脂、冷清洁、手动擦拭、气溶胶以及喷雾。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述物品通过浸渍在充满所述溶剂的池中，或者通过用所述溶剂擦拭它，或者通过将所述溶剂喷雾在所述物品上来与所述溶剂接触。
9.一种从物品上除去水或水溶性污染物中的至少一种的方法，所述方法包括：
a)在充满溶剂的池中接触所述物品，所述溶剂包含：
i.正丙基溴，在约50重量百分比至约99重量百分比的范围内；和
ii.醇，在约0.5重量百分比至约50重量百分比的范围内；
b)将由所述溶剂和水或水溶性污染物组成的混合物引入到槽中以用于分离。
c)使分离的溶剂返回到所述池中。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述分离是通过使用选自由膜分离器和重力分离器、包括其组合所组成的组的设备来进行的。
11.如权利要求9所述的方法，其中正丙基溴的浓度在约70重量百分比至约98重量百分比的范围内。
12.如权利要求9所述的方法，其中所述醇是脂肪族一元醇。
13.如权利要求9所述的方法，其中所述醇选自由以下组成的组：1-丙醇、异丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-庚醇、1-己醇以及戊醇，包括其混合物。
14.如权利要求9所述的方法，其中所述醇的浓度在约2重量百分比至约30重量百分比的范围内。
15.如权利要求9所述的方法，其中所述物品选自由以下组成的组：金属产品、玻璃产品、塑料、聚合物衬底、电子元件或物品以及其组合。
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