CN109370809B - 一种低泡水基清洗剂及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低泡高效水基清洗剂及清洗方法，由以下质量百分比的原料制成：表面活性剂6%~12%；缓蚀剂0%~0.1%；消泡剂0%~0.05%；余量为去离子水；非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，吐温20，烷基酚聚氧乙烯9醚，三乙醇胺中的任一种，或两种，或三种，或四种以各自大于0%的质量比混合；阳离子表面活性剂是十六烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的任一种，或两种，或任三种以各自大于0%的质量比混合。本发明清洗剂配合清洗工艺能够强力去除松香型助焊剂焊后的表面残留物，焊点保持光亮，表面绝缘性能好；在清洗过程中低挥发性，不会产生公害物质而影响工作人员健康，且清洗过程中几乎没有泡沫产生。

Description

一种低泡水基清洗剂及清洗方法

技术领域

本发明属于电路焊接组装焊后清洗剂制造领域，涉及到一种低泡水基清洗剂及清洗工艺方法。尤其涉及适用于电子产品的焊后产品清洗的清洗剂，特别是在表面组装技术。

背景技术

SMT是目前电子组装行业里最为流行的一种技术，主要是将SMC/SMD通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装在PCB的表面或者其他基板的表面上。纵观整个电子行业的发展周期，虽然中国的SMT产业处于发展初期，但早已步入正轨，且呈现出蓬勃发展的态势。随着对电子产品小型化和精密化，锡焊后的元器件引脚上不可避免的会残留助焊剂、钎剂、锡膏等残留物或者其他外来污染物，不仅会使产品可靠性变差，而且可能会导致后期出现短路，腐蚀等引起电气故障。

目前采用的清洗剂主要是由醇类，酮类，烷烃类，脂类等低闪点，低沸点的溶剂组成，此类清洗剂在清洗后残留物较少，但其成本较高、易燃易爆、挥发性大等，对工作人员的身体健康会产生危害，此外，低碳类的醇会因为吸水性强而出现清洗的表面出现发白现象，影响产品的美观。

如今国内研发的清洗剂品种繁多，其“水基”最为亮点，按照水的含量可分为半水基清洗剂和水基清洗剂，其中水基清洗剂还可按照酸碱性可分为碱性清洗剂、中性清洗剂、碱性清洗剂。虽然基本上都能满足清洗要求，但一方面，大多数清洗剂对钎料及助焊剂的种类依赖性强，清洗范围有限，稳定性差，易挥发且对人体健康有害。另一方面，大多数清洗剂制备方法繁琐，有的需要引进其他辅助设备，且清洗剂的成分复杂，对焊点会产生腐蚀，在清洗过程中会产生大量气泡，无法用于全自动化清洗和超声波清洗。

现有技术中，如CN107474973A专利中公布了一种PCB板用水基清洗剂，其制备方法为：（1）在反应釜中加入苯并三氮唑、壬基酚聚氧乙烯醚、D-柠檬烯、乙酸丁酯、乙醇胺、十二烷基醇聚氧乙烯醚羧酸钠、乙醇，混合搅拌5~20min；（2）继续加入异丙醇、单硬脂酸聚氧乙烯酯、硝基乙烷、月桂醇醚磷酸酯钾，充分搅拌均匀15~25min；（3）最后加入羟基乙叉二膦酸四钠和去离子水，超声波振荡20~35min，静置过滤。该清洗剂制备方法繁琐，在制备过程中还需要超声波机作为辅助设备，且成分复杂，导致成本偏高，且加入的乙醇，异丙醇等属于易挥发的药品，影响工作人员身体健康。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种低泡水基清洗剂及清洗工艺；该水基清洗剂制备方法简单，清洗过程中低泡、低挥发性、安全性高、不会腐蚀被清洗件等。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低泡水基清洗剂，其特征在于：由以下质量百分比的原料制成：

表面活性剂：6%~12%；

缓蚀剂： 0%~0. 1%；

消泡剂： 0%~0.05%；

余量为去离子水； 各成分重量之和为100%。

进一步的特征是：所述表面活性剂为非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂与双子星非离子型表面活性剂复配而成，其中非离子表面活性剂占表面活性剂总重量的50%~69%；阳离子表面活性剂占表面活性剂总重量的30%~49%；双子星非离子型表面活性剂占表面活性剂总重量的1%~20%。

所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，吐温20，烷基酚聚氧乙烯9醚，三乙醇胺中的任一种或两种以各自大于0%的质量比混合，或任三种以各自大于0%的质量比混合，或四种以各自大于0%的质量比混合；

所述阳离子表面活性剂是：十六烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的任一种，或两种以各自大于0%的质量比混合，或任三种以各自大于0%的质量比混合；

所述双子星非离子型表面活性剂由一种简单的环醚与Surfynol104按照一定质量百分比加合而成，其中简单的环醚质量占比为加合物总质量的50%-69%，Surfynol104为余量。

所述简单的环醚为1、4-二氧六环，或环氧乙烷中的任一种。

所述缓蚀剂为苯并三氮唑。

所述消泡剂为聚醚改性硅油。

所述非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂与双子星非离子型表面活性剂的重量比为5:3:2。

一种低泡水基清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:

按照前述的水基清洗剂所含的成分和含量比例，分别量取各成分原料，在常温常压下，在带有搅拌器的反应釜中加入去离子水开始搅拌，再分别加入表面活性剂、缓蚀剂及消泡剂，持续搅拌至完全混合后停止搅拌并静置。

一种低泡水基清洗剂清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）待清洗件在80℃+2℃的水中浸泡35~50min；

2）将按照前述的水基清洗剂所含的成分和含量比例，配制好的清洗剂与待清洗件置于超声波清洗机内，调整初始为60℃—65℃，超声清洗25~40min，所选超声波机功率根据清洗件的尺寸和数量在100~800W之间调节；

3）完成步骤2）后，将清洗件置于60℃—65℃的去离子水中漂洗5~8min。

4）把漂洗完成的清洗件置于75℃—85℃的干燥箱干燥0.5h—1.5 h后取出，清洗完成。

相对于现有技术，本发明的低泡水基清洗剂及清洗工艺，具有如下有益效果：

1、本发明获得的水基清洗剂制备方法简单，成本低；

2、本发明获得的水基清洗剂在清洗过程中低泡、低挥发性、安全性高、不会腐蚀被清洗件；

3、本发明的水基清洗剂洗后表面无残留，焊点光亮，表面绝缘性能好；

4、本发明的水基清洗剂适用于自动化清洗和超声波清洗，其清洗效果显著。

本发明中的水基清洗剂，是针对目前表面组装工艺焊接过程中产生的大量残留物和外来污染物，腐蚀性大，影响外观。本发明清洗剂配合清洗工艺能够强力去除松香型助焊剂焊后的表面残留物，焊点保持光亮，表面绝缘性能好，在清洗过程中低挥发性，不会产生公害物质而影响工作人员健康，且制备方法简单，成本低廉、清洗过程中几乎没有泡沫产生，适用于全自动化清洗和超声波清洗，清洗工艺易操作。

具体实施方式

以下将结合具体实施方式，对本发明进行详细说明。

一种低泡水基清洗剂，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：

表面活性剂6%~12%；

缓蚀剂， 0%~0. 1%;

消泡剂， 0%~0.05%；

余量为去离子水；

各成分重量之和为100%。

所述表面活性剂为非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂与双子星非离子型表面活性剂复配而成，其中非离子表面活性剂不得低于表面活性剂总重量的50%，即占总重量的50%~69%；阳离子表面活性剂不得低于表面活性剂总重量的30%，即占总重量的30%~49%；双子星非离子型表面活性剂添加量不得高于表面活性剂总重量的20%，即占总重量的1%~20%。

所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，吐温20，烷基酚聚氧乙烯9醚，三乙醇胺中的任一种或两种以各自大于0%的质量比混合，或任三种以各自大于0%的质量比混合，其主要作用是在清洗过程中能够保护金属表面防止氧化；

所述阳离子表面活性剂属于季铵盐；十六烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的一种或两种以各自大于0%的质量比混合，或任三种以各自大于0%的质量比混合，其具有优良的渗透、乳化作用；

所述双子星非离子型表面活性剂由一种简单的环醚与Surfynol104按照一定质量百分比加合而成，其中环醚质量占比为加合物总质量的50%-69%，Surfynol104为余量。其加合物符合FDA和EPA标准，不含溶剂和APE，属于炔二醇乙氧基化合物，其主要作用是降低体系的动态表面张力和静态表面张力，具有较好的亲水性，润湿，低泡等性能；Surfynol104的系列药品是美国空气化工产品，中文名是美国空气104，也可以直接用这个英文名。

所述简单环醚为1、4-二氧六环，环氧乙烷中的一种。

所述缓蚀剂为苯并三氮唑；

所述消泡剂为聚醚改性硅油。

所述的水基清洗剂为碱性类清洗剂。

优选地，所述非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂与双子星非离子型表面活性剂的重量比为5:3:2。

本发明的表面活性剂，其可选择的具体的质量百分比为：6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、10%、10.5%、11%、11.5%、12%等，都能满足本发明的需要；本发明的缓蚀剂，其可选择的具体的质量百分比为：0%、0.001%、0.002%、0.005%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0. 1%等，都能满足本发明的需要; 本发明的消泡剂，其可选择的具体的质量百分比为：0%、0.001%、0.002%、0.005%、0.008%、0.01%、0.015%、0.018%、0.02%、0.025%、0.03%、0.035%、0.04%、0.045%、0.05%等，都能满足本发明的需要。某组分的含量取零时，则表示这个单一配比中不采用这个组分。

一种低泡水基清洗剂的制备方法，按照前面任一所述的水基清洗剂所含的成分和含量比例分别量取各成分原料，在常温常压下，在带有搅拌器的反应釜中加入去离子水开始搅拌，再分别加入表面活性剂、缓蚀剂及消泡剂，持续搅拌至完全混合后停止搅拌并静置。

一种低泡水基清洗剂清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）待清洗件在80℃+2℃的水中浸泡35~50min；

2）将按照前述的水基清洗剂所含的成分和含量比例，配制好的清洗剂与待清洗件置于超声波清洗机内，调整初始为60℃—65℃，超声清洗25~40min，所选超声波机功率根据清洗件的尺寸和数量在100~800W之间调节；

3）完成步骤2）后，将清洗件置于60℃—65℃的去离子水中漂洗5~8min。

4）把漂洗完成的清洗件置于75℃—85℃的干燥箱干燥0.5h—1.5 h后取出，清洗完成。

实施例 1

低泡水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比6%， 其中脂肪醇聚氧乙烯醚: 十六烷基三甲基氯化铵：Surfyonl440=5:4:1，缓蚀剂0.01%，为苯并三氮唑，消泡剂0.01%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。

实施例 2

低泡水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比7%，其中吐温20：十四烷基三甲基氯化铵： Surfyonl440=6 ：3：1，缓蚀剂0.02%，为苯并三氮唑，消泡剂0.018%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。

实施例 3

低泡水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比9%，其中三乙醇胺：十二烷基三甲基氯化铵： Surfyonl440=5:3:2，缓蚀剂0.05%，为苯并三氮唑，消泡剂0.04%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。

实施例 4

低泡水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比8%， 其中脂肪醇聚氧乙烯醚：十六烷基三甲基氯化铵：Surfyonl465=5:4:1, 缓蚀剂0.02%，为苯并三氮唑，消泡剂0.025%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。

实施例 5

低泡水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比6.5%，其中烷基酚聚氧乙烯9醚：十四烷基三甲基氯化铵：Surfyonl465=6:3:1，缓蚀剂0.03%，为苯并三氮唑，消泡剂0.035%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。

实施例 6

低泡水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比9.5%，其中吐温20：十二烷基三甲基氯化铵： Surfyonl465=5:3:2，缓蚀剂0.06%，为苯并三氮唑，消泡剂0.04%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。

实施例 7

低泡水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比10.5%，其中三乙醇胺：十六烷基三甲基氯化铵： Surfyonl485=5:4:1缓蚀剂0.08%，为苯并三氮唑，消泡剂0.04%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。

实施例 8

低泡水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比10%，其中吐温20：十四烷基三甲基氯化铵：Surfyonl485=6:3:1 缓蚀剂0.09%，为苯并三氮唑，消泡剂0.04%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。

实施例9

低泡水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比12%，其中烷基酚聚氧乙烯9醚：十二烷基三甲基氯化铵：Surfyonl485=5:3:2, 缓蚀剂0. 1%，为苯并三氮唑，消泡剂0.05%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。

使用以上实施例配制成的清洗剂时不需要特殊的辅助设备，不会产生挥发性有毒气体，清洗后的表面基本无残留，焊点光亮、美观，表面绝缘性能好，对焊点不会产生腐蚀，洗后废液可回收处理，且不会对工作人员和大自然产生危害，真正意义上的无残留，安全环保的水基清洗剂。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种低泡水基清洗剂，其特征在于：由以下质量百分比的原料制成：

表面活性剂：6%~12%；

缓蚀剂： 0.001%~0. 1%，缓蚀剂为苯并三氮唑；

消泡剂：0.001%~0.05%，消泡剂为聚醚改性硅油；

余量为去离子水； 各成分重量之和为100%；

所述表面活性剂为非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂与双子星非离子型表面活性剂复配而成，其中非离子表面活性剂占表面活性剂总重量的50%~69%；阳离子表面活性剂占表面活性剂总重量的30%~49%；双子星非离子型表面活性剂占表面活性剂总重量的1%~20%；

所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，吐温20，烷基酚聚氧乙烯9醚，三乙醇胺四种以各自大于0%的质量比混合；

所述阳离子表面活性剂是：十六烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵三种以各自大于0%的质量比混合；

所述双子星非离子型表面活性剂由一种简单的环醚与Surfynol104按照一定质量百分比加合而成，其中简单的环醚质量占比为加合物总质量的50%-69%，Surfynol104为余量；

所述简单的环醚为1、4-二氧六环，或环氧乙烷中的任一种。

2.根据权利要求1所述的低泡水基清洗剂，其特征在于：所述非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂与双子星非离子型表面活性剂的重量比为5:3:2。

3.一种低泡水基清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:

按照权利要求 1或2所述的水基清洗剂所含的成分和含量比例，分别量取各成分原料，在常温常压下，在带有搅拌器的反应釜中加入去离子水开始搅拌，再分别加入表面活性剂、缓蚀剂及消泡剂，持续搅拌至完全混合后停止搅拌并静置。

4.一种低泡水基清洗剂清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）待清洗件在80℃+2℃的水中浸泡35~50min；

2）将按照权利要求 1或2所述的水基清洗剂所含的成分和含量比例配制好的清洗剂与待清洗件置于超声波清洗机内，调整初始为60℃—65℃，超声清洗25~40min，所选超声波机功率根据清洗件的尺寸和数量在100~800W之间调节；

3）完成步骤2）后，将清洗件置于60℃—65℃的去离子水中漂洗5~8min；

4）把漂洗完成的清洗件置于75℃—85℃的干燥箱干燥0.5h—1.5 h后取出，清洗完成。