CN111088125A - 一种实验室光学仪器用清洗剂及其清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实验室光学仪器用清洗剂及其清洗方法，属于清洁领域。由正溴丙烷与选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、环戊烷、正辛烷、异辛烷、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃中至少一种化合组组成的共沸组合物。本发明，通过选取正溴丙烷作为主溶剂，并与多种有机溶剂组成共沸组合物，提高了清洗剂的清洗效果。在使用前通过超声波搅拌，提高了共沸组合物的分散度，保证了清洗剂的最佳清洗效果。
Description
技术领域
本发明属于清洁领域，尤其是一种实验室光学仪器用清洗剂及其清洗方法。
背景技术
光学仪器即利用光学原理进行观察或测量的装置，不仅包括我们日常生活中经常接触的凸透镜、凹透镜、摄像机等简单设备，还包括实验室内的各种精密的检测设备，例如显微镜、激光粒径仪、光谱检测设备、色相分析设备、质谱设备等仪器。然而这些检测设备在实用过程中，会接触各种不同类型的污渍，当检测设备中包含有物质时，可能导致检测结果出现加大的偏差，因此在每次检测前和检测后，都需要对检测设备进行清洗。
根据清洗方法和原理的不同，现有的清洗方式可以分为化学清洗和物理清洗。物理清洗剂借助各种机械外力和能量使污垢粉碎、分解并剥离开物体表面，达到清洗效果。具体包括利用热学、力学、声学、光学、电学的原理去除表面污垢的方法都应归为物理清洗范围，但是物理清洗只能清洁设备局部的污垢，不能对设备表面积累的酸碱盐、油污等污垢进行深层次的清洗，对于一些设备的内循环系统，通过该法无法达到清洁的目的，因此只在极其有限的设备器件上使用。化学清洗是化学药剂清除设备污垢的方法。因有极大的发展空间，在经过科学家和化工专家多年的研究努力下，不断产生一代又一代新产品，逐步成为清洗各种精密的检测设备的主流方法。
由于溶剂型清洗剂，具有去油种类多、除油速度快、去污能强等优点，在实际使用过程中得到了广泛的使用。但是清洗行业以往所使用的溶剂型清洗剂多以三氯乙烷物质作为主，然而三氯乙烷物质等清洗剂属于ODS，对大气臭氧层具有破坏作用，正在日益严重地影响着地球的环境和人类的生存质量，因而被列为禁止使用的产品。目前，各国研究机构都在积极踊跃地研发ODS的替代品。
发明内容
发明目的：提供一种实验室光学仪器用清洗剂及其清洗方法，以解决上述背景技术中的问题。
技术方案：一种实验室光学仪器用清洗剂，包括：正溴丙烷与选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、环戊烷、正辛烷、异辛烷、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃中至少一种化合组组成的共沸组合物。
作为一个优选方案，所述正溴丙烷、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、环戊烷、正辛烷、异辛烷、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃的纯度均大于99.98%。
作为一个优选方案，所述共沸组合物在标准大气压下，其沸点在40～80℃。
作为一个优选方案，所述共沸组合中，以质量百分百比计，正溴丙烷所占的比例为70%以上。
另一方面，基于上述的实验室光学仪器用清洗剂的清洗方法，应用于光学仪器外表面的清洗、可拆卸光学镜头的清洗，包括如下步骤：将所述共沸组合物置于密闭的蓝盖超声瓶，经过超声波搅拌器中处理，然后加入到喷雾器中，然后通过喷雾器将清洗剂喷至待清洗区域，然后通过无尘布，轻轻拂过清洗区域，吸收大颗粒的液滴，然后小颗粒液滴自然挥发，即完成清洗过程。
另外，应用于光学仪器内循环系统的清洗，包括如下步骤：将所述共沸组合物置于密闭的蓝盖超声瓶，经过超声波搅拌器中处理，将内循环系统与进水泵连接，然后通过进水泵将清洗剂输送至内循环系统中，然后运行2～5循环，然后空转进水泵一个循环，带走大颗粒的液滴，然后小颗粒液滴自然挥发，即完成清洗过程。
作为一个优选方案，所述超声波搅拌器的功率和时间大小之间的满足如下
关系：
其中，
为正溴丙烷的密度，
为标准温度，此处
25+273.15K，
为正溴丙烷溶剂的极性；
为清洗剂的平均密度，
为超声波搅拌器中清洗剂的开式温度，
为清洗剂中个组分的极性；
为清洗剂中个组分摩尔百分比，均为已知常数。
有益效果：本发明涉及一种实验室光学仪器用清洗剂，通过选取正溴丙烷作为主溶剂，并与多种有机溶剂组成共沸组合物，提高了清洗剂的清洗效果。在使用前通过超声波搅拌，提高了共沸组合物的分散度，保证了清洗剂的最佳清洗效果。
附图说明
图1是本发明中实施例1中使用未清洗的激光粒径仪对碳粉样品进行测量得到具体的粒径分布图。
图2是本发明中实施例1中得到的清洗剂清洗的激光粒径仪后，对碳粉样品进行测量得到具体的粒径分布图。
具体实施方式
由于溶剂型清洗剂，具有去油种类多、除油速度快、去污能强等优点，在实际使用过程中得到了广泛的使用。在使用溶剂型清洗剂的实践中，除了在一些场合使用单一的纯溶剂外，往往使用几种有机溶剂复配得到的混合溶剂清洗剂，混合溶剂清洗剂如果配制得好，可以发挥每种溶剂各自的清洗优势，可以取得比单一组分的溶剂清洗剂更好的清洗效果。在混合溶剂清洗剂中有一种叫做共沸组合物的清洗剂更受研发人员的青睐，共沸组合物虽然是由两种溶剂组成的，但它在沸腾蒸发过程中表现出的性能却与单一成分的纯溶剂一样，具有固定的沸点而且在沸腾蒸发的过程中它液相中两种溶剂的组成与它在气相中的组成完全相同并保持不变，因此在使用后可像单一组分溶剂清洗剂那样通过蒸馏除去污垢，纯化之后继续使用，给配制溶剂清洗剂的工作带来很大的方便。但是实践证明并不是把任意两种溶剂放在一起，都能配成共沸组合物。
但是清洗行业以往所使用的共沸组合物的清洗剂多以三氯乙烷物质作为主溶剂，然而三氯乙烷物质等清洗剂属于ODS，对大气臭氧层具有破坏作用，正在日益严重地影响着地球的环境和人类的生存质量，因而被列为禁止使用的产品。目前，各国研究机构都在积极踊跃地研发ODS的替代品。其中，正溴丙烷由于其具有很强的溶解油酯的能力，可以替代一些过渡性的清洗溶剂如 HCFC-225、HCFC-141B 和其它一些可燃性的清洗溶剂。
本发明以正溴丙烷作为主溶剂，通过正溴丙烷与选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、环戊烷、正辛烷、异辛烷、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃等有机溶剂组成共沸组合物。其中，为保证形成共沸组合物的稳定性，所述正溴丙烷所占的比例为70%以上。且所述正溴丙烷、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、环戊烷、正辛烷、异辛烷、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃的纯度均大于99.98%。上述形成的共沸组合物在标准大气压下，其沸点均在40～80℃。
在实际使用过程中，由于共沸组合物在长期储存和运输过程中，其物理稳定性会有一定程度下降，具体表现为共沸组合物清洁剂会有结晶物析出、导致透明度降低，甚至是分层、有沉淀产生等问题。此时通过简单的机械搅拌，很难重新初始透明度。
因此，针对上述问题，并基于上述的实验室光学仪器用清洗剂设计了相应的清洗方法，具体在应用于光学仪器外表面的清洗、可拆卸光学镜头的清洗，包括如下步骤：将所述共沸组合物置于密闭的蓝盖超声瓶，经过超声波搅拌器中处理，然后加入到喷雾器中，然后通过喷雾器将清洗剂喷至待清洗区域，然后通过无尘布，轻轻拂过清洗区域，吸收大颗粒的液滴，然后小颗粒液滴自然挥发，即完成清洗过程。
另外，应用于光学仪器内循环系统的清洗，包括如下步骤：将所述共沸组合物置于密闭的蓝盖超声瓶，经过超声波搅拌器中处理，将内循环系统与进水泵连接，然后通过进水泵将清洗剂输送至内循环系统中，然后运行2～5循环，然后空转进水泵一个循环，带走大颗粒的液滴，然后小颗粒液滴自然挥发，即完成清洗过程。
在进一步实施过程中，所述超声波搅拌器的功率和时间大小之间的满足如下
关系：
其中，
为正溴丙烷的密度，
为标准温度，此处
25+273.15K，
为正溴丙烷溶剂的极性；为清洗剂的平均密度，
为超声波搅拌器中清洗剂的开式温度，
为清洗剂中个组分的极性；
为清洗剂中个组分摩尔百分比，均为已知常数。
在超声波搅拌过程中，超声波处理过程中会形成大量的空化泡，空化泡在超过一定阈值的声压下发生崩溃并产生冲击波，这样在声空化的作用下，已近成型的晶体会被急剧的冲击波打碎，其中，极性溶剂的气化泡的临界半径的
。结合上述问题，当
时，共沸组合物清洁剂的气化泡的临界半径小于标准正溴丙烷临界半径，因此仅需要
的功率下搅拌30～45min。若超声波功率过大或超声时间过长，会产生大量的热量，导致共沸组合物的组分发生改变，使得被分散的晶体再次团聚在一起。
时，共沸组合物清洁剂的气化泡的临界半径大于标准正溴丙烷临界半径，如若超声波功率过小或超声时间过短，则达不到打碎结晶和分散的作用。
下面结合实施例，对本发明作进一步说明，所述的实施例的示例旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
实施例1-1
将正溴丙烷、异丙醇按照1：1的质量比加入蒸馏装置的蒸馏瓶中，然后开始蒸馏，并在沸腾蒸馏过程中注意观查在蒸馏瓶出口处温度计指示的温度变化，在蒸馏过程中，在蒸馏过程中，温度计指示的温度逐渐升高。当温度计的温度在68℃左右时，混合溶液沸腾，尾接管处有大量液滴滴出，随着馏出液的蒸馏出，尾接管处的液滴又开始减少，然后温度计的温度继续上升，升温至83℃并稳定，然后在尾接管处又有大量液滴滴出。其中通过多次试验，得出在温度升温至83℃时，馏出液的重量占总质量65%。
实施例1-2
在实施例1-1的基础上，可以得出正溴丙烷、异丙醇能够组成共沸组合物，而且通过流出液的比例可以求出正溴丙烷、异丙醇共沸混合的质量组合比为82.5：17.5，本实施例在实施例1-1的基础上做进一步验证。
将正溴丙烷、异丙醇按照82.5：17.5的质量比加入蒸馏装置的蒸馏瓶中，然后开始蒸馏，并在沸腾蒸馏过程中注意观查在蒸馏瓶出口处温度计指示的温度变化，在蒸馏过程中，在蒸馏过程中，温度计指示的温度逐渐升高。当温度计的温度在68℃左右时，混合溶液沸腾，尾接管处有大量液滴滴出，直至液体全部被馏出。
因此正溴丙烷、异丙醇组成的清洁剂的最佳配比为82.5:17.5组成共沸组合物，其共沸点的温度为68℃。
实施例1-3
以清洗激光粒径仪为例，使用未清洗的激光粒径仪对碳粉样品进行测量，具体的粒径分布图见附图1。
清洗激光粒径仪：将所述共沸组合物置于密闭的蓝盖超声瓶，经过超声波搅拌器中在
的功率下搅拌30～45min，然后加入到喷雾器中，然后通过喷雾器将清洗剂喷其透光镜片的外表面，然后通过无尘布，轻轻拂过清洗区域，吸收大颗粒的液滴，然后小颗粒液滴自然挥发，即完成清洗过程。同时，将内循环系统与进水泵连接，然后通过进水泵将清洗剂输送至内循环系统中，然后运行3循环，然后空转进水泵一个循环，带走大颗粒的液滴，然后小颗粒液滴自然挥发，即完成清洗过程。
使用上述清洗完毕的激光粒径仪对碳粉样品进行测量，具体的粒径分布图见附图2。
实施例1～13
在实施例1的基础上，进行相同的实验，可以得出各实施例中共沸组合物的清洗剂的最佳配比、以及人工污渍的去污率，具体数据见下表。
其中，人工污渍的组成为凡士林：硅油：无水硫酸钠、硅酸钠按照1:1:1:1的比例复配。99.99%纯度的正溴丙烷的去污率为93.8%。
可以看出各实施例中的二元或三元共沸组合物，均具有较好去污效率，大部分的清洗剂去污效率均要大于单质正溴丙烷的去污率。从附图1和附图2中，可以去除大量干扰，也能从侧面验证该共沸组合物的清洗剂的具有较好的去污效果。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (8)
1.一种实验室光学仪器用清洗剂，其特征在于，由正溴丙烷与选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、环戊烷、正辛烷、异辛烷、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃中至少一种化合组组成的共沸组合物。
2.根据权利要求1所述的实验室光学仪器用清洗剂，其特征在于，所述正溴丙烷、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、环戊烷、正辛烷、异辛烷、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃的纯度均大于99.98%。
3.根据权利要求1所述的实验室光学仪器用清洗剂，其特征在于，所述共沸组合物在标准大气压下，其沸点在40～80℃。
4.根据权利要求1所述的实验室光学仪器用清洗剂，其特征在于，所述共沸组合中，以质量百分百比计，正溴丙烷所占的比例为70%以上。
5.基于权利要求1～4任一项所述的实验室光学仪器用清洗剂的清洗方法，应用于光学仪器外表面的清洗、可拆卸光学镜头的清洗，其特征在于，包括如下步骤：将所述共沸组合物置于密闭的蓝盖超声瓶，经过超声波搅拌器中处理，然后加入到喷雾器中，然后通过喷雾器将清洗剂喷至待清洗区域，然后通过无尘布，轻轻拂过清洗区域，吸收大颗粒的液滴，然后小颗粒液滴自然挥发，即完成清洗过程。
6.根据权利要求5所述的实验室光学仪器用清洗剂的清洗方法，其特征在于，所述超声波搅拌器的功率和时间大小之间的满足如下
关系：
其中，
为正溴丙烷的密度，
为标准温度，此处
25+273.15K，
为正溴丙烷溶剂的极性；
为清洗剂的平均密度，
为超声波搅拌器中清洗剂的开式温度，
为清洗剂中个组分的极性；
为清洗剂中个组分摩尔百分比，均为已知常数。
7.基于权利要求1～4任一项所述的实验室光学仪器用清洗剂的清洗方法，应用于光学仪器内循环系统的清洗，其特征在于，包括如下步骤：将所述共沸组合物置于密闭的蓝盖超声瓶，经过超声波搅拌器中处理，将内循环系统与进水泵连接，然后通过进水泵将清洗剂输送至内循环系统中，然后运行2～5循环，然后空转进水泵一个循环，带走大颗粒的液滴，然后小颗粒液滴自然挥发，即完成清洗过程。
8.根据权利要求7所述的实验室光学仪器用清洗剂的清洗方法，其特征在于，所述超声波搅拌器的功率和时间大小之间的满足如下
关系：
其中，
为正溴丙烷的密度，
为标准温度，此处
25+273.15K，
为正溴丙烷溶剂的极性；
为清洗剂的平均密度，
为超声波搅拌器中清洗剂的开式温度，
为清洗剂中个组分的极性；
为清洗剂中个组分摩尔百分比。
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| CN111621371A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-09-04 | 河北冀研能源科学技术研究院有限公司 | 一种在线浊度表测量系统光洁剂 |
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2019
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