CN1236866C - 使用微乳液除去有机和/或无机污垢清洗固体表面的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种固体表面的清洗方法，该方法包括步骤a借助于微乳液型清洗组合物清洗所述固体表面，步骤b沥干所述清洗过的表面，步骤c用低沸点有机溶剂或有机溶剂混合物漂洗已沥干的所述表面和步骤d用在c中使用的有机溶剂或有机溶剂混合物使所述已漂洗的表面干燥。
Description
技术领域
本发明涉及清洗的方法，更准确涉及除去固体表面(或基底)上的有机和/或无机污垢的方法。
背景技术
在电气、电子、光学和特别是机械等工业中，必须从最终得到的或将要进行最后一步加工的零件或材料上完全除去无机和/或有机污垢。
按照传统的方法，这些表面要用1，1，1-三氯乙烷，一种具有很多功能的溶剂进行清洗，但是由于这种溶剂对臭氧层有影响，被蒙特利尔公约禁止使用。
如在专利申请FR 2,795,088中所述的使用在环境温度下呈稳定的微乳液形式的清洗组合物也是已知的，其优点是能够同时除去有机和无机污垢，因为它们使溶剂部分和无机部分相结合。
但是，对用所述微乳液型组合物处理的表面，必须用水进行漂洗，可是在上述技术领域中，表面不仅应该没有任何无机和/或有机污垢，而且应该完全去掉水。
发明内容
现在已经找到了一种清洗方法，能够从固体表面(或基底)上完全除去有机和/或无机污垢以及痕迹量的水，其特征在于，该方法包括如下各个步骤：
a)借助于微乳液型清洗组合物清洗所述固体表面；
b)将所述清洗过的表面沥干；
c)用有机溶剂或低沸点有机溶剂的混合物漂洗经过沥干的所述表面，和
d)将用在c)中使用的有机溶剂或有机溶剂混合物漂洗过的所述表面进行干燥。
按照本发明使用的微乳液型清洗组合物的优点是能够有效地从待清洗的固体表面上完全除去有机和/或无机污垢。
在专利申请FR 2,795,088中叙述了这种微乳液型清洗组合物。
该组合物具体包括：
(A)30～70重量份，特别是35～60重量份的水；
(B)20～60重量份，特别是25～55重量份的至少一种在环境温度下是液体的有机溶剂；以及
(C)5～30重量份，特别是10～25重量份的至少一种通式(I)的表面活性剂：
其中：
-R1和R2各自独立地表示C5～C20线性或分支的烷基；
-M是选自Na、K和NR4 的阳离子，R各自独立地表示氢或C1～C4烷基；
(A)+(B)+(C)表示100重量份。
步骤a)的清洗可以在一个浸渍槽或带有超声波、机械振动或摇动的喷淋浴中进行。
此微乳液型清洗组合物在环境温度(大约20℃)至大约60℃的温度下使用，优选在20～40℃下使用。
固体表面清洗-步骤a)的时间根据污垢的类型及其与固体表面粘结的情况而定。
此清洗时间不超过5min，优选为1～3min。
在步骤a)中使用的微乳液型清洗组合物中所含的一种或多种有机溶剂(B)优选自脂肪族烃类、亚烷基二醇单醚和二亚烷基二醇的单醚。
脂肪族烃类可以是线形的、分支的、环状的或者它们的组合的烃。这些烃类特别含有3～24个碳原子，优选含有6～24个碳原子。可以以商品的形式获得的脂肪族烃类的例子是：
-NORPARTM 12、13和15(来自EXXON公司的正构石蜡烃溶剂)；
-ISOPARTM G、H、K、L、M、V(来自EXXON公司的异石蜡烃溶剂)；
-溶剂SHELLSOLTM(来自Shell Chemical公司)；
-CEPSA公司的PETROSOLVTM D-15/20、D-19/22、D-20/26、D-24/27、D-28/31(来自CEPSA公司的石蜡烃和异石蜡烃溶剂)；
-由EXXON公司商品化的EXXSOLTM烃类溶剂；
-由TotalFinaE1f公司商品化的煤油馏分如KETRUL 211、212、D80和D85。
亚烷基二醇的单醚特别可以是丙二醇的C4～C25单醚，比如丙二醇单甲醚(PM)、丙二醇单乙醚(PE)、丙二醇单正丙醚(PNP)、丙二醇单叔丁醚(PTB)、丙二醇单丁醚(PNB)和丙二醇单己醚。
二亚烷基二醇单醚可以是比如二丙二醇单甲醚(DPM)、二丙二醇单正丙醚(DPNP)、二丙二醇单叔丁醚(DPTB)、二丙二醇单正丁醚(DPNB)和二丙二醇单己醚，以及二乙二醇正丁醚(丁基二乙二醇醚-BDG)、二乙二醇己醚和二乙二醇辛醚。
按照本发明可使用的组合物还可以含有：
-至少一种螯合剂，比如乙二胺四乙酸(EDTA)及其盐，其含量具体为对于100重量份的(A)+(B)+(C)为0.01～0.1重量份；和/或
-至少一种抗腐蚀剂，特别选自RCOOH型有机酸，R是C4～C24烃基，和胺，对于100重量份的(A)+(B)+(C)，其含量为0.01～0.5重量份；和/或
-通常用量的至少一种添加剂，选自消毒剂、杀真菌剂(季铵盐)和杀生物剂(有机过氧化物、过氧化氢、具有活性卤素的化合物、无机酚盐、季铵盐、有机金属衍生物、有机硫衍生物)；和/或
-至少一种香精。
清洗过的固体表面要进行步骤b)的沥水，这包括从清洗组合物中取出所述清洗过的固体表面，并在环境温度下沥干，经历的沥干时间为30sec～1min。
然后，将沥干的固体表面进行步骤c)的漂洗，这一步用惰性的，优选是不可燃和低沸点的有机溶剂或有机溶剂混合物进行。
此漂洗步骤在比用于所述漂洗步骤的有机溶剂或有机溶剂混合物中挥发性最强的化合物的沸点低10～15℃，优选低5℃的温度下进行。
在涉及有机溶剂混合物时，将特别使用共沸或准共沸混合物。
所谓低沸点有机溶剂或有机溶剂混合物，当前指的是其沸点最高等于90℃，优选25～70℃的有机溶剂或有机溶剂混合物。
该有机溶剂或有机溶剂混合物可特别选自：
-脂肪醇，比如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇；
-脂肪族酯类，比如乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲酸甲酯等；
-具有5～7个碳原子的线形、分支或环状饱和烃，比如戊烷、己烷、庚烷、环戊烷、环己烷等；
-脂肪族酮类，比如丙酮、甲乙酮等；
-脂肪族醚类，比如四氢呋喃(THF)、乙醚、二丙醚、二丁醚等；
-缩醛，比如二甲氧基甲烷(甲缩醛)；
-卤代脂肪烃，比如二氯甲烷、三氯乙烷、全氟烷烃CnF2n+2(n＝4～8)、氢氟碳化合物(HFC)，比如1，1，1，2，3，4，4，5，5，5十氟戊烷(4310mee)、1，1，1，3，3-五氟丁烷(365mfc)等。
-氢氟氯碳化合物(HCFC)，比如1，1-二氯-1-氟乙烷(141b)、氢氟醚，比如全氟甲基醚(C4F9OCH3)；
或者上述化合物中至少两种的混合物。
优选使用上述化合物中至少两种的共沸或准共沸混合物。
为了进行说明，按照本发明可以作为漂洗溶剂使用的这样的共沸或准共沸混合物，可以举出：
-在专利申请FR 2,781,499-A1中提到的共沸物，比如4310mee/365mfc(9/91)的二元共沸物(括号中的数字表示共沸物中各组分的重量百分数)4310mee/365mfc/CH3OH(12/83/5)的三元共沸物；
-在专利申请FR 2,792,648中提到的共沸物，比如4310mee/三氯乙烷(89/11)的二元共沸物、4310mee/三氯乙烯/甲醇(84.5/9.5/6)的三元共沸物、4310mee/三氯乙烯/异丙醇(88.2/9.6/2.2)的三元共沸物、4310mee/三氯乙烯/甲缩醛(87/9/4)的三元共沸物；
-在专利申请FR 2,792,649中提到的共沸物，比如4310mee/二氟甲烷/环戊烷/甲醇(47.5/32.7/17/2.8)的四元共沸物；
-在专利申请FR 2,792,647中提到的共沸物，比如365mfc/二氯甲烷/甲醇/4310mee(56.2/39.8/3.5/0.5)的四元共沸物；
-在专利申请FR 2,766,836中提到的共沸物或准共沸物，比如365mfc/二氯甲烷/甲醇(89/7/4)三元准共沸物；
-在专利申请FR 2759090中提到的共沸物，比如4310mee/二氯甲烷(50/50)二元共沸物。
在所有这些共沸混合物当中，特别优选4310mee/365mfc/甲醇(12/83/5)的三元共沸物、4310mee/CH2Cl2(50/50)的二元共沸物、365mfc/二氯甲烷(56.6/43.4)的二元共沸物、4310mee/365mfc(9/91)的二元共沸物、365mfc/二氯甲烷/甲醇(89/7/4)的三元准共沸物、141b/甲醇(96/4)的二元共沸物和365/二氯甲烷/甲醇(57/39.5/3.5)的三元共沸物。
按照本发明，通过将漂洗过的固体表面曝露在由加热在漂洗步骤c)中使用的有机溶剂或有机溶剂混合物而产生的蒸汽中来进行干燥步骤d)。在非共沸有机溶剂混合物的情况下，将使用挥发性最高的化合物蒸汽进行已漂洗表面的干燥。
干燥时间至少为20sec，优选30sec至1min。
按照本发明的方法特别用来从金属、陶瓷、玻璃、塑料等零件、印刷电路(电子器件、半导体器件)的固体表面上除去有机和/或无机污垢。
本发明的方法能够得到清洁的固体表面，没有任何有机和/或无机污垢以及痕迹量的水。借助于本发明的方法清洗过的零件可立即用于其他处理操作，比如上漆、电沉积等。
实施本发明方法的装置可以依次由如下设备构成：
-一个在其中用微乳液型组合物清洗固体表面的第一槽。此槽可装有加热装置和产生超声波的装置。待清洗的一个或多个零件放置的一个板上，在如上所定义的温度下浸入到微乳液型组合物浴中，浸渍入上所定义的时间；
-然后从该浴中取出该零件进行沥干，优选在一块倾斜的平面上进行沥干，使微乳液型组合物流回到清洗槽中，然后将其导向漂洗/干燥循环。
优选在一台包括至少两个装有加热和冷凝装置的槽的商品机器中进行漂洗-干燥步骤。
在任选装有产生超声波装置的第一槽中，在如前面所定义的温度下，通过将零件浸入到有机溶剂或有机溶剂混合物浴中对其进行漂洗。然后从所述浴中取出零件，将其运送到第二槽中进行干燥。此第二槽装有在前面的漂洗槽中使用的有机溶剂或有机溶剂混合物，其被加热到其沸点。
因此，由用于漂洗的有机溶剂或有机溶剂混合物蒸汽将该零件进行干燥。借助于被冷却的冷凝蛇管将此蒸汽冷凝，并循环到液体漂洗槽中。
具体实施方式
下面的实施例用于说明本发明。
设备：
将如下设备放置成生产线：
-装有5L微乳液型组合物的清洗槽；
-倾向清洗槽的微乳液沥干倾斜平面，和
-B125型(购自Branson Ultrasonic公司)双槽机器。
其顺序的示意图如下：
待清洗的零件：
-尺寸100×100×1mm的316L不锈钢板，上面涂有Mobil Cut 151切削油或Mobil 766机油，
-尺寸100×100(每cm40根)的不锈钢丝网，沾有同样的污垢。
将这些钢板和钢丝网放置在一个板上进行如上顺序的操作。
使用的材料：
-微乳液型清洗组合物(以wt％表示)
-水：42％
-石油馏分KETRUL 211：32％
-表面活性剂，Albrigth et Wilson Iberica公司的商品EmpiminOP 070：18％
-二丙二醇单正丁醚(DPNB)：8％
-抗蚀添加剂：相对于水、石油馏分、表面活性剂和DPNB总量为0.15％，它们是：
-庚酸(0.063％)
-环十一烷酸(acide undécyclique)(0.0435％)
-IRGAMENT 42(环状胺)(0.0435％)
-有机溶剂或有机溶剂混合物，使用的溶剂及其沸点汇总在下面的表I中。
按照如上所述的示意图将涂有上述污垢的钢板和钢丝进行清洗的各个顺序的操作。清洗槽的浴温是40℃。
漂洗温度是Te-5℃，此处Te是有机溶剂、共沸物或准共沸物的沸点。
结果汇总在表I中。
表I
| 试验 | 漂洗和干燥溶剂 | Te(℃) | 清洗过的钢板和钢丝的外观 |
| 1 | 共沸物4310mee/365mfc(9/91) | 36.5 | 不再有任何污垢，表面特别清洁而干燥 |
| 2 | 共沸物4310mee/365mfc/甲醇(12/83/5) | 33.2 | |
| 3 | 准共沸物365mfc/二氯甲烷/甲醇(89/7/4) | 35.7 | |
| 4 | 共沸物4310mee/二氯甲烷(50/50) | 34.2 | |
| 5 | 稳定化的二氯甲烷 | 40 | |
| 6 | 共沸物1，1-二氯-1-氟乙烷/甲醇(96/4) | 29 | |
| 7 | 稳定化的三氯乙烯 | 86.7 | |
| 8 | 共沸物365mfc/二氯甲烷/甲醇(57/39/3.5) | 32.1 | |
| 9 | 共沸物365mfc/二氯甲烷(56.6/43.4) | 33.6 |
Claims (24)
1.固体表面的清洗方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
a借助于微乳液型清洗组合物清洗所述固体表面；
b将所述清洗过的表面沥干；
c用有机溶剂或低沸点有机溶剂的混合物漂洗经过沥干的所述表面，和
d将用在步骤c中使用的有机溶剂或有机溶剂混合物漂洗过的所述表面进行干燥。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，在环境温度至60℃的温度下使用此微乳液型清洗组合物。
3.如权利要求2的方法，其特征在于，在温度20～40℃下使用此微乳液型清洗组合物。
4.如权利要求1或2的方法，其特征在于，此步骤a中的清洗时间不超过5分钟。
5.如权利要求1的方法，其特征在于，其沥干时间为30秒至1分钟。
6.如权利要求1的方法，其特征在于，漂洗步骤c在比用于所述漂洗步骤的有机溶剂或有机溶剂混合物中挥发性最强的化合物的沸点低10～15℃的温度下进行。
7.如权利要求6的方法，其特征在于，漂洗步骤c在比用于所述漂洗步骤的有机溶剂或有机溶剂混合物中挥发性最强的化合物的沸点低5℃的温度下进行。
8.如权利要求1的方法，其特征在于，通过将漂洗过的固体表面曝露在由加热在漂洗步骤c中使用的有机溶剂或有机溶剂混合物而产生的蒸汽中来进行干燥步骤d。
9.如权利要求1、6、7或8中任一项的方法，其特征在于，该有机溶剂或有机溶剂混合物的沸点最高等于90℃。
10.如权利要求9的方法，其特征在于，该有机溶剂或有机溶剂混合物的沸点最高等于25～70℃。
11.如权利要求1或8的方法，其特征在于，干燥步骤d的时间至少为20秒。
12.如权利要求11的方法，其特征在于，干燥步骤d的时间为30秒至1分钟。
13.如权利要求1的方法，其特征在于，这种微乳液型清洗组合物包括：
(A)30～70重量份的水；
(B)20～60重量份的至少一种在环境温度下是液体的有机溶剂；和
(C)5～30重量份的至少一种通式(I)的表面活性剂：
其中：
-R1和R2各自独立地表示C5～C20线性或分支的烷基；
-M是选自Na、K和NR4 的阳离子，R各自独立地表示氢或C1～C4烷基；
(A)+(B)+(C)表示100重量份。
14.如权利要求13的方法，其中所述微乳液型清洗组合物包括35～60重量份的水。
15.如权利要求13的方法，其中所述微乳液型清洗组合物包括25～55重量份的至少一种在环境温度下是液体的有机溶剂。
16.如权利要求13的方法，其中所述微乳液型清洗组合物包括10～25重量份的至少一种通式(I)的表面活性剂.
17.如权利要求13的方法，其特征在于，在步骤a中使用的微乳液型清洗组合物中所含的一种或多种有机溶剂(B)选自脂肪族烃类、亚烷基二醇单醚和二亚烷基二醇的单醚。
18.如权利要求1～3、5～8或13-17中任意一项的方法，其特征在于，在步骤c和d中使用的该有机溶剂或有机溶剂混合物选自：脂肪醇；脂肪族酯类；具有5～7个碳原子的线性、分支或环状饱和烃；脂肪族酮类；脂肪族醚类；二甲氧基甲烷、二氯甲烷、三氯乙烯、全氟烷烃CnF2n+2，其中n＝4～8、氢氟碳化合物；氢氟氯碳化合物、全氟甲基醚或者上述化合物中至少两种的混合物。
19.如权利要求18的方法，其中所述的脂肪醇为甲醇或异丙醇。
20.如权利要求18的方法，其中所述的脂肪族酯类为乙酸乙酯。
21.如权利要求18的方法，其中所述的氢氟碳化合物为1，1，1，2，3，4，4，5，5，5十氟戊烷或1，1，1，3，3-五氟丁烷。
22.如权利要求18的方法，其中所述的氢氟氯碳化合物为1，1-二氯-1-氟乙烷。
23.如权利要求18的方法，其特征在于，这些有机溶剂混合物是所述化合物的共沸混合物或准共沸混合物。
24.如权利要求23的方法，其特征在于，在步骤c和步骤d中使用的共沸混合物或准共沸混合物选自1，1，1，2，3，4，4，5，5，5十氟戊烷/1，1，1，3，3-五氟丁烷且重量百分数为9/91的二元共沸物、1，1，1，2，3，4，4，5，5，5十氟戊烷/1，1，1，3，3-五氟丁烷/CH3OH且重量百分数为12/83/5的三元共沸物、1，1，1，3，3-五氟丁烷/二氯甲烷且重量百分数为50/50的二元准共沸物、1，1-二氯-1-氟乙烷/甲醇且重量百分数为96/4的二元共沸物、1，1，1，3，3-五氟丁烷/二氯甲烷/甲醇且重量百分数为57/39.5/3.5的三元共沸物或1，1，1，3，3-五氟丁烷/二氯甲烷且重量百分数为56.6/43.4的二元共沸物。
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