免擦水的PVD环保清洗剂与工艺(论文)(1).doc

免擦水的PVD环保碳氢清洗剂与工艺肖连庄1，夏家喜1，谭绍早2（1.东莞市新球清洗科技有限公司，东莞 523618；2. 暨南大学化学系，广州 510632）摘要：采用专利号为201010128398.9一种改性碳氢清洗剂(简称洗蜡王)与专利号为201110301853.0一种改性碳氢清洗剂真空清洗除油除蜡工艺对PVD工件进行清洗，取得了显著的清洗效果以及良好的经济和环境效益，是一种环境友好的创新性清洗技术。本文介绍了改性碳氢清洗剂与清洗工艺的设备、流程及优点。关键词：改性碳氢清洗剂、真空清洗工艺、免擦水、PVD、技术创新。传统的PVD清洗工艺要经过三氯乙烯、除蜡水、电解、活化、毛巾擦水、烤箱烘干等工序，存在流程复杂、时间长、人工成本高、环境污染等缺点1,2。本公司在真空清洗系统中采用自主研发的专利产品改性碳氢清洗剂(简称洗蜡王)对PVD工件进行清洗，具有除蜡,祛油,除胶等多种功能。减少自来水用量，不使用三氯乙烯、纯水的优点，重点免去人工擦水、烤箱烘干的工序，具有清洗效率高、程序控制、环境友好、工艺简单、运行成本低等优点，是一种创新型的PVD清洗工艺技术3-5。一、改性碳氢清洗剂的特性改性碳氢清洗剂(洗蜡王)是经科学配方优选，由高纯度碳氢化合物加氢精制，再结合清洗材料和污垢的要求，与渗透剂、偶联剂、置换剂、增溶剂、稳定剂等复合而成。本产品洗净力强，与材料相容性好，无腐蚀，自然挥发损失小，不破坏臭氧层，是三氯乙烯等卤代烃较理想的环保替代清洗剂。、清洗祛污力强: 改性碳氢清洗剂对于抛光蜡.膏、胶粘剂、润滑油脂、防锈油、乳化加工油等具有极强的溶解力，还能洗掉工件上的各类指纹、汗渍、粉尘和金属屑。由于其界面张力低，并可以置换工件表面的水份使之落到清洗槽底部集中排放。、清洗效率高: 在保障清洗质量的同时，简化清洗工序，缩短清洗时间，不用换挂，节省人工，真空清洗后无残留，无水印，免人工擦水，可以直接进入真空电镀炉。、清洗质量好: 由于产品的渗透性好，溶解力强，对一些外形结构复杂的工件，如表带、表壳、卫浴洁具等，能清除盲孔、牙发枝、缝隙、内腔、栓棒等高难处的脏污。依据我们现有客户的实践，能达到比三氯乙烯还要好的清洗效果、材料相容性好: 因本产品为油性溶剂并含有缓蚀剂，不含酸、碱，也不会象三氯乙烯在与空气中的水分长时间接触后会发生酸化。所以对各种金属材料，特别是锌合金、铜铝合金、等有色金属具有缓蚀和保护作用。、运行成本低: 本产品的沸点在150以上，对比三氯乙烯而言蒸发损失小。在使用保管过程中挥发损失极小，并且可以通过回收循环使用。性价比高，综合成本低。、对环境友好: 该产品通过SGS认证，无卤素，无ODS，通过回收达到零排放。不破坏臭氧层。毒性低。不含致癌物质，符合清洁生产要求。因此可以放心使用。图1、碳氢真空清洗原理图二、 改性碳氢清洗剂的应用优势从2000年开始，碳氢清洗技术和设备广泛运用于马达、轴承、精密零件、五金件、继电器等工件的清洗。从2008年开始，由我们公司全国首创，采用最新专利产品:特种改性碳氢清洗剂、真空清洗工艺与设备在电镀和PVD行业推广应用于除蜡,祛油,除胶的前处理。通过客户的实际应用取得了非常显著的经济效益和社会效益。并于20102011年取得了改性碳氢清洗剂与真空清洗工艺的专利。碳氢真空清洗设备是由超声波系统，真空脱气系统，循环过滤系统，机械臂运转系统，真空干燥系统 ，真空蒸馏回收系统，浓度监测系统，自动灭火系统，电气控制系统等组成，原理见(图一)。在普通超声波清洗过程中，清洗槽内的液体残存的气体较多，碳氢清洗剂中含气量通常是水的8至1 0 倍，造成超声波空化功能的传递衰减，含气的空化泡会降低空化强度，影响了超声波的空化效应和清洗效果。当采用真空清洗时，清洗槽盖会自动关闭，真空脱气系统启动，将槽内空气抽尽，在真空状态下将盲孔、缝隙内及清洗剂中的气体与污垢抽出，超声波启动，到设定的清洗时问后，真空释放，缸盖自动打开，清洗篮进入下一槽进行碳氢系统洗净。洗蜡王是在碳氢清洗剂基础上，运用科学的调配方法，复配出来改性碳氢清洗剂。由于抛光蜡成分复杂，单用普通碳氢清洗剂不能难完全去除工件上面的抛光蜡与胶粘剂，而洗蜡王正好克服了碳氢清洗剂对极性物质溶解能力差的缺点，里面特有的两亲活性物对抛光蜡中的硬脂酸类，蜡类，油脂类，松香类物质都有很好的溶解能力。洗蜡王环保毒性低，KB值高，苯胺点低，对蜡溶解性能好，不腐蚀金属，不酸化，可回收。洗蜡王采用真空干燥，在真空度-98KPa下，其沸点下降了80-90左右，将洗蜡王的终沸点从原来的200下降至110-120左右，干燥容易、迅速。三氯乙烯的比重1.46、水的比重1.0、洗蜡王比重0.78，相比之下洗蜡王的比重最低。采用脱气超声波清洗或真空清洗工艺，把洗蜡王改性碳氢清洗剂气体抽走，以最大限度减少清洗剂中的气泡，提高超声波空穴作用，降低超声波在清洗剂中传递的阻力以增强超声波的强度，提高清洗质量与清洗效率。采用真空回收机，在真空度-98KPa下，其沸点下降了80-90左右，将洗蜡王的沸点从原来的终沸点200下降至110-120左右。这样清洗剂就可以很容易进行回收循环使用。三、真空清洗工艺的技术创新传统的真空电镀清洗的工艺流程（见图2A）要经过三氯乙烯清洗，除蜡水清洗，清水漂洗，纯水漂洗，电解除油，酸活化，慢拉，毛巾擦水，烤箱烘干等工艺。改性碳氢清洗剂真空清洗的新工艺流程（见图2B）经过除蜡水预洗，自来水漂洗，洗蜡王改性碳氢清洗剂真空清洗，高纯度碳氢清洗剂真空清洗，蒸汽清洗，真空干燥。从实例中可以得出，在原有的清洗流程中替代三氯乙烯、电解除油、草酸活化、毛巾擦水、烤箱烘干共5道工序。当然不同厂家会根据实际情况按旧工艺采用不同的清洗方案，但跟实例大同小异，只是在有些工艺上面稍微有一点区别。实际处理中，新工艺可以免去三氯乙烯，纯水漂洗、慢拉、电解除油、酸活化、毛巾擦水、烤箱烘干。由于三氯乙烯易酸化，酸化后对金属有一定的氧化作用。用三氯乙烯清洗的产品大多需要去除氧化皮进行活化。由于新工艺使用的是洗蜡王改性碳氢清洗剂，不易酸化，不会对金属产生氧化作用，所以不需要酸活化的这道工艺。传统工艺需要电解除油工艺是因为需要去除三氯乙烯和除蜡水无法彻底清除盲孔、牙发枝、栓棒、缝隙等脏污，在新工艺中由于洗蜡王改性碳氢清洗剂的KB值高达136，苯胺点47，溶解蜡能力强，可以替代三氯乙烯，再配合真空清洗技术和设备下可以彻底去除盲孔、缝隙、栓棒里的脏污，可以大大降低产品清洗的不良率，提高清洗品质。传统真空电镀清洗工艺流程图：(A)创新真空电镀清洗工艺流程图：(B)图2、传统工艺与新工艺流程的对比毛巾擦水和烤箱烘干是真空电镀企业最为头痛的问题之一。通常企业要用多道超纯水，加上热水慢拉的工艺，但还是不能彻底解决水印、水纹的问题。所以全行业都是用毛巾或是无尘布人工擦水，再用烤箱烤干。但产品的不良率还是居高不下，行业水平不良率是在10%30%之间。新工艺是采用碳氢真空清洗工艺， 无需采用毛巾擦水和烤箱烘干工序。以图2实例来说明，首先在经过第1-4槽除蜡水预洗和自来水漂洗来去除部分脏污，减少后续工序的负担。第5槽切水工序经过洗蜡王改性碳氢清洗剂浸泡4-5分钟可以去除工件上面的水分。第6-7槽洗蜡王改性碳氢清洗剂配合真空清洗技术可以彻底清除盲孔牙发枝、栓棒缝隙、夹缝里的所有脏污。第810槽是采用高纯度的环保碳氢清洗剂配合真空清洗技术将前面所留下来的残留物清洗干净。第10槽是承担了最高标准的清洗“蒸气清洗”和真空干燥的任务。以客户“深圳市XXX真空技术有限公司”为例，1、免去擦水员工20人；2、成品合格率提高10%以上；3、免去纯水漂洗、人工擦水、烘干炉烘烤工序；4、自来水用量减少，不使用三氯乙烯、纯水；5、简化工艺流程，提高生产效率，符合清洁生产要求。结论改性碳氢清洗剂与真空清洗的新工艺不使用三氯乙烯、纯水，免擦水，并且不需要烤箱烘干工序。具有清洗品质高、效率高，省工、省时、省力的综合效益。不使用ODS,环境友好。改性碳氢清洗剂可以回收使用、运行成本低的优点。此外，在PVD产品品质上，成品合格率可以提高10%以上。所以，改性碳氢清洗剂与真空清洗工艺是创新型清洗技术，具有很好的经济、环境和社会效益。参考文献1 张景和. 浅析化学清洗剂J, 黑