溴代正丙烷npb工業(yè)清洗劑

1. 前言:
對于頑固油份的清洗到目前為目止仍以氯代溶劑Zui為經(jīng)濟有效,但基于環(huán)境保護與人體安全,大多數(shù)的氯代溶劑均巳被限制或禁止。美國環(huán)保組織巳在數(shù)年前立法通過使用溴代正丙烷替代氟氯烴,用作清洗劑。
本產(chǎn)品npb以烷基溴代物為原料的新型溶劑，在經(jīng)劑與性能方面都接近氯代溶劑，而溴代正丙烷的物性與高洗凈力類似三氯乙烷，且具有低臭氧破壞系數(shù)（ozonedepletion potential=odp）、低暖化系數(shù)(globalwarming potential=gwp), 而且沒有閃火點,是目前氯代劑的替代品之一。
2、溴代正丙烷（npb）的物性
目前有錯誤報道說，溴代正丙烷具有閃火點，經(jīng)過反復試驗，不論cleveland開放式或tag密閉式，結果確認沒有閃火點。如部份氯化劑一樣，美國運輸部（dot）規(guī)定溴代正丙烷為“非易燃性液體”。此外，其燃燒界限范圍極為狹窄，在空氣中，重量比4至7.8%時有可能燃燒。
表 1 溴代正丙烷（npb）與其它溶劑的比較

npb

111三氯乙烷

三氯乙烯

hcfc－141b

hcfc－225

沸點（℃）

71

74

87

32

54

比重，25℃

1.35

1.32

1.46

1.24

1.55

粘度，cps,25℃

0.49

0.79

0.54

0.43

0.59

蒸汽壓，20℃

110.8

100

57.8

593

285

比熱，25℃

0.27

0.25

0.22

0.26

0.25

潛熱，（cal/g）

58.8

57.5

57.2

52.3

33

溶解度，（g/100gh2o）

0.24

0.07

0.11

0.18

0.033

水溶解性(g/100g溶劑)

0.05

0.05

0.03

0.042

0.03

表面張力，（dyne/cm,20℃）

25.9

25.6

26.4

19.3

16.2

閃火點，tcc(℃)

無

無

無

無

無

燃燒界限（重量％）

4-7.8

7-13

8-10.5

7.6-17.7

無

3、洗凈力

表示溶劑洗凈力的指標有hildebrandt變數(shù) kauri-butanol 值與hansen值。下表中列出各溶劑的數(shù)值，一般氯代溶劑與表中數(shù)值相近。

表2溶解度參數(shù)（雖然溶解度參數(shù)表示洗凈力，但不代表實際的洗凈力）

npb

111三氯乙烷

三氯乙烯

二氯甲烷

四氯乙烯

hildebrandt 變數(shù)

18．2

17.4

18.8

19.8

19.0

kauri-butanol值

125

124

129

136

90

hansen參數(shù):非極性

16.0

17

18.0

18.2

19.0

:極性

6.5

4.3

3.1

6.3

6.5

:氫鍵

4.7

2.1

5.3

6.1

2.9

比較一般溫度下的洗凈力，應依據(jù)以下的要點實施：
1．溶劑中混入30％±的溶液
2．測定鋼絲絨的重量，浸入上述溶液，取出后于100℃干燥30分鐘
3．再測定鋼絲絨的重量，記錄殘留土的重量
4．將鋼絲絨置入玻璃管中，以3ml測試溶劑洗滌.
5．取出鋼絲絨,用同樣方式干燥
表3以相當于至少1ml土的重量表示洗凈力

礦物油

聚酯

潤滑油酯

矽油

npb

0.88

1.44

0.97

1.00

1,1,1-三氯乙烷

1.00

1.00

1.00

1.00

三氯乙烯

0.82

1.25

0.59

0.95

四氯乙烯

0.67

1.21

0.82

0.83

二氯甲烷

1.01

0.80

0.87

0.88

4.蒸發(fā)速率
從原料成本的觀點而言,Zui經(jīng)濟的替代溶劑是水性系統(tǒng),但是它存在兩個問題，一是不揮發(fā)性界面活性劑的殘留,另一是干燥性差,因而造成某些清洗狀況的限制,而以npb與四種氯化溶劑蒸發(fā)速率的相對比較

表4 蒸發(fā)速率的相對比較

n-pb

1,1,1-三氯乙烷

三氯乙烯

四氯乙烯

二氯甲烷

0.96

1.00

0.57

0.18

1.64

5. 熱安定性

了解新溶劑的熱安定性與熱分解生成物,對于使用時的安全性很重要,尤其需要知道在何種溫度下分解、其分解物是否具有危險性，特別是毒性方面。
熱安定性的試驗有以下兩種方法：
在columbia scientific, 熱安定試驗是采用accelerating rate calorimetry (arc)method,此種方法是檢測放熱以決定開始分解溫度。 npb調配劑（添加安定劑）在226.5℃開始發(fā)熱,npb(無安定劑)在395℃以下未發(fā)現(xiàn)任何放熱 ,然而冷卻后鋼瓶內的壓力比npb(添加安定劑)高,從壓力的數(shù)據(jù)顯示,npb(無安定劑)的熱分解是從226.5℃開始,但是arc無法檢測到底是吸熱還是放熱.在npb調配劑(添加安定劑)方面,其分解伴隨放熱是與一種以上的安定劑反應。
采集上述實驗不銹鋼瓶中生成的分解物,以分析儀(gc/ms)分析發(fā)現(xiàn),有無添加安定劑npb的分解物幾乎沒有差異,只是分解物的比例不同.其中并沒有檢測出游離溴或氫溴酸,雖然確定有溴化甲烷.苯,但是沒有大量的高毒性物,也不像氯化溶劑會產(chǎn)生光氣之類的非常高毒性化合物。
第二種觀察熱安定性的試驗,是假定在蒸汽脫脂中熱源引起的現(xiàn)象.在250ml燒瓶中加入npb調配劑,浸入鉻線圈,通電使線圈赤熱至溶劑沸騰,并采集其蒸發(fā)份.蒸發(fā)份采取后,以gc/ms分析,發(fā)現(xiàn)分解物中有部分含氧物質。
根據(jù)以上兩種實驗檢測出的分解物如下所示.

arc法

鎳鉻合金浸漬法

丙烷

丙烷

異丁烷

溴代甲烷

正烷

溴代乙烷

溴代甲烷

苯

2-甲基丁烷

甲苯

戊烷

氯化丙烷

溴代乙烷

二丙酯

有支鍵c6h14異構物

1,3,5-三氧化環(huán)庚烷

溴代異丙烷

4-溴代-2-丁醇

己烷

苯

c7h16

根據(jù)此一熱安定性試驗的結果,以npb為基料的新溶劑即使有意外的熱點(hot-spot),除了上述分解物之外,不會產(chǎn)生任何的危險物與有害物。

6.氫溴酸引起的腐蝕
由于npb水解會生成氫溴酸(hbr),而氯化溶劑水解會產(chǎn)生鹽酸(hcl),因此有必要了解這兩種酸的腐蝕性
碳鋼( cs )與不銹鋼( ss)於兩種濃度(飽和.經(jīng)過稀釋)與溫度(25℃、53℃)條件下.進行靜止狀態(tài)的腐蝕試驗,實驗結果確認氫溴酸(hbr)在四種條件中的腐蝕性是Zui低的.

表5 hcl與hbr之腐蝕性比較 腐蝕率 ,mil/年

溫度, ℃

材質

37%hcl

48%hbr

0.1n hcl

0.1n hbr

25

1010cs

5650

368

83

40

25

316ss

2150

3

0.05

0.03

53

1010cs

417

63

53

316ss

無

無

7.水解

npb與1,1,1-三氯乙烷的水解安定性,以下述三種條件試驗做比較.
1. 100ml的溶劑與25ml的稀釋水回流164小時.
2. 將316ss部分浸漬於1.中
3. 將10g的顆粒狀木炭加入2.中,於索式濃縮器(soxhlet condenser)中回流濃縮.此雖為蒸汽脫脂的設備,但可利用對炭素的吸脫作用,作為排放的控制。
經(jīng)此試驗后,分析水層與溶劑層,結果如下所示.npb調制品的水解比1,1,1-三氯乙烷高出2－3倍，而在前述的腐蝕試驗中，稀釋hcl對碳鋼的腐蝕性比稀釋hbr大約高出2-7倍。此外，高濃度hcl比高濃度hbr的腐蝕性,對碳鋼高出15倍,對不銹鋼316高出700倍。
表6 npb與1，1，1－三氯乙烷的水解性比較

a

b

c

d

e

f

npb，ml

100

100

100

1,1,1-三氯乙烷ml

100

100

100

不銹鋼316

無

無

有

有

有

有

碳鋼

無

無

無

無

無

無

水部

顏色

無

無

藍綠色

藍綠色

藍綠色

藍綠色

酸度,相當hcl重量%

3.33

1.39

2.13

1.43

3.89

1.50

鹵化物,相當hcl重量%

3.03

1.05

2.47

1.12

3.96

1.27

8. 產(chǎn)品組成物的安定性
npb可適用于蒸氧脫酯,因此在其經(jīng)連續(xù)的蒸留、冷凝、回收程序中，直接加熱70℃蒸留22小時，并以氣相分析儀gc分析蒸留前后產(chǎn)品之組成。由表7可知npb及安定劑在連續(xù)的蒸留作業(yè)中均可保持相當?shù)陌捕ㄐ裕私Y果也與由sayboltlaboratories相同測試之其沸點僅增高1℃的結果一致.

表7npb調配劑組成物的安定性

npb

安定劑a

安定劑b

安定劑c

其他

實驗前

94.58

4.17

0.58

0.39

0.27

蒸留瓶

94.87

3.95

0.53

0.37

0.28

回收品

94.10

4.53

0.68

0.43

0.25

9、金屬及鐵桶內襯的相容性

npb與金屬以及鐵桶內視的相容性，是根據(jù)美國軍規(guī)格mil-t-81533a4.4.9.進行試驗。此種試驗原本是評估軍事用途1，1，1－三氯乙烷的適用性，以確認對金屬的腐蝕性。
下列金屬，經(jīng)過此種試驗沒有問題。
－鎳–英高鎳（inconel）-鎂 -鈦-黃銅 -銅-鋅
-蒙耐合金(monel) -碳鋼1010 -鋁 -不銹鋼316l
鋁的表面會立刻與1,1,1-三氯乙烷反應,但npb的反應性較低,當鋁的表面有刮傷時,1,1,1-三氯乙烷會立即變?yōu)樗{色,而npb即使經(jīng)過幾個小時也不會變色,因此npb可以放心使用于鋁金屬。
在腐蝕試驗方面，對于碳鋼1010、不銹鋼316、環(huán)氧酚醛以及酚醛烤漆內襯進行54℃x2個月的浸漬試驗，結果這些材料均適合作為npb溶劑的長期保存容器，同時也適用于氟化物。

10、塑料與彈性體的相容性
塑料與彈性體的相容性，下列素材在npb沸騰溶劑中浸漬15分鐘，確認結果良好。

塑料

彈性體

acculam tm 環(huán)氧玻璃

adiprene tm pu

alathon tm hdpe

aflas tm ptfe

delrin tm 聚縮醛

buna-n tm橡塑

kynar tm

kalrez tm 氟素彈性體

nylon tm (6，66)

neoprene tm 聚氯丁二烯

酚醛

viton-a氟素彈性體

聚酯

viton-b 氟素彈性體

聚丙烯

teflon tm ptfe

tefzel tm 乙烯/ptef

xlpe tm 架橋pe

11、應用實例

某家制造醫(yī)療器具電子零件的公司以往使用cfc113，基于性能、空間與成本等理由，改用新型溶劑系統(tǒng)，Zui初試驗d-檸檬油精(d-lemonene),由于殘留物以及生成氧化物的因素,并沒有采用。
后來試驗了以npb為基料的洗凈劑，沒有d-檸檬油精殘留物的問題,而且去除助焊劑(flux)的效果優(yōu)于cfc113,雖然對于某些塑料有若干變色與脫色的情形,對此,只要縮短接觸時間即可解決

溴代正丙烷npb工業(yè)清洗劑

主要成份
cas: 106-94-5 英文名字: n-propylbromide 中文名字: 溴代正丙烷
含量:99.5%以上
重要危害: 長時間高濃度暴露可能造成對肺、腎、肝有損傷.
主要癥狀: 刺激感, 麻醉感,頭昏, 惡心.
急救措施:
1.吸入: a, 將受害者自暴露處移開
b, 使用適當保護器或呼吸器.
2.皮膚接觸: a, 可用大量清水沖洗,并可使用肥皂.
b, 沖洗時脫去污染的衣服.
3.眼睛接觸: a, 用大量清水沖洗 15分鐘以上.
b, 如仍覺刺激,則請醫(yī)生治療.
4.食入: a, 可鹽水灌胃,使其嘔吐.
b, 保持安靜,迅速就醫(yī).
滅火措施:
適用滅火劑: 二氧化碳,干粉,泡沫滅火器.
滅火時要注意可能產(chǎn)生的hbr,co,co2等有害氣體.
滅火步驟:
1,撤離所有人員
2,盡快將可燃物與事故現(xiàn)狀隔離.
3,立即從Zui近距離進行滅火.
4,避免將水直接噴入儲存容器內,以免沸溢危險.
泄漏處理方法:
1,隔離火源
2,在安全狀況許可下,設法阻漏,實施清理.
3,將人員遠離泄漏區(qū),并通知負責單位.
4,穿戴適當之個人防護設備.
環(huán)境注意事項:
1,用沙. 泥土或其他惰性物質來堵泄漏物.
2,避免外泄物進入水溝或密閉空間內.
3,必要時通報政府環(huán)境保護相關單位.
清理方法:
1,統(tǒng)一收集.
2,送合格廢物處理廠處理

安全處置與儲存方法：
處置：
1，在指定之通風良好處
2，遠離熱源，火花，火焰處
3，避免操作時產(chǎn)生霧滴，并穿戴適當個人防護設備。
存儲：
1，貯存于陰涼干燥，通風良好處，
2，遠離火源。
3，如有大量囤積則須考慮接地處理。
個人防護設備：
呼吸防護：盡量減少暴露，必要時使用合格呼吸器。
手部防護：耐化學品手套
眼睛防護：安全護目鏡
皮膚及身體防護：防滲衣服或防護衣
衛(wèi)生措施： 1，工作場所嚴禁抽煙飲食
2，處理此物后須徹底洗手。
物理及化學性質：
狀態(tài)：無色或淡黃色液體，稍具刺激性氣味。
沸點： 71℃.
閃點: 無
ph: 6-7
自燃溫度： 490℃
密度：1.34(25/25℃)
安全性及反應性:
安定性: 穩(wěn)定,一般情況下較安全.
特殊狀況下可能危害反應: 無
應避免狀況:避免火源及高溫.
應避免物質: 強氧化劑,強酸及強堿,堿金屬,堿土金屬.
危害分解物:燃燒后主要產(chǎn)生二氧化碳，水及少量一氧化碳與溴化氫．
毒性資料：
急毒性：
吸入：高溫度蒸氣下會刺激呼吸器官而導致頭痛、頭眩．
眼睛：造成刺激與痛苦，高濃度蒸氣可能傷害眼睛組織．
皮膚：輕微刺激性，長時間接觸表面有干燥現(xiàn)象