Чем можно заменить изопропиловый спирт альтернативная замена
Основы эффективности технологии. Отмывка печатных плат: экономичные и современные альтернативы изопропанолу (IPA), этанолу и спиртобензиновой смеси
Современный процесс сборки печатных узлов (ПУ) редко обходится без отмывки наличия остатков паяльных материалов. Ведущие предприятия радиоэлектронной промышленности уже давно используют технологии отмывки ПУ, учитывающие самые жёсткие требования, предъявляемые к качеству продукции, а также стоимости и безопасности процесса. Однако, как показывает статистика, многие предприятия до сих пор работают по «традиционной» технологии отмывки, применяя изопропиловый спирт (изопропанол) или этиловый спирт (этанол) или спиртобензиновую смесь. И это несмотря на то, что на рынке доступны более эффективные, экономичные и безопасные материалы.
В данной статье пойдёт речь об особенностях применения изопропилового, этилового спирта, спиртобензиновой смеси, их преимуществах и недостатках, а также особенностях их применения в современном оборудовании для отмывки ПУ, трафаретов, инструмента и оснастки. Также будут рассмотрены альтернативные средства, обеспечивающие достижение оптимальных результатов с соблюдением самых последних требований в области эффективности, экономичности, экологичности и безопасности процессов отмывки.
Изопропиловый и этиловый спирты, а также спиртобензоновая смесь на протяжении многих лет являются доступными недорогими средствами отмывки и могут показывать приемлемые результаты отмывки при производстве радиоэлектронной аппаратуры. Эти средства используются в традиционных процессах для отмывки трафаретов, инструмента, оснастки и печатных узлов после сборки. Многие технологи ценят эти материалы за простоту использования и быструю сушку.
В то же самое время сложный состав современных паяльных материалов в большинстве случаев затрудняет удаление остатков после пайки простыми растворителями. Для обеспечения стабильного качественного результата всё чаще используются отмывочные жидкости, которые были специально разработаны и протестированы для применения в процессах производства радиоэлектронной техники. Это становится всё более актуальным для производителей военной и специальной техники, продукции медицинского и авиакосмического назначения.
Кроме того, условия приобретения использования и утилизации изопропанола и этанола периодически изменяются ввиду изменения акцизов и ужесточающихся экологических требований. Такие тенденции всё чаще заставляют производителей электроники по всему миру внедрять современные жидкости и новые подходы в отмывке.
Недостатки изопропилового, этилового спирта и спиртобензиновой смеси
Несмотря на то, что эти материалы давно используются для отмывки ПУ и трафаретов, они обладают набором недостатков, которые ограничивают их применение: низкая точка вспышки 
Рис. 1 Не полностью удалённые остатки флюса («белый налёт»)
Белый налёт представляет собой остатки флюса, которые только частично были растворены. Остатки флюса состоят из двух основных элементов: канифоли и активаторов. Остатки канифоли оказывают негативное влияние на последующие процессы производства, такие как присоединение (разварка) проволочных выводов или нанесение влагозащитных покрытий (рис. 2). Остающиеся на поверхности активаторы не видимы, но могут привести к выходу ПУ из строя при эксплуатации.
Рис. 2 «Раковины» в покрытии, вызванные остатками флюса
Расход промывочной жидкости прежде всего зависит от интенсивности испарения, времени жизни, производительности процесса и особенности применения в конкретном случае.
В сравнении с современными средствами для отмывки высокая интенсивность испарения изопропилового, этилового спирта и спиртобензиновой смеси является существенной причиной высоких потерь при их использовании. Изопропанол – это очень простой растворитель, изначально не предназначенный для удаления флюса, растворимость флюса в нём крайне ограничена. Из-за слабой производительности для них характерны ограниченное время жизни, что приводит к увеличению общих затрат. Последние испытания показали, что расход может быть снижен при использовании средств на водной основе или современных растворителей на основе модифицированных спиртовых соединений.
Кроме того, в связи с непродолжительным сроком жизни изопропилового и этилового спирта возникает необходимость в частой смене моющего раствора. Помимо затрат на сам материал добавляются затраты на утилизацию большого количества отработанных спиртов. В некоторых случаях, при правильной утилизации изопропилового, этилового спирта или спиртобензиновой смеси, стоимость этих работ может вносить существенный вклад в общую себестоимость процесса («Поверхностный монтаж» №10 (36) статья «Как сэкономить деньги при отмывке изделий электроники»).
Рис. 3. Сравнение сопротивления изоляции поверхности (SIR) после отмывки IPA и специальным средством для удаления остатков флюса
Помимо прямого воздействия опасные вещества могут оказывать косвенное влияние на здоровье сотрудников, работающих на предприятии, поскольку многие крупные производственные помещения напрямую соединены с офисными площадями. Установлено, что в связи с высокой испаряемостью изопропиловый и этиловый спирт потенциально влияют на экологическую обстановку. Это влечёт за собой ограничение в использовании таких веществ, поэтому производители пытаются найти альтернативные средства, имеющие преимущества в области влияния на здоровье, с лучшей эффективностью и более низкой стоимостью процесса.
Из вышесказанного можно сделать вывод, что изопропиловый, этиловый спирт и спиртобензиновая смесь скорее имеют больше недостатков, чем преимуществ. Высокая точка вспышки не позволяет использовать эти материалы в большинстве современного оборудования для отмывки. Слабая эффективность и высокий расход ставят под сомнение рациональность использования этих материалов для отмывки ПУ и трафаретов.
Современные альтернативы IPA, этиловому спирту и спиртобензиновой смеси
Сегодня на рынке представлено большое количество различных типов средств для удаления остатков паяльных материалов, наиболее популярными для традиционных процессов отмывки являются:
В зависимости от технических требований и производительности, такие средства могут использоваться в различных типах оборудования, как, например, ультразвуковое оборудование, оборудование для отмывки струями в жидкости или струями в воздухе.
Большинство этих средств предназначены только для применения в автоматизированных процессах, однако доступны альтернативные варианты и для ручной отмывки. Данные продукты специально разработаны для удаления остатков флюса и других паяльных материалов, и потому они существенно отличаются от изопропилового и этилового спирта, демонстрируя высокие способности удаления загрязнений, продолжительный срок жизни и высокую совместимость с современными типами оборудования. Поскольку современные растворители и средства на водной основе разработаны специально для отмывки электроники, они отвечают требованиям как для ручной, так и для автоматической отмывки.
Современные растворители, которые обычно используются в безводных и эмульсионных процессах, имеют более высокую точку вспышки и являются более безопасными в применении по сравнению с IPA, этиловым спиртом и спиртобензиновой смесью. Кроме того, они обеспечивают лучшие результаты очистки, особенно при удалении флюса с печатных плат и при очистке трафаретов, так как специально разработаны для эффективного решения этих задач.
Рис. 5 Растворённые загрязняющие вещества в средстве на основе растворителя (слева) и осажденные загрязняющие вещества в MPC жидкости (справа)
В отличие от растворителей, MPC ® (Micro Phase Cleaning – технология микро фаз) жидкости на водной основе не имеют точки вспышки в принципе. Данные средства были специально разработаны для высококачественной отмывки ПУ, трафаретов и печей для пайки. Такие жидкости обеспечивают наивысшую безопасность персонала и устраняют необходимость обеспечивать затратные меры предосторожности в условиях транспортировки, хранения и при обращении с ними. Кроме того, такие очистители имеют низкое содержание летучих органических соединений (VOC), что существенно уменьшает влияние на окружающую среду.
Благодаря своей специальной формуле, жидкости на основе технологии MPC ® обладают следующими преимуществами относительно срока службы и стоимости процесса очистки по сравнению с изопропиловым и этиловым спиртами, спиртобензиновой смесью, или средствами на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ):
В таблице 1 приведены результаты сравнения изопропанола и этанола с современными средствами для отмывки ПУ и трафаретов.
Таблица 1 Сравнительные характеристики изопропанола и этанола с альтернативными очистными средствами
Об еще одной альтернативе изопропиловому спирту.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Ситуация сейчас такая, что приходится искать альтернативы использованию изопропилового спирта для отмывки отпечатанных деталей от фотополимера. Тот самый изопропанол, что недавно стоил от 170 до 300 р за литр теперь стоит под 900, т.к. является эффективным дезинфицирующим средством. Учитывая, что цены у нас любят расти, и не любят падать – подобная ситуация сохранится надолго…
На заре своих занятий я достаточно много экспериментировал с отмывкой деталей в воде – со средством для мытья посуды (я пользуюсь корейскими), это был вполне приемлемый вариант, но мне показалось что отмывка в с этим средством охрупчивает деталь – слишком оно «ядреное», явно растворяло и недозасвеченный фотополимер.
Фото 1. Cleaner от Hardlight и салфетки.
Средство прислали в картонной коробке с рецептом, внутри – пластмассовая банка с крышкой и мерной ложкой. Согласно рецепту – 1-2 ложки на 2 литра воды. Средство представляет собой белый порошок, растворяется практически мгновенно.
Фото 2. «Клинер» от Hardlight, коробка распакована, крышка открыта.
Ну, немного о том, как я до этого отмывал детали от фотополимера:
Шаг 1. Грубая отмывка в «грязном» изопропаноле.
Шаг 2. Чистовая отмывка в «нечистом» изопропаноле.
Шаг 3. Окончательная отмывка (споласкивание) в чистом изопропаноле с сушкой при помощи салфетки.
Отмывал в двух разных баночках, УЗ ванной, мешалкой и прочим не пользуюсь. Просто бултыхаю, в сложных случаях продуваю или промываю шприцем или (в крайнем случае) использую кисточки разной степени жесткости.
Изопропанол после выставлял на окно, где фотополимер выпадал в осадок. Как показала практика – в изопропаноле все рано накапливалась какая-то гадость, но для черновой отмывки такой «регенирированный» изопропанол вполне пригоден.
Фото 3. Банки на окне. Слева направо – «грязный» изопропанол, хорошо виден осадок фотополимера, «нечистый» изопропанол, «чистый» изопропанол и «клинер» от Hardlight (тоже виден осадок фотополимера).
Так, как «грязный» спирт у меня еще есть, и использовать его никуда, кроме отмывки фотополимера, невозможно, первоначально планировал по-прежнему «вчерновую» отмывать в изопропаноле, а уже финишную отмывку – делать в средстве от Hardlight.
Но, с другой стороны – было интересно, а как средство само по себе справиться с отмывкой.
Решения пришло быстро – саму деталь я предварительно отмываю в «грязном» изопропаноле, а потом – начисто в «клинере», а поддержки – отмываю исключительно в «клинере», так сказать – в качестве эксперимента.
Детали отпечатаны из фотополимера GL Simple, у которого есть одна особенность – он очень требователен к отмывке, и при некачественной отмывке склонен к остаточной липкости, от которой очень трудно избавиться.
Результат эксперимента с отмывкой поддержек поразил – несмотря на лес поддержек они отмылись очень качественно и быстро.
Фото 4. Детали и поддержки, которые отмывал в «клинере».
В отличии от спирта «клинер» высыхает очень плохо и долго (вода – не спирт…), поэтому поставил «дожариваться» в ногтевую лампу еще влажные детали… досохли уже под ультрафиолетом.
После дожаривания обнаружил на поверхности какой-то непонятный слой, скорее скользкий, чем липкий. Логически подумав – пришел к выводу, что это остатки «клинера» на поверхности (порошок – не спирт, испариться без следа – не может). Остатки средства смыл под проточной водой со своим любимым средством для мытья посуды…
После этого – и поддержки и деталь отлично отмыты, следов остаточной липкости нет.
В целом «клинер» понравился, но он очень сильно сушит кожу – работать с ним нужно обязательно в перчатках.
И вишенка на торте – подобно изопропанолу, если «клинер» выставить на солнечный свет – фотополимер выпадает в осадок. Т.е. есть надежда, что его можно регенерировать, как и изопропанол.
Фото 5. Осадок фотополимера в новом средстве, после 6 часов на солнечном свете.
1) Средство Hardlight Cleaner хорошо отмывает фотополимер и может быть достойной альтернативой изопропанолу.
2) Средство очень агрессивно действует на кожу, работать надо обязательно в перчатках.
3) После промывки в средстве Hаrdlight требуется окончательная промывка в проточной воде для удаления остатков средства. Окончательную промывку можно проводить после дозасветки детали.
PS. Пользоваться этим средством или искать/использовать другие альтернативы – решать Вам. Но увы – искать альтернативу изопропанолу необходимо – суровая реальность текущего момента.
PSS. Было бы неплохо ссылки на статьи со всеми альтернативными способами отмывки собрать в одном месте – если кто-то что-то вспомнит – кидайте в комментарии.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Альтернативные растворы для промывки
Пост-обработка моделей является неотъемлемой частью рабочего процесса при стереолитографической 3D-печати Ополаскивание, промывка и полимеризация позволяют получать высокофункциональные модели и эффективно производить их конечную обработку.
В настоящее время вы можете столкнуться с глобальной нехваткой растворителя для промывки изопропилового спирта (ИПС) из-за эпидемии COVID-19, или на вашем предприятии нельзя применять ИПС из соображений его воспламеняемости или местных ограничений. Однако для пост-обработки мы рекомендуем использовать именно ИПС. Его отсутствие может повлиять на процессы печати и промывки моделей.
Несмотря на то, что мы сильно рекомендуем ИПС для промывки моделей, мы также можем рассказать о других рекомендуемых растворителях и растворах, которые успешно использовали наши клиенты.
Для автоматического и удобного процесса пост-обработки мы рекомендуем использовать Form Wash и Form Cure Form Wash автоматизирует процесс промывки напечатанных моделей, выполняя последовательную, тщательную, аккуратную очистку, а Form Cure точно сочетает воздействие тепла и света с длиной волны 405 нм для последующей финальной полимеризации моделей.
Способы увеличения срока службы ИПС
Если у вас есть ИПС, существует несколько способов увеличить срок его службы. Во-первых, перед погружением моделей и платформ в ИПС нужно тщательно удалить с них остатки полимера.
«Модели, напечатанные с помощью стандартных полимеров, можно замачивать в теплой мыльной воде, а затем вручную очищать их поверхность специальной щеткой или зубной щеткой», ― рекомендует старший специалист по техническому обслуживанию Formlabs Джейк Капуста. Он считает, что таким образом можно удалить некоторое количество полимера перед промывкой моделей в ИПС.
«Я бы тщательней подходил к вопросу экономии ИПС», ― говорит специалист отдела по коммерческому развитию Formlabs Кевин Готье.«Например, перед тем как помещать объект в промывочный раствор можно протирать платформу, чтобы удалить остатки полимера. Перед промывкой я бы также порекомендовал использовать сжатый воздух, чтобы сдуть неотвержденный полимер с платформы в резервуар для полимера».
При финальной полимеризации моделей в Form Cure можно погружать их в контейнер из тугоплавкого борного стекла с чистой водой, глицерином или минеральное масло. Вода, глицерин или минеральное масло помогают удалить кислород с поверхности напечатанных моделей во время финальной полимеризарции, в результате чего они хорошо очищаются и перестают быть липкими. Если ваш ИПС для промывки грязный, это поможет минимизировать количество полимера, оставшегося на поверхности модели, обеспечив полную ее полимеризацию.
Если вы выполняете печать с помощью биосовместимых полимеров, то нужно очень строго выполнять рекомендации по промывке для соблюдения требований к бисовместимости. Чтобы получить более подробную информацию о промывке моделей, посетите наш веб-сайт технической поддержки, где вы найдете информацию об этапах ополаскивания, наиболее эффективных методах для различных геометрических форм моделей и не только.
Монометиловый эфир трипропиленгликоля (TPM)
Обычно для удаления и растворения неотвержденных полимеров Formlabs рекомендует использовать изопропиловый спирт (ИПС) с концентрацией спирта 90%. Если у вас нет возможности приобрести ИПС, для очистки моделей, которые были напечатаны с помощью полимеров, не являющихся биосовместимыми, можно использовать проверенное альтернативное вещество ― монометиловый эфир трипропиленгликоля.
TPM является невоспламеняющимся растворителем со слабовыраженным запахом, что делает его эффективным для промывки моделей, напечатанных на стереолитографических принтерах Formlabs. Теперь его можно приобрести у Formlabs напрямую.
Более подробную информацию о том, как использовать TPM в работе можно найти на нашем веб-сайте технической поддержки.
Другие возможные доступные растворители
Некоторые пользователи рассказали нам об использовании других возможных доступных растворителей, нерекомендованных Formlabs официально. Пользователи, которым нужны альтернативные растворы, могут испытать их на свой страх и риск и проверить, подходят ли они для их работы:
Растворитель для очистки моделей, напечатанных на стереолитографических 3D-принтерах Poly-Flush ― менее летучий, но более дорогой по сравнению с ИПС.
Очиститель чернил на водной основе Yellow Magic ― менее летучий по сравнению с ИПС, и для эффективной очистки моделей с его помощью может потребоваться использование ультразвуковой ванны.
Очиститель MeanGreen ― для эффективной очистки моделей с его помощью может потребоваться использование ультразвуковой ванны.
Propylene Carbonate ― менее летучий и требует более активного перемешивания по сравнению с ИПС.
Монометиловый эфир дипропиленгликоля (DPM) ― представляет собой еще один широкораспространенный растворитель, используемый в 3D-печати, однако Formlabs рекомендует TPM в качестве более безопасного альтернативного раствора.
Все растворители и полимеры как всегда следует утилизировать в соответствии с местными правилами и ПБВ поставщика. Сливать воду и растворители, загрязненные спиртом или жидким полимером, в канализацию запрещается. Продолжайте читать нашу статью о технической поддержке, чтобы подробнее узнать о том, как правильно утилизировать полимеры.
Мы знаем, что сейчас предприятия и физические лица переживают трудные времена, и многим жизненно важно иметь доступ к ресурсам 3D-печати. Если у вас есть вопросы о 3D-печати при ограниченном количестве ресурсов, свяжитесь с нашей службой технической поддержки.
Что можно использовать вместо незамерзайки для авто?
Покупая зимнюю стеклоомывающую жидкость, водители рискуют нарваться на контрафакт, за который к тому же порой попросят втридорога. Чем ее заменить и можно ли сделать незамерзайку для авто своими руками?
Незамерзайка для авто своими руками
Но прежде чем рассказывать, как самому сделать незамерзайку, поясним из чего получают ту, что продается сейчас в магазинах, на автозаправках и на обочинах дорог.
Последние, как правило, делают на основе этанола, используемого в медицине и при производстве алкоголя, а также изопропанола, получаемого гидрированием ацетона или гидратацией пропилена, который, кстати, как и метанол, тоже пить не рекомендуется. Также в состав разрешенной незамерзайки входят: вода, поверхностно-активные вещества (ПАВы) для улучшения моющих свойств смеси, краситель для цвета и отдушка, чтобы перебить неприятный химический запах.
Незамерзайка своими руками из спирта
Рецепт как сделать незамерзайку для машины на основе спирта, довольно прост и заключается в смешивании упомянутых ранее ингредиентов. Помимо спирта, это вода, отдушка, краситель и несколько капель заменяющего ПАВ моющего средства для посуды. Чем больше добавлено спирта, тем при более низких температурах за окном такая стеклоомывающая жидкость не замерзнет.
| Температура замерзания | Количество спирта на 5 л незамерзайки |
| — 10° С | 1,05 л |
| — 16° С | 1,4 л |
| — 23° С | 1,79 л |
| — 29° С | 2,15 л |
| — 33° С | 2,52 л |
| — 41° С | 3,12 л |
И главный вопрос — какой спирт лучше использовать, чтобы приготовить незамерзайку своими руками. По большому счету, любой из перечисленных: этиловый или изопропиловый. Даже метанол. Ведь производить и продавать незамерзайку из него нельзя, а готовить и использовать на личном автомобиле, по сути, никто не запрещал. При этом метанол дешев и может стоить всего 10-20 рублей за литр. Вот только продают его обычно оптом — от 1 т, — что усложнит задачу. Этиловый — самый дорогой. Его продажа в розницу в чистом виде с 2017 года запрещена законом.
Достать этанол в небольших количествах можно разве что в виде водки. Но надо помнить, что она пойдет в бачок омывателя стекол неразбавленной, поскольку лишь на 40% состоит из спирта и на 60% из воды. Недостатков у такой незамерзайки, как минимум, два. Во-первых, это резкий запах, который привлечет к водителю лишнее внимание сотрудников ГУОБДД и вынудит включать рециркуляцию воздуха в салоне при каждом омывании лобового стекла.
А во-вторых, она попросту замерзнет при морозе больше — 10° С. Остается изопропиловый спирт, который дешевле этанола и доступен в розницу. Ответ на вопрос “как сделать незамерзайку из самогона?” — точно так же, как из водки. С той лишь разницей, что его крепость выше, а значит, полученная омывающая жидкость не замерзнет при более низких температурах. Либо ее получится больше, чем из водки.
Как сделать незамерзайку без спирта
Существуют рецепты приготовления зимней жидкости для стеклоомывателя без использования спирта. Например, из уксуса. Утверждается, что его раствор в воде в соотношении 1 к 1 помогает побороть наледь. Но при температурах ниже — 10° С такая омывайка бесполезна.
А при плюсовых она еще и будет досаждать резким, едким запахом, когда станет испаряться. Подобная история и с незамерзайкой из аммиака, которая тоже малоэффективна в сильные морозы. Предлагаемые некоторыми умельцами рецепты смеси из жидкости для мойки окон условно безспиртовые, поскольку некоторое количество спиртов в них все же присутствует.
КАК СДЕЛАТЬ НЕЗАМЕРЗАЙКУ ЗА 5 МИНУТ
О том, что в бачке омывателя автомобиля залит летний раствор, часто вспоминают при первых морозах. Если появилось подозрение, что в бачке и системе подачи замерзла жидкость, необходимо срочно сделать промывку.
В ближайшем магазине покупаем литр дешевой водки или даже самогона и выливаем на три четверти в заправочную емкость. Остатки лучше использовать для мойки лобового стекла. Как вариант можно снять бачок, отогреть и сделать промывку в тепле, в домашних условиях. Если времени нет, доливаем в омыватель максимальное количество алкоголя. После основательного прогрева двигателя необходимо проверить, нет ли подтекания жидкости через трещины, и попытаться запустить омыватель.