一種高效率雷射清洗技術的製作方法

2023-06-01 18:26:36

本發明屬於工業清洗技術領域，提供了一種高效率雷射清洗技術。

背景技術：

工業清洗是一門新興行業。在我國發展歷史較短，經過改革開放的飛速發展，已經取得一定成效，已成為我國國民經濟可持續發展的重要戰略決策。同比過去幾十年，工業清洗已經不是單純的簡單操作，而是一項需要專業技術，專業設備的新興產業。當今綠色環保產業滲透覆蓋到所有工業領域，已經成為國家市場經濟發展的宏觀推動形成朝陽產業。工業清洗一般分為化學清洗，物理清洗，生物清洗。

化學清洗技術的發展與清洗劑的進步密切相關，清洗劑經歷了簡單到複合專項的發展，初期主要是酸洗和鹼洗等強腐蝕性的試劑，品種單一，功能性差，緩蝕性能較差，限制了化學清洗的應用。清洗服務的對象主要與石油化工，電力供熱等傳熱設備，由於清洗廢液對環境有汙染，毒性揮發大，綜合技術水平較低。隨著清洗助劑、緩蝕劑和複合配液的不斷跟進，規劃出更加專業高效的清洗產品。化學清洗方式在生產實踐中存在很多實際問題，但化學清洗技術將向環保型、功能型、精細化、集成化方向發展。隨著精細有機合成技術、生物技術，檢測技術等相關技術的進步，化學清洗技術正面臨綠色環保方向的轉型。弱酸性或中性的試劑取代強腐蝕試劑，水基清洗劑將取代溶劑型和乳液型清洗劑，操作便捷、功能性強。物理清洗技術是通過各種機械外部力量促使汙垢粉碎，碾磨、分解並剝離物體表面，從而達到清洗效果，我國物理清洗仍處於發展階段，一部分設備得到應用。生物清洗技術是通過微生物將設備表面的油汙等油汙轉化為無汙染的水溶性物質的過程。

目前我國清洗行業仍處於產生階段和產業化階段，在技術水平上仍有較大的提升空間，清洗配劑的簡單單一，緩蝕技術與操作工藝的落後，總體清洗水平普遍較低，不能滿足國內市場的需要，整體實力較弱，單一的清洗方式具有局限性。我國的清洗行業面臨著眾多問題，體制上的不足，資金的匱乏，技術的落後，產業轉型和環境治理的新要求。國內的清洗劑廠家的產品銷售主要通過代理方式。由於工業清洗沒有形成一個完善的具象概念和統計範圍，暫時沒法確定權威的數據統計。總之，我國的工業清洗行業正在向著國際大環境需要的方向發展。

雷射清洗作為一種環保可靠的清潔技術,潛在著廣闊的發展空間。雷射產業的出現推動了光電產業的發展，是信息產業的支柱產業。據前瞻產業研究院測算，2014年國內雷射產業市場規模在1300億元左右。到2016年近期目標時，雷射光產業產值預計超4000億元，增加值上千億元。雷射產業園已建的和正在興建的已超過16個。我國目前雷射企業有3000家以上。雷射產業正處於高速增長期。

雷射清洗與機械磨擦清洗、化學腐蝕清洗、液體固體強力衝擊清洗、高頻超聲清洗等傳統清洗方法相比，有明顯的優點。它高效、快捷、成本低，對基片產生的熱負荷和機械負荷小，清洗為非損傷；廢物可回收，無環境汙染；安全可靠，不損害操作人員健康；可以清除各種不同厚度、不同成份的塗層；清潔過程易於實現自動化控制，實現遠距離遙控清洗等雷射清洗目前有3種清洗方法,雷射乾式清洗方法、雷射溼式清洗方法、雷射激波清洗方法，但是一般的雷射清洗方法往往存在清洗效率不高、成本高等問題。

針對這種情況，我們提出一種高效率雷射清洗技術。其主要在於先對待清洗物表面進行預處理，然後在表面塗覆一層水和乙醇的混合液膜，然後在液膜中加入一些熱膨脹微膠囊，使得液膜在雷射照射下急劇受熱，迅速產生爆炸性的氣化使得基底表面的汙染物鬆散，提高了雷射的清洗效率。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種高效率雷射清洗技術，可以解決傳統工業清洗品種單一、功能性差、操作複雜、環保性能差、緩蝕技術與操作工藝落後，後續處理工作繁雜等缺點，同時也可以解決一般雷射清洗方法效率不高、成本高、工藝複雜等問題。

本發明涉及的具體技術方案如下：

一種高效率雷射清洗技術，先對待清洗物表面進行預處理，然後在表面塗覆一層水和乙醇的混合液膜，然後在液膜中加入一些熱膨脹微膠囊，使得液膜在雷射照射下急劇受熱，迅速產生爆炸性的氣化使得基底表面的汙染物鬆散。具體步驟如下：

（1）將食鹽與水溶性高分子分散劑溶解於去離子水中，一邊攪拌一邊加入無機分散劑，即為水相。將單體、引發劑、發泡劑及交聯劑按一定質量比例混合，攪拌均勻並充分溶解，即為油相。將油相與水相混合，高速剪切乳化，反應5~15min後，轉入水浴容器內，通入惰性氣體以排除空氣，然後在真空狀態下升溫至60~70℃，恆溫密閉反應20~24h。反應結束後，冷卻至室溫，並抽濾、洗滌、乾燥，得到熱膨脹微膠囊；

（2）對待清洗物件的表面進行適當預處理後，塗覆一層水和乙醇的混合液膜，然後將步驟（1）所得的熱膨脹微膠囊加入到液膜中，採用雷射照射液膜，液膜急劇受熱，微膠囊的外殼受熱軟化，發泡劑逸出，迅速產生爆炸性的氣化，使得基底表面的汙染物鬆散而脫離物件表面，從而顯著提高了雷射清洗的效率。

優選的，步驟（1）所述水溶性高分子分散劑為甲基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或聚環氧乙烷；

優選的，步驟（1）所述無機分散劑為氧化鋁、二氧化矽或氫氧化鎂；

優選的，步驟（1）所述單體為丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸甲酯；

優選的，步驟（1）所述引發劑為偶氮二異丁腈、過氧化苯甲醯或過硫酸鹽；

優選的，步驟（1）所述發泡劑為正辛烷或異辛烷、正己烷或異己烷、正戊烷或異戊烷；

優選的，步驟（1）所述交聯劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯或三羥甲基丙烷三丙烯酸酯；

優選的，步驟（1）所述水相中，食鹽的加入量為水的質量的15~30%，高分子分散劑的加入量為水的質量的0.5~1%，無機分散劑的加入量為水的質量的2~3%；

優選的，步驟（1）所述油相中，引發劑的加入量為單體質量的0.7~1%，發泡劑的加入量為單體質量的20~30%，交聯劑的加入量為單體質量的2~3%；

優選的，步驟（1）所述水相與油相的混合質量比為3：1~5：1；

優選的，步驟（2）所述液膜中，乙醇與水的比例為2：1~3：1；

優選的，步驟（2）所述熱膨脹微膠囊的加入量為液膜質量的3~5%。

本發明中，熱膨脹微膠囊的製備及乙醇液膜的形成是關鍵技術。在懸浮聚合中，每個液珠都是一個微型的反應器。反應過程中，液珠不斷被攪拌，反應容器的內部構造及攪拌槳的外形直接關係到微膠囊的成型過程。矮胖型的反應容器，底部空間大，有利於充分混合。瘦長型的反應容器，傳熱面積大，有利於充分傳熱。在反應容器內設置擋板，配以軸向攪拌葉，可加強對液體的剪切分散，提高攪拌的均勻性，體系更穩定，所得微膠囊粒徑更小，分布更為均勻。反應過程中，對分散液粘度及反應溫度的控制很重要。分散液粘度過大，會造成傳熱不均勻，液珠難以達到引發溫度，單體聚合不能勻速穩定進行；粘度過小，液珠在聚合前碰撞融合導致粒徑變大，聚合後碰撞導致薄膜破裂，影響氣密性及膨脹性能。反應溫度過高，聚合物沉積不均勻，導致微膠囊外殼厚度不均；溫度過低，反應速度慢，時間長，影響進程。乙醇液膜塗覆時，應儘量保持厚度均勻，微膠囊在乙醇液膜中分布均勻，以達到良好的清潔效果。

本發明提供了一種高效率雷射清洗技術，與現有技術相比，其突出的特點和優異的效果在於：

1.本發明的雷射清洗技術，清洗效率高，成本低。

2.本發明的雷射清洗技術，可用於大部分固體材料的表面清潔，適用範圍廣。

3.本發明的雷射清洗技術，對固體表面無損傷，可用於精密儀器的零件清洗。

4.本發明的雷射清洗技術，其清洗過程具有環保性，後處理簡單。

具體實施方式

以下通過具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明，但不應將此理解為本發明的範圍僅限於以下的實例。在不脫離本發明上述方法思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包含在本發明的範圍內。

實施例1