CN1033847A - 三氯三氟乙烷与二氯二氟乙烷的共沸物或类共沸物组成 - Google Patents

三氯三氟乙烷与二氯二氟乙烷的共沸物或类共沸物组成 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙 烷(FC-113)与1，2-二氯-1，1-二氟乙烷 (FC-1326)的共沸物或类共沸物的组成，此共沸物 适用于溶剂清洗的用途。

Description

近年来含氯烃及含氯氟烃已作为特种清洗溶剂获得广泛的应用，其用途包括清洗金属和除去油脂以及清洗印制电路板和工具。在这些用途中经常用作溶剂的物质包括1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷，三氯乙烯、四氯乙烯、1，1，1-三氯乙烷及二氯甲烷与1，1，2-三氯-1，2，2-三氯乙烷的共沸物。对于某些清洗用途来说，单独使用1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷可能没有足够的清洗能力，而含氯烃溶剂又可能腐蚀性太强。对于溶剂的能力来说，三氯甲烷与1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷的共沸物是一种理想的折衷。但是，人们对二氯甲烷毒性的日益关注已使此种溶剂成为一种不流行的选择。
在对含氯烃毒性的关注日益增加的同时，现代工业的清洗问题正变得更加复杂和多样化，而对清洗溶剂的要求也更加严格。溶剂必须是低沸点、不易燃、具有低毒性，并且对于要除去的剩余物应具有高溶剂能力，但此能力不可太强以致腐蚀要清洗的基体。
使用溶剂混合物时通常可得到所需沸点、易燃性和溶剂能力的特性。但是，混合物经常不能令人满意，因为当使用和回收时，它们会分馏到一种不合乎要求的程度，以致难以再使用一种没有改变组成的溶剂混合物。
另一方面，经常使用具有共沸物或类共沸物特性的混合物，是因为它们具有一种最低的沸点，而且在沸腾时不会分馏。这是合乎要求的，因为在蒸汽脱脂及其它清洗操作中，例如电路板清洗（其中这些溶剂也 是适用的）中，通常是使用再蒸馏的物质。除非溶剂混合物具有恒定的沸点，即它是一种共沸物或类共沸物，否则可以进行分馏，并导致在使用时该溶剂混合物的组成发生了变化，而此种变化可使混合物具有较少的合乎要求的性质。在电路板清洗的情况下，这些较少的合乎要求的性质可包括对焊剂具有较低的溶解能力、对电工元件具有较差的反应惰性，以及增加了可燃性。
已经发现了若干含氟烃基的共沸组成和对其进行了测试，并在一些情况下用作清洗操作的溶剂。例如，美国专利第2999815号公开了1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷与丙酮的共沸物;美国专利第3903009号公开了1，1，2-三氟-1，2，2-三氟乙烷与硝基甲烷和乙醇的三元共沸物;美国专利第3，573，213号公开了1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷与硝基甲烷的共沸物;美国专利第3，789，006号公开了1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷与硝基甲烷和异丙醇的三元共沸物;美国专利第3，728，268号公开了1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷与丙酮和乙醇的三元共沸物;以及美国专利第2999817号公开了1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷与二氯甲烷的二元共沸物。
遗憾的是，先有技术认为，不可能预测共沸物的形成，这显然使此领域中具有用途的新的共沸物系统的探索变得复杂化了。尽管如此，在此领域中人们仍不断地努力，来发现具有合乎要求的溶解特性和特别是具有较多功能的溶解能力的新的共沸物或类共沸物系统。
根据本发明，已发现了一种含有有效量的1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷与1，2-二氯-1，1-二氟乙烷的混合物，而更具体地说，是含约45-60%（重量）的1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷和约55-40%（重量）的1，2-二氯-1，1-二氟乙烷的混合物的共沸物和类共沸物。
本发明提供一种不易燃的共沸物或类共沸物组成，它非常适用于清洗用途的溶剂。
本发明的组成由有效量的1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷（CCl2FCClF2，沸点47.6℃）与1，2-二氯-1，1-二氟乙烷（CClF2CH2Cl，沸点46.4℃）的混合物构成。在含氯氟烃的领域的传统名命法中，这两种氟化物质分别称为FC-113及FC-132b。
根据定义，共沸物或类共沸物是指两种或两种以上的物质的恒沸液体混合物，此种混合物的性质就象一种单一的物质一样，因为由部分蒸发或蒸馏所产生的蒸气具有与液体相同的组成，即该混合物在蒸馏时其组成并没实质性的改变。叫做共沸物或类共沸物的恒沸组成，与相同物质的非共沸混合物相比，具有最高或最低沸点。
根据定义，有效量是指将一种混合物的每一种成分的分量进行混合时，可导致形成本发明的共沸物或类共沸物混合物。
实际上，可以根据下列任何一项准则来辨认恒沸混合物，根据所选的条件此种恒沸混合物可以不同的形式出现：
·可将组成定义为A与B的共沸物，因为“共沸物”一词是同时具有定义性和限制性的，需要用有效量的A和B来形成此种是恒沸混合物的独特的物质组成。
·本技术领域的专业人员都知道，在不同压力下，一给定的共沸物的组成至少会有一定程度的改变，而蒸馏压力的改变亦至少在一定程度上改变蒸馏温度。因此，A和B的共沸物表示一种独特形式的关系，但具有取决于温度和/或压力的可变组成。因此，经常用组成范围，而不是用固定组成来说明共沸物。
·或者，可将组成定义为一种A和B的特定的重量百分比关系或摩尔百分比关系，并同时认识到这些具体数值指出的只是一种特定的这种关系，并认识到在实际情况下，由A和B表示的一系列的此种关系对于一给定的共沸物来说是实际存在的，而且是受到温度和压力的蒸馏条件的影响而改变的。
·或者，认识到共沸物A和B确实表示的只是这样一种系列的关系，由A与B表示的共沸物系列的特点在于可将组成限定为一种在一给定压力下用沸点来表示的共沸物，因此提供了识别的特征，而没有用一种具体的数值表示的组成来不恰当地限制本发明的范围，这个数值表示的组成及数值的准确程度是受到所用的分析仪器的限制的。
45-60%（重量）的FC-113与55-40%（重量）的FC-1326的二元混合物是一种共沸物或类共沸物，因为在这范围内的混合物具有实际上是恒定的沸点。由于实际上是恒沸的，所以在蒸发时该混合物不会有任何太大程度的分馏。蒸发后，蒸气组成与原来液相的组成只有很小的差别存在。这个差别是如此之小以致气相与液相的组成可认为是基本上相同的。因此，在此范围内的任何混合物具有属于真正的二元共沸物的特性。
由约50.5%（重量）的FC-113与约49.5%（重量）的FC-1326构成的并在实际上是大气压力下沸点约为44.2℃的二元混合物是本发明的优选共沸物或类共沸物组成。
可将本发明的共沸混合物用于各种各样的溶剂清洗用途，其中包括蒸汽脱脂和金属清洗的用途，以及从印制电路板组件上除去焊剂和其它污物。蒸汽脱脂剂通常是用来从印制电路板和金属部件上清除焊剂和污物。通常将要清洗的物体通过一个沸腾溶剂的槽，于是该溶剂除去大部分的污物;然后再将该物体通过一个装有新蒸馏的在或接近室温的溶剂的槽;最后将它通过沸腾槽上的溶剂蒸汽，此槽用凝结在物体上的清洁的纯溶剂进行最后的清洗。清洗过程可以进一步包括搅动来促进残余物的除去，其中包括超声波搅动清洗或高压喷洒清洗剂蒸馏液。例如，本发明的共沸混合物可用于，例如在美国专利第3881949号所叙述的清洗过程中。本发明参考了此专利文献。
本发明的共沸物具有几种比目前所用的溶剂好的优点。三氟乙烯、四氯乙烯及1，1，1-三氯乙烷是不稳定的并需要稳定剂，而本发明的共沸 物则不需要。此外，本发明的共沸物具有较有利的蒸发速度（较低的沸点），并且对塑料和合成橡胶的侵蚀性较小。FC-132b是一种比FC-113强的溶剂;后者经常用于清洗和脱脂操作。但是，对于某些用途来说，单独使用FC-132b可能侵蚀性太强。因此，FC-113/FC-132b的共沸物特别令人满意地适用于需要比FC-113具有更好的清洗性能而同时又保持一种温和溶剂的非侵蚀性性能的清洗用途。
由于溶剂具有共沸性质，所以共沸物使蒸气除焊剂系统中的溶剂容易回收和再利用。此外，FC-113和FC-132b是不易燃的。因此，本发明的共沸物是不易燃的。
可用任何方便的方法，其中包括将所需量的组分掺合或混合来制备本发明的共沸物。一种较好的方法是先称量一组分的所需要的量，然后将它们在一个适当的容器中混合。
实例1
将一已知量的1，2-二氯-1，1-二氟乙烷（FC-132b）加入一只装有刻度滴液漏斗和回流冷凝器的干的双颈圆底烧瓶，回流冷凝器的上端装有硫酸钙干燥管，并于冷凝器内部悬挂一只刻度温度计，使水银球在蒸气空间内可被冷凝液湿润。用电热罩将FC-132b加热回流。不时地通过滴液漏斗逐渐增加地加入1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷（FC-113）。每一次加入之后，让系统均衡，直至气体的观察温度恒定为止。按时地记录大气压，并将所观察的沸点校正至760毫米汞柱压力时的沸点。
将上述测定结果概括在下表中。用FC-113/FC-132b混合物中FC-113的重量百分比表示混合物的组成。沸点在约45-60%（重量）的FC-113的组成范围内恒定就表示有最低沸点的共沸物存在。由这些沸点所形成的曲线中的最低沸点就表示是在约50.5%（重量）的FC-113和约49.5%（重量）的FC-132b的真二元共沸物。
表
FC-113/FC-132b共沸物实验数据
FC-113/FC-132b混合物中的    沸点，℃＊
FC-113，%（重量）
0.00    46.37
10.00    45.56
18.18    45.07
25.00    44.76
30.77    44.55
35.71    44.39
40.00    44.32
43.75    44.27
47.06    44.22
49.43    44.21
50.00    44.21
50.55    44.20
51.08    44.21
51.61    44.21
52.12    44.21
52.63    44.21
53.61    44.21
54.54    44.22
55.44    44.22
56.31    44.23
57.14    44.23
59.09    44.24
60.87    44.27
64.00    44.33
66.66    44.43
100.00    47.60
＊已校正至760毫升Hg柱压力的沸点
实例2
经常将贝壳杉脂丁醇（KB）值用来表示溶剂能力。按ASTM法D1133-78测定，测出本发明的共沸物（50.5%（重量）的FC-113和49.5%（重量）的FC-132b）的KB值为56。

Claims (7)

1、一种共沸物或类共沸物的组成，其中含有有效量的1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷与1，2-二氯-1，1-二氟乙烷的混合物。
2、根据权利要求1的共沸物或类共沸物的组成，其中混合物含有约45-60%（重量）的1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷和及约55-40%（重量）的1，2-二氯-1，1-二氟乙烷。
3、根据权利要求2的共沸物或类共沸物的组成，其中混合物是约50.5%（重量）的1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷和约49.5%（重量）的1，2-二氯-1，1-二氟乙烷。
4、根据权利要求1的共沸物或类共沸物的组成，其进一步特征在于在760毫米Hg柱压力下沸点约为44.2℃。
5、清洗固体表面的方法，该方法包括将所述表面与权利要求1的共沸物或类共沸物的组成接触。
6、根据权利要求5的方法，其中固体表面是焊剂和焊剂残余物污染的印制电路板。
7、根据权利要求5的方法，其中固体表面是金属。
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