CN1048898A

CN1048898A - 二元共沸组合物

Info

Publication number: CN1048898A
Application number: CN90104847A
Authority: CN
Inventors: 阿比德·纳扎拉里·麦钱特
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1991-01-30
Also published as: AU5916790A; EP0409523A2; BR9003480A; MY105715A; AU623571B2; EP0409523A3; KR910002556A; US5066417A; JPH03149297A; CA2021463A1

Abstract

本发明公开了由2，2-二氯-1，2-二氟乙烷 (HCFC-132C)与甲醇、乙醇或反式-1，2-二氯乙烯 (t-HCC-1130)，组成的共沸混合物，该共沸混合物适用于溶剂清洗方法中。

Description

由于近代电子线路板朝着增加线路的元件密度的方向发展，故焊接后彻底清洗线路板显得十分重要。目前，将电子元件焊接到线路板上的工业方法包括先用一种助焊剂将线路板上的线路面涂层，然后使该板的涂层面通过预热器，最后用软焊料焊接。助焊剂能清洁传导的金属部件，并能促进焊料粘着。最常用的助焊剂是松香或加有活化添加剂的松香，活化添加剂包括胺的盐酸盐或草酸衍生物。

焊接之后，由于焊接高温使部分松香降解，故常常要用有机溶剂将该助焊剂残留物从线路板上除去。对这样的有机溶剂的要求是非常严格的：它应具有低沸点，不易燃烧，低毒和溶解性能好等优点，以便能除去助焊剂和助焊剂残留物而不损害要清洗的线路板。

尽管采用混合溶剂通常可调整溶剂的沸点、可燃性和溶解性能，但这些混合溶剂经常不能令人满意，因为它们在应用时便分馏成不希望的组分。这样的溶剂混合物在溶剂蒸馏期间也分馏，这样要回收具有原来组成的溶剂混合物实际上是不可能的。

相反，我们发现具有恒定沸点和恒定组成的共沸混合物是非常有用的。共沸混合物展现一个最高或最低沸点，且沸腾时并不分馏。这些特性对于采用溶剂组合物除去印刷线路板上的助焊剂和助焊剂残留物也是重要的。如果混合溶剂不是共沸物，其中挥发性强的溶剂混合物组分会先蒸发，将导致混合物的组成改变，从而降低了所要求的溶剂性质，如对松香助焊剂的溶解能力降低，对欲洗线路板电子元件的惰性降低。共沸特性在蒸汽脱脂操作中也是理想的，蒸汽脱脂操作中重蒸馏的溶剂通常在于最后的冲洗。

简言之，蒸汽除助焊剂和脱脂系统就象一个蒸馏器。除非溶剂组合物具有恒定沸点，即是共沸物，否则将发生分馏，不希望的溶剂分配将影响清洗操作安全性和效率。

已发现许多卤化碳共沸组合物，有时已被用作溶剂以除去印刷电路板上的助焊剂和助焊剂残留物和用于各种脱脂操作中。例如：美国专利3，903，009号公开了1，1，2-三氯三氟乙烷及乙醇和硝基甲烷的三元共沸物;美国专利2，999，815号公开了1，1，2-三氯三氟乙烷和丙酮的二元共沸物;美国专利2，999，816号公开了1，1，2-三氯三氟乙烷和二氯甲烷的二元共沸物;美国专利4，767，561号公开了1，1，2-三氯三氟乙烷、甲醇和1，2二氯乙烯的三元共沸物。

目前用于清洗和其它方面的某些氯氟化碳在理论上会减少地球的臭氧层，早在七十年代中期，已经知道将氢引及已全卤化的氯氟化碳分子结构中会降低这些化合物的化学稳定性。因此，目前可预期这些不稳定的化合物会在较低的大气中降解，而不到达未受损害的最高臭氧层。此外，采用理论上对臭氧层损害较小的氢氯氟化烃类也是必要的。

不幸的是，如本领域内众所周知，预言共沸物的组成是不可能的，这一事实显然使得寻求新的共沸组合物复杂化。除非进行坚持不懈地努力，以发现具有理想溶解能力特性，特别是具有广泛的溶解能力的新共沸物。

本发明公开了共沸物组合物，它包括有效量的2，2-二氯-1，2-二氟乙烷与选自甲醇、乙醇和反式1，2-二氯乙烯中的一个化合物的混合物。

更具体地讲，本发明的共沸物是：约85-95%（重量）2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和约5-15%（重量）甲醇的混合物：约92-98%（重量）2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和约2-8%（重量）乙醇的混合物;约45-55%（重量）2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和约45-55%（重量）反式-1，2-二氯乙烯的混合物。

本发明了适合于溶剂清洗用途的不易燃的共沸组合物。

本发明组合物包括有效量的2，2-二氯-1，2-二氟乙烷（CFCl₂-CH₂Fbp＝48.4℃）与选自下述的成分一起形成共沸组合物，所述成分包括：甲醇（MeOH，bp＝64.6℃），乙醇（CH CH OH，bp＝78℃）和反式-1，2-二氯乙烯（CHCl＝CHCl，bp＝48.4℃）。按卤化碳领域的常规命名法，上述囟化物分别被称为HCFC-132C和t-HCC-1130。

所谓的共沸物指的是由两种或两种以上物质组成的具有恒定沸点的液体混合物，该液体混合物具有单一物质相同的性质，即该液体部分蒸发或蒸馏产生的蒸汽组成与原液体的组成基本相同，也就是说该混合物蒸馏时其基本组成不变。具有共沸物特征的恒沸组合物与非共沸混合物比较，前者或有最高沸点或有最低沸点。

就本发明的目的而言，基本组成被定义为本发明混合物中每一成分的一定量，当这一定量的每一成分结合时使构成本发明共沸物的配方。这一定义包括组合物中每一成分的量是可以随压力的变化而改变的，只要在不同的压力下它们仍构成共沸物，但是共沸点可能有所不同。因此，基本组成包括本发明组合物中每一成分的重量百分数，该重量的百分数在数种压力（不是大气压）下形成数种共沸物。基本组成并不排除其它物质的存在，这些物质不明显影响本发明共沸物的共沸性质。

实际上，通过下列任一标准就可以确认一种恒沸混合物。该恒沸混合物外观的变化取决于选择的条件：

该组合物可定义为A、B的共沸物，因为特定术语“共沸物”一词清楚地表明它具有确定含义，它要求有效量的A、B形成具有恒定沸点的特殊组成的混合物;

众所周知：压力改变时，给出的共沸物的组成也会改变，至少有某种程度的变化，而且蒸馏压力的变化至少在某种程度也改变沸点温度。因此，A、B的共沸物代表一种关系，随着温度和（或）压力的变化其组成也是可变的，因而常以组成范围而不是固定的组成来定义共沸物;

当认识到这些特定值仅指出一种具体的关系，事实上，由于压力的变化，对于给定的共沸物，实际上存在着一系列A和B所代表的特定关系时，该组成可定义为A和B的具体的重量百分比关系或摩尔百分比关系。

将组合物按下述特征确定为共沸物，这可使共沸物A和B特征化，所述特征是：在某一给定的压力下仅有一个沸点;由此给出鉴别特征，就不会通过特定的数字表示组成来过分地限制本发明的范围，该鉴别特征受分析仪器的限制，并和分析仪器一样精确。

含约85-95%（重量）2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和约5-15%（重量）甲醇的二元混合物具有共沸物特征，因为该范围的混合在恒压下呈现基本上恒定的沸点。由于沸点基本恒定，该混合物在蒸发时没有大范围分馏的倾向。蒸发后，在气相组成和原来的液相组成之间仅有微小差别。这种差别小到气相和液相的组成被认为基本是相同的。因此，所述范围的任一混合物都具有真正的二元共沸物特有的性质。含约90.5%（重量）2，2-二氯1，2-二氯-1，2-二氟乙烷和约9.5%（重量）甲醇的二元组合物，按分馏法的精确度被确定为真正的二元共沸物，在基本大气压下，沸点44.0℃。

同样，根据本发明，含有约92-98%（重量）2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和约2-8%（重量）乙醇的二元混合物具有共沸的特征。因为该范围的混合物在恒压下呈现基本上恒定的沸点。由于沸点基本恒定，该混合物在蒸发时没有大范围分馏的倾向。蒸发后，在气相组成和原来的液相组成之间仅有微小差别。这种差别小到气相和液相的组成被认为基本是相同的。因此，所述范围的任一混合物都具有真正的二元共沸物特有的性质。含约94.7%（重量）2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和约5.3%（重量）乙醇的二元组合物，按分馏法的精确度被确定为真正的二元共沸物，在基本大气压下，沸点45.8℃。

同样，根据本发明，含有约45-55%（重量）2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和约45-55%（重量）1，2-二氯乙烯的二元混合物具有共沸的特征。因为该范围的混合物在恒压下呈现基本上恒定的沸点。由于沸点基本恒定，该混合物在蒸发时没有大范围分馏的倾向。蒸发后，在气相组成和原来的液相组成之间仅有微小差别。这种差别小到气相和液相的组成被认为基本是相同的。因此，所述范围的任一混合物都具有真正的二元共沸物特有的性质。含约50.2%（重量）2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和约49.8%（重量）1，2-二氯乙烯的二元组合物，按分馏法的精确度被确定为真正的二元共沸物，在基本大气压下，沸点为约44.5℃。

上述共沸物不损害臭氧层，预期在到达臭氧层之前几乎完全分解。

由于其共沸特性，本发明共沸物在蒸汽脱助焊剂和脱脂后很容易回收再用。例如，本发明共沸混合物可用于美国专利3，881，949号（本文引作对比文献）中所描述的清洗方法中。

通过任何方便的方法包括将一定量的各成分混合或结合，均可制备本发明的共沸物。最好的方法是先秤取一定量的各成分，然后于适合的容器中混合。

实施例1

采用旋带精馏塔以测定2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和甲醇间存在的最小沸点二元共沸物。

于适宜容器中制备含74.6%（重量）2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和25.4%（重量）甲醇的溶液，并充分混合。

将上述溶液于旋带精馏塔中蒸馏，回流与蒸出的比率为10∶1，顶部温度调节至760mmHg压力。用气相色谱测蒸馏出的组合物，所得结果列于表1。

表 1

2，2-二氯-1，2-二氟乙烷（DCFE）和甲醇（MeOH）的蒸馏（74.8+25.2）：

分段号顶部温度（℃）百分含量

DCFE MeOH

1 44.0 90.5 9.6

2 43.8 90.5 9.5

3 44.0 90.5 9.5

4 53.3 88.0 12.0

上述蒸馏数据的统计学分析表明：2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和甲醇的真二元共沸物在大气压下具有下述特征（99%可信限）

2，2-二氯-1，2-二氟乙烷＝90.5±1.8wt.%

甲醇＝9.5±0.1wt.%

沸点（℃）＝44.0±0.1℃

实施例2

采用旋带精馏塔测定2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和乙醇间最小沸点二元共沸物的存在。

于适宜容器在制备含75.0%（重量）2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和25.0%（重量）乙醇的溶液，并充分混合。

将上述溶液于旋带精馏塔中蒸馏，回流与蒸出的比率是10∶1，顶部温度被调节至760mmHg压力。用气相色谱测定蒸馏组合物，所得结果列于表2。

表 2

2，2-二氯-1，2-二氟乙烷（DCFE）和甲醇（EtOH）的蒸馏（75.0+25.0）：

分段号顶部温度（℃）百分含量

DCFE EtOH

1 46.5 94.7 5.3

2 45.8 94.7 5.3

3 45.8 94.7 5.3

HEEL - 37.8 62.2

上述蒸馏数据的统计学分析表明：2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和乙醇的真二元共沸物在大气压下具有下述特征（99%可信限）

2，2-二氯-1，2-二氟乙烷＝94.7±0.2wt.%

乙醇＝5.3±0.2wt.%

沸点（℃）＝45.8±0.1℃

实施例3

采用旋带精馏塔以发现1，2-二氯-1，2-二氟乙烷和和反式-1，2-二氯乙烯间最小沸点二元共沸物的存在。于适宜容器在制备含50.0%（重量）2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和50.0%（重量）反式-1，2-二氯乙烯的溶液，并充分混合。

将上述溶液于旋带精馏塔中蒸馏，回流与蒸出的比率是10∶1，顶部温度被调节至760mmHg压力。用气相色谱测定蒸馏组合物，所得结果列于表3。

表 3

2，2-二氯-1，2-二氟乙烷（DCFE）和反式-1，2-二氯乙烯（TDCE）的蒸馏（50.0+50.0）：

分段号顶部温度（℃）百分含量

DCFE EtOH

1 44.4 50.7 49.3

2 44.6 49.9 50.1

3 45.0 49.5 50.5

HEEL - 54.5 45.5

上述蒸馏数据的统计学分析表明：2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和反式-1，2-二氯乙烯的真二元共沸物在大气压下具有下述特征（99%可信限）

2，2-二氯-1，2-二氟乙烷＝50.2±3.1wt.%

反式-1，2-二氯乙烯＝49.8±2.8wt.%

沸点（℃）＝44.5±0.1℃

实施例3

用活化松香助烷剂将几块单面线路板涂层，并通过一预热器使线路板顶面的温度达到约200°F，然后，用500°F软焊料焊接。分别用实施例1，2和3中描述的三种共沸混合物除去焊接线路板上的助焊剂。其方法是：先将焊接线路板放入含有共沸混合物的沸腾池悬浮3分钟，然后放于含有相同共沸混合物的冲洗池1分钟，最后放于沸腾池上部的溶剂蒸汽中1分钟。在每一种共沸混合物中清洗后的线路板上没有可见的残留物仍留于上面。

Claims

1、一种共沸物，它基本上由85-95%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和5-15%(重量)甲醇；92-98%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和2-8%(重量)乙醇；或45-55%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和45-55%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和45-55%(重量)反式-1，2-二氯乙烯组成。

2、权利要求1的共沸物，其中，基本上由2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和甲醇组成。

3、权利要求1的共沸物，其中，基本上由2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和乙醇组成。

4、权利要求1的共沸物，其中，基本上由2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和45-55%反式-1，2-二氯乙烯组成。

5、权利要求2的共沸物，其组成是90.5%（重量）2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和9.5%（重量）甲醇。

6、权利要求2的共沸物，其中，该组合物在基本大气压下沸点为44.0℃。

7、权利要求3的共沸物，其中，该组合物含94.7%（重量）2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和约5.3%（重量）乙醇。

8、权利要求3的共沸物，其中，该组合物在基本大气压下沸点为45.8℃。

9、权利要求4的共沸物，其中，该组合物含50.2%（重量）2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和49.8%（重量）反式-1，2-二氯乙烯。

10、权利要求3的共沸物，其中，该组合物在基本大气压下沸点为44.5℃。

11、清洗固体表面的方法，它包括用权利要求1的共沸组合物处理所述表面。

12、权利要求11的方法，其中，所述固体表面包括被助焊剂和助焊剂残留物污染的印刷线路板。

13、权利要求12的方法，其中，所述固体表面是金属。