DE2660992C2

DE2660992C2 -

Info

Publication number: DE2660992C2
Application number: DE19762660992
Authority: DE
Inventors: Francis J. Boonton N.J. Us Figiel
Original assignee: Allied Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1975-12-08
Filing date: 1976-12-04
Publication date: 1988-09-01
Also published as: GB1574213A

Description

Die Erfindung betrifft ein azeotropes bzw. azeotropartiges Lösungsmittelgemisch auf der Basis von 1,1,2-Trichlor-1,2,2- trifluorethan, Nitromethan und Alkoholen.

Fluorkohlenstofflösungsmittel, wie 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan werden wegen ihrer ausgezeichneten Lösungskraft in großem Umfang als Entfettungsmittel, aber auch zur Entfernung von Lötflußmittel von gedruckten Schaltungen verwendet. Da Trichlorfluorethan aber nicht polar ist, entfernt es polare Verunreinigungen nicht.

Auch azeotrope bzw. azeotropartige Lösungsmittelgemische von Trichlortrifluorethan mit Nitromethan und Ethanol (US-PS 39 03 009) oder mit Nitromethan und Isopropanol (GB-PS 13 30 534) sind bekannt. Aus der GB-PS 13 99 867 sind Gemische von halogenierten Kohlenwasserstoffen, wie 1,1,2-Trichlor- 1,2,2-trifluorethan mit einem Nitroparaffin oder Alkohol bekannt. Dabei handelt es sich aber um Zweistoffgemische. Diese Lösungsmittelgemische haben eine nicht allzu gute Lösungsfähigkeit, besonders gegenüber üblichen Lötflußmitteln, wie sie bei der Herstellung gedruckter Schaltungen verwendet werden.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, azeotrope oder azeotropartige Lösungsmittelgemische zu bekommen, die gute Lösungsfähigkeit mit Nichtentflammbarkeit vereinen und inert gegenüber den Metallteilen gedruckter elektrischer Schaltungen sind.

Die azeotropen bzw. azeotropartigen Lösungsmittelgemische nach der Erfindung auf der Basis von 1,1,2-Trichlor-1,2,2- trifluorethan, Nitromethan und Alkoholen bestehen entweder aus etwa 94,0 Gew.-% 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan, etwa 3,1 Gew.-% Methanol, etwa 1,3 Gew.-% Ethanol, etwa 0,4 Gew.-% Isopropanol und etwa 1,2 Gew.-% Nitromethan oder aus etwa 94,8 Gew.-% 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan, etwa 2,4 Gew.-% Ethanol, etwa 0,9 Gew.-% Isopropanol und etwa 1,9 Gew-% Nitromethan. Ersteres Lösungsmittel hat eine Dichte von etwa 1,49 g/ml bei 25°C und einen Siedepunkt von etwa 42°C bei 1,004 bar, letzteres hat eine Dichte von etwa 1,5 g/ml bei 25°C und einen Siedepunkt von etwa 44,5°C bei 1,004 bar.

Azeotropartig bedeutet hier, daß sich das Gemisch wie ein echtes Azeotrop hinsichtlich seiner konstanten Siedeeigenschaften benimmt. So ist bei solchen Gemischen die Zusammensetzung des beim Sieden gebildeten Dampfes identisch oder im wesentlichen identisch mit der ursprünglichen Flüssigkeitszusammensetzung. Beim Verdampfen ändert sich also die Zusammensetzung der Flüssigkeit, wenn überhaupt, nur minimal. Dies steht im Gegensatz zu nichtazeotropen Zusammensetzungen, in welchen während des Siedens oder der Verdampfung die Zusammensetzung der Flüssigkeit sich wesentlich verändert. Azeotropartige Gemische sind auch solche, die von echten Azeotropen etwas abweichen.

Lösungsmittelgemische nach der Erfindung haben den Vorteil, daß sie infolge des Vorhandenseins von Alkoholen zusätzliche Lösungsfähigkeit ergeben, während sie noch in großem Umfang die Nichtentflammbarkeit von 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan behalten.

Die Lösungsmittel können in einer üblichen Apparatur unter Verwendung üblicher Verfahrenstechniken benutzt werden. Die Reinigungswirkung kann beispielsweise duch Erhitzen zum Sieden, duch Rühren, Bewegen oder Hilfsstoffe erhöht werden.

Die Komponenten der Lösungsmittelgemische sind im Handel in einer im wesentlichen reinen Form erhältlich. Sie können aber auch mit kleineren Mengen von Verunreinigungen verwendet werden. Die Gemische können durch Vermischen der Bestandteile in etwa den angegebenen Mengenverhältnissen hergestellt werden. Statt dessen können sie auch durch Destillation aus Gemischen der Komponenten in irgendwelchen anderen Mengenverhältnissen isoliert werden.

Die azeotropen bzw. azeotropartigen Gemische nach der Erfindung sind besonders geeignet für die Reinigung gedruckter Schaltungen, die mit Lötflußmittel verunreinigt sind. Bei der herkömmlichen Anwendung von Dampfentfettungseinrichtungen wird die Platte der gedruckten Schaltung durch einen Sumpf von siedendem Lösungsmittel geführt, welcher die Masse des Lötflußmittels entfernt, und danach wird die Platte durch einen Sumpf geführt, welcher frisch destilliertes Lösungsmittel nahe Raumtemperatur enthält, und schließlich wird sie durch Lösungsmitteldämpfe über den siedenden Sumpf geführt, was eine endgültige Spülung mit reinem Lösungsmittel ergibt, welches auf der Platte kondensiert. Außerdem kann die Platte auch noch mit destilliertem Lösungsmittel vor der Endspülung besprüht werden.

Die azeotropartige Natur der Gemische gewährleistet, daß konstant adäquate Mengenanteile jeder Komponente auch während längeren Betriebes einer Dampfentfettung vorliegen. Nichtazeotrope Zusammensetzungen dagegen würden durch die Destillation zunehmend divergierende Lösungsmittelzusammensetzungen ergeben und die vorteilhaften Effekte des Gemisches so verlieren. Weiterhin verhindert das Vorliegen von Nitromethan einen Angriff von 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan und der Alkohole auf Metallteile.

Die neuen Lösungsmittelgemische nach der Erfindung können verwendet werden, um eine Vielzahl von Materialien zu reinigen, wie synthetische organische Polymere, Kunststoffe, Harze, Harzlaminate, harzgebundenen Karton, Bakelit, Faserglas und ähnliche Materialien. Sie sind besonders gut geeignet für die Entfernung von Flußmitteln auf Kolophoniumbasis, die zur Herstellung von gedruckten Schaltungen verwendet werden.

Die neuen Lösungsmittelgemische finden auch andere Anwendungen, wie zur Entfernung von Gasen und Ölen von einer Vielzahl industrieller Gegenstände, zur Reinigung photographischer Filme und Drucke, zur Entfernung von Poliermitteln, zur Extraktion natürlicher und synthetischer Produkte hoher Qualität, wie von Vitaminen, Enzymen, Hormonen, Gewürzen und ätherischen Ölen, als Wärmeaustauschmedien, als elektrische Übertragungsmedien, als chemische Reaktionsmedien und als hydraulische Flüssigkeiten.

Für spezielle Zwecke können die erfindungsgemäßen Lösungsmittelgemische zusätzliche Additive, wie beispielsweise Schmiermittel oder Detergentien, enthalten. Diese werden so ausgewählt, daß sie die wesentlichen Eigenschaften der Gemische für eine bestimmte Anwendung nicht nachteilig beeinflussen.

Beispiel 1

Ein Destillationskolben wurde mit 48 g Methanol, 36 g Isopropanol, 48 g Ethanol, 24 g Nitromethan und 1044 g 1,1,2- Trichlor-1,2,2-trifluorethan beschickt, und das Gemisch wurde erhitzt. Der barometrische Druck wurde bei 1,004 bar gemessen. Eine bei 42°C siedende Fraktion wurde aufgefangen, und man fand, daß sie alle fünf Komponenten enthielt. Somit wurde diese Fraktion als azeotropartig bestimmt. Analyse durch Gaschromatographie ergab, daß die Gewichtsprozentsätze der Komponenten dieser konstant siedenden Fraktion die folgenden waren:

1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan94,0% Methanol 3,1% Ethanol 1,3% Isopropanol 0,4% Nitromethan 1,2%

Ein Standardmaß für die Lösungsfähigkeit bestimmter Lösungsmittelklassen ist der Kauri-Butanol-Wert. Dieser Wert (ASTM 1163-61) wurde für die obige azeotropartige Zusammensetzung nach der Erfindung bestimmt und mit dem gefundenen Wert für einige binäre und ternäre azeotropartige Lösungsmittel verglichen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle I zusammengestellt.
KomponenteK-B-Wert

1. Trichlortrifluorethan30 2. Nitromethan11 3. Trichlortrifluorethan (96,2%) und Ethanol (3,8%)38 4. Trichlortrifluorethan (97,2%) und Isopropanol36 5. Trichlortrifluorethan (95,3%), Äthanol (3,6%) und Nitromethan (1,1%)39 6. azeotropartige Zusammensetzung aus Trichlortrifluorethan (94,8%),
Methanol (3,1%), Ethanol (1,3%), Isopropanol (0,4%) und
Nitromethan (1,2%)42

Um die Lösungsfähigkeit der Gemische zu zeigen, wurde der folgende Test durchgeführt: Einige Tropfen eines handelsüblichen Flußmittels wurden auf verkupferte gedruckte Schaltungen gegeben, und dann wurden diese über einer heißen Platte 20 sec bei 288°C eingebrannt. Die Schaltungen wurden in Lösungsmittel von Raumtemperatur eingetaucht und unter konstantem Rühren darin gehalten, bis der Flußmittelrückstand gelöst war. Der Test wurde für alle untersuchten Lösungsmittel wiederholt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II zusammengestellt.

Tabelle II

Beispiel 2

Ein Destillationskolben wurde mit 36 g Isopropanol, 46 g Ethanol, 36 g Nitromethan und 1080 g 1,1,2-Trichlor-1,2,2- trifluorethan beschickt, und das Gemisch wurde erhitzt. Der barometrische Druck wurde bei 1,004 bar gemessen. Eine bei 44,5°C konstant siedende Fraktion wurde aufgefangen, und es zeigte sich, daß sie alle vier Komponenten enthielt. Somit wurde diese Fraktion als azeotropartig bestimmt. Analyse durch Gaschromatographie ergab, daß die Gewichtsprozentsätze der Komponenten dieser konstant siedenden Fraktion folgende waren:

1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan94,8% Ethanol 2,4% Isopropanol 0,9% Nitromethan 1,9%

Der Kauri-Butanol-Wert (nach ASTM 1163-61) wurde mit dem einiger binärer und ternärer azeotropartiger Lösungsmittelgemische verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt:
KomponenteK-B-Wert

1. Trichlortrifluorethan30 2. Nitromethan11 3. Trichlortrifluorethan (96,2%) und Ethanol (3,8%)38 4. Trichlortrifluorethan (97,2%) und Isopropanol (2,8%)36 5. Trichlortrifluorethan (95,3%), Ethanol (3,6%) und Nitromethan (1,1%)39 6. azeotropartige Zusammensetzung aus Trichlortrifluorethan (94,8%),
Ethanol (2,4%), Isopropanol (0,9%) und Nitromethan (1,9%)40

Die Lösungsfähigkeit wurde wie im Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengestellt:

Tabelle IV

Claims

1. Azeotropes bzw. azeotropartiges Lösungsmittelgemisch auf der Basis von 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan, Nitromethan und Alkoholen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus etwa 98,4 Gew.-% 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan, etwa 2,4 Gew.-% Ethanol, etwa 0,9 Gew.-% Isopropanol und etwa 1,9 Gew.-% Nitromethan besteht.

2. Azeotropes bzw. azeotropartiges Lösungsmittelgemisch auf der Basis von 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan, Nitromethan und Alkoholen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus etwa 94,0 Gew.-% 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan, etwa 3,1 Gew.-% Methanol, etwa 1,3 Gew.-% Ethanol, etwa 0,4 Gew.-% Isopropanol und etwa 1,2 Gew.-% Nitromethan besteht.

3. Verwendung eines azeotropen bzw. azeotropartigen Lösungsmittelgemisches nach Anspruch 1 oder 2 zur Reinigung fester Oberflächen, insbesondere mit Lötflußmittel verunreinigten gedruckten Schaltungen.