DE4326470A1 - Mischung auf Basis von 1,1,1,3,3-Pentafluorbutan, Methylenchlorid und Methanol, zum Reinigen und/oder Trocknen von Feststoffoberflächen - Google Patents

Description

Die folgende Erfindung betrifft das Gebiet der Fluor­ kohlenwasserstoffe. Insbesondere hat sie eine Mischung als Gegenstand, die ein Azeotrop bildet und die zum Trocknen, Reinigen, Entfetten und Trockenreinigen von Feststoffoberflächen verwendbar ist, besonders zur Ent­ fernung von Lötzusätzen und Kaltreinigung von gedruck­ ten Schaltungen.

Von 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan (in dem Einsatz­ gebiet unter der Bezeichnung F113 bekannt) wird in der Industrie zur Reinigung und Entfettung von Feststoffober­ flächen großer Gebrauch gemacht. Neben seiner Anwendung in der Elektronik zur Entfernung von Schweißflußmitteln, um an den gedruckten Schaltungen anhaftende Lötzusätze zu entfernen, können seine Anwendungen zur Entfettung von schweren metallischen Gegenständen und zur Reinigung von mechanischen Teilen von hoher Qualität und großer Präzision genannt werden, wie zum Beispiel die der Gyros­ kope und des Materials für Militär und Raumfahrt. Bei diesen verschiedenen Anwendungen wird F113 meistens mit anderen organischen Lösungsmitteln (beispielsweise Methanol) verwendet, bevorzugt in Form von azeotropi­ schen oder pseudo-azeotropischen Mischungen, die sich nicht entmischen und die, bei Rückflußtemperatur ein­ gesetzt, nahezu die gleiche Zusammensetzung sowohl in der Dampf- als auch der Flüssigphase besitzen.

Jedoch zählt F113 zu den vollständig halogenierten Chlor­ fluorkohlenwasserstoffen, die momentan unter Verdacht stehen, das stratosphärische Ozon anzugreifen oder abzu­ bauen.

Um zur Lösung dieses Problems beizutragen, schlägt die vorliegende Erfindung vor, die Mischungen auf Grundlage von F113 durch eine neuartige Mischung auf Basis von Methylenchlorid, Methanol und 1,1,1,3,3-Pentafluorbutan zu ersetzen. Letztgenannter Bestandteil, im Einsatz­ gebiet unter der Bezeichnung F365 mfc bekannt, besitzt keinen zerstörerischen Einfluß gegenüber Ozon (ODP = 0).

Die nach der Erfindung zu verwendende Mischung bein­ haltet 30 bis 69 Gew.% F365 mfc, 30 bis 60 Gew.% Methylenchlorid und 1 bis 10 Gew.% Methanol. In diesem Bereich existiert ein Azeotrop, dessen Siedetemperatur unter atmosphärischem Normaldruck (1,013 bar) bei 32,1°C liegt, und die erfindungsgemäße Mischung zeigt ein pseudo-azeotropes Verhalten, das bedeutet, daß die Zusammensetzungen von Dampf- und Flüssigphase nahezu gleich sind, was für die in Betracht gezogenen Anwen­ dungen besonders von Vorteil ist. Der Gehalt an F365 mfc wird bevorzugt zwischen 49 und 61 Gew.%, der des Methylenchlorids zwischen 37 und 46 Gew.% und der­ jenige des Methanols zwischen 2 und 5 Gew.% gewählt.

Die erfindungsgemäße Mischung besitzt außerdem den wichtigen Vorteil bei Standardbestimmungsbedingungen (ASTM-D-3828 Norm) keinen Flammpunkt zu besitzen; die Mischung ist folglich unentzündbar.

Das Azeotrop aus F365 mfc, Methylenchlorid und Methanol ist ein positives Azeotrop, da sein Siedepunkt (32,1°C) tiefer als die der drei Bestandteile (F365 mfc : 40°C; Methylenchlorid : 40°C, Methanol : 65°C) ist.

Wie von den Mischungen auf Basis von F113 bekannt, kann die erfindungsgemäße Mischung gegen Hydrogenolyse und/oder Radikalkettenreaktion, die möglicherweise während des Reinigungsprozesses auftreten, vorteilhaft stabili­ siert werden, indem ihr ein gewöhnlicher Stabilisator zugegeben wird, wie zum Beispiel ein Nitroalkan, ein Epoxid oder eine Mischung solcher Bestandteile, der Stabilisatoranteil kann 0,01 bis 5% des Gesamtgewich­ tes F365 mfc + Methylenchlorid + Methanol betragen.

Die erfindungsgemäße Mischung kann für die gleichen Anwendungen und nach den gleichen Techniken verwendet werden, wie die vorherige Mischung auf Basis von F113.

Die folgenden Beispiele illustrieren die Erfindung ohne sie einzuschränken.

Beispiel 1: Entdeckung des Azeotrops

In den Kolben einer Destillationskolonne (30 Böden) werden 100 g Methylenchlorid, 50 g Methanol und 100 g F365 mfc gegeben. Die Mischung wird anschließend zur Einstellung des Gleichgewichtszustandes für eine Stunde unter vollständigen Rückfluß gesetzt. Bei der Gleich­ gewichtstemperatur (32,1°C) wird eine Fraktion (unge­ fähr 50 g) entnommen, die gaschromatographisch analy­ siert wird.

Die in der folgenden Tabelle zusammengestellten Unter­ suchungsergebnisse weisen auf das Vorhandensein eines Azeotrops von F365 mfc, Methylenchlorid und Methanol hin.

Beispiel 2: Beweis der azeotropischen Mischung

In den Kolben einer Kolonne (30 Böden) für adiabatische Destillationen werden 200 g einer Mischung aus 57 Gew.% F365 mfc, 39,5 Gew.% Methylenchlorid und 3,5 Gew.% Methanol gegeben. Die Mischung wird anschließend zur Einstellung des Gleichgewichtszustandes für eine Stunde unter Rückfluß gesetzt, dann wird eine Fraktion von ungefähr 50 g entnommen und diese sowie die des Destil­ lationssumpfes werden gaschromatographisch analysiert. Die in der folgenden Tabelle zusammengestellten Ergeb­ nisse zeigen das Vorliegen eines positiven Azeotrops, denn sein Siedepunkt liegt tiefer als diejenigen seiner reinen Bestandteile: F365 mfc, Methylenchlorid, Methanol.

Dieses Azeotrop, das zur Entfernung von Lötzusätzen oder zur Entfettung von mechanischen Teilen eingesetzt wird, zeigt genauso gute Ergebnisse wie Mischungen auf Basis von F113 und Methanol.

Beispiel 3: Nitromethanstabilisierte Mischung

In ein Ultraschall-Reinigungsbad werden 150 g einer Mischung aus 57 Gew.% F365 mfc, 39,4 Gew.% Methylen­ chlorid, 3,5 Gew.% Methanol und 0,1 Gew.% Nitromethan als Stabilisator gegeben. Nachdem das System eine Stunde unter Rückfluß stand, wird eine Probe der Dampf­ phase entnommen. Ihre gaschromatographische Analyse zeigt das Vorhandensein von Nitromethan, was bedeutet, daß die Mischung in der Gasphase stabilisiert ist.

Beispiel 4: Propylenoxidstabilisierte Mischung

Die folgenden Ergebnisse wurden nach Wiederholen des Beispiels 3 nach Ersetzen von Nitromethan durch Pro­ pylenoxid gewonnen:

Beispiel 5: Entfernung von Lötzusätzen

In einem Ultraschall-Reinigungsbad Annemasse werden 200 g der azeotropischen Mischung aus F365 mfc, Methy­ lenchlorid und Methanol gegeben, dann wird die Mischung auf Siedetemperatur gebracht.

Standardausführungen gedruckter Schaltungen (Modell IPC-B-25), bedeckt mit Lötzusätzen und für 30 Sekunden bei 220°C in einem Ofen angebacken, werden für 3 Minuten in die unter Ultra-Schalleinfluß siedende Flüssigkeit getaucht, dann in der Dampfphase für 3 Minuten gespült.

Nach Trocknen an der Luft ergibt eine Begutachtung unter Streiflicht die vollständige Abwesenheit von Lötmittel­ rückständen.

Claims (8)

1. Mischung aus 30 bis 69 Gew.% 1,1,1,3,3-Pentafluor­ butan, 30 bis 60 Gew.% Methylenchlorid und 1 bis 10 Gew.% Methanol.

2. Mischung nach Anspruch 1, die 49 bis 61 Gew.% 1,1,1,3,3-Pentafluorbutan, 37 bis 46 Gew.% Methy­ lenchlorid und 2 bis 5 Gew.% Methanol enthält.

3. Mischung nach Anspruch 2 mit Azeotropeigenschaft, die unter Normaldruck bei 32,1°C siedet.

4. Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die außerdem mindestens einen Stabilisator enthält.

5. Mischung nach Anspruch 4, in der der Stabilisator ein Nitroalkan, ein Epoxid oder eine Mischung solcher Bestandteile ist.

6. Mischung nach Anspruch 4 oder 5, in der der Anteil des Stabilisators 0,01 bis 5% des Gesamtgewichtes von 1,1,1,3,3-Pentafluorbutan, Methylenchlorid und Methanol beträgt.

7. Anwendung einer Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Reinigung und/oder Trocknung von Fest­ stoffoberflächen.

8. Anwendung nach Anspruch 7 zur Entfernung von Löt­ zusätzen von gedruckten Schaltungen und zur Entfet­ tung von mechanischen Teilen.