DE69505636T2 - Azeotrope und azeotropartige Zusammensetzungen enthaltend Oktamethyltrisiloxane - Google Patents

Description

• Wir haben bisher Azeotrope von Hexamethyldisiloxan (mm) mit den Alkoholen 3-Methyl-3- pentanol, 2-Pentanol oder 1-Methoxy-2-propanol in der am 27.12.1995 veröffentlichten EP-A-0 688 858, Azeotrope von Octarnediyltrisiloxan mit dem Alkohols 2-Methyl-1-pentanol, 1-Hexanol oder 1-Butoxy-2- propanol und dem Ester Ethyllactat in der am 14.2.1996 veröffentlichten EP-A-0 696 637 und Azeotrope von Ocramethyltrisiloxan und n-Propoxypropanol in der am 20.3.1996 veröffentlichte EP-A-0 702 080 beschrieb. Ferner habe wir Verfahren zur Reinigung oder Entwässerung von Oberfläche mit einem Azeotrop als Spülmittel in der am 17.4.1996 veröffentlichten EP-A-0 707 060 veröffentlicht.
• Aus Derwent Abstract AN 94-273 854, der den Inhalt der JP-A-06 202 051 zusammenfaßt, ist eine azeotrope oder azeotropartige Zusammensetzung, die 63-65 Gew.-% Isopentylalkohol und zum Rest Octamethyltrisiloxan umfaßt, bekannt. Derwent Abstract 95-027 847, der die JP-A-06 313 196 zusammenfaßt, beschreibt eine ähnliche azeotrope Zusammensetzung, die Propylenglykol-tert.-butyletheracetat und Octamethyltrisiloxan umfaßt. Derwent Abstract 94-148 163, der die JP-A-06 093 294 zusammenfaßt, betrifft eine azeotrope Zusammensetzung, die 35-36 Gew.-% Propylenglykolethyletheracetat und zum Rest Octamethyltrisiloxan umfaßt.
• Die vorliegende Erfindung betrifft umweltfreundliche Lösungsmittel und insbesondere Reinigungs-, Spül- und Trocknungsmittel, bei denen es sich um binäre Azeotrope oder azeotropartige Zusammensetzungen mit einem flüchtige Methylsiloxan (VMS) handelt.
• Da staatliche, bundesstaatliche und internationale Verordnungen darauf abzielen, die Verwendung bestimmter Chemikalie einzuschränken, ist die Suche nach geeigneten Ersatzstoffs ein Dilemma, mit dem inländische und ausländische Chemie- und Industriebereiche konfrontiert sind. Der Ersatz von "geächteten" Chemikalie durch VMSs als Lösungsmittel ist ein gangbarer Ansatz in Amerika, da die Umweltschutzbehörde (EPA) verfügt hat, daß Octamethylcyclotetrasiloxan, Decamethylcyclopentasiloxan, Dodecamethylcyclohexasiloxan, Hexamethyldisiloxan, Octamethyltrisiloxan und Decamethyltetrasiloxan akzeptable Ersatzstoffe für den Chlorfluorkohlenstoff C&sub2;Cl&sub3;F&sub3; (CFC-113) und Methylchloroform (MCF) sind. Diese Verfügung ist in der Signiflcant New Alternatives Policy (SNAP) der EPA auf die Reinigung in geschlossenen Systemen in Metall-, Elektronik- und Präzisionsreinigungsanwendungen beschränkt.
• Die EPA nahm auch VMS als flüchtige organische Verbindungen (VOC) aus. VMS sind in der Liste der Verbindungen in 40 CFR 51.100(s) von der Definition der VOC auf der Basis ausgeschlossen, daß VMS-Verbindung vernachlässigbar zur Ozonbildung in der Troposphäre beitragen. Verbindungen in dieser Liste besitzen auch eine vernachlässigbare photochemische Reaktivität. Die EPA stellte fest, daß das Ausnehmen von VMS aus der Verordnung als Ozonvorläufer dazu beitragen könnte, verschiedene wichtige Umweltziele zu erreichen, dahingehend, daß VMS als Ersatz für verschiedene Verbindungen, die als gefährliche Luftschadstoffe (HAP) aufgeführt sind, verwenden werden könne. Die EPA erklärte, daß dies dem Bedarf nach der Entwicklung von Ersatzstoffen für ozonabbauende Substanzen (ODS) nachkommt und daß dies die nationalen Umgebungsluftqualitätsstandards für Ozon unter der Auflage I der Clean Air Act und des Federal Implementation Plans für Chicagos "ozone non-attainment area" erreichen würde. Die Bezeichnung VMS innerhalb des Ausschlusses durch die EPA umfaßt cyclische, verzweigte und lineare "vollständig methylierte" Siloxane und bedeutet, daß an das zentrale Rückgrat des Siloxans Methylgruppen und keine anderen funktionellen Gruppen gebunden sind.
• VMSs besitze eine Lebensdauer in der Atmosphäre von 10-30 Tags und tragen nicht merklich zur globalen Erwärmung bei. Sie besitzen auch infolge ihrer kurzen Lebensdauer in der Atmosphäre, so daß sie nicht in die Stratosphäre aufsteigen und sich dort ansammeln, kein Potential zur Verarmung von Ozon in der Stratosphäre. VMSs enthalten keine Chlor- oder Bromatome; sie greifen die Ozonschicht nicht an; sie tragen nicht zur Ozonbildung in der Troposphäre bei (Smog); und sie besitzen ein minimales Potential zur globalen Erwärmung. VMSs sind folglich einzigartig darin, daß sie diese Attribute gleichzeitig besitzen.
• Es ist folglich offensichtlich, daß VMSs eine positive Lösung für das Problem des Ersatzes "geächteter" Chemikalien durch neue Materialien für Reinigungsmittel liefern.
• Unsere Erfindung betrifft neue binäre Azeotrope, die ein VMS und eins Alkohol oder einen Ester enthalten. Es wurden auch bestimmte azeotropartige Zusammensetzungen aufgefunden. Diese VMSs enthaltenden Azeotrope und azeotropartigen Zusammensetzungen besitzen eine Verwendbarkeit als umweltfreundliche Reinigungs-, Spül- und Trocknungsmittel.
• Als Reinigungsmittel könne diese Azeotrope zur Entfernung von kontaminierenden Substanzen von jeder beliebigen Oberfläche verwendet werde, speziell einsetzbar sind sie jedoch in Verbindung mit einer Flußmittelentfernung und Präzisionsreinigung, Niederdruckdampfentfettung und Dampfphasenreinigung. Einige unerwartete Vorteile und Vorzüge dieser VMS enthaltende Azeotrope als Reinigungsmittel umfassen ihr erhöhtes Lösevermögen und ihre Beibehaltung eines konstanten Lösevermögens nach Verdampfung, die während Anwendung, die ein Dampfphasenreinigen, destillatives Regenerieren und Reinigen durch Wischen umfassen, auftreten kann.
• Da das Reinigungsmittel ein Azeotrop ist, besitzt es den weiteren Vorteil, einfach rückgewonnen und in den Kreislauf zurückgeführt werden zu könne. Somit kann ein Azeotrop aus einem kontaminierten Reinigungsbadabfluß nach seiner Verwendung im Reinigungsverfahren abgetrennt werden. Durch einfache Destillation wird seine Regeneration erleichtert und es kann im System als frisches Reinigungsmittel in den Kreislauf zurückgeführt werden.
• Darüber hinaus liefern diese VMS-Azeotrope den unerwarteten Vorteil, eins höheren Gehalt an Siloxanflüssigkeit und folglich einen niedrigeren Gehalt an Alkohol aufzuweisen als Azeotrope von Siloxanflüssigkeiten und Alkoholen mit niedrigem Molekulargewicht, wie Ethanol. Das überraschende Ergebnis ist, daß die Azeotrope weniger dazu neigen, troposphärisches Ozon und Smog zu erzeugen. Ein weiteres überraschendes Ergebnis bei der Verwendung dieser Azeotrope ist, daß sie, verglichen mit dem VMS allein, ein erhöhtes Lösevermögen besitzen. Darüber hinaus besitzen die neuen Azeotrope ein mildes Lösevermögen, das sie geeignet macht, empfindliche Oberfläche zu reinigen, ohne daß sie der zu reinigenden Oberfläche Schaden zufügen.
• Ein Azeotrop ist ein Gemisch aus zwei oder mehr Flüssigkeiten, dessen Zusammensetzung sich bei der Destillation nicht ändert. Beispielsweise siedet ein Gemisch aus 95% Ethanol und 5% Wasser bei einer niedrigeren Temperatur (78,15ºC) als reines Ethanol, das bei 78,3ºC siedet, oder reines Wasser, das bei 100ºC siede. Derartige Flüssigkeitsgemische verhalten sich dahingehend wie eine einzelne Substanz, daß der durch teilweise Verdampfung der Flüssigkeit gebildete Dampf dieselbe Zusammensetzung wie die Flüssigkeit besitzt. Somit lassen sich diese Gemische bei einer konstanten Temperatur ohne Veränderung ihrer Zusammensetzung destilliere und könne durch normale Destillation getrennt werden.
• Azeotrope können in Systemen existieren, die zwei Flüssigkeiten A und B (binäre Azeotrope), drei Flüssigkeiten A, B und C (ternäre Azeotrope) und vier Flüssigkeiten A, B, C und D (quaternäre Azeotrope) enthalten. Die Azeotrope unserer Erfindung sind binäre Azeotrope. Azeotropie ist ein "nicht voraussagbares Phänomen", so daß jede azeotrope Zusammensetzung aufgefunden werden muß. Das Phänomen der "Unvoraussagbarkeit" ist auf dem einschlägigen Fachgebiß in der US-A-4 157 976 und 4 155 865 gründlich dokumentiert.
• Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist ein Gemisch aus zwei oder mehr Komponenten azeotrop, wenn es ohne Veränderung in der Zusammensetzung des Dampfes gegenüber der Flüssigkeit verdampft. Insbesondere umfassen azeotrope Gemische sowohl Gemische, die ohne Veränderung der Zusammensetzung sieden, als auch Gemische, die bei einer Temperatur unter dem Siedepunkt ohne Veränderung der Zusammensetzung verdampfe. Folglich kann ein azeotropes Gemisch Gemische aus zwei Komponenten über einen Anteilsbereich hinweg, in dem jeder spezifische Anteil der beiden Komponenten bei einer bestimmten Temperatur, jedoch nicht notwendigerweise bei anderen Temperaturen azeotrop ist, umfassen.
• Azeotrope verdampfen ohne Veränderung ihrer Zusammensetzung. Wenn der angelegte Druck größer ist als der Dampfdruck des Azeotrops, verdampft das Azeotrop ohne Veränderung. Wenn der angelegte Druck unter dem Dampfdruck des Azeotrops liegt, siedet das Azeotrop oder läßt sich ohne Veränderung destillieren. Der Dampfdruck niedrigsiedender Azeotrope ist höher und der Siedepunkt ist niedriger als der der einzelne Komponenten. In der Tat besitzt die azeotrope Zusammensetzung den niedrigsten Siedepunkt beliebiger Zusammensetzungen ihrer Komponenten. So kann das Azeotrop durch Destillation eines Gemisches, dessen Zusammensetzung anfänglich von der des Azeotrops abweicht, erhalten werden.
• Da lediglich bestimmte Kombination von Komponente Azeatrope bilden können, kann die Bildung eines Azeotrops ohne experimentelle Dampf Flüssigkeit-Gleichgewichts(VLE)-Daten (hierbei handelt es sich um Dampf und Flüssigkeitszusammensetzungen bei konstantem Gesamtdruck oder bei konstanter Gesamttemperatur für verschiedene Gemische der Komponenten) nicht zuverlässig vorausgesagt werden.
• Die Zusammensetzung einiger Azeotrope ist gegenüber der Temperatur invariant, in vielen Fällen jedoch verschiebt sich die azeotrope Zusammensetzung mit der Temperatur. Die azeotrope Zusammensetzung als Funktion der Temperatur kann aus qualitativ hochwertigen VLE-Daten bei einer gegeben Temperatur bestimmt werde. Zum Erhalt derartiger Meßergebnisse ist kommerzielle Software erhältlich, wie das ASPENPLUS®-Programm von Aspen Technology Inc. in Cambridge, Massachussetts. Sind die experimentellen Daten gegeben, können derartige Programme Parameter berechne, aus denen vollständige Tabellen der Zusammensetzung und des Dampfdrucks geschaffen werden können. Dies gestattet einem Verwender des Systems zu bestimmen, wo eine azeotrope Zusammensetzung lokalisiert ist.
• Die erfindungsgemäßen Azeotrope enthalten Octamethyltrisiloxan der Formel (CH&sub3;)&sub3;SiO(CH&sub3;)&sub2;SiOSi(CH&sub3;)&sub3;. Octamethyltrisiloxan besitzt eine Viskosität von 1,0 Centistoke (mm²/s), gemessen bei 25ºC. Es wird häufig als "MDM" bezeichnet. Diese Bezeichnung bezieht sich auf sein Molekül, das eine difunktionelle "D"-Einheit (CH&sub3;)&sub2;SiO2/2 und zwei monofunktionelle "M"-Einheiten (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2 enthält (vgl. folgende Formel):
• MDM ist eine klare Flüssigkeit, die im wesentlichen geruchlos, nichttoxisch, nichtölig, nicht fadenbildend und nicht hautreizend ist. Es hinterläßt nach 30 min bei Raumtemperatur keine Rückstand, wenn 1 g der Flüssigkeit auf den Mittelpunkt eines kreisförmigen Filterpapiers Nr. 1 (Durchmesser 185 mm und getragen an seinem Umfangbereich in einer offenen Raumatmosphäre) gegeben wird.
• Die erfindungsgemäßen Azeotrope enthalten ferner einen Alkohol oder einen Alkoholester. Ein Alkohol ist der alkoxyhaltige aliphatische Alkohol mit dem Chemical-Abstract-Index-Namen 1-Butoxy-2- ethanol, der im folgende als 2-Butoxyethanol bezeichnet wird. Er besitzt die Formel C&sub4;H&sub9;OCH&sub2;CH&sub2;OH und den chemischen Namen Ethylenglykol-n-butylether. 2-Butoxyethanol wird von der Dow Chemical Company, Midland, Michigan, unter der Marke DOWANOL EB vertrieben. Der andere Alkohol ist der alicyclische Alkohol (c,t-)2-Methylcyclohexanol, der im folgenden als 2-Methylcyclohexanol bezeichnet wird. Er besitzt die Formel CH&sub3;C&sub6;H&sub1;&sub0;OH und ist ein Gemisch aus cis- und trans-Isomeren. Der Alkoholester ist ein Alkylester von Milchsäure, nämlich Isopropyllactat. Er besitzt die Formel CH&sub3;CH(OH)CO&sub2;CH(CH&sub3;)&sub2;. Die Siedepunkte dieser Flüssigkeiten in ºC, gemessen bei Standardbarometerdruck (101,3 kPa/760 mm Hg) betragen 152,6ºC für MDM, 171ºC für 2-Butoxyethanol, 164ºC für 2- Methylcyclohexanol und 166-168ºC für Isopropyllactat.
• Es wurden neue binäre Azeotrope von Octamethyltrisiloxan gefunden, die (i) 4-18 Gew.-% 2- Butoxyethanol und 82-96 Gew-% Octamethyltrisiloxan; (ii) 3-18 Gew.-% 2-Methylcyclohexanol und 82- 97 Gew.-% Octamethyltrisiloxan und (iii) 14-39 Gew.-% Isopropyllactat und 61-86 Gew.-% Octamdhyltrisiloxan enthalte. Die Azeotrope warm homogen und besaßen eine einzelne flüssige Phase bei der Azeotroptemperatur und bei Raumtemperatur. Homogene Azeotrope sind insbesondere für Reinigungsanwendungen stärker erwünscht als heterogene Azeotrope, da homogene Azeotrope in Form einer flüssigen Phase anstelle von zwei Phase existieren. Im Gegensatz dazu unterscheidet sich jede Phase eines heterogenen Azeotrops in ihrer Reinigungskraft. Folglich ist die Reinigungsleistungsfähigkeit eines heterogenen Azeotrops schwierig zu reproduzieren, da sie von dem folgerichtige Vermischen der Phasen abhängt. Eine einzelne Phase aufweisende (homogene) Azeotrope eigne sich mir als mehrphasige (heterogene) Azeotrope, da sie leichter zwischen Orts transportiert werden können.
• Es wurde festgestellt, daß jedes homogene Azeotrop über einen bestimmten Temperaturbereich existiert. Innerhalb dieses Bereichs verschiebt sich die azeotrope Zusammensetzung etwas mit der Temperatur. Die die beiden Alkohole enthaltenden Zusammensetzungen waren in einem Bereich von 75 bis einschließlich 160ºC azeotrop. Die den Ester enthaltenden Zusammensetzungen waren in einem Bereich von 0 bis einschließlich 153,1ºC azeotrop. Das folgende Beispiel veranschaulicht die Erfindung in größerem Detail.
Beispiel I
• Es wurde eine Einplattendestillationsvorrichtung zur Messung der Dampf Flüssigkeits- Gleichgewichte verwende. Das Flüssigkeitsgemisch wurde zum Siede gebracht und der Dampf in einem kleinen Auffangbehälter kondensiert. Der Auffangbehälter besaß einen Überlaufströmungsweg zur Rezirkulation in die siedende Flüssigkeit. Wenn das Gleichgewicht sich eingestellt hatte, wurden getrennt Proben der siedenden Flüssigkeit und des kondensierten Dampfes entnommen und quantitativ durch Gaschromatographie (GC) analysiert. Die Temperatur, der Umgebungsdruck und die Zusammensetzungen der Flüssigkeit und des Dampfes wurden bei mehreren verschiedene anfänglichen Zusammensetzungspunkten gemessen. Diese Daten wurden verwendet, um zu bestimmter, ob eine azeotrope Zusammensetzung existierte. Die azeotrope Zusammensetzung bei unterschiedliche Temperaturen wurde unter Verwendung der Daten mit einem ASPENPLUS -Softwareprogramm, das die quantitativen Bestimmungen durchführte, bestimmt. Die neuen azeotropen Zusammensetzungen sind in den Tabelle I bis III dargestellt. In den Tabellen bezeichnet "MDM" den Gewichtsprozentanteil an Octamethyltrisiloxan in dem Azeotrop. Der Dampfdruck (DD) ist in Torr-Druckeinheiten (1 Ton = 0,133 kPa/l mm Hg) angegeben. Die Genauigkeit bei der Bestimmung dieser Azeotrope bewegt sich bei ± 2 Gew.-%. TABELLE I TABELLE II TABELLE III
• Ferner wurden azeotropartige oder pseudoazeotrope Zusammensetzungen aufgefunden, die Octamethyltrisiloxan, 2-Butoxyethanol, 2-Methylcyclohexanol und Isopropyllactat enthalte. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung solle die Ausdrücke azeotropartig oder pseudoazeotrop eine Zusammensetzung bedeute, die sich wie ein Azeotrop verhält. Somit besitzen azeotropartige Zusammensetzungen konstante Siedeeigenschaft oder besitze die Tendenz, beim Siede oder Verdampfen nicht fraktioniert zu destillieren. In einer azeotropartigen Zusammensetzung ist die Zusammensetzung des während des Siedens oder Verdampfens gebildete Dampfes identisch oder nahezu identisch mit der Zusammensetzung der ursprünglichen Flüssigkeit. Während des Siedens oder Verdampfens verändert sich die Zusammensetzung der Flüssigkeit lediglich minimal oder in vernachlässigbarem Ausmaß, wenn sie sich überhaupt verändert. Mit anderen Worts besitzt sie etwa dieselbe Zusammensetzung in der Dampfphase wie in der Flüssigkeitsphase, wen sie beim Refluxieren eingesetzt wird. Im Gegensatz dazu verändert sich die Zusammensetzung der Flüssigkeit eines nicht azeotropartigen Gemisches während des Siedens oder Verdampfens in merklichem Ausmaß. Azeotropartige Zusammensetzungen umfassen alle Verhältnisse der azeotropen Komponenten, die innerhalb von 1ºC des minimalen Siedepunkts bei 760 Ton (101,1 kPa) sieden.
• Azeotropartige Zusammensetzungen von Octamethyltrisiloxan und 2-Butoxyethanol wurden bei 760 Torr (101,1 kPa) Dampfdruck für alle Verhältnisse der Komponenten aufgefunden, wobei der gew.-%ige Anteil an 2-Butoxyethanol zwischen 5 und 33% und der gew.-%ige Anteil von Octamethyltrisiloxan zwischen 67 und 95% schwankte. Diese azeotropartigen Zusammensetzungen besitze einen normalen Siedepunkt, der innerhalb von 1ºC des Minimalwerts von 149,9ºC liegt.
• Azeotropartige Zusammensetzungen von Octamethyltrisiloxan und 2-Methylcyclohexanol wurden bei 760 Torr (101,1 kPa) Dampfdruck für alle Verhältnisse der Komponenten aufgefunden, wobei der gew.-%ige Anteil an 2-Methylcyclohexanol zwischen 5 und 35% und der gew.-%ige Anteil an Octamethyltrisiloxan zwischen 65 und 95% schwankte. Diese azeotropartigen Zusammensetzungen besaßen einen normalen Siedepunkt, der innerhalb von 1ºC des Minimalwerts von 150,2ºC lag.
• Ferner wurde azeotropartige Zusammensetzungen von Octamethyltrisiloxan und Isopropyllactat bei 760 Torr (101,1 kPa) Dampfdruck für alle Verhältnisse der Komponenten aufgefunden, wobei der gew.-%ige Anteil an Isopropyllactat zwischen 21 und 64% und der gew.-%ige Anteil an Octamethyltrisiloxan zwischen 36 und 79% schwankte. Diese azeotropartigen Zusammensetzungen besaßen eins normale Siedepunkt, der innerhalb von 1ºC des Minimalwerts von 143,3ºC lag. Das bei der Bestimmung der azeotropartigen Zusammensetzungen verwendete Vorgehen entsprach dem in Beispiel 1 beschriebenen. Die azeotropartigen Zusammensetzung waren homogen und besaßen dieselbe Verwendbarkeit wie die Azeotrope in den Tabelle I bis III.
• Eine speziell geeignete Anwendung der Azeotrope ist die Reinigung und Entfernung von Flußmitteln, die beim Montieren und Löten von elektronische Teil auf Leiterplatten verwendet werden. Ein Lötmittel wird häufig zur Herstellung einer mechanischen, elektromechanische oder elektronischen Verbindung verwendet. Bei der Herstellung von elektronischen Verbindungen werden die Komponenten zu den Leiterbahnen einer gedruckten Schaltungsanordnung durch Wellenlöten verbunden. Das Lötmittel ist üblicherweise eine Zinn-Blei-Legierung in Kombination mit einem Flußmittel auf Kolophoniumbasis. Kolophonium ist ein komplexes Gemisch aus isomeren Säure, hauptsächlich Abietinsäure. Kolophoniumflußmittel enthalten häufig Aktivatoren, wie Aminhydrohalogenide und organische Säuren. Das Flußmittel reagiert mit Oberflächenverbindungen, wie Oxiden, und entfernt diese. Es reduziert die Oberflächenspannung der aufgeschmolzene Lötmittellegierung und verhindert eine Oxidation während des Erwärmungszyklusses durch Bereitstelle einer Oberflächendecke auf dem Basismetall und der Lötmittellegierung. Nach dem Lötvorgang ist es üblicherweise notwendig, das Bauteil zu reinigen. Die erfindungsgemäßen Azeotrope eignen sich als Endreinigungsmittel. Sie entfernen jegliche auf durch das Flußmittel während des Lötens nicht geschützten Fläche gebildete Flußmittelreste und Oxide, welche korrosiv sind oder eine Funktionsstörung oder einen Kurzschluß der elektronischen Bauteile hervorrufen können. In dieser Anwendung können die Azeotrope als kalte Reinigungsmittel, Dampfentfettungsmittel oder mit Ultraschallenergie verwendet werden. Die Azeotrope können ferner zur Entfernung von kohlenstoffhaltigen Materialien von der Oberfläche derartiger Gegenstände und von der Oberfläche anderer industrieller Gegenstände verwendet werden. Unter kohlenstoffhaltigem Material wird jette beliebige Kohlenstoff enthaltende Verbindung oder Gemische aus kohlenstoffhaltigen Verbindungen, die in herkömmlichen organischen Lösungsmitteln, wie Hexan, Toluol oder 1,1,1-Trichlorethan löslich sind, verstanden.
• Azeotrope werden zur Reinigung eines verwendeten Lötflußmittels auf Kolophoniumbasis als Schmutzstoff verwendet. Reinigungstests wurden bei 22ºC in einem offenen Bad ohne destillative Rückführung des Azeotrops durchgeführt. Ein jeden Alkohol enthaltendes Azeotrop und zwei den Ester enthaltende Azeotrope wurden getestet. Die Azeotrope entfernten Flußmittel, obwohl sie nicht im selbe Maße wirksam waren. Das folgende Beispiel veranschaulicht diesen Aspekt der vorliegende Erfindung.
Beispiel II
• Ein Kolophoniumflußmittel wurde mit 0,05 Gew.-% eines nicht reaktiven, eine niedrige Viskosität aufweisende Siliconglykolausflußadditivs vermischt. Das Gemisch wurde als gleichmäßige dünne Schicht auf eine 2" · 3" (5,1 x7,6 cm) große Fläche einer Aluminium-Q-Platte appliziert und gleichmäßig mit der Kante eines Spatels ausgebreitet. Ein üblicherweise für elektrische und elektronische Bauteile verwendetes Lötflußmittel auf Aktivkolophoniumbasis (Kester Nr. 1544) wurde verwendet. Dieses Flußmittel ist von Kester Solder Division, Litton Industries, Des Plaines, Illinois, erhältlich. Die ungefähre Zusammensetzung des Flußmittels sind 50 Gew.-% modifiziertes Kolophonium, 25 Gew.-% Ethanol, 25 Gew -% 2-Butanol und 1 Gew.-% eines patentrechtlich geschützten Aktivators. Der Überzug wurde bei Raumtemperatur getrocknet und 10 min in einem Heißluftofen bei 100ºC gehärtet. Die Platte wurde in ein großes Becherglas mit einem Magnetrührstab am Boden, das 1/3 mit dem Azeotrop gefüllt war, gelegt. Das Reinigen erfolgte unter raschem Verrühren bei Raumtemperatur selbst bei Reinigen mit Azeotropen höherer Temperatur. Die Platte wurde in bestimmten Zeitintervallen entnommen, bei Raumtemperatur getrocknet, gewogen und zur weiteren Reinigung wieder eingetaucht. Das anfängliche Beschichtungsgewicht und der Gewichtsverlust wurden als Funktion der kumulative Reinigungszeit gemessen. Die Daten sind in Tabelle IV angegeben.
• In Tabelle N ist 2-Butoxyethanol als "BUTOXY", 2-Methylcyclohexanol als "2-M-C-H" und Isopropyllactat als "LACTAT" abgekürzt. "Gew.-% " bezeichnen die Gew.-% der Alkohole und des Esters. "TEMP" ist die Azeotroptemperatur in ºC. "GW" ist das anfängliche Gewicht des Überzugs in Gramm. "Zeit" ist die nach Verstreiche von 1, 5, 10 und 30 min gemessene kumulative Zeit. Die Zusammensetzung Nr. 5 ist eine zum Vergleich verwendete Vergleichszusammensetzung aus 100 Gew.-% Octamethyltrisiloxan. Tabelle IV zeigt, daß die Azeotrope 1 bis 4 wirksamere Reinigungsmittel als die Vergleichszusammensetzung Nr. 5 waren. TABELLE IV Reinigungsausmaß bei Raumtemperatur (22ºC)
• Diese Azeotrope besitzen beim Reinigen, Spülen oder Trocknen verschiedene Vorteile. So kann das Azeotrop leicht durch Destillation so regeneriert werden, daß die Leistungsfähigkeit des Reinigungsgemisches nach Gebrauchsperioden wiederhergestellt werden kann. Durch Zusammensetzungen der Azeotrope beeinflußte Leistungsfähigkeitsfaktoren sind die Badlebensdauer, die Reinigungsgeschwindigkeit, das Fehlen einer Entflammbarkeit, wenn eine Komponente nicht entflammbar ist, und das Fehlen einer Schädigung von empfindlichen Teilen. Beim Dampfphasenentfetten könne die Azeotrope durch kontinuierliche Destillation bei Atmosphärendruck oder verringertem Druck kontinuierlich wiederhergestellt und kontinuierlich in das Reinigungsgerät zurückgeführt werden. In diesem Gerät kann ein Reinigen oder Spülen beim Siedepunkt durchgeführt werden, indem das Teil in die siedende Flüssigkeit eingetaucht oder der refluxierende Dampf auf dem kalten Teil kondensieren gelassen wird. Alternativ kann das Teil in ein kühleres Bad, das kontinuierlich durch frisches Kondensat gespeist wird, während schmutzige überfließende Flüssigkeit in ein Auffangbecken zurückgeführt wird, eingetaucht werden. Im letzteren Fall wird das Teil in einer kontinuierlich erneuerten Flüssigkeit maximaler Reinigungskraft gereinigt.
• Wenn das Azeotrop in einem offenen System verwendet wird, bleiben seine Zusammensetzung und Leistungsfähigkeit konstant, selbst obwohl Verdampfungsverluste auftreten. Ein derartiges System kann bei Raumtemperatur betrieben werden, wenn es als Umgebungsreinigungsbad oder als von Hand durch Wischen aufzutragendes Reinigungsmittel verwendet wird. Reinigungsbäder könne auch bei erhöhten Temperaturen unter dem Siedepunkt betrieben werden, da ein Reinigen, Spülen oder Trocknen häufig bei erhöhten Temperatur schneller abläuft und dies erwünscht ist, wenn das zu reinigende Teil und das Gerät es zulassen.
• VMS enthaltende Azeotrope sind günstig, wenn sie zum Spülen von Wasserverdrängungsflüssigkeiten von mechanische und elektrischen Teilen, wie Getriebegehäusen und elektrischen Motoren und Gegenständen aus Metall, Keramik, Glas und Kunststoff, verwendet werden. Beispiele für derartige Gegenstände sind elektronische Teile und Halbleiterteile, Präzisionsteile, wie Kugellager, optische Teile, wie Linsen, photographische Teile und Kamerateile, sowie militärische und Weltraumhardware, wie Präzisions lenkgeräte, die in der Verteidigungs- und Raumfahrtindustrie verwendet werden. Wasserverdrängungsflüssigkeiten enthalten typischerweise kleine Mengen eines oder mehrerer grenzflächenaktiver Mittel. Durch Verwendung von VMS enthaltenden Azeotropen als Spülflüssigkeit wird (i) das restliche grenzflächenaktive Mittel auf dem Teil gründlicher entfernt; (ii) ein Mitreißverlust von Spülflüssigkeit verringert und (iii) das Ausmaß der Wasserverdrängung erhöht.
• Ein Reinigen kann durch Verwendung eines gegebene Azeotrops bei oder nahe seiner Azeotroptemperatur oder bei einer anderen Temperatur durchgeführt werden. Das Azeotrop kann alleine verwendet werden oder es können kleine Mengen eines oder mehrerer organischer flüssiger Additive mit dem Azeotrop kombiniert werden, beispielsweise Verbindungen mit der Fähigkeit, eine erhöhte oxidative Stabilität, Korrosionshemmung oder erhöhte Lösekraft zu verleih. Oxidative Stabilisatoren hemme eine langsame Oxidation organischer Verbindungen, wie der Alkohole. Korrosionsinhibitoren hemmen eine Metallkorrosion durch Spure von Säuren, die vorhanden sein können oder sich langsam in Alkoholen bilden. Lösekraftverstärker erhöhen die Lösekraft durch Zugabe eines stärkeren Lösungsmittels zum Ausgangslösungsmittel. Oxidative Stabilisatoren werde in Mengen von etwa 0,05 bis 5 Gew.-% verwendet. Korrosionsinhibitoren werden in Mengen von etwa 0,1 bis 5 Gew.-% verwendet. Lösekraftverstärker werden in Mengen von etwa 1 bis 10 Gew.-% verwendet.
• Diese Additive können unerwünschte Wirkungen der Alkoholkomponenten des Azeotrops mildem, da der Alkohol nicht so beständig gegenüber einem oxidativen Abbau ist wie das VMS. Zahlreiche Additive eignen sich zur Kombination mit den Azeotropen, wobei das VMS mit kleinen Mengen vieler derartiger Additive mischbar ist. Das Additiv muß jedoch ein solches sein, in dem das erhaltene flüssige Gemisch aus dem Additiv und Azeotrop homogen und einphasig ist.
• Oxidative Stabilisator, die verwendet werden können, sind Phenole, wie Trimethylphenol, Cyclohexylphenol, Thymol, 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol, Butylhydroxyanisol und Isoeugenol; Amine, wie Hexylamin, Pentylamin, Dipropylamin, Diisopropylamin, Diisobutylamin, Triethylamin, Tributylamin, Pyridin, N-Methylmorpholin, Cyclohexylamin, 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin und N,N'-Diallyl-p-phenylendiamin, sowie Triazole, wie Benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-5'-methylphenyl)benzotriazol und Chlorbenzotriazol.
• Verwendbare Korrosionsinhibitoren sind aliphatische Nitroverbindungen, wie Nitromethan, Nitroethan und Nitropropan, Acetylenalkohole, wie 3-Methyl-1-butin-3-ol und 3-Methyl-1-pentin-3-ol, Epoxide, wie Glycidol, Methylglycidylether, Allylglycidylether, Phenylglycidylether, 1,2-Butylenoxid, Cyclohexenoxid und Epichlorhydrin, Ether, wie Dimethoxymethan, 1,2-Dimethoxyethan, 1,4-Dioxan und 1,3,5-Trioxan, ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Hexen, Hepten, Oden, 2,4,4-Trimethyl-1-penten, Pentadien, Octadien, Cyclohexen und Cyclopenten, Alkohole auf Olefinbasis, wie Allylalkohol und 1-Buten-3-ol, sowie Acrylsäureester, wie Methylacrylat, Ethylacrylat und Butylacrylat.
• Verwendbare Lösekraftverstärker sind Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Isopentan, Hexan, Isohexan und Heptan, Nitroalkane, wie Nitromethan, Nitroethan und Nitropropan, Amine, wie Diethylamin, Triethylamin, Isopropylamin, Butylamin und Isobutylamin, Alkohole, wie Methanol, Ethanol, n-Pro pylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butanol und Isobutanol, Ether, wie Methyl-Cellosolve®, Tetrahydrofuran und 1,4-Dioxan, Ketone, wie Aceton, Methylethylketon und Methylbutylketon, sowie Ester, wie Ethylacetat, Propylacetat und Butylacetat.

Claims (5)

1. Zusammensetzung, umfassend ein Azeotrop oder eine azeotropartige Zusammensetzung, die aus (i) einem Gemisch aus 4-33 Gew.-% 2-Butoxyethanol und 67-96 Gew.-% Octamethyltrisiloxan, das bei einer Temperatur im Bereich von 75 bis einschließlich 160ºC homogen und azeotrop ist, (ii) einem Gemisch aus 3-35 Gew.-% 2-Methylcyclohexanol und 65-97 Gew.-% Octamenhyltrisiloxan, das bei einer Temperatur im Bereich von 75 bis einschließlich 160ºC homogen und azeotrop ist, und (iii) einem Gemisch aus 14-64 Gew.-% Isopropyllactat und 36-86 Gew.-% Octamethyltrisiloxan, das bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis einschließlich 153ºC homogen und azeotrop ist, ausgewählt ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die aus der Gruppe 18 Gew.-% 2-Butoxyethanol und 82 Gew.-% Octamethyltrisiloxan; 16 Gew.-% 2-Butoxyethanol und 84 Gew.-% Octamethyltrisiloxan; 12 Gew.-% 2-Butoxyethanol und 88 Gew.-% Octamethyltrisiloxan; 7 Gew.-% 2-Butoxyethanol und 93 Gew.- % Octamethyltrisiloxan, sowie 4 Gew.-% 2-Butoxyethanol und 96 Gew.-% Octamethyltrisiloxan ausgewählt ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die aus der Gruppe 18 Gew.-% 2-Methylcyclohexanol und 82 Gew.-% Octamethyltrisiloxan; 16 Gew.-% 2-Methylcyclohexanol und 84 Gew.-% Octamethyltrisiloxan; 11 Gew.-% 2-Methylcyclohexanol und 89 Gew.-% Octamethyltrisiloxan; 7 Gew.-% 2-Methylcyclohexanol und 93 Gew.-% Octamethyltrisiloxan, sowie 3 Gew.-% 2-Methylcyclohexanol und 97 Gew.-% Octamethyltrisiloxan ausgewählt ist.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die aus der Gruppe 39 Gew.-% Isopropyllactat und 61 Gew.-% Octamethyltrisiloxan; 38 Gew.-% Isopropyllactat und 62 Gew.-% Octamethyltrisiloxan; 37 Gew.- % Isopropyllactat und 63 Gew.-% Octamethyltrisiloxan; 34 Gew.-% Isopropyllactat und 66 Gew.-% Octamethyltrisiloxan; 30 Gew.-% Isopropyllactat und 70 Gew.-% Octamethyltrisiloxan; 26 Gew.-% Isopropyllactat und 74 Gew.-% Octamethyltrisiloxan; 21 Gew.-% Isopropyllactat und 79 Gew.-% Octamethyltrisiloxan, sowie 14 Gew.-% Isopropyllactat und 86 Gew.-% Octamethyltrisiloxan ausgewählt ist.

5. Verfahren zum Reinige, Spül oder Trocknen einer Oberfläche eines Gegenstands durch Applizieren einer Zusammensetzung gemäß der Definition in Anspruch 1 auf die Oberfläche.