DE69606858T2

DE69606858T2 - Cycloalkane enthaltendes reinigungsmittel

Info

Publication number: DE69606858T2
Application number: DE69606858T
Authority: DE
Inventors: Jean-Jacques Martin; Pascal Michaud
Original assignee: Elf Atochem SA
Current assignee: Arkema France SA
Priority date: 1995-04-20
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 2000-10-05
Anticipated expiration: 2016-04-18
Also published as: JPH11503783A; EP0821724A1; ES2144742T3; US5954886A; WO1996033260A1; AU5653696A; KR19990007910A; DE69606858D1; FR2733247A1; EP0821724B1; ATE190092T1; FR2733247B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Cycloalkane, die als Mittel zur Reinigung und Entfettung, im Maschinenbereich und nichtwässrigem Milieu von festen Oberflächen wie Metallteilen, Keramik, Glas, Kunststoff-Materialien verwendbar sind, die durch Öle oder Fette der Bearbeitung und/oder ihres zeitweiligen Schutzes verunreinigt sind.
Diese Cycloalkane sind ebenfalls für die Entfernung von Flussmitteln ("defluxage") aus gedruckten Schaltkreisen verwendbar. Diese defluxage besteht darin, das Flussmittel aus der Lötung zu beseitigen.
Bis jetzt hat man für diese verschiedenen Maßnahmen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel und hauptsächlich chlorierte Lösungsmittel verwendet, wie insbesondere 1,1,1-Trichlorethan, das auf dem Fachgebiet unter der Bezeichnung T 111 bekannt ist, sowie die Chlorfluoralkane wie 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan, das auf dem Fachgebiet unter der Bezeichnung F 113 bekannt ist.
Diese chlorierten und fluorierten Verbindungen werden jedoch verdächtigt, für die Verringerung der stratosphärischen Ozonschicht verantwortlich zu sein, die einen Schutz gegen gewisse Strahlungen sichert.
Infolge des Montreal-Protokolls, das aus kürzlichen internationalen Diskussionen über die Umwelt hervorgegangen ist, werden diese chlorierten und fluorierten Verbindungen kurzfristig durch Substitute ersetzt werden, die wenig oder keinen zerstörerischen Einfluss auf das stratosphärische Ozon haben.
Die GB-A-2 175 004 schlägt eine Reinigungs-Zusammensetzung vor, um Fette von metallischen oder Kunststoffoberflächen zu entfernen, die 85 bis 97 Gew.-Teile nichtaromatische Kohlenwasserstoffe, die aliphatische und/oder cycloaliphatische Verbindungen enthalten und 3 bis 15 Gew.-Teile aromatische Verbindungen umfassen, die wenigstens eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen haben.
Diese Zusammensetzung weist allerdings den Nachteil auf, nicht zu vernachlässigende Mengen an aromatischen Verbindungen zu enthalten.
Insbesondere wegen deren mehr oder weniger reizenden Charakters sieht sich die Verwendung solcher Verbindungen bei Anwendungen der Kaltreinigung mehr und mehr begrenzt und sogar verboten.
Die WO 91/19831 beschreibt eine Zusammensetzung, die Cycloparaffine, verzweigte Paraffine und mindestens ein Tensid enthält.
Die EP-A-0 474 053 beschreibt in ihrem Beispiel 1 eine Zusammensetzung, die besteht aus:
- 69 Gew.-% Cycloparaffinen,
- 29 Gew.-% Isoparaffinen,
- 2 Gew.-% n-Paraffinen
und Spuren von aromatischen Verbindungen.
Die WO 93/06204 beschreibt eine Zusammensetzung, die im wesentlichen besteht aus:
- 30 bis 70 Volumen-% eines Glycolethers,
- 30 bis 70 Volumen-% eines oder mehrerer geradkettiger, verzweigter oder cyclischer aliphatischer Kohlenwasserstoffe, die 12 bis 18 Kohlenstoffatome haben,
- 0 bis 10 Volumen-% mindestens eines Tensids, und
- 0 bis 5 Volumen-% mindestens eines Inhibitors, Parfüms oder Farbstoffs.
Die WO 93/13246 betrifft eine Zusammensetzung, die umfaßt:
i) 75 bis 90 Volumenteile einer Destillationsfraktion, die durch Destillation von Erdöl erhalten wurde, wobei diese Fraktion nicht weniger als 92 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fraktion, an Kohlenwasserstoffen enthält, die ausgewählt sind Unter den naphthenischen und paraffinischen Kohlenwasserstoffen mit 8 bis 15 Kohlenstoffatomen, und
ii) 5 bis 25 Volumenteile eines oder mehrerer gesättigter verzweigter oder unverzweigter aliphatischer Alkohole mit 5 bis 15 Kohlenstoffatomen.
CHEMICAL ABSTRACTS, Bd. 115, Nr. 16, Nr. 161650 betreffend die JP-A-03062896 beschreibt eine reinigende Zusammensetzung, die mindestens 70 Gew.-% eines gesättigten cyclischen Kohlenwasserstoffs mit 9 bis 18 Kohlenstoffatomen und 0,1 bis 30 Gew.-% eines aliphatischen Alkohols mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen und/ oder eines nichtionischen Tensids enthält.
Es wurde nun gefunden, dass man als Mittel zur Reinigung und Entfettung fester Oberflächen ein praktisch reines Cycloalkan oder eine Mischung von Cycloalkanen verwenden kann, die einen Flammpunkt oberhalb von 55ºC, gemessen nach der Norm ASTM D56-70, und einen Siedebereich haben, der von 175ºC bis 235ºC reicht, wobei das genannte Cycloalkangemisch aus einem Gemisch aus gesättigten mono- oder polycyclischen, gegebenenfalls durch einen oder mehrere Alkylreste substituierten Kohlenwasserstoffen der allgemeinen Formel
CnH2(n+1-a) (1)
besteht, in der n eine ganze Zahl ist, die von 8 bis 12 und a eine ganze Zahl, die von 1 bis 5 reicht.
Vorzugsweise wird man nach der vorliegenden Erfindung eine Mischung von Cycloalkanen der Formel (I) verwenden, in der n eine ganze Zahl ist, die von 9 bis 11 reicht und a eine ganze Zahl, die von 1 bis 3 reicht.
Zur Veranschaulichung derartiger erfindungsgemäß verwendbarer Mischungen kann man Mischungen von (Alkyl)cycloalkanen nennen, die durch katalytische Hydrierung von Erdölschnitten erhalten wurden, die aus aromatischen und/oder Cyclodien- Verbindungen bestehen, wie insbesondere den Alkylbenzolen, den Divinylbenzolen, Dicyclopentadien, den Alkyldicyclopentadienen, Naphthalin und dessen Alkylderivaten.
Die so erhaltenen Mischungen von (Alkyl)cycloalkanen bestehen im wesentlichen aus gesättigten cyclischen Kohlenwasserstoffen, die einen oder mehrere Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen haben können.
Zur Veranschaulichung derartiger Mischungen kann man die Mischungen nennen, die zwei oder mehr der nachstehenden Verbindungen enthalten: die Tetrahydrodicyclopentadiene, die Methyltetrahydrodicyclopentadiene, die Dimethyltetrahydrodicyclopentadiene, die Ethylpropylcyclohexane, die Alkyldecahydronaphthaline.
Nach der vorliegenden Erfindung wird man vorzugsweise Mischungen verwenden, die mindestens 40 Gew.-% endo-Tetrahydrodicyclopentadien enthalten.
Nach der vorliegenden Erfindung kann man ebenso als Mischung von Cycloalkanen die als Naphthenschnitte bezeichneten Erdölschnitte verwenden.
Diese Naphthenschnitte bestehen im wesentlichen aus Verbindungen der Formel (I), in der a = 1, 2 oder 3 und n im allgemeinen zwischen 9 und 12 liegt.
Als Beispiele für derartige Naphthenschnitte kann man die von der EXXON CHEMICAL unter der Bezeichnung NAPPAR 11 verkauften naphthenischen Lösungsmittel nennen.
Als Beispiele für praktisch reine Cycloalkane kann man Cyclodekan, Tricyclo[5.2.10.2,6]- dekan, Bicyclohexyl nennen.
Die erfindungsgemäße Mischung von Cycloalkanen bietet den Vorteil, Flammpunkte über 55ºC zu haben, was es erlaubt, sie ohne Gefahr in Maschinen zu verwenden, in denen man die sogenannten A3-Lösungsmittel verwendet, d. h. Lösungsmittel, deren Flammpunkt zwischen 55 und 100ºC liegt.
Aus diesem Grunde kann das erfindungsgemäße Cycloalkangemisch ganz besonders in Systemen verwendet werden, die als geschlossen bezeichnet werden, in denen die Temperaturen 40ºC und mehr erreichen können, für die Reinigung von festen Oberflächen wie Metall- und/oder Plastikteilen und für die Entfernung des Fließmittels der gedruckten Schaltungen.
Die Mischung der erfindungsgemäßen Cycloalkane kann stabilisiert werden.
Als Stabilisierungsmittel kann man Nitroverbindungen verwenden, wie Nitromethan, Nitroethan, Nitropropan, Nitrotoluol; Ether oder Acetale wie Dimethoxymethan, 1,3-Dioxolan, Dimethoxyethan; Amine wie Triethylamin, Dipropylamin, Dimethylamin; Phosphorverbindungen wie Triisodecylphosphit, Triisooctylphosphit.
Die Zusammensetzung kann auch eine oder mehrere Geruchsmaskierungen enthalten.
Als Beispiele für solche Produkte kann man Vanillin und dessen Abkömmlinge, die Kiefernöle nennen.
Diese Verbindungen werden in sehr geringen Mengen verwendet, im allgemeinen zwischen 0,01 und 0,1 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile der Zusammensetzung.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung bietet den Vorteil, nach der Entfettungsaktion leicht entfernbar zu sein.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
In diesen Beispielen werden die Flammpunkte nach der Norm ASTM D56-70 bestimmt.
Die nachstehenden Verbindungen wurden verwendet:
- Die Naphthene "NAPPAR 11" (nachstehend mit NAP 11 bezeichnet). Dieser Cycloalkanschnitt weist ein Siedeintervall auf, das von 182ºC bis 200ºC reicht und einen Flammpunkt von 60ºC.
- Eine Mischung von Cycloalkanen, die ungefähr 40 Gew.-% endo-Tetrahydrodicyclopentadien (nachstehend mit THDCPD bezeichnet) enthält und ein Siedeintervall aufweist, das von 180ºC bis 210ºC reicht und einen Flammpunkt von 58ºC.

Beispiel 1

Ein Edelstahlgitter von 30 · 40 mm wird nach Benetzung mit einem von CASTROL, SHELL, MOBIL oder ELF gelieferten Voll- oder wasserlöslichen Öl gewogen und bei einer Temperatur von etwa 40ºC durch mechanisches Bewegen in einem Behälter entfettet, der NAP 11 enthält.
Innerhalb von 30 Sekunden verbleibt keinerlei Spur des Öls auf dem Gitter mehr.

Beispiel 2

Man arbeitet wie in Beispiel 1, indem man das NAP 11 durch THDCPD ersetzt. Die Reinigungsleistungen sind identisch. Innerhalb von 30 Sekunden ist das Gitter vollkommen frei von Öl.

Beispiel 3 (Versuch Entfernung von Flussmittel)

In eine kleine, Zwei-Behälter-Labormaschine, die mit einem Ultraschallgenerator ausgestattet ist, füllt man 125 ml THDCPD in jeden Behälter, dann bringt man die Flüssigkeit jedes Behälters auf 40ºC.
Fünf standardisierte Platinen (Modell IPC-B-25), die mit Lötflussmittel auf der Grundlage von Kolophonium überzogen sind (Flussmittel R8F der Firma ALPHAMETAL), die bei 230ºC aufgeschmolzen und während 30 Sekunden wieder abgekühlt worden sind, werden während drei Minuten bei 40ºC und Ultraschalleinwirkung in die Flüssigkeit getaucht. Die Platinen werden während einer Minute abgetropft, dann während drei Minuten in dem zweiten Behälter gespült und danach wiederum während einer Minute abgetropft und schließlich bei 55ºC getrocknet.
Die Trockenzeit ist 75 Sekunden. Die Qualität der Reinigung wird bewertet, indem man nach dem standardisierten Verfahren IPC-TM 650 Nr. 2.3.25 und 2.3.26, und nach der Norm MIL-STD-2000 den Anteil an ionischem Rückstand bestimmt.
Der erhaltene Wert, 1,52 ug-Äqu. NaCl/cm² ist weit geringer als der Grenzwert (2,5 ug-Äqu. NaCl/cm²), der auf dem Gebiet der Elektronik geduldet wird.

Claims

1. Verwendung eines fast reinen Cycloalkans oder eines Gemisches aus Cycloalkanen, das einen Flammpunkt von mehr als 55ºC, gemessen nach der Norm ASTM D56-70, und einen Siedebereich von 175ºC bis 235ºC hat, wobei das genannte Cycloalkangemisch aus einem Gemisch aus gesättigten mono- oder polycyclischen, gegebenenfalls durch einen oder mehrere Alkylreste substituierten Kohlenwasserstoffen der allgemeinen Formel besteht

CnH2(n+1-a) (1)

in der n eine ganze Zahl von 8 bis 12 und a eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, als Reinigungs- und Entfettungsmittel.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (I) n eine ganze Zahl von 9 bis 11 und a eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.

3. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Cycloalkangemisch ein Gemisch ist, das mindestens 40 Gew.-% Endo-Tetrahydrodicyclopentadien enthält.

4. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Cycloalkangemisch eine Naphthenfraktion ist.

5. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Naphthenfraktion im wesentlichen aus Verbindungen der Formel (I) besteht, in der a = 1, 2 oder 3 ist und n zwischen 9 und 12 liegt.

6. Verwendung eines Cycloalkangemisches nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Reinigung fester Oberflächen.

7. Verwendung nach Anspruch 6 zur Flußmittelentfernung bei gedruckten Schaltungen und zum Entfetten von Metall- und/oder Plastikteilen.