DE69729562T2

DE69729562T2 - Decafluorpentanzusammensetzungen

Info

Publication number: DE69729562T2
Application number: DE69729562T
Authority: DE
Inventors: Nazarali Abid MERCHANT; Haviland Barbara MINOR; Akberali Shoeb San Jose MOIYADI
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1996-04-29
Filing date: 1997-04-15
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2017-04-16
Also published as: KR20000065084A; DE69729562D1; WO1997041189A1; EP0896611B1; CN1217013A; AU2732097A; ID16838A; EP0896611A1; IL126767A0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Zusammensetzungen oder Mischungen von fluorierten Kohlenwasserstoffen und betrifft spezieller azeotrope oder Azeotrop-ähnliche Zusammensetzungen von 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan, trans-1,2-Dichlorethylen, Cyclopentan und Methanol oder 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan, trans-1,2-Dichlorethylen und Cyclopentan. Derartige Zusammensetzungen sind als Reinigungsmittel, Treibmittel für Polyolefine und Polyurethane, Kältemittel, Aerosoltreibmittel, Wärmeübertragungsmittel, gasförmige Dielektrika, Feuerlöschmittel, Arbeitsfluids in Kreisprozessen, Polymerisationsmittel, Entfernungsmittel für Feststoffteilchen, Trägerfluids, Polier- und Schleifmittel sowie Mittel für die Verdrängungstrocknung verwendbar.
Fluorierte Kohlenwasserstoffe finden vielfältige Anwendungen, von denen eine als ein Kältemittel oder Lösemittel zum Reinigen erfolgt, wie beispielsweise von elektronischen Schaltkreisen. Elektronische Bauelemente sind auf einer Leiterplatte gelötet, indem die gesamte Schaltkreisseite der Platte mit einem Flussmittel überzogen wird und anschließend die mit Flussmittel beschichtete Platte über Vorheizer und durch schmelzflüssiges Lot gezogen wird. Das Flussmittel reinigt die leitfähigen Metallteile und fördert die Schmelze des Lots, hinterläßt jedoch Reste auf den Leiterplatten, die mit einem Reinigungsmittel entfernt werden müssen. Fluorierte Kohlenwasserstoffe sind außerdem als Reinigungsmittel in Operationen zum Entfetten unter Dampf verwendbar.
Vorzugsweise sollten Reinigungsmittel einen niedrigen Siedepunkt haben, Nichtentflammbarkeit aufweisen, geringe Toxizität und hohes Lösungsvermögen, so dass Flussmittel und Flussmittelrückstände ohne Beschädigung des zu reinigenden Substrats entfernt werden können. Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass Reinigungsmittel, in die ein fluorierter Kohlenwasserstoff einbezogen ist, azeotrop oder Azeotrop-ähnlich sind, so dass sie keine Neigung haben, beim Sieden oder Verdampfen zu fraktionieren. Sofern ein Reinigungsmittel nicht azeotrop oder Azeotrop-ähnlich ist, würde die leichter flüchtige Komponente des Reinigungsmittels bevorzugt verdampfen und das Reinigungsmittel könnte entflammbar werden oder über weniger wünschenswerte Eigenschaften des Lösungsvermögens verfügen, wie beispielsweise geringeres Lösungsvermögen von Kollophonium-Flussmittel und geringere Passivität gegenüber elektrischen Bauteilen, die gereinigt werden sollen. Die azeotrope Eigenschaft ist außerdem wünschenswert in Operationen des Entfettens unter Dampf, da das Reinigungsmittel in der Regel zur abschließenden Spülreinigung erneut destilliert und wiederverwendet wird.
Fluorierte Kohlenwasserstoffe können auch als Kältemittel verwendet werden. In Anwendungen für die Kälteerzeugung geht ein Kältemittel oftmals während des Betriebs durch Leckagen in Wellendichtungen, Schlauchverbindungen, Lötverbindungen und gebrochenen Leitungen verloren. Außerdem kann ein Kältemittel während der Wartungsarbeiten an der Kälteerzeugungsanlage an die Atmosphäre freigesetzt werden. Dementsprechend ist es wünschenswert, einen einzelnen fluorierten Kohlenwasserstoff oder eine azeotrope oder Azeotrop-ähnliche Zusammensetzung zu verwenden, in die ein oder mehrere fluorierte Kohlenwasserstoffe als Kältemittel einbezogen sind. Einige nicht-azeotrope Zusammensetzungen, in die ein oder mehrere fluorierte Kohlenwasserstoffe einbezogen sind, lassen sich ebenfalls als Kältemittel verwenden, allerdings haben sie den Nachteil einer sich verändernden Zusammensetzung oder Fraktionierung, wenn ein Teil der Kältemittelcharge austritt oder an die Atmosphäre abgegeben wird. Wenn eine nicht-azeotrope Zusammensetzung eine entflammbare Komponente enthält, könnte ein Gemisch aufgrund einer derartigen Änderung der Zusammensetzung entflammbar werden. Der Betrieb einer Kälteanlage könnte außerdem nachteilig in Folge der Änderung der Zusammensetzung und des Dampfdruckes beeinflusst werden, die sich aus der Fraktionierung ergeben.
Azeotrope oder Azeotrop-ähnliche Zusammensetzungen von fluorierten Kohlenwasserstoffen sind auch als Blähmittel in der Herstellung von geschlossenzelligen Polyurethan-, phenolischen oder thermoplastischen Schaumstoffen verwendbar. Isolierende Schaumstoffe erfordern Blähmittel nicht nur zum Verschäumen des Polymers sondern, was noch wichtiger ist, um die geringe Wärmeleitfähigkeit des Dampfes der Blähmittel zu nutzen, das ein wichtiges Merkmal für den Dämmwert ist.
Bei Aerosolprodukten werden sowohl einkomponentige fluorierte Kohlenwasserstoffe als auch azeotrope oder Azeotrop-ähnliche Zusammensetzungen von fluorierten Kohlenwasserstoffen als Dämpfer für den Treibmittel-Dampfdruck in Aerosolsystemen eingesetzt. Azeotrope oder Azeotrop-ähnliche Zusammensetzungen sind mit ihren weitgehend konstanten Zusammensetzungen und Dampfdrücken als Lösemittel und Treibmittel in Aerosolen verwendbar.
Azeotrope oder Azeotrop-ähnliche Zusammensetzungen, in die fluorierte Kohlenwasserstoffe einbezogen sind, sind auch als Wärmeübertragungsmittel, gasförmige Dielektrika, Feuerlöschmittel, Arbeitsfluids in Kreisprozessen, wie beispielsweise Wärmepumpen, inerte Medien für Polymerisationsreaktionen, Fluids zur Entfernung von partikulären Feststoffen von Metalloberflächen und Trägerflüssigkeiten verwendbar, die beispielsweise eingesetzt werden, um einen feinen Film von Schmiermitteln auf Metallteilen aufzubringen.
Azeotrope oder Azeotrop-ähnliche Zusammensetzungen, in die fluorierte Kohlenwasserstoffe einbezogen sind, sind darüber hinaus als Reinigungsmittel von Polier- und Schleifmitteln zur Entfernung von Polier- und Schleifmittelverbindungen von polierten Oberflächen verwendbar, wie beispielsweise Metall, als Mittel für die Verdrängungstrocknung zur Entfernung von Wasser, wie beispielsweise von Juwelen oder Metallteilen, als Resist-Entwickler in konventionellen Verfahren für die Schaltkreisherstellung, bei denen Entwicklungsmittel vom Chlor-Typ eingesetzt werden, sowie als Photoresist-Entferner bei Verwendung beispielsweise mit einem Chlorwasserstoff, z. B. 1,1,1-Trichlorethan oder Trichlorethylen.
Die US-A-5 064 560, 5 531 966, die WO 95/06693, die US-A-5 196 137, 5 250 208 und die JP-A-07113098 offenbaren jeweils binäre oder ternäre Mischungen von 1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan, trans-1,2-Dichlorethylen, Cyclopentan und/oder Methanol. Keines von diesen Dokumenten weist Azeotrop-ähnliche quaternäre Mischungen aus. Die US-A-5 196 137 offenbart darüber hinaus bestimmte binäre Mischungen von 1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan und 32 bis 43% trans-1,2-Dichlorethylen, die zusätzlich geringe Mengen anderer Komponenten enthalten, wie beispielsweise Cyclopentan, die jedoch Siedepunkte um 37°C haben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft die Entdeckung azeotroper oder Azeotrop-ähnlicher Zusammensetzungen, die weitgehend bestehen aus 40% bis 70 Gew.-% 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan, 15% bis 50 Gew.-% trans-1,2-Dichlorethylen, 1% bis 25 Gew.-% Cyclopentan und 1% bis 10 Gew.-% Methanol; oder 62,9 ± 0,6 Gew.-% 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan, 19,9 ± 1,2 Gew.-% trans-1,2-Dichlorethylen und 17,2 ± 0,7 Gew.-% Cyclopentan, die einen Siedepunkt von 34°C im Wesentlichen bei Atmosphärendruck haben; worin nach Entfernung von 50 Gew.-% der Zusammensetzungen durch Verdampfung oder Abkochen die Differenz im Dampfdruck zwischen den wsprünglichen Zusammensetzungen und den zurückbleibenden Zusammensetzungen kleiner ist als 10%.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bei den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung handelt es sich um konstant siedende, azeotrope oder Azeotrop-ähnliche Zusammensetzungen von 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan (HFC-43-10mee, CF₃CHFCHFCF₂CF₃, Siedepunkt = 54,6°C), trans-1,2-Dichlorethylen (trans-1,2-DCE, CHCl=CHCl, Siedepunkt = 48°C), Cyclopentan (Cyclo-(CH₂)₅, Siedepunkt = 49°C) und Methanol (CH₃OH, Siedepunkt = 65°C).
Die Mengen zur Erzeugung einer azeotropen oder Azeotrop-ähnlichen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn die Komponenten in Gew.-% bei vorgegebenen Druck oder Temperatur angegeben werden, sind für 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan, trans-1,2-Dichlorethylen, Cyclopentan und Methanol oder 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan, trans-1,2-Dichlorethylen und Cyclopentan die Folgenden:
Im Wesentlichen konstant siedende azeotrope oder Azeotrop-ähnliche Zusammensetzungen von HFC-43-10mee, trans-1,2-DCE, Cyclopentan und Methanol bestehen im Wesentlichen aus 40% bis 70 Gew.-% HFC-43-10mee, 15% bis 50 Gew.-% trans-1,2-DCE, 1% bis 25 Gew.-% Cyclopentan und 1% bis 10 Gew.-% Methanol. Diese Zusammensetzungen sieden bei etwa 33,8 ± 1,2°C bei im Wesentlichen Atmosphärendruck. Eine bevorzugte Zusammensetzung weist 45% bis 65 Gew.-% HFC-43-10mee auf 20% bis 30 Gew.-% trans-1,2-DCE, 10% bis 20 Gew.-% Cyclopentan und 2% bis 8 Gew.-% Methanol. Eine mehr bevorzugte Zusammensetzung ist das Azeotrop, das etwa 57,7 Gew.-% HFC-43-10mee aufweist, etwa 22,1 Gew.-% trans-1,2-DCE, etwa 16,0 Gew.-% Cyclopentan und etwa 4,2 Gew.-% Methanol und das bei etwa 33,8°C bei im Wesentlichen Atmosphärendruck siedet.
Die weitgehend konstant siedenden azeotropen Zusammensetzungen von HFC-43-10mee, trans-1,2-DCE und Cyclopentan bestehen im Wesentlichen aus 62,9 ± 0,6 Gew.-% HFC-43-10mee, 19,9 ± 1,2 Gew.-% trans-1,2-DCE und 17,2 ± 0,7 Gew.-% Cyclopentan. Diese Zusammensetzungen sieden bei etwa 34°C bei im Wesentlichen Atmosphärendruck.
Unter "azeotrope oder Azeotrop-ähnliche" Zusammensetzung wird eine konstant siedende oder weitgehend konstant siedende, flüssige Mischung von zwei oder mehreren Substanzen verstanden, die sich wie eine einzige Substanz verhalten. Eine der Möglichkeiten zur Kennzeichnung einer azeotropen oder Azeotrop-ähnlichen Zusammensetzung besteht darin, dass der durch partielle Verdampfung oder Destillation der Flüssigkeit erzeugte Dampf weitgehend die gleiche Zusammensetzung hat wie die Flüssigkeit, aus der er verdampft ist oder destilliert wurde, d. h. die Zumischung destilliert/refluxiert ohne weitgehende Änderung der Zusammensetzung. Konstant siedende oder weitgehend konstant siedende Zusammensetzungen, die als azeotrop oder Azeotrop-ähnlich gekennzeichnet sind, zeigen entweder ein Maximum oder Minimum des Siedepunktes im Vergleich zu dem der nichtazeotropen Mischungen der gleichen Komponenten.
Für die Aufgaben der vorliegenden Diskussion sollen "azeotrop" oder "konstant siedend" "weitgehend azeotrop" oder "weitgehend konstant siedend" bedeuten. Mit anderen Worten sind in die Bedeutung dieser Begriffe nicht nur die vorstehend beschriebenen wahren Azeotrope einbezogen sondern auch andere Zusammensetzungen, die die gleichen Komponenten in unterschiedlichen Anteilen enthalten, die bei anderen Temperaturen und Drücken wahre Azeotrope sind, sowie solche gleichwertigen Zusammensetzungen, die ein Teil des gleichen azeotropen Systems sind und hinsichtlich ihrer Eigenschaften Azeotrop-ähnlich sind. Auf diesem Gebiet gilt als anerkannt, dass es einen Bereich von Zusammensetzungen gibt, die die gleichen Komponenten wie das Azeotrop enthalten, die nicht nur im Wesentlichen gleichwertige Eigenschaften für die Kältetechnik und andere Anwendungen zeigen, sondern auch im Wesentlichen gleichwertige Eigenschaften wie die wahre azeotrope Zusammensetzung hinsichtlich der konstant siedenden Eigenschaften oder der Neigung zeigen, sich beim Sieden nicht zu entmischen oder zu fraktionieren.
Auf dem Gebiet gilt als anerkannt, dass eine Zusammensetzung dann Azeotrop-ähnlich ist, wenn nach Entfernung von 50 Gew.-% der Zusammensetzung, wie beispielsweise durch Verdampfung oder durch Absieden, die Differenz des Dampfdruckes zwischen der wsprünglichen Zusammensetzung und der verbleibenden Zusammensetzung nach Entfernung von 50 Gew.-% der ursprünglichen Zusammensetzung kleiner ist als etwa 10%, gemessen in absoluten Einheiten. Unter absoluten Einheiten werden Druckmessungen verstanden, wie beispielsweise "psia", Atmosphären, Bar, Torr, Dyn pro Quadratzentimeter, Millimeter Quecksilbersäule, "inch" Wassersäule und andere äquivalente Begriffe, die auf dem Gebiet bekannt sind. Sofern ein Azeotrop vorliegt, gibt es keine Differenz im Dampfdruck zwischen der wsprünglichen Zusammensetzung und der Zusammensetzung, die zurückbleibt, nachdem 50 Gew.-% der ursprünglichen Zusammensetzung entfernt worden sind.
Es ist möglich, eine konstant siedende Zumischung, die unter vielen Formen in Erscheinung treten kann, in Abhängigkeit von den gewählten Bedingungen nach den folgenden Kriterien zu charakterisieren:

(a) die Zusammensetzung lässt sich als ein Azeotrop von A, B, C (und D ...) definieren, da der bloße Ausdruck "Azeotrop" gleichzeitig sowohl definitiv als auch einschränkend ist und erforderlich macht, dass die effektiven Mengen von A, B, C (und D ...) für diese einzige, in Frage kommende Zusammensetzung eine konstant siedende Zusammensetzung sind;
(b) der Fachwelt ist gut bekannt, dass bei verschiedenen Drücken die Zusammensetzung eines vorgegebenen Azeotrops mindestens in gewissem Umfang schwanken wird und dass Änderungen im Druck auf die Temperatur des Siedepunktes zumindestens in gewissem Umfang ändern. Damit stellt ein Azeotrop von A, B, C (und D ...) eine eindeutige Beziehung dar, wenn auch mit variabler Zusammensetzung, die von Temperatur und/oder Druck abhängt. Daher werden oftmals Zusammensetzungsbereiche anstelle festgelegter Zusammensetzungen verwendet, um Azeotrope zu definieren;
(c) die Zusammensetzung lässt sich als ein spezielles Gewichtsprozentverhältnis oder Molprozentverhältnis von A, B, C (und D ...) definieren, obgleich erkannt wird, dass derartige spezielle Werte lediglich eine der speziellen Beziehungen angeben und dass es in der Praxis eine Reihe derartiger Verhältnisse gibt, die durch A, B, C (und D ...) praktisch für ein vorgegebenes Azeotrop existieren, die unter dem Einfluss von Druck variiert werden; oder
(d) ein Azeotrop von A, B, C (und D ...) lässt sich charakterisieren, indem man die Zusammensetzungen als ein Azeotrop definiert, das gekennzeichnet ist durch einen Siedepunkt bei einem vorgegebenen Druck, so dass kennzeichnende Merkmale ohne unzulässige Beschränkung des Geltungsbereichs der Erfindung durch eine spezielle numerische Zusammensetzung identifiziert werden, die beschränkt ist durch das verfügbare analytische Gerät und nur so genau ist wie dieses.

Die folgenden quaternären und ternären Zusammensetzungen sind als azeotrop oder Azeotrop-ähnlich insofern gekennzeichnet, dass Mischungen innerhalb dieses Bereichs einen weitgehend konstanten Siedepunkt bei im Wesentlichen Atmosphärendruck zeigen. Als weitgehend konstant siedend haben die Mischungen keine Neigung irgendeinem Maß bei der Verdampfung zu fraktionieren. Nach der Verdampfung existiert lediglich eine geringe Differenz zwischen der Zusammensetzung des Dampfes und der Zusammensetzung der anfänglichen flüssigen Phase. Diese Differenz ist so groß, dass die Zusammensetzungen der Dampf- und Flüssigkeitsphasen als im Wesentlichen identisch betrachtet werden können. Dementsprechend zeigen beliebige Zusammensetzungen innerhalb dieses Bereichs Eigenschaften, die charakteristisch sind für ein wahres quaternäres und ternäres Azeotrop.

1. 40% bis 70 Gew.-% HFC-43-10mee, 15% bis 50 Gew.-% trans-1,2-DCE, 1% bis 25 Gew.-% Cyclopentan und 1% bis 10 Gew.-% Methanol; und vorzugsweise 45% bis 65 Gew.-% HFC-43-10mee, 20% bis 30 Gew.-% trans-1,2-DCE, 10% bis 20 Gew.-% Cyclopentan und 2% bis 8 Gew.-% Methanol; sowie
2. 62,9 ± 0,6 Gew.-% HFC-43-10mee, 19,9 ± 1,2 Gew.-% trans-1,2-DCE und 17,2 ± 0,7 Gew.-% Cyclopentan.

Es wurden die folgenden quaternären Zusammensetzungen im Rahmen der Genauigkeit der Methode der fraktionierten Destillation als wahre quaternäre Azeotrope im Sinne des vorgenannten Paragraphs (1) bei im Wesentlichen Atmosphärendruck ermittelt:
etwa 57,7 Gew.-% HFC-43-10mee, etwa 22,1 Gew.-% trans-1,2-DCE, etwa 16,0 Gew.-% Cyclopentan und etwa 4,2 Gew.-% Methanol.
Die vorgenannten Azeotrope haben ein Ozonausdünnungspotential von nahezu Null.
Die azeotropen oder Azeotrop-ähnlichen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung erlauben eine leichte Gewinnung und Wiederverwendung des Lösemittels aus den Operationen der Flussmittelentfernung und Entfettung in der Dampfphase, was auf deren Azeotrop-Beschaffenheit zurückzuführen ist. Beispielsweise lassen sich die azeotropen Mischungen der vorliegenden Erfindung in Reinigungsprozessen verwenden, wie sie beispielsweise in der US-P-3 881 949 beschrieben wurden, oder als Polier- und Schleifmittel-Reinigungsmittel.
Zusätzlich sind die Mischungen als Resist-Entwickler verwendbar, wo Entwickler vom Chlor-Typ verwendet werden, sowie als Resist-Entferner unter Zusatz geeigneter Halogenkohlenstoffe.
Ein anderer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Kälteerzeugung, welches das Kondensieren einer erfindungsgemäßen Kältemittelzusammensetzung umfasst und anschließend sein Verdampfen in der Nähe eines zu kühlenden Körpers. In ähnlicher Weise ist ein noch anderer Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Heizen, welches das Kondensieren des erfindungsgemäßen Kältemittels in der Nähe eines zu beheizenden Körpers umfasst, sowie anschließend das Verdampfen des Kältemittels.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung schließt Aerosol-Zusammensetzungen ein, die einen Wirkstoff und ein Treibmittel aufweisen, worin das Treibmittel eine azeotrope Mischung der vorliegenden Erfindung ist; sowie die Herstellung dieser Zusammensetzungen durch Vereinigen dieser Inhaltsstoffe. Die Erfindung umfasst ferner Zusammensetzungen von Reinigungslösemitteln, die erfindungsgemäße azeotrope Mischungen aufweisen.
Die azeotropen oder Azeotrop-ähnlichen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können mit Hilfe jedes beliebigen bequemen Verfahrens hergestellt werden, einschließlich Mischen oder Vereinigen der gewünschten Komponentenmengen. Ein bevorzugtes Verfahren ist das Einwiegen der gewünschten Komponentenmengen und ihr anschließendes Vereinigen in einem geeigneten Behälter.
Ohne weiter darauf einzugehen, wird davon ausgegangen, dass der Fachmann auf dem Gebiet unter Anwendung der vorangegangenen Beschreibung die vorliegende Erfindung in ihrem vollen Umfang nutzen kann. Die folgenden bevorzugten speziellen Ausführungsformen sind daher lediglich als veranschaulichend und in keiner Weise als beschränkend des Restes der Offenbarung auszulegen.
In der vorausgegangenen Ausführung und in den folgenden Beispielen sind sämtliche Temperaturen in Grad Celsius angegeben und, sofern nicht anders ausgeführt, alle Anteile und Prozentangaben auf Gewicht bezogen.
BEISPIEL 1
Es wurde eine Lösung mit einem Gehalt von 59,0 Gew.-% HFC-43-10mee, 20,0 Gew.-% trans-1,2-DCE, 15,0 Gew.-% Cyclopentan und 6,0 Gew.-% Methanol in einem geeigneten Behälter angesetzt und gründlich gemischt.
Die Lösung wurde in einer Oldershaw-Destillationssäule mit 5 Böden unter Verwendung eines Verhältnisses von Rückfluss-zu-Abnahme von 5 : 1 destilliert. Die Kopftemperaturen und Blasentemperaturen wurden auf 1°C genau abgelesen. Der Druck lag bei 758,75 mmHg. Die Destillat-Zusammensetzungen wurden mit Hilfe der Gaschromatographie ermittelt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
TABELLE 1
Die Analyse der vorgenannten Daten zeigt sehr geringe Unterschiede zwischen den Kopftemperaturen und den Destillat-Zusammensetzungen mit fortschreitender Destillation. Eine statistische Analyse der Daten zeigt, dass das wahre binäre Azeotrop von HFC-43-10mee, trans-1,2-DCE, Cyclopentan und Methanol die folgende Charakteristik hat (99% Vertrauensgrenzen):
HFC-43-10mee = 57,7 ± 3,9
trans-1,2-DCE = 22, ± 110,1
Cyclopentan = 16,0 ± 6,5
Methanol = 4,2 ± 0,2
Siedepunkt. °C = 33,8 ± 1,2
BEISPIEL 2
Es wurde eine Lösung mit einem Gehalt von 65,1 Gew.-% HFC-43-10mee, 20,0 Gew.-% trans-1,2-DCE und 14,9 Gew.-% Cyclopentan in einen Dampf-Fettabscheider mit 2-fachem Sumpf geladen. Die Lösung wurde gründlich gemischt und für mehrere Stunden bei Atmosphärendruck unter einem 10 : 1-Rückfluss bei etwa 34°C gesiedet. Die Proben wurden entnommen und die Zusammensetzungen mit Hilfe der Gaschromatographie bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
TABELLE 2
Die Analyse der vorgenannten Daten zeigt eine sehr geringe Änderung der Lösungszusammensetzung mit fortschreitendem Sieden. Eine statistische Analyse der Daten zeigt, dass das wahre ternäre Azeotrop von HFC-43-10mee, trans-1,2-DCE und Cyclopentan die folgende Charakteristik bei Atmosphärendruck hat (99% Vertrauensgrenzen):
HFC-43-10mee = 62,9 ± 0,6
trans-1,2-DCE = 19,9 ± 1,2
Cyclopentan = 17,2 ± 0,7
BEISPIEL 3
Es wurde ein Behälter mit einer Anfangszusammensetzung bei 25°C beladen und der Dampfdruck der Zusammensetzung gemessen. Die Zusammensetzung ließ man aus dem Behälter laufen, während die Temperatur bei 25°C konstant gehalten wurde, bis 50 Gew.-% der Anfangszusammensetzung entfernt waren, wonach der in der Zusammensetzung im Kessel verbleibende Dampfdruck gemessen wurde. Die Ergebnisse sind nachfolgen zusammengestellt.
Die Ergebnisse dieses Beispiels zeigen, dass diese Zusammensetzungen azeotrop oder Azeotrop-ähnlich sind, da bei Entfernung von 50 Gew.-% der ursprünglichen Zusammensetzung der Dampfdruck der verbleibenden Zusammensetzung innerhalb von etwa 10% des Dampfdruckes der ursprünglichen Zusammensetzung bei einer Temperatur von 25°C lag. Die Ergebnisse zeigen außerdem, dass die Zusammensetzung der azeotropen Stellen in Abhängigkeit von der Temperatur variierte.
BEISPIEL 4
Es wurde ein geeigneter Behälter mit der in Tabelle 3 angegebenen Mischung gefüllt und bis zum Siedepunkt erhitzt. Mit verschiedenen Rückständen überzogene Muttern und Schrauben aus rostfreiem Stahl wurden für 10 Sekunden in den Behälter eingetaucht und anschließend entnommen und untersucht. Die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, dass die meisten Rückstände vollständig entfernt waren.
TABELLE 3 REINIGUNGSVERHALTEN
BEISPIEL 5
Es wurde ein geeigneter Behälter mit den in Tabelle 4 angegebenen Lösemittelzusammensetzungen gefüllt und bei Raumtemperatur gründlich gemischt. Sodann wurde Öl langsam zu jedem Behälter zugegeben, bis das Lösemittelgemisch das Öl nicht mehr länger auflöste. Das verwendete Öl war Mil-H5606G-Hydraulic Fluid. Die Ergebnisse in Tabelle 4 zeigen, dass das Öl in jeder Mischung löslich war.
TABELLE 4 ÖL-LÖSLICHKEIT
BEISPIEL 6
Es wurde eine starre Epoxidharz/Glas-Leiterplatte (PWB) mit darauf aufgebauten Bauelementen, wie beispielsweise mehrlagige Keramik (MLC), Wärmefallen, Integrierte Schaltkreise und Widerstände mit einer Abmessung von 4 inch × 6 inch mit Kester 135 RMA-Lötpaste versehen und einem Wellenlöten unterzogen. Es wurde ein Dampf-Fettabscheider nach Corpane mit 54,5 Gew.-% HFC-43-10mee, 25,0 Gew.-% trans-1,2-DCE, 14,0 Gew.-% Cyclopentan, 6,0 Gew.-% Methanol und 0,5 Gew.-% Nitromethan im Siedesumpf und dem Spülsumpf gefüllt und abgewartet, bis sich Betriebsbedingungen eingestellt hatten. Das PWB wurde in einem Dampf-Fettabscheider unter Verwendung des folgenden Reinigungszyklus gereinigt:

1. 2 Minuten eintauchen in den Dampfraum oberhalb des Siedesumpfes.
2. 2 Minuten eintauchen in Flüssigkeit im Spülsumpf.
3. 2 Minuten abtrocknen im Dampfraum oberhalb des Spülsumpfes.

Die Platten wurden mit bloßem Auge untersucht und es wurde festgestellt, dass sie keinen Flussmittelrückstand aufwiesen. Anschließend wurden die Platten auf ionischen Rückstand unter Verwendung eines Omega-Messgerätes getestet und festgestellt, dass sich etwa 8 bis 9 Mikrogramm/sq. in. ionischer Rückstand auf der Oberfläche befand, was ausreichend unterhalb des Akzeptanzstandards von 15 Mikrogramm/sq. in. liegt.
BEISPIEL 7
Es wurde eine starre Leiterplatte aus Epoxidharz/Glas mit Kester 186-35 Campher-Flussmittel überzogen, bei dem es sich um ein Flussmittel mit hohem Campher-Gehalt (35%) handelte. Die Platten wurden bis 225°F vorgewärmt, gefolgt von einem Wellenlot für 3 Sekunden bei 500°F. Die Platten wurden anschließend mit 54,5 Gew.-% HFC-43-10mee, 25,0 Gew.-% trans-1,2-DCE, 14,0 Gew.-% Cyclopentan, 6,0 Gew.-% Methanol und 0,5 Gew.-% Nitromethan unter Verwendung eines Branson 250-Dampf-Fettabscheiders gereinigt, indem 2 unterschiedliche Zyklen wie folgt verwendet wurden:
Dampfzyklus

30 Sekunden in Dampf über dem Siedesumpf
30 Sekunden sprühen über dem Siedesumpf und für 30 Sekunden bis zum Trocknen halten
30 Sekunden in Dampf über dem Siedesumpf
30 Sekunden sprühen über dem Siedesumpf und für 30 Sekunden bis zum Trocknen halten

Flüssigkeitszyklus

30 Sekunden in Dampf über dem Siedesumpf
1,5 Minuten in der Flüssigkeit im Siedesumpf
30 Sekunden sprühen über dem Siedesumpf
1 Minute in Flüssigkeit im Spülsumpf.

Beide Zyklen wurden zur gleichen Zeit unter Verwendung von jeweils 3 Platten ausgeführt. Die visuelle Untersuchung bei 5-facher Vergrößerung zeigte keinen Flussmittelrückstand oder weißen Rückstand. Die Menge an ionischer Verunreinigung wurde unter Verwendung eines Omega-Meters gemessen. Die Ergebnisse zeigten, dass der Flüssigkeitszyklus eine ionische Menge von 6,9 Mikrogramm/sq. in. und der Dampfzyklus eine ionische Menge von 4,8 Mikrogramm/sq. in. hatten, was ausreichend unter dem Akzeptanzstandard von 15 Mikrogramm/sq. in. liegt.
BEISPIEL 8
Es wurde eine Reihe von elektromechanischen Relais im Baron Blakeslee-Dampf-Fettabscheider gereinigt, um die Verunreinigungen bei der nachgeschalteten Verarbeitung zu entfernen, wie beispielsweise Staubpartikel, Leichtöle und geringe Mengen an Flussmittelrückstand. Die Relais wurden gereinigt mit 54,5 Gew.-% HFC-43-10mee, 25,0 Gew.-% trans-1,2-DCE, 14,0 Gew.-% Cyclopentan, 6,0 Gew.-% Methanol und 0,5 Gew.-% inertes Mittel wie folgt:
1 Minute im Dampfraum über dem Siedesumpf
3 Minuten eintauchen in der Spülsumpfflüssigkeit mit Ultraschallbehandlung
1 Minute sprühen über dem Siedesumpf
2 Minuten trocknen über dem Dampfraum des Siedesumpfes
2 Minuten zusätzliches trocknen außerhalb des Dampfraums (in der Nähe der Kühlschlange).
Die Relais wurden auf elektrische Durchgängigkeit in einem Kontinuitäts-Prüfapparat getestet und ein Akzeptanmiveau von 100% erreicht.
Es können Additive, wie beispielsweise Gleitmittel, Korrosionsinhibitoren, Stabilisiermittel, Tenside, Farbstoffe und andere geeignete Materialien den neuartigen Zusammensetzungen der Erfindung für eine Vielzahl von Aufgaben unter der Voraussetzung zugesetzt werden, dass sie keinen nachteiligen Einfluss auf die Zusammensetzung für deren vorgesehene Anwendungen haben, Beispiele von Stabilisiermitteln schließen Nitromethan und Nitroethan ein.

Claims

Azeotrope oder Azeotrop-ähnliche Zusammensetzung, im Wesentlichen bestehend aus 40% bis 70 Gew.-% 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan, 15% bis 50 Gew.-% trans-1,2-Dichlorethylen, 1% bis 25 Gew.-% Cyclopentan und 1% bis 10 Gew.-% Methanol; oder 62,9 ± 0,6 Gew.-% 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan, 19,9 ± 1,2 Gew.-% trans-1,2-Dichlorethylen und 17,2 ± 0,7 Gew.-% Cyclopentan mit einem Siedepunkt von 34°C bei im Wesentlichen Atmosphärendruck; worin nach Abdampfen oder Absieden von 50 Gew.-% der Zusammensetzung die Dampfdruckdifferenz zwischen der ursprünglichen Zusammensetzung und der zurückbleibenden Zusammensetzung weniger als 10% beträgt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, im Wesentlichen bestehend aus 45% bis 65 Gew.-% 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan, 20% bis 30 Gew.-% trans-1,2-Dichlorethylen, 10% bis 20 Gew.-% Cyclopentan und 2% bis 8 Gew.-% Methanol.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, im Wesentlichen bestehend aus 57,7% Gew.-% 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan, 22,1 Gew.-% trans-1,2-Dichlorethylen, 16,0 Gew.-% Cyclopentan und 4,2 Gew.-% Methanol.
Verfahren zum Reinigen einer festen Oberfläche, umfassend das Behandeln der Oberfläche mit einer Zusammensetzung nach Anspruch 1.
Verfahren zum Reinigen einer festen Oberfläche, umfassend das Behandeln der Oberfläche mit einer Zusammensetzung nach Anspruch 2.
Verfahren zum Reinigen einer festen Oberfläche, umfassend das Behandeln der Oberfläche mit einer Zusammensetzung nach Anspruch 3.
Verfahren zum Herstellen eines Aerosol-Treibmittels, umfassend die Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 1.
Verfahren zum Herstellen eines Aerosol-Treibmittels, umfassend die Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 2.
Verfahren zum Herstellen eines Aerosol-Treibmittels, umfassend die Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 3.
Verfahren zum Herstellen eines warmhärtbaren oder thermoplastischen Schaumstoffes, umfassend die Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 1 als Blähmittel.
Verfahren zum Herstellen eines warmhärtbaren oder thermoplastischen Schaumstoffes, umfassend die Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 2 als Blähmittel.
Verfahren zum Herstellen eines warmhärtbaren oder thermoplastischen Schaumstoffes, umfassend die Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 3 als Blähmittel.