ES2731723T3

ES2731723T3 - Composiciones de disolventes que comprenden hidrocarburos fluorados insaturados

Info

Publication number: ES2731723T3
Application number: ES12171258T
Authority: ES
Inventors: Mario Joseph Nappa; Melodie A Schweitzer; Allen Capron Sievert; Ekaterina N Swearingen
Original assignee: Chemours Co FC LLC
Current assignee: Chemours Co FC LLC
Priority date: 2005-11-01
Filing date: 2006-11-01
Publication date: 2019-11-18
Anticipated expiration: 2026-11-01
Also published as: WO2007053672A3; MY156369A; MY145459A; MY148232A; KR101343772B1; US7700004B2; US20110041878A1; JP5054702B2; US20100189885A1; EP2497821A2; US20100152093A1; WO2007053673A3; EP2497821A3; EP1954792A2; US20150080485A1; US7959828B2; EP1951854B1; EP3564349A1; US7718089B2; MY145918A

Abstract

Un método para eliminar un residuo de una superficie, que comprende: (a) poner en contacto la superficie con una composición que comprende al menos un hidrocarburo fluorado insaturado seleccionado del grupo que consiste en CF3CF2CH=CFCF2C2F5 y CF3CF2CF=CHCF2C2F5; y (b) recuperar la superficie de la composición.

Description

DESCRIPCIÓN

Composiciones de disolventes que comprenden hidrocarburos fluorados insaturados

Campo de la invención

Esta invención se refiere a composiciones de limpieza que comprenden hidrocarburos fluorados insaturados. La invención se refiere además al uso de dichas composiciones de limpieza en métodos para limpiar, desengrasar, eliminar resinas de soldadura y deshidratar.

Antecedentes de la invención

Los compuestos de clorofluorocarbono (CFC) se han usado ampliamente en el área de la fabricación de semiconductores para limpiar superficies, tales como medios de discos magnéticos. Sin embargo, se considera que los compuestos que contienen cloro, tales como los compuestos de CFC, son perjudiciales para la capa de ozono de la Tierra. Además, se ha descubierto que muchos de los hidrofluorocarbonos usados para sustituir los compuestos de CFC contribuyen al calentamiento global. Por lo tanto, existe la necesidad de identificar nuevos disolventes seguros para el medioambiente para aplicaciones de limpieza, tales como la eliminación de resinas de soldadura residuales, lubricantes o contaminantes aceitosos, y partículas. También existe la necesidad de identificar nuevos disolventes para la deposición de lubricantes fluorados y para el secado o la deshidratación de sustratos que se han procesado en disoluciones acuosas.

La presente invención proporciona un método para eliminar un residuo de una superficie y un proceso para eliminar al menos una porción de agua de un sustrato humedecido con composiciones que comprenden hidrocarburos fluorados insaturados. Estas composiciones tienen utilidad en muchas de las aplicaciones anteriormente realizadas con los compuestos de CFC. Las composiciones de la presente invención poseen algunas o todas las propiedades deseadas de poco o ningún impacto ambiental, la capacidad de disolver aceites, grasas o lubricantes (en particular lubricantes que contienen flúor), incombustibilidad, y la capacidad de disolver compuestos tensioactivos usados en los métodos de secado o deshidratación.

Los disolventes de halocarbonos saturados y aromáticos se conocen para el uso en composiciones de secado y/o limpieza, véase por ejemplo la solicitud de patente internacional n° WO 99/21947 y la patente de EE.UU. n° 5.868.799, pero sigue existiendo la necesidad de disolventes con un menor potencial de calentamiento global, además de un menor potencial de desgaste de la capa de ozono.

Sumario de la invención

En la presente memoria se describen nuevos métodos de uso de una composición que comprende al menos un hidrocarburo fluorado insaturado seleccionado del grupo que consiste en CF³CF²CH=CFCF²C²F⁵y CFaCF2CF=CHCF2C2F5.

En una realización, los métodos descritos en la presente memoria son métodos de eliminación de residuos de una superficie, que comprenden:

(a) poner en contacto la superficie con una composición que comprende al menos un hidrocarburo fluorado insaturado seleccionado del grupo que consiste en CF³CF²CH=CFCF²C²F⁵y CF³CF²CF=CHCF²C²F⁵; y

(b) recuperar la superficie de la composición.

Otra realización es un proceso para eliminar al menos una porción de agua de la superficie de un sustrato humedecido, y dicho proceso comprende:

a) poner en contacto el sustrato con la composición como se definió anteriormente, en el que la composición comprende además un tensioactivo, y después

b) retirar el sustrato del contacto con dicha composición.

Descripción detallada de la invención

Otras características y beneficios de una o más de las realizaciones serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, y de las reivindicaciones.

Antes de abordar los detalles de las realizaciones descritas más adelante, se definen o se aclaran algunos términos. Tal como se usa en la presente memoria, los términos "comprende", "que comprende", "incluye", "que incluye", "tiene", "que tiene", o cualquier otra variación de los mismos, pretenden cubrir una inclusión no exclusiva. Por ejemplo, un proceso, método, artículo, o aparato que comprende una lista de elementos no se limita necesariamente a esos elementos solamente, sino que puede incluir otros elementos no enumerados explícitamente o inherentes a tal proceso, método, artículo, o aparato. Además, a menos que se indique expresamente al contrario, "o" se refiere a un o inclusivo, y no a un o exclusivo. Por ejemplo, una condición A o B se satisface mediante cualquiera de lo siguiente: A es cierto (o está presente) y B es falso (o no está presente), A es falso (o no está presente) y B es cierto (o está presente), y tanto A como B son ciertos (o están presentes).

Además, el uso de "un" o "uno/una" se emplea para describir los elementos y componentes descritos en la presente memoria. Esto se hace simplemente por comodidad y para proporcionar un sentido general del alcance de la invención. Se debería interpretar que esta descripción incluye uno o al menos uno, y el singular también incluye el plural a menos que sea evidente que quiere decir algo distinto.

A menos que se defina de otra manera, todos los términos técnicos y científicos usados en la presente memoria tienen el mismo significado que comprende habitualmente un experto en la técnica a la que pertenece esta invención. Aunque se pueden usar métodos y materiales similares o equivalentes a los descritos en la presente memoria en la práctica o en el ensayo de las realizaciones de la presente invención, a continuación se describen los métodos y materiales adecuados. En caso de conflicto, prevalecerá la presente memoria descriptiva, lo que incluye las definiciones. Además, los materiales, métodos y ejemplos son solamente ilustrativos, y no pretenden ser limitantes.

Además, cuando se proporciona una cantidad, concentración, u otro valor o parámetro en forma de un intervalo, intervalo preferido, o una lista de valores preferibles superiores y valores preferibles inferiores, se debe entender que se describen de manera específica todos los intervalos formados a partir de cualquier par de cualquier límite superior del intervalo o valor preferido y cualquier límite inferior del intervalo o valor preferido, independientemente de si los intervalos se describen por separado. Cuando se enumera un intervalo de valores numéricos en la presente memoria, a menos que se indique de otra manera, el intervalo pretende incluir los extremos del mismo, y todos los números enteros y fracciones dentro del intervalo. No se pretende que el alcance de la invención se limite a los valores específicos enumerados cuando se define un intervalo.

Los hidrocarburos fluorados insaturados presentados en la Tabla 1 se usan como composiciones de limpieza, o también como agentes de limpieza, para limpiar superficies o sustratos.

TABLA 1

Los compuestos enumerados en la Tabla 1 están disponibles comercialmente o se pueden preparar mediante procesos conocidos en la técnica o como se describe en la presente memoria.

En una realización, las composiciones de limpieza pueden comprender un único compuesto como se enumera, por ejemplo, en la Tabla 1. En otra realización, las composiciones de limpieza pueden comprender una combinación de compuestos de la Tabla 1. En otra realización más, las composiciones de limpieza pueden comprender una combinación de compuestos de la Tabla 1 y uno o más compuestos de Fórmula I, definida más adelante.

Los compuestos de la Tabla 1 existen en forma de diferentes isómeros configuracionales o estereoisómeros. Cuando no se designa el isómero específico, la presente invención pretende incluir todos los isómeros configuracionales individuales, los estereoisómeros individuales, o cualquier combinación de los mismos. Por ejemplo, el 1,1,1,2,2,4,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoro-3-hepteno (HFC-162-13mczy) pretende representar el isómero E, el isómero Z, o cualquier combinación o mezcla de ambos isómeros en cualquier proporción.

En una realización, la composición de la presente invención comprende además los compuestos que tienen la fórmula E- o Z-R1CH=CHR2 (Fórmula I), en la que R1 y R2 son, independientemente, grupos perfluoroalquilo C¹a C6. Los ejemplos de grupos R1 y R2 incluyen, pero sin limitación, CF³, C²F⁵, CF²CF²CF³, CF(CF³)², CF²CF²CF²CF³, CF(CF3)CF2CF3, CF2CF(CF3)2, C(CF3)3, CF²CF²CF²CF²CF³, CF2CF2CF(CF3)2, C(CF3)2C2F5, CF²CF²CF²CF²CF²CF³, CF(CF³)CF²CF²C²F⁵, y C(CF³)²CF²C²F⁵. Los compuestos de Fórmula I ejemplares, no limitantes se presentan en la Tabla 2.

TABLA 2

En una realización, los compuestos de Fórmula I se pueden preparar poniendo en contacto un yoduro de perfluoroalquilo de fórmula R1I con una perfluoroalquiltrihidroolefina de fórmula R2CH=CH²para formar un trihidroyodoperfluoroalcano de fórmula R1CH²CHIR2 Este trihidroyodoperfluoroalcano se puede deshidroyodar después para formar R1CH=CHR2 En otra realización, la olefina R1CH=CHR2 se puede preparar mediante deshidroyodación de un trihidroyodoperfluoroalcano de fórmula R1CHICH²R2 formado a su vez haciendo reaccionar un yoduro de perfluoroalquilo de fórmula R2I con una perfluoroalquiltrihidroolefina de fórmula R1CH=CH².

En una realización, dicho contacto de un yoduro de perfluoroalquilo con una perfluoroalquiltrihidroolefina puede tener lugar en modo discontinuo combinando los reactivos en un recipiente de reacción adecuado capaz de funcionar a presión autógena de los reactivos y productos a la temperatura de reacción. Los recipientes de reacción adecuados incluyen los fabricados de aceros inoxidables, en particular del tipo austenítico, y las aleaciones de alto contenido de níquel muy conocidas, tales como las aleaciones de níquel-cobre Monel®, las aleaciones basadas en níquel Hastelloy® y las aleaciones de níquel-cromo Inconel®.

En otra realización, la reacción se puede llevar a cabo en modo semidiscontinuo, en el que el reactivo de perfluoroalquiltrihidroolefina se añade al reactivo de yoduro de perfluoroalquilo por medio de un aparato de adición adecuado, tal como una bomba, a la temperatura de reacción.

En una realización, la proporción de yoduro de perfluoroalquilo respecto de perfluoroalquiltrihidroolefina es de alrededor de 1:1 a alrededor de 4:1. En otra realización, la proporción de yoduro de perfluoroalquilo respecto de perfluoroalquiltrihidroolefina es de alrededor de 1,5:1 a 2,5:1. Las proporciones menores de 1,5:1 tienden a dar como resultado grandes cantidades del aducto 2:1 como informó Jeanneaux, et. al. en Journal of Fluorine Chemistry, vol.

4, páginas 261-270 (1974).

En una realización, la temperatura para el contacto de dicho yoduro de perfluoroalquilo con dicha perfluoroalquiltrihidroolefina está dentro del intervalo de alrededor de 150°C a alrededor de 300°C. En otra realización, la temperatura es de alrededor de 170°C a alrededor de 250°C. En otra realización más, la temperatura es de alrededor de 180°C a alrededor de 230°C.

En una realización, el tiempo de contacto para la reacción del yoduro de perfluoroalquilo con la perfluoroalquiltrihidroolefina es de alrededor de 0,5 horas a alrededor de 18 horas. En otra realización, el tiempo de contacto es de alrededor de 4 a alrededor de 12 horas.

En otra realización más, el contacto de un perfluoroalquilyoduro con una perfluoroalquiltrihidroolefina tiene lugar en presencia de un catalizador. En una realización, un catalizador adecuado es un complejo de metal de transición del Grupo VIII. Los complejos de metales de transición del grupo VIII representativos incluyen, sin limitación, complejos NÍL⁴de valencia cero, en los que el ligando, L, puede ser un ligando fosfina, un ligando fosfito, un ligando carbonilo, un ligando isonitrilo, un ligando alqueno, o una combinación de los mismos. En una realización, el complejo Ni(⁰)L⁴es un complejo NiL²(CO)². En una realización particular, el complejo de metal de transición del Grupo VIII es bis(trifenil fosfina)níquel(0) dicarbonilo. En una realización, la proporción de yoduro de perfluoroalquilo respecto de perfluoroalquiltrihidroolefina es de alrededor de 3:1 a alrededor de 8:1. En una realización, la temperatura para el contacto de dicho yoduro de perfluoroalquilo con dicha perfluoroalquiltrihidroolefina en presencia de un catalizador está dentro del intervalo de alrededor de 80°C a alrededor de 130°C. En otra realización, la temperatura es de alrededor de 90°C a alrededor de 120°C.

En una realización, el tiempo de contacto para la reacción del yoduro de perfluoroalquilo con la perfluoroalquiltrihidroolefina en presencia de un catalizador es de alrededor de 0,5 horas a alrededor de 18 horas. En otra realización, el tiempo de contacto es de alrededor de 4 a alrededor de 12 horas.

En una realización, el trihidroyodoperfluoroalcano preparado mediante la reacción del yoduro de perfluoroalquilo con la perfluoroalquiltrihidroolefina se puede usar directamente en la etapa de deshidroyodación. En otra realización, se recupera el trihidroperfluoroalcano y se purifica mediante destilación antes de la etapa de deshidroyodación.

En una realización, la etapa de deshidroyodación se lleva a cabo poniendo en contacto el trihidroyodoperfluoroalcano con una sustancia básica. En una realización, las sustancias básicas incluyen hidróxidos de metales alcalinos (p.ej., hidróxido de sodio o hidróxido de potasio), óxidos de metales alcalinos (por ejemplo, óxido de sodio), hidróxidos de metales alcalinotérreos (p.ej., hidróxido de calcio), óxidos de metales alcalinotérreos (p.ej., óxido de calcio), alcóxidos de metales alcalinos (p.ej., metóxido de sodio o etóxido de sodio), amoniaco acuoso, amida de sodio, o mezclas de sustancias básicas tales como cal sodada. En otra realización, la sustancia básica es hidróxido de sodio o hidróxido de potasio.

En una realización, el contacto del trihidroyodoperfluoroalcano con una sustancia básica puede tener lugar en la fase líquida. En otra realización, el contacto en la fase líquida además tiene lugar en presencia de un disolvente capaz de disolver al menos una porción de ambos reactivos. En una realización, los disolventes adecuados para la etapa de deshidroyodación incluyen uno o más disolventes orgánicos polares tales como alcoholes (p.ej., metanol, etanol, npropanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, y butanol terciario), nitrilos (p.ej., acetonitrilo, propionitrilo, butironitrilo, benzonitrilo, o adiponitrilo), sulfóxido de dimetilo, N,N-dimetilformamida, N,N-dimetilacetamida, o sulfolano. En una realización, el disolvente se elige basándose en el punto de ebullición del producto y la facilidad de separación de las trazas del disolvente del producto durante la purificación. En una realización, etanol o isopropanol son buenos disolventes para la reacción.

En una realización, la reacción de deshidroyodación se lleva a cabo mediante la adición de uno de los reactivos (la sustancia básica o el trihidroyodoperfluoroalcano) al otro reactivo en un recipiente de reacción adecuado. Dicho recipiente de reacción se puede fabricar de vidrio, cerámica, o metal, y preferiblemente se agita con un impulsor o mecanismo de agitación.

En una realización, la temperatura para la reacción de deshidroyodación es de alrededor de 10°C a alrededor de 100°C. En otra realización, la temperatura para la reacción de deshidroyodación es de alrededor de 20°C a alrededor de 70°C. En una realización, la reacción de deshidroyodación se lleva a cabo a la presión ambiental. En otra realización, la reacción de deshidroyodación se lleva a cabo a presión reducida o elevada. En una realización de la reacción de deshidroyodación, el compuesto de Fórmula I se elimina mediante destilación del recipiente de reacción a medida que se forma.

En otra realización, la reacción de deshidroyodación se puede llevar a cabo poniendo en contacto una disolución acuosa de dicha sustancia básica con una disolución del trihidroyodoperfluoroalcano en uno o más disolventes orgánicos de polaridad inferior, tal como un alcano (p.ej., hexano, heptano, u octano), un hidrocarburo aromático (p.ej., tolueno), un hidrocarburo halogenado (p.ej., cloruro de metileno, cloroformo, tetracloruro de carbono, o percloroetileno), o un éter (p.ej., dietil éter, metil terc-butil éter, tetrahidrofurano, ²-metil tetrahidrofurano, dioxano, dimetoxietano, diglima, o tetraglima) en presencia de un catalizador de transferencia de fase. En tal realización, el catalizador de transferencia de fase incluye haluros de amonio cuaternario (p.ej., bromuro de tetrabutilamonio, hidrosulfato de tetrabutilamonio, cloruro de trietilbencilamonio, cloruro de dodeciltrimetilamonio, y cloruro de tricaprililmetilamonio), haluros de fosfonio cuaternario (p.ej., bromuro de trifenilmetilfosfonio y cloruro de tetrafenilfosfonio), o compuestos de poliéter cíclico conocidos en la técnica como éteres corona (p.ej., 18-corona-6 y 15-corona-5).

En otra realización más, la reacción de deshidroyodación se lleva a cabo en ausencia de disolvente, añadiendo el trihidroyodoperfluoroalcano a una sustancia básica sólida o líquida.

En una realización, el tiempo de reacción para las reacciones de deshidroyodación es de alrededor de 15 minutos a alrededor de seis horas o más, dependiendo de la solubilidad de los reactivos. En otra realización, la reacción de deshidroyodación requiere de alrededor de 30 minutos a alrededor de tres horas para la finalización.

En una realización, el compuesto de fórmula I se recupera de la mezcla de reacción de deshidroyodación mediante la separación de fases tras la adición de agua. En otra realización, el compuesto de fórmula I se recupera de la mezcla de reacción de deshidroyodación mediante destilación. En otra realización más, el compuesto de fórmula I se recupera de la mezcla de reacción de deshidroyodación mediante una combinación de separación de fases tras la adición de agua y destilación.

En una realización, las composiciones de la presente invención pueden comprender un único compuesto de Fórmula I, por ejemplo, uno de los compuestos de la Tabla 2. En otra realización, las composiciones pueden comprender una combinación de compuestos de Fórmula I.

Muchos de los compuestos de Fórmula I existen en forma de diferentes isómeros configuracionales o estereoisómeros. Cuando no se designa el isómero específico, la presente invención pretende incluir todos los isómeros configuracionales únicos, los estereoisómeros únicos, o cualquier combinación de los mismos. Por ejemplo, F11E pretende representar el isómero E, el isómero Z, o cualquier combinación o mezcla de ambos isómeros en cualquier proporción. Otro ejemplo es F33E, mediante el que se representa el isómero E, el isómero Z, o cualquier combinación o mezcla de ambos isómeros en cualquier proporción.

En una realización, las composiciones descritas tienen un Potencial de Calentamiento Global (PCG) no superior a 1000. En otra realización, las composiciones descritas tienen un Potencial de Calentamiento Global (PCG) no superior a 500. En otra realización más, las composiciones descritas tienen un Potencial de Calentamiento Global (PCG) no superior a 150. En aún otra realización más, las composiciones descritas tienen un Potencial de Calentamiento Global (PCG) no superior a 100. En aún otra realización más, las composiciones descritas tienen un Potencial de Calentamiento Global (PCG) no superior a 50. Tal como se usa en la presente memoria, "PCG" se mide respecto del de dióxido de carbono y a lo largo de un horizonte temporal de 100 años, como se define en "The Scientific Assessment of Ozone Depletion, 2002, a report of the World Meteorological Association's Global Ozone Research and Monitoring Project".

En una realización, las presentes composiciones tienen un Potencial de Reducción de Ozono (PRO) no superior a 0,05. En otra realización, las presentes composiciones tienen un Potencial de Reducción de Ozono (PRO) no superior a 0,02. En otra realización más, las presentes composiciones tienen un Potencial de Reducción de Ozono (PRO) de alrededor de cero. Tal como se usa en la presente memoria, "PRO" es como se define en "The Scientific Assessment of Ozone Depletion, 2002, A report of the World Meteorological Association's Global Ozone Research and Monitoring Project".

La cantidad de hidrocarburos fluorados insaturados contenidos en las presentes composiciones (p.ej., de la Tabla 1 y de Fórmula 1) puede variar ampliamente, dependiendo de la aplicación particular, y las composiciones que contienen más que cantidades traza y menos del 100% del compuesto están dentro del amplio alcance de la presente invención.

En una realización, las presentes composiciones pueden comprender además un propelente de aerosol. El propelente de aerosol puede ayudar a administrar la presente composición desde un recipiente de almacenamiento a una superficie en forma de un aerosol. El propelente de aerosol se incluye opcionalmente en la presente composición en hasta alrededor del 25 por ciento en peso de la composición total. Los propelentes de aerosol representativos comprenden aire, nitrógeno, dióxido de carbono, difluorometano (CF²H², HFC-32), trifluorometano (CF³H, HFC-23), difluoroetano (CHF²CH³, HFC-152a), trifluoroetano (CH³CF³, HFC-143a; o CHF²CH²F, HFC-143), tetrafluoroetano (CF³CH²F, HFC-134a; o CF²HCF²H, HFC-134), pentafluoroetano (CF³CF²H, HFC-125), e hidrocarburos, tales como propano, butanos, o pentanos, o dimetil éter.

En otra realización, las presentes composiciones pueden comprender además al menos un tensioactivo. Los tensioactivos de la presente invención incluyen todos los tensioactivos conocidos en la técnica para la deshidratación o el secado de sustratos. Los tensioactivos representativos incluyen sales de amina de fosfatos de alquilo (tales como una sal 1:1 de 2-etilhexil amina y fosfato de isooctilo); alcoholes etoxilados, mercaptanos o alquilfenoles; sales de amonio cuaternario de fosfatos de alquilo (con grupos fluoroalquilo en los grupos amonio o fosfato); y fosfatos de mono- o di-alquilo de aminas fluoradas. Se describen compuestos de tensioactivos fluorados adicionales en la patente de EE.UU. n° 5.908.822.

La cantidad de tensioactivo incluida en las composiciones de deshidratación de la presente invención puede variar ampliamente dependiendo de la aplicación de secado particular en la que se usará dicha composición, pero es fácilmente evidente para los expertos en la técnica. En una realización, la cantidad de tensioactivo disuelta en el disolvente de hidrocarburo fluorado insaturado no es superior a alrededor del 1 por ciento en peso, respecto del peso total de la composición de tensioactivo/disolvente. En otra realización, se pueden usar cantidades mayores de tensioactivo, si tras el tratamiento con la composición, el sustrato a secar se trata después con un disolvente que no contiene tensioactivo o que contiene una cantidad mínima de tensioactivo. En una realización, la cantidad de tensioactivo es de al menos alrededor de 50 partes por millón (ppm, en peso). En otra realización, la cantidad de tensioactivo es de alrededor de 100 a alrededor de 5000 ppm. En otra realización más, la cantidad de tensioactivo usada es de alrededor de 200 a alrededor de 2000 ppm respecto del peso total de la composición de deshidratación. Opcionalmente, se pueden incluir otros aditivos en las presentes composiciones que comprenden disolventes y tensioactivos para el uso en la deshidratación. Tales aditivos incluyen compuestos que tienen propiedades antiestáticas; la capacidad de disipar la carga estática de sustratos no conductores tales como vidrio y sílice. El uso de un aditivo antiestático en las composiciones de deshidratación de la presente invención puede ser necesario para prevenir puntos y manchas al secar el agua o las disoluciones acuosas de piezas no conductoras de la electricidad, tales como lentes de vidrio y espejos. La mayoría de disolventes de halocarbono de la presente invención también tienen utilidad como fluidos dieléctricos, es decir, son poco conductores de la corriente eléctrica y no disipan fácilmente la carga estática. La ebullición y la circulación general de las composiciones de deshidratación en el equipo de secado y limpieza convencional pueden crear carga estática, especialmente en las etapas finales del proceso de secado, cuando se ha eliminado la mayoría del agua de un sustrato. Tal carga estática se acumula sobre las superficies no conductoras del sustrato e impide la liberación del agua de la superficie. El agua residual se seca en el lugar, lo que da como resultado puntos y manchas indeseables sobre el sustrato. La carga estática que permanece sobre los sustratos puede resaltar las impurezas del proceso de limpieza o puede atraer impurezas tales como pelusas del aire, lo que da como resultado una eficacia inaceptable de la limpieza. En una realización, los aditivos antiestáticos deseables son compuestos polares, que son solubles en el presente disolvente de hidrocarburo fluorado insaturado y dan como resultado un incremento de la conductividad del disolvente de hidrocarburo fluorado insaturado, lo que da como resultado la disipación de la carga estática de un sustrato. En otra realización, los aditivos antiestáticos tienen un punto de ebullición normal cercano al del disolvente de hidrocarburo fluorado insaturado, y tienen una solubilidad mínima o nula en agua. En otra realización más, los aditivos antiestáticos tienen una solubilidad en agua de menos de alrededor del 0,5 por ciento en peso. En una realización, la solubilidad del agente antiestático es de al menos un 0,5 por ciento en peso en el disolvente de hidrocarburo fluorado insaturado. En una realización, el aditivo antiestático es nitrometano (CH³NO²).

En una realización, la presente composición de deshidratación que contiene un aditivo antiestático es eficaz en las etapas de deshidratación y secado y lavado de un método de deshidratación o secado de un sustrato, como se describe más adelante.

Otra realización se refiere a un método para la deshidratación o el secado de un sustrato que comprende:

a) poner en contacto el sustrato con una composición de la presente invención que contiene un tensioactivo, y de ese modo deshidratar dicho sustrato y

b) recuperar el sustrato deshidratado de la composición.

Muchas industrias usan composiciones acuosas para el tratamiento superficial de metales, cerámica, vidrio, y plásticos. La limpieza, el revestimiento, y la deposición de recubrimientos se llevan a cabo a menudo en medios acuosos, y normalmente van seguidos de una etapa en la que se elimina el agua residual. El secado con aire caliente, secado centrífugo, y desplazamiento de agua basado en disolventes son métodos usados para eliminar dicha agua residual.

Aunque se han propuesto los hidrofluorocarbonos (HFCs) como sustitutos para los disolventes de CFC previamente usados en las aplicaciones de secado o deshidratación, el agua tiene una solubilidad limitada en muchos HFCs. Por lo tanto, es necesario el uso de un tensioactivo, que ayuda en la eliminación del agua de los sustratos, en muchos métodos de secado o deshidratación. Se han añadido tensioactivos hidrófobos a los disolventes de deshidratación o secado para desplazar el agua de los sustratos.

La función principal del disolvente de deshidratación o secado (disolvente de hidrocarburo fluorado insaturado) en una composición de deshidratación o secado es reducir la cantidad de agua sobre la superficie de un sustrato a secar. La función principal del tensioactivo es desplazar cualquier agua restante de la superficie del sustrato. Cuando se combinan el disolvente de hidrocarburo fluorado insaturado y el tensioactivo, se consigue una composición de secado por desplazamiento sumamente eficaz.

En una realización, los disolventes de secado o deshidratación de la descripción incluyen los compuestos de hidrocarburos fluorados insaturados enumerados en la Tabla 1 y la Tabla 2.

En una realización, las olefinas fluoradas para la deshidratación o el secado de un sustrato de la Tabla 1 y la Tabla 2 tienen puntos de ebullición normales de alrededor de 25°C a alrededor de 120°C.

En una realización, el tensioactivo para la deshidratación y el secado es soluble hasta al menos un 1 por ciento en peso respecto del peso total de la composición de disolvente/tensioactivo.

En una realización, el método de deshidratación o secado de la presente descripción es muy eficaz en el desplazamiento de agua de una amplia diversidad de sustratos que incluyen metales, tales como tungsteno, cobre, oro, berilio, acero inoxidable, aleaciones de aluminio, latón y similares; de vidrios y superficies cerámicas, tales como vidrio, zafiro, vidrio de borosilicato, alúmina, sílice, tal como las obleas de silicio usadas en circuitos electrónicos, alúmina sinterizada y similares; y de plásticos tales como poliolefina ("Alathon", Rynite®, "Tenite"), poli(cloruro de vinilo), poliestireno (Styron), politetrafluoroetileno (Teflon®), copolímeros de tetrafluoroetileno-etileno (Tefzel®), poli(fluoruro de vinilideno) ("Kynar"), ionómeros (Surlyn®), polímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (Kralac®), copolímeros de fenol-formaldehído, polímeros celulósicos ("Ethocel"), resinas epoxi, poliacetal (Delrin®), poli(óxido de p-fenileno) (Noryl®), polietercetona ("Ultrapek"), polieteretercetona ("Victrex"), poli(tereftalato de butileno) ("Valox"), poliarilato (Arylon®), polímero de cristal líquido, poliimida (Vespel®), polieterimidas ("Ultem"), poliamidaimidas ("Torlon"), poli(sulfuro de p-fenileno) ("Rython"), polisulfona ("Udel"), y poliaril sulfona ("Rydel"). En otra realización, las composiciones para el uso en el presente método de deshidratación o secado son compatibles con los elastómeros.

En una realización, la descripción se dirige a un proceso para eliminar al menos una porción de agua, es decir, deshidratar, la superficie de un sustrato humedecido, que comprende poner en contacto el sustrato con la composición de deshidratación anteriormente mencionada, y después retirar el sustrato del contacto con la composición de deshidratación. En una realización, el agua unida en un principio a la superficie del sustrato es desplazada por el disolvente y/o el tensioactivo y se marcha con la composición de deshidratación. "Al menos una porción de agua" significa que se elimina al menos alrededor del 75 por ciento en peso del agua de la superficie de un sustrato por ciclo de inmersión. "Ciclo de inmersión" significa un ciclo que implica al menos una etapa en la que el sustrato se sumerge en la presente composición de deshidratación. Opcionalmente, además se pueden eliminar cantidades mínimas de tensioactivo que permanecen adheridas al sustrato poniendo en contacto el sustrato con el disolvente de halocarbono exento de tensioactivo. Manteniendo el artículo en el vapor de disolvente o sometiendo a reflujo al disolvente disminuirá adicionalmente la presencia de tensioactivo restante sobre el sustrato. La eliminación del disolvente adherido a la superficie del sustrato se lleva a cabo mediante evaporación. Se puede emplear la evaporación del disolvente a presiones atmosféricas o subatmosféricas, y se pueden emplear temperaturas por encima y por debajo del punto de ebullición del disolvente de halocarbono.

Los métodos para poner en contacto el sustrato con la composición de deshidratación no son críticos, y pueden variar ampliamente. Por ejemplo, el sustrato se puede sumergir en la composición, o el sustrato se puede pulverizar con la composición mediante el uso de un equipo convencional. Se prefiere la inmersión completa del sustrato, ya que en general asegura el contacto entre la composición y todas las superficies expuestas del sustrato. Sin embargo, se puede usar cualquier otro método, que puede proporcionar fácilmente tal contacto completo.

El periodo de tiempo a lo largo del cual se ponen en contacto el sustrato y la composición de deshidratación puede variar ampliamente. Normalmente, el tiempo de contacto es de hasta alrededor de 5 minutos, sin embargo, si se desea se pueden usar tiempos más largos. En una realización del proceso de deshidratación, el tiempo de contacto es de alrededor de 1 segundo a alrededor de 5 minutos. En otra realización, el tiempo de contacto del proceso de deshidratación es de alrededor de 15 segundos a alrededor de 4 minutos.

Las temperaturas de contacto también pueden variar ampliamente dependiendo del punto de ebullición de la composición. En general, la temperatura de contacto es igual o menor que el punto de ebullición normal de la composición.

En una realización, las composiciones de la presente descripción pueden contener además un co-disolvente. Tales co-disolventes son deseables cuando las presentes composiciones se emplean en la limpieza de residuos de procesos convencionales de sustratos, p.ej., en la eliminación de resinas de soldadura y el desengrasado de componentes mecánicos que comprenden los sustratos de la presente invención. Tales co-disolventes incluyen alcoholes (tales como metanol, etanol, isopropanol), éteres (tales como dietil éter, metil terc-butil éter), cetonas (tales como acetona), ésteres (tales como acetato de etilo, dodecanoato de metilo, miristato de isopropilo y los ésteres de dimetilo o diisobutilo de ácido succínico, glutárico o adípico, o mezclas de los mismos), éteres-alcoholes (tales como propilen glicol monopropil éter, dipropilen glicol monobutil éter, y tripropilen glicol monometil éter), e hidrocarburos (tales como pentano, ciclopentano, hexano, ciclohexano, heptano, octano), e hidroclorocarbonos (tales como trans-1,2-dicloroetileno). Cuando se emplea tal co-disolvente con la presente composición para la deshidratación o limpieza del sustrato, puede estar presente en una cantidad de alrededor del 1 por ciento en peso a alrededor del 50 por ciento en peso de la composición total.

En los aparatos de limpieza, que incluyen el equipo de desengrasando con vapor y de eliminación de resinas de soldadura con vapor, las composiciones se pueden perder durante el funcionamiento a través de fugas en retenes, conexiones de mangueras, juntas soldadas y conductos rotos. Además, la composición de trabajo se puede liberar a la atmósfera durante los procedimientos de mantenimiento del equipo. Si la composición no es un componente puro, la composición puede cambiar cuando se vierte o se descarga en la atmósfera desde el equipo, lo que puede provocar que la composición permanezca en el equipo y exhiba un funcionamiento inaceptable. Por lo tanto, es deseable usar una composición de limpieza que comprenda un único hidrocarburo fluorado insaturado.

En una realización, las composiciones de la presente descripción son útiles como composiciones de limpieza, agentes de limpieza, y como disolventes de deshidratación o secado. Para un funcionamiento adecuado al usarlos, los componentes microelectrónicos deben estar limpios de residuos de resinas de soldadura, aceites y grasas, y partículas que pueden contaminar las superficies tras la finalización de la fabricación. En otra realización, la presente descripción se refiere a un proceso de eliminación de residuos de una superficie o sustrato, que comprende poner en contacto la superficie o el sustrato con una composición de limpieza o agente de limpieza de la presente invención y, opcionalmente, recuperar la superficie o el sustrato sustancialmente libre de residuos de la composición de limpieza o del agente de limpieza.

En otra realización más, la presente descripción se refiere a un método de limpieza de superficies eliminando los contaminantes de la superficie. El método para eliminar los contaminantes de una superficie comprende poner en contacto la superficie que tiene contaminantes con una composición de limpieza de la presente invención para solubilizar los contaminantes y, opcionalmente, recuperar la superficie de la composición de limpieza. Después, la superficie está sustancialmente libre de contaminantes.

Como se indicó previamente, los contaminantes o residuos que se pueden eliminar mediante el presente método incluyen, pero sin limitación, aceites y grasas, residuos de resinas de soldadura, y contaminantes particulados. En una realización del método, el contacto se puede llevar a cabo pulverizando, haciendo fluir, enjuagando con un sustrato, p.ej., trapo o papel, que tiene la composición de limpieza incorporada en o sobre él. En otra realización del método, el contacto se puede llevar a cabo bañando o sumergiendo el disco en un baño de la composición de limpieza.

En una realización del método, la recuperación se realiza retirando la superficie que se ha puesto en contacto del baño de composición de limpieza (de una manera similar a como se describe para el método de depósito de un fluorolubricante sobre una superficie como se describe más adelante). En otra realización del método, la recuperación se realiza permitiendo que se drene la composición de limpieza que se ha pulverizado, hecho fluir, o enjuagado sobre el disco. Además, cualquier composición de limpieza residual que pueda quedar tras la finalización de las etapas previas también se puede evaporar de una manera similar a la del método de deposición.

El método de limpieza de una superficie se puede aplicar a los mismos tipos de superficies que el método de deposición como se describe más adelante. Las superficies de semiconductores o de discos de medios magnéticos de sílice, vidrio, metal u óxido de metal, o carbono pueden tener contaminantes que se pueden eliminar mediante el método. En el método descrito anteriormente, el contaminante se puede eliminar de un disco poniendo en contacto el disco con la composición de limpieza y recuperando el disco de la composición de limpieza.

En otra realización más, el presente método también proporciona métodos de eliminación de contaminantes de un producto, pieza, componente, sustrato, o cualquier otro artículo o porción del mismo poniendo en contacto el artículo con una composición de limpieza de la presente invención. Por comodidad, el término "artículo" se usa en la presente memoria para referirse a todos los productos, piezas, componentes, sustratos, y similares, y además pretende referirse a cualquier superficie o porción de los mismos. Además, el término "contaminante" pretende referirse a cualquier material o sustancia indeseada presente en el artículo, incluso si tal sustancia se coloca intencionadamente en el artículo. Por ejemplo, en la fabricación de dispositivos semiconductores es habitual depositar un material fotorresistente sobre un sustrato para formar una máscara para la operación de grabado, y eliminar posteriormente el material fotorresistente del sustrato. El término "contaminante", tal como se usa en la presente memoria, pretende cubrir y abarcar tal material fotorresistente. Los aceites y grasas basadas en hidrocarburos y dioctilftalato son ejemplos de los contaminantes que se pueden hallar en los discos recubiertos de carbono.

En una realización, el presente método comprende poner en contacto el artículo con una composición de limpieza de la invención, en un método de desengrasando con vapor y de limpieza con disolvente. En tal realización, los métodos de desengrasando con vapor y limpieza con disolvente consisten en exponer un artículo, preferiblemente a temperatura ambiente, a los vapores de una composición de limpieza en ebullición. Los vapores que se condensan sobre el objeto tienen la ventaja de proporcionar una composición de limpieza relativamente limpia, destilada, para lavar la grasa u otra contaminación. Tales procesos tienen, por tanto, una ventaja adicional, ya que la evaporación final de la presente composición de limpieza del objeto deja relativamente poco residuo en comparación con el caso en el que el objeto se lava simplemente en la composición de limpieza líquida.

En otra realización, para las aplicaciones en las que el artículo incluye contaminantes que son difíciles de eliminar, los presentes métodos implican elevar la temperatura de la composición de limpieza por encima de la temperatura ambiente o a cualquier otra temperatura que sea eficaz en tal aplicación para mejorar sustancialmente la acción de limpieza de la composición de limpieza. En tal realización, tales procesos también se usan en general para operaciones de cadenas de montaje de gran volumen, en las que la limpieza del artículo, especialmente piezas y montajes de metal, se debe realizar de manera eficaz y rápida.

En una realización, los métodos de limpieza de la presente invención comprenden sumergir el artículo a limpiar en la composición de limpieza líquida a una temperatura elevada. En otra realización, los métodos de limpieza de la presente invención comprenden sumergir el artículo a limpiar en la composición de limpieza líquida a alrededor del punto de ebullición de la composición de limpieza. En tal realización, esta etapa elimina una cantidad sustancial del contaminante objetivo del artículo. En otra realización más, esta etapa elimina una porción importante del contaminante objetivo del artículo. En una realización, esta etapa va seguida después por sumergir el artículo en una composición de limpieza recién destilada, que está a una temperatura por debajo de la temperatura de la composición de limpieza líquida de la etapa de inmersión precedente. En tal realización, la composición de limpieza recién destilada está a alrededor de la temperatura ambiente, o a la temperatura ambiente.

En otra realización más, el método incluye además la etapa de poner en contacto el artículo con vapor relativamente caliente de la composición de limpieza, exponiendo el artículo a vapores que suben desde la composición de limpieza caliente/en ebullición asociada con la primera etapa de inmersión mencionada. En tal realización, esto da como resultado la condensación del vapor de la composición de limpieza sobre el artículo. En ciertas realizaciones preferidas, el artículo se puede pulverizar con una composición de limpieza destilada antes del lavado final.

Se contempla que numerosas diversidades y tipos de equipo de desengrasado con vapor son adaptables para el uso con respecto a los presentes métodos. Un ejemplo de tal equipo y su funcionamiento se describe en la patente de EE.UU. n° 3.085.918. El equipo descrito en ese documento incluye un sumidero de ebullición para contener una composición de limpieza, un sumidero limpio para contener la composición de limpieza destilada, un separador de agua, y otro equipo complementario.

Los presentes métodos de limpieza pueden comprender además la limpieza en frío, en la que el artículo contaminado se sumerge en la composición de limpieza fluida de la presente invención en condiciones de temperatura ambiente, o se enjuaga en tales condiciones con trapos u objetos similares empapados en la composición de limpieza.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para eliminar un residuo de una superficie, que comprende:

(b) recuperar la superficie de la composición.

2. El método de la reivindicación 1, en el que dicho hidrocarburo fluorado insaturado comprende además un hidrocarburo fluorado insaturado que tiene la fórmula E- o Z-R1CH=CHR2, en la que R1 y R2 son, independientemente, grupos perfluoroalquilo Ci a C6.

3. El método de la reivindicación 1, en el que dicha composición comprende además un propelente de aerosol, y/o en el que dicha composición comprende además un tensioactivo y/o en el que dicha composición comprende además un co-disolvente.

4. El método de la reivindicación 1, en el que el contacto se lleva a cabo mediante desengrasado con vapor, y preferiblemente en el que el desengrasado con vapor se lleva a cabo:

(i) llevando a ebullición la composición; y

(ii) exponiendo el artículo a los vapores de la composición de limpieza en ebullición.

5. El método de la reivindicación 1, en el que el contacto se lleva a cabo sumergiendo el artículo en dicha composición, en el que la composición está a una temperatura mayor que la temperatura ambiente y, preferiblemente, en el que la composición está a una temperatura alrededor del punto de ebullición de la composición.

6. El método de la reivindicación 5 que comprende, después de sumergir el artículo en la composición, la etapa adicional de sumergir el artículo en la composición, en el que la composición está a una temperatura inferior a la de la primera etapa de inmersión, y, preferiblemente, en el que la composición en la segunda etapa de inmersión está a la temperatura ambiente.

7. El método de la reivindicación 6 que comprende, después de la segunda etapa de inmersión, las etapas adicionales de llevar a ebullición la composición y exponer el artículo a los vapores de la composición en ebullición.

8. El método de la reivindicación 1, en el que el contacto se lleva a cabo enjuagando el artículo con un objeto empapado en la composición.

9. Un proceso para eliminar al menos una porción de agua de la superficie de un sustrato humedecido, y dicho proceso comprende:

a) poner en contacto el sustrato con la composición de la reivindicación 1, en el que la composición comprende además un tensioactivo, y después

b) retirar el sustrato del contacto con dicha composición.