DE1963221A1

DE1963221A1 - Loesungsmittelgemisch

Info

Publication number: DE1963221A1
Application number: DE19691963221
Authority: DE
Inventors: Nesbitt Raymond Allen; Figiel Francis John
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 1968-12-23
Filing date: 1969-12-17
Publication date: 1970-07-09
Also published as: GB1239810A; US3553142A; JPS4922310B1

Description

Prioritäti vom 23. Dezember 1968 Serial No. 786 478 in USA

Die elektronische Industrie sucht Lösungsmittel, die wirksam Eolophonium von Schalttafeln, die dieses enthalten, entfernen. Das Kolophonium wird absichtlich auf der Oberfläche der Schalttafeln vor dem Anlöten an elektronische Teile aufgebracht, muß aber nach dem Anlöten entfernt werden, um eine maximale Zuverlässigkeit der gedruckten Schaltung zu erreichen. Das Lösungs mittel muß nicht nur höchst wirksam für die Entfernung des unerwünschten Kolophoniums sein, sondern muß für industrielle Anwendungen auch stabil und nicht entflammbar und inert gegen die elaktroniachen Teile auf der Schalttafel selbst sein,

00*823/1784

BAD

Es wurde eine Reifte von Lösungsmitteln für diesen Zweck geprüft, doch wurden alle in größerem oder kleinerem Umfang iiinaientlieh der einen oder anderen der oben beschriebenen Eigenschaften als mangelhaft befunden. Beispielsweise sind chlorierte Lösungsmittel, wie CHpGIp und OHCl*, zwar hochwirksam für die Entfernung von Kolophonium, doch greifen solche Lösungsmittel, wenn sie alleine verwendet werden, die elektronischen Bestandteile an der Schalttafel an. Solche Lösungsmittel erfordern P auch den Zusatz eines Stabilisatora, um eine Zersetzung

zu verhindern. 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan ist ein Beispiel einea üblichen Lösungsmittels, das nicht entflammbar und sehr stabil ist und daher während der Verwendung keine Zersetzungsprobleme verursacht. Leider zeigt dieses Mittel nur begrenzte Lösungsfähigkeit für Kolophonium, das gewöhnlich auf elektroniachen Einrichtungen benutzt wird. Es wurde eine Vielzahl von nicht konstant siedenden Lösungamittelgemiachen verwendet, um die gek wünachte Lösungsfähigkeit zu erreichen und gleichzeitig die erwünschte Inerthext gegen elektronische Teile zu behalten. An aolchen früher bekannten G-emischen ist jedoch nicht allgemein bekannt, daß sie einen genügend hohen Grad an Lösungsfähigkeit für Kolophonium besitzen. Außerdem führt eine vorherrschende Verdampfung der flüchtigeren Komponente dieser 6-emische zu Gemiaohen mit veränderter Zusammensetzung, die weniger erwünschte Eigenschaften, wie

009828/1784

■beispielsweise niedrigere Lösungsfähigkeit für Kolophonium, geringere Inertheit gegen die elektrischen Seile und erhöhte Entflammbarkeit "besitzen.

Eine Reihe binärer, azeotroper (konstant siedender) Gemische wurde zum Zwecke der Reinigung elektrischer Schaltungen verwendet, und diese Gemische besitzen viele mit Lösungsmittelgemischen erhältliche Vorteile, leiden andererseits aber nicht unter dem oben beschriebenen Nachteil, den nicht konstant siedende Lösungsmittelgemische haben« Beispiele solcher binaren azeotropenSysteme sind das Azeotrop von 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan und Methylenchlorid, Kp._76o J_11n= 37°O (USA-Patentschrift 2 999 817) und das Azeotrop von 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan und Methylalkohol-, Kp₄₇₆₀ _m= 39⁰O (USA-Patentschrift 2 999 816)« Leider sind die Lösungseigenschaften dieser binären, azeotropen Zusammensetzungen gegenüber üblichem Kolophonium, wie es bei der Herstellung gedruckter Schalttafeln verwendet wird, derart;, daß'die Lösungsmittel entweder Schalttafeln oder Teile hiervon angreifen, auf den Schalttafeln Ablagerungen zurücklassen oder nach der Verwendung trüb werden. Es ist daher ein wesentliches Ziel dieser Erfindung, neue Lösungsmittelzusammensetzungen für Kolophonium, das normalerweise bei gedruckten Schalttafeln verwendet wird, zu erhalten, und diese neuen Lösungsmittelzusammensetzungen sollen einen hohen Grad an Lösungsfähigkeit für solches Kolophonium besitzen,

009828/ 1 7 8Λ

Ein anderes Ziel der Erfindung bestellt darin, neue Lösungsmittelzusammensetzungen für Kolophonium auf gedruckten Schalttafeln zu erhalten, die konstant sieden oder im wesentlichen konstant sieden. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, neue Lösungsmittelzusammensetzungen für auf gedruckten Schalttafeln verwendetes Kolophonium zu bekommen, die die Eigenschaften hoher Lösungsfähigkeit, Nichtentflammbarkeit und Inertheit gegen elektronische Teile vereinigen.

Ein spezielles Ziel der Erfindung ist es, nicht entflammbare und stabile neue Lösungsmittelgemische von 1,1,2-Irichlor-1,2,2-trifluoräthan zu erhalten, die wesentlich bessere Lösungsfähigkeit für Kolophonium besitzen, welches man normalerweise auf gedruckten Schalttafeln findet.

Andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offenbart.

Als Erfindung wurde gefunden, daß Gemische, die im wesentlichen aus 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan (CCl₂KiClF₂) und Acetonitril (CH^CN) besttien und in denen der G-ewichtsprozentsatz von 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan im Bereich von etwa 62 bis 98 $> liegt, überraschend hohe Löslichkeit für Kolophonium besitzen, dag üblicherweise auf gedruckten Schalttafeln verwende^wird. Zusammensetzungen in diesem Gewichtsprozentbereioh lösen einige Verunreinigungen, die

009828/178/»

—■ 5 —

weder in 1,1,2-Irichlor-1,2,2-trifluOräthan noch in Acetonitril alleine löslich sind* Außerdem bleiben Zusammensetzungen in diesem G-ewichtsprozentbereich selbst nach wiederholter Verwendung zur Lösung von Kolophonium klar, während bei Verwendung von 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan oder Acetonitril alleine schnell eine Ausfällung des Kolophoniums in den Lösungsmitteln stattfindet, so daß diese trübe werden. Wiederholte Verwendung der Lösungsmittel in einem solchen Zustand führt zu einer Wiederablagerung von Kolophonium auf den Schalttafeln nach Entfernung der Lösungsmittel. Außerdem sind Zusammensetzungen im G-ewichtsprozentbereich von 62 bis 98 i<> nicht entflammbar und inert gegen elektrische fEeile, die auf gedruckten Schalttafeln verwendet werden.

Außerdem wurde gefunden, daß bei etwa 95 Gew.-fo 1,1_S2-Iriehlor-1,2,2-trifluoräthan und 5 Gew.-$ Acetonitril ein binäres, azeotropes Gemisch gebildet wird, (Κρ.γ^₀ _ms~ 44,1 ⁰C), und daß dieses Gemisch sowie einige äquivalente Gemische, in denen der Q-ewichtsprOzentaatz von 1,1,2-Crichlor~1,2,2-trif luoräthan zwischen etwa 80 und 97 G-ew,-$ liegt, konstant oder im wesentlichen konstant sieden. Solche Gemische zeigen entsprechend nur geringe oder gar keine Veränderung in der Zusammensetzung bei tailweiaer oä©r Yollstäadiger Verdampfting, wie sie b©i normaler Handhabung oder bei gewöhnliober Aufarbeitung auftritt_β

828/1784

i$

Eine bevorzugte Klasse von Zusammensetzungen innerhalb des Erfindungsgedanken ist jene, bei der der Gewichtsprozentsatz von 1, 1,2-2riehlor-1,2,2-trifluoräthan zwischen etwa 90 und 95 $> liegt. Solche Zusammensetzungen sind hinsichtlich der konstanten Siedeeigenschaften dem wirklichen Azeotrop am nächsten und unterliegen keiner feststellbaren Veränderung der Zusammensetzung bei teilweiser oder vollständiger Verdampfung oder Destillation» Hoch stärker bevorzugt ist die wirkliche azeotrope Zusammen-P Setzung aus etwa 95 G-ew.-$ 1,1,2-Trichlor-i»2,2-trifluoräthan.

Keines der Gemische innerhalb des Erfindüngsgedankens hat irgendeine nachteilige Wirkung auf Schalttafeln selbst oder auf die darauf befestigten elektronischen Bestandteile.

Das 1,1,2-Irichlor-i,2,2-trifluoräthan und das Acetonitril, die Bestandteile der neuen Lösungsmittelzusammenaetzungen k nach der Erfindung sind, sind beide im Handel erhältlich. Vorzugsweise sollten sie in ausreichend hoher' Reinheit verwendet werden, um die Einführung auf die lösungseigenachaften oder das konstante Sieden dea Systems nachteilige Einflüsse zu vermeiden. Ein ausreichend reines 1,1, 2~Trichlor-1,2,2-trifluorätnan wird beispielsweise von Allied Chemical Corporation unter der Handelsbezeichnung "&enesolv"D in den Handel gebracht.

Die neuen binären Semiaeiie naeh der Erfindung können ga~

009828/1784

reinigt und für die Verwendung wiedergewonnen werden, nach-dem sie duroh einfache Kurzwegdestillation schließlich gesättigt wurden.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuteztng der Erfindung.

BEISPIEL 1

Das wahre azeotrope Gemisch nach der Erfindung wurde folgendermaßen hergestellt! '

Eine Probe von etwa 1 Mol (41,0 g) CH^CN, Kp. 82⁰O, und etwa 2 Mol (375,0 g) CCl₂FOClP₂, Kp₈ 4-7,7⁰C, wurde in ' einem 2000 ml Kolben einer Laboratoriumsdestillationsanlage mit einer Länge von 1,22 m und einem Durchmesser von 1,3 cm unter Rückfluß erhitzt. Die Temperatur am Kopf der Destillationsanlage betrug 44-,1°C/76O mm. Diese Temperatur liegt unterhalb der Siedepunkte beider Mischungskomponenten, was zeigt, dass/eich ein binäres Azeotrop gebildet hat» Eine Probe des Azeotropdestillats wurde durch Flussigkeits-Gashromatographie analysiert, und dabei wurde die Gegenwart von CH,CN und CCl₂FCClF₂ bestätigt. Das Azeotrop wurde dann erneut destilliert, doch trat dabei keine Veränderung des Siedepunkte oder der Zusammensetzung auf. Die genaue Zusammensetzung wurde dann durch Oalibrierung des Chromatograms bestimmt, wobei man folgende Zusammensetzung fand.

009828/178A

95,1 Gew.-^ 4,9 Gew.-^

Dieses Azeotrop wurde hinsichtlich der Entflammbarkeit mit Hilfe des Flammpunkttests mit offener Schüssel (ASTM D 1310-63) untersucht und als nicht entflammbar eingestuft.

BEISPIEL 2

daß
Dieses Beispiel zeigt,/das neue Azeotrop ein stabiles Lösungsmittel in Gegenwart von Wasser selbst ohne Zusatz eines Stabilisators ist.

Etwa 65 g des wirklichen Azeotrops (95,1 Grew.-$ 4,9 Gew.-^ GH,CH) wurden mit etwa 18 Gew.-$ Wasser während etwa 24 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Danach wurde für die wässrige Schicht der Testprobe und für den Wasserextrakt einer wie oben beschrieben ohne Rückflußkochen hergestellten Blindprobe eine Chloridbestimmung angefertigt. In keiner der Proben wurde mehr Chlorid als 0,1 ppm Cl" entdeckt, was anzeigt, daß das Azeotrop in Gegenwart von Wasser stabil war,

BEISPIEL 3

Die Lösungsfähigkeit bestimmter Gemische von CCl₂FCClF₂ und CH^CH wurde durch Bestimmung ihrer Kauri-Butanolwerte (K-B-Werte) gemäß ASTM d 1133-542 bewertet. Die Ergebnisse

0 0-98 28/;! 78 4

⁷ BAD

a -

dieser Bewertungen aind nachfolgend zusammengestellt.

I/JSÜI&SMITTEL K-B-WBHfli

32 16,9

95.1 Gew.-9& OGl₂FOOIf₂ .41,6

4,9 Gew.-^ CH₃CH (Azeotrop)

98 Gew.-$ COl₂FCOlF₂ 37,5

2 Gew.-$ OH₃CH

97 Gew.-^ OCl₂FOOlF₂ 38,9 *

3 Gew.-# OH₃OH

95 Gew.-^ CCl₂PCClP₂ 41,5

5 Gew.-4> OH₃CH

90 Gew.-^ CCl₂PCOlP₂ 48,0

10 Gew.-^ CH₃CH

80 Gew.-^ CCl₂PCClP₂ 48,0

20 Gew.-# OH₃CH

62 Gew.-# COl₂PCClP₂ 32,5 *

38 Gew.-?i CH₃CH

50 Gew.-# OCl₂POOlP₂ 26,0

50 Gew.-^ OH₃CH

♦ bestimmt durch Interpolation.

Die obigen Werte aeigen, daß die K-B-Werte aller oben genannten Gemische innerhalb dee Erfitidungagedsnkens

r alß äiß K-B-'Wsrta dar Miacliungakomponeiiten alleina

zeigt, dai3 die Löaungg-fähigkeiten 009 828/178A

BAD ORJGINAL

- 40 -

Gemische größer ala jene der Miachungskomponenten alleine aincl.

BEISPIEL 4- ' ■

Die überraschend hohe Lösungsfähigkeit des neuen azeotropen Gemisches, wurde außerdem durch die folgenden Werte gezeigt:

Eine Reihe von Aluminiumquadraten (2x4- cm) wurde gewogen Il und dann mit Kolophonium No. 77-25-TA (einem Produkt der London Chemical Company) überzogen. Dies ist ein Kolophonium, daa bei der Herateilung gedruckter Schaltungen gewöhnlich verwendet wird und enthält als Hauptbestandteile einige Formen von Fichtenharz, Abietinsäure und entsprechender Substanzen. Die überzogenen Quadrate wurden in einem Ofen bei 232⁰C 30 Sekunden und dann bei 287°0 nochmals 30 Sekunden eingebrannt. Die eingebrannten überzogenen Quadrate wurden dann wiederum gewogen, um das Gewicht des. auf ihnen abgelagerten Überzugs zu bestimmen. Einige . der Quadrate wurden dann vollständig in eine Probe des neuen Azeotrops (95,1 Gew.-% QQl₂IGGlV₂/'4,9 Gew.-# CH₅GN) eingetaucht. Andere der überzogenen Quadrate wurden in CH,CN alleine und noch andere'^.n GGl₂IGGl^₂ all β ine eingetaucht. Naoh Eintauchen während 15 Sekunden in jedes der Lösungsmittel bei 21⁰C wurden die Quadrate wieder aua dem Lösungsmitteln entfernt. Dann wurden aie gewogen, um das Gewicht der auf ihnen zurückgebliebenen Rückstände des Überzugs zu ermitteln. Dies ermöglichte die Berechnung

009828/1784

der entfernten Gewichtsprozent des Überzuges. Die Er~. gebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle gezeigt.

TABELLE II

LÖSUNGSMITTEL

Azeotrop

Gew. des auf	Gew. des ver	Gew. den
gebrachten Über	bleibenden Über	entfern
zuges (g)	zugs-ante ils	ten Über-·
	\(g)	zugsan-
		teils (^)
0,0125	0,0023	81,6
0,0096	0,0037	61,8.
0,0117	0,0007	94,0
0,0112	0,0012	89,3
0,0128	0,0000 1	00 ,.0
0,0102	0,0000 1	00,0

Während der oben beschriebenen Versuche wurde beobachtet, daß CO1₂PCC1I¹ ₂ und CR₅CK, wenn sie alleine als Lösungsmittel verwendet wurden, trübe wurden und am Ende der Versuche Ausfällungen des Überzugs enthielten, während die Azeotroplösung klar blieb, obwohl in ihr 100 $ des Überzugs gelöst waren. Die überraschend; hohe Lösungsfähigkeit der neuen Gemische zeigt, daß man bei deren Verwendung als Reinigungsflüssigkeit für gedruckte elektronische Schaltungen mehr gelöstes Kolophonium in Lösung halten kann, selbst nach wiederholter Verwendung, so daß man ein Trübwerden der Lösung, ein Ausfällen von Kolophonium aus der Lösung und eine Wiederablagerung dünner Kolophoniumfilme auf den Oberflächen, von denen das Kolophonium entfernt wurde, verhindert.

009828/178Λ

werden.

- 12 -

Die neuen Lösungamittelgemische nach der Erfindung finden auch andere Lösungsmittelanwendungen, beispielsweise zur Entfernung- von Gasen und Ölen aus einer Vielzahl industrieller Stoffe, zur Entfernung von Lötflußmitteln, für die Reinigung fotographischer Filme und Drucke, für die Entfernung von Hautfärbemitteln, wie Schminke, und außerdem können sie als Wärmeaustauschmedien, elektrische Überführungsmedien, chemische Reaktionsmedien und hydraulische Flüssigkeiten benützt

Für den Fachmann ist es selbstverständlich, daß für spezielle Zwecke verschiedene Zusätze in die neuen Lösungsmittelgemische nach der Erfindung eingearbeitet werden können, wie beispielsweise Schmiermittel, Detergentien und dgl. Diese Zusätze müssen jedoch so ausgewählt werden, daß',aie keine nachteilige Wirkung auf wesentliche Eigenschaften der Gemische für ein bestimmtes Anwendungsgebiet haben.

009828/1784

Claims

1163221

PATBITANSPRÜCHE

1, Gemisch mit einem Gehalt eines chlorierten Kohlenwasserstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus 1,1,2-Triehlor-1,2,2-trifluoräthan und Acetonitril besteht und etwa 62 "bis 98 Gew.-^ 1,1,2-Triohlor-1,2,2-trifluoräthan enthält.

2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 80 bis 97, vorzugsweise etwa 90 bia 95, besonders etwa 95 Gew.-# 1,1i,2-Trichlor-l,2,2-trifluoräthan enthält.

009828/1784