DE2003189A1 - Loesungsmittelgemisch - Google Patents

Description

Die elektronische Industrie suchte Lösungsmittel., die wirksam Kolophonium von Schalttafeln, die dieses enthalten, entfernen. Das Kolophonium wird absühtlieh 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 Lösungsmittel 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 elektronischen Teile auf der Schalttafel selbst* sein. '

Es wurde eine Reihe von Lösungsmitteln für diesen Zweck

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geprüft, doch wurden alle in größerem oder kleinerem Umfang hinsichtlich der einen oder anderen der oben beschriebenen Eigenschaften als mangelhaft befunden. Beispielsweise sind chlorierte Lösungsmittel, wie CH-Cl- und CHC1„, hoch wirksam für die Entfernung von Kolophonium, doch greifen solche Lösungsmittel, wenn sie allein verwendet werden, die elektronischen Bestandteile an der Schalttafel an. Solche Lösungsmittel erfordern auch den Zusatz eines Stabilisators, um eine Zersetzung

™ zu verhindern. Sym-Tetrachlordifluoräthan (CCl₂FCCl F) und asym-Tetrachlordifluoräthan (CC1F_CC1_) sind Beispiele üblicher Lösungsmittel, die sehr stabil sind und entsprechend während der Verwendung keine Zersetzungsprobleme verursachen. Leider zeigen diese Mittel nur begrenzte Lösungsfähigkeit für Kolophonium, das gewöhnlich auf elektronischen Einrichtungen benützt wird. Es wurde eine Vielzahl von nicht konstant siedenden Lösungsmittelgemischen verwendet, um die gewünschte Lösungs-

A fähigkeit zu erreichen und gleichzeitig die erwünschte Inertheit gegen elektronische Teile zu behalten. Bei solchen früher bekannten Gemischen ist jedoch nicht allgemein bekannt, daß sie einen genügend hohen Grad an Lösungsfähigkeit für Kolophonium besitzen. Außerdem führt eine vorherrschende Verdampfung der flüchtigeren Komponente solcher Gemische zu Gemischen mit veränderter Zusammensetzung, die weniger erwünschte Eigenschaften, wie beispielsweise niedrigere Lösungsfähigkeit für Kolophonium, besitzen.

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Eine Reihe binärer azeotroper (konstant siedender) Gemisiie wurde zum Zwecke der Reinigung elektrischer Schaltungen verwendet, und diese Gemische besitzen viele mit Lösungsmittelgemiechen erhältliche Vorteile, leiden andererseits aber nicht unter dem oben beschriebenen Nachteil, den nicht konstant siedende Lösungsmittelgemisehe haben. Beispiele solcher binären azeotropen Systeme sind das Azeotrop von 1,1,2-Trichlor-l,2,2-trifluoräthan und Methylenchlorid, ^KP₇5_{O auB} = 37°C (USA-Patentschrift 2 999 81?) und das Azeotrop von 1,1,2-Trichlor-l,2,2-

trifluoräthan und Methylalkohol, Kp-,- = 39°C (USA-

7ου mm .

Patentschrift 2 999 8K>). 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 die Schalttafeln oder Teile hiervon angreifen, auf den Schalttafeln Ablagerungen zurücklassen oder nach der Verwendung trüb werden.

Ss 1st daher ein wesentliches Ziel dieser, Erfindung, neue Lösungsmittelzusammensetxungen für Kolophonium, das normalerweise bei gedruckten Schalttafeln verwendet wird, lu erhalten, und diese neuen Lttaungsmittelzusammensetsungen «eilen einen hohen Grad an Ltteungefänigkeit für solches Kolophonium besitzen.

Sin anderes Ziel der Erfindung besteht darin, neue Lösungssiittelzusammensetzungen für Kolophonium auf gedruckten

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Schalttafeln zu erhalten, die konstant sieden oder im wesentlichen konstant sieden. Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, neue Lösungsmittelzusammensetzungen für auf gedruckten Schalttafeln verwendetes Kolophonium zu bekommen, die die Eigenschaften hoher Lösungsfähigkeit und Inertheit gegen elektronische Teile vereinigen.

Ein spezielles Ziel der Erfindung ist es, neue Lösungsmittelgemische zu finden, die die Stabilität von CCl₂FCCl₂F und CClFpCCl- besitzen, jedoch eine wesentlich größere Lösungsfähigkeit für Kolophonium haben, welches man normalerweise auf gedruckten Schalttafeln findet.

Attire Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offenbar.

Gemäß der Erfindung wurde festgestellt, daß Gemische, die im wesentlichen aus Tetrachlordifluoräthan (C₂Cl^F₂) und Acetonitril (CH₂CN) bestehen und in denen der Gewichteprozentsatz von Tetrachlordifluoräthan im Bereih von etwa 70 bis 95 f> liegt, überraschend hohe Löslichkeit für Kolophonium besitzen, das üblicherweise auf gedruckten Schalttafeln Verwendung findet.

Tetrachlordifluoräthane (sym- CCl₂FCCl₂F und asym-CClF₂CCl-) werden gewerblich als Gemische der beiden Isolieren gewonnen. Ein industrielles Verfahren, da· zu solchen

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Gemischen führt, besteht darin, daß man Perchloräthylen mit HF und Chlor in Gegenwart eines Antimonpentahalogenidkatalysators bei Temperaturen im Bereich von etwa -38 bis l49°C (100 bis. 3.0O⁰F) umsetzt und anschließend destilliert. Das sym-Isomer siedet bei 92,5°C. Das asym-Isomer siedet bei 91»0 C. Die Siedepunkte der handelsüblichen Gemische liegen zwischen diesen Grenzen. Da der Unterschied der Siedepunkte der'beiden Isomeren so klein ist, sind kleinere Änderungen der-Zusammensetzung nicht *

von praktischer Bedeutung, und es gibt keinen zwingenden Grund zur Trennung der Isomeren. Venn jedoch die Trennung erwünscht ist, sollte sie wirksam durch herkömmliche fraktionierte Kristallisation erreicht werden.

Hoch reines asym-Tetrachlordifluoräthan kann frei von

seinem sym-Isomer .hog.esteilt werden, indem man CH-CHF₂ . mit Cl_ bei 400 bis 600°C umsetzt und dann einfach destilliert.

Zum Zwecke der vorliegenden Diskussion wird der Ausdruck "TetrachlordifIuoräthan " oder "C-Cl.F₂" in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet, um sym-Tetrachlordifluoräthan, asym-Tetrachlordifluoräthan oder Gemische derselben in irgendwelchen Mengenverhältnissen zu bezeich- ■ nen.

Zusammensetzungen, die gemäß der oben angegebenen Definition 70J>is 95 Gew.-^ C ClrF_ enthalten, lösen einige

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Verunreinigungen, die weder In C.Cl^F. noch In CH-CN allein löslich sind.

Zusammensetzungen von CJCl.F und CH-CN in dem angegebenen Gewichtsprozentbereich bleiben auch nach wiederholter Verwendung zur Lösung von Kolophonium klar, während bei Verwendung von C-Cl. F allein oder CH-CN allein schnell eine Ausfällung des Kolophoniums in den Lösungsmitteln stattfindet, so daß solches Lösungsmittel trübe wird. Weitere Verwendung der Lösungsmittel in solch einem Zustand führt zu einer erneuten Ablagerung von Kolophonium auf den Schalttafeln nach Entfernung der Lösungsmittel.

Außerdem sind die Zusammensetzungen in? Gewichtsprozentbereich von 70 bis 95 Ί» inert gegenüber den elektrischen Bestandteilen, die auf gedruckten Schaltungen verwendet werden.

Es wurde außerdem gefunden, daß sich bei etwa 77 Gew.-

P₂ und 23 Gew.-^ CH₃CN (K._?6o ^ = 71,5°C) azeotrope Gemische bilden und daß diese Gemische sowie bestimmte äquivalente Gemische, in denen die Gewichtsprozente von C-C1.P₂ zwischen etwa 75 und 85 i> liegen, konstant sieden oder im wesentlichen konstant sieden. Solche Gemische zeigen daher nur geringe oder gar keine Veränderung der Zusammensetzung bei teilieLser oder vollständiger Verdampfung, wie sie bei der normalen Handhabung oder

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bei üblichen'Hückgefrinnüngsjnetiioden auftritt* .?■

Eine bevorzugte Klasse von Zusammensetzungen nach der Erfladung sind jene, bei denen die Gewichtsprozente der G₂Cl. F_-Kolfcpönehte zV-ischen-ietwa- 75 und 80 $ liegen. Solche ZusaHBiensetzungeh liegen den wirklichen Azeotropen hinsichtlich der konstant siedenden Eigenschaften am nächstoh und unterliegen bei teilweiser oder vollständiger Verdampfung öde* Destillation keiner merklichen Veränderung· der Zusammensetzung. Noch stärker- bevorzugt sind die wirklichen azeotropen Zusammensetzungen mit etwa 77" Gew.-f C-Cl^Fg. Wenn reinee-i.CCl^CClgF mit CH-CN verwendet wird, UBEfaßt das wirklich· azeotrop© Gemisch ein binäres Gemisch von CCljjFGClJF und CH„CN. Wenn reines CClFgCCl,- mit OH-CN benutzt wird,umfaßt.daswirkliche Azeotrop ein binäres Gemisch von CClFgCCl^ und CH-CN. Wenn ein ₂ CClFgCCak-Geeisch ml·* CH-CN benutzt wird, ist das "wirk* liehe Azeotrop¹¹ tatsächlich ein Gemisch der oben angegebenen waliren biaären Azeotrope.

Keines der G₆SIiSck· nach der Erfindung hat. irgendeine nachteilig«>Wirkung auf die Schalttafeln selbeVbder auf' «Sie darauf befestigten elektronischen Bestandteile·

Di· n*u«a Gemisch« Bacfe der Erfindung werden, nachdem sie

^^Ättig-t-eiiid, ;dur,ch einfache. Sclüaelldestil-.gereinigt, und aurlickgewonnen. . _; "--..."-,. . ' ,_■ ... . . .

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Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. .

Beispiel 1 Eine Probe von etwa äquimölaren Mengen CH₀CH, Kp._Qoo_

3 öz ο,

und CgCIjF {ein handelsübliches Gemisch von etwa 70 Gew.-ji

CCl₂FCCl₂F und etwa 30 Gew.-£ CClF₂CCl₃, Kp^₀ ^* 91 bis 92,5⁰Cj wurde in einem 2000 ml-Kolben einer LabOratoriumsdestillationsanlage mit einer Länge von 1,22 1 und einem Durchmesser von 1,3 cm unter Rückfluß erhitzt. Die Temperatur am Kopf der Destillstionsanlage betrug 71,5⁰C/ 760,7 mm. Diese Temperatur liegt unterhalb des Siedepumktes der beiden Mischungekomponenten, was anzeigt, daß sich ein azeotropes System gebildet hat. Eine Probe des azeotropen Destillate wurde durch FlUesigkeits-Gaschromatographie analysiert, und dabei wurde die Gegenwart von CH-CN₁ CCl₂FCCl₂F und CClF₂CCl- bestätigt. Das Azeotrop wurde dann erneut destilliert, doch trat dabei keine Veränderung des Siedepunktes oder der Zusammensetzung auf. Die Zusammensetzung wurde dann durch Kalibrierung des Chromatogramms bestimmt, wobei man folgende Werte fandt

C₂Cl₄F₂ 76,8 Gew.-*

CH₃CN 23,2 Gew.-^

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß an Stelle des C₂Cl.F--Gemiechee reines CCl₂FCCl₂F verwendet wurde. Ss

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BAX) ORIGINAL

bildete eich ein konstant siedendes binäres Azeotrop von CCl₂PCCl₂P und CH₃CN.

Beispiel 3

Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß an Stelle des CgClj.F^-Gemisches reines CClF₂CCl- benützt wurde. Es bildete sich ein konstant siedendes binäres Azeotrop von CClP₂CCl und CH-CN.

Beispiel 4

Die Lösungsfähigkeit bestimmter Gemische von C₂CIrF₂ und CH„CN wurde durch Bestimmung ihrer Kauri-Butanolwerte (K-B-Werte) gemäß «4β»β>ASTM D 1133-61 bewertet. In allen Fällen war die C₂CIj,F₂-Komponente ein handelsübliches Gemisch von etwa 70 Gew.-# CClpFCCl-F und etwa 30 Gew,-^ CClF₂CCi₃* Die Ergebnisse der Bewertung skid nachfolgend zusammengestellt χ

- Io -

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- Io -

Tabelle I Löaungsaitte1

K-B-Vert

CH CN

76,8 Gew.-% C₂Cl₄F₂

23,8 Gew.-£ CH₃CN (Azeotrop) 90,0 Gew.-5

A, T ft.

10,0 Gew.-^ CH₃CN

83,2 Gew.-£ C₂Cl₄F₂ 16,8 Gew.-^ CH₃CN

68,8 Gew.-¹JL C₂Cl₄P₂ 31,2 Gew.-f CH₃CN 70,0 Gew.-4 30,0 Gew.-^

95,0 Gew.-1 5,0 Gew.-^ CH₃CN

75,0 Gew.-H C₂Cl₄F₂ 25,0 Gew.-^ CH₃CN

85,0 Gew.-^ C₂Cl₄P₂ 15,0 Gew.-£ CH₃CN

80,0 Gew.-it C₂Cl₄F₂ 20,0 Gew.-H CH₃CN 68,k

16,9

110,6

104
100,6

58,4

77,8 102,4

96,8 105,0

* bestjjut durch Interpolation.

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^ ÖS

Die- obigen Werte zeigen, daß die, K-B-TWerte aller oben genannten Gemis ob· innerhalb des Erfindung9gedankene höher als die JUB-Wer*· .der lllfchungakoeponenten allein ^liegen^. _ Diea BOi₉Tt₁ daß di· Lösüngefäh "*'

grttßer al· Jene der Miechungskomponei*»n allein sind.

Beispiel 5 " *^;

Die überraschend höh· Lösungefähigkeit der neuen > ^®g H, C₂CljKF₂/CH_CN-G*miech· wurd· außerdem durdi di· folgenden Werte geseigtt '-lOy-Z >?; ·. ·*>■■· ■'■■ ■

Bin· Reihe τοη Teststreifen (2 χ 1/2 cm) wurden von 8tandardachaltung«n mit einer Epoxybadruckung abgeschnitten und dann mit xwei üblichen Kolophoniumarten Uberxogen. Dia Überlegenen Streifen wurden in einem Ofen 20 Sekunden bei 204°C (4θΟ°Γ) und sodann 20 Sekunden bei 249°C (fc80°F) eingebrannt· Einig· der Streifen wurden dann •tandlg in eine Probe d·· konstant βladenden Gemisches g^F₂ und CH.CN, da· gemäß Beispiel 1 hergeetellt worden

war« «lBg·taucht. Ander· der Strafen wurden inCHlCN ^v

' ^::~:\- '■'■"* " " ^: " . ' - " -'^_.ΕΓ' jf ., <.-«->■ ;ι.·- all«ln und noch ander· in G₄CIi₁F₉ allein (70 Gew.-Jt 00I₂FCCl₂F^O Oew.-)l CClF₂CCl₃) •ingetaucnC^ch^lö.Se^ '_J kungan Bintauchen in jede· der Lttsungsmittel bei 65 C unter UltraachallTibration wurden die Streifen aus den Lttsuhcaalttain «ntfernt. Di· Ergebnisse der Versuche sind nachfolgend «nsamaiengeatellt 1

00983^^071 ₍.

Au··«hen von Streifen «it Kolophonium

	kein Kolophonium	"AlpÄ*." dll*	"London" 77-25-TA **
CBLCN C2CI4F2 C2Cl4F2/ CH-CN	stumpf aber rein N stumpf aber rein hell und glänzend N	Bläschen im KoIophonium η ungleichmäßig stumpf H hell und glänzend	rein, *lnige weiße Ablagerungen einige Korrosionsflecken starke Korrosion in einer Zone hell und glänzend R

"Alpha" ist eine Handelsbezeichnung von Alpha Metals» Ine·

**"London" ist eine Handelsbezeichnung der London Chemical Co., Ine.

K) O O CO

OO CD

Beide dieser Kolophoniumarten werden üblicherweise bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen benutzt und enthalten als größeren Anteil irgendeine Form von Fiehtenharz, Abietinsäure und entsprechender Substanzen«

Es wurde beobachtet, daß die verwendeten Lösungen mit C-Cl.F- einerseits und CH-CN andererseits trübe wurden. Außerdem agglomerierte beim Stehe/i in der Lösung mit dem Lösungsmittel Acetonitril Kolophonium. Andererseits war die verwendete Lösung mit dem azeotropen Lösungsmit telgemisch von C₂CIrF₂ und CH„GN klar und blieb dies auch beim Stehen* Die obigen Angaben zeigen klar,die überraschend hohe Lösungsfähigkeit der neuen azeotropen Zusammensetzung und äquivalenter Zusammensetzungen*

Die neuen Lösungsmittelgemische nach der Erfindung finden auch andere Lösungsmittelanwendungen, beispielsweise zur Entfernung von Fetten und ölen aus einer- Vielzahl industrieller Stoffe, zur Entfernung von Lötflußmitteln, für die Reinigung photographischer Filme und Drucke, für die Entfernung von Hautfärbemitteln, wie Schminke, und außerdem können sie als Wärmeaustauschmedien, elektrische Überführungs» medien, chemische Reaktionsmedien und hydraulische Flüssigkeiten sowie als Medien für eine kontrollierte Solvatation von Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harzen benützt werden.

Für den Fachmann ist es selbstverständlich, daß für spezielle Zwecke verschiedene Zusätze in die neuen Lösungsmlttelgemleche nach der Erfindung eingearbeitet werden können, wie

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beispielsweise Schmiermittel, Detergentien und dergl. Diese Zusätze müssen jedoch so ausgewählt werden« daß sie keine nachteilige Wirkung auf wesentliche Eigenschaften der Gemische für ein bestimmtes Anwendungsgebiet haben*

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Gemisch mit einem Gehalt eines chlorierten Kohlenwasserstoffes » dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus Tetraehlordifluoräthan und Acetonitril besteht und das Tatrachlordifluoräthan in einer Menge von etwa 70 bis 95 Gew.-^ enthält.

   2«) Gemieofa nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ee das Tetraehlordifluoräthan in einer Menge Von etwa 75 bis 85ΐ vorsugaveise von etwa 75 bis 80, besonders von «twa 77 &«w.-$_s enthält.

   3«) Gemisch stach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß «s Ale ^etrachiordiiluorÄthan

   oder «in Gemieeh von CCigFCClgF und

   enthalt.

   BAD ORIGINAL