專利名稱：1，1-二氯-1，2-二氟乙烷和反-1，2-二氯乙烯與甲醇、乙醇或異丙醇的三元共沸混合物的制作方法
隨著現(xiàn)代電子電路板逐漸向著電路和元件密度增加的方向發(fā)展，焊接后電路板的徹底清洗成為一項更加重要的標(biāo)準(zhǔn)。將電子元件焊接到電路板上的現(xiàn)代工業(yè)方法包括用焊劑涂敷板的整個電路側(cè)面，然后使涂上焊劑的板通過預(yù)熱器并經(jīng)過熔融的焊料。焊劑清洗了導(dǎo)電的金屬部分并且促進(jìn)了焊料的焙合。通常用的焊劑一般包括松香，它可單獨(dú)使用或者與活化添加劑如胺鹽酸鹽或草酸衍生物一起使用。
焊接后，使一部分松香受熱分解，通常用有機(jī)溶劑把電路板上的焊劑殘余物除去。對這類溶劑的要求是非常嚴(yán)格的。去焊劑溶劑應(yīng)當(dāng)具有下述特性低沸點(diǎn)，不易燃，并且具有低毒性和高溶解能力，以便除去焊劑及焊劑殘余物，而對被清洗的基片無損害。
盡管沸點(diǎn)、易燃性和溶解能力特性可以通過配制溶劑混合物加以調(diào)節(jié)，但是這些混合物常常不令人滿意，因?yàn)樗鼈兊姆逐s程度達(dá)不到使用的需要。在溶劑蒸餾過程中，這類溶劑混合物也能分餾，這就使實(shí)際上回收的溶劑混合物不可能具有原來的組成。
另一方面，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有恒定沸點(diǎn)和恒定組成的共沸混合物在這些方面的應(yīng)用是非常有效的。共沸混合物具有最大或最小的沸點(diǎn)，并且在沸騰時它們不分餾。當(dāng)使用這些溶劑混合物從印制電路板除去焊劑及焊劑殘余物時，這些特性也是重要的。如果混合物不是共沸的，較易揮發(fā)的溶劑混合物組分會先蒸發(fā)，這將使混合物同時改變組成，并且具有不大合乎需要的溶解性能，如較低的松香焊劑溶解能力及對于被清洗電子元件的較低的惰性。在蒸汽去除油污操作中也需要這種共沸特性，其中再度蒸餾的溶劑一般被用于最后的清洗洗滌。
總之，蒸汽去焊劑和去油污體系起一個蒸餾器的作用。除非溶劑混合物具有恒定的沸點(diǎn)，即為單一的物質(zhì)或?yàn)楣卜形?，否則將發(fā)生分餾，并產(chǎn)生不合乎需要的溶劑分布，這有害地影響了清洗操作的安全和效力。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多基于共沸混合物的鹵化碳，在某些情況下它們可用作從印制電路板上除去焊劑及焊劑殘余物的溶劑，它們還可用作各種去油污操作的溶劑。例如美國專利3，903，009公開了1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷與乙醇和硝基甲烷的三元共沸物;美國專利2，999，815公開了1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷和丙酮的二元共沸物;美國專利2，999，816公開了1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷和甲醇的二元共沸物;美國專利4，767，561公開了1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷、甲醇和1，2-二氯乙烯的三元共沸物。
現(xiàn)代用于清洗及其他應(yīng)用的某些含氯氟烴在理論上已同地球的臭氧層的減少聯(lián)系起來。早在七十年代中期就已經(jīng)知道，將氫引入預(yù)先完全鹵化的含氯氟烴的化學(xué)結(jié)構(gòu)中降低了這些化合物的化學(xué)穩(wěn)定性。因此，預(yù)料這些失去穩(wěn)定性的化合物會在較低的大氣層中就能分解，并且不會達(dá)到未損壞的同溫層的臭氧層。因此，還需要的是，在理論上對于臭氧減少具有低可能性的取代的含氯氟烴。
令人遺憾的是，正如本領(lǐng)域所認(rèn)識到的，不可能預(yù)測共沸物的形成。這一事實(shí)顯然使應(yīng)用于本領(lǐng)域的新的共沸混合物的研究變得復(fù)雜化。盡管如此，本領(lǐng)域中仍在不斷努力以便發(fā)現(xiàn)新的共沸混合物，它們具有所需的溶解能力特性，并且在溶解能力方面特別具有較強(qiáng)的多用性。
根據(jù)本發(fā)明，共沸混合物已被發(fā)現(xiàn)，它們包括有效量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷與反-1，2-二氯乙烯加上選自由甲醇、乙醇和異丙醇組成的一類醇的混合物更具體地說，共沸混合物為約51～61%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷和約31～41%重量的反-1，2-二氯乙烯和約4-10%重量的甲醇的混合物;約65～75%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷和約19-29%重量的反-1，2-二氯乙烯和約3-7%重量的乙醇的混合物;約61-71%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷和約27～37%重量的反-1，2-二氯乙烯和約0.7～1.7%重量的異丙醇的混合物。
本發(fā)明提供了完全適于作為溶劑清洗操作的不易燃的共沸混合物。
本發(fā)明的混合物包括有效量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷(CFCL2CH2F，沸點(diǎn)＝48.4℃)與反-1，2-二氯乙烯(沸點(diǎn)＝48℃)及選自由甲醇(CH3OH，沸點(diǎn)＝64.6℃)或乙醇(CH3CH2OH，沸點(diǎn)＝78℃)或異丙醇(CH3CHOHCH3，沸點(diǎn)＝82℃)組成的一類醇的混合物以形成共沸混合物。在鹵化碳領(lǐng)域習(xí)慣命名法中，上述鹵化物質(zhì)分別稱為HCFC-132C和T-HCC-1130。
所謂共沸混合物指的是三種或多種物質(zhì)的恒沸液體混合物，這些物質(zhì)的混合物相當(dāng)于一個單一物質(zhì)，因?yàn)橛梢后w的部分蒸發(fā)或蒸餾所產(chǎn)生的蒸氣具有與液體基本上相同的組成，即混合物蒸發(fā)時基本沒有組成的改變?？杀环Q作共沸的恒沸混合物與相同物質(zhì)的非共沸混合物相比，具有或是最大或是最小的沸點(diǎn)。
對本發(fā)明來說，有效量的定義是指本發(fā)明混合物的每一組分的量，當(dāng)這些組分混合時，將導(dǎo)致形成本發(fā)明的共沸混合物。這一定義所包括的每一組分的量能隨著施加于該混合物上的壓力而改變，只要在不同的壓力下共沸混合物繼續(xù)存在，但是它們具有可能不同的沸點(diǎn)。因此，有效量包括本發(fā)明的每一混合物的每一組分的重量百分?jǐn)?shù)，在加壓或在大氣壓下它們形成共沸混合物。
術(shù)語“一種共沸混合物基本上是由-組成的”并不意味著排除摻雜有少量其他物質(zhì)，這些物質(zhì)并不能較大地改變該混合物的恒沸特性。
實(shí)際上，可以通過下面幾個準(zhǔn)則的任意一個來表示恒沸混合物的特性，該混合物可以呈現(xiàn)許多外觀，這取決于所選擇的條件＊ 該混合物可被定義為A，B和C的共沸物，因?yàn)檎恰肮卜形铩边@一概念同時既是定義又是限定，而且它要求有效量的A，B和C形成這種唯一的物質(zhì)的混合物，該混合物為恒沸混合物。
＊ 本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知，在不同的壓力下給定的共沸物的組成將會變化-至少略微地變化，并且壓力的變化也會改變-至少略微地改變沸點(diǎn)溫度。因此，A，B和C的共沸物代表一種唯一類型的關(guān)系，但卻具有可變的組成，這取決于溫度和/或壓力。因此，常常用組成的范圍而不是固定的組成來定義共沸物。
＊ 該混合物可被定義為A，B和C的特定的重量百分?jǐn)?shù)關(guān)系或摩爾百分?jǐn)?shù)關(guān)系，然而應(yīng)認(rèn)識到，這些具體的數(shù)值僅僅指出了一種特定的這樣的關(guān)系，而且事實(shí)上，由A，B和C所表示的一系列這種關(guān)系實(shí)際上只對于給定的共沸物才存在，并受壓力的影響而變化。
＊ 表示共沸物A，B和C的特征是通過將該混合物定義為特征在于給定壓力下的沸點(diǎn)的共沸物，因此給出了區(qū)別特征，通過具體數(shù)量表示的混合物非常適當(dāng)?shù)叵薅吮景l(fā)明的范圍，這種具體數(shù)量表示的混合物受到所用分析儀器的限制，并且只能與所用分析儀器精度相同。
約51～61%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷和約31～41%重量的反-1，2-二氯乙烯及約4～10%重量的甲醇的三元混合物稱為共沸混合物，因?yàn)樵诖朔秶鷥?nèi)的混合物在恒壓下具有基本上恒定的沸點(diǎn)。由于具有基本上恒定的沸點(diǎn)，所以在蒸發(fā)過程中該混合物往往基本上不發(fā)生分餾。蒸發(fā)之后，蒸汽的組成與起始液相的組成之間只存在很小的差異。這種差異是如此之小，以致于可以認(rèn)為蒸汽和液相的組成是基本上相同的。因此，在此范圍內(nèi)的任何混合物均具有理想的三元共沸物所特有的特性。在分餾方法的精度范圍內(nèi)，已經(jīng)形成了由約56.5%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷、約36.5%重量的反-1，2-二氯乙烯和約7.0%重量的甲醇所組成的三元混合物，作為理想的三元共沸物，在基本為大氣壓下其沸點(diǎn)為約41.0℃。
同樣地，根據(jù)本發(fā)明，約65-75%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷、約19-29%重量的反-1，2-二氯乙烯和約3～7%重量的乙醇的三元混合物稱為共沸混合物，因?yàn)樵诖朔秶鷥?nèi)的混合物在恒壓下具有基本上恒定的沸點(diǎn)。由于具有基本上恒定的沸點(diǎn)，所以在蒸發(fā)過程中該混合物往往基本上不發(fā)生分餾。蒸發(fā)之后，蒸汽的組成與起始液相的組成之間只存在很小的差異。這種差異是如此之小，以致于可以認(rèn)為蒸汽和液相的組成是基本上相同的。因此，在此范圍內(nèi)的任何混合物均具有理想的三元共沸物所特有的特性。在分餾方法的精度范圍內(nèi)，已經(jīng)形成了由約70.0%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷、約24.6%重量的反-1，2-二氯乙烯和約5.4%重量的乙醇所組成的三元混合物，作為理想的三元共沸物，在基本為大氣壓下其沸點(diǎn)為約44.5℃。
同樣地，根據(jù)本發(fā)明，約61～71重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷、約27～37%重量的反-1，2-二氯乙烯和約0.7～1.7%重量的異丙醇的三元混合物稱為共沸混合物，因?yàn)樵诖朔秶鷥?nèi)的混合物在恒壓下具有基本上恒定的沸點(diǎn)。由于具有基本上恒定的沸點(diǎn)，所以在蒸發(fā)過程中該混合物往往基本上不發(fā)生分餾。蒸發(fā)之后，蒸汽的組成與起始液相的組成之間只存在很小的差異。這種差異是如此之小，以致于可以認(rèn)為蒸汽和液相的組成是基本上相同的。因此，在此范圍內(nèi)的任何混合物均具有理想的三元共沸物所特有的特性。在分餾方法的精度范圍內(nèi)，已經(jīng)形成了由約66.3%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷、約32.5%重量的反-1，2-二氯乙烯和約1.2%重量的異丙醇所組成的三元混合物，作為理想的三元共沸物，在基本為大氣壓下其沸點(diǎn)為約46.5℃。
上述共沸物對于臭氧減少具有低的可能性，并且希望它們在達(dá)到同溫層之前幾乎完全分解。
本發(fā)明的共沸混合物因其共沸特性使之能夠容易回收和再使用來自蒸汽去焊劑和去油污操作的溶劑。例如，本發(fā)明的共沸混合物可用于如美國專利3，881，949中所述的清洗方法中，該專利在此引入作為參考。
本發(fā)明的共沸混合物可通過任何簡便的方法配制，該方法包括將所需組分的量混合。優(yōu)選的方法為稱出所需組分的量，然后在一個適合的容器中將它們混合。
實(shí)施例實(shí)施例1在一個適合的容器中配制含有61.7%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷、31.8%重量的反-1，2-二氯乙烯和6.5%重量的甲醇的溶液，并使其充分混合。
將該溶液在PerKin-Elmer Model 251型自動環(huán)形旋帶蒸餾塔(200塊塔板的分餾能力)中蒸餾，用約10∶1的回流/取出比。塔頂溫度被直接顯示讀數(shù)至0.1℃。所有溫度均被校準(zhǔn)到760mm壓力。用氣相色譜測定餾出液的組成，將所得結(jié)果概述于表1中。
表1蒸餾(61.7+31.8+6.5)的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷(DCDFE)、反-1，2-二氯乙烯(T-DCE)和甲醇(MEOH)
餾份 塔頂溫 蒸餾或回 DCDFE T-DCE MEOH度，℃ 收的重量%1 41.1 2.6 57.1 35.7 7.22 41.0 10.3 56.1 36.9 7.03 41.1 15.0 56.1 36.8 7.14 41.1 20.0 56.5 36.5 7.05 41.1 22.0 56.6 36.4 7.06 41.1 25.0 56.8 36.3 6.97 41.1 30.0 56.9 36.2 6.9尾料 - 79.8 63.4 29.5 7.1上面的數(shù)據(jù)分析表明，當(dāng)蒸餾進(jìn)行時，塔頂溫度之間及餾出液組成之間只存在很小的差異。對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析表明，1，1-二氯-1，2-二氟乙烷、反-1，2-二氯乙烯和甲醇的理想的三元共沸物在大氣壓力下具有下列特性(99%的置信界限)1，1-二氯-1，2-二氟乙烷＝56.5±1.3 wt.%反-1，2-二氯乙烯＝36.5±1.1 wt.%甲醇＝7.0±0.3 wt.%沸點(diǎn)℃＝41.0±0.1實(shí)施例2在一個適合的容器中配制含有76.3%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷、16.8%重量的反-1，2-二氯乙烯和6.9%重量的乙醇的溶液，并使其充分混合。
將該溶液在Perkin-Elmer Model 251型自動環(huán)形旋帶蒸餾塔(200塊塔板的分餾能力)中蒸餾，用約10∶1的回流/取出比。塔頂溫度被直接顯示讀數(shù)至0.1℃。所有溫度均被校準(zhǔn)到760mm壓力。用氣相色譜測定餾出液的組成，將所得結(jié)果概述于表2中。
表2蒸餾(76.3+16.8+6.9)的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷(DCDFE)、反-1，2-二氯乙烯(T-DCE)和乙醇(ETOH)餾份 塔頂溫 蒸餾或回 DCDFE T-DCE ETOH度，℃ 收的重量%1 44.5 5.0 70.0 24.6 5.42 44.5 9.8 69.6 25.0 5.43 44.5 14.6 69.8 24.9 5.34 44.5 20.0 69.7 24.8 5.55 44.5 24.4 70.2 24.5 5.36 44.5 28.6 70.8 23.8 5.47 50.0 32.9 72.4 22.4 5.2尾料 - 93.5 86.2 5.6 8.2上面的數(shù)據(jù)分析表明，當(dāng)蒸餾進(jìn)行時，塔頂溫度之間及餾出液組成之間只存在很小的差異。對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析表明，1，1-二氯-1，2-二氟乙烷、反-1，2-二氯乙烯和乙醇的理想的三元共沸物在大氣壓力下具有下列特性(99%的置信界限)1，1-二氯-1，2-二氟乙烷＝70.0±1.9 wt.%反-1，2-二氯乙烯 ＝24.6±1.9 wt.%
乙醇 ＝5.4±0.3 wt.%沸點(diǎn)℃ ＝44.5±0.1實(shí)施例3在一個適合的容器中配置含有64.6%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷、30.0%重量的反-1，2-二氯乙烯和5.4%重量的異丙醇的溶液，并使其充分混合。
將該溶液在Perkin-Elmer Model 251型自動環(huán)形旋帶蒸餾塔(200塊塔板的分餾能力)中蒸餾，用約10∶1的回流/取出比。塔頂溫度被直接顯示讀數(shù)至0.1℃。所有溫度均被校準(zhǔn)到760mm壓力。用氣相色譜測定餾出液的組成，將所得結(jié)果概述于表3中。
表3蒸餾(64.6+30.0+5.4)的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷(DCDFE)、反-1，2-二氯乙烯(T-DCE)和異丙醇(IPROH)
餾份 塔頂溫 蒸餾或回 DCDFE T-DCE IPROH度，℃ 收的重量%1 45.9 14.7 64.6 34.4 1.02 46.4 29.8 65.8 32.9 1.33 46.4 41.6 65.9 32.9 1.24 46.3 65.2 66.8 31.9 1.35 46.7 72.8 66.5 32.4 1.16 46.9 87.6 69.3 29.3 1.4尾料 100.0 63.8 12.4 23.8上面的數(shù)據(jù)分析表明，當(dāng)蒸餾進(jìn)行時，塔頂溫度之間及餾出液組成之間只存在很小的差異。對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析表明，1，1-二氯-1，2-二氟乙烷、反-1，2-二氯乙烯和異丙醇的理想的三元共沸物在大氣壓力下具有下列特性(99%的置信界限)1，1-二氯-1，2-二氟乙烷＝66.3±2.2 wt.%反-1，2-二氯乙烯 ＝32.5±2.2 wt.%異丙醇 ＝1.2±0.3 wt.%沸點(diǎn)，℃ ＝46.5±0.8實(shí)施例4用活化松香焊劑涂敷幾塊單面電路板，將電路板通過預(yù)熱器以使其上面溫度達(dá)到約200°F(93℃)，然后經(jīng)過500°F(260℃)的熔融焊料使電路板被焊接。用上面實(shí)施例1，2和3中所列舉的三種共沸混合物分別對焊接的電路板進(jìn)行去焊劑處理，即首先將電路板懸浮于含有該共沸混合物的沸騰槽中三分鐘，然后再懸浮于含有同樣的共沸混合物的清洗槽中一分鐘，最后懸浮于上述沸騰槽溶劑蒸汽中一分鐘。用每種共沸混合物清洗的電路板上均沒有可見的殘余物。
權(quán)利要求
1.一種共沸混合物，該混合物包括有效量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷與反-1，2-二氯乙烯加上選自由甲醇、乙醇和異丙醇組成的一類醇。
2.權(quán)利要求1的共沸混合物，該混合物基本上由約51-61%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷、約31-41%重量的反-1，2-二氟乙烯和約4-10%重量的甲醇組成。
3.權(quán)利要求1的共沸混合物，該混合物基本上由約65%-75%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷和約19-29%重量的反-1，2-二氯乙烯及約3-7%重量的乙醇組成。
4.權(quán)利要求1的共沸混合物，該混合物基本上由約61-71%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷和約27-37%重量的反-1，2-二氯乙烯及約0.7-1.7%重量的異丙醇組成。
5.權(quán)利要求2的共沸混合物，該混合物基本上由約56.5%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷和約36.5%重量的反-1，2-二氯乙烯及約7.0%重量的甲醇組成。
6.權(quán)利要求2的共沸混合物，其中該混合物在基本上為大氣壓下具有約41.0℃的沸點(diǎn)。
7.權(quán)利要求3的共沸混合物，該混合物基本上由約70.0%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷和約24.6%重量的反-1，2-二氯乙烯及約5.4%重量的乙醇組成。
8.權(quán)利要求3的共沸混合物，其中該混合物在基本上為大氣壓力下具有約44.5℃的沸點(diǎn)。
9.權(quán)利要求4的共沸混合物，該混合物基本上由約66.3%重量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷和約32.5%重量的反-1，2-二氯乙烯及約1.2%重量的異丙醇組成。
10.權(quán)利要求4的共沸混合物，其中該混合物在基本上為大氣壓力下具有約46.5℃的沸點(diǎn)。
11.一種清洗固體表面的方法，該方法包括用權(quán)利要求1的共沸混合物處理所說的表面。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所說的固體表面為用焊劑和焊劑殘余物沾污的印制電路板。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所說的固體表面為金屬。
全文摘要
本發(fā)明涉及1，1-二氯-1，2-二氟乙烷(HCFC-132C)與反-1，2-二氯乙烯(T-CFC-1130)和甲醇或乙醇或異丙醇的共沸混合物，該共沸混合物用于溶劑清洗的操作中。
文檔編號C23G5/028GK1051387SQ90108980
公開日1991年5月15日 申請日期1990年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月4日
發(fā)明者阿比德·納扎拉里·麥錢特 申請人:納幕爾杜邦公司