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製作方法
2023-05-16 19:51:36 3
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製作方法
隨著現代電子電路板逐漸向著電路和元件密度增加的方向發展，焊接後電路板的徹底清洗成為一項更加重要的標準。將電子元件焊接到電路板上的現代工業方法包括用焊劑塗敷板的整個電路側面，然後使塗上焊劑的板通過預熱器並經過熔融的焊料。焊劑清洗了導電的金屬部分並且促進了焊料的焙合。通常用的焊劑一般包括松香，它可單獨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。
焊接後，使一部分松香受熱分解，通常用有機溶劑把電路板上的焊劑殘餘物除去。對這類溶劑的要求是非常嚴格的。去焊劑溶劑應當具有下述特性低沸點，不易燃，並且具有低毒性和高溶解能力，以便除去焊劑及焊劑殘餘物，而對被清洗的基片無損害。
儘管沸點、易燃性和溶解能力特性可以通過配製溶劑混合物加以調節，但是這些混合物常常不令人滿意，因為它們的分餾程度達不到使用的需要。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，已經發現具有恆定沸點和恆定組成的共沸混合物在這些方面的應用是非常有效的。共沸混合物具有最大或最小的沸點，並且在沸騰時它們不分餾。當使用這些溶劑混合物從印製電路板除去焊劑及焊劑殘餘物時，這些特性也是重要的。如果混合物不是共沸的，較易揮發的溶劑混合物組分會先蒸發，這將使混合物同時改變組成，並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於被清洗電子元件的較低的惰性。在蒸汽去除油汙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於最後的清洗洗滌。
總之，蒸汽去焊劑和去油汙體系起一個蒸餾器的作用。除非溶劑混合物具有恆定的沸點，即為單一的物質或為共沸物，否則將發生分餾，並產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。
已經發現了許多基於共沸混合物的滷化碳，在某些情況下它們可用作從印製電路板上除去焊劑及焊劑殘餘物的溶劑，它們還可用作各種去油汙操作的溶劑。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。
現代用於清洗及其他應用的某些含氯氟烴在理論上已同地球的臭氧層的減少聯繫起來。早在七十年代中期就已經知道，將氫引入預先完全滷化的含氯氟烴的化學結構中降低了這些化合物的化學穩定性。因此，預料這些失去穩定性的化合物會在較低的大氣層中就能分解，並且不會達到未損壞的同溫層的臭氧層。因此，還需要的是，在理論上對於臭氧減少具有低可能性的取代的含氯氟烴。
令人遺憾的是，正如本領域所認識到的，不可能預測共沸物的形成。這一事實顯然使應用於本領域的新的共沸混合物的研究變得複雜化。儘管如此，本領域中仍在不斷努力以便發現新的共沸混合物，它們具有所需的溶解能力特性，並且在溶解能力方面特別具有較強的多用性。
根據本發明，共沸混合物已被發現，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。
本發明提供了完全適於作為溶劑清洗操作的不易燃的共沸混合物。
本發明的混合物包括有效量的1，1-二氯-1，2-二氟乙烷(CFCL2CH2F，沸點＝48.4℃)與反-1，2-二氯乙烯(沸點＝48℃)及選自由甲醇(CH3OH，沸點＝64.6℃)或乙醇(CH3CH2OH，沸點＝78℃)或異丙醇(CH3CHOHCH3，沸點＝82℃)組成的一類醇的混合物以形成共沸混合物。在滷化碳領域習慣命名法中，上述滷化物質分別稱為HCFC-132C和T-HCC-1130。
所謂共沸混合物指的是三種或多種物質的恆沸液體混合物，這些物質的混合物相當於一個單一物質，因為由液體的部分蒸發或蒸餾所產生的蒸氣具有與液體基本上相同的組成，即混合物蒸發時基本沒有組成的改變。可被稱作共沸的恆沸混合物與相同物質的非共沸混合物相比，具有或是最大或是最小的沸點。
對本發明來說，有效量的定義是指本發明混合物的每一組分的量，當這些組分混合時，將導致形成本發明的共沸混合物。這一定義所包括的每一組分的量能隨著施加於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存在，但是它們具有可能不同的沸點。因此，有效量包括本發明的每一混合物的每一組分的重量百分數，在加壓或在大氣壓下它們形成共沸混合物。
術語「一種共沸混合物基本上是由-組成的」並不意味著排除摻雜有少量其他物質，這些物質並不能較大地改變該混合物的恆沸特性。
實際上，可以通過下面幾個準則的任意一個來表示恆沸混合物的特性，該混合物可以呈現許多外觀，這取決於所選擇的條件＊ 該混合物可被定義為A，B和C的共沸物，因為正是「共沸物」這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的混合物，該混合物為恆沸混合物。
＊ 本領域技術人員熟知，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，並且壓力的變化也會改變-至少略微地改變沸點溫度。因此，A，B和C的共沸物代表一種唯一類型的關係，但卻具有可變的組成，這取決於溫度和/或壓力。因此，常常用組成的範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的特定的重量百分數關係或摩爾百分數關係，然而應認識到，這些具體的數值僅僅指出了一種特定的這樣的關係，而且事實上，由A，B和C所表示的一系列這種關係實際上只對於給定的共沸物才存在，並受壓力的影響而變化。
＊ 表示共沸物A，B和C的特徵是通過將該混合物定義為特徵在於給定壓力下的沸點的共沸物，因此給出了區別特徵，通過具體數量表示的混合物非常適當地限定了本發明的範圍，這種具體數量表示的混合物受到所用分析儀器的限制，並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，因為在此範圍內的混合物在恆壓下具有基本上恆定的沸點。由於具有基本上恆定的沸點，所以在蒸發過程中該混合物往往基本上不發生分餾。蒸發之後，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，以致於可以認為蒸汽和液相的組成是基本上相同的。因此，在此範圍內的任何混合物均具有理想的三元共沸物所特有的特性。在分餾方法的精度範圍內，已經形成了由約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為約41.0℃。
同樣地，根據本發明，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，因為在此範圍內的混合物在恆壓下具有基本上恆定的沸點。由於具有基本上恆定的沸點，所以在蒸發過程中該混合物往往基本上不發生分餾。蒸發之後，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，以致於可以認為蒸汽和液相的組成是基本上相同的。因此，在此範圍內的任何混合物均具有理想的三元共沸物所特有的特性。在分餾方法的精度範圍內，已經形成了由約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為約44.5℃。
同樣地，根據本發明，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，因為在此範圍內的混合物在恆壓下具有基本上恆定的沸點。由於具有基本上恆定的沸點，所以在蒸發過程中該混合物往往基本上不發生分餾。蒸發之後，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，以致於可以認為蒸汽和液相的組成是基本上相同的。因此，在此範圍內的任何混合物均具有理想的三元共沸物所特有的特性。在分餾方法的精度範圍內，已經形成了由約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為約46.5℃。
上述共沸物對於臭氧減少具有低的可能性，並且希望它們在達到同溫層之前幾乎完全分解。
本發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汙操作的溶劑。例如，本發明的共沸混合物可用於如美國專利3，881，949中所述的清洗方法中，該專利在此引入作為參考。
本發明的共沸混合物可通過任何簡便的方法配製，該方法包括將所需組分的量混合。優選的方法為稱出所需組分的量，然後在一個適合的容器中將它們混合。
實施例實施例1在一個適合的容器中配製含有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，並使其充分混合。
將該溶液在PerKin-Elmer Model 251型自動環形旋帶蒸餾塔(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至0.1℃。所有溫度均被校準到760mm壓力。用氣相色譜測定餾出液的組成，將所得結果概述於表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上面的數據分析表明，當蒸餾進行時，塔頂溫度之間及餾出液組成之間只存在很小的差異。對數據的統計分析表明，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℃＝41.0±0.1實施例2在一個適合的容器中配製含有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，並使其充分混合。
將該溶液在Perkin-Elmer Model 251型自動環形旋帶蒸餾塔(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至0.1℃。所有溫度均被校準到760mm壓力。用氣相色譜測定餾出液的組成，將所得結果概述於表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上面的數據分析表明，當蒸餾進行時，塔頂溫度之間及餾出液組成之間只存在很小的差異。對數據的統計分析表明，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℃ ＝44.5±0.1實施例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，並使其充分混合。
將該溶液在Perkin-Elmer Model 251型自動環形旋帶蒸餾塔(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至0.1℃。所有溫度均被校準到760mm壓力。用氣相色譜測定餾出液的組成，將所得結果概述於表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上面的數據分析表明，當蒸餾進行時，塔頂溫度之間及餾出液組成之間只存在很小的差異。對數據的統計分析表明，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，℃ ＝46.5±0.8實施例4用活化松香焊劑塗敷幾塊單面電路板，將電路板通過預熱器以使其上面溫度達到約200°F(93℃)，然後經過500°F(260℃)的熔融焊料使電路板被焊接。用上面實施例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行去焊劑處理，即首先將電路板懸浮於含有該共沸混合物的沸騰槽中三分鐘，然後再懸浮於含有同樣的共沸混合物的清洗槽中一分鐘，最後懸浮於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餘物。
權利要求
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。
7.權利要求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。
9.權利要求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。
11.一種清洗固體表面的方法，該方法包括用權利要求1的共沸混合物處理所說的表面。
12.權利要求11的方法，其中所說的固體表面為用焊劑和焊劑殘餘物沾汙的印製電路板。
13.權利要求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，該共沸混合物用於溶劑清洗的操作中。
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 優先權日1989年10月4日
發明者阿比德·納扎拉裡·麥錢特 申請人:納幕爾杜邦公司