專利名稱：二元共沸組合物的制作方法
由于近代電子線路板朝著增加線路的元件密度的方向發展，故焊接后徹底清洗線路板顯得十分重要。目前，將電子元件焊接到線路板上的工業方法包括先用一種助焊劑將線路板上的線路面涂層，然后使該板的涂層面通過預熱器，最后用軟焊料焊接。助焊劑能清潔傳導的金屬部件，并能促進焊料粘著。最常用的助焊劑是松香或加有活化添加劑的松香，活化添加劑包括胺的鹽酸鹽或草酸衍生物。
焊接之后，由于焊接高溫使部分松香降解，故常常要用有機溶劑將該助焊劑殘留物從線路板上除去。對這樣的有機溶劑的要求是非常嚴格的它應具有低沸點，不易燃燒，低毒和溶解性能好等優點，以便能除去助焊劑和助焊劑殘留物而不損害要清洗的線路板。
盡管采用混合溶劑通常可調整溶劑的沸點、可燃性和溶解性能，但這些混合溶劑經常不能令人滿意，因為它們在應用時便分餾成不希望的組分。這樣的溶劑混合物在溶劑蒸餾期間也分餾，這樣要回收具有原來組成的溶劑混合物實際上是不可能的。
相反，我們發現具有恒定沸點和恒定組成的共沸混合物是非常有用的。共沸混合物展現一個最高或最低沸點，且沸騰時并不分餾。這些特性對于采用溶劑組合物除去印刷線路板上的助焊劑和助焊劑殘留物也是重要的。如果混合溶劑不是共沸物，其中揮發性強的溶劑混合物組分會先蒸發，將導致混合物的組成改變，從而降低了所要求的溶劑性質，如對松香助焊劑的溶解能力降低，對欲洗線路板電子元件的惰性降低。共沸特性在蒸汽脫脂操作中也是理想的，蒸汽脫脂操作中重蒸餾的溶劑通常在于最后的沖洗。
簡言之，蒸汽除助焊劑和脫脂系統就象一個蒸餾器。除非溶劑組合物具有恒定沸點，即是共沸物，否則將發生分餾，不希望的溶劑分配將影響清洗操作安全性和效率。
已發現許多鹵化碳共沸組合物，有時已被用作溶劑以除去印刷電路板上的助焊劑和助焊劑殘留物和用于各種脫脂操作中。例如美國專利3，903，009號公開了1，1，2-三氯三氟乙烷及乙醇和硝基甲烷的三元共沸物;美國專利2，999，815號公開了1，1，2-三氯三氟乙烷和丙酮的二元共沸物;美國專利2，999，816號公開了1，1，2-三氯三氟乙烷和二氯甲烷的二元共沸物;美國專利4，767，561號公開了1，1，2-三氯三氟乙烷、甲醇和1，2二氯乙烯的三元共沸物。
目前用于清洗和其它方面的某些氯氟化碳在理論上會減少地球的臭氧層，早在七十年代中期，已經知道將氫引及已全鹵化的氯氟化碳分子結構中會降低這些化合物的化學穩定性。因此，目前可預期這些不穩定的化合物會在較低的大氣中降解，而不到達未受損害的最高臭氧層。此外，采用理論上對臭氧層損害較小的氫氯氟化烴類也是必要的。
不幸的是，如本領域內眾所周知，預言共沸物的組成是不可能的，這一事實顯然使得尋求新的共沸組合物復雜化。除非進行堅持不懈地努力，以發現具有理想溶解能力特性，特別是具有廣泛的溶解能力的新共沸物。
本發明公開了共沸物組合物，它包括有效量的2，2-二氯-1，2-二氟乙烷與選自甲醇、乙醇和反式1，2-二氯乙烯中的一個化合物的混合物。
更具體地講，本發明的共沸物是約85-95%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和約5-15%(重量)甲醇的混合物約92-98%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和約2-8%(重量)乙醇的混合物;約45-55%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和約45-55%(重量)反式-1，2-二氯乙烯的混合物。
本發明了適合于溶劑清洗用途的不易燃的共沸組合物。
本發明組合物包括有效量的2，2-二氯-1，2-二氟乙烷(CFCl2-CH2Fbp＝48.4℃)與選自下述的成分一起形成共沸組合物，所述成分包括甲醇(MeOH，bp＝64.6℃)，乙醇(CH CH OH，bp＝78℃)和反式-1，2-二氯乙烯(CHCl＝CHCl，bp＝48.4℃)。按鹵化碳領域的常規命名法，上述囟化物分別被稱為HCFC-132C和t-HCC-1130。
所謂的共沸物指的是由兩種或兩種以上物質組成的具有恒定沸點的液體混合物，該液體混合物具有單一物質相同的性質，即該液體部分蒸發或蒸餾產生的蒸汽組成與原液體的組成基本相同，也就是說該混合物蒸餾時其基本組成不變。具有共沸物特征的恒沸組合物與非共沸混合物比較，前者或有最高沸點或有最低沸點。
就本發明的目的而言，基本組成被定義為本發明混合物中每一成分的一定量，當這一定量的每一成分結合時使構成本發明共沸物的配方。這一定義包括組合物中每一成分的量是可以隨壓力的變化而改變的，只要在不同的壓力下它們仍構成共沸物，但是共沸點可能有所不同。因此，基本組成包括本發明組合物中每一成分的重量百分數，該重量的百分數在數種壓力(不是大氣壓)下形成數種共沸物。基本組成并不排除其它物質的存在，這些物質不明顯影響本發明共沸物的共沸性質。
實際上，通過下列任一標準就可以確認一種恒沸混合物。該恒沸混合物外觀的變化取決于選擇的條件該組合物可定義為A、B的共沸物，因為特定術語“共沸物”一詞清楚地表明它具有確定含義，它要求有效量的A、B形成具有恒定沸點的特殊組成的混合物;
眾所周知壓力改變時，給出的共沸物的組成也會改變，至少有某種程度的變化，而且蒸餾壓力的變化至少在某種程度也改變沸點溫度。因此，A、B的共沸物代表一種關系，隨著溫度和(或)壓力的變化其組成也是可變的，因而常以組成范圍而不是固定的組成來定義共沸物;
當認識到這些特定值僅指出一種具體的關系，事實上，由于壓力的變化，對于給定的共沸物，實際上存在著一系列A和B所代表的特定關系時，該組成可定義為A和B的具體的重量百分比關系或摩爾百分比關系。
將組合物按下述特征確定為共沸物，這可使共沸物A和B特征化，所述特征是在某一給定的壓力下僅有一個沸點;由此給出鑒別特征，就不會通過特定的數字表示組成來過分地限制本發明的范圍，該鑒別特征受分析儀器的限制，并和分析儀器一樣精確。
含約85-95%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和約5-15%(重量)甲醇的二元混合物具有共沸物特征，因為該范圍的混合在恒壓下呈現基本上恒定的沸點。由于沸點基本恒定，該混合物在蒸發時沒有大范圍分餾的傾向。蒸發后，在氣相組成和原來的液相組成之間僅有微小差別。這種差別小到氣相和液相的組成被認為基本是相同的。因此，所述范圍的任一混合物都具有真正的二元共沸物特有的性質。含約90.5%(重量)2，2-二氯1，2-二氯-1，2-二氟乙烷和約9.5%(重量)甲醇的二元組合物，按分餾法的精確度被確定為真正的二元共沸物，在基本大氣壓下，沸點44.0℃。
同樣，根據本發明，含有約92-98%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和約2-8%(重量)乙醇的二元混合物具有共沸的特征。因為該范圍的混合物在恒壓下呈現基本上恒定的沸點。由于沸點基本恒定，該混合物在蒸發時沒有大范圍分餾的傾向。蒸發后，在氣相組成和原來的液相組成之間僅有微小差別。這種差別小到氣相和液相的組成被認為基本是相同的。因此，所述范圍的任一混合物都具有真正的二元共沸物特有的性質。含約94.7%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和約5.3%(重量)乙醇的二元組合物，按分餾法的精確度被確定為真正的二元共沸物，在基本大氣壓下，沸點45.8℃。
同樣，根據本發明，含有約45-55%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和約45-55%(重量)1，2-二氯乙烯的二元混合物具有共沸的特征。因為該范圍的混合物在恒壓下呈現基本上恒定的沸點。由于沸點基本恒定，該混合物在蒸發時沒有大范圍分餾的傾向。蒸發后，在氣相組成和原來的液相組成之間僅有微小差別。這種差別小到氣相和液相的組成被認為基本是相同的。因此，所述范圍的任一混合物都具有真正的二元共沸物特有的性質。含約50.2%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和約49.8%(重量)1，2-二氯乙烯的二元組合物，按分餾法的精確度被確定為真正的二元共沸物，在基本大氣壓下，沸點為約44.5℃。
上述共沸物不損害臭氧層，預期在到達臭氧層之前幾乎完全分解。
由于其共沸特性，本發明共沸物在蒸汽脫助焊劑和脫脂后很容易回收再用。例如，本發明共沸混合物可用于美國專利3，881，949號(本文引作對比文獻)中所描述的清洗方法中。
通過任何方便的方法包括將一定量的各成分混合或結合，均可制備本發明的共沸物。最好的方法是先秤取一定量的各成分，然后于適合的容器中混合。
實施例1采用旋帶精餾塔以測定2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和甲醇間存在的最小沸點二元共沸物。
于適宜容器中制備含74.6%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和25.4%(重量)甲醇的溶液，并充分混合。
將上述溶液于旋帶精餾塔中蒸餾，回流與蒸出的比率為10∶1，頂部溫度調節至760mmHg壓力。用氣相色譜測蒸餾出的組合物，所得結果列于表1。
表 12，2-二氯-1，2-二氟乙烷(DCFE)和甲醇(MeOH)的蒸餾(74.8+25.2)分段號 頂部溫度(℃) 百分含量DCFE MeOH1 44.0 90.5 9.62 43.8 90.5 9.53 44.0 90.5 9.54 53.3 88.0 12.0上述蒸餾數據的統計學分析表明2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和甲醇的真二元共沸物在大氣壓下具有下述特征(99%可信限)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷 ＝90.5±1.8wt.%甲醇 ＝9.5±0.1wt.%沸點(℃) ＝44.0±0.1℃實施例2采用旋帶精餾塔測定2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和乙醇間最小沸點二元共沸物的存在。
于適宜容器在制備含75.0%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和25.0%(重量)乙醇的溶液，并充分混合。
將上述溶液于旋帶精餾塔中蒸餾，回流與蒸出的比率是10∶1，頂部溫度被調節至760mmHg壓力。用氣相色譜測定蒸餾組合物，所得結果列于表2。
表 22，2-二氯-1，2-二氟乙烷(DCFE)和甲醇(EtOH)的蒸餾(75.0+25.0)分段號 頂部溫度(℃) 百分含量DCFE EtOH1 46.5 94.7 5.32 45.8 94.7 5.33 45.8 94.7 5.3HEEL - 37.8 62.2上述蒸餾數據的統計學分析表明2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和乙醇的真二元共沸物在大氣壓下具有下述特征(99%可信限)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷 ＝94.7±0.2wt.%乙醇 ＝5.3±0.2wt.%沸點(℃)＝45.8±0.1℃實施例3采用旋帶精餾塔以發現1，2-二氯-1，2-二氟乙烷和和反式-1，2-二氯乙烯間最小沸點二元共沸物的存在。于適宜容器在制備含50.0%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和50.0%(重量)反式-1，2-二氯乙烯的溶液，并充分混合。
將上述溶液于旋帶精餾塔中蒸餾，回流與蒸出的比率是10∶1，頂部溫度被調節至760mmHg壓力。用氣相色譜測定蒸餾組合物，所得結果列于表3。
表 32，2-二氯-1，2-二氟乙烷(DCFE)和反式-1，2-二氯乙烯(TDCE)的蒸餾(50.0+50.0)分段號 頂部溫度(℃) 百分含量DCFE EtOH1 44.4 50.7 49.32 44.6 49.9 50.13 45.0 49.5 50.5HEEL - 54.5 45.5上述蒸餾數據的統計學分析表明2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和反式-1，2-二氯乙烯的真二元共沸物在大氣壓下具有下述特征(99%可信限)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷 ＝50.2±3.1wt.%反式-1，2-二氯乙烯 ＝49.8±2.8wt.%沸點(℃) ＝44.5±0.1℃實施例3用活化松香助烷劑將幾塊單面線路板涂層，并通過一預熱器使線路板頂面的溫度達到約200°F，然后，用500°F軟焊料焊接。分別用實施例1，2和3中描述的三種共沸混合物除去焊接線路板上的助焊劑。其方法是先將焊接線路板放入含有共沸混合物的沸騰池懸浮3分鐘，然后放于含有相同共沸混合物的沖洗池1分鐘，最后放于沸騰池上部的溶劑蒸汽中1分鐘。在每一種共沸混合物中清洗后的線路板上沒有可見的殘留物仍留于上面。
權利要求
1.一種共沸物，它基本上由85-95%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和5-15%(重量)甲醇；92-98%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和2-8%(重量)乙醇；或45-55%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和45-55%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和45-55%(重量)反式-1，2-二氯乙烯組成。
2.權利要求1的共沸物，其中，基本上由2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和甲醇組成。
3.權利要求1的共沸物，其中，基本上由2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和乙醇組成。
4.權利要求1的共沸物，其中，基本上由2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和45-55%反式-1，2-二氯乙烯組成。
5.權利要求2的共沸物，其組成是90.5%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和9.5%(重量)甲醇。
6.權利要求2的共沸物，其中，該組合物在基本大氣壓下沸點為44.0℃。
7.權利要求3的共沸物，其中，該組合物含94.7%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和約5.3%(重量)乙醇。
8.權利要求3的共沸物，其中，該組合物在基本大氣壓下沸點為45.8℃。
9.權利要求4的共沸物，其中，該組合物含50.2%(重量)2，2-二氯-1，2-二氟乙烷和49.8%(重量)反式-1，2-二氯乙烯。
10.權利要求3的共沸物，其中，該組合物在基本大氣壓下沸點為44.5℃。
11.清洗固體表面的方法，它包括用權利要求1的共沸組合物處理所述表面。
12.權利要求11的方法，其中，所述固體表面包括被助焊劑和助焊劑殘留物污染的印刷線路板。
13.權利要求12的方法，其中，所述固體表面是金屬。
全文摘要
本發明公開了由2，2-二氯-1，2-二氟乙烷(HCFC-132C)與甲醇、乙醇或反式-1，2-二氯乙烯(t-HCC-1130)，組成的共沸混合物，該共沸混合物適用于溶劑清洗方法中。
文檔編號C23G5/028GK1048898SQ9010484
公開日1991年1月30日 申請日期1990年7月20日 優先權日1989年7月20日
發明者阿比德·納扎拉里·麥錢特 申請人:納幕爾杜邦公司