专利名称：类似共沸组成物作为清洗溶剂用的制作方法
技术领域：
本发明系关于由1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷、1，2-二氯乙烯、氯丙烷或1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷、氯丙烷所组成的类似共沸溶剂。该组合物非常适合于蒸气去脂及印刷电路板的清洗。
氟氯碳溶剂诸如三氯三氟乙烷为非极性溶剂且具有清洁力、快干性、稳定性、不可燃性及安全性，故近年来被广泛应用在精密电子元件、印刷电路板助焊剂、光学元件、精密金属方面的清洗。因为三氯三氟乙烷是属非极性溶剂所以相当适合于松香类助焊剂的清洗，然而它却不易去除极性污染物质如活性添加剂。因此才有三氯三氟乙烷和极性溶剂如异丙醇、乙醇、甲醇等醇类物质之混合物被应用于去油脂工业，但此混合溶剂在接触水分和金属如镁、锌时安定性会变差，而使用于清洗作业中，将会造成上述金属之腐蚀;因此最好采用一种以三氯三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷共混合之共沸组合物;但是此共沸组合物并非永远呈现最理想的清洁能力，需视助焊剂、油脂的种类及其加工条件而定。所以有必要继续研究发明更优越之共沸或类似共沸溶剂、以适应各种特殊蒸气去油脂及其他清洁方面的应用。
由于FREON-113的化学安定性极高，此FREON物质挥发变成气体后会扩散到平流层里，经太阳的强烈紫外线照射，使FREON分解而放出氯原子，并和臭氧(O3)发生连锁反应，促进臭氧的分解，造成破坏臭氧层的现象。因此在地球规模的环境污染问题前题下，已有协议实施全球性管制措施，而合理化地削减使用量及回收再利用是为当务之急。
因此本发明的目的为(1)在提供一种极优良清洁能力的洁净剂并且尽量削减三氯三氟乙烷的用量，缩短清洗时间等提高清洗功能，尤其适合作为印刷电路板助焊剂的清洗。
(2)在提供一种气、液相均具安定性、不可燃性、低毒性与选择溶解性佳之清洗剂。
(3)在提供一种易回收且可重复使用之三氯三氟乙烷节省型之清洗剂。
所谓类似共沸混合溶剂为在气、液相的混合溶剂温度差在±2℃之内，较好是落在±1℃之内，当然混合溶剂最好是呈共沸特征。本发明为了提供更广泛和有效率的清洗能力，并且对于电子零件材料或基材亦无影响的清洗剂，于是采用添加一种有极佳去脂能力和增进材料安定性之氯丙烷物质或氯丙烷加反式-1，2-二氯乙烯。
为更有助于了解，本发明发现类似共沸溶剂依三氯三氟乙烷68-75%，甲醇4.0-6.0%，硝基甲烷0.2-2.0%，1，2-二氯乙烯1-25%，氯丙烷1-27%，或三氯三氟乙烷69-75%，甲醇4.0-5.7%，硝基甲烷1.0-2.0%，氯丙烷20-25%之重量百分比例混合制备之溶剂混合物，具有优越之清洗能力，尤其是在清洗印刷电路板的助焊剂效果甚佳，且对一般被清洗的电子材料或基材，无任何不良影响。此处所提及的材料包括金属材料如锡、铜、镍、铝等，和非金属材料如酚醛树脂、环氧树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯之共聚物等。
本发明进一步发现由三氯三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷、氯丙烷依70-74，4.5-5.5，1.5-1.8，22-24之特定重量百分比例或由三氯三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷、1，2-二氯乙烷、氯丙烷依69-72%，4.5-5.9%，0.2-0.7%，1-25%，1-25%，之重量百分比例调配时，此等类似共沸溶剂沸点呈现非常稳定的状态;39±1℃，且气液相之组成均保持均一恒定，具有类似共沸组成之优良特性。通常使用此种清洗剂之清洗方式有蒸气浴式，溶剂浸渍式、超音波式或上述两种或三种型式并用方式。所以若不具有共沸或类似共沸之溶剂特性，在加温使用作业的过程中，此种清洗剂在蒸气相和液相中之组成比例将会逐渐变化，甚至形成完全不同之混合溶剂组合物，不仅会使有效组成偏移，而且无法发挥清洗效果。
本发明藉著以下实施例，来做更详细的叙述和说明。
实施例1本发明之组成物是利用五至三十板的蒸馏塔，附设冷冻冷凝装置及精密加温和温度检测设备，在蒸馏塔下方的1000ml加热皿中，将依特定重量百分比例之三氯三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷、氯丙烷四成份组合物约800ml充填入加热皿里当作塔底母液，以每小时50ml蒸馏速率并控制高回流比，连续蒸馏20小时，并且每隔2小时于塔顶蒸气冷凝液及塔底母液中分别取样5ml，以气相层析仪(GC)分析其组成物的重量百分比例，所得分析结果列于表1。
表1重量百分比例平均值取样 混合液 0 0-4 4-8 8-12 12-16 16-20位置 成分 小时 小时 小时 小时 小时 小时塔 三氯三氟乙烷 72.09 73.27 72.37 73.36 72.21 73.18底 甲醇 4.70 4.90 4.88 4.92 5.00 4.89母 硝基甲烷 1.55 1.52 1.54 1.54 1.53 1.55液 氯丙烷 21.66 20.38 21.19 20.18 21.26 20.38温度40℃塔 三氯三氟乙烷 73.22 73.58 73.69 71.91 74.01 74.42顶 甲醇 5.15 5.09 5.20 5.19 5.17 5.18蒸 硝基甲烷 1.50 1.49 1.52 1.54 1.53 1.51馏 氯丙烷 20.13 19.84 19.59 21.36 19.29 18.89液 温度38℃实施例2所用之设备和实施过程都与实施例一相同，唯其所添加之组合物为三氯三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷、1，2-二氯乙烷、氯丙烷等五成份、分析所得结果列于表2。
表2之1重量百分比例平均值取样 混合液 0 0-4 4-8 8-12 12-16 16-20位置 成分 小时 小时 小时 小时 小时 小时塔 三氯三氟乙烷 71.87 71.57 71.82 71.61 71.68 72.00底 甲醇 4.72 4.68 4.70 4.69 4.71 4.72母 硝基甲烷 1.05 1.06 1.03 1.10 1.09 1.06液 氯丙烷 11.50 11.79 11.57 11.75 11.65 11.351，2-二氯乙烯 10.86 10.90 10.88 10.85 10.87 10.87温度38℃塔 三氯三氟乙烷 71.40 71.32 71.30 71.41 71.38 71.35顶 甲醇 4.71 4.80 4.81 4.76 4.79 4.75蒸 硝基甲烷 0.69 0.71 0.70 0.69 0.68 0.70馏 氯丙烷 12.61 12.49 12.53 12.56 12.59 12.57液 1，2-二氯乙烯 10.59 10.68 10.66 10.58 10.56 10.63温度38℃
表2之2重量百分比例平均值取样 混合液 0 0-4 4-8 8-12 12-16 16-20位置 成分 小时 小时 小时 小时 小时 小时塔 三氯三氟乙烷 69.50 69.41 69.46 69.31 69.35 69.25底 甲醇 5.60 5.62 5.68 5.75 5.74 5.78母 硝基甲烷 0.35 0.32 0.29 0.30 0.27 0.28液 氯丙烷 23.50 23.45 23.41 23.42 23.39 23.381，2-二氯乙烯 1.05 1.20 1.16 1.22 1.25 1.31(温度38℃)塔 三氯三氟乙烷 68.70 68.65 68.67 68.63 68.59 68.57顶 甲醇 5.80 5.82 5.85 5.79 5.81 5.86蒸 硝基甲烷 0.30 0.28 0.32 0.27 0.29 0.27馏 氯丙烷 24.20 24.15 24.10 24.09 24.05 24.01液 1，2-二氯乙烯 1.00 1.10 1.06 1.22 1.26 1.29(温度38℃)由表1及表2之1和之2所列之数值可见其组成份之变化甚小，且沸点亦几乎维持于定值，可知此混合液具有类似共沸之特性。
实施例3由三氯三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷、氯丙烷、1，2-二氯乙烯依特定的重量比例调配成混合溶剂共33升，置于清洁装置中，此装置系使用一种双槽式超音波兼蒸气脱脂机(力多超音波公司出口)型号LD-2T-3UD、超音波槽尺寸300×250×200m/m，蒸气槽尺寸300×250×200m/m，冷凝方式冷冻水循环冷凝，此装置一般被使用于洗净用途。在此装置之超音波槽中装满上述之混合溶剂组合物，而蒸气槽中则填满至规定之液位界限以上，让蒸气槽中蒸发之蒸气在本装置之上属冷凝区重新冷凝为液体后导入超音波中，同时超音波槽中的溶剂则溢流回蒸气槽中，经此重复程序以超音波和蒸气清除型式进行清洁处理。
本发明利用此装置进行以蒸气和超音波方式洗净处理，并连续使用10小时，每隔2小时测定混合溶剂组成一次，观测得本发明之组合物在清洗过程中只有轻微变化、兹将测试结果更于表3。
表3取样 混合液 0 2 4 6 8 10位置 成分 小时 小时 小时 小时 小时 小时塔 三氯三氟乙烷 69.00 69.00 69.06 68.71 68.81 68.79底浸 甲醇 5.70 5.75 5.82 5.88 5.89 5.94母入 硝基甲烷 0.30 0.21 0.21 0.22 0.22 0.24液式 氯丙烷 1.00 0.97 0.95 0.94 0.91 0.891，2-二氯乙烯 24.00 24.03 23.95 24.25 24.15 24.14超 三氯三氟乙烷 68.10 67.95 68.18 67.86 67.44 67.97音浸 甲醇 5.65 5.74 5.66 5.76 5.78 5.77波入 硝基甲烷 0.39 0.39 0.39 0.41 0.42 0.42槽式 氯丙烷 1.31 1.32 1.39 1.31 1.37 1.311，2-二氯乙烯 24.55 24.60 24.37 24.65 24.99 24.57实施例4如同实施例3，唯其溶液组成物为三氯三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷、氯丙烷所组之四成分，所得结果列于表4。
表4取样 混合液 0 2 4 6 8 10位置 成分 小时 小时 小时 小时 小时 小时塔 三氯三氟乙烷 69.00 69.54 69.86 70.01 69.84 69.87底浸 甲醇 4.50 4.57 5.01 5.00 4.93 4.92母入 硝基甲烷 1.50 1.45 1.40 1.43 1.47 1.41液式 氯丙烷 25.00 24.53 23.73 23.56 23.76 24.07超 三氯三氟乙烷 71.12 71.65 72.03 71.92 71.88 72.11音浸 甲醇 4.92 4.97 5.05 5.12 5.03 4.96波入 硝基甲烷 1.44 1.42 1.39 1.32 1.27 1.25槽式 氯丙烷 22.52 21.96 21.53 21.64 21.82 21.68实施例5～6为了了解混合溶剂组成对一般印刷电路板金属材料铜、铝、锌、镍等金属的腐蚀性，本发明是藉著蒸气冷凝的装置来作测试。此蒸发冷凝装置(志伟仪器公司)系由六～十只三颈加热皿附球型密封冷凝管所组成，蒸气藉著5℃之冷冻水冷凝而达成沸腾蒸发冷凝回收循环使用之效果，实施例5中每只蒸发冷凝器中装入特定重量百分比例三氯三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷1，2-二氯乙烯、氯丙烷，如表5所示，依序为69.20，5.56，0.30，10.45，14.49而于实施例6中则加入三氯三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷、氯丙烷组合混合溶剂依序为69.00，4.50，1.50，25.00混合溶剂体积约250ml，而后将相同尺寸大小之铜、铝、锌、镍等金属箔片分别投入此蒸发冷凝器之溶液中，并将溶液加热至沸腾，持续加热36小时，每隔12小时取样分析，采用离子耦合电浆(ICP)分析其中金属含量，以下表5为其测试的数据，测试结果显示本发明之溶剂组合物在清洗过程中对被清洗对象之材料，几乎无影响。
表5使用时间 溶液中金属含量(毫克/升)混合液成份 (小时) 铝 铜 镍 锌实施例5三氯三氟乙烷、甲醇 12 0.003 0.024 0.020 0.118硝基甲烷、 24 0.004 0.027 0.025 0.1921，2-二氯乙烯、氯丙烷 36 0.005 0.032 0.029 0.208实施例6三氯三氟乙烷、甲醇 12 0.002 0.023 0.018 0.116硝基甲烷、 24 0.003 0.026 0.024 0.176氯丙烷 36 0.004 0.031 0.029 0.203实施例7～8为了更进一步确认本发明之类似共沸混合溶剂对于印刷电路板的助焊剂有特别显著的清洁效果;本试验是采用ALPHA OMEGA METER 600R为美国军方承认的“PC板及组件残余离子浓度测定仪”，以快速而准确的方法来测定PC板上残留的离子量(单位是mgNaCl/平方英寸)，以此作为PC板产品的清洁度品质的依据。
本试验是采用两种市售助焊剂，RSA-2942及804(ALPHA METAL公司出品)及TEC-84(升贸公司出品)，二者均属松香类助焊剂，并将之施于印刷电路板之全表面上，此印刷电路板由酚醛树脂、环氧树脂、聚亚酰胺树脂等所制作，上有印刷元件(南亚锦兴厂制作出品)，然后将电路板置入70℃之烘箱内30秒，以使助焊剂干涸于印刷电路板表面，由高温炉取出经冷却后，将此沾有助焊剂之印刷电路板使用本试验用的2槽式蒸气脱脂清洁装置，施以超音波洁净处理和蒸气清洗处理，洁净处理时间各为一分钟。助焊剂的清洗程度以电离子浓度测定仪ALPHA OMEGA METER 600 R来分析鉴定。
使用本发明的类似共沸组合物，重量百分比例于实施例7中为三氯三氟乙烷69.75，甲醇5.40，硝基甲烷1.50，氯丙烷23.35;而于实施例8中为三氯三氟乙烷69.53，甲醇5.03，硝基甲烷0.30，1，2-二氯乙烯10.64，二氯丙烷14.50来作试验，试验数据如表6所示。结果显示本发明之组合物之洁净效果良好。
表6残留离子污染浓度(单位mgNaCl/平方英寸，试验平均值)(附有组件之印刷电路板)混合液成分 助焊剂种类 15分钟 30分钟实施例7三氯三氟乙烷、 ALPHA-809 1.42 1.72甲醇、 ALPHA-2942 1.56 1.83硝基甲烷、氯丙烷 TEC-84 1.39 1.70实施例8三氯三氟乙烷、 ALPHA-809 1.00 1.18甲醇、 ALPHA-2942 1.03 1.20硝基甲烷、1，2-二 TEC-84 1.01 1.19氯乙烯、氯丙烷
权利要求
1.一种清洁或清洗用之类似共沸混合溶剂组合物，由组成范围为69-75重量百分比例的三氯三氟乙烷，4.0-5.7重量百分比例的甲醇，1.5-2.0重量百分比例的硝基甲烷，20-25重量百分比例的氯丙烷所构成。
2.一种清洁或清洗用之类似共沸混合溶剂组合物，由组成范围为68-75重量百分比例的三氯三氟乙烷，4.0-6.0重量百分比例的甲醇，0.2-2.0重量百分比例的硝基甲烷，1-25重量百分比例的1，2-二氯乙烯，1-27重量百分比例的氯丙烷所构成。
全文摘要
本发明系将一种1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷当作主要溶剂成分，而添加甲醇、硝基甲烷、氯丙烷或甲醇、硝基甲烷、1，2-二氯乙烯、氯丙烷所组成之混合溶剂。该混合溶剂具有类似共沸特性，亦可实际提供重复洗净使用之需要，广泛应用于工业去脂、去污用途，特别适合作为印刷电路板助焊剂之清洗。
文档编号C11D7/50GK1061797SQ90109569
公开日1992年6月10日 申请日期1990年11月24日 优先权日1990年11月24日
发明者杨宗灯, 陈博明 申请人:台湾塑胶工业股份有限公司