專利名稱：類似共沸組成物作為清洗溶劑用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明系關于由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、氯丙烷所組成的類似共沸溶劑。該組合物非常適合于蒸氣去脂及印刷電路板的清洗。
氟氯碳溶劑諸如三氯三氟乙烷為非極性溶劑且具有清潔力、快干性、穩(wěn)定性、不可燃性及安全性，故近年來被廣泛應用在精密電子元件、印刷電路板助焊劑、光學元件、精密金屬方面的清洗。因為三氯三氟乙烷是屬非極性溶劑所以相當適合于松香類助焊劑的清洗，然而它卻不易去除極性污染物質如活性添加劑。因此才有三氯三氟乙烷和極性溶劑如異丙醇、乙醇、甲醇等醇類物質之混合物被應用于去油脂工業(yè)，但此混合溶劑在接觸水分和金屬如鎂、鋅時安定性會變差，而使用于清洗作業(yè)中，將會造成上述金屬之腐蝕;因此最好采用一種以三氯三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷共混合之共沸組合物;但是此共沸組合物并非永遠呈現(xiàn)最理想的清潔能力，需視助焊劑、油脂的種類及其加工條件而定。所以有必要繼續(xù)研究發(fā)明更優(yōu)越之共沸或類似共沸溶劑、以適應各種特殊蒸氣去油脂及其他清潔方面的應用。
由于FREON-113的化學安定性極高，此FREON物質揮發(fā)變成氣體后會擴散到平流層里，經(jīng)太陽的強烈紫外線照射，使FREON分解而放出氯原子，并和臭氧(O3)發(fā)生連鎖反應，促進臭氧的分解，造成破壞臭氧層的現(xiàn)象。因此在地球規(guī)模的環(huán)境污染問題前題下，已有協(xié)議實施全球性管制措施，而合理化地削減使用量及回收再利用是為當務之急。
因此本發(fā)明的目的為(1)在提供一種極優(yōu)良清潔能力的潔凈劑并且盡量削減三氯三氟乙烷的用量，縮短清洗時間等提高清洗功能，尤其適合作為印刷電路板助焊劑的清洗。
(2)在提供一種氣、液相均具安定性、不可燃性、低毒性與選擇溶解性佳之清洗劑。
(3)在提供一種易回收且可重復使用之三氯三氟乙烷節(jié)省型之清洗劑。
所謂類似共沸混合溶劑為在氣、液相的混合溶劑溫度差在±2℃之內(nèi)，較好是落在±1℃之內(nèi)，當然混合溶劑最好是呈共沸特征。本發(fā)明為了提供更廣泛和有效率的清洗能力，并且對于電子零件材料或基材亦無影響的清洗劑，于是采用添加一種有極佳去脂能力和增進材料安定性之氯丙烷物質或氯丙烷加反式-1，2-二氯乙烯。
為更有助于了解，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)類似共沸溶劑依三氯三氟乙烷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備之溶劑混合物，具有優(yōu)越之清洗能力，尤其是在清洗印刷電路板的助焊劑效果甚佳，且對一般被清洗的電子材料或基材，無任何不良影響。此處所提及的材料包括金屬材料如錫、銅、鎳、鋁等，和非金屬材料如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯之共聚物等。
本發(fā)明進一步發(fā)現(xiàn)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%，之重量百分比例調(diào)配時，此等類似共沸溶劑沸點呈現(xiàn)非常穩(wěn)定的狀態(tài);39±1℃，且氣液相之組成均保持均一恒定，具有類似共沸組成之優(yōu)良特性。通常使用此種清洗劑之清洗方式有蒸氣浴式，溶劑浸漬式、超音波式或上述兩種或三種型式并用方式。所以若不具有共沸或類似共沸之溶劑特性，在加溫使用作業(yè)的過程中，此種清洗劑在蒸氣相和液相中之組成比例將會逐漸變化，甚至形成完全不同之混合溶劑組合物，不僅會使有效組成偏移，而且無法發(fā)揮清洗效果。
本發(fā)明藉著以下實施例，來做更詳細的敘述和說明。
實施例1本發(fā)明之組成物是利用五至三十板的蒸餾塔，附設冷凍冷凝裝置及精密加溫和溫度檢測設備，在蒸餾塔下方的1000ml加熱皿中，將依特定重量百分比例之三氯三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷、氯丙烷四成份組合物約800ml充填入加熱皿里當作塔底母液，以每小時50ml蒸餾速率并控制高回流比，連續(xù)蒸餾20小時，并且每隔2小時于塔頂蒸氣冷凝液及塔底母液中分別取樣5ml，以氣相層析儀(GC)分析其組成物的重量百分比例，所得分析結果列于表1。
表1重量百分比例平均值取樣 混合液 0 0-4 4-8 8-12 12-16 16-20位置 成分 小時 小時 小時 小時 小時 小時塔 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溫度40℃塔 三氯三氟乙烷 73.22 73.58 73.69 71.91 74.01 74.42頂 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餾 氯丙烷 20.13 19.84 19.59 21.36 19.29 18.89液 溫度38℃實施例2所用之設備和實施過程都與實施例一相同，唯其所添加之組合物為三氯三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷、1，2-二氯乙烷、氯丙烷等五成份、分析所得結果列于表2。
表2之1重量百分比例平均值取樣 混合液 0 0-4 4-8 8-12 12-16 16-20位置 成分 小時 小時 小時 小時 小時 小時塔 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溫度38℃塔 三氯三氟乙烷 71.40 71.32 71.30 71.41 71.38 71.35頂 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餾 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溫度38℃
表2之2重量百分比例平均值取樣 混合液 0 0-4 4-8 8-12 12-16 16-20位置 成分 小時 小時 小時 小時 小時 小時塔 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(溫度38℃)塔 三氯三氟乙烷 68.70 68.65 68.67 68.63 68.59 68.57頂 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餾 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(溫度38℃)由表1及表2之1和之2所列之數(shù)值可見其組成份之變化甚小，且沸點亦幾乎維持于定值，可知此混合液具有類似共沸之特性。
實施例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調(diào)配成混合溶劑共33升，置于清潔裝置中，此裝置系使用一種雙槽式超音波兼蒸氣脫脂機(力多超音波公司出口)型號LD-2T-3UD、超音波槽尺寸300×250×200m/m，蒸氣槽尺寸300×250×200m/m，冷凝方式冷凍水循環(huán)冷凝，此裝置一般被使用于洗凈用途。在此裝置之超音波槽中裝滿上述之混合溶劑組合物，而蒸氣槽中則填滿至規(guī)定之液位界限以上，讓蒸氣槽中蒸發(fā)之蒸氣在本裝置之上屬冷凝區(qū)重新冷凝為液體后導入超音波中，同時超音波槽中的溶劑則溢流回蒸氣槽中，經(jīng)此重復程序以超音波和蒸氣清除型式進行清潔處理。
本發(fā)明利用此裝置進行以蒸氣和超音波方式洗凈處理，并連續(xù)使用10小時，每隔2小時測定混合溶劑組成一次，觀測得本發(fā)明之組合物在清洗過程中只有輕微變化、茲將測試結果更于表3。
表3取樣 混合液 0 2 4 6 8 10位置 成分 小時 小時 小時 小時 小時 小時塔 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實施例4如同實施例3，唯其溶液組成物為三氯三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷、氯丙烷所組之四成分，所得結果列于表4。
表4取樣 混合液 0 2 4 6 8 10位置 成分 小時 小時 小時 小時 小時 小時塔 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實施例5～6為了了解混合溶劑組成對一般印刷電路板金屬材料銅、鋁、鋅、鎳等金屬的腐蝕性，本發(fā)明是藉著蒸氣冷凝的裝置來作測試。此蒸發(fā)冷凝裝置(志偉儀器公司)系由六～十只三頸加熱皿附球型密封冷凝管所組成，蒸氣藉著5℃之冷凍水冷凝而達成沸騰蒸發(fā)冷凝回收循環(huán)使用之效果，實施例5中每只蒸發(fā)冷凝器中裝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，依序為69.20，5.56，0.30，10.45，14.49而于實施例6中則加入三氯三氟乙烷、甲醇、硝基甲烷、氯丙烷組合混合溶劑依序為69.00，4.50，1.50，25.00混合溶劑體積約250ml，而后將相同尺寸大小之銅、鋁、鋅、鎳等金屬箔片分別投入此蒸發(fā)冷凝器之溶液中，并將溶液加熱至沸騰，持續(xù)加熱36小時，每隔12小時取樣分析，采用離子耦合電漿(ICP)分析其中金屬含量，以下表5為其測試的數(shù)據(jù)，測試結果顯示本發(fā)明之溶劑組合物在清洗過程中對被清洗對象之材料，幾乎無影響。
表5使用時間 溶液中金屬含量(毫克/升)混合液成份 (小時) 鋁 銅 鎳 鋅實施例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實施例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實施例7～8為了更進一步確認本發(fā)明之類似共沸混合溶劑對于印刷電路板的助焊劑有特別顯著的清潔效果;本試驗是采用ALPHA OMEGA METER 600R為美國軍方承認的“PC板及組件殘余離子濃度測定儀”，以快速而準確的方法來測定PC板上殘留的離子量(單位是mgNaCl/平方英寸)，以此作為PC板產(chǎn)品的清潔度品質的依據(jù)。
本試驗是采用兩種市售助焊劑，RSA-2942及804(ALPHA METAL公司出品)及TEC-84(升貿(mào)公司出品)，二者均屬松香類助焊劑，并將之施于印刷電路板之全表面上，此印刷電路板由酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚亞酰胺樹脂等所制作，上有印刷元件(南亞錦興廠制作出品)，然后將電路板置入70℃之烘箱內(nèi)30秒，以使助焊劑干涸于印刷電路板表面，由高溫爐取出經(jīng)冷卻后，將此沾有助焊劑之印刷電路板使用本試驗用的2槽式蒸氣脫脂清潔裝置，施以超音波潔凈處理和蒸氣清洗處理，潔凈處理時間各為一分鐘。助焊劑的清洗程度以電離子濃度測定儀ALPHA OMEGA METER 600 R來分析鑒定。
使用本發(fā)明的類似共沸組合物，重量百分比例于實施例7中為三氯三氟乙烷69.75，甲醇5.40，硝基甲烷1.50，氯丙烷23.35;而于實施例8中為三氯三氟乙烷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來作試驗，試驗數(shù)據(jù)如表6所示。結果顯示本發(fā)明之組合物之潔凈效果良好。
表6殘留離子污染濃度(單位mgNaCl/平方英寸，試驗平均值)(附有組件之印刷電路板)混合液成分 助焊劑種類 15分鐘 30分鐘實施例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實施例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
權利要求
1.一種清潔或清洗用之類似共沸混合溶劑組合物，由組成范圍為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構成。
2.一種清潔或清洗用之類似共沸混合溶劑組合物，由組成范圍為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構成。
全文摘要
本發(fā)明系將一種1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷當作主要溶劑成分，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、氯丙烷所組成之混合溶劑。該混合溶劑具有類似共沸特性，亦可實際提供重復洗凈使用之需要，廣泛應用于工業(yè)去脂、去污用途，特別適合作為印刷電路板助焊劑之清洗。
文檔編號C11D7/50GK1061797SQ90109569
公開日1992年6月10日 申請日期1990年11月24日 優(yōu)先權日1990年11月24日
發(fā)明者楊宗燈, 陳博明 申請人:臺灣塑膠工業(yè)股份有限公司