專利名稱：清洗用之類似共沸混合溶劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于一種清潔用之混合溶劑，包含1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和己烷類之異構(gòu)物之混合物，此己烷類之異構(gòu)物系指2-甲基戊烷或環(huán)己烷二者擇一之化合物。該混合物可使用于以蒸氣或液體溶劑型式進(jìn)行去脂或潔凈，可廣泛使用于電力馬達(dá)、金屬工業(yè)、精密指示系統(tǒng)、印刷電路板等工業(yè)，尤其適合使用于電子工業(yè)方面如做為熔接電路板時之熔接劑或助熔劑之洗凈劑。
氟碳溶劑諸如三氯三氟乙烷，因具有清潔效力，且無毒性、不可燃性，所以被廣泛使用于去脂應(yīng)用，但三氯三氟乙烷為非極性溶劑，并不是適合所有清洗應(yīng)用如無法有效移走極性物質(zhì)之污染，因此一種三氯三氟乙烷和極性溶劑如乙醇等之混合物已在工業(yè)上被使用為脫除油脂類之溶劑。但此混合組成物在接觸水份和金屬如鋅、鋁時安定性會變差，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、乙醇和硝基甲烷共混合之共沸組合物，然而此混合溶劑組成物并非永遠(yuǎn)呈現(xiàn)理想之清潔能力，而需視油脂、熔接劑之種類及其加工條件而定。有必要繼續(xù)發(fā)明更優(yōu)越之共沸或類似共沸溶劑組合，以適應(yīng)各種去脂需求。
本發(fā)明之目的在提供一種極優(yōu)良清潔能力之潔凈劑，尤其適合作為清除熔接劑的清潔劑。
本發(fā)明之另一目的在提供一種在氣、液相均具有不燃性、低毒性之清潔劑。
本發(fā)明更進(jìn)一步的目的在提供一種易回收，而且可重復(fù)清洗使用之清潔劑。
本發(fā)明采用添加一種有極佳去脂能力和增進(jìn)材料安全性之異己烷類，而提供一種不但具有廣泛清洗能力，且對通常使用于清洗對象材料，如電子零件材料并無影響的清潔劑。
為更有助于了解，本發(fā)明之更詳細(xì)敘述如后，并參閱相關(guān)圖式1-4，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)由1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和2-甲基戊烷，依93.5-96、3.0-4.2、0.5-1.5、0.2-1.5之重量百分比例或由1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷依94-96、3.0-4.5、0.8-1.5、0.1-1.5之重量百分比例制備之溶劑組成物，具有非常良好之清潔能力，尤其在清除熔接劑的效果甚佳，且對一般被清洗的機件材料，無任何不良影響，此處所提及的材料包括金屬和非金屬材料，如印刷電路板之鋁、銅、鋅、鎳、錫等金屬材料或非金屬材料如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯之共聚物等非金屬材料。
然而此類之溶劑組成物并上一定呈現(xiàn)共沸組成物之特質(zhì)，而此二種特質(zhì)對該溶劑混合物之是否實際可用具關(guān)鍵之決定性。因為一般使用此種清潔劑之清洗方式有蒸氣浴式、溶劑浸漬式、超音波式或上述二種或三種型式并用方式。所以若不具有共沸或類似共沸之特性，在加溫使用的過程，此種清潔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成物，不僅會使有效組成偏移，而無法發(fā)揮清洗效果，并失去保護被清洗材料的作用，且對蒸發(fā)、回收、重復(fù)使用該組合物有非常不利之影響。
本發(fā)明者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和己烷類之異構(gòu)物即2-甲基戊烷依93.5-95.0、3.65-4.0、0.95-1.13、0.84-1.12之特定重量組成比例及1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和環(huán)己烷依94.5-95.0、3.5-4.0、0.9-1.2、0.2-0.7之特定重量組成比例調(diào)配時，此等混合溶劑的沸點，呈現(xiàn)非常穩(wěn)定的狀態(tài)，在使用過程變化始終不超過0.1℃，且氣液相之組成繼續(xù)保持一恒定之組成，具有類似共沸組成物的優(yōu)良特性，適合做清潔劑使用。
本發(fā)明之組成物利用5至30板的蒸餾器進(jìn)行蒸餾時，其沸點接近一定值且塔頂餾出物和塔底被餾物幾乎維持恒定之組成。

圖1系表示塔頂餾出量、餾出物組成、組合物沸點及塔底被餾量、被餾物組成間之關(guān)系。此所謂餾出量系指塔頂蒸發(fā)物經(jīng)冷凝后之累積重量，被餾量則指蒸餾過程中殘余塔底之組成物重量。圖1之組合物的最初組成為94.01%重量比例的1，1，2-三氯三氟乙烷，4.03%重量比例的乙醇、1.01%重量比例的硝基甲烷和0.95%重量比例的2-甲基戊烷，由圖中顯示在蒸餾過程中其組成物的沸點幾乎恒定，且氣液態(tài)組成極為穩(wěn)定，此組合物之各個溶劑之沸點分別為三氯三氟乙烷(47.57℃)、乙醇(78.3℃)、硝基甲烷(101.2℃)、2-甲基戊烷(60℃)，而依此特定比例(94.01%、4.03%、1.01%、0.95%)混合之溶劑組合物之沸點穩(wěn)定于44.2-44.3℃，由以上結(jié)果了解本發(fā)明之溶劑組合物具有共沸組成物極為類似的特征，因此可視為共沸或類似共沸的溶劑組合物。本組合物使用一般工業(yè)界使用之超音波兼蒸發(fā)冷凝洗凈機，實際清洗時亦得與圖1相同之結(jié)果，圖2之組合物的最初組成為94.6%重量比例的1，1，2-三氯三氟乙烷，3.8%重量比例的乙醇、1.1%重量比例的硝基甲烷和0.5%重量比例的環(huán)己烷，在蒸發(fā)回收過程中亦得非常穩(wěn)定的沸點和氣、液態(tài)組成。但是并非任何調(diào)配比例之混合溶劑組成物均具有共沸或類似共沸之特質(zhì)，圖3系以89.03%重量比例之1，1，2-三氯三氟乙烷、3.70%重量比例之乙醇、1.19%重量比例之硝基甲烷，和6.08%重量比例之2-甲基戊烷所調(diào)配的混合溶劑組成物，在蒸餾過程中，氣、液相的組成逐漸偏移其最初組成，且沸點并非恒定。圖4，系以0.95%重量比例的三乙基胺，添加入94.0%重量比例之1，1，2-三氯三氟乙烷、4.03%重量比例之乙醇、1.02%重量比例之硝基甲烷之混合溶劑組成物，其餾出物的組成隨時間進(jìn)行而變化，因此這些組合物不具有與共沸組成物類似的特質(zhì)。將圖1-圖4之結(jié)果比較可以了解1.當(dāng)以1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和己烷類之異構(gòu)物即2-甲基戊烷或環(huán)己烷二者擇一之化合物，制取本發(fā)明物時，各成份混合的比例非常重要，當(dāng)在本發(fā)明之特定比例范圍調(diào)配之組合物才具有共沸組成之相似性質(zhì)，若調(diào)配比例不在本發(fā)明特定范圍之內(nèi)，尤其是2-甲基戊烷或環(huán)己烷的含量不在本發(fā)明的數(shù)值范圍時將無法制得有共沸或類似共沸性質(zhì)之本發(fā)明物。
2.非以本發(fā)明之四種溶劑組成之組成物，特別于不是由硝基甲烷及2-甲基戊烷或環(huán)己烷組成時，雖然依本發(fā)明之特定比例調(diào)配，亦可能為非共沸組成，而不能適用。
3.本發(fā)明之更佳組成系由1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和2-甲基戊烷依93.5-95、3.65-4.0、0.95-1.13、0.84-1.12之特定重量百分比例范圍及1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和環(huán)己烷94.5-95.0、3.5-4.0、0.9-1.2、0.2-0.7之特定重量百分比例范圍所混合之溶劑組成物。
本發(fā)明使用之異己烷類是極優(yōu)良脫油脂劑，且具有減低造成侵蝕因素，諸如硫、氯或酸等的功能，能提供保護基本材料更周詳?shù)男Ч?。因此本發(fā)明之組合物特別適合清除各式臟污，尤其是難以清洗的油脂如熔接電路板時之熔接劑，在本發(fā)明之組成范圍內(nèi)洗凈效果非常良好，又能回收重復(fù)使用，提供使用者極大便利。且又擁有對清洗對象之材料極佳穩(wěn)定性，改進(jìn)一般溶劑對清洗對象之金屬和非金屬材料所造成不良影響，尤其是鋁、鋅、錫或其合金將獲致良好的穩(wěn)定效果，而不會在清洗過程中或洗凈后造成清洗對象的任何傷害。
同時本發(fā)明因具有共沸或類似共沸組合物的特質(zhì)，所以適合任何洗凈型式使用，在超音波清洗、浸漬清洗、蒸氣清洗或噴灑清洗等洗凈型式中能繼續(xù)維持具有優(yōu)越洗凈效果和防蝕效果的特殊組成，不會因洗凈型式及使用時間不同而產(chǎn)生變化，而且在使用和回收再使用的過程中對組合物操作控制極為方便和容易，為一適合任何清洗用途的優(yōu)良組合溶劑洗凈劑。
本發(fā)明藉著以下實例，做更詳細(xì)的敘述和說明。下列敘述所提及之組成百分比例系全為重量百分比例。
實例1采用一個十板的蒸餾塔，附設(shè)冷凍水冷凝裝置及精密加溫和溫度檢知設(shè)備，在蒸餾塔下方的1，000ml加熱皿中，充填入94%1，1，2-三氯三氟乙烷、4.0%乙醇、1.0%硝基甲烷和1.0%2-甲基戊烷，約800ml，以每小時50ml蒸餾速率并控制高回流比，連續(xù)蒸餾20小時，每隔2小時于塔頂蒸氣冷凝液及塔底母液中分別取樣5ml，以氣相層析儀分析其混合溶劑組成百分比，得表1之結(jié)果表1重量百分比平均值(%)取樣 混合溶劑 0 0-4 4-8 8-12 12-16 16-20位置 種類 小時 小時 小時 小時 小時 小時塔 三氯三氟乙烷 94.02 94.01 94.01 93.91 94.10 93.90底 乙醇 4.01 4.05 3.96 4.04 3.95 4.0母 硝基甲烷 0.98 1.02 1.09 1.02 1.04 1.08液 2-甲基戊烷 0.99 0.92 0.94 1.03 0.91 1.02塔 三氯三氟乙烷 94.11 94.04 94.09 94.12 94.01頂 乙醇 3.90 3.95 3.87 3.86 3.89蒸 硝基甲烷 1.01 1.05 1.13 1.02 1.09氣 2-甲基戊烷 0.98 0.96 0.91 1.10 1.01沸點(℃) 44.2 44.2 44.3 44.2 44.2
比較例1采用與實例1相同之設(shè)備、方法和程序，唯充填入蒸餾皿中之混合溶劑最初組成為94.43%之1，1，2-三氯三氟乙烷、3.08%之乙醇、0.90%之硝基甲烷和0.87%之異丙基醚，測定結(jié)果列于表2。
表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 種類 小時 小時 小時 小時 小時 小時塔 三氯三氟乙烷 94.43 92.85 95.29 91.69 93.71 91.76底 乙醇 3.80 4.23 2.87 4.30 4.51 6.93母 硝基甲烷 0.90 0.89 0.87 0.86 0.62 1.03液 異丙基醚 0.87 2.03 0.97 3.15 1.16 0.28塔 三氯三氟乙烷 95.12 94.63 92.90 94.44 91.79頂 乙醇 3.68 3.83 3.95 3.69 4.20蒸 硝基甲烷 0.94 0.93 0.85 0.87 0.76氣 異丙基醚 0.26 0.62 2.30 1.00 3.25沸點(℃) 44.2 46.3 49.6 51.2 54.3實例2由1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和環(huán)己烷依94.72%、3.80%、0.98%、0.50%之重量百分比率制備之混合溶劑組合物33.07公斤，裝入一只清潔裝置中，此清潔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，而蒸氣槽中則裝填至規(guī)定之液位界限以上，蒸氣槽中蒸發(fā)之蒸氣在本裝置上層之冷凝區(qū)重新冷凝為液體后導(dǎo)入超音波槽中，同時超音波槽中的溶劑則溢流返回蒸氣槽中，重復(fù)此程序以超音波和蒸氣清除形式進(jìn)行清潔處理。
利用本裝置進(jìn)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，以觀測本發(fā)明之組合物在清洗過程中組成幾乎不曾變化。測定結(jié)果列于表3。
表3清潔裝置取樣 混合溶劑 0 0-4 4-8 8-12 12-16 16-20點 組成 小時 小時 小時 小時 小時 小時超 1，1，2-三氯三氟乙烷 94.72 94.73 94.72 94.63 94.69 94.67音浸 乙醇 3.80 3.79 3.82 3.81 3.79 3.90波入 硝基甲烷 0.98 0.97 0.94 1.02 0.95 0.92槽式 環(huán)己烷 0.50 0.51 0.52 0.54 0.56 0.51蒸蒸 1，1，2-三氯三氟乙烷 94.78 94.75 94.77 94.75 94.65汽汽 乙醇 3.72 3.79 3.77 3.83 3.83槽式 硝基甲烷 1.04 0.99 0.98 0.92 1.01環(huán)己烷 0.46 0.48 0.48 0.50 0.51實例3使用恒溫浴器加熱一組蒸發(fā)冷凝回收器，此蒸發(fā)冷凝裝置系由6-10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(dá)成沸騰蒸發(fā)-冷凝回收循環(huán)使用之效果。每只蒸發(fā)冷凝器中裝入由1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和2-甲基戊烷依93.5-94.5、3.65-4.0、1.05-1.13、0.84-1.12之重量百分比例制備之混合溶劑約250ml，然后將相同尺寸大小之鋁、鋅、銅、鎳等金屬片分別投入此蒸發(fā)冷凝器之溶液中，將此溶液加熱至沸騰，并持續(xù)使用36小時，每12小時取相同量之樣品，采用原子吸收分光光度計，分析其中金屬含量以觀測本發(fā)明之組合物，對此類一般被使用于清洗對象之金屬材料之腐蝕性，并與其它之組合物比較，如比較例2-4，此比較例所采用設(shè)備、方法和程序與實施例3相同，唯蒸發(fā)冷凝器中所裝入之混合溶劑組成不同。
比較例2混合溶劑組成系由1，1，2-三氯三氟乙烷和乙醇依96.25%、3.75%之重量比例混合制備。
比較例3混合溶劑組成系由1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇和硝基甲烷依95.2%、3.80%、1.00%之重量比例混合制備。
比較例4混合溶劑組成系由1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和正庚烷依95.17%、4.08%、0.21%、0.54%之重量比例混合制備。
測定比較結(jié)果列于表4，本發(fā)明之組合物在清洗過程中對被清洗對象之材料幾乎無任何影響。
表4使用時間 溶液中金屬含量(毫克/公斤)溶劑種類 (小時) 鋁 鋅 銅 鎳實例3 12 0.015 0.14 0.023 0.03124 0.021 0.21 0.027 0.03436 0.026 0.30 0.028 0.041比較例2 12 0.27 120 0.069 0.01224 0.55 190 0.467 0.02336 0.74 310 0.631 0.043比較例3 12 0.027 0.21 0.031 0.02624 0.032 0.86 0.033 0.03336 0.045 0.92 0.042 0.037比較例4 12 0.12 52 0.07 0.03324 0.25 112 0.15 0.03936 0.41 158 0.26 0.052
實例4采用一種熔接劑(商品名“TRISTAR SOLDERING PASTE”，訊新公司出品)，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(南亞公司錦興廠制作出品)，然后將電路板置入200℃之高溫爐內(nèi)5分鐘，以使熔接劑干涸于印刷電路板表面，由高溫爐取出冷卻后，將此沾有熔接劑之電路板，使用實例2之清潔裝置，施以超音波潔凈處理和蒸氣清洗處理，潔凈處理時間各為1分鐘，熔接劑的清除程度以水膜法和肉眼觀察可以判斷，水膜法系以水膜流經(jīng)已處理之印刷電路板，若水膜連續(xù)不斷以“Y”表示則為潔凈，若水膜不連續(xù)以“N”表示為不潔凈。
另肉眼觀察判定基準(zhǔn)分為三級，標(biāo)準(zhǔn)以“○”表示，稍差以“△”表示，不良以×表示。
分別使用不同之混合溶劑組成物或相同之混合溶劑但組成比例不同之組合物當(dāng)作清潔劑，結(jié)果列于表五，本發(fā)明之組成物之潔凈效果良好。
表五
判定方式……肉眼觀察 水膜法備注 潔凈程度……○標(biāo)準(zhǔn) “Y”水膜連續(xù)不斷潔凈△稍差 “N”水膜不連續(xù)不潔凈×不良
權(quán)利要求
1.一種清潔或清洗用混合溶劑組合物，由組成范圍為93.5-96重量百分比例的1，1，2-三氯三氟乙烷，3.0-4.2重量百分比例的乙醇，0.5-1.5重量百分比例的硝基甲烷，0.2-1.5重量百分比例的2-甲基戊烷所構(gòu)成。
2.一種清潔或清洗用混合溶劑組合物，其更佳之組成范圍為93.5-95重量百分比例的1，1，2-三氯三氟乙烷，3.65-4.0重量百分比例的2-甲基戊烷所構(gòu)成。
3.一種清潔或清洗用混合溶劑組合物，由組成范圍為94-96重量百分比例的1，1，2-三氯三氟乙烷，3.0-4.5重量百分比例的乙醇，0.8-1.5重量百分比例的硝基甲烷，0.1-1.5重量百分比例的環(huán)己烷所構(gòu)成。
4.一種清潔或清洗用混合溶劑組合物，其更佳之組成范圍為94.5-95重量百分比例的1，1，2-三氯三氟乙烷，3.5-4.0重量百分比例的乙醇，0.9-1.2重量百分比例的硝基甲烷，0.2-0.7重量百分比例的環(huán)己烷所構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明系關(guān)于1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和己烷類之異構(gòu)物，依特定比率混合之溶劑組合物。該組合物具有極優(yōu)異之清洗能力，可使用于以蒸氣或溶劑方式去脂、去污等用途，尤其適合作為印刷電路板熔接劑之清洗用。又因該組合物具有類似共沸之性質(zhì)，可實際提供重復(fù)洗凈使用之需要，為一種優(yōu)良之潔凈劑。
文檔編號C11D7/50GK1061800SQ9010957
公開日1992年6月10日 申請日期1990年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月24日
發(fā)明者楊宗燈, 陳博明, 沈銘振, 陳慶陽 申請人:臺灣塑膠工業(yè)股份有限公司