专利名称：清洗用之类似共沸混合溶剂的制作方法
技术领域：
本发明系关于一种清洁用之混合溶剂，包含1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和己烷类之异构物之混合物，此己烷类之异构物系指2-甲基戊烷或环己烷二者择一之化合物。该混合物可使用于以蒸气或液体溶剂型式进行去脂或洁净，可广泛使用于电力马达、金属工业、精密指示系统、印刷电路板等工业，尤其适合使用于电子工业方面如做为熔接电路板时之熔接剂或助熔剂之洗净剂。
氟碳溶剂诸如三氯三氟乙烷，因具有清洁效力，且无毒性、不可燃性，所以被广泛使用于去脂应用，但三氯三氟乙烷为非极性溶剂，并不是适合所有清洗应用如无法有效移走极性物质之污染，因此一种三氯三氟乙烷和极性溶剂如乙醇等之混合物已在工业上被使用为脱除油脂类之溶剂。但此混合组成物在接触水份和金属如锌、铝时安定性会变差，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、乙醇和硝基甲烷共混合之共沸组合物，然而此混合溶剂组成物并非永远呈现理想之清洁能力，而需视油脂、熔接剂之种类及其加工条件而定。有必要继续发明更优越之共沸或类似共沸溶剂组合，以适应各种去脂需求。
本发明之目的在提供一种极优良清洁能力之洁净剂，尤其适合作为清除熔接剂的清洁剂。
本发明之另一目的在提供一种在气、液相均具有不燃性、低毒性之清洁剂。
本发明更进一步的目的在提供一种易回收，而且可重复清洗使用之清洁剂。
本发明采用添加一种有极佳去脂能力和增进材料安全性之异己烷类，而提供一种不但具有广泛清洗能力，且对通常使用于清洗对象材料，如电子零件材料并无影响的清洁剂。
为更有助于了解，本发明之更详细叙述如后，并参阅相关图式1-4，本发明者发现由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之重量百分比例制备之溶剂组成物，具有非常良好之清洁能力，尤其在清除熔接剂的效果甚佳，且对一般被清洗的机件材料，无任何不良影响，此处所提及的材料包括金属和非金属材料，如印刷电路板之铝、铜、锌、镍、锡等金属材料或非金属材料如酚醛树脂、环氧树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯之共聚物等非金属材料。
然而此类之溶剂组成物并上一定呈现共沸组成物之特质，而此二种特质对该溶剂混合物之是否实际可用具关键之决定性。因为一般使用此种清洁剂之清洗方式有蒸气浴式、溶剂浸渍式、超音波式或上述二种或三种型式并用方式。所以若不具有共沸或类似共沸之特性，在加温使用的过程，此种清洁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成物，不仅会使有效组成偏移，而无法发挥清洗效果，并失去保护被清洗材料的作用，且对蒸发、回收、重复使用该组合物有非常不利之影响。
本发明者进一步发现1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和己烷类之异构物即2-甲基戊烷依93.5-95.0、3.65-4.0、0.95-1.13、0.84-1.12之特定重量组成比例及1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和环己烷依94.5-95.0、3.5-4.0、0.9-1.2、0.2-0.7之特定重量组成比例调配时，此等混合溶剂的沸点，呈现非常稳定的状态，在使用过程变化始终不超过0.1℃，且气液相之组成继续保持一恒定之组成，具有类似共沸组成物的优良特性，适合做清洁剂使用。
本发明之组成物利用5至30板的蒸馏器进行蒸馏时，其沸点接近一定值且塔顶馏出物和塔底被馏物几乎维持恒定之组成。
图1系表示塔顶馏出量、馏出物组成、组合物沸点及塔底被馏量、被馏物组成间之关系。此所谓馏出量系指塔顶蒸发物经冷凝后之累积重量，被馏量则指蒸馏过程中残余塔底之组成物重量。图1之组合物的最初组成为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，由图中显示在蒸馏过程中其组成物的沸点几乎恒定，且气液态组成极为稳定，此组合物之各个溶剂之沸点分别为三氯三氟乙烷(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%)混合之溶剂组合物之沸点稳定于44.2-44.3℃，由以上结果了解本发明之溶剂组合物具有共沸组成物极为类似的特征，因此可视为共沸或类似共沸的溶剂组合物。本组合物使用一般工业界使用之超音波兼蒸发冷凝洗净机，实际清洗时亦得与图1相同之结果，图2之组合物的最初组成为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%重量比例的环己烷，在蒸发回收过程中亦得非常稳定的沸点和气、液态组成。但是并非任何调配比例之混合溶剂组成物均具有共沸或类似共沸之特质，图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-甲基戊烷所调配的混合溶剂组成物，在蒸馏过程中，气、液相的组成逐渐偏移其最初组成，且沸点并非恒定。图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剂组成物，其馏出物的组成随时间进行而变化，因此这些组合物不具有与共沸组成物类似的特质。将图1-图4之结果比较可以了解1.当以1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和己烷类之异构物即2-甲基戊烷或环己烷二者择一之化合物，制取本发明物时，各成份混合的比例非常重要，当在本发明之特定比例范围调配之组合物才具有共沸组成之相似性质，若调配比例不在本发明特定范围之内，尤其是2-甲基戊烷或环己烷的含量不在本发明的数值范围时将无法制得有共沸或类似共沸性质之本发明物。
2.非以本发明之四种溶剂组成之组成物，特别于不是由硝基甲烷及2-甲基戊烷或环己烷组成时，虽然依本发明之特定比例调配，亦可能为非共沸组成，而不能适用。
3.本发明之更佳组成系由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围及1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和环己烷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围所混合之溶剂组成物。
本发明使用之异己烷类是极优良脱油脂剂，且具有减低造成侵蚀因素，诸如硫、氯或酸等的功能，能提供保护基本材料更周详的效果。因此本发明之组合物特别适合清除各式脏污，尤其是难以清洗的油脂如熔接电路板时之熔接剂，在本发明之组成范围内洗净效果非常良好，又能回收重复使用，提供使用者极大便利。且又拥有对清洗对象之材料极佳稳定性，改进一般溶剂对清洗对象之金属和非金属材料所造成不良影响，尤其是铝、锌、锡或其合金将获致良好的稳定效果，而不会在清洗过程中或洗净后造成清洗对象的任何伤害。
同时本发明因具有共沸或类似共沸组合物的特质，所以适合任何洗净型式使用，在超音波清洗、浸渍清洗、蒸气清洗或喷洒清洗等洗净型式中能继续维持具有优越洗净效果和防蚀效果的特殊组成，不会因洗净型式及使用时间不同而产生变化，而且在使用和回收再使用的过程中对组合物操作控制极为方便和容易，为一适合任何清洗用途的优良组合溶剂洗净剂。
本发明藉着以下实例，做更详细的叙述和说明。下列叙述所提及之组成百分比例系全为重量百分比例。
实例1采用一个十板的蒸馏塔，附设冷冻水冷凝装置及精密加温和温度检知设备，在蒸馏塔下方的1，000ml加热皿中，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，约800ml，以每小时50ml蒸馏速率并控制高回流比，连续蒸馏20小时，每隔2小时于塔顶蒸气冷凝液及塔底母液中分别取样5ml，以气相层析仪分析其混合溶剂组成百分比，得表1之结果表1重量百分比平均值(%)取样 混合溶剂 0 0-4 4-8 8-12 12-16 16-20位置 种类 小时 小时 小时 小时 小时 小时塔 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顶 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气 2-甲基戊烷 0.98 0.96 0.91 1.10 1.01沸点(℃) 44.2 44.2 44.3 44.2 44.2
比较例1采用与实例1相同之设备、方法和程序，唯充填入蒸馏皿中之混合溶剂最初组成为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%之异丙基醚，测定结果列于表2。
表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 种类 小时 小时 小时 小时 小时 小时塔 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 异丙基醚 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顶 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气 异丙基醚 0.26 0.62 2.30 1.00 3.25沸点(℃) 44.2 46.3 49.6 51.2 54.3实例2由1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和环己烷依94.72%、3.80%、0.98%、0.50%之重量百分比率制备之混合溶剂组合物33.07公斤，装入一只清洁装置中，此清洁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，而蒸气槽中则装填至规定之液位界限以上，蒸气槽中蒸发之蒸气在本装置上层之冷凝区重新冷凝为液体后导入超音波槽中，同时超音波槽中的溶剂则溢流返回蒸气槽中，重复此程序以超音波和蒸气清除形式进行清洁处理。
利用本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，以观测本发明之组合物在清洗过程中组成几乎不曾变化。测定结果列于表3。
表3清洁装置取样 混合溶剂 0 0-4 4-8 8-12 12-16 16-20点 组成 小时 小时 小时 小时 小时 小时超 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 环己烷 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环己烷 0.46 0.48 0.48 0.50 0.51实例3使用恒温浴器加热一组蒸发冷凝回收器，此蒸发冷凝装置系由6-10只三颈加热皿附球型密封冷凝管所组成，蒸气藉着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。每只蒸发冷凝器中装入由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之重量百分比例制备之混合溶剂约250ml，然后将相同尺寸大小之铝、锌、铜、镍等金属片分别投入此蒸发冷凝器之溶液中，将此溶液加热至沸腾，并持续使用36小时，每12小时取相同量之样品，采用原子吸收分光光度计，分析其中金属含量以观测本发明之组合物，对此类一般被使用于清洗对象之金属材料之腐蚀性，并与其它之组合物比较，如比较例2-4，此比较例所采用设备、方法和程序与实施例3相同，唯蒸发冷凝器中所装入之混合溶剂组成不同。
比较例2混合溶剂组成系由1，1，2-三氯三氟乙烷和乙醇依96.25%、3.75%之重量比例混合制备。
比较例3混合溶剂组成系由1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇和硝基甲烷依95.2%、3.80%、1.00%之重量比例混合制备。
比较例4混合溶剂组成系由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%之重量比例混合制备。
测定比较结果列于表4，本发明之组合物在清洗过程中对被清洗对象之材料几乎无任何影响。
表4使用时间 溶液中金属含量(毫克/公斤)溶剂种类 (小时) 铝 锌 铜 镍实例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比较例2 12 0.27 120 0.069 0.01224 0.55 190 0.467 0.02336 0.74 310 0.631 0.043比较例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比较例4 12 0.12 52 0.07 0.03324 0.25 112 0.15 0.03936 0.41 158 0.26 0.052
实例4采用一种熔接剂(商品名“TRISTAR SOLDERING PASTE”，讯新公司出品)，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(南亚公司锦兴厂制作出品)，然后将电路板置入200℃之高温炉内5分钟，以使熔接剂干涸于印刷电路板表面，由高温炉取出冷却后，将此沾有熔接剂之电路板，使用实例2之清洁装置，施以超音波洁净处理和蒸气清洗处理，洁净处理时间各为1分钟，熔接剂的清除程度以水膜法和肉眼观察可以判断，水膜法系以水膜流经已处理之印刷电路板，若水膜连续不断以“Y”表示则为洁净，若水膜不连续以“N”表示为不洁净。
另肉眼观察判定基准分为三级，标准以“○”表示，稍差以“△”表示，不良以×表示。
分别使用不同之混合溶剂组成物或相同之混合溶剂但组成比例不同之组合物当作清洁剂，结果列于表五，本发明之组成物之洁净效果良好。
表五
判定方式……肉眼观察 水膜法备注 洁净程度……○标准 “Y”水膜连续不断洁净△稍差 “N”水膜不连续不洁净×不良
权利要求
1.一种清洁或清洗用混合溶剂组合物，由组成范围为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-甲基戊烷所构成。
2.一种清洁或清洗用混合溶剂组合物，其更佳之组成范围为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-甲基戊烷所构成。
3.一种清洁或清洗用混合溶剂组合物，由组成范围为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重量百分比例的环己烷所构成。
4.一种清洁或清洗用混合溶剂组合物，其更佳之组成范围为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重量百分比例的环己烷所构成。
全文摘要
本发明系关于1，1，2-三氯三氟乙烷、乙醇、硝基甲烷和己烷类之异构物，依特定比率混合之溶剂组合物。该组合物具有极优异之清洗能力，可使用于以蒸气或溶剂方式去脂、去污等用途，尤其适合作为印刷电路板熔接剂之清洗用。又因该组合物具有类似共沸之性质，可实际提供重复洗净使用之需要，为一种优良之洁净剂。
文档编号C11D7/50GK1061800SQ9010957
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, 沈铭振, 陈庆阳 申请人:台湾塑胶工业股份有限公司