CN100419054C - 一种电子设备清洗剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电子设备清洗剂，由50-95%的二氯五氟丙烷和5-20%C5～C15的烷烃混合物(重量百分比)组成，该组成中还可加入0-20%的三氟乙醇、0-10%的醇醚、0-10%的氯代烯烃，组成溶剂型清洗剂。该电子设备清洗剂臭氧消耗潜能低，同时具有适度的溶解性能和挥发速率，适用于电子设备清洗，尤其适用于电子设备在运行状态或带电状态下的清洗。
Description
技术领域
本发明涉及一种组合物，尤其是涉及一种用于电子设备清洗的溶剂组合物。
背景技术
随着电子、电机、精密机械、树脂加工及精密光学等产量的迅速发展，具有优良性能的清洗剂也得到了广泛的应用。主要用作清洗的溶剂有1，1，2-三氟三氯乙烷(以下简称CFC-113)、1，1，1-三氯乙烷和四氯化碳等化学物质，但该类人工合成的“氟氯碳化物”经研究证明，会造成大气层中臭氧的分解消失。国际社会认识到臭氧层消耗物质已对臭氧层造成严重破坏，以及臭氧层对地球生态环境的重要性。包括我国在内的多数国家均签署加入了《保护臭氧层维也纳公约)》，强制逐步淘汰使用臭氧层消耗物质。
物质对臭氧的破坏能力以臭氧消耗潜能(以下简称ODP)指标表征，ODP数值越高，表示对臭氧的破坏能力越大。
目前我国清洗行业要淘汰使用的清洗剂中，CFC-113使用量最大，在工业上的应用最为广泛，如电子元件的清洗、精密设备的清洗、金属材料的清洗及作为干燥溶剂等。由于CFC-113具有不燃、低毒、低腐蚀、化学与热稳定等特征，使清洗操作非常安全，又由于CFC-113作为清洗用溶剂，具有适度的溶解性能、良好的选择性、低粘度、低表面张力、高浸透性、快干性等，使得CFC-113作为清洗剂具有许多优越之处。但CFC-113的ODP值很高，达0.8，由于其对臭氧层的破坏，发达国家已于1996年1月1日禁止使用，根据我国加入的有关国际协定，我国将以行业整体淘汰方式在2006年完全淘汰CFC-113。
通常采用的方法是选取ODP值较低的溶剂来替代CFC-113，如氢氟氯烃类、氢氟烃类、全氟烃类、氢氟醚类、氯代烃类、氢溴烃类等。二氯五氟丙烷(以下简称HCFC-225)具有类似于CFC-113的一些性能，其ODP值很低，为0.03，几乎不破坏臭氧层，因此被选作CFC-113的替代品，但单独使用HCFC-225时，在含水条件下产生酸，对金属造成腐蚀。而且对不同的清洗要求、清洗方式和清洗环境，单一组份难以达到理想的清洗效果，因此需要与其它具有不同特性的溶剂混合组成组合物，以满足各种不同的清洗要求。
中国专利申请91101212.5公开了一种共沸溶剂组合物，一种含二氯五氟丙烷和氟代醇的共沸溶剂组合物。在清洗力(特别是清洗焊药)、不燃性、化学稳定性和选择性溶解本领方面，该组合物非常好，而且具有低沸点、高溶解度和易控制溶剂的液体组成以及易回收和重复使用等优点。
中国发明专利ZL91101481.0说明书公开了一种二氯五氟丙烷和反式-1，2-二氯乙烯与甲醇或乙醇或异丙醇的三元共沸组合物。该共沸溶剂组合物作为电子清洗剂，主要作为从印刷电路板上除去焊剂和焊剂残渣的溶剂使用。
上述二发明公开的含二氯五氟丙烷的共沸组合物主要应用于密闭的清洗环境下清洗焊剂和焊剂残渣，要求易控制溶剂的液体组成、易回收和重复使用溶剂，而且还要求混合溶剂可应用于蒸汽清洗，因此，该类混合溶剂必须是共沸混合物，沸点较低、易挥发，且对各组份的配比要求严格，成本高。由于挥发时吸收热量，造成周围空气中水份在被清洗表面的凝结，从而引起导电的发生，此类共沸组合物作为电子设备的清洗剂使用有一定的局限性，尤其无法满足电子设备在运行状态或带电状态下、开放式的清洗环境中，去除设备表面的油污、盐份、尘粒、水份等的清洗要求。
发明内容
本发明提供一种电子设备清洗剂，其臭氧消耗潜能低，同时具有适度的溶解性能和挥发速率，适用于电子设备清洗，尤其适用于电子设备在运行状态或带电状态下的清洗。
作为电子设备清洗剂，尤其当电子设备在运行状态或带电状态下进行清洗时的清洗剂，具有合适的挥发速率非常重要。如果挥发速率过快，挥发所需的热量会造成被清洗表面迅速冷却，空气中的水蒸汽随即在冷表面凝结甚至结霜，在带电工作环境下，这是十分危险的。反之，过慢的挥发速率意味着清洗剂在工件表面的长时间滞留，这不仅是清洗能力不足的表现，也直接影响工件的工作状态。
用于本发明的HCFC-225是3，3-二氯-1，1，1，2，2-五氟丙烷与同分异构体1，3-二氯-1，1，2，2，3-五氟丙烷的混合物，作为清洗溶剂时主要特点为：1、挥发速率适中；2、相对CFC-113溶解能力较弱；3、贮存稳定性稍差；4、价格高。因此必须有适量高沸点溶剂的加入，以调整挥发速率，同时也可加入其它溶剂以改善其溶解能力、提高稳定性和降低成本。由于本发明的适用条件不需要回收和重复使用，因而不要求组成共沸物，因此对HCFC-225二种异构体之间的配比要求不是很严格。
研究发现，一定量C5～C15的烷烃混合物与HCFC-225配伍，可以容易地控制清洗剂挥发速率，并达到原有CFC-113清洗剂的挥发水平。配伍后的组合物不仅具有较强的溶解能力，同时具有合适的挥发速率，符合电子设备的清洗剂的要求。
C5～C15的烷烃混合物是指直链烷烃、支链烷烃、环烷烃或它们的混合物，该类物质不消耗臭氧。
HCFC-225中随着C5～C15的烷烃混合物的增加，其形成的组合物的挥发速率降低，并阻止水蒸汽在清洗剂挥发过程中对设备表面的凝结，还有助于清洗剂本身所含水分的挥发，但清洗能力逐渐下降，稳定性稍差。研究发现，50-95％的HCFC-225和5-20％的C5～C15的烷烃混合物配伍，其挥发速率、清洗能力均可达到原有CFC-113清洗剂的相当水平。
三氟乙醇为一种氟代醇，分子式为CF3CH2OH，该化合物不消耗臭氧。研究证明，一定量的三氟乙醇存在，使HCFC-225即使在含水条件下也不容易分解产生酸，增加稳定性，对金属不腐蚀。同时三氟乙醇作为一种极性溶剂，对极性污物增加清洗能力。在本发明混合物中加入0-20％的三氟乙醇，可提高组合物的稳定性，增加清洗能力。
醇醚类溶剂，其溶解能力强，挥发速率适中，对有机油污具有较好的清洗能力，该类物质不消耗臭氧。在本发明的混合物中加入0-10％的醇醚，有助于提高组合物的清洗能力，适应不同被清洗材料的清洗要求。
所述的醇醚是乙二醇甲醚、乙二醇***、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、乙二醇异丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇***、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、丙二醇异丁醚或它们的混合物。
氯代烯烃由于具有较强的溶解能力常被用作清洗剂，该类化合物也不消耗臭氧。在本发明的混合物中加入0-10％的氯代烯烃，有助于提高组合物的清洗能力，适应于清洗重度污染的场合。
所述的氯代烯烃是1，2-二氯乙烯、1，1-二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯或它们的混合物。
为改善本发明清洗剂的气味，本发明中可加入少量的完全挥发的不含水分的香精，如柠檬香精、甜橙香精等。
本清洗组合物的特征是臭氧消耗值(ODP)低，能替代CFC-113清洗剂作为电子设备清洗剂，表面张力低，清洗效率高，挥发速度适中，闪点高或无闪点，耐电压值高，与材料相溶性好，对金属、玻璃、陶瓷、聚碳酸酯、聚苯醚、尼龙、环氧树脂、聚乙烯无腐蚀，各项参数都可以和CFC-113清洗剂匹敌。
本清洗混合物经不同组分配伍后，可用于清洗无机和有机物质表面，包括金属、玻璃、陶瓷、聚合物(如聚碳酸酯、聚苯醚、尼龙、环氧树脂、聚乙烯等)的清洗，能有效地去除表面所沾附的油污、盐份、尘粒、水份等。适合的清洗方法包括超声波清洗、液体溶剂喷淋，特别是电子设备在运行状态或带电状态下的清洗有很好的效果。
附图说明
图1为实施例1清洗剂、CFC-113清洗剂、HCFC-225挥发速率的测试结果；
图2为实施例1清洗剂挥发过程中含水量变化的测试结果；
图3为实施例1清洗剂在挥发过程中表面电阻变化的测试结果；
表1为实施例1清洗剂对各种材料的相容性实验结果；
表2为实施例1清洗剂、CFC-113清洗剂的清洗能力测试结果；
表3为实施例1清洗剂、CFC-113清洗剂的表面张力测试结果；
表4为实施例2-14清洗剂的挥发速率、稳定性、清洗能力的测定结果；
表5为CFC-113清洗剂、实施例1清洗剂、实施例8清洗剂、实施例13清洗剂的稳定性测试结果。
具体实施方式
实施例1：
将HCFC-225与C5～C15的直链烷烃以重量比为95∶5的比例计量后，混合均匀成混合物，对该清洗剂进行各项指标测试。
1、对该清洗剂、HCFC-225、CFC-113清洗剂挥发速率的比较。测定结果如图1所示，C5～C15的烷烃混合物的加入，降低了清洗剂的挥发速率，并达到原有CFC-113清洗剂的挥发水平。
2、清洗剂挥发过程中的含水量测定。测定结果如图2所示，可见，由于C5～C15的烷烃混合物的加入，阻止水蒸汽在清洗剂挥发过程中对设备表面的凝结，还有助于清洗剂本身所含水分的挥发。
3、清洗剂在挥发过程中的导电安全性评价。鉴于本发明清洗剂本身并不是绝对的共沸物，挥发过程中会发生化学组成变化，因此对清洗剂在挥发过程中表面电阻的变化情况进行测定，以确保使用安全。测试结果如图3，从图中可见，随着清洗剂的挥发，清洗剂本身的表面电阻在增大，对电子设备在运行状态或带电状态下的清洗而言更安全。
4、清洗剂与材料的相容性。测试结果如表1所示，可见，本实施例清洗剂对常用的材料均无溶胀、无腐蚀性。
5、清洗剂清洗能力的评价。采用常规方法测定了该清洗剂对硅脂、天然油脂、氯化钠的清洗能力，结果见表2，可见，本实施例的清洗能力与CFC-113清洗剂相当。另外，测定了该清洗剂的表面张力，结果见表3，表明其渗透、润湿和清理复杂表面能力比CFC-113清洗剂强。
6、清洗剂的稳定性测试。通过测定本实施例清洗剂在不同时间内的氯离子含量，结果见表5，其贮存稳定性比CFC-113清洗剂稍差。
实施例2：
将HCFC-225与C5～C15的直链烷烃以重量比为75∶25的比例计量后，混合均匀成混合物，对该清洗剂的挥发速率、清洗能力的测试，结果如表4所示。
实施例3-14：将HCFC-225、烷烃、三氟乙醇、醇醚、氯代烯烃以不同的重量比比例计量后，混合均匀成混合物，对清洗剂进行清洗剂的挥发速率、清洗能力的测试，结果如表4所示。
实施例3-8：
实施例9-14：
各实施例所配制的清洗剂经检测对常用材料均无溶胀、无腐蚀性。
各清洗剂的挥发速率、清洗能力的测定结果如表4所示。
选取实施例8和实施例13，作稳定性测试。通过测定清洗剂在不同时间内的氯离子含量，结果见表5，表明三氟乙醇、醇醚的加入可提高清洗剂的贮存稳定性。
Claims (4)
1. 一种电子设备清洗剂，包括以下组分，各组分的重量百分比为：
二氯五氟丙烷 50-95％
C5～C15的烷烃混合物 5-20％
所述的C5～C15的烷烃混合物为直链烷烃、支链烷烃、环烷烃或它们的混合物。
2. 根据权利要求1所述的电子设备清洗剂，包括以下组分，各组分的重量百分比为：
二氯五氟丙烷 50-95％
C5～C15的烷烃混合物 5-20％
三氟乙醇 0-20％
醇醚 0-10％
氯代烯烃 0-10％。
3. 根据权利要求2所述的电子设备清洗剂，其特征在于：所述的醇醚是乙二醇甲醚、乙二醇***、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、乙二醇异丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇***、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、丙二醇异丁醚或它们的混合物。
4. 根据权利要求2所述的电子设备清洗剂，其特征在于：所述的氯代烯烃是1，2-二氯乙烯、1，1-二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯或它们的混合物。
Priority Applications (1)
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