DE3911078A1

DE3911078A1 - Reinigungszusammensetzungen

Info

Publication number: DE3911078A1
Application number: DE3911078A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Chem Dr Rer Buchwald; Boleslaus Raschkowski; Dieter Singer
Original assignee: Kali Chemie AG
Current assignee: Kali Chemie AG
Priority date: 1989-01-13
Filing date: 1989-04-06
Publication date: 1990-10-11
Also published as: EP0378140B1; ES2070931T3; FI900193A0; FI94424C; DE59008869D1; US5114609A; FI94424B; EP0378140A2; JPH02289696A; KR900011890A; ATE121127T1; EP0378140A3; KR920003122B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf verbesserte Reinigungszusammensetzungen auf der Basis von Fluorchlorkohlenwasserstoffen, Alkanolen und Estern aus der Gruppe Ethylpropionat, Methylpropionat und Ethylacetat, wie diese Gegenstand des Hauptpatents . . . (Patentanmeldung P 39 00 804) sind.

Es ist allgemein bekannt, für industrielle Reinigungsverfahren oder für die Dampfentfettung neben reinen chlorierten und/oder fluorierten Kohlenwasserstoffen auch Gemische von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (als Hauptlösungsmittel) mit einem Colösungsmittel einzusetzen. Solche Gemische können sowohl nichtazeotrop als auch azeotrop bzw. azeotropartig sein. Unter azeotropartig wird dabei verstanden, daß Gemische über einen größeren Konzentrationsbereich im wesentlichen konstant sieden (Änderung der Siedetemperatur um nicht mehr als 5°C) und sich für den praktischen Einsatz daher ähnlich wie Azeotrope verhalten.

Es wurden bereits viele Anstrengungen unternommen, um Reinigungszusammensetzungen mit den gewünschten Eigenschaften zu erzielen. So ist zum Beispiel aus der DE-OS 29 42 799 bekannt, Gemische aus Trichlortrifluorethan mit Ethanol und Methylacetat zur Entfernung von Harzlötflußmitteln einzusetzen.

Die bekannten Gemische sind in ihren anwendungstechnischen Eigenschaften aber immer noch verbesserungsbedürftig. Insbesondere haben sich im Zusammenhang mit den technischen Weiterentwicklungen im Bereich der Flußmittel neue Anforderungen hinsichtlich der Entfernung dieser neuentwickelten Flußmittel ergeben. Diese Anforderungen werden durch die bekannten Lösungsmittelgemische nicht immer oder häufig nur unbefriedigend erfüllt. Es besteht daher ein Bedarf an neuen Lösungsmittelgemischen mit neuen, speziellen Eigenschaften.

Es bestand daher die Aufgabe, neue Lösungsmittelgemische zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik überwinden und insbesondere zur Entfernung moderner Flußmittel besonders gut geeignet sind.

Die Aufgabe wird gelöst durch die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen und die erfindungsgemäßen Verwendungen.

Gegenstand der Erfindung sind Zusammensetzungen mit einem Gehalt an 98,9 bis 45 Gew.-% eines Fluorchlorkohlenwasserstoffes mit 1 bis 3 C-Atomen, 1,0 bis 50 Gew.-% eines Alkanols mit 1 bis 4 C-Atomen und 0,1 bis 5 Gew.-% eines Esters aus der Gruppe Ethylpropionat, Methylpropionat oder Ethylacetat nach Patent . . . (Patentanmeldung P 39 00 804), die sich dadurch auszeichnen, daß der Fluorchlorkohlenwasserstoff ausgewählt ist aus der Gruppe der Dichlortrifluorethane oder der Dichlordifluorethane.

In einer Untervariante der Erfindung sind die Zusammensetzungen dadurch gekennzeichnet, daß sie 97,5 bis 89,0 Gew.-% des Fluorchlorkohlenwasserstoffes, 2,0 bis 8,0 Gew.-% des Alkanols und 0,5 bis 3,0 Gew.-% des Esters enthalten.

Dichlortrifluorethane im Sinne der Erfindung sind
1,1-Dichlor-2,2,2-trifluorethan (R123),
1,2-Dichlor-1,1,2-trifluorethan (R123a) und
1,1-Dichlor-1,2,2-trifluorethan (R123b).

Dichlordifluorethane im Sinne der Erfindung sind
1,2-Dichlor-1,2-difluorethan (R132),
1,1-Dichlor-2,2-difluorethan (R132a),
1,2-Dichlor-1,1-difluorethan (R132b) und
1,1-Dichlor-1,2-difluorethan (R132c).

Besonders bevorzugt sind Zusammensetzungen, in denen das Dichlortrifluorethan 1,1-Dichlor-2,2,2-trifluorethan (R123) ist, sowie solche Zusammensetzungen, in denen das Dichlordifluorethan 1,2-Dichlor-1,2-difluorethan (R132) ist.

Die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendeten Alkanole mit 1 bis 4 C-Atomen sind ausgewählt aus der Gruppe Methanol, Ethanol, i-Propanol, n-Propanol, n-Butanol, sek. Butanol und tert. Butanol. Als besonders günstig erweist sich Ethanol. Aber auch Methanol oder Isopropanol sind gut geeignet.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind bei Raumtemperatur klare Lösungen, denen an sich bekannte Additive zugesetzt werden können.

Eine Gruppe an sich bekannter Additive sind Stabilisatoren. Unter dieser Gruppe werden solche Verbindungen zusammengefaßt, die eine unerwünschte Reaktion von Bestandteilen der Zusammensetzung untereinander oder mit anderen Reaktionspartnern, wie beispielsweise Luftsauerstoff, Wasser, Metall usw., verhindern. Bekannte Stabilisatoren sind beispielsweise Nitroalkane, insbesondere Nitromethan, Nitroethan, Alkylenoxide, insbesondere Butylenoxid, oder verzweigte Alkinole wie z. B. 2-Methyl-butin-3-ol-2. Diese Stabilisatoren können allein oder miteinander in Kombination eingesetzt sein, wobei Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgemisch gut geeignet sind.

Eine weitere Gruppe von Additiven umfaßt an sich bekannte Verbindungen aus der Gruppe der Korrosionsinhibitoren, nichtionische oder ionische Emulgatoren, Farbstoffe etc. Die obengenannten Zusammensetzungen haben zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten auf dem Sektor der Reinigung und/oder Dampfentfettung. Bei diesen an sich bekannten Verfahren wird der zu reinigende Gegenstand in ein oder mehreren Stufen in flüssiges und/oder dampfförmiges Reinigungsgemisch getaucht oder mit flüssigem Reinigungsgemisch besprüht. Die Reinigungswirkung kann in bekannten Verfahren durch Anwendung von erhöhter Temperatur und/oder Ultraschall und/oder Rühren gesteigert werden. Ebenso ist eine Verbesserung der Reinigungswirkung durch mechanische Einwirkung, wie z. B. Bürsten, bekannt.

Beispielsweise verwendet die elektronische Industrie für Lötverfahren vorherrschend organische Harzflußmittel, deren Überschüsse nach dem Lötvorgang von Leiterplatten entfernt werden müssen. Dies erfolgt mit organischen Lösungsmitteln, die mit den Leiterplatten und den elektronischen Teilen verträglich sind, d. h. das Lösungsmittel darf nicht mit diesen reagieren. Die zu entfernenden Harzflußmittel sind Gemische polarer und nichtpolarer Verbindungen und enthalten oftmals zusätzlich spezielle Aktivatoren. Fluorierte Kohlenwasserstoffe allein, die nicht polar sind, sind zur Entfernung der polaren Komponenten der Harze nicht wirksam. Ebensowenig sind an sich bekannte Gemische, die neben fluorierten Kohlenwasserstoffen einen Alkohol enthalten in der Lage, insbesondere spezielle hochaktivatorhaltige Flußmittel vollständig zu entfernen. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können jedoch sowohl die polaren als auch die nichtpolaren Komponenten entfernen und sind daher als Entfernungsmittel für Harzflußmittel, insbesondere für solche mit hohem Aktivatorgehalt, auf breiter Basis wirksam.

So lassen sich unbestückte und bestückte (insbesondere auch SMD-bestückte) Leiterplatten auch bei Verwendung von Flußmitteln mit hohem Aktivatoranteil problemlos mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen reinigen, ohne daß es zu den bei Einsatz der üblichen Reinigungsmittel gefürchteten "weißen Beläge" kommt.

Die neuen Zusammensetzungen gemäß der Erfindung sind auch erwünschte Systeme für Kühl- und Schmiermittel, da die Zusammensetzungen eine niedrige Oberflächenspannung, eine niedrige Viskosität und zum größten Teil eine hohe Dichte von etwa 1,4 bis 1,6 g/cm³ bei 20°C besitzen. Die obigen physikalischen Eigenschaften sind jene, die für Schmiermittelanwendungen erwünscht sind. Beispielsweise sind die Zusammensetzungen nach der Erfindung erwünscht, wenn das Gemisch als ein Schmiermittel in metallverarbeitenden Maschinen verwendet wird, wie z. B. beim Bohren, Fräsen, Drehen, Gewindeschneiden, Stanzen oder dergleichen, wo eine rückstandsfreie Oberfläche erforderlich ist. Für diese Anwendungen können insbesondere auch an sich bekannte Schmiermitteladditive (wie z. B. in DE-OS 33 42 852 oder DE-OS 33 35 870 beschrieben) zugesetzt werden.

Die niedrige Oberflächenspannung, die hohe Benetzungsfähigkeit und Dichte der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung machen diese besonders geeignet zur Reinigung von Kapillarsystemen.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können beispielsweise auch wie folgt eingesetzt werden:

- zur Reinigung von Kleinteilen bzw. Schüttgut (vorzugsweise in geschlossenen Anlagen),
- zum Strippen von Lack,
- als spezielles Lösungs-, Extraktions- und/oder Umkristallisationsmittel in der chemischen und pharmazeutischen Industrie.

Wie eingangs erwähnt, sind zwar aus der DE-OS 29 42 799 bereits Reinigungszusammensetzungen bekannt, die als Fluorchlorkohlenwasserstoff 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan, als Alkanol Ethanol und als Ester Methylacetat enthalten, und die zur Entfernung von Harzlötflußmitteln eingesetzt werden. Die Anwendung dieser Methylacetat-haltigen Zusammensetzungen gewährleistet jedoch nicht in jedem Fall den sehr hohen Reinheitsgrad, der in speziellen Einsatzgebieten, z. B. bei der Reinigung von Bauteilen und Leiterplatten in der elektronischen Industrie, erforderlich ist. Sie sind daher in ihren Eigenschaften teils ebenso unzureichend wie die im Stand der Technik bekannten Fluorchlorkohlenwasserstoff/Alkanol-Zusammensetzungen ohne einen Zusatz wie Methylacetat. Es überrascht daher um so mehr, daß die neuen erfindungsgemäßen Gemische, die Fluorchlorkohlenwasserstoffe, Alkanole und als Zusatz die Ester Ethylpropionat, Methylpropionat oder Ethylacetat enthalten, überlegene Reinigungseigenschaften zeigen und für die genannten Anwendungen sehr gut geeignet sind. Durch die erfindungsgemäßen Gemische werden auf einem breiten Anwendungsgebiet neue Problemlösungen ermöglicht. Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch in ihrem Umfang zu begrenzen. Sofern nicht anders angegeben, sind % immer Gewichtsprozent.

Beispiele 1 bis 3 Reinigung von Leiterplatten

In einer handelsüblichen 2-Kammer-Reinigungsanlage wurden Reinigungsversuche mit Leiterplatten, die mit stark aktivatorhaltigem Lötflußmittel verunreinigt waren, vorgenommen. Die Reinigungszusammensetzungen, Reinigungsbedingungen und Reinigungsergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.

Claims

1. Zusammensetzungen mit einem Gehalt an 98,9 bis 45 Gew.-% eines Fluorchlorkohlenwasserstoffes mit 1 bis 3 C-Atomen, 1,0 bis 50 Gew.-% eines Alkanols mit 1 bis 4 C-Atomen und 0,1 bis 5 Gew.-% eines Esters aus der Gruppe Ethylpropionat, Methylpropionat oder Ethylacetat nach Patent . . . (Patentanmeldung P 39 00 804), dadurch gekennzeichnet, daß der Fluorchlorkohlenwasserstoff ausgewählt ist aus der Gruppe der Dichlortrifluorethane und der Dichlordifluorethane.

2. Zusammensetzungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 97,5 bis 89,0 Gew.-% des Dichlortrifluorethans oder Dichlordifluorethans, 2,0 bis 8,0 Gew.-% des Alkanols und 0,5 bis 3 Gew.-% des Esters enthalten.

3. Zusammensetzungen gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichlortrifluorethan 1,1-Dichlor-2,2,2-trifluorethan (R123) ist.

4. Zusammensetzungen gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichlordifluorethan 1,2-Dichlor-1,2-difluorethan (R132) ist.

5. Zusammensetzungen gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkanol ausgewählt ist aus der Gruppe Methanol, Ethanol, i-Propanol, n-Propanol, n-Butanol, sek. Butanol und tert. Butanol.

6. Zusammensetzungen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an Stabilisator von 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgemisch, vorzugsweise aus der Gruppe Nitroalkan, Alkylenoxid und/oder Alkinol.

7. Verwendung der Gemische gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche in Tauch- und/oder Sprüh-Reinigungsverfahren oder bei der Dampfentfettung.