Brevet FR2676066A1 — publié le 19921106

COMPOSITION A BASE DE 1,1-DICHLORO-1-FLUOROET Hk NE, DE 1,1,1,3,3-PENTAFLUOROBUTANE ET DE METHANOL, POUR LE NETTOYAGE ET/OU LE SECHAGE DE SURFACES SOLIDES La présente invention concerne le domaine des hydrocar- bures fluorés et chlorofluorés Elle a plus particulièrement pour objet une nouvelle composition présentant un azéotrope et utilisable dans les applications de séchage, nettoyage, dé- graissage et nettoyage à sec de surfaces solides, en particu- lier dans le défluxage et le nettoyage à froid de circuits imprimés. Le 1,1,2-trichloro-l,2,2-trifluoroéthane (connu dans le métier sous la désignation F 113) est largement utilisé dans l'industrie pour le nettoyage et le dégraissage des surfaces solides Outre son application en électronique au nettoyage des flux de soudure pour éliminer le flux décapant qui adhère aux circuits imprimés, on peut mentionner ses applications au dégraissage de pièces métalliques lourdes et au nettoyage de pièces mécaniques de haute qualité et de grande précision comme, par exemple, les gyroscopes et le matériel militaire ou aérospatial Dans ses diverses applications, le F 113 est le plus souvent associé à d'autres solvants organiques (par exemple le méthanol), de préférence sous forme de mélanges azéotropiques ou pseudo- azéotropiques qui ne démixent pas et qui, employés au reflux, ont sensiblement la même composition dans la phase vapeur que dans la phase liquide. Cependant, le F 113 fait partie des chlorofluorocarbures complètement halogénés qui sont actuellement suspectés d'attaquer ou de dégrader l'ozone stratosphérique. Pour contribuer à résoudre ce problème, la présente in- vention propose de remplacer les compositions à base de F 113 par une nouvelle composition à base 1,1,1,3,3-pentafluorobu- tane, de méthanol et de 1,1-dichloro-l-fluoroéthane Ce der- nier composé, connu dans le métier sous la désignation F 141 b, est pratiquement dépourvu d'effet destructeur vis-à-vis de l'ozone Il en est de même du 1,1,1,3,3-pentafluorobutane, connu dans le métier sous la désignation F 365 mfc. La composition à utiliser selon l'invention comprend de à 90 % en poids de F 141 b, de 9 à 33 % de F 365 mfc, et de 1 à 7 % de méthanol Dans ce domaine, il existe un azéotrope dont la température d'ébullition est de 29,10 C à la pression atmosphérique normale ( 1,013 bar) et la composition selon l'invention a un comportement pseudo-azéotropique, c'est-à- dire que la composition des phases vapeur et liquide est sen- siblement la même, ce qui est particulièrement avantageux pour les applications visées De préférence, la teneur en F 141 b est choisie entre 75 et 82 % en poids, celle du F 365 mfc entre 15 et 21 % en poids, et celle de méthanol entre 3 et 4 % en poids. La composition selon l'invention a en outre l'avantage important de ne pas présenter de point éclair dans les condi- tions standard de détermination (norme ASTM-D 3828); la com- position est donc ininflammable. L'azéotrope F 14 lb/F 365 mfc/méthanol est un azéotrope po- sitif puisque son point d'ébullition ( 29,10 C) est inférieur à ceux des constituants (F 141 b: 320 C; F 365 mfc: 400 C; métha- nol: 650 C). Comme dans les compositions connues à base de F 113, la composition selon l'invention peut être avantageusement stabi- lisée contre l'hydrolyse et/ou les attaques radicalaires sus- ceptibles de survenir dans les processus de nettoyage, en y ajoutant un stabilisant usuel tel que, par exemple, un ni- troalcane, la proportion de stabilisant pouvant aller de 0,01 à 5 % par rapport au poids total F 141 b + F 365 mfc + méthanol. La composition selon l'invention peut être utilisée dans les mêmes applications et selon les mêmes techniques que les compositions antérieures à base de F 113. Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter. EXEMPLE 1: MISE EN EVIDENCE DE L'AZEOTROPE Dans le bouilleur d'une colonne à distiller ( 30 plateaux), on introduit 100 g de F 365 mfc, 100 g de métha- nol et 100 g de F 141 b Le mélange est ensuite mis à reflux to- tal pendant une heure pour amener le système à l'équilibre Au palier de température ( 29,1 C), on prélève une fraction (envi- ron 50 g) qu'on analyse par chromatographie en phase gazeuse. L'examen des résultats, consignés dans le tableau sui- vant, indique la présence d'un azéotrope F 141 b/F 365 mfc/mé- thanol. COMPOSITION (% poids) F 141 b F 365 mfc Méthanol Mélange initial 33,3 33,3 33,4 Fraction prélevée 79,5 17,1 3,4 EXEMPLE 2: VERIFICATION DE LA COMPOSITION AZEOTROPIQUE Dans le bouilleur d'une colonne à distiller adiabatique ( 30 plateaux), on introduit 200 g d'un mélange contenant en poids 79,5 % de F 141 b, 17,1 % de F 365 mfc, et 3,4 % de métha- nol Le mélange est ensuite porté à reflux pendant une heure pour amener le système à l'équilibre, puis on soutire une fraction d'environ 50 g et on procède à son analyse par chro- matographie en phase gazeuse ainsi qu'à celle du pied de dis- tillation Les résultats consignés dans le tableau suivant montrent la présence d'un azéotrope positif puisque son point d'ébullition est inférieur à ceux des constituants purs: F 141 b, F 365 mfc, méthanol. COMPOSITION (% poids) F 14 lb F 365 mfc Méthai Mélange initial 79,5 17,1 3,4 Fraction recueillie 79,5 17,1 3,4 Pied de distillation 79,5 17,1 3,4 nol Température d'ébullition corrigée pour 1,013 bar: 29,1 C Cet azéotrope, employé pour le nettoyage de flux de sou- dure ou en dégraissage de pièces mécaniques, donne de bons résultats. EXEMPLE 3: COMPOSITION STABILISEE AU NITROMETHANE Dans une cuve de nettoyage à ultra-sons, on introduit g d'un mélange contenant en poids 79,4 % de F 141 b, 17,1 % de F 365 mfc, 3,4 % de méthanol et 0,1 % de nitrométhane comme stabilisant Après avoir mis le système à reflux pendant une heure, on prélève un aliquat de la phase vapeur Son analyse par chromatographie en phase gazeuse montre la présence de ni- trométhane ce qui indique que le mélange est stabilisé dans la phase vapeur. COMPOSITION (% poids) F 141 b F 365 mfc Méthanol CH 3 NO 2 Mélange initial 79,4 17,1 3,4 0,1 Phase vapeur 79,5 17,1 3,39 0,01 EXEMPLE 4: NETTOYAGE DE FLUX DE SOUDURE Dans une cuve à ultra-sons Annemasse, on introduit 200 g de la composition azéotropique F 141 b/F 365 mfc/méthanol, puis on porte le mélange à la température d'ébullition. Des circuits normalisés (modèle IPC-B-25), enduits de flux de soudure et recuits à l'étuve pendant 30 secondes à 220 C, sont plongés durant 3 minutes dans le liquide à l'ébullition sous ultra-sons, puis rincés dans la phase vapeur pendant 3 minutes. Après séchage à l'air, une visualisation en lumière ra- sante revèle l'absence totale de résidu de flux de soudure On a ainsi obtenu le même résultat qu'avec une composition F 113- méthanol ( 93,7 %-6,3 %). REVENDICATIONS 1 Composition comprenant en poids de 60 à 90 % de 1,1- dichloro-l-fluoroéthane, de 9 à 33 % de 1,1,1,3,3-pentafluoro- butane, et de 1 à 7 % de méthanol. 2 Composition selon la revendication 1 contenant en poids de 75 à 82 % de l,1-dichloro-1-fluoroéthane, de 15 à 21 % de 1,1,1,3,3- pentafluorobutane, et de 3 à 4 % de méthanol. 3 Composition selon la revendication 2 sous forme d'azéotrope bouillant à 29,1 C à la pression normale. 4 Composition selon l'une des revendications 1 à 3, com- prenant en outre au moins un stabilisant. Composition selon la revendication 4, dans laquelle le stabilisant est un nitroalcane. 6 Composition selon la revendication 4 ou 5, dans la- quelle la proportion de stabilisant est de 0,01 à 5 % par rap- port au poids total du mélange: 1,1-dichloro-1-fluoroé- thane + 1,1,1,3,3-pentafluorobutane + méthanol. 7 Application d'une composition selon l'une des revendi- cations 1 à 6 au nettoyage et/ou au séchage des surfaces so- lides. 8 Application selon la revendication 7 au défluxage des circuits imprimés et au dégraissage des pièces mécaniques.