COMPOSITION CONTAINING 1,1,1,3,3-PENTAFLUOROBUTANE, METHYLENE CHLORIDE AND METHANOL FOR THE CLEANING AND/OR DRYING OF SOLID SURFACES

COMPOSITION A BASE DE 1,1,1,3,3-PENTAFLUOROBUTANE, DE CHLORURE DE METHYLENE ET DE METHANOL, POUR LE NETTOYAGE ET/OU LE SECHAGE DE SURFACES SOLIDES

Abrégé français

PRECIS DE LA DIVULGATION:
L'invention propose une composition comprenant en poids 30
à 69% de 1,1,1,3,3-pentafluorobutane (F365 mfc), 30 à 60% de
chlorure de méthylène et 1 à 10% de méthanol. Ces trois
composés forment un azéotrope positif (Eb. = 32,1°C à la
pression normale). La composition, éventuellement
stabilisée, peut être utilisée pour le nettoyage et/ou le
séchage de surfaces solides, en particulier pour le
défluxage des circuits imprimés et pour le dégraissage de
pièces mécaniques.

Revendications

Les réalisations de l'invention, au sujet
desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège
est revendiqué, sont définies comme il suit:
1. composition comprenant en poids de 30 à 69% de
1,1,1,3,3-pentafluorobutane, de 30 à 60% de chlorure de
méthylène, et de 1 à 10% de méthanol.
2. Composition selon la revendication 1,
contenant en poids de 49 à 61% de 1,1,1,3,3-
pentafluorobutane, de 37 à 46% de chlorure de méthylène, et
de 2 à 5% de méthanol.
3. Composition selon la revendication 2, sous
forme d'azéotrope bouillant à 32,1°C à la pression normale.
4. Composition selon la revendication 1, 2 ou 3,
comprenant en outre au moins un stabilisant.
5. Composition selon la revendication 4, dans
laquelle le stabilisant est un nitroalcane, un époxyde ou un
mélange de tels composés.
6. Composition selon la revendication 4, dans
laquelle la proportion de stabilisant est de 0,01 à 5% par
rapport au poids total du mélange: 1,1,1,3,3-pentafluorobu-
tane + chlorure de méthylène + méthanol.
7. Composition selon la revendication 5, dans
laquelle la proportion de stabilisant est de 0,01 à 5% par
rapport au poids total du mélange: 1,1,1,3,3-pentafluorobu-
tane + chlorure de méthylène + méthanol.

8. Utilisation d'une composition telle que
définie à la revendication 1, 2, 3, 5, 6 ou 7, pour le
nettoyage et/ou séchage de surfaces solides.
9. Utilisation d'une composition telle que
définie à la revendication 4, pour le nettoyage et/ou
séchage de surfaces solides.
10. Utilisation selon la revendication 8, pour le
défluxage des circuits imprimés et le dégraissage des pièces
mécaniques.
11. Utilisation selon la revendication 9, pour le
défluxage des circuits imprimés et le dégraissage des pièces
mécaniques.

Description

2101~13
COMPOSITION A BASE DE 1.1.1.3 ! 3-PENT~FLUOROBUTANE,
DE CHLORURE DE METHYLENE ET DE ME~HANOL, POUR LE :
NETTOYAGE ET/OU LE ~E HAGE DE SURFACE8 ~30LIDE8
s La présente invention concerne le domaine des hydrocar-
bures fluorés. Elle a plus particulièrement pour objet une
nouvelle composition présentant un azéotrope et utilisable
dans les applications de séchage, nettoyage, dégraissage et
nettoyage à sec de surfaces solides, en particulier dans le
défluxage et le nettoyage à froid de circuits imprimés.
Le 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroéthane (connu dans le
métier sous la désignation F113) est largement utilisé dans
l'industrie pour le nettoyage et le dégraissage des surfaces
solides. Outre son application en électronique au nettoyage
lS des flux de soudure pour éliminer le flux décapant qui adh~re
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 F113 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 F113 fait partie des chlorofluoro¢arbures
complatement halogénés qui sont actuellement suspectés d'at-
taquer ou de dégrader l'ozone stratosphérique. `
Pour contribuer ~ résoudre ce problème, la présente in-
vention propose de remplacer les compositions ~ base de F113
par une nouvelle composition à base de chlorure de méthylène,
de méthanol et de 1,1,1,3,3-pentafluorobutane. Ce dernier
compose, connu dans le métier sous la désignation F365 mfc,
est dépourvu d'effet destructeur vis-à-vis de l'ozone
(ODP = 0).
La composition à utiliser selon l'invention comprend de
30 à 69 ~ en poids de F365 mfc, de 30 à 60 % de chlorure de
m~thylène, et de 1 à 10 % de méthanol. Dans ce domaine, il

21010:~3
-- 2
existe un azéotrope dont la température d'ébullition est de
32,1C à la pression atmosphérique normale (1,013 bar) et la
composition selon l'invention a un comportement pseudo-azéo-
tropique, c'est-à-dire que la composition des phases vapeur
s et liquide est sensiblement la même, ce qui est particulière-
ment avantageux pour les applications visées. De préférence,
la teneur en F365 mfc est choisie entre 49 et 61 % en poids,
celle de chlorure de méthylène entre 37 et 46 % en poids, et
celle de méthanol entre 2 et 5 % en poids.
I0 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 F365 mfc/chlorure de méthylène/méthanol est
un azéotrope po~itif puisque son point d'ébullition (32,1C)
est inférieur à ceux des trois constituants (F365 mfc :
40C ; chlorure de méthyl~ne : 40C ; méthanol : 65C).
Comme dans les compositions connues à base de ~113, la
composition selon l'invention peut être avantageusement sta-
bilis~e contxe l'hydrolyse et/ou les attaques radicalairessusceptibles de survenir dans les processus de nettoyage, en
y ajoutant un stabilisant usuel tel que, par exemple, un
nitroalcane, un époxyde ou un mélange de tels composés, la
proportion de stabilisant pouvant aller de 0,01 à 5 ~ par
rapport au poids total : F365 mfc + chlorure de méthylène +
méthanol.
La composition selon l'invention peut être utilisée
dans les mêmes applications et selon les memes techniques que
les compositions antérieures à base de Fll~.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans la
limiter.
BXEMPLE 1 : M18E EN EVIDENCE DE L'AZEO~ROPE
Dans Ie bouilleur d'une colonne à distiller
(30 plateaux), on introduit 100 g de chlorure de méthylène,
50 g de méthanol et 100 g de F365 mfc. Le mélange est ensuite
mis ~ reflux total pendant une heure pour amener le syst~me à
l'équilibre. Au palier de température (32,1C), on prélève

21~10~3
- 3 -
une fraction (environ 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 F365 mfc/chlorure de
méthylène/méthanol.
. _ _
COMP DSITION ~% poi ds) _
F365 mfc CH Cl Méthanol ¦
_ ? 2
Mélange initial 40 40 20
Fraction prélevée 57 39,5 3,5
EXEMPLE 2 : VERIFICATION DE LA CONPOSITION AZEOTROPIQUE
Dans le bouilleur d'une colonne à distiller adiabatique
(30 plateaux), on introduit 200 g d'un mélange contenant en
poids 57 % de F365 mfc, 39,5 % de chlorure de méthylène, et
3,5 % de méthanol. Le mélange est ensuite porté à reflux pen-
dant une heure pour amener le système à l'équilibre, puis on
soutire une fraction d'environ 50 g et on procède à son ana-
lyse par chromatographie en phase gazeuse alnsi qu'à celle dupied de distillation. Les résultats consignés dans le tableau
suivant montrent la pr~sence d'un azéotrope positif puisque
son point d'ébullition est inférieur à ceux des constituants
purs : F365 mfc, chlorure de méthylène, méthanol.
_ . --~ : .
COMP D~IT ON ( % P~ ds ) l
F365 mfc CH2Cl2 Méthanol ¦
Mélange initial 57 39,5 3,5
Fraction recueillie 57 39,5 3,5 ¦
Pied de
distillation 57 39j5 3,5
Tempér~ure d'~bullition corrigée pour 1,013 ba r : 32,1C ¦
.. ~ . :-'.
.
. .
:

_ 4 2 1 ~ 10 1~
Cet azeotrope, employe pour le nettoyage de flux de
soudure ou en degraissage de pièces mecaniques, donne d'aussi
bons resultats que les compositions à base de F113 et de
methanol.
s
EXEMPLE 3 : COMPOSITION 8TABILISEE AU NITRONETHANE
Dans une cuve de nettoyage à ultra-sons, on introduit
150 g d'un melange contenant en poids 57 % de F365 mfc,
39,4 ~ de chlorure de methylène, 3,5 ~ de methanol et 0,1 %
de nitromethane comme stabilisant. Après avoir mis le système
~ reflux pendant une heure, on prelève un aliquat de la phase
vapeur. Son analyse par chromatographie en phase gazeuse
montre la presence de nitrométhane ce qui indique que le me-
lange est stabilisé dans la phase vapeur.
..
_ _ _. ._
. c~ ~MPO~I~ION ~% poid~) _ ~
F365 mfc CH2Cl~ Méthanol CH3No~ ¦¦
Mélange initial 57 39,4 3,5 0,1 ¦
Phase vapeur 5739,5 3,49 0,01 ¦
.. . _
EXEMPLE 4 : COMPOSITION STA~ILI8EE A L'OXYDE DE PROPY-
LENE
S$ on répete l'exemple 3 en remplaçant le nitrométhane
par l'oxyde de propylène, on obtient les résultats suivants :
_
. COMPOSITION (% poid~)
_ ~ . ..._
F365 mfc CH~Cl2 Méthanol C3H6O
Mélang~ initial 5739,4 3,5 0,1
Phase vapour _ 39,5 3,48 0,02
EXEMPLE 5 : NETTOYAGE DE FLUX DE SOUDURE
Dans une cuve ~ ultra-sons Annemasse, on introduit
200 g de la composition azéotropique F365 mfc/chlorure de
méthylène/méthanol, puis on porte le mélange à la température
d'ébullition.

- ~101~13
-- 5 --
Des circuits normalisés (modèle IPC-B-25), enduits de
flux de soudure et recuits à l'étuve pendant 30 secondes à
220C, ~ont plongés durant 3 minutes dans le liquide
l'ébullition sous ultra-sons, puis rincés dans la phase
S vapeur pendant 3 minutes.
Après séchage à l'air, une visualisation en lumière ra-
sante révele l'absence totale de résidu de flux de soudure.
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