專利名稱：含有氟化烴和含氧溶劑的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氟化烴的領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明的目的是含有氟化烴和含氧溶劑的新組合物。這些新組合物尤其在HCFC 141b(氫氯氟碳化物141b)的任何溶劑應(yīng)用中是可使用的，尤其在各種固體表面處理操作中是可使用的，這些操作例如是固體表面洗滌、脫脂、去焊劑(défluxage)或干燥。
1，1-二氯-1-氟乙烷(以其名稱HCFC141b為人們所知)在工業(yè)上廣泛地用于各種各樣固體表面的洗滌與脫脂(金屬件、玻璃、塑料、復(fù)合材料)，這些應(yīng)用要求其表面沒(méi)有殘留雜質(zhì)，或其殘留雜質(zhì)盡可能地低，有機(jī)性質(zhì)的雜質(zhì)更是如此?？梢蕴岬剿诓煌I(yè)的重金屬件脫脂、高精度高質(zhì)量機(jī)械件洗滌中的應(yīng)用，例如航空、航空航天、電子、機(jī)械、金銀制品、刀剪業(yè)、鐘表業(yè)、醫(yī)用假器。還可以提到它在制造印刷電路領(lǐng)域中用于除去使用殘留物質(zhì)，以改善焊接質(zhì)量(用術(shù)語(yǔ)焊劑表示)，這種除去操作用術(shù)語(yǔ)去焊劑表示。
除其熱和化學(xué)穩(wěn)定性、可燃性、低毒性和低沸點(diǎn)(保護(hù)這些熱脆性件)外，HCFC141b還因其低表面張力(18.4mN/m)和其相對(duì)高的溶劑能力(Kauri-丁醇指數(shù)I.K.B.＝51)而在這些應(yīng)用中顯示出特別優(yōu)良的性能。這后兩種化學(xué)性能使其具有良好溶解脂肪污垢的能力，特別地對(duì)于包括孔、槽或溝的復(fù)雜件它們更具有這種能力，如在例如精密機(jī)械、鐘表業(yè)或刀剪業(yè)領(lǐng)域中可以看到的。
但是，由于它對(duì)臭氧層不是沒(méi)有作用(臭氧降解電位ODP＝0.11)，因此HCFC141b越來(lái)越受到要將其廢止的重要規(guī)定的約束。于是，歐洲對(duì)臭氧層有害物質(zhì)的規(guī)定(2037/2000號(hào))從2002年1月1日起禁止在這些溶劑應(yīng)用中使用HCFC，例如HCFC141b，航空和航空航天領(lǐng)域除外，而在這些領(lǐng)域這種禁止規(guī)定從2008年起在歐洲區(qū)域內(nèi)生效。
曾提出一些針對(duì)上述這些領(lǐng)域中取代HCFC141b的替代辦法，特別地使用HFC(氫氟碳化物)和/或HFE(氫氟醚)。HFC和HFE對(duì)臭氧層沒(méi)有任何作用(對(duì)其生效規(guī)定ODP為零或忽略不計(jì))。
在已使用的非常熟知的HFC中，例如可以列舉1，1，1，3，3-五氟丁烷(365mfc)、1，1，1，2，3，4，4，5，5，5-十氟戊烷(4310mee)、1，1，1，2-四氟乙烷(134a)、五氟乙烷(125)、1，1，1-三氟乙烷(143a)、二氟甲烷(32)、1，1-二氟乙烷(152a)、1-氟乙烷(161)、1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(227ea)、1，1，1，3，3-五氟丙烷(245fa)、八氟丙烷(218)、(全氟丁基)-乙烯(C4H9CH＝CH2)、1，1，2，2，3，4，5-七氟環(huán)戊烷(C5H3F7)、全氟己基乙烯(C6F13CHCH2)、十三氟己烷(C6F13H)、全氟(甲基嗎啉)(PF5052)，以及它們的混合物，它們都可以有助于改善某些性能，例如非可燃性。
在已使用的非常熟知的HFE中，例如可以列舉甲基七氟丙醚(C3F7OCH3)、甲基九氟丁醚(C4F9OCH3)、乙基九氟丁醚(C4F9OC2H5)、全氟吡喃(C5F10O)以及它們的混合物。
HFC和HFE的物理化學(xué)性質(zhì)可與HCFC141b的相比良好的熱和化學(xué)穩(wěn)定性、低毒性、低沸點(diǎn)、低表面張力。但是，它們的溶劑能力不如HCFC141b。HFC 4310 mee和HFE C4F9OCH3的Kauri-丁醇指數(shù)(I.K.B.)分別是9和10，而HCFC 141b為51。由此可得出這些化合物在固體表面處理應(yīng)用中的效率明顯低于HCFC 141b的效率。
令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，往由一種或多種鹵代化合物的混合物組成的氟化基料中添加4-羥基-4-甲基-2-戊酮(也稱之二丙酮醇，下面表示為DAA)與二甲基亞砜(下面表示為DMSO)和/或仲丁醇，所述的鹵代化合物的表面張力低于30mN/m(根據(jù)ISO 304-1985標(biāo)準(zhǔn))，并且對(duì)臭氧層的作用可忽略不計(jì)(ODP為零或忽略不計(jì))，得到一種新的組合物，它的應(yīng)用性能與HCFC 141b的相當(dāng)。此外，這些組合物對(duì)臭氧層沒(méi)有破壞作用。因此，在這種溶劑應(yīng)用領(lǐng)域中，它們是一種完全令人滿意的HCFC 141b的替代品。
因此，本發(fā)明的目的是一些含有氟化基料、二丙酮醇(DAA)、DMSO和/或仲丁醇的組合物。
除非另外指出，在本說(shuō)明書(shū)中指明本發(fā)明組合物含量所使用的百分?jǐn)?shù)都是重量百分?jǐn)?shù)。
有利地，本發(fā)明組合物含有1-88％氟化基料、5-94％DAA、5-70％DMSO和/或仲丁醇。
DMSO或仲丁醇的含量有利地至多等于DAA的含量。優(yōu)選地，本發(fā)明的組合物含有5-80％氟化基料、15-85％DAA和5-50％DMSO和/或仲丁醇。
本發(fā)明組合物中可使用的氟化基料應(yīng)當(dāng)理解是一種或多種鹵代化合物的混合物，其表面張力低于30mN/m，并且對(duì)臭氧層的作用可忽略不計(jì)(ODP為零或忽略不計(jì))。一種或多種鹵代化合物可以選自氫氟碳化物(HFC)和/或氫氟醚(HFE)。
作為HFC的非限制性實(shí)例，可以列舉1，1，1，3，3-五氟丁烷(365mfc)、1，1，1，2，3，4，4，5，5，5-十氟戊烷(4310mee)、1，1，1，2-四氟乙烷(134a)、五氟乙烷(125)、1，1，1-三氟乙烷(143a)、二氟甲烷(32)、1，1-二氟乙烷(152a)、1-氟乙烷(161)、1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(227ea)、1，1，1，3，3-五氟丙烷(245fa)、八氟丙烷(218)、(全氟丁基)-乙烯(C4H9CH＝CH2)、1，1，2，2，3，4，5-七氟環(huán)戊烷(C5H3F7)、全氟己基乙烯(C6F13CHCH2)、十三氟己烷(C6F13H)、全氟(甲基嗎啉)(PF5052)。
作為HFE的非限制性實(shí)例，可以列舉甲基七氟丙醚(C3F7OCH3)、甲基九氟丁醚(C4F9OCh3)、乙基九氟丁醚(C4F9OC2H5)和全氟吡喃(C5F10O)。
這些化合物中大多數(shù)都可從市場(chǎng)上獲得。
在本發(fā)明組合物可使用的氟化基料中，例如可以列舉HFC 365mfc/HFC 4310mee、HFC 365mfc/HFC 4310mee/HFC 227ea、HFC227ea/HFE二元或三元混合物。
優(yōu)選地，使用HFC 365mfc和HFC 4310mee混合物作為氟化基料。有利地，這些混合物含有5-95％HFC 365mfc和5-95％HFC 4310mee。這些混合物任選地還含有HFC 227ea。一種優(yōu)選的混合物是由80％HFC 365mfc和20％HFC 4310mee組成的。另一種優(yōu)選的混合物是由50％HFC 365mfc和50％HFC 4310mee組成的。
這種氟化基料還可以含有其沸點(diǎn)47.8℃的反式-1，2-二氯乙烯。
本發(fā)明特別有意義的組合物是由50％氟化基料、40％DAA和10％DMSO組成的。另一個(gè)有意義的組合物是由30％氟化基料、23.33％DAA、23.33％仲丁醇和23.33％DMSO組成的。
將這些組分簡(jiǎn)單混合就可以很容易地制備本發(fā)明的這些組合物。
本發(fā)明的這些組合物特別地可以用于這些同樣的應(yīng)用中，并且按照與HCFC 141b基的現(xiàn)有組合物同樣方式使用。它們因此特別適合于固體表面處理的應(yīng)用，例如固體表面的洗滌、脫脂、干燥，印刷電路的去焊劑。對(duì)于這些應(yīng)用，除HCFC 141b外，通常一方面使用較重的溶劑，例如石油餾分，或重乙二醇醚基溶劑混合物或無(wú)氟化基料的溶劑混合物，另一方面，含有表面活性劑的含水堿液。與這些其它溶液相比，本發(fā)明的組合物有許多優(yōu)點(diǎn)，其中較低的粘度，以及流動(dòng)性因此能使其更容易使用(尤其與重乙二醇醚相比)，漂洗也容易得多(尤其與石油餾分相比，石油餾分易于留下脂肪膜)。這些含水堿液需要一個(gè)與用溶劑漂洗和干燥獨(dú)立系統(tǒng)，并且產(chǎn)生難以清除的流出物。所有這些其它溶液一般不可能用于這些含水堿液與HCFC 141b運(yùn)行的同一機(jī)器中。本發(fā)明的組合物在使用HCFC 141b運(yùn)行的機(jī)器中是完全可使用的，并且它們顯然優(yōu)于這些其它溶液具有的性能水平，并且多價(jià)性高地多。
下面描述了用唯一附圖
表示的一種機(jī)器和運(yùn)行圖，它們說(shuō)明了處理固體表面的已知實(shí)施方式。
該機(jī)器包括兩個(gè)槽，一個(gè)洗滌槽(2)和一個(gè)漂洗槽(8)，和一個(gè)蓋(13)。這些槽(2)和(8)優(yōu)選地是高的，窄的，以便很好地捕集溶劑蒸汽。它們可以安裝超聲系統(tǒng)，待清洗件不太脆時(shí)可使用這些超聲系統(tǒng)。
啟動(dòng)時(shí)，借助熱電阻(1)將裝有本發(fā)明洗滌組合物的洗滌槽(2)加熱到該組合物中氟化基料的沸騰溫度。DAA(168℃)、DMSO(189℃)和仲丁醇(99.5℃)的沸騰溫度明顯高于氟化基料的沸騰溫度(一般低于55℃)，這些溶劑混合物依然在洗滌浴(2)的液相中，沒(méi)有顯著蒸發(fā)。
漂洗槽(8)只是裝有氟化基料。
槽(2)沸騰時(shí)的氟化基料蒸汽(3)通過(guò)冷卻蛇形管(4)回收到槽(5)中，循環(huán)到漂洗槽(8)。溫度探測(cè)器(9)和(10)能夠控制液相和蒸汽相的溫度。分離器(7)的作用是分離除去由大氣水蒸汽冷凝所得到的水。通過(guò)槽(8)溢流系統(tǒng)往洗滌槽(2)加入相對(duì)清潔的循環(huán)氟化基料，污垢百分?jǐn)?shù)與洗滌槽相比最大是10％。泵(11)允許過(guò)濾溶劑，主要留下固體微粒。與使用HCFC 141b類似，后者含有約30％污垢時(shí)可以更換洗滌槽。
使用這臺(tái)機(jī)器在于首先將待洗滌件浸沒(méi)在洗滌槽(2)中。
待處理表面可以是金屬表面，用無(wú)機(jī)玻璃、陶瓷或有機(jī)聚合物制成的表面。
待洗滌表面可以覆蓋不同的動(dòng)物、植物、礦物或合成源的脂肪物質(zhì)，例如像凡士林油、水溶性油或全部的油。它可以覆蓋焊劑(flux desoudure)。
本申請(qǐng)人沒(méi)有堅(jiān)持一種解釋，認(rèn)為在洗滌浴中DMSO和/或仲丁醇有利于在表面上的油滴轉(zhuǎn)變。DAA達(dá)到油滴分離，起到洗滌劑的作用。已發(fā)現(xiàn)仲丁醇對(duì)除去焊劑具有特別有益的作用。它與DAA構(gòu)成一種這類應(yīng)用的非常好的氟化基料添加劑。這些焊劑非常難以除去時(shí)，加入DMSO還能夠提高極性，達(dá)到非常好的效果。
洗滌件然后浸沒(méi)在漂洗浴液(8)中。由于從件表面帶走的結(jié)果，由純氟化基料構(gòu)成的漂洗浴液(8)可能逐漸地被脂肪物質(zhì)污染。如果強(qiáng)帶走，則可以使用第二種漂洗浴液。在機(jī)器冷卻區(qū)(6)中干燥之前，還可以在蒸汽相含有氟化基料的區(qū)(3)中進(jìn)行補(bǔ)充漂洗。
本發(fā)明的另一個(gè)目的因此是一種在機(jī)器中進(jìn)行固體表面處理的方法，其機(jī)器包括洗滌槽(2)和漂洗槽(8)，其特征在于洗滌槽(2)裝有本發(fā)明的組合物，而漂洗槽(8)裝有純氟化基料，這種氟化基料與洗滌槽(2)中的氟化基料相同或不同。
根據(jù)本發(fā)明方法的一種優(yōu)選實(shí)施方案，漂洗槽中的氟化基料與洗滌槽中的氟化基料是相同的。這種實(shí)施方式能夠得到清潔的件，沒(méi)有殘留油或焊劑，干燥，沒(méi)有微量溶劑。在洗滌困難的情況下，優(yōu)選的是使用一種含有高含量氟化基料，至少30％氟化基料的洗滌組合物；這種洗滌組合物已經(jīng)含有漂洗配方，于是有利于漂洗操作。如果一種或多種漂洗浴液含有除洗滌浴液中含有的氟化基料之外的一種氟化基料，也不超出本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明的組合物還可以用于其它的應(yīng)用，特別地HCFC 141b的應(yīng)用，例如織物干洗，致冷設(shè)備清洗，作為聚氨酯泡沫塑料膨化劑，作為氣霧膠推進(jìn)劑，載熱流體或硅氧烷沉積劑。
下面的實(shí)施例是純粹說(shuō)明本發(fā)明的，絲毫不應(yīng)該解釋為是對(duì)本發(fā)明的限制。這些實(shí)施例中指出組合物含量所使用的百分?jǐn)?shù)是重量百分?jǐn)?shù)。
實(shí)施例1為了評(píng)價(jià)本發(fā)明不同組合物的脫脂效率，使用了表面積8cm2的不銹鋼板。每塊板涂油，將大油滴在其中一個(gè)表面上展開(kāi)。這塊板在裝50ml待試驗(yàn)組合物的燒杯中于室溫下浸漬5分鐘。然后，從燒杯取出這塊板，瀝干，再在裝50ml純氟化基料的第二個(gè)燒杯中于室溫下浸漬2分鐘。這兩段沒(méi)有進(jìn)行任何攪拌。這塊板然后在室溫下干燥幾秒鐘直到蒸發(fā)氟化基料。通過(guò)目視評(píng)價(jià)無(wú)油板的表面比例確定其脫脂效率。表1匯集了采用的評(píng)分。
表1
進(jìn)行這些試驗(yàn)使用了三類油-化妝凡士林油-水溶性SHRADER油-MOBIL CUTREX 734油使用不同試驗(yàn)組合物得到的結(jié)果列于表2。
表2
本發(fā)明配方能夠達(dá)到板表面主要部分沒(méi)有油；它們對(duì)三種試驗(yàn)油都有良好的脫脂性能。
實(shí)施例2這個(gè)實(shí)施例使用了唯一附圖列出的脫脂機(jī)。
洗滌槽(2)裝有5升實(shí)施例1中編號(hào)L1的脫脂組合物。洗滌浴液升到氟化基料的沸騰溫度，即40℃。
漂洗槽(8)裝有5升同樣純氟化基料，它由80％HFC 365mfc和20％HFC 4310mee組成。漂洗槽(8)的溫度是40℃。
一種航空航天用的鍍金處理輕金屬件為平行六面體形狀，其尺寸約10×15×3cm，有涂全油的孔、溝，全油名稱是CASTROL公司的Variotcut D734(約1g)，其輕金屬件在洗滌槽(2)浸沒(méi)3分鐘，然后在漂洗槽(8)中浸沒(méi)1分鐘。在這種蒸汽相(3)中進(jìn)行第二次漂洗10秒，在機(jī)器(6)冷卻區(qū)進(jìn)行干燥10秒。
在這些條件下，這種件脫脂很完美。
對(duì)比實(shí)施例3采用與實(shí)施例2同樣的操作條件，但洗滌槽(2)裝有純氟化基料，它是由80％HFC 365mfc和20％HFC 4310mee組成的，如同漂洗槽(8)。
這種件在洗滌、漂洗和干燥后有微量的殘留油。
實(shí)施例4重復(fù)實(shí)施例2，但改變洗滌槽(2)中脫脂組合物的性質(zhì)(表3)。漂洗槽(8)裝有純氟化基料，它由80％HFC 365mfc和20％HFC 4310mee組成。
表3
所有這些組合物都得到極好的脫脂結(jié)果。
實(shí)施例5為了評(píng)價(jià)本發(fā)明2種組合物的去焊劑效率，使用了唯一附圖列出的洗滌機(jī)(配置了UItrason Annemasse超聲波的機(jī)器)，和裝有siliporite的分離器(7)。槽(2)和(8)的容量是20升。
洗滌槽(2)裝去焊劑組合物，溫度升到沸騰溫度，即67℃。
漂洗槽(8)裝單一氟化基料。漂洗槽的溫度是氟化基料沸騰溫度，即40℃。
待洗滌件(電路板)在洗滌浴液中浸沒(méi)約3-5分鐘，然后在漂洗浴液中浸沒(méi)2分鐘。然后直接在機(jī)器冷卻區(qū)(6)中進(jìn)行干燥。
試驗(yàn)了組合物M4和M6(表4)。
表4
組合物M4對(duì)有合成松香的電路板可得到極好的去焊劑結(jié)果。組合物M5有可能除去稱之不清潔的艱難焊劑。
權(quán)利要求
1.含有氟化基料、二丙酮醇(DAA)、DMSO和/或仲丁醇的組合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，該組合物含有1-88重量％氟化基料、5-94重量％DAA和5-70重量％DMSO和/或仲丁醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合物，它優(yōu)選地含有5-80％氟化基料、15-85％DAA和5-50％DMSO和/或仲丁醇。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求所述的組合物，其特征在于這種氟化基料含有一種或多種鹵代化合物，它們的表面張力低于30mN/m，臭氧降解電位(ODP)為零。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合物，其特征在于一種或多種鹵代化合物選自氫氟碳化物(HFC)和/或氫氟醚(HFE)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的組合物，其特征在于這種氟化基料還含有反式-1，2-二氯乙烯。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其特征在于一種或多種HFC選自1，1，1，3，3-五氟丁烷(HFC 365mfc)、1，1，1，2，3，4，4，5，5，5-十氟戊烷(HFC 4310mee)、1，1，1，2-四氟乙烷(HFC 134a)、五氟乙烷(HFC125)、1，1，1-三氟乙烷(HFC 143a)、二氟甲烷(HFC 32)、1，1-二氟乙烷(HFC 152a)、1-氟乙烷(HFC 161)、1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(HFC227ea)、1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC 245fa)、八氟丙烷(HFC 218)、(全氟丁基)-乙烯(C4H9CH＝CH2)、1，1，2，2，3，4，5-七氟環(huán)戊烷(C5H3F7)、全氟己基乙烯(C6F13CHCH2)、十三氟己烷(C6F13H)、全氟(甲基嗎啉)(PF5052)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一權(quán)利要求所述的組合物，其特征在于這種氟化基料含有HFC 365mfc和HFC 4310mee以及任選地HFC227ea的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其特征在于一種或多種HFE選自甲基七氟丙醚(C3F7OCH3)、甲基九氟丁醚(C4F9OCH3)、乙基九氟丁醚(C4F9OC2H5)、全氟吡喃(C5F10O)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述組合物在固體表面處理中的應(yīng)用，例如固體表面洗滌、脫脂、干燥，印刷電路去焊劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述組合物在織物干洗中的應(yīng)用。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述組合物在致冷設(shè)備洗滌中的應(yīng)用。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述組合物作為聚氨酯泡沫塑料膨化劑的應(yīng)用。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述組合物作為氣霧劑推進(jìn)劑的應(yīng)用。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述組合物作為載熱流體的應(yīng)用。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述組合物作為硅氧烷沉積劑的應(yīng)用。
17.在一種機(jī)器中進(jìn)行固體表面處理的方法，該機(jī)器包括洗滌槽(2)和漂洗槽(8)，其特征在于洗滌槽(2)裝有根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述的組合物，漂洗槽(8)裝有純氟化基料，這種氟化基料可以與洗滌槽(2)中的物質(zhì)不同。
全文摘要
本發(fā)明涉及涉及氟化烴。本發(fā)明的目的是提供含有氟化烴和含氧溶劑的新組合物。更特別地，所述的組合物含有氟化基料、二丙酮醇(DAA)、DMSO和/或仲丁醇。這種新組合物可以用于所有HCFC141b(氫氯氟碳化物141b)溶劑應(yīng)用，特別用于固體表面處理的各種操作，例如固體表面洗滌、脫脂、去焊劑或干燥。
文檔編號(hào)B08B3/08GK1738894SQ200480002333
公開(kāi)日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2004年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月17日
發(fā)明者B·阿圖菲爾, J·-P·拉利耶, E·拉斯泰萊蒂 申請(qǐng)人:阿肯馬公司