КОМПОЗИЦИЯ МОЮЩЕГО РАСТВОРИТЕЛЯ Российский патент 2002 года по МПК C11D7/30 C11D7/50 

Изобретение относится к моющему растворителю (растворителю с моющей способностью), используемому вместо хлорфторуглеводородных (далее называемых "флон") растворителей и хлорсодержащих растворителей, и композиции на его основе.

Флон и хлорсодержащие растворители широко используются в настоящее время. Были разработаны различные технологии стабилизации и применения флона и хлорсодержащих растворителей.

Например, опубликованная Японская заявка на патент (далее обозначаемая как JP KOKAI) 3-173835 раскрывает способ стабилизации, в котором стабилизатор, выбираемый из группы, состоящей из нитросоединений, фенолов, аминов, простых эфиров, амиленов, сложных эфиров, органических фосфатов, эпоксидов, фуранов, спиртов, кетонов и тиазолов, добавляется к азеотропной смеси, содержащей трихлордифторэтан и углеводород, спирт, кетон, простой эфир, сложный эфир и т.п.

Однако использование флона и хлорсодержащих растворителей в последние годы ограничено, поскольку они вызывают экологические проблемы. В этих условиях разработка превосходных моющих растворителей, используемых вместо вышеуказанных растворителей, и технология их стабилизации стала острой необходимостью.

С другой стороны, бромированные углеводороды не используются в качестве растворителей для обезжиривания и мытья металлических частей и пластиков, т. к. они хуже по химической стабильности и невоспламеняемости по сравнению с флонами и хлорированными углеводородами.

Поэтому объектом настоящего изобретения является новый моющий растворитель, имеющий превосходный моющий эффект и используемый как заменитель флона и хлорсодержащих растворителей.

Другим предметом настоящего изобретения является композиция на основе моющего растворителя, имеющая высокую стабильность.

Эти и другие объекты настоящего изобретения станут очевидными из последующего описания и примеров.

После интенсивных исследований бромированных углеводородов обнаружено, что определенные бромированные углеводороды являются ингибиторами пламени и имеют высокую способность растворять масла и превосходные обезжиривающие и моющие свойства. Однако также обнаружены недостатки, заключающиеся в том, что реакционноспособность таких растворителей по отношению к металлам, в частности алюминию и его сплавам, является крайне высокой. Проблема состоит в том, что эта реакция имеет место даже при температуре окружающей среды, и особенно, когда температура повышается при отмывке с паром, реакция становится энергичной, а именно: растворитель реагирует с алюминием в течение короткого промежутка времени, от 10 до 20 мин, с образованием темно-коричневого дегтя или карбида, а также сильно коррелирует алюминий и, наконец, полностью растворяет алюминий. После дальнейших исследований, выполненных с целью найти стабилизатор, который мог бы стабильно использоваться для отмывки паром в течение длительного времени, изобретатели нашли, что реакционноспособность детергента по отношению к металлу может быть значительно снижена добавлением специального стабилизатора. Настоящее изобретение было создано на основе данного открытия.

В первом аспекте настоящее изобретение относится к моющему растворителю, который, в основном, состоит из (А) по меньшей мере одного бромированного углеводорода общей формулы C_nH_2n+1Br, где n - число до 3 или выше, и/или по меньшей мере одного бромированного углеводорода общей формулы С_mH_2m-1Br, где m - число 2 или выше, или их смесей.

Во втором аспекте настоящее изобретение относится к стабильной композиции на основе моющего растворителя, которая содержит вышеуказанный растворитель (А) и два или более стабилизаторов, выбранных из группы, состоящей из нитроалканов, эфиров, эпоксидов и аминов.

В третьем аспекте настоящее изобретение относится к стабильной композиции на основе моющего растворителя, которая содержит вышеуказанный растворитель (А), стабилизатор, выбираемый из группы, состоящей из (В) нитроалканов, эфиров, эпоксидов и (С) аминов.

Примеры бромированных углеводородов, представленных общей формулой C_nH_2n+1Br или C_mH_2m-1Br, используемых в настоящем изобретении, включают н-пропилбромид, изобутилбромид, втор-бутилбромид, н-амилобромид, изоамилбромид, н-гексилбромид, н-гептилбромид, н-октилбромид, 2-этилгексилбромид, н-нонилбромид, -н-доцилбромид, аллилбромид, бутиленбромид и гексиленбромид. Они используются либо в отдельности, либо в виде смеси двух или более из них.

В указанных выше формулах n равно числу 3 или более, предпочтительно 3÷8, более предпочтительно 3÷6, m - число 2 или более предпочтительно 2÷9, более предпочтительно 3÷7. Среди них наиболее предпочтительными являются пропилбромид и изопропилбромид.

Нитроалканы, используемые в настоящем изобретении, включают нитрометан, нитроэтан, 1-нитропропан, 2-нитропропан и нитробензол. Они используются либо в отдельности, либо в виде смеси двух или более из них.

Эфиры включают 1,2-диметоксиэтан, 1,4-диоксан, диэтиловый эфир, диизопропиловый эфир, дибутиловый эфир, триоксан, алкилцеллозольвы, в которых алкильная группа содержит от 1 до 10 углеродных атомов, такие как метилцеллозольв, этилцеллозольв и изопропилцеллозольв, ацеталь, ацетон, диметилацеталь, γ-бутиролактон, метил-трет-бутиловый эфир, тетрагидрофуран и N-метилпиррол. Они используются либо в отдельности, либо в виде смеси двух или более из них.

Эпоксиды включают эпихлоргидрин, пропиленоксид, бутиленоксид, циклогексеноксид, глицидилметиловый эфир, глицидилметакрилат, пентеноксид, циклопентеноксид, циклогексеноксид. Они используются либо в отдельности, либо в виде смеси двух или более из них.

Амины включают гексиламин, октиламин, 2-этилгексиламин, додециламин, этилбутиламин, гексилметиламин, бутилоктиламин, дибутиламин, октадецилметиламин, триэтиламин, трибутиламин, диэтилоктиламин, тетрадецилдиметиламин, диизобутиламин, диизопропиламин, пентиламин, N-метилморфолин, изопропиламин, циклогексиламин, бутиламин, изобутиламин, дипропиламин, 2,2,6,6-тетраметилпиперидин, N, N-диалилл-n-фенилендиамин, диаллиламин, анилин, этилендиамин, пропилендиамин, диэтилентриамин, тетраэтиленпентамин, бензиламин, дибензиламин, дифениламин и диэтилгидроксиламин. Они используются либо в отдельности, либо в виде смеси двух или более из них.

Количество или относительное содержание стабилизатора, необходимое для стабилизации вышеуказанных бромированных углеводородов, изменяется в широких пределах, в зависимости от вида масла, прилипающего к отмываемому материалу, а также от условий мытья, таких как способ отмывки. Оно находится предпочтительно в пределах от 0,1 до 15% по массе, более предпочтительно в пределах от 0,5 до 10% по массе, по отношению к общей массе бромированных углеводородов. Когда содержание стабилизатора составляет менее 0,1%, стабилизирующий эффект является недостаточным и напротив, содержание, превышающее 15%, является экономически невыгодным.

Хотя стабилизатор проявляет свое действие даже когда он используется в отдельности, также используется сочетание двух или более стабилизаторов. В последнем случае общее содержание стабилизаторов предпочтительно составляет от 0,1 до 15%.

Композиция предпочтительно содержит по крайней мере одно соединение (В), выбираемое из группы, состоящей из нитрометана, нитроэтана и нитропропана, а также по крайней мере одно соединение (Д), выбираемое из группы, состоящей из алкилцеллозольвов и диоксана. В этом отношении н-пропилбромид и изопропилбромид являются предпочтительными в качестве растворителя (А).

Алкилцеллозольвы (Д) являются такими, в которых алкильная группа содержит от 1 до 10 атомов углерода, предпочтительно 1÷3 углеродных атома, такие как метилцеллозольв, этилцеллозольв и изопропилцеллозольв. Они используются либо в отдельности, либо в виде смеси двух или более из них.

Хотя количества компонента (В) и (С) по отношению к количеству компонента (А) особо не ограничены, предпочтительно чтобы композиция на основе моющего растворителя содержала 0,5 - 15%, в частности 1-5%, компонента (В), и чтобы композиция на основе моющего растворителя содержала 0,001-10%, в частности 0,05-3%, компонента (С). Значение рН композиции моющего растворителя предпочтительно регулируется в интервале от 6 до 8 добавлений.

Композиция моющего растворителя настоящего изобретения в дополнение к вышеуказанному стабилизатору может содержать вспомогательный стабилизатор, выбираемый из группы, состоящей из соединений, обычно используемых в качестве стабилизаторов для хлорированных углеводородов, таких как фенолы, например фенол и о-крезол, аминоспирты, например моноэтаноламин, диэтаноламин и триэтаноламин, спирты ацетиленового ряда, например метилбутинол, метилпентинол и пропаргиловый спирт, и триазолы, например бензотриазол, (2-гидроксифенил)бензотриазол и хлорбензотриазол.

Моющий растворитель и композиция на основе моющего растворителя настоящего изобретения, содержащая компонент (A), имеют превосходные обезжиривающие и моющие свойства и используются в качестве заменителя флона и хлорсодержащих растворителей. В результате введения специального стабилизатора в композицию металлы могут эффективно и стабильно обезжириваться и отмываться композицией в течение длительного периода времени без корродирования. В частности, при введении компонентов (В) и (С) в композицию металлы могут эффективно и стабильно обезжириваться и отмываться в течение длительного периода времени без корродирования.

Композиция моющего растворителя является весьма подходящей для мытья переработанной металлической продукции и электронных деталей. Например, деталь или подложки, выполненные из металла или пластиков, могут отмываться моющим растворителем или композицией моющего растворителя, например, для того, чтобы удалить смазку или масло с детали или подложки. В этой связи, такая деталь или подложка может быть погружена в моющий растворитель или композицию моющего растворителя при нагревании.

Следующие примеры и сравнительные примеры дополнительно иллюстрируют настоящее изобретение.

Пример 1
Готовили композиции моющего растворителя, приведенные в таблице 1. Алюминиевые детали (JIS-H-400C, А 1100Р) помещали в жидкую фазу и газовую фазу композиции, и коррозия металлических деталей определялась через 48 часов согласно JIS-KI600. Результаты оценивались по следующим критериям:
О - нет изменений;
X - коррозия.

Результаты приведены в таблице 1 вместе с результатами сравнительных примеров. В таблице нПБ означает н-пропилбромид (1-бромпропан), ИПБ означает изопропил-бромид (2-бромпропан), их количества даны в массовом соотношении в круглых скобках.

Обезжиривающая/моющая способность определялась по методу, описанному ниже.

Определение обезжиривающей/моющей способности.

Гидравлическое масло (торговая марка Nippon Kosaku-yn 640) наносили на предварительно очищенные пластины (50•100•0,3 мм) из мягкой стали SPCC и пластины оставляли стоять в комнате в течение 3 дней для получения образцов для испытаний (количество масла, оставшегося на образцах, составляет 200-300 мг/дм²).

Образцы для испытаний погружали в образец раствора при комнатной температуре на 2 мин и затем сушили. Количество оставшегося масла определяли гравиметрическим методом.

Когда количество оставшегося масла составляло 2 мг/дм² или менее, обезжиривающая/моющая способность оценивалась как хорошая, причем количество 2 мг/дм² равно количеству трихлорэтана.

X: количество остаточного масла было выше 2 мг/дм²;
О: количество остаточного масла было или ниже 2 мг/дм².

Пример 2
Влияние на алюминиевые образцы проверяли путем изменения относительных количеств нитроэтана и метилцеллозольва, добавляемых к н-пропилбромиду (1-бромпропан), как указано в таблице 2, с помощью методов, описанных ниже. Значение рН композиции на основе моющего растворителя, включающей н-пропилбромид (1-бромпропан), нитроэтан и метилцеллозольв, предварительно доводили до 7,5 диизопропиламином.

Метод оценки (1).

Коррозию металлических образцов определялась так же, как в примере 1.

Метод оценки (2).

Готовили композицию на основе моющего растворителя и помещали колбу, снабженную обратным холодильником. После нагревания на горячей водяной бане при 70-80^oС в течение 2 часов на алюминиевые образцы наносили царапины острым ножом из нержавеющей стали и определяли состояние коррозии поверхности каждого алюминиевого образца. Результаты оценивали по следующим критериям:
О - нет изменений;
X - коррозия.

Исследовали влияние на коррозию алюминиевых образцов при изменении относительного содержания нитрометана и метилцеллозольва, добавленных к изопропилбромиду (2-бромпропану) таким же образом, как в примере 2. Результаты представлены в таблице 3. Значение рН композиции на основе моющего растворителя, содержащей изопропилбромид (2-бромпропан), нитрометан и метилцеллозольв, предварительно доходили до 6,5 диизопропиламином.

Пример 4
Проверяли влияние на алюминиевые образцы при изменении относительного содержания нитроэтана и 1,4-диоксана, добавляемых к н-пропилбромиду (1-бромпропану) таким же образом, как в примере 2. Результаты приведены в таблице 4. Значение рН композиции на основе моющего растворителя, содержащей н-пропилбромид(1-бромпропан), нитроэтан, и 1,4-диоксан, предварительно доводили до 6,5 диизопропиламином.

Пример 5
Готовили композиции на основе моющего растворителя, приведенные в таблице 5, и исследовали коррозионное действие этих композиций и их обезжиривающую и моющую способность таким же образом, как в примере 1. Результаты представлены в таблице 5.

В таблице 5 н-бутилбромид=1-бромбутан, изобутилбромид=1-бpoм-2-метилпропан, н-амилбромид=1-бромпентан, н-гексилбромид=1-бромгексан, н-гептилбромид=1-бромгептан, аллилбромид=СН₂=CHCH₂Br.

Изобретение относится к композиции моющего растворителя, используемой в качестве заменителя хлорфторуглеводородных и хлорсодержащих растворителей для мытья переработанной металлической продукции и электронных деталей. Указанная композиция содержит 85-99,9 мас.% бромированного углеводорода общей формулы C_nH_2n+1Br, где n равно 3-8, и/или бромированного углеводорода общей формулы C_mH_2m-1Br, где m равно 2-9 и 0,1-15 мас.% двух или более стабилизаторов, выбранных из группы, состоящей из нитроалканов, эфиров, эпоксидов и аминов. Технический результат - превосходные обезжиривающие и моющие свойства композиции, а также ее высокая стабильность. 3 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. Композиция моющего растворителя для мытья изделий, содержащая бромированный углеводород и два или более стабилизаторов, выбранных из группы, состоящей из нитроалканов, эфиров, эпоксидов, аминов, отличающаяся тем, что содержит бромированный углеводород общей формулы C_nH_2n+1Br, где n равно 3-8, и/или бромированный углеводород общей формулы C_mH_2m-1Br, где m равно 2-9, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Стабилизатор - 0,1 - 15
Бромированный углеводород - 85 - 99,9
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит стабилизатор, включающий компонент (В), выбранный из группы, включающей нитроалканы, эфиры и эпоксиды и (С) амины. 3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что компонент (В) и амин (С) содержатся соответственно в количестве от 0,5 до 15 и от 0,001 до 10 мас. % и остальное составляет бромированный углеводород. 4. Композиция по п. 3, отличающаяся тем, что бромированный углеводород выбран из группы, состоящей из н-пропилбромида и изопропилбромида.