Композиции, содержащие 1,1,1,3,3-пентафторбутан, и применение этих композиций - RU2236484C2

Описание

Изобретение относится к композициям, содержащим 1,1,1,3,3-пентафторбутан, и их применению, например, в качестве растворителя, в частности растворителя для осушивания или для обезжиривания, или в качестве хладагента.

Международные соглашения, предусматривающие защиту стратосферного озонного слоя, предписывают уменьшение, вплоть до постепенного прекращения использования хлорфторуглеродов (CFC) и хлорфторуглеводородов (HCFC). Этот тип соединений используют, в частности, в качестве растворителя или в качестве хладагента. Продукт CFC-113, например, используют в качестве растворителя для обезжиривания или очистки поверхностей. До недавнего времени для этих же целей использовали HCFC-141b. Это последнее соединение также используют вместе с поверхностно-активными веществами в составе осушающих агентов. Продукты CFC-11 и HCFC-123 используют, например, в качестве хладагента в турбокомпрессорах.

Известно использование 1,1,1,3,3-пентафторбутана (HFC-365mfc) в качестве более-менее безопасного для озонного слоя заменителя в таких областях применения, как растворители. Использование 1,1,1,3,3-пентафторбутана требует, однако, соблюдения мер предосторожности, учитывая огнеопасный характер продукта. Было предложено использовать 1,1,1,3,3-пентафторбутан в композициях со специфическим поверхностно-активным веществом и пентафторпропанолом или тридекафтороктанолом (заявка на Европейский патент А-863194). Недостаток этих композиций заключается в том, что они создают недостаточно полярные смеси на их основе. Это ограничивает их способность растворять поверхностно-активные вещества. Кроме того, при использовании пентафторпропанола возможно повышение растворимости в полуводных средах, что неприемлемо для некоторых областей применения. Высокая температура кипения используемых фторсодержащих спиртов приводит, кроме того, к обогащению газовой фазы 1, 1,1,3,3-пентафторбутаном, что делает пары воспламеняющимися. Следовательно, предложенные композиции нельзя использовать в сушильных установках.

Изобретение позволяет устранить указанные недостатки.

Таким образом, объектом изобретения являются композиции, содержащие 1,1,1,3,3-пентафторбутан (HFC-365mfc) и более 5 мас.%, по меньшей мере одного невоспламеняющегося фторсодержащего соединения, выбираемого из перфторуглеродов, фторуглеводородов с количеством атомов углерода более 3, фторсодержащих аминов и фторсодержащих простых эфиров.

Неожиданно было найдено, что композиции согласно изобретению обладают более низкой воспламеняемостью и хорошими техническими свойствами для широкой области применения. Кроме того, особое преимущество 1,1,1,3, 3-пентафторбутана заключается в том, что он смешивается с невоспламеняющимися фторсодержащими соединениями и совместим с добавками или растворителями, обычно используемыми в таких областях применения, которые указаны выше.

Под невоспламеняющимся фторсодержашим соединением или невоспламеняющейся композицией понимают любое соединение или композицию, которое (которая) не имеет температуры вспышки, определяемой согласно норме ISO 1523.

Невоспламеняющиеся фторуглеводороды (HFC) и перфторуглероды, используемые в композициях согласно изобретению, могут быть линейными, разветвленными или циклическими и обычно содержат 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 атомов углерода. Из фторуглеводородов хорошо подходят те, которые содержат по меньшей мере 5 атомов углерода. Особенно предпочтителен 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-декафторпентан (HFC-43-10mee). Из перфторуглеродов хорошо подходят те, которые содержат по меньшей мере 5 атомов углерода. Предпочтительны перфторпентан и перфторгексан. Перфторпентан и перфторгексан часто используют в виде технических смесей изомеров, таких, которые выпускаются в продажу, например, фирмой 3М под соответствующими названиями PF5050 для перфторпентана и PF5060 для перфторгексана.

Невоспламеняющиеся фторсодержащие простые эфиры и фторсодержащие амины, используемые в композициях согласно изобретению, могут быть линейными, разветвленными или циклическими и обычно содержат 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 атомов углерода. Из фторсодержащих простых эфиров хорошо подходят те, которые содержат по меньшей мере 4 атома углерода. Особенно предпочтителен перфторбутилметиловый эфир. Из фторсодержащих аминов хорошо подходят те, которые содержат по меньшей мере 4 атома углерода. Особенно предпочтителен перфтортриэтиламин.

Невоспламеняющиеся фторсодержащие соединения обычно имеют температуру кипения при давлении 101,3 кПа, выше или равную 15°С. Предпочтительно температура кипения выше или равна 20° С. Обычно температура кипения ниже или равна 130°С при давлении 101,3 кПа. Чаще всего температура кипения ниже или равна 100°С. Предпочтительно температура кипения ниже или равна 85°С.

Числовое соотношение F/H (число атомов фтора в молекуле, деленное на число атомов водорода в молекуле) в невоспламеняющихся фторсодержащих соединениях составляет величину выше 2. Хорошо подходит числовое соотношение F/H, выше или равное 2,5. Предпочтительно числовое соотношение F/H составляет величину, выше или равную 3.

Количество невоспламеняющихся фторсодержащих соединений выше 5 мас.% по отношению к смеси, состоящей из 1,1,1,3,3-пентафторбутана и невоспламеняющихся фторсодержащих соединений. Часто используют количество, выше или равное 10 мас.%. Предпочтительно количество выше или равное 20 мас.%. Хорошо подходит количество, выше или равное 25 мас.%. К хорошим результатам приводит количество, выше или равное 30 мас.%. Особенно предпочтительно использование эффективного количества невоспламеняющегося фторсодержащего соединения, которое придает невоспламеняемость композиции, поскольку композиция не имеет температуры вспышки, определяемой согласно норме ISO 1523. Обычно количество невоспламеняющихся фторсодержащих соединений в композициях согласно изобретению составляет самое большее 90 мас.%.

Предпочтительные композиции согласно изобретению включают в качестве невоспламеняющегося соединения по меньшей мере перфторпентан, перфторгексан, перфторбутил-метиловый эфир или их смесь. Предпочтительный вариант композиций согласно изобретению касается композиций, включающих 1,1,1,3,3-пентафторбутан и по меньшей мере один перфторуглерод в соотношениях, при которых они образуют азеотроп или псевдоазеотроп.

Термодинамическое состояние флюида по существу определяют четырьмя независимыми переменными: давление (Р), температура (Т), состав жидкой фазы (X) и состав газовой фазы (Y). Истинный азеотроп представляет собой особую систему из 2 или нескольких компонентов, для которой при данной температуре и данном давлении состав жидкой фазы Х точно равен составу газовой фазы Y. Псевдоазеотроп представляет собой систему из 2 или нескольких компонентов, для которой при данной температуре и данном давлении Х в основном равен Y. На практике это означает, что компоненты таких азеотропных и псевдоазеотропных систем не могут быть легко разделены путем перегонки и, следовательно, не происходит обогащения газовой фазы воспламеняющимся соединением.

Согласно настоящему изобретению под псевдоазеотропной смесью понимают смесь двух компонентов, температура кипения которой (при данном давлении) отличается от температуры кипения истинного азеотропа максимально на 0,5°С. Предпочтительными являются смеси, температура кипения которых отличается от температуры кипения истинного азеотропа максимально на 0,2°С. Особенно предпочтительны смеси, температура кипения которых отличается от температуры кипения истинного азеотропа максимально на 0,1°С.

1,1,1,3,3-Пентафторбутан и перфторпентан образуют бинарный азеотроп или псевдоазеотроп, если их смесь содержит приблизительно 50-87 мас.% перфторпентана. Предпочтительными являются бинарные композиции, включающие приблизительно 50-70 мас.% перфторпентана. Особенно предпочтительны бинарные композиции, включающие приблизительно 50-60 мас.% перфторпентана. Также предпочтительны бинарные композиции, включающие 65-80 мас.% перфторпентана. Особенно предпочтительны бинарные композиции, включающие приблизительно 70-78 мас.% перфторпентана. При давлении 100,1±0,2 кПа бинарная композиция, состоящая главным образом приблизительно из 26 мас.% 1,1,1,3,3-пентафторбутана и приблизительно из 74 мас.% перфторпентана, представляет собой истинный азеотроп, температура кипения которого составляет примерно 24,4°С.

1,1,1,3, 3-Пентафторбутан и перфторгексан образуют бинарный азеотроп или псевдоазеотроп, если их смесь содержит приблизительно 20-60 мас.% перфторгексана. Предпочтительными являются бинарные композиции, включающие приблизительно 25-45 мас.% перфторгексана. Особенно предпочтительны бинарные композиции, содержащие приблизительно 32-42 мас.% перфторгексана. Наиболее предпочтительны бинарные композиции, включающие 35-40 мас.% перфторгексана. При давлении 101,2±0,5 кПа бинарная композиция, состоящая главным образом приблизительно из 64 мас.% 1,1,1,3,3-пентафторбутана и приблизительно из 36 мас.% перфторгексана, представляет собой истинный азеотроп, температура кипения которого составляет примерно 36,4°С. Эта композиция особенно предпочтительна.

Изобретение относится также к композициям, содержащим 1,1,1,3,3-пентафторбутан, по меньшей мере одно невоспламеняющееся фторсодержащее соединение и по меньшей мере один нефторированный органический растворитель. В качестве невоспламеняющегося фторсодержащего соединения предпочтительны вышеуказанные невоспламеняющиеся фторсодержащие соединения.

В качестве нефторированного органического растворителя хорошо подходят, например, углеводороды, хлорированные углеводороды, спирты, сложные эфиры или кетоны или простые эфиры.

В качестве нефторированного органического растворителя также пригодны галогенированные углеводороды и алифатические, алициклические или ароматические сложные эфиры или кетоны.

Используемые в композициях согласно изобретению углеводороды могут быть линейными, разветвленными или циклическими и обычно содержат 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 или 12 атомов углерода. Хорошо подходят углеводороды, содержащие по меньшей мере 5 атомов углерода. Предпочтительны углеводороды, содержащие по меньшей мере 6 атомов углерода. Из алканов или алкенов предпочтительны соединения с 5-12 атомами углерода. Хорошо подходит н-гексан или н-гептан или н-октан. Из ароматических углеводородов предпочтительны такие, которые содержат по меньшей мере один алкильный заместитель у бензольного цикла. В особенности предпочтительны толуол, 1,2-ксилол, 1, 3-ксилол, 1,4-ксилол или их смеси.

Хлорированные углеводороды, используемые в композициях согласно изобретению, могут быть линейными, разветвленными или циклическими и обычно содержат 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 атомов углерода. Хорошо подходят хлорированные углеводороды с 1, 2, 3 или 4 атомами углерода. Предпочтительны хлорированные углеводороды, содержащие 1 или 2 атома углерода. Из хлорированных алканов предпочтительны дихлорметан, трихлорметан и 1,2-дихлорэтан. Из хлорированных алкенов предпочтительны перхлорэтилен и 1,2-дихлорэтилен. Особенно предпочтителен транс-1,2-дихлорэтилен.

1,2-Дихлорэтан способен образовывать азеотропные или псевдоазеотропные смеси с 1,1,1,3,3-пентахлорбутаном, что может иметь преимущества для некоторых видов применения. Азеотропные или псевдоазеотропные смеси, а также тройные азеотропные или псевдоазеотропные смеси, включающие дополнительно алканол, описаны в патенте США 5478492 на имя заявителя, содержание которого включено в настоящую заявку в виде ссылки.

Используемые в композициях согласно изобретению спирты могут быть линейными, разветвленными или циклическими и обычно содержат 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 атомов углерода. Хорошо подходят спирты с 1, 2, 3, 4 или 5 атомами углерода. Спирты предпочтительно включают 1, 2, 3 или 4 атома углерода. Из алканолов предпочтительны метанол, этанол, н-пропанол, изопропанол, н-бутанол, изобутанол и трет-бутанол. К хорошим результатам приводят метанол, этанол, изопропанол и изобутанол. Особенно предпочтителен изобутанол.

Метанол обладает свойством образовывать азеотропные или псевдоазеотропные смеси с 1,1,1,3,3-пентафторбутаном, что создает преимущества для некоторых видов применений. Азеотропные или псевдоазеотропные смеси содержат 93-99 мас.% 1,1,1,3,3-пентафторбутана и 1-7 мас.% метанола. Истинный азеотроп содержит приблизительно 96,2 мас.% 1,1,1,3,3-пентафторбутана и приблизительно 3,8 мас.% метанола.

Этанол обладает свойством образовывать азеотропные или псевдоазеотропные смеси с 1,1,1,3,3-пентафторбутаном, что создает преимущества для некоторых видов применений. Азеотропные или псевдоазеотропные смеси описаны в патенте США 5445757 на имя заявителя, содержание которого включено в настоящую заявку в виде ссылки.

Используемые в композициях согласно изобретению сложные эфиры могут быть линейными, разветвленными или циклическими и обычно содержат 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 атомов углерода. Хорошо подходят сложные эфиры с 4, 5, 6, 7, 8 или 9 атомами углерода. Сложные эфиры предпочтительно являются производными карбоновой кислоты, содержащей по меньшей мере 2 атома углерода. Сложные эфиры предпочтительно являются производными алканола, выбираемого из группы, состоящей из метанола, этанола, н-пропанола, изопропанола, н-бутанола, изобутанола и трет.-бутанола. Хорошо подходят этилацетат, этилбутират и этилкапроат.

Используемые в композициях согласно изобретению кетоны могут быть линейными, разветвленными или циклическими и обычно содержат 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 атомов углерода. Хорошо подходят кетоны с 3, 4, 5, 6, 7 или 8 атомами углерода. Из кетонов предпочтительны ацетон, бутан-2-он, пентан-2- или -3-оны, метилизобутилкетон, диизопропилкетон, циклогексанон и ацетофенон. Особенно предпочтителен метилизобутилкетон.

Используемые в композициях согласно изобретению простые эфиры могут быть линейными, разветвленными или циклическими и обычно содержат 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 атомов углерода. Хорошо подходят простые эфиры с 4, 5, 6, 7, 8 или 9 атомами углерода. Из алифатических или алициклических простых эфиров предпочтительны диэтиловый эфир, метилизопропиловый эфир, монометиловый эфир диэтиленгликоля, диметиловый эфир диэтиленгликоля, тетрагидрофуран и 1,4-диоксан.

Найдено, что композиции согласно изобретению, включающие по меньшей мере один нефторированный органический растворитель, особенно хорошо пригодны для применений в качестве растворителя для осушивания или обезжиривания. Под применением в качестве растворителя для осушивания понимают применение, при котором композиции согласно изобретению предназначены для удаления воды, присутствующей на поверхности твердых изделий. Действительно, при большом разнообразии величин полярности различных растворителей сохраняются полностью преимущества в отношении невоспламеняемости композиций. Эти композиции, в частности, позволяют достигать хороших свойств в отношении растворения поверхностно-активных веществ, что требуется, например, для осушающих растворителей.

Можно использовать воспламеняющиеся или невоспламеняюшиеся растворители. В случае воспламеняющегося растворителя предпочтительно используют растворитель, имеющий температуру вспышки, выше или равную 0°С. В частности, предпочитают температуру вспышки, выше или равную 10°С. Наиболее предпочтительны растворители, имеющие температуру вспышки, выше или равную 20°С.

В случае воспламеняющегося нефторированного органического растворителя предпочитают использовать эффективное количество невоспламеняющегося фторированного соединения с целью получения невоспламеняющейся композиции согласно изобретению.

Для невоспламеняющихся нефторированных растворителей температура кипения при давлении 101,3 кПа не имеет критического характера. Обычно невоспламеняющиеся растворители имеют температуру кипения при давлении 101,3 кПа, выше или равную 15°С. Предпочтительно температура кипения составляет величину, выше или равную 20°С. Обычно температура кипения ниже или равна 250°С при давлении 101,3 кПа. Чаще всего температура кипения составляет величину, ниже или равную 200°С.

Если используют воспламеняющийся нефторированный органический растворитель, то обычно используют растворитель, имеющий температуру кипения, выше или равную 30°С. Наиболее часто температура кипения выше или равна 40°С. Предпочтительно температура кипения выше или равна 50°С. Особенно предпочтительно температура кипения выше или равна 60°С. Таким образом избегают обогащения газовой фазы воспламеняющимся нефторированным органическим растворителем и, следовательно, избегают образования воспламеняющихся газовых смесей.

В зависимости от предусматриваемого применения можно использовать нефторированный органический растворитель, смешивающийся или не смешивающийся с водой. Хорошо подходят, например, для использования в целях осушивания растворители, практически не смешивающиеся с водой.

Содержание нефторированного органического растворителя в композиции согласно изобретению, содержащей 1,1,1,3,3-пентафторбутан, по меньшей мере одно невоспламеняющееся фторсодержащее соединение и по меньшей мере один нефторированный органический растворитель, может быть выбрано в зависимости от желаемой полярности и воспламеняемости композиции. Обычно это содержание составляет не более 20 мас.%. Предпочтительно оно составляет не более 10 мас.%. Если присутствует нефторированный органический растворитель, то его содержание обычно составляет не менее 1 мас.%. Предпочтительно его количество может составлять не менее 2 мас.%. Конкретные примеры композиций согласно изобретению содержат 1,1,1,3,3-пентафторбутан и нефторированный органический растворитель в соотношениях, при которых они образуют азеотроп или псевдоазеотроп.

Композиции согласно изобретению содержат, в случае необходимости, поверхностно-активное вещество. Может быть использовано любое известное поверхностно-активное вещество, совместимое с композициями согласно изобретению. Поверхностно-активное вещество преимущественно используют в композициях согласно изобретению, содержащих по меньшей мере один нефторированный органический растворитель из тех, которые описаны выше. Эти композиции особенно пригодны для достижения должной растворимости поверхностно-активного вещества при сохранении полностью хороших свойств в отношении невоспламеняемости композиций.

Некоторые поверхностно-активные вещества, используемые в композициях согласно изобретению, описаны, например, в "Энциклопедии по промышленной химии" Ульмана, пятое издание, 1987 г., том А8, с.338-350. Можно использовать катионные, анионные, неионные и амфотерные поверхностно-активные вещества. Можно использовать, например, жирные кислоты, жирные сложные эфиры, алкилбензолсульфонаты, алкансульфонаты, α-олефинсульфонаты, эфиры жирных α-сульфокислот (SES), алкилсульфаты, алкилоксисульфаты, четвертичные аммониевые соединения, простые алкиловые эфиры полиэтиленгликоля, простые фениловые эфиры полиэтиленгликоля, алканоламиды жирных кислот, простые полигликолевые эфиры жирных спиртов, блок-сополимеры этиленоксида и пропиленоксида, алкилбетаины, алкилсульфобетаины, тетраалкиламмониевые соли моно- или диалкилфосфорных кислот, или поверхностно-активные вещества, содержащие по меньшей мере одну имидазолиновую группу. Также можно использовать поверхностно-активные вещества, которые описаны выше, содержащие по меньшей мере один атом фтора в качестве заместителя. Более конкретно, можно использовать поверхностно-активные вещества, содержащие по меньшей мере одну полифторсодержащую алкильную цепь или один полифторсодержащий ароматический заместитель.

В композициях согласно изобретению, используемых, в частности, в качестве осушающего агента, предпочтительно используют поверхностно-активное вещество имидазолинового типа. Особенно предпочтительно использование имидазолина формулы:

в которой R означает алкильную или алкенильную цепь с 2-25 атомами углерода;

Y означает гидроксил или аминогруппу;

х означает целое число от 1 до 20.

Предпочтительно х означает 1-12. Предпочтительно цепь R содержит 10-20 атомов углерода. Особенно предпочтительны имидазолины, в которых R означает цепь с 11 или 17 атомами углерода и х равно 2.

Имидазолин может находиться в форме свободного основания или в виде соли, предпочтительно моно- или дикарбоксилата. Карбоксилатная часть предпочтительно происходит от насыщенной или ненасыщенной жирной кислоты с 4-22 атомами углерода. Предпочтительно используют имидазолин в свободной форме или в виде монокарбоксилатной соли.

Особенно хорошо подходит также поверхностно-активное вещество алкилбензолсульфонатного типа. Часто это поверхностно-активное вещество содержит алкильную цепь с 4-22 атомами углерода, предпочтительно с 10-14 атомами углерода. Хороших результатов достигают с помощью солей додецилбензолсульфонатов, в частности солей с четвертичным амином. Особенно предпочтителен изопропиламмонийдодецилбензолсульфонат.

Если присутствует поверхностно-активное вещество в композиции согласно изобретению, то его содержание обычно составляет по меньшей мере 100 ч./млн, (мкг/кг). Часто оно составляет по меньшей мере 500 ч./млн. Предпочтительно оно составляет по меньшей мере 1000 ч./млн. Обычно содержание поверхностно-активного вещества составляет самое большее 5000 ч./млн. Часто оно составляет самое большее 4000 ч./млн. Предпочтительно оно составляет самое большее 3000 ч./млн.

Если используют поверхностно-активное вещество имидазолинового типа, которое описано выше, то особенно предпочтительное его количество составляет приблизительно 2000 ч./млн.

В таблице 1 приводятся, не ограничивая объема изобретения, некоторые предпочтительные композиции согласно изобретению.

Композиции согласно изобретению предназначены для использования, например, в качестве растворителей, например как осушающий агент, как растворитель для обезжиривания или как закрепитель для тонеров. Композиции согласно изобретению можно также использовать в качестве охлаждающего или жидкого теплоносителя.

Осушающий агент используется, например, в электронной, электромеханической или, в случае необходимости, косметической промышленности, когда надо удалить воду, адсорбированную на твердой поверхности предмета после водной обработки. Водная обработка может состоять, например, в одной операции очистки, в случае необходимости, в присутствии поверхностно-активного вещества. Обычно обрабатываемый предмет после водной обработки погружают в кипящий осушающий агент, содержащий поверхностно-активное вещество, затем поверхностно-активное вещество, которое прилипло к поверхности предмета, удаляют в промывной ванне. Композиции согласно изобретению, содержащие поверхностно-активное вещество, хорошо подходят для операции осушки. Композиции согласно изобретению без поверхностно-активного вещества хорошо подходят для промывной ванны, предназначенной для удаления поверхностно-активного вещества.

Растворитель для обезжиривания используют, например, в электронной или электромеханической промышленности для удаления жира, адсорбированного, в частности, на металлических деталях, обработанных смазочным материалом. Обычно обрабатываемую деталь погружают в ванну с кипящим обезжиривающим растворителем. В качестве обезжиривающего растворителя особенно хорошо пригодны композиции согласно изобретению, включающие нефторированный органический растворитель высокой полярности, такие как алканолы, в частности метанол или этанол, и/или композиции, содержащие хлорированный углеводород.

Закрепитель для тонера используют для фиксации частиц тонера на носителе. Частицы тонера обычно содержат полимер и пигмент. Во время электрофотографической печати частицы попадают на электростатическое изображение, отпечатанное на носителе с помощью электростатических сил. Закрепитель для тонера служит для размягчения полимера, который благодаря этому обеспечивает перманентную фиксацию частиц с носителем. Закрепитель для тонеров используют в виде паров, образующихся обычно путем испарения капель растворителя, например, на греющей плите. Для этого применения очень пригодны невоспламеняющиеся композиции согласно изобретению, обладающие хорошей способностью растворять полимер.

Невоспламеняющиеся композиции согласно изобретению преимущественно могут быть использованы в качестве осушающего агента в сушильной машине или в качестве закрепителя для тонера в промышленном лазерном печатающем устройстве.

Композиции согласно изобретению также очень пригодны в качестве охлаждающей жидкости, в частности в качестве заменителя продукта CFC-11 (трихлорфторметана) или продукта CFC-113 (1,1,2-трихлортрифторэтана), в частности для применения в турбокомпрессорах. Турбокомпрессоры используют главным образом тогда, когда хотят достичь значительной холодопроизводительности, например в случае установок для кондиционирования воздуха или в случае промышленных процессов. Сведения, касающиеся применения в области охлаждения в качестве флюида-теплоносителя и хладагента, с помощью турбокомпрессора, содержатся, например, в "Энциклопедии по промышленной химии" Ульмана, пятое издание, 1988 г., том В3, с. с 19-2 по 19-39. Для этого применения особенно хорошо пригодны композиции, состоящие главным образом из 1,1,1,3,3-пентахлорбутана и одного или нескольких невоспламеняющихся фторированных соединений, выбираемых из перфторгексана, перфторпентана и перфторбутилметилового эфира, особенно, если эти композиции являются азеотропными или псевдоазеотропными.

Для использования в качестве заменителя CFC-11 при применениях в качестве охлаждающего или жидкого теплоносителя очень пригодны композиции согласно изобретению, включающие 1,1,1,3,3-пентафторбутан и пентафторпентан, в частности, те, которые содержат или образованы 10-90 мас.% HFC-365mfc и 90-10 мас.% перфторпентана. Предпочтительная для этого применения композиция состоит из 25-30 мас.% HFC-365mfc и 75-70 мас.% перфторпентана. Особенно предпочтительна композиция, содержащая 27,0-27,2 мас.% 1,1,1,3,3-пентафторбутана и 72,8-73,0 мас.% перфторпентана.

Для использования в качестве заменителя CFC-113 при применениях в качестве хладагента или флюида-теплоносителя очень пригодны композиции согласно изобретению, содержащие 1,1,1,3,3-пентафторбутан и перфторгексан, в частности, те, которые содержат 10-90 мас.% HFC-365mfc и 90-10 мас.% перфторгексана; или те, которые содержат 1,1,1,3,3-пентафторбутан и перфторбутилметиловый эфир, в особенности те, которые содержат или образованы 10-90 мас.% HFC-365mfc и 90-10 мас.% перфторбутилметилового эфира; и композиции, включающие 1,1,1,3,3-пентафторбутан, перфторгексан и перфторбутилметиловый эфир. Предпочтительная композиция для этого применения образована 60-65 мас.% HFC-365mfc и 40-35 мас.% перфторгексана. Особенно хорошо пригодна для этого применения композиция, содержащая 61,0-62,0 мас.% 1,1,1,3,3-пентафторбутана и 38,0-39,0 мас.% перфторгексана. Другая, предпочтительная для этого применения композиция образована 40-60 мас.% HFC-365mfc и 60-40 мас.% перфторбутилметилового эфира.

Нижеприводимые примеры даны для пояснения изобретения, однако, без ограничения его объема.

Примеры 1 и 2.

Азеотропы, содержащие НГС-365mfс/перфторгексан, HFC-365mfс/перфторпентан.

Для подтверждения образования азеотропных или псевдоазеотропных композиций согласно изобретению между 1,1,1,3,3-пентафторбутаном и перфторпентаном или перфторгексаном использовали стеклянную аппаратуру, состоящую из колбы-кипятильника емкостью 50 мл с установленным на ней обратным холодильником. Температуру жидкости измеряли с помощью термометра, погруженного в колбу.

Точно отмеренное количество чистого 1,1,1,3,3-пентафторбутана нагревали при известном давлении до кипения, затем точно взвешенные маленькие порции перфторуглерода постепенно вводили в колбу с помощью шприца через боковой патрубок.

Определение псевдоазеотропных композиций осуществляли путем постепенного повышения температуры кипения смеси в зависимости от ее состава.

Эти измерения проводили для смесей, содержащих 1,1,1,3,3-пентафторбутан и возрастающие количества перфторгексана (пример 1) или перфторпентана (пример 2).

Давление, при котором были проведены измерения, указано.

Постепенное изменение температуры кипения различных композиций в зависимости от содержания в них перфторуглерода, выраженного в мас.%, представлено в таблице 2, 3.

Азеотропные или псевдоазеотропные смеси HFC-365mfс/перфторгексан или НFС-365mfc/перфторпентан являются невоспламеняющимися.

Пример 3.

Приготовляли композицию согласно изобретению, содержащую 50 мас.ч. HFC-365mfc, 50 мас.ч. перфторгексана PF-5060 и 10 мас.ч. этилацетата. Композиция была гомогенной. Ее подвергали тесту согласно норме ISO 1523. Композиция не имела температуры вспышки.

Пример 4.

Композицию согласно изобретению, содержащую 40 мас.ч. HFC-365mfc, 60 мас.ч. простого перфторбутилового эфира HFE-7100 и 5 мас.ч. изопропанола, подвергали тесту согласно норме ISO 1523. Композиция не имела температуры вспышки.

Пример 5.

Растворимость поверхностно-активного вещества IMIDAZOLINE 18NH (N-(2-аминоэтил)-2-н-октадецилимидазолин) в тройных смесях.

Растворяли 0,026 г IMIDAZOLINE 18NH в 2 г ксилола (техническая смесь изомеров) и добавляли 20 г смеси, содержащей 13 г HFC-365mfc и 7 г перфторгексана. Полученный гомогенный раствор содержал 1182 ч./млн. IMIDAZOLINE 18NH. Этот раствор подвергали быстрому тесту на воспламеняемость, пытаясь воспламенить раствор при комнатной температуре с помощью спички. Раствор не вспыхнул.

Пример 6.

Следовали методике примера 5, заменяя ксилол таким же количеством толуола. Полученный гомогенный раствор содержал 1182 ч./млн. IMIDAZOLINE 18NH. Раствор не вспыхнул в тесте, описанном в примере 5.

Пример 7.

Растворяли 0,022 г IMIDAZOLINE 18NH в 1 г изобутанола и добавляли 20 г смеси, содержащей 13 г HFC-365mfc и 7 г перфторгексана. Полученный гомогенный раствор содержал 1048 ч./млн. IMIDAZOLINE 18NH. Раствор не вспыхнул в тесте, описанном в примере 5.

Пример 8.

Пластину из поливинилиденфторида ортоскопической конфигурации высотой 10 см, шириной 2 см и толщиной 1 см с просверленными по толщине 20-ю отверстиями диаметром 2 мм погружали в воду, чтобы закупорить все отверстия.

Пластину на 15 секунд погружали в кипящий раствор для осушки, содержащий 65 мас.ч. HFC-365mfc, 35 мас.ч. перфторгексана PF-5060, 5 мас.ч. изобутанола и 1610 ч./млн IMIDAZOLINE 18NH, полученный аналогично методике примера 5. Пластину вынимали и сушили в течение двух минут на воздухе. Операцию погружение/высушивание повторяли 4 раза при общей продолжительности погружения 60 секунд. По окончании этой обработки все отверстия были лишены воды.

Пример 9.

Следовали методике примера 8, используя раствор для осушки, содержащий 40 мас.ч. HFC-365mfc, 60 мас.ч. простого перфторбутилового эфира HFE-7100, 5 мас.ч. изобутанола и 2000 ч./млн IMIDAZOLINE 18NH. После общей продолжительности погружения 60 секунд 19 из 20 отверстий были лишены воды.

Пример 10.

Следовали методике примера 8, используя раствор для осушки, содержащий 36,4 мас.ч. HFC-365mfc, 54,5 мас.ч. простого перфторбутилового эфира HFE-7100, 9,1 мас.ч. изобутанола и 2500 ч./млн изопропиламмонийдодецилбензолсульфоната. После общей продолжительности погружения 60 секунд все отверстия были лишены воды.

Пример 11.

Обезжиривающая композиция.

Получают композицию, содержащую азеотропную смесь HFC-365mfc и перфторполиэфира GALDEN ® НТ 55 (выпускаемого фирмой Аусимонт, который имеет общую формулу CF3-[(OCF(CF3)-CF2)a-(O-CF2)b]O-CF3, точку кипения примерно 57°С при 101,3 кПа и среднюю молекулярную массу примерно 340. К 140 г указанной композиции из 65 вес.% HFC-365mfc и 35 вес.% GALDEN ® HT55 смешивают с 60 г парафиновой углеводородной смеси SHELLSOL ® D70 (выпускаемой фирмой Шелл, имеющей температуру вспышки, равную или выше 70°С). Эта смесь дает тонкую дисперсию углеводорода во фторированных соединениях при температуре кипения композиции. Кусок углеродистой стали размером 2х10 см, покрытый пленкой весом 1 г стандартной смазки, используемой для резки металла, помещают в указанную композицию при температуре кипения композиции при атмосферном давлении. Процесс обезжиривания прослеживали каждую минуту. Через 4 минуты более 95% смазки было удалено. Через 5 минут 100% смазки было удалено.

Пример 12.

Композиция для покрытия.

В растворителе в соответствии с изобретением, содержащем 36,5 вес.% HFC-365mfc, 24,0 вес.% GALDEN ® HT55 перфторполиэфира, 30,5 вес.% транс 1,2-дихлорэтилен и 9 вес.% этанола, растворяют 1,5 вес.% MDX4-4159 кремния (дисперсия 50 вес.% )(выпускается фирмой Дау Корнинг). Композиция была гомогенной и не имела какой-либо температуры вспышки, определяемой в соответствии со стандартом ISO 1523. Эту композицию можно использовать для отложения слоя кремния на твердой поверхности.

Реферат

Изобретение относится к композициям, содержащим 1,1,1,3,3-пентафторбутан. Композиция для снижения воспламеняемости содержит 1,1,1,3,3-пентафторбутан и 5-90 мас.% по меньшей мере одного невоспламеняющегося фторсодержащего соединения, которое не имеет определяемой согласно норме ISO 1523 температуры вспышки, и выбираемого из фторуглеводородов, содержащих не менее 5 атомов углерода, перфторуглеродов, содержащих не менее 5 атомов углерода, фторсодержащих аминов и фторсодержащих простых эфиров, содержащих не менее 4 атомов углерода и имеющих температуру кипения при 101,3 кПа, равную или выше 15°C. Композиция дополнительно содержит нефторированный органический растворитель, выбранный из углеводородов, галогенированных углеводородов, алифатических, алициклических или ароматических сложных эфиров или кетонов, спиртов или простых эфиров. Композицию используют в качестве растворителей, таких как осушитель и растворитель для обезжиривания, а также в качестве заместителя CFC-113 (1,1,2,-трихлортрифторэтана). Технический результат – снижение воспламеняемости. 10 з.п. ф-лы, 3 табл.

.

Формула