Моющий растворитель и композиция на его основе - RU2135559C1

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к композиции моющего растворителя (растворителя с моющей способностью), используемой вместо хлорфторуглеводородных (далее называемых "флон") растворителей и хлорсодержащих растворителей, и способу мытья изделий с ее применением.

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 "J.P.KOKAI") N 3-173835 раскрывает способ стабилизации, в котором стабилизатор, выбираемый из группы, состоящей из нитросоединений, фенолов, аминов, простых эфиров, амиленов, сложных эфиров, органических фосфитов, 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 ограничивается в последние годы, т.к. они вызывают экологические проблемы. В этих условиях разработка превосходных моющих растворителей, используемых вместо вышеуказанных растворителей, и технологии 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 предметом настоящего изобретения является новая композиция моющего растворителя, имеющая превосходный моющий эффект и используемая как заменитель флона и хлорсодержащих растворителей.

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

Еще одним предметом настоящего изобретения является способ мытья изделий с применением вышеуказанной композиции растворителя.

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

После интенсивных исследований бромированных углеводородов изобретатели нашли, что специальные бромированные углеводороды являются ингибиторами пламени и имеют высокую способность растворять масла и превосходные обезжиривающие и моющие свойства. Однако, изобретатели нашли также их недостатки, заключающиеся в том, что реакционность таких растворителей с металлами, в частности, с алюминием и его сплавами, является крайне высокой. Проблема состоит в том, что эта реакция имеет место даже при температуре окружающей среды, и особенно, когда температура повышается при отмывке 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 корродирует 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 методу может быть значительно снижена добавлением специального стабилизатора. Настоящее изобретение было создано на основе данной находки.

В первом аспекте настоящего изобретения представляется моющий растворитель, который, в основном состоит из (A) бромированного углеводорода общей формулы C_nH_2n+1Br, где n - число 3 или выше, и/или бромированного углеводорода общей формулы C_mH_2m-1Br, где m - число 2 или выше.

Во втором аспекте настоящего изобретения предоставляется стабильная композиция моющего растворителя, которая содержит вышеуказанный растворитель (A) и стабилизатор, выбранный из группы, состоящей из нитроалканов, эфиров, эпоксидов и аминов.

В третьем аспекте настоящего изобретения предоставляется стабильная композиция моющего растворителя, которая содержит вышеуказанный растворитель (A), растворитель, выбираемый из группы, состоящей из (B) нитроалканов, эфиров, эпоксидов и (C) аминов.

В четвертом аспекте настоящего изобретения предоставляется способ отмывки изделий с применением указанных выше растворителя или композиций растворителей.

Примеры бромированных углеводородов, представленных общей формулой C_nH_2n+1 Br или C_mH_2m-1Br, используемых в настоящем изобретении, включают н-пропилбромид, изобутилбромид, втор.бутилбромид, н-амилбромид, изоамилбромид, н-гексилбромид, н-гептилбромид, н-октилбромид, 2-этилгексилбромид, н-нонилбромид, н-децилбромид, 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 н-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, 2,2,2,6-тетраметилпиперидин, N, N-диаллил-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, варьирует 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 ниже 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 (B), выбираемое из группы, состоящей из нитрометана, из нитроэтана и нитропропана, а также, по крайней мере, одно соединение (D), выбираемое из группы, состоящей из алкилцеллозольвов и диоксана. В этом отношении, н-пропилбромид и изопропилбромид являются предпочтительными в качестве растворителя (A).

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

Хотя количества компонента (B) и (C) по отношению к количеству компонента (A) особо не ограничены, предпочтительно, чтобы композиция моющего растворителя содержала 0,5 - 15%, в частности, 1 - 5%, компонента (B) и чтобы композиция моющего растворителя содержала 0,01 - 10%, в частности, 0,05 - 3%, компонента (C). Значение pH композиции растворителя, предпочтительно, регулируется в интервале от 6 до 8 аминов.

Композиция моющего растворителя настоящего изобретения в дополнение к вышеуказанному стабилизатору может содержать вспомогательный стабилизатор, выбираемый из группы, состоящей из соединений обычно используемых в качестве стабилизатора 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 моющего растворителя настоящего изобретения, содержащая компонент (A), имеет превосходные обезжиривающие и моющие свойства и используется 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 (B) и (C) 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. Приготавливались композиции моющего растворителя, приведенные в табл. 1. Алюминиевые детали (JIS-H-4000, A 1100P) помещали в жидкую фазу и газовую фазу композиции и коррозия металлических деталей определялась через 48 часов согласно JIS-R1600.

Результаты оценивались по следующим критериям:
Критерии коррозии: O - нет изменений; X - коррозия
Результаты приводятся в табл. (см. табл. 1 - 5 в конце описания), вместе с результатами сравнительных примеров. В таблице нПБ означает н-пропилбромид (1-бромпропан), и ИПБ означает изопропилбромид (2-бромпропан), их количества даны в массовом соотношении в круглых скобках.

Обежиривающая /моющая способность определялась по методу, описанному ниже:
Определение обезжиривающей/моющей способности:
Гидравлическое масло (торговая марка Nippon Kosaku-yn N 640) наносили на предварительно очищенные пластины (50х100х0,3 мм) из мягкой стали SPCC, и пластины оставляли стоять в комнате в течение 3 дней для получения образцов для испытаний (количество масла, остающегося на образцах 200 - 300 мг/дм²).

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

Когда количество остаточного масла было 2 мг/дм² или ниже, обезжиривающая/моющая способность оценивалась как хорошая, причем количество 2 мг/дм² равно количеству трихлорметана.

X: количество остаточного масла было выше 2 мг/дм²
O: количество остаточного масла было или ниже 2 мг/дм²
Пример 2. Влияние на алюминиевых образцы проверялось путем изменения относительных количеств нитроэтана и метилцеллозольва, добавляемых к н-пропилбромиду (1-бромпропан), как указано в Таблице 2, с помощью методов, описанных ниже. Значение pH композиции моющего растворителя, включающей н-пропилбромид (1-бромпропан), нитроэтан и метилцеллозольв, предварительно доводилось до 7,5 диизопропиламином.

Метод оценки (1):
Коррозия металлических образцов определялась так же, как в примере 1.

Метод оценки (2):
Приготавливалась композиция моющего растворителя и подавалась в колбу, снабженную обратным холодильником. После нагревания на горячей водяной бане при 70 - 80^oC в течение 2 часов на алюминиевые образцы наносились царапины острым ножом из нержавеющей стали и определялось состояние коррозии поверхности каждого алюминиевого образца. Результаты оценивались по следующим критериям: O - нет изменений; X - коррозия
Пример 3. Исследовалось влияние на коррозию алюминиевых образцов при изменении относительно содержания нитрометана и метилцеллозольва, добавленных к изопропилбромиду (2-бромпропану) таким же образом, как в примере 2, и результаты представлены в Таблице 3. Значение pH композиции моющего растворителя, содержащей изопропилбромид (2-бромпропан), нитрометан и метилцеллозольв, предварительно доводилось до 6,5 диизопропиламином.

Пример 4. Проверялось влияние на алюминиевые образцы при изменении относительного содержания нитроэтана и 1,4-диоксана, и добавляемых к н-пропилбромиду (1-бромпропану), приведенного в Таблице 4, таким же образом, как в Примере 2. Значение pH композиции моющего растворителя, содержащей н-пропилбромид (1-бромпропан), нитроэтан, 1,4-диоксан, предварительно доводилось до 6,5 диизопропиламином.

Пример 5. Приготавливались композиции моющего растворителя, приведенные в Таблице 5, и коррозионное действие этих композиций и их обезжиривающая и моющая способность исследовались таким же образом, как в Примере 1. Результаты представлены в Таблице 5.

В Таблице 5 н-бутилбромид=1-бромбутан, изобутилбромид=1-бром-2-метилпропан, н-амилбромид=1-бромпентан, н-гексилбромид=1-бромгексан, н-гептилбромид=1-бромпентан, аллилбромид=CH₂=CHCH₂Br.

Реферат

Изобретение относится к моющим растворителям, используемым как заменители хлорфторуглеводородных и хлорсодержащих растворителей. Растворитель представляет собой бромированный углеводород общей формулы С_nН_2n+1Вr, где n - 3-8 и/или бромированный углеводород общей формулы С_mН_2m-1В, где m - 2 - 9. Указанный растворитель используют в композиции, содержащей стабилизатор, выбранный из группы, состоящей из нитроалканов, эфиров, эпоксидов, аминов. Стабилизатор используют в количестве 0,1 - 15 мас.%. Изобретение позволяет, во-первых, заменить экологически небезопасные растворители, и, кроме того, получить композицию с высокой стабильностью и превосходным моющим эффектом. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 5 табл.

Формула