DE19614355A1 - Stabilisierte 1-Brompropan-Zusammensetzung - Google Patents
Stabilisierte 1-Brompropan-ZusammensetzungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine stabilisierte 1-Brompropan-Zusammensetzung.
Für das Entfetten von Werkstücken und Präzisionsteilen mit einer großen Menge von
daran haftenden Mineralölen und -fetten von Metallteilen, die dazu neigen, Flecken zu
bekommen oder zu rosten, von kleinen Teilen, die in einer großen Zahl in einem
Reinigungskorb usw. gehandhabt werden, wurden bisher meistenteils chlorhaltige
Lösungsmittel verwendet, insbesondere 1,1,1-Trichlorethan, das ein nichtwäßriges
chlorhaltiges Lösungsmittel ist, das in Eigenschaften wie hohem Entfettungsvermögen und
Unbrennbarkeit ausgezeichnet ist.
In den letzten Jahren jedoch hat das gesellschaftliche Bewußtsein für globale
Umweltprobleme mehr und mehr zugenommen und das hat zu einem wachsenden Trend zu
strengerer Kontrolle bei der Entsorgung von umweltzerstörenden Stoffen geführt. 1,1,1-
Trichlorethan zum Beispiel, das in großen Mengen als ausgezeichnetes entfettendes
Reinigungsmittel verwendet worden ist, ist jetzt auf der Liste der Stoffe, die die Ozonschicht
in der Stratosphäre zerstören. Es wurde entschieden, daß die Herstellung von 1,1,1-
Trichlorethan bis Ende 1995 eingestellt werden soll. Weiterhin bringen andere chlorhaltige
Lösungsmittel, wie z. B. Trichlorethylen und Perchlorethylen, Umweltprobleme mit sich,
wie z. B. Toxizität und Verunreinigung des Grundwassers, und sind so allmählich
Einschränkungen unterworfen worden. Dementsprechend wurden nachdrücklich weniger
umweltverschmutzende Ersatzreinigungsmittel für diese chlorhaltigen Lösungsmittel
verlangt.
Es ist gut bekannt, daß eine bestimmte Art von Bromkohlenwasserstoffen ein hohes
Lösevermögen für verschiedene Öle aufweist. Zum Beispiel werden in JP-B-44-20 082 (der
Ausdruck "JP-B", wie er hier verwendet wird, bedeutet "geprüfte japanische
Patentveröffentlichung") Tribrommethan und 1,2-Dibrompropan beschrieben. 2,3-
Dibrombutan und n-Butylbromid werden in US-P-373 0904 beschrieben. 1-Brompropan und
2 Brompropan werden in JP-A-6-220 494 beschrieben.
Unter diesen Bromkohlenwasserstoffen ist 1-Brompropan unbrennbar und hat eine
reinigende Wirkung, die gleich oder höher ist als die von 1,1,1-Trichlorethan, aber es ist
unvorteilhaft, da es dazu neigt, eine Zerfallsreaktion hervorzurufen, die durch verschiedene
Metalle, wie z. B. Aluminium, Zink, Eisen und Kupfer, ausgelöst wird.
Die Zerfallsreaktion von 1-Brompropan bei Kontakt mit einem Metall verläuft nach
Art des Metalls unterschiedlich. Diese Zerfallsreaktion zeigt ein deutliches Fortschreiten bei
Kontakt mit Aluminium. Bei gewöhnlichen Temperaturen verläuft diese Zerfallsreaktion
sehr langsam. Bei Erhitzen bringt diese Reaktion eine Kettenzerfallsreaktion mit sich,
während sie Bromwasserstoff erzeugt, der schließlich Aluminium heftig korrodiert und 1-
Brompropan in einen dunkelbraunen teerigen Stoff umwandelt. Dementsprechend ist die
wesentliche Forderung für den Gebrauch von 1-Brompropan bei der Reinigung von
verschiedenen Metallteilen die Stabilisierung des 1-Brompropans derart, daß der durch
verschiedene Metalle, insbesondere Aluminium, ausgelöste Zerfall von 1-Brompropan
verhindert wird, um die zu reinigenden Materialien und die Reinigungsapparatur davor zu
schützen, korrodiert zu werden.
Als eine Herangehensweise zur Verhinderung der durch Aluminium ausgelösten
Zerfallsreaktion von 1-Brompropan wird in JP-A-6-220 494 ein Verfahren offenbart, das die
Verwendung von Nitroalkanen, Ethern, Epoxiden oder Aminen einzeln oder in Kombination
als Stabilisator umfaßt. Jedoch ist die Stabilisatorzusammensetzung, offenbart als ein
Beispiel in der vorstehend zitierten Japanischen Patentanmeldung, unvorteilhaft derart, daß
sie nicht notwendigerweise gegenüber Metallen stabil ist, die gewöhnlich als industrielle
Metallmaterialien, wie z. B. Zink, Eisen und Kupfer, verwendet werden und kann so die zu
reinigenden Materialien oder die Reinigungsapparatur korrodieren, wenn sie bei hohen
Temperaturen über einen ausgedehnten Zeitraum, wie z. B. bei der Dampfentfettung,
verwendet wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine stabilisierte 1-
Brompropan-Zusammensetzung bereitzustellen, die bei der Reinigung verschiedener
industrieller Materialien, einschließlich metallischer Produkte aus Zink, Eisen, Kupfer usw.
ebenso wie Aluminium, ohne Korrosion der zu reinigenden Gegenstände oder der
Reinigungsapparatur auch nach längerem Gebrauch bei hohen Temperaturen verwendet
werden kann.
Die Lösung der vorstehenden Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die
folgende ausführliche Beschreibung und die Beispiele weiter verdeutlicht.
Die vorliegende Erfindung stellt eine stabilisierte 1-Brompropan-Zusammensetzung
bereit, umfassend 100 Gewichtsteile 1-Brompropan, 0,1 bis 5 Gewichtsteile Nitromethan
und 0,1 bis 5 Gewichtsteile 1,2-Butylenoxid oder Trimethoxymethan.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin eine Zusammensetzung bereit, die 0,1 bis 5
Gewichtsteile Nitromethan und 0,1 bis 5 Gewichtsteile 1,2-Butylenoxid oder
Trimethoxymethan umfaßt. Ferner umfaßt die vorliegende Erfindung die Verwendung
vorstehender Zusammensetzung zur Stabilisierung von 1-Brompropan.
Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zur Verbesserung der
Stabilität von 1-Brompropan bereit, das den Zusatz eines Stabilisators, umfassend 0,1 bis 5
Gewichtsteile Nitromethan und 0,1 bis 5 Gewichtsteile 1,2-Butylenoxid oder
Trimethoxymethan auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen 1-Brompropan, zu 1-
Brompropan umfaßt.
Die vorliegende Erfindung soll nachstehend weiter beschrieben werden.
Ein in der vorliegenden Erfindung zu verwendender Stabilisator ist eine binäre
Zusammensetzung, zusammengesetzt aus Nitromethan und 1,2-Butylenoxid oder
Trimethoxymethan. Bereits wenn diesem Stabilisator eine der beiden Komponenten fehlt,
können befriedigende Wirkungen nicht erzielt werden.
Zum Beispiel kann die Zerfallsreaktion von 1-Brompropan bei Kontakt mit einem
Metall verhindert werden, selbst wenn Nitromethan alleine verwendet wird. Unter der
Bedingung jedoch, daß 1-Brompropan wiederholt bei hohen Temperaturen über einen
ausgedehnten Zeitraum wie bei der Dampfentfettung verwendet werden soll, setzen sich der
Wassergehalt des 1-Brompropans und 1-Brompropan miteinander um und erzeugen
Bromwasserstoffgas, das das Metall korrodiert. Wenn 1,2-Butylenoxid oder
Trimethoxymethan alleine verwendet wird, kann keine stabilisierende Wirkung erkannt
werden. Man denkt, daß Nitromethan die Zerfallsreaktion von 1-Brompropan bei Kontakt
mit einem Metall verhindert, während 1,2-Butylenoxid oder Trimethoxymethan das
Bromwasserstoffgas abfängt und Stabilisierung erreicht. Dementsprechend kann nur die
kombinierte Verwendung von 1-Brompropan und dem binären Stabilisator gemäß der
vorliegenden Erfindung eine Stabilisierungswirkung in bezug auf verschiedene Metalle, wie
z. B. Zink, Eisen und Kupfer ebenso wie Aluminium, ausüben. Die entstehende wirksame
Stabilität kann insbesondere unter der Bedingung aufrechterhalten werden, daß 1-
Brompropan wiederholt über einen ausgedehnten Zeitraum bei hohen Temperaturen wie bei
der Dampfentfettung verwendet werden soll. Die wirksame Stabilität kann bei der Reinigung
bei gewöhnlichen Temperaturen aufrechterhalten werden.
Die Menge des zuzusetzenden Stabilisators setzt sich aus 0,1 bis 5 Gewichtsteilen
Nitromethan und 0,1 bis 5 Gewichtsteilen 1,2-Butylenoxid oder Trimethoxymethan auf der
Grundlage von 100 Gewichtsteilen 1-Brompropan zusammen. Wenn zumindest Nitromethan
und 1,2-Butylenoxid oder Trimethoxymethan in einer Menge von 0,1 bis 1 Gewichtsteilen
bzw. 0,1 bis 1 Gewichtsteilen auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen 1-Brompropan
zugesetzt werden, kann eine hinreichende Stabilisierungswirkung ausgeübt werden. Wenn
die zugesetzten Mengen dieser Komponenten unter die vorstehend definierte untere Grenze
sinken, kann die gewünschte Wirkung nicht aufrechterhalten werden. Im Gegensatz dazu
können keine weiteren Wirkungen erwartet werden, auch wenn die zugesetzte Menge dieser
Komponenten die vorstehend definierte obere Grenze überschreitet, obwohl keine Probleme
mit der Wirkung an sich bestehen. Das ist ökonomisch unvorteilhaft.
Der Stabilisator gemäß der vorliegenden Erfindung kann in Kombination mit
verschiedenen anderen Stabilisatoren verwendet werden. Zu Beispielen dieser Stabilisatoren
gehören cyclische Ether, wie z. B. 1,4-Dioxan, 1,3-Dioxolan und 1,3,5-Trioxan;
kettenförmige Ether, wie z. B. 1,2-Dimethoxyethan; gesättigte Alkohole, wie z. B.
Isopropanol, tert-Butylalkohol und tert-Amylalkohol; ungesättigte Alkohole, wie z. B. 2-
Methyl-3-butin-2-ol; Phenole, wie z. B. Phenol, Thymol, 2,6-Di-tert-butyl-p-kresol und
Catechol, und Thiocyanester, wie z. B. Methylthiocyanat und Ethylthiocyanat.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltene 1-Brompropan-Zusammensetzung ist
als Reinigungsmittel verwendbar, da sie eine wirksame Stabilität aufrechterhalten kann,
ohne die zu reinigenden Gegenstände oder die Reinigungsapparatur zu korrodieren oder die
zu reinigenden Gegenstände zu beflecken, besonders auch unter der Bedingung, daß sie
wiederholt bei hohen Temperaturen über einen ausgedehnten Zeitraum wie bei der
Dampfentfettung verwendet werden soll.
Die vorliegende Erfindung wird in den folgenden Beispielen weiter beschrieben.
In ein 50-ml-Reagenzglas wurden 10 ml einer 1-Brompropan-Zusammensetzung
eingefüllt, die durch Zugabe von 0,5 Gewichtsteilen Nitromethan und 0,5 Gewichtsteilen
1,2-Butylenoxid zu 100 Gewichtsteilen 1-Brompropan erhalten wurde. Ein
Aluminiumprüfkörper (Bezeichnung: JIS A-1100P (der hier verwendete Begriff "JIS"
bedeutet "Japanese Industrial Standard"); Abmessungen: 13 mm × 65 mm × 3 mm), der
sorgfältig poliert und gesäubert worden war, wurde dann derart in das Reagenzglas plaziert,
daß er sich sowohl über die gasförmige als auch über die flüssige Phase erstreckte. An dem
oberen Teil des Reagenzglases wurde ein Luftkuhler angebracht, und die 1-Brompropan-
Zusammensetzung wurde dann in einem Ölbad unter Rückfluß erhitzt. Ein pH-Indikator-
Papier wurde in den Luftkühler gehalten. Nach 96 Stunden Erhitzen unter Rückfluß ließ
man das Reaktionssystem auf Raumtemperatur abkühlen. Der Aluminiumprüfkörper wurde
aus dem Reagenzglas herausgenommen und dann auf Korrosion untersucht. Die flüssige
Phase wurde auf Färbung untersucht. Weiterhin wurde das pH-Indikator-Papier überprüft,
um zu sehen, ob Bromwasserstoffgas erzeugt wurde. Der Gehalt an Stabilisatorkomponenten
auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen 1-Brompropan und die Prüfergebnisse werden in
Tabelle 1 angegeben.
Die Kriterien für die Bewertung der äußeren Erscheinung des Aluminiumprüfkörpers
und der Färbung der Prüflösung sind wie folgt:
A: Es wird keine Veränderung beobachtet.
B: Auf einem Teil der Fläche wird ein leichtes Anlaufen beobachtet.
C: Auf der gesamten Fläche wird ein Anlaufen beobachtet.
D: Auf der gesamten Fläche wird eine deutliche Verfärbung oder Korrosion
beobachtet.
A: farblos und durchsichtig.
B: leicht gefärbt.
C: Es wird eine deutliche Färbung beobachtet.
D: Es wird eine ausgeprägte Färbung beobachtet.
Die Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde befolgt, um eine 1-Brompropan-
Zusammensetzung zu untersuchen, außer daß die Zusammensetzung und die Zugabemenge
des Stabilisators gemäß der vorliegenden Erfindung verändert wurden. Der Gehalt an
Stabilisator auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen 1-Brompropan und die Prüfergebnisse
werden in Tabelle 1 angegeben.
Die Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde befolgt, um eine 1-Brompropan-
Zusammensetzung zu untersuchen, außer daß der Stabilisator verändert wurde. Der Gehalt
an Stabilisator auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen 1-Brompropan und die
Prüfergebnisse werden in Tabelle 2 angegeben.
In einen 100-ml-Glaserlenmeyerkolben wurden 50 ml einer 1-Brompropan-
Zusammensetzung eingefüllt die durch Zugabe von 0,5 Gewichtsteilen Nitromethan und
0,5 Gewichtsteilen 1,2-Butylenoxid zu 100 Gewichtsteilen 1-Brompropan erhalten worden
war. Ein Stück eines Metallprüfkörpers (Abmessungen: 13 mm × 65 mm × 3 mm), das
sorgfältig poliert und gereinigt worden war, wurde dann derart in den Erlenmeyerkolben
plaziert, daß es sich sowohl über die gasförmige als auch über die flüssige Phase erstreckte.
Mit einem Rückflußkuhler, der am oberen Teil angebracht worden war, wurde der
Erlenmeyerkolben dann über einem heißen Wasserbad bis zur Siedetemperatur der 1-
Brompropan-Zusammensetzung erhitzt, wobei er mit dem Prüfkörper, der sowohl mit der
Gasphase als auch der flüssigen Phase in Kontakt war, unter Rückfluß erhitzt wurde. Nach
140 Stunden Erhitzen unter Rückfluß ließ man das Reaktionssystem auf Raumtemperatur
abkühlen. Der Prüfkörper wurde dann aus dem Kolben herausgenommen, um die Korrosion
darauf zu betrachten. Die flüssige Phase wurde auf die Färbung beobachtet. Der erzeugte
Säuregehalt (Bromwasserstoff) wurde dann titrimetrisch bestimmt. Der Gehalt an
Stabilisator auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen 1-Brompropan und die Prüfergebnisse
werden in Tabelle 3 bzw. Tabelle 4 angegeben.
Das Material der verwendeten Metallprüfkörper war wie folgt:
Aluminiumprüfkörper: JIS Al100P
Zinkprüfkörper: JIS Second-Grade (für flache Platten)
Eisenprüfkörper: JIS kalt gepreßte Stahlplatte SPCC
Kupferprüfkörper: JIS First-Grade Kupferplatte (gewöhnliche Klasse).
Aluminiumprüfkörper: JIS Al100P
Zinkprüfkörper: JIS Second-Grade (für flache Platten)
Eisenprüfkörper: JIS kalt gepreßte Stahlplatte SPCC
Kupferprüfkörper: JIS First-Grade Kupferplatte (gewöhnliche Klasse).
Die Kriterien für die Bewertung der äußeren Erscheinung des Metallprüfkörpers und
die Färbung der Prüflösung sind wie folgt:
A: Es wird keine Veränderung beobachtet.
B: Auf einem Teil der Fläche wird ein leichtes Anlaufen beobachtet.
C: Auf der ganzen Fläche wird ein Anlaufen beobachtet.
D: Auf der gesamten Fläche wird eine deutliche Verfärbung oder Korrosion
beobachtet.
A: farblos und durchsichtig.
B: leicht gefärbt.
C: Es wird eine deutliche Färbung beobachtet.
D: Es wird eine ausgeprägte Färbung beobachtet.
Die Verfahrensweise von Beispiel 19 wurde befolgt, um eine 1-Brompropan-
Zusammensetzung zu untersuchen, außer daß die Zusammensetzung und die Zugabemenge
des Stabilisators gemäß der vorliegenden Erfindung verändert wurden. Der Gehalt an
Stabilisator auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen 1-Brompropan wird in Tabelle 3
angegeben und die Prüfergebnisse werden in Tabelle 4 angegeben.
Die Tabellen 3 und 4 zeigen, daß die 1-Brompropan-Zusammensetzungen der
vorliegenden Erfindung eine hinreichende Stabilität gegenüber Aluminium, Zink, Eisen und
Kupfer aufweisen. Im Gegensatz dazu üben die Stabilisatorkombinationen der
Vergleichsbeispiele, obwohl sie einen Stabilisierungseffekt in bezug auf eine bestimmte Art
von Metall ausüben, einen unzureichenden Stabilisierungseffekt in bezug auf andere Metalle
aus.
Claims (6)
1. Stabilisierte 1-Brompropan-Zusammensetzung, umfassend 100 Gewichtsteile 1-
Brompropan, 0,1 bis 5 Gewichtsteile Nitromethan und 0,1 bis 5 Gewichtsteile 1,2-
Butylenoxid oder Trimethoxymethan.
2. Stabilisierte 1-Brompropan-Zusammensetzung nach Anspruch 1, die 100
Gewichtsteile 1-Brompropan, 0,1 bis 1 Gewichtsteile Nitromethan und 0,1 bis 1
Gewichtsteile 1,2-Butylenoxid oder Trimethoxymethan umfaßt.
3. Stabilisierte 1-Brompropan-Zusammensetzung nach Anspruch 1, die 100
Gewichtsteile 1-Brompropan, 0,1 bis 1 Gewichtsteile Nitromethan und 0,1 bis 1
Gewichtsteile 1,2-Butylenoxid umfaßt.
4. Zusammensetzung, die 0,1 bis 5 Gewichtsteile Nitromethan und 0,1 bis 5
Gewichtsteile 1,2-Butylenoxid oder Trimethoxymethan umfaßt.
5. Verfahren zur Verbesserung der Stabilität von 1-Brompropan, das die Zugabe eines
Stabilisators, umfassend 0,1 bis 5 Gewichtsteile Nitromethan und 0,1 bis 5 Gewichtsteile
1,2-Butylenoxid oder Trimethoxymethan auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen 1-
Brompropan, zu 1-Brompropan umfaßt.
6. Verwendung einer Zusammensetzung gemäß Anspruch 4 zur Stabilisierung von 1-
Brompropan.
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