DE69512436T2

DE69512436T2 - Tensidzubereitungen und trocknungs- und trockenreinigungsmittel mit diesen tensidzubereitungen

Info

Publication number: DE69512436T2
Application number: DE69512436T
Authority: DE
Inventors: David Nalewajek; Leonard Stachura; Gary Zyhowski
Original assignee: AlliedSignal Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1995-12-11
Publication date: 2000-05-04
Anticipated expiration: 2015-12-12
Also published as: EP0797565B1; US5610128A; DE69512436D1; EP0797565A1; ES2139254T3; WO1996018599A1; ATE184869T1; MX9704161A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Tenside sowie Trocknungs-, Chemischreinigungs- und Schmutzabweisungszusammensetzungen, in denen derartige Tenside eingesetzt werden. Insbesondere betrifft die Erfindung fluorhaltige Tenside sowie Trocknungs-, Chemischreinigungs- und Schmutzabweisungszusammensetzungen, die mindestens eine Halogenkohlenwasserstoff-Lösungsmittelkomponente und mindestens ein fluorhaltiges Tensid enthalten. Mit derartigen Zusammensetzungen kann man Wasser oder wäßrige Filme von den Oberflächen verschiedenster Substrate entfernen und textile Flächengebilde schmutzabweisend ausrüsten.

Beschreibung des Standes der Technik

In vielen Industriezweigen werden zur Oberflächenbehandlung von Metall, Keramik, Glas und Kunststoff wäßrige Zusammensetzungen verwendet. Bei der Reinigung, Plattierung und Abscheidung von Überzügen arbeitet man häufig in wäßrigen Medien, wobei jedoch ein Trocknungsschritt nachgeschaltet werden muß. Zu den dafür angewandten Verfahren gehören die Heißlufttrocknung, die Schleudertrocknung und die Wasserverdrängung mit Lösungsmittel. Die Heißlufttrocknung ist zwar ein gängiges Verfahren zur Entfernung von Wasser vom Werkstück, verursacht jedoch wegen des zum Erhitzen von Luft erforderlichen hohen Energiebedarfs erhebliche Kosten. Dem Fachmann sind auch verschiedene Lösungsmittel-Tensid-Trocknungszusammensetzungen zur Wasserverdrängung bekannt. Mit der Einführung bestimmter teilfluorierter Fluorkohlenwasserstoffe (H-FKWs) eröffnete sich die Möglichkeit der technischen Nutzung der Dampfentfettung mit ihren Vorteilen, nämlich geringem Energiebedarf, Flashtrocknung, Wiederverwendbarkeit und hohem Durchsatz. Es sind auch schon Trocknungszusammensetzungen auf Basis von Trichlorethylen und FCKW 113 zum Einsatz gekommen. Derartige Systeme werden jedoch aufgrund von Bedenken bezüglich Toxizität und Umweltverträglichkeit nicht mehr so häufig eingesetzt.
H-FKW-Lösungsmittel enthaltende Trocknungszusammensetzungen sind an sich bekannt. Derartige Zusammensetzungen werden beispielsweise in den US-Patentschriften 4,438,026 und 4,401,584 bescchrieben, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Mit diesen Zusammensetzungen wird Wasser durch Verdrängung von einem Substrat entfernt. Viele H-FKWs sind mit dem Nachteil behaftet, daß sie nur ein begrenztes Lösungsvermögen für Kohlenwasserstofföle und Flußmittel aufweisen und die Verwendung von Tensiden bei vielen Anwendungen wichtig ist. Zur Verdrängung von Wasser von einem mit Wasser beladenen Werkstück kann man Halogenkohlenwasserstoffe und ein richtig ausgewähltes hydrophobes Tensid verwenden. Die Identifizierung der zur Erzielung der Wasserverdrängung geeigneten Tenside ist jedoch nicht trivial. Für die Chemischreinigung und Trocknung oder Wasserverdrängung sind Tenside erforderlich, die Lösungsmittelgemischen unterschiedliche Eigenschaften verleihen. Bei der Entfernung von Öl von maschinell bearbeiteten Metallteilen unterstützt ein Tensid die Entfernung von Schmutzstoffen, die ansonsten in einem teilfluorierten Fluorkohlenwasserstoff nur schlecht löslich wären. Bei der Wasserverdrängung ist ein Tensid erforderlich, das mit Wasser keine stabile Emulsion bildet.
Darüber hinaus fehlt vielen teilfluorierten Fluorkohlenwasserstoffen nicht nur die Fähigkeit zur Auflösung vieler Schmutzstoffe, sondern auch die Fähigkeit zur Auflösung einer Reihe von Tensiden. Daher muß man nicht nur diejenigen Tenside identifizieren, die in dem H-FKW löslich sind, sondern auch diejenigen, die in dem H-FKW die gewünschte Aktivität besitzen. Außerdem gibt es Unterschiede zwischen den Tensidklassen, z. B. zwischen anionischen und kationischen Tensiden, zwischen Tensiden innerhalb einer Klasse, z. B. Gegenwart oder Abwesenheit einer Sulfidbrücke, und sogar zwischen ähnlichen Tensiden, die sich nur in der Kettenlänge unterscheiden. Es hat sich in der Technik als problematisch herausgestellt, ein hydrophobes Tensid aufzufinden, das im wesentlichen wasserunlöslich ist, mit Wasser keine Emulsion bildet und dabei aber immer noch in der Lage ist, Wasser von verschiedenen Oberflächen zu verdrängen.
In der britischen Patentschrift 1,269,095 werden wasserlösliche und wasserdispergierbare polyfluorierte quartäre Ammoniumverbindungen beschrieben, die, selbst wenn sie in H-FKWs, 1-H-Perfluorkohlenwasserstoffen oder H-FCKWs löslich sind, bei Trocknungsanwendungen nach der Wasserverdrängungsmethode, bei denen ein mit Wasser beladenes Teil in eine (üblicherweise) siedende Lösung von Tensid und wasserunlöslichem Lösungsmittel eingetaucht wird, ausgewaschen würden. In der US-PS 4,655,958 werden Tetraalkylammoniumsalze von saurem Arylphosphat beschrieben, die in FCKWs wie 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan löslich sind und Wasser verdrängen können, jedoch wären die gleichen Tenside nicht in H-FKWs und 1-H- Perfluorkohlenwasserstoffen löslich und würden bei Verwendung eines H-FCKWs als Grundlösungsmittel zur Bildung von Emulsionen mit Wasser neigen. In der US-PS 4,594,177 werden polyfluorierte quartäre Ammoriumalkylphosphate zur Verwendung in FCKWs wie 1,1,2-Trichlor- 1,2,2-trifluorethan beschrieben. Die genannte Patentschrift schließt jedoch weder polyfluorierte quartäre Ammoniumalkylarylphosphate (oder Ammoniumarylphosphate) noch Tenside, die bekanntlich bei Anwendungen wie der Trockung durch Wasserverdrängung unter Verwendung von H-FKWs, H-FCKWs oder 1-H-Perfluorkohlenwasserstoffen als Lösungsmittel eine annehmbare Leistung erbringen, ein und bildet in dieser Hinsicht keinerlei technischen Fortschritt.
Der technische Fortschritt der vorliegenden Erfindung besteht in der Identifizierung von polyfluorierten quartären Ammoniumsalzen von Phosphatestern, die in H-FKWs, H-FCKWs oder 1-H-Perfluorkohlenwasserstoffen löslich sind und Wasser von mit Wasser beladenen Werkstücken so verdrängen, daß sich keine Emulsionen bilden, und darüber hinaus nur in vernachlässigbarem Maße wasserextrahierbar sind. Die Erfindung stellt insofern eine Verbesserung des Standes der Technik dar, als beschrieben wird, daß die Gegenwart einer Arylgruppe im Kation von polyfluorierten quartären Ammoniumsalzen. von sauren Alkylarylphosphaten die Badlebensdauerleistung im Vergleich zu polyfluorierten quartären Ammoniumsalzen von sauren Alkylarylphosphaten, die nur Arylgruppen im Kation enthalten, verbessert. In ähnlicher Weise stellen die polyfluorierten quartären Ammoniumsalze von sauren Alkylarylphosphaten, die eine Arylgruppe im Kation enthalten, gegenüber bewährten handelsüblichen quartären Ammoniumsalzen von sauren Alkylarylphosphaten, die ausschließlich Alkylgruppen im Kation enthalten, eine Verbesserung dar.
Es wurde nun gefunden, daß durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Tensids die Leistung von H-FKWs in Trocknungs-, Chemischreinigungs- und Schmutzabweisungszusammensetzungen verbessert wird. Erfindungsgemäß wurde eine neue Klasse H-FKW-löslicher hydrophober Fluortenside gefunden, die im H-FKW Oberflächenaktivität entfalten, die sich zur Verdrängung von Wasser nutzen läßt. Insbesondere enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung einen oder mehrere organische Halogenkohlenwasserstoffe und eine wirksame Menge eines oder mehrerer fluorhaltiger quartärer Ammoniumsalze.
Die erfindungsgemäße Lösungsmitteltrocknungszusammensetzung ist bei der Verdrängung von Wasser von verschiedensten Substraten einschließlich Metallen, wie z. B. rostfreiem Stahl, Aluminiumlegierungen, Messing und dergleichen; und von Glas- und Keramikoberflächen, wie z. B. Glas, Borosilicatglas, unglasiertem Aluminiumoxid, Siliciumdioxid wie in miniaturisierten elektronischen Schaltkreisen verwendeten Siliciumscheiben, gebranntem Aluminiumoxid und dergleichen, sehr wirkungsvoll. Mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ist keine oder nur geringfügige Bildung von Emulsionen mit dem verdrängten Wasser festzustellen.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden eine neue Tensid-Lösungsmittel-Zusammensetzung und ein Verfahren zur Behandlung von textilen Flächengebilden zur schmutzabweisenden Ausrüstung bereitgestellt. Die Tensid-Lösungsmittel- Zusammensetzung fördert die Schmutzablösung und verleiht in der Spülphase ölabweisende Eigenschaften. Ein bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Tensid mindestens einen aromatischen Substituenten in einer kationischen quartären Ammoniumgruppierung enthält. Aufgrund der Gegenwart des bzw. der fluorierten Substituenten sind diese Materialien in den Halogenkohlenwasserstoffen löslich, bilden somit weitgehend homogene Zusammensetzungen und können Wasser von verschiedensten Substraten verdrängen und die Entfernung von Schmutzstoffen von textilen Flächengebilden unterstützen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Es wurde gefunden, daß die Einbringung von Fluor in das Tensidmolekül für die Löslichkeit des Tensids in teilfluorierten Fluorkohlenwasserstoffen unter gleichzeitiger Erhaltung der Oberflächenaktivität und Hydrophobizität des Tensids kritisch ist. Es hat sich herausgestellt, daß die einfache Gegenwart von Fluor in einer Tensidstruktur allein nicht ausreicht. Es ist wichtig, ein Tensid der Struktur (I) oder (II) zu verwenden. Vorbekannte und im Handel erhältliche fluorhaltige Tenside sind nicht in H-FKWs löslich oder liefern keine adäquate Oberflächenaktivität für die Trocknung mit H-FKWs.
Gegenstand der Erfindung ist zum einen ein Tensid der Formeln
oder
worin R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; gleich oder verschieden sein können und für lineares oder verzweigtes C&sub1;-C&sub1;&sub6;-Alkyl, -Fluoralkyl, -Alkylaryl oder
worin R&sub8; Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte C&sub1;-C&sub1;&sub6;-Alkyl- oder -Fluoralkylgruppe bedeutet, stehen; R&sub4; für C&sub1;-C&sub1;&sub8;-Perfluoralkyl steht;
n gleich 1 bis 4 ist;
R&sub5;, R&sub6; und R&sub7; gleich oder verschieden sein können und für H, eine lineare oder verzweigte C&sub1;-C&sub1;&sub6;-Alkyl-, -Fluoralkyl- oder -Alkylarylgruppe oder
worin R&sub9; eine lineare oder verzweigte C&sub1;-C&sub1;&sub6;-Alkyl- oder -Fluoralkylgruppe bedeutet, stehen, mit der Maßgabe, daß höchstens einer der Reste R&sub5;, R&sub6; und R&sub7; für H steht, sowie Gemische derartiger Tenside. Als aromatische Tenside zur Verwendung bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung eignen sich insbesondere das Dimethylbenzyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-Salz von saurem 4-tert.-Octylphenylmono- oder -diphosphat und das Diethylmethyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin- Salz von saurem 4-tert.-Octylphenylmono- oder -diphosphat. Verfahren zur Darstellung und Verwendung dieser Tenside sind den Beispielen zu entnehmen.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Zusammensetzung, enthaltend wirksame Mengen eines Halogenkohlenwasserstoffs und eines Tensids der Formeln
oder
worin R&sub1; bis R&sub7; die oben angegebenen Bedeutungen haben und der Halogenkohlenwasserstoff und das Tensid in einer Menge vorliegen, die zur Bildung einer wirksamen Trocknungs-, Chemischreinigungs- oder Schmutzabweisungszusammensetzung ausreicht.
Der Halogenkohlenwasserstoff dient in erster Linie zur Verminderung der Wassermenge auf der Oberfläche des zu trocknenden Gegenstands. Das Tensid dient in erster Linie zur Unterstützung der Reinigung des Gegenstands und zur Verdrängung von jeglichen Wasserresten von der Oberfläche des Gegenstands. Bei Vereinigung der Komponenten erhält man eine wirksame Trocknungs-, Chemischreinigungs- oder Schmutzabweisungszusammensetzung. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter einer wirksamen Menge des Tensids eine beliebige Menge zu verstehen, durch die das Trocknungs-, Chemischreinigungs- oder Schmutzabweisungsvermögen der Halogenkohlenwasserstoffe in beliebigem Ausmaß verbessert wird. Ebendiese Menge ergibt bei Zusatz zum Halogenkohlenwasserstoff eine wirksame Trocknungs-, Chemischreinigungs- oder Schmutzabweisungszusammensetzung.
Die bevorzugte Ausführungsform des fluorhaltigen Tensids kann nach dem folgenden Schema hergestellt werden. Andere Verbindungen der obigen Tensidklasse sind analog erhältlich. Was die nicht im einzelnen gezeigten Tenside betrifft, so sind für den Fachmann Abwandlungen dieses Schemas zur Herstellung anderer Tenside leicht ersichtlich.

Schritt 1:

CnF2n+1-CH&sub2;-CH&sub2;-X + NR&sub1;R&sub2;R&sub3; → [CnF2n+1-CH&sub2;-CH&sub2;-NR&sub1;R&sub2;R&sub3;]&spplus; X&supmin; (1) (polyfluoriertes quartäres Aminhalogenidsalz)
worin X für Halogen steht und R&sub1;R&sub2;R&sub3; die oben angegebene Bedeutung haben. Schritt 2: Octylphenol + P&sub2;O&sub5; → saures Octylphenylphosphat Schritt 3 Saures Octylphenylphosphat + Triethylamin --> Triethylaminsalz von saurem Octylphenylphosphat Schritt 4 Austausch des Triethylamins des sauren Octylphenylphosphats gegen das polyfluorierte quartäre Amin.
Der Halogenkohlenwasserstoff kann linear oder verzweigt, aliphatisch, aromatisch oder cyclisch sein oder ein Heteroatom, z. B. Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel, enthalten. Der Halogenkohlenwasserstoff kann auch aromatisch sein, z. B. para-Chlorbenzotrifluorid, ortho-Chlorbenzotrifluorid, 3,4-Dichlorbenzotrifluorid oder Benzotrifluorid. Vorzugsweise kann es sich bei der Halogenkohlenwasserstoffkomponente um mindestens einen flüchtigen Halogenkohlenwasserstoff handeln. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist unter einem flüchtigen Halogenkohlenwasserstoff ein Halogenkohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt von mindestens 20ºC bei Normaldruck zu verstehen. Als flüchtige Halogenkohlenwasserstoffe sind Halogenkohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt von mindestens 28ºC bei Normaldruck bevorzugt und chlor- und/oder fluorsubstituierte Alkane besonders bevorzugt. Unter diesen besonders bevorzugten flüchtigen Halogenkohlenwasserstoffen sind teilfluorierte Fluorkohlenwasserstoffe, Methylenchlorid, Trichlorethylen und Perchlorethylen weiter bevorzugt; ganz besonders bevorzugt ist 1,1,1,2,2,4- Hexafluorbutan bzw. H-FKW 356mcf. Viele für die Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeigneten H-FKWs sind im Handel erhältlich, während andere nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden können. H-FKW 356mcfq ist gegenwärtig nicht im Handel erhältlich. Es ist nach dem Verfahren gemäß Beispiel 6 zugänglich. Andere Verfahren sind für den Fachmann leicht ersichtlich.
Die in die erfindungsgemäße Zusammensetzung eingearbeiteten Mengen an Halogenkohlenwasserstoff und Tensid können je nach der Anwendung, z. B. Trocknung, Chemischreinigung oder Schmutzabweisung, für die die Zusammensetzung zum Einsatz kommt, innerhalb weiter Grenzen variieren, sind aber für den Fachmann leicht ersichtlich. Die Anteile, in denen derartige Materialien zusammengegeben werden, werden in den US-Patentschriften 4,438,026 und 4,401,584, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird, beschrieben.
Die Menge an derartigem Tensid beträgt in der Regel nicht mehr als 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Trotz schlechterer Ökonomie kommen aber auch größere Mengen in Betracht, falls der zu trocknende Gegenstand nach der Behandlung mit der Zusammensetzung mit einem flüchtigen Halogenkohlenwasserstoff, der nur wenig oder gar kein Tensid enthält, behandelt wird.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Tensidmenge für Trocknungsanwendungen mindestens 50 ppm (parts per million), bevorzugt 50 bis 5000 ppm und besonders bevorzugt 100 bis 2000 ppm, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung. Für Chemischreinigungsanwendungen kann die Tensidkonzentration 0,005 bis 3,0 Gew.-% und vorzugsweise 0,01 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, betragen.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann zur Reinigung und/oder Trocknung nichtsaugender Gegenstände aus Materialien wie Metall, Glas, Keramik und dergleichen eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang stellt die Erfindung ein Verfahren zur Trocknung der Oberfläche eines Substrats bereit, bei dem man das Substrat mit einer wirksame Mengen eines Halogenkohlenwasserstoffs und eines Tensids der obigen Formeln (I) oder (II) enthaltenden Zusammensetzung in Berührung bringt oder behandelt und dann die Zusammensetzung vom Substrat entfernt, beispielsweise durch Verdampfen.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Chemischreinigen eines Gegenstands, bei dem man den Gegenstand mit einer wirksame Mengen eines Halogenkohlenwasserstoffs und eines Tensids der obigen Formeln (I) oder (II) enthaltenden Zusammensetzung in Berührung bringt oder behandelt und dann die Zusammensetzung von dem Gegenstand entfernt, beispielsweise durch Verdampfen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur schmutzabweisenden Ausrüstung eines textilen Flächengebildes, bei dem man das textile Flächengebilde mit einer wirksame Mengen eines Halogenkohlenwasserstoffs und eines Tensids der obigen Formeln (I) oder (II) enthaltenden Zusammensetzung in Berührung bringt oder behandelt und dann den Halogenkohlenwasserstoff von dem textilen Flächengebilde entfernt, beispielsweise durch Verdampfen beim Aufbringen des Tensids auf das textile Flächengebilde. Die Verfahren zum Inberührungbringen sind nicht kritisch und können innerhalb weiter Grenzen variieren. So kann man beispielsweise den Gegenstand in einem Behälter mit der Zusammensetzung eintauchen oder den Gegenstand mit Hilfe üblicher Vorrichtungen besprühen. Das vollständige Eintauchen des Gegenstands ist bevorzugt, da dadurch im allgemeinen gewährleistet wird, daß die Zusammensetzung mit allen freiliegenden Oberflächen des Gegenstands in Berührung kommt. Es kommen aber auch alle anderen Verfahren in Betracht, mit denen man einen derartigen vollständigen Kontakt leicht erreichen kann. Die Flüssigkeitskontaktzeit kann innerhalb weiter Grenzen variieren. Sie beträgt in der Regel bis zu 10 Minuten, was jedoch nicht kritisch ist, so daß gegebenenfalls auch längere Kontaktzeiten angewandt werden können. Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Kontaktzeit 1 Sekunde bis 5 Minuten, nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform 5 Sekunden bis 4 Minuten. Unter diesen bevorzugten Ausführungsformen sind diejenigen Ausführungsformen mit einer Kontaktzeit von 5 Sekunden bis 3 Minuten ganz besonders bevorzugt.
Auch die Kontakttemperaturen können je nach dem Siedepunkt der Zusammensetzung innerhalb weiter Grenzen variieren. Im allgemeinen liegt die Kontakttemperatur bei oder unter diesem Siedepunkt. Nach dem Inberührungbringen wird der Kontakt von Gegenstand und Zusammensetzung unterbrochen, wonach die freiliegenden Oberflächen des Gegenstands durch Verdampfen mit üblichen Mitteln von anhaftenden Zusammensetzungen befreit werden. Gegebenenfalls kann man die an den freiliegenden Oberflächen des Gegenstands verbleibenden, sehr kleinen Tensidrestmengen noch weiter entfernen, indem man den Gegenstand mit heißem oder kaltem tensidfreiem Lösungsmittel in Berührung bringt. Schließlich ist eine weitere Verringerung der auf dem Gegenstand verbleibenden Tensidreste zu erzielen, indem man den Gegenstand in den Lösungsmitteldampf hält. An der Oberfläche des Gegenstands anhaftendes Lösungsmittel wird wiederum durch Verdampfen entfernt. Die Verdampfung der Zusammensetzung erfolgt im allgemeinen in weniger als 30 Sekunden und vorzugsweise in weniger als 10 Sekunden. Dabei sind weder die Temperatur noch der Druck kritisch. So kommen Normaldruck und Unterdruck sowie Temperaturen ober- und unterhalb des Siedepunkts der Halogenkohlenwasserstoffkomponente in Betracht. Gegebenenfalls können der Gesamtzusammensetzung zusätzliche Tenside zugesetzt werden, falls der Fachmann dies wünscht. Außerdem kann man gegebenenfalls ein Hilfslösungsmittel zusetzen. Dazu gehören Alkohole, Ether, Ketone und Ester, vorzugsweise diejenigen, die nur unwesentlich wasserextrahierbar sind. Außerdem wäre ein zweiter Halogenkohlenwasserstoff bevorzugt. Wird ein Hilfslösungsmittel eingesetzt, so kann es in einer Menge von 1 bis 50% und besonders bevorzugt von 4 bis 45%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung, vorliegen.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann man ein Substrat, wie z. B. ein textiles Flächengebilde, mit einem Überzug aus dem obigen Tensid in einer zur schmutzabweisenden Ausrüstung des textilen Flächengebildes wirksamen Menge versehen. Dazu kann man das Tensid in einem dafür geeigneten Lösungsmittel, vorzugsweise einem Halogenkohlenwasserstoff, wie z. B. den oben aufgeführten, lösen und das textile Flächengebilde dann mit der Zusammensetzung durch Sprühen oder Eintauchen wie im Fall einer Chemischreinigungsvorrichtung über einen zur Tränkung des textilen Flächengebildes mit der Zusammensetzung ausreichenden Zeitraum benetzen. Als Zeiträume kommen dabei die oben aufgeführten Kontaktzeiten in Betracht. Dann nimmt man das textile Flächengebilde aus der Zusammensetzung heraus und verdampft das Lösungsmittel wie oben beschrieben, wobei das Tensid auf dem textilen Flächengebilde zurückbleibt. Außerdem kann das Tensid, vorzugsweise in einem Halogenkohlenwasserstoff gelöst, die Entfernung von Schmutzstoffen von dem textilen Flächengebilde dadurch verbessern, daß das verschmutzte textile Flächengebilde, z. B. Kleidungsstücke, mit der flüssigen Lösungsmittel-Tensid-Mischung in Berührung kommt.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung und das erfindungsgemäße Verfahren kommen vorzugsweise unter Verwendung von üblichen Trocknungs- bzw. Chemischreinigungsvorrichtungen und -systemen zur Anwendung. Beispiele für derartige Trocknungsvorrichtungen werden in der US-PS 3,386,181 beschrieben, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie zu beschränken.

BEISPIEL 1

Herstellung von Dimethylbenzyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-iodid

28,7 g (0,05 mol) C&sub1;&sub0;H&sub4;F&sub1;&sub7;I, 27 g (0,2 mol) Dimethylbenzylamin und 100 ml Pyridin wurden 6 Stunden auf 85 ± 5ºC erhitzt. Nach etwa 2 Stunden bei 80ºC wurde in der Lösung ein Niederschlag beobachtet. Beim weiteren Erhitzen bildete sich weiterer Niederschlag. Die hellgelbe Lösung wird intensiver und geht in rot über. Nach Abkühlen der Mischung auf 20ºC wird der Niederschlag abfiltriert, was 10,68 g gelbe Plättchen ergibt. Nach Stehenlassen der Mutterlauge über Nacht werden weitere 2,04 g Feststoff isoliert. Fp. = 195 - 197ºC unter Zersetzung. Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines Zwischenprodukts, das in Beispiel 2 eingesetzt wird.

BEISPIEL 2

Darstellung des Dimethylbenzyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-Salzes von saurem 4-tert.-Octylphenylmono- und -diphosphat

In einem 100-ml-Rundkolben wurden 3,75 g mit Triethylamin neutralisiertes saures 4-tert.-Octylphenylphosphat vorgelegt. Nach Zusatz von 72 g FCKW 113 wurde die Mischung zum Rückfluß erhitzt. Danach wurde die Mischung unter Rückfluß mit 5,02 g Dimethylbenzyl- 1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-iodid aus Beispiel 1 versetzt. Nach 2 1/2 Stunden wurde der Ansatz abgekühlt und mit 25 ml Wasser versetzt. Die organische Schicht wurde abgetrennt, mit weiteren 250 ml FCKW 113 verdünnt und mit 100 ml Wasser gewaschen. Die erhaltene organische Schicht wurde abgetrennt und unter Vakuum vom Lösungsmittel befreit, was 5,93 g Produkt ergab.

BEISPIEL 3

Herstellung von Diethyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin

In einem 200-ml-Kolben werden 54 g C&sub8;F&sub1;&sub7;(CH&sub2;)&sub2;I, 29,2 g NH(C&sub2;H&sub5;)&sub2; und 100 ml Pyridin vorgelegt. Nach 4 Stunden Erhitzen der Mischung auf 80ºC ergab sich ein Zweiphasensystem. Die untere Phase wurde von dem weniger dichten Material abgetrennt. Dann wurde die leichtere Phase bei 50ºC mit 10%iger Natronlauge gewaschen, was eine weitere Menge an Material ergab, das der dichten Phase zugegeben wurde. Die vereinigten Phasen wurden mit 50 ml 10%iger NaOH und dann mit 50 ml Wasser gewaschen. Die erhaltene organische Schicht wurde über MgSO4 getrocknet und dann destilliert. Fraktion 1, T = 40-85ºC bei 10 mm Hg, ergab 6,4 g C&sub8;F&sub1;&sub7;CH=CH&sub2;, das NMR-spektroskopisch identifiziert wurde. Fraktion 2, T = 85-100ºC bei 2-5 mm Hg, ergab 20 g hellgelbe Flüssigkeit, die laut NMR-Spektroskopie überwiegend aus dem Produkt C&sub8;F&sub1;&sub7;(CH&sub2;)&sub2;N(C&sub2;H&sub5;)&sub2; sowie etwa 2% des Olefins C&sub8;F&sub1;&sub7;CH=CH&sub2; und etwa 2% C&sub8;F&sub1;&sub7;(CH&sub2;)&sub2;I bestand. Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines Zwischenprodukts, das in Beispiel 4 eingesetzt wird.

BEISPIEL 4

Herstellung von Diethylmethyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-iodid

10 g Diethyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin und 50 ml Methyliodid (Überschuß) wurden unter Stickstoff eine Stunde auf etwa 40-45ºC, die Rückflußtemperatur von Methyliodid, erhitzt. Nach etwa 15 Minuten begann sich ein weißer Niederschlag zu bilden. Nach 4 Stunden unter Rückfluß wurde die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur abgekühlt, filtriert und an der Luft getrocknet. Es wurden 10,87 g weiße Plättchen erhalten. Nach Abdampfen des restlichen Lösungsmittels wurden weitere 1,61 g hellgelber Feststoff erhalten. Die beiden Feststoffe waren laut NMR identisch. Insgesamt wurden 12,48 g (98%) eines Materials mit einem Schmelzpunkt > 205ºC (unter Zersetzung) erhalten. Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines Zwischenprodukts, das in Beispiel 5 eingesetzt wird.

BEISPIEL 5

Darstellung des Diethylmethyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-Salzes von saurem 4-tert.-Octylphenylmono- und -diphosphat

In einem 50-ml-Rundkolben wurden 4,08 g saures Octylphenylphosphat vorgelegt und mit 21,8 g FCKW 113 versetzt. Dann wurde das saure 4-tert.-Octylphenylphosphat durch Erhitzen der Mischung unter Rückfluß in Lösung gebracht. Danach wurde Triethylamin zugesetzt, bis die Säure neutralisiert war. Nach Verdünnen mit weiteren 20 Gramm FCKW 113 wurde weiter unter Rückfluß erhitzt. Schließlich wurden 5,05 g Diethylmethyl- 1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-iodid zugesetzt, wonach weitere 2 1/2 Stunden unter Rückfluß erhitzt wurde. Nach dem Abkühlen wurden weitere 650 ml FCKW 113 zugesetzt und das als Nebenprodukt angefallene Triethylaminhydroiodid mit Wasser (40 ml) aus dem Produkt ausgewaschen. Die organische Phase, die das Produkt enthielt, wurde durch Eindampfen im Vakuum vom Verdünnungsmittel FCKW 113 befreit. Dabei werden 8,6 g Produkt isoliert.

BEISPIEL 6

Herstellung von CF&sub3;CF&sub2;CH&sub2;CH&sub2;F

Ein Autoklav mit einem Fassungsvermögen von 2 Gallonen wurde evakuiert und mit einer Lösung von 12 g CuCl in 720 ml Acetonitril beschickt. Nach Abkühlen des Autoklaveninhalts auf -1ºC wurde nochmals kurz evakuiert und mit 943 g (3,83 mol) CF&sub3;CF&sub2;I (von der Aldrich Chemical Company) versetzt. Danach wurde Vinylfluorid (191,2 g, 4,22 mol, von der PCR Inc.) zugegeben und der Ansatz gerührt und innerhalb von einer Stunde auf 185-190ºC erhitzt. Danach wurde weitere 24 Stunden erhitzt, wobei der Druck im Autoklaven von ursprünglich 520 psi Überdruck (3584 kPa) auf 295 psi Überdruck (2033 kPa) sank. Die Analyse des Inhalts ergab, daß 92% des CF&sub3;CF&sub2;I umgesetzt worden waren. Nach Abkühlen der Reaktionsmischung auf 0ºC und Ablassen der flüchtigen Anteile wurden insgesamt 1546 g braune Flüssigkeit isoliert, Die Rohflüssigkeit wurde mit 250 ml gesättigter wäßriger NaS&sub2;O&sub3;-Lösung und dann sechsmal mit Wasser gewaschen, wobei Acetonitrilreste entfernt wurden, und schließlich getrocknet (Na&sub2;SO&sub4;). Nach Destillation wurden 490 g (1,68 mol, 44% Ausbeute) reines CF&sub3;CF&sub2;CH&sub2;CHFI mit einem Siedepunkt von 90-100ºC (hauptsächlich 98-99ºC) erhalten. ¹H-NMR: δ = 7.15 (ddd, 1H), 3.2 (m, 2H); ¹&sup9;F-NMR: 187 (s, 3 F), -121 (m, 2 F) und -145 (m, 1 F) ppm.
In einem 1-Liter-Dreihalskolben mit -10ºC-Rückflußkühler (mit -50ºC und 78ºC kalten Kühlfallen verbunden) wurden 210 g (3,21 mol) Zn-Pulver vorgelegt und mit einer Lösung von 270 ml konzentrierter HCl in 100 ml Wasser versetzt. Diese Mischung wurde unter Erwärmen auf 40ºC mechanisch gerührt. Dann wurde das Iodid (CF&sub3;CF&sub2;CH&sub2;CHFI, 250 g, 0,856 mol) innerhalb von 1 Stunde über einen Tropftrichter zugegeben. Danach wurde der Ansatz innerhalb von 1 Stunde auf 90-100ºC erhitzt und eine weitere Stunde bei dieser Temperatur gehalten, wobei das Produkt in den Kühlfallen aufgefangen wurde. Es wurden 91 g CF&sub3;CH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;F mit einer Reinheit von 94,4% (0,548 mol, 64% Ausbeute) erhalten. Durch Destillation wurde reines Material mit einem Siedepunkt von 44-45ºC erhalten.

BEISPIEL 7

Beurteilung von hydrophobem fluoriertem Tensid bei der Trocknung mit verschiedenen Lösungsmitteln.

Zur Beurteilung der Leistung einer Tensid/Lösungsmittel-Lösung bei der Verdrängung von Wasser von wassernassen Werkstücken wird ein "Lebensdauertest" durchgeführt. Dazu werden 35 ml der Probelösung in einem 100-ml-Becherglas mit Kühlschlange vorgelegt und zum Sieden gebracht. Durch die Kühlschlange wird der Lösungsmitteldampf am Verlassen des Becherglases gehindert. Zwei identische Bleche aus rostfreiem Stahl 316, die naß wasserfilmhaltend geschliffen und mit Aceton und Methanol getrocknet wurden, werden in Wasser und dann in die siedende Probelösung eingetaucht. Die zur Verdrängung des Wassers vom Blech erforderliche Zeit wird aufgezeichnet. Die Mindestbeobachtungszeit wurde auf 5 Sekunden festgelegt.
Nach einer Anfangsbeurteilung der trocknungstechnischen Eigenschaften werden der siedenden Lösung 35 ml Leitungswasser zugesetzt. Die Lösung wird 5 Minuten am Sieden gehalten, damit die Lösung mit dem Wasser in Berührung kommt. Dann wurde die Mischung in einen Scheidetrichter überführt und die für die Trennung der Lösungsmittel/Tensid-Lösungsphase und der Wasserphase benötigte Zeit notiert. Die Trennungszeit, die Klarheit der Phasen und die Gegenwart einer Emulsionsschicht wurden notiert. Eine schnelle Trennung in klare Phasen ohne Emulsionsschicht läßt darauf schließen, daß die Lösung bei der Anwendung eine gute Leistung erbringen wird. Eine klare Wasserphase deutet darauf hin, daß kein allzu großer Verlust von Trocknungslösungsmittel mit dem Wasseraustragsstrom einer kommerziellen Trocknungsvorrichtung zu erwarten ist. Bei diesem Test weist eine klare Lösungsmittelphase darauf hin, daß ein Trocknungslösungsmittel verdrängtes Wasser aus einer Trocknungsvorrichtung in einem praktisch vertretbaren Zeitrahmen ausstoßen kann, d. h. in der Lösungsmittelphase wird sich kein Wasser anreichern.
Die Wasserwäsche wurde insgesamt viermal durchgeführt, wobei anschließend nach jeder Wäsche die Trocknungszeit bestimmt wurde, d. h. die Zeit, die zur Verdrängung des Wassers vom Prüfblech erforderlich ist. Aufgrund der mit kommerziellen Trocknungslösungsmitteln gemachten Erfahrungen ist bekannt, daß die Endtrocknungszeit nach dem Lebensdauertest nicht mehr als eine Minute betragen sollte. Weit über einer Minute liegende Endtrocknungszeiten deuten darauf hin, daß die Badlebensdauer des Trocknungslösungsmittels bei der kommerziellen Anwendung unzureichend ist.
Die Anfangstrocknungsleistung, das Phasentrennungsverhalten und die Leistung als Funktion des Wasserdurchsatzes sind für verschiedene Lösungsmittel und Tenside in der nachstehenden Tabelle I aufgeführt. Tabelle I - Tensidtrocknungsleistung in verschiedenen Lösungsmitteln
1) 1,1,1,2,2,4-Hexafluorbutan
2) Bei Tensid A handelt es sich um das Diethylmethyl- 1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-Salz von saurem 4- tert.-Octylphenylphosphat
3) Nicht durchgeführt
4) 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-Decafluorpentan
5) 1,1,2-Trifluor-1,2,2-trichlorethan
6) Bei dem Tensid DRS handelt es sich um ein quartäres Aminsalz von saurem 4-tert.-Octylphenylphosphat in Genesolv DRSC von AlliedSignal
7) 1,1,2,3,3-Pentafluorpropan
8) Bei Tensid B handelt es sich um das Dimethylbenzyl- 1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-Salz von saurem 4- tert.-Octylphenylphosphat
9) 1,3-Dichlor-1,1,2,2,3-pentafluorpropan
Dieses Beispiel zeigt, daß das Diethylmethyl- 1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-Salz von saurem Octylphenylmono- und -diphosphat als Tensid hinsichtlich Trocknungszeit, Phasentrennzeit, Phasenklarheit und Trocknungszeit nach der Wasserwäsche eine gute Leistung erbringt. Ein Tensid wie das Diethylbenzyl- 1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-Salz von saurem Octylphenylphosphat sollte bei dieser Anwendung ebenfalls eine gute Leistung erbringen. Durch Variationen der Kohlenwasserstoff-Kettenlänge und der Fluorkohlenwasserstoff-Kettenlänge und die Gegenwart entweder aromatischer oder aliphatischer Kohlenwasserstoffketten im Amin könnte man verschiedene branchbare Tenside für die Wasserverdrängung erhalten. Ganz analog kann auch das Phosphatanion entweder aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffketten enthalten. Die Ketten müssen so lang sein, daß sie Hydrophobizität liefern, die den Schlüssel für die Wasserverdrängung und Wasserunlöslichkeit darstellt. Letzteres beeinflußt die Badlebensdauer und spiegelt den Wunsch wider, das Tensid im Lösungsmittel zu halten und es nicht mit dem Austragswasser austreten zu lassen. Die Auswahl der Tenside für den obigen "Lebensdauertest" erfolgt mit Hilfe eines Trocknungs-Screeningtests, der im wesentlichen dem oben beschriebenen Anfangstrocknungsleistungstest entspricht. In der nachstehenden Tabelle II wird die Trocknungsaktivität verschiedener Tenside aus der Beobachtung der zur Verdrängung eines Wasserfilms von einer Metallprobe benötigten Zeit abgeleitet. Die Beobachtung wurde nach 60 Sekunden abgebrochen. Tabelle II - Tensid-Trocknungsscreening; 1000 ppm Tensid
* Perfluoraliphatisches Carboxamido- oder Sulfonamidoalkanol.
Trocknungslösungsmittelzusammensetzungen sind nicht auf die Verwendung eines Tensids in einem Lösungsmittel beschränkt. Man kann auch eine Tensidkombination verwenden. Außerdem können bestimmte Tenside, die sich bekanntlich zur Verwendung bei der Wasserverdrängung, z. B. in einem Lösungsmittel wie FCKW 113, eignen, in teilfluorierten Fluorkohlenwasserstoffen unlöslich oder schlecht löslich sein. Der Zusatz eines Hilfslösungsmittels, das in dem teilfluorierten Fluorkohlenwasserstoff löslich ist und die Auflösung des Tensids in der Kombinationslösungsmittelmatrix ermöglicht, erwies sich als brauchbares Mittel für den Einsatz von Tensiden, die in reinem teilfluoriertem Fluorkohlenwasserstoff im wesentlichen unlöslich sind. Das Hilfslösungsmittel sollte vorzugsweise mit dem teilfluorierten Fluorkohlenwasserstoff ein Azeotrop bilden, wenngleich dies nicht unbedingt erforderlich ist. Wenn das Hilfslösungsmittel kein Azeotrop bildet, muß es jedoch einen höheren Siedepunkt als der teilfluorierte Fluorkohlenwasserstoff aufweisen, damit es zusammen mit dem Tensid in der Siedekammer (Trocknungskammer) einer kommerziellen Trocknungsvorrichtung verbleibt. Es ist außerdem zweckmäßig, ein Hilfslösungsmittel zu wählen, das im wesentlichen wasserunlöslich ist, so daß es nicht mit dem (verdrängten) Austragswasser aus der Trocknungsvorrichtung ausgetragen wird. Man kann aber natürlich auch wasserlösliche Hilfslösungsmittel verwenden, die jedoch nachgesetzt werden müssen und so zusätzlichen Unterhaltungsaufwand verursachen.

BEISPIEL 8

In diesem Beispiel wird die Trocknungsleistung des Dimethylbenzyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin- Salzes von saurem 4-tert.-Octylphenylmono- und -diphosphat in H-FKW 356mcf erläutert. Dabei wird die Zeit, die die siedende Formlulierung für die Verdrängung eines Wasserfilms von einem in clie Mischung eingetauchten Blech aus rostfreiem Stahl benötigt, aufgezeichnet. Die Mindesteintauchzeit in die siedende Mischung beträgt fünf Sekunden. Die Trocknungsleistung wurde zu Beginn und dann erneut nach jeder von vier Wäschen mit gleichen Wasservolumina. Die Wasserwäschen geben einen Eindruck von der Fähigkeit des Tensids, im Lösungsmittel zu verbleiben anstatt durch Wasser extrahiert zu werden. Genau so wünschenswert wie die Kürze der Anfangstrocknungszeit ist die Erhaltung der Trocknungsleistung bei fortgesetztem Kontakt mit Wasser. Dies ist ein Maß für die Fähigkeit der Formulierung zur Verdrängung von Prozeßwasser im Dauerbetrieb (Badlebenszeit). In diesem Beispiel wurden 500 Gew.-ppm des Dimethylbenzyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-Salzes von saurem 4-tert.-Octylphenylmono- und -diphosphat als Tensid in H-FKW 356mcf gelöst. Die Trocknungsleistung wurde wie oben beurteilt. Die Trocknungszeit (Trocknungsleistung) betrug zu Beginn 5,0 Sekunden oder weniger und stieg bei keiner der vier aufeinanderfolgenden Wasserwäschen auf mehr als 5 Sekunden an. Die Anfangstrocknungszeit betrug 5,0 Sekunden. Die Trocknungszeit nach jeder der Wäschen 1-4 betrug 5,0 Sekunden.

BEISPIEL 9

Ein Beispiel für die Verwendung eines Hilfslösungsmittels zum Zweck der Solubilisierung eines hydrophoben Tensids in einem teilfluorierten Fluorkohlenwasserstoff ist aus Tabelle III ersichtlich. Daß das Hilfslösungsmittel nicht für sich allein als einziges Lösungsmittel eingesetzt wird, liegt an solchen Gesichtspunkten wie Toxizität, Entflammbarkeit oder Umweltverträglichkeit. Der durchgeführte Trocknungstest wurde oben bereits als Anfangstrocknungsleistung beim "Lebensdauertest" beschrieben.

Tabelle III: Teilfluorierter Fluorkohlenwasserstoff als Trocknungslösungsmittel unter Verwendung von Hilfslösungsmittel und Tensid

Zusammensetzung Trocknungszeit, Sekunden

H-FKW 245ea¹, 500 ppm DRS² nicht durchgeführt³
H-FKW 245ea, 5 Gew.-% Trichlorethylen, 500 ppm DRS 30
H-FKW 245ea, 5 Gew.-% Trichlorethylen, 1000 ppm DRS 10
H-FKW 245ea, 10 Gew.-% Trichlorethylen, 1000 ppm DRS 5
1) 1,1,2,3,3-Pentafluorpropan
2) Bei DRS handelt es sich um das Tensid aus dem handelsüblichen Trocknungslösungsmittel Genesolv DRSC von Allied Signal, in dem als Lösungsmittel FKW 113 verwendet wird.
3) DRS war in H-FKW 245ea nicht in einer Konzentration von 500 ppm löslich.
Da das Tensid im teilfluorierten Fluorkohlenwasserstoff nicht in einer Konzentration von mindestens 500 ppm löslich war, wurde der Anfangstrocknungstest für das Tensid DRS in H-FKW 245ea nicht durchgeführt. Die Konzentration von 500 ppm wird als in der Praxis für derartige Systeme anwendbare Konzentration erachtet, da bei Systemen mit niedrigerer Tensidkonzentration häufige Nacheinspeisungen erforderlich sind, durch die der Verlust an Tensid, das an der Oberfläche des der Trocknung unterzogenen Werkstücks adsorbiert aus dem Trocknungssystem austritt, ausgeglichen wird.

BEISPIEL 10

Beurteilung von Alkylperfluoralkylamin-Salz von saurem 4-tert.-Octylphenylphosphat bei der Chemischreinigung oder der Behandlung von Kleidung

Die Chemischreinigungslösungsmittelleistung kann durch Zusatz eines Tensids, das die Wiederabscheidung von Schmutz beim Reinigungsprozeß verhindert, verbessert werden. Analog kann man dem Chemischreinigungslösungsmittel auch Tenside zusetzen, die Wasser- oder Schmutzabweisungsvermögen verleihen. Zur Einschätzung des Wasser- oder Ölabweisungsvermögens kann man auf die Oberfläche eines Baumwollgewebes einen Wasser- oder Öltropfen aufbringen und die Absorptionsrate feststellen. Das Ölabweisungsvermögen des aus H- FKW 356mcfq aufgebrachten Diethylmethyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-Salzes von saurem 4-tert.-Octylphenylphosphat ist nachstehend in Tabelle IV aufge führt.
Ein 2 Zoll · 2 Zoll großes Stoffmuster wurde zunächst in tensidhaltiges H-FKW-Lösungsmittel eingetaucht. Dann wurde der Stoff herausgenommen und trocknen gelassen. Danach wurde auf die Oberfläche des Musters ein Öltropfen aufgebracht. Die für die Absorp tion des Öltröpfchens in das Stoffmuster benötigte Zeit wurde aufgezeichnet. Längere Zeiten lassen auf ein größeres Ölabweisungsvermögen schließen. Für eine derartige Anwendung kämen auch andere, für die Chemischreinigung geeignete teilfluorierte Fluorkohlenwasserstoffe als Lösungsmittel und andere Tenside, wie z. B. Diethylbenzyl- oder Diethylphenyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-Salze von Phosphatestern in Betracht. Tabelle IV: Ölabweisungsvermögen von Gewebe, das mit einem Perfluoralkylamin-Salz eines Phosphatesters behandelt wurde

BEISPIEL 11

Bei der Chemischreinigung kann dem Chemischreinigungslösungsmittel zur öl- und/oder wasserabweisenden Ausrüstung Tensid zugesetzt werden, was eine Nachbehandlung überflüssig macht. In diesem Beispiel wurden saubere, 2 Zoll · 2 Zoll große Baumwollstoffmuster mit einem Farbanalysator Color-Mate von Milton Roy Co., Rochester, New York, USA, auf Anfangshelligkeit und -farbe untersucht. Das Instrument war auf einen Weißkachelstandard eingestellt. Der Unterschied vom Standard wurde aufgezeichnet. Dann wurde ein Öltropfen auf den Stoff aufgebracht. Die für die Absorption des Öltropfens in den Stoff benötigte Zeit wird aufgezeichnet. Dann wurden neun weitere Öltropfen auf das Muster aufgebracht und die Muster über Nacht (18 Stunden) an der Luft trocknen gelassen. Nach erneuter Ablesung der Farb- und Helligkeitswerte wurden die verschmutzten Muster in Fläschchen mit Lösungsmittel bzw. Lösungsmittel und Tensid eingebracht. Nach 3,0 Minuten Schütteln wurden die Muster aus den Fläschchen herausgenommen und trocknen gelassen. Nach erneuter Ablesung der Farb- und Helligkeitswerte wurde schließlich ein Öltropfen auf das Muster aufgebracht, um die Absorptionszeit zu bestimmen, die als Maß für das Ölabweisungsvermögen dient. Die Farb- und Helligkeitswerte sowie die Ölabsorptionszeiten sind für H-FKW 356mcf mit 3,9 Gew.-% Isopropanol und Tensid in Tabelle V aufgeführt. Die Farb- und Helligkeitswerte der gewaschenen Muster lagen zwischen den Werten der sauberen Ausgangsmuster und den Werten der vollverschmutzten Muster. Es wurde keine Optimierung des Reinigungszyklus vorgenommen. Bei einem kommerziellen Chemischreinigungszyklus würde man mehrere Reinigungsschritte durchführen. Die Ergebnisse analoger Tests für eine ähnliche Zusammensetzung ohne das Isopropanol-Hilfslösungsmittel sind in Tabelle VI aufgeführt. In den Tabellen V und VI werden die Messungen sowohl nach dem Farbraum-Bewertungssystem nach Hunter als auch nach den Farbwertkoordinaten vorgenommen. Im Auge wird Licht von Zapfenrezeptoren dunklen, roten bis grünen und gelben bis blauen Signalen zugeordnet. Im Farbraumsystem nach Hunter bezeichnet der Buchstabe "a" den Rot- (positiver Wert) bis Grünwert (negativer Wert), der Buchstabe "b" den Gelb- (positiver Wert) bis Blauwert (negativer Wert). Die Helligkeitsvariable L reicht von null für Schwarz bis 100 für Weiß. Anhand der Farbwerte X, Y und Z ist eine auf der Dreifarbigkeit des Sehens beruhende mathematische Darstellung von Farbe möglich. Für einander entsprechende Farbbewertungen produzieren zwei Stimuli die gleiche Farbe, wenn jeder der Farbwerte X, Y und Z für die beiden jeweiligen Stimuli gleich ist. Tabelle V: H-FKW/Alkohol-Lösungsmittel und fluoriertes quartäres Aminsalz eines Phosphatesters- Reinigung und Schmutzabweisungsvermögen Tabelle VI: H-FKW-Lösungsmittel und fluoriertes quartäres Aminsalz eines Phosphatesters - Reinigung
* Öl von Bowman Distribution Co., Cleveland, Ohio, USA
** Wasserlösliches Öl von E. H. Houton & Co., Valley Forgo, Pa., USA.
Wie aus Tabelle V hervorgeht, waren die Muster, die beim Reinigungsprozeß mit Tensid in Berührung kamen, infolgedessen gegen Ölabsorption beständiger, wie aus den längeren Ölabsorptionszeiten ersichtlich ist. Die in Prozent angegebene Erholung ist beim Vergleich von verschmutzten mit gereinigten Mustern gegenüber dem Anfangszustand der Muster in den Fällen mit Tensid in praktisch allen Kategorien größer. In Tabelle VI zeigt die in Prozent angegebene Erholung beim Vergleich von verschmutzten mit gereinigten Mustern gegenüber dem Anfangszustand der Muster eine Verbesserung der Reinigung für das System Lösungsmittel/Tensid im Vergleich zum reinen Lösungsmittel. Wiederum wurde keine Optimierung des Reinigungsprozesses vorgenommen. Die Muster wurden nach der oben beschriebenen Verfahrensweise angeschmutzt und gereinigt. In letzterem Fall wurde auf die Bestimmung des Ölabweisungsvermögens verzichtet. In den Tabellen V und VI verändern sich Farbe und Helligkeit eines Stoffs bei Anschmutzung und anschließender Reinigung. Die in Prozent angegebene Erholung ist ein Maß für die Effektivität der Reinigungszusammensetzung bezüglich der Wiederherstellung des ursprünglichen Farbwerts der Probe. Wie die Werte zeigen, ergibt sich bei Verwendung des erfindungsgemäßen Tensids eine wesentliche Verbesserung gegenüber einer Reinigungszusammensetzung ohne das Tensid.

Claims

1. Tensid der Formeln

oder

worin R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; gleich oder verschieden sein können und für lineares oder verzweigtes C&sub1;-C&sub1;&sub6;-Alkyl, -Fluoralkyl, -Alkylaryl oder

worin R&sub8; Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte C&sub1;-C&sub1;&sub6;-Alkyl- oder -Fluoralkylgruppe bedeutet, stehen;

R&sub4; für C&sub1;-C&sub1;&sub8;-Perfluoralkyl steht;

n gleich 1 bis 4 ist;

R&sub5;, R&sub6; und R&sub7; gleich oder verschieden sein können und für H, eine lineare oder verzweigte C&sub1;-C&sub1;&sub6;-Alkyl-, -Fluoralkyl- oder -Alkylarylgruppe oder

worin R&sub9; eine lineare oder verzweigte C&sub1;-C&sub1;&sub6;-Alkyl- oder -Fluoralkylgruppe bedeutet, stehen, mit der Maßgabe, daß höchstens einer der Reste R&sub5; und R&sub6; und höchstens einer der Reste R&sub7; für H steht.

2. Tensid nach Anspruch 1 aus der Gruppe bestehend aus dem Diethylmethyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-Salz von saurem 4-tert.-Octylphenylmonophosphat, dem Diethylmethyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin- Salz von saurem 4-tert.-Octylphenyldiphosphat, dem Dimethylbenzyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-Salz von saurem 4-tert.-Octylphenylmonophosphat, dem Dimethylbenzyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-Salz von saurem 4-tert.-Octylphenyldiphosphat, dem Diethylbenzyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-Salz von saurem 4-tert.-Octylphenylmonophosphat und dem Diethylbenzyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylamin-Salz von saurem 4-tert.-Octylphenyldiphosphat.

3. Zusammensetzung, enthaltend wirksame Mengen mindestens eines Halogenkohlenwasserstoffs und mindestens eines Tensids nach Anspruch 1, wobei der Halogenkohlenwasserstoff und das Tensid in Mengen vorliegen, die zur Bildung einer wirksamen Trocknungs-, Chemischreinigungs- oder Schmutzabweisungszusammensetzung ausreichen.

4. Verfahren zum Trocknen eines Substrats, bei dem man:

A) ein Substrat mit einer wirksame Mengen mindestens eines Halogenkohlenwasserstoffs und mindestens eines Tensids nach Anspruch 1 enthaltenden Zusammensetzung in Berührung bringt, wobei das Tensid im Halogenkohlenwasserstoff löslich ist; und

B) die Zusammensetzung verdampft.

5. Verfahren zum Chemischreinigen eines Gegenstands, bei dem man:

A) einen Gegenstand mit einer wirksame Mengen mindestens eines Halogenkohlenwasserstoffs und mindestens eines Tensids nach Anspruch 1 enthaltenden Zusammensetzung in Berührung bringt, wobei das Tensid im Halogenkohlenwasserstoff löslich ist; und

B) die Zusammensetzung verdampft.

6. Verfahren zur schmutzabweisenden Ausrüstung eines textilen Flächengebildes, bei dem man:

A) das textile Flächengebilde mit einer wirksame Mengen mindestens eines Halogenkohlenwasserstoffs und mindestens eines Tensids nach Anspruch 1 enthaltenden Zusammensetzung in Berührung bringt, wobei das Tensid im Halogenkohlenwasserstoff löslich ist; und

B) den Halogenkohlenwasserstoff verdampft.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 3, bei der es sich bei dem Halogenkohlenwasserstoff um einen teilfluorierten Fluorkohlenwasserstoff handelt.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 3, bei der der Halogenkohlenwasserstoff aus der Gruppe bestehend aus chlor- und fluorsubstituierten Alkanen stammt.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 3, bei der der Halogenkohlenwasserstoff aus der Gruppe bestehend aus Dichlordifluorethan; 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-decafluorpentan; 1,1,2-Trifluor-1,2,2-trichlorethan; 1,1,2,3,3- Pentafluorpropan; 1,3-Dichlor-1,1,2,2,3-pentafluorpropan und 1,1,1,2,2,3-Hexafluorbutan stammt.

10. Gegenstand, enthaltend ein Substrat und ein auf der Substratoberfläche abgeschiedenes Tensid nach Anspruch 1.