EP0210612A2 - Bromierte Alkylbenzolderivate als Basis schwerentflammbarer, biologisch abbaubarer funktioneller Flüssigkeiten - Google Patents

Bromierte Alkylbenzolderivate als Basis schwerentflammbarer, biologisch abbaubarer funktioneller Flüssigkeiten Download PDF

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EP0210612A2
EP0210612A2 EP86110311A EP86110311A EP0210612A2 EP 0210612 A2 EP0210612 A2 EP 0210612A2 EP 86110311 A EP86110311 A EP 86110311A EP 86110311 A EP86110311 A EP 86110311A EP 0210612 A2 EP0210612 A2 EP 0210612A2
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EP
European Patent Office
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value
integer
brominated
general formula
hydrogen atom
Prior art date
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Withdrawn
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EP86110311A
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EP0210612A3 (de
Inventor
Helmut Theunissen
Raymund Dr. Weber
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HYDROCOR FORSCHUNGS- und ANALYTIK GmbH
Original Assignee
HYDROCOR FORSCHUNGS- und ANALYTIK GmbH
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Publication date
Application filed by HYDROCOR FORSCHUNGS- und ANALYTIK GmbH filed Critical HYDROCOR FORSCHUNGS- und ANALYTIK GmbH
Publication of EP0210612A2 publication Critical patent/EP0210612A2/de
Publication of EP0210612A3 publication Critical patent/EP0210612A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C10M105/52—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound containing halogen containing carbon, hydrogen and halogen only
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    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/08—Hydraulic fluids, e.g. brake-fluids

Definitions

  • the invention relates to a flame-retardant, biodegradable functional fluid, namely a hydraulic fluid which contains a brominated alkylbenzene derivative as an essential component.
  • Chlorinated aromatics especially chlorinated biphenyls
  • the polychlorinated biphenyls in particular have been widely used as hydraulic fluids, as insulation fluids for electrical systems and as flame-retardant additives for plastics and the like.
  • these connections have been badly discredited.
  • Serious health and environmental effects of these products have been identified, and catastrophic dangers are possible if there is a fire, since highly toxic dioxins and dibenzofurans can be formed. This has led to the fact that the production or at least the use of such compounds has already been completely banned by the state supervisory bodies and that severe regulations have been enacted to restrict the use of these substances.
  • GB-PS 1 504 655 describes electrical devices which contain readily biodegradable dielectric liquids, namely halogenated diphenylmethanes, which are characterized in that the halogen substituents and any alkyl substituents are only present in one of the two phenyl rings, while the other phenyl ring must be unsubstituted, where it is stated that only those halogenated diphenylmethanes which have an unsubstituted phenyl group can readily be biodegraded, while the diphenylmethanes substituted on both phenyl radicals are intended to resist microbiological degradation.
  • the older German patent application 34 02 863 describes bromine-containing benzyltoluene derivatives which can be used as functional fluids, for example hydraulic fluids or insulating fluids for electrical devices, and which are distinguished by the fact that they have a favorable environmental compatibility in that the benzyltoluene skeleton in comparison with the biphenyl skeleton Halogenated biphenyls commonly used for these purposes are more readily biodegradable.
  • DE-OS 15 94 505 describes functional liquid preparations which contain a larger amount of a dihalogenated diphenyl ether and a smaller amount of further mixture components which are selected from halogenated lower alkyl-substituted benzenes, monohalogenated diphenyl ethers and chlorinated biphenyls and mixtures thereof.
  • Halogenated lower alkylbenzenes are those with 1 to 5 halogen atoms and 1 to 4 carbon atoms in the alkyl group, of which dibromoethylbenzene appears to be preferred among these compounds to be used as a smaller mixture component. About the sole use of such compounds or nothing is said in this document about their biodegradability.
  • U.S. Patent No. 2,257,903 discloses non-combustible liquid preparations which can be used as heat transfer liquids, dielectrics, fire extinguishing agents and flame retardants. These liquid preparations consist essentially of mixtures of brominated monoethylbenzenes with a bromine content of between about 2.0 and about 3.0 atoms of bromine per mole of ethylbenzene. No information is available on the biodegradability of these materials.
  • the functional fluids known from the prior art cannot fully satisfy because they cannot meet all the criteria of a flame-resistant functional fluid, namely hydraulic fluid, namely economical production, biodegradability, low toxicity of the fluid or its decomposition products and the like.
  • the object of the present invention is now to provide functional liquids which, in addition to the technological criteria for the intended field of use, also meet the toxicological and economic requirements.
  • the invention therefore relates to the flame-retardant, biodegradable functional liquid according to the main claim.
  • the subclaims relate to particularly preferred embodiments of this subject matter of the invention.
  • the invention thus relates to a flame-retardant, biodegradable functional liquid consisting of or containing at least one brominated alkylbenzene derivative of the general formula I.
  • R1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • R2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • R3 is a hydrogen atom or a group of the general formula in which n is an integer with a value from 1 to 4, m is an integer with a value of 1 or 2 and y represents an integer with a value of 0, 1 or 2 and x means an integer with a value from 1 to 3 with the proviso that the sum x + y has a value from 1 to 3.
  • the functional liquid contains as a brominated alkylbenzene derivative a dibromo diethylbenzene of the following general formula II a 1-bromophenyl-1-bromomethylphenylethane of the following general formula III - And / or a bis (bromotolyl) methane of the following general formula IV
  • the compounds of general formulas II to IV given above can be used in the form of pure compounds, isomer mixtures or else in the form of mixtures of these compounds with one another.
  • the brominated alkylbenzene derivatives selected according to the invention namely those of the general formulas II to IV above, in the form of the individual substances or else the isomer mixtures obtained in the brominating preparation are liquids which, as such or in combination with conventional diluents, are additives and additives can be used as functional liquids.
  • These compounds have proven to be particularly suitable for functional liquids, since on the one hand they have excellent technological properties which are required for use in or as functional liquids and on the other they show unexpectedly good environmental behavior, ie as such they have very low toxicity, do not produce any toxic decomposition products, such as highly toxic dioxin derivatives, when heated and, moreover, can be easily biodegraded.
  • the brominated alkylbenzene derivatives selected according to the invention are particularly well suited for flame-retardant hydraulic fluids, but they can also be used as a carrier for insecticides, as an effective diluent in the crop protection sector, as a flame retardant in plastics, textiles and paper, as a lubricant in metalworking fluids, as a base liquid for flame-retardant compressor fluids.
  • environmentally friendly saw chain oil as a solvent for the treatment of flame-retardant greases and waxes, as an insulation liquid for electrical devices as well as for or in flame-retardant corrosion protection agents be used.
  • the functional liquids according to the invention advantageously contain the brominated alkylbenzene derivatives in the form of the bromination mixtures used in the bromination of the starting materials, it being possible to advantageously combine these compounds or also these mixtures with other brominated compounds, such as, in particular, dibromoethylbenzene and / or dibromocumol.
  • other brominated compounds such as, in particular, dibromoethylbenzene and / or dibromocumol.
  • the flame-retardant, biodegradable functional liquid according to the invention can also contain additives and additives customary for such functional liquids, the brominated alkylbenzene derivatives preferably being present in an amount of at least 35% by weight.
  • Additives and additives of this type include, for example, corrosion inhibitors, such as alkaline earth metal sulfonates, stabilizers, such as amine derivatives or phenolic products, wear-reducing additives, for example zinc dialkyldithiophosphates, acid acceptors, for example epoxy compounds, tetraphenylzine, etc., defoamers, such as soaps, silicones, glycols, phosphate esters and the like.
  • Use viscosity index improvers such as polymethacrylates or polyisobutylene and the like.
  • the functional liquids according to the invention can be modified with many suitable products, such as mineral oils, glycols etc.
  • the brominated alkylbenzene derivatives contained in the functional liquids according to the invention are obtained by brominating alkylbenzene derivatives with elemental bromine known per se in the presence of a known halogenation catalyst, such as iron, iron trichloride, iron tribromide or the like.
  • a known halogenation catalyst such as iron, iron trichloride, iron tribromide or the like.
  • the reaction can be carried out at room temperature, but depending on the catalyst in question, temperatures between -5 and + 40 ° C are also suitable.
  • the multinuclear brominated alkylbenzene derivatives are preferably formed by condensation of brominated alkylbenzene derivatives.
  • a mixture of 300 g of diethylbenzene and 5 g of iron powder is heated to 35 ° C. Then 6.45 g of elemental bromine are slowly added dropwise with stirring and the reaction is allowed to proceed at 23 ° C. after starting.
  • the mixture is stirred at 45 ° C. for a further 30 minutes, the reaction mixture is then washed with 500 ml each of a 2.5% sodium disulfite solution, a 10% sodium hydroxide solution and water and then dried.
  • a mixture is obtained as the crude product 16% by weight monobromo diethylbenzene 76% by weight of dibromo diethylbenzene and 8% by weight of tribromo-diethylbenzene.
  • the mixture is distilled in vacuo, the fraction passing at 120 to 122 ° C./2.2 mbar being identified as dibromodiethylbenzene.
  • the compound has a density of 1.571 at 20 ° C.
  • ethylbenzene is monobromized analogously to Preparation Example 1.
  • 601.2 g of the distilled bromoethylbenzene, to which a trace of a radical chain initiator was added are heated to 80.degree.
  • 33.3 ml of bromine are added dropwise at this temperature under irradiation with UV light.
  • the reaction mixture is cooled and added dropwise to a mixture of 120 g of bromoethylbenzene and 3.4 g of FeCl3 at a temperature of 33 ° C.
  • the temperature is reduced to 20 ° C.
  • the addition has ended, the mixture is left to react at 45 ° C.
  • a mixture of 40 ml of bromotoluene and 5 ml of H2SO4 is heated to 110 ° C. with stirring.
  • the solution is then introduced at this temperature into a mixture of 3 g of formaldehyde and 20.9 ml of bromotoluene at this temperature.
  • the mixture is left to react for a further hour at 120 to 130 ° C. and washed the reaction mixture with water and distilled in vacuo.
  • the fraction passing at 182 to 198 ° C / 3.6 mbar is identified as bis (bromotolyl) methane.
  • Composition of a flame-retardant insulation liquid 70% 1-bromophenyl-1-bromomethylphenyl ethane 29.5% dibromo diethylbenzene 0.5% epoxy resin as acid acceptor.
  • composition of a flame-retardant hydraulic fluid 45% bis (bromotolyl) methane 40% 1-bromophenyl-1-bromomethylphenyl ethane 1% zinc dialkyldithiophosphate as wear protection additive 8% polymethacrylate as viscosity index improver 1% barium sulfonate as an anti-corrosion agent 5% phosphate ester
  • composition of a flame-retardant hydraulic fluid 70% 1-bromophenyl-1-bromomethylphenyl ethane 19% dibromo diethylbenzene 10% viscosity index improver 0.7% triphenyl phosphorothionate as wear protection additive 0.2% alkylated diphenylamine 0.1% amine phosphate
  • composition of a flame-retardant hydraulic fluid 88% 1-bromophenyl-1-bromomethylphenyl ethane 11% viscosity index improver 0.5% triphenyl phosphorothionate as wear protection additive 0.3% alkylated diphenylamine 0.2% amine phosphate
  • composition of a flame-retardant hydraulic fluid 80% dibromo diethylbenzene 19% viscosity index improver 0.6% triphenyl phosphorothionate as wear protection additive 0.2% alkylated diphenylamine

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Abstract

Schwerentflammbare, biologisch abbaubare funktionelle Flüssigkeit, bestehend aus oder enthalten mindestens ein bromiertes Alkylbenzolderivat der allgemeinen Formel I <IMAGE> in der R¹ ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, R² ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R³ ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe der allgemeinen Formel <IMAGE> in der n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 4, m eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 oder 2 und y eine ganze Zahl mit einem Wert von 0, 1 oder 2 darstellen und x eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 3 mit der Maßgabe bedeuten, daß die Summe x + y einen Wert von 1 bis 3 aufweist.

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist eine schwerentflammbare, biologisch abbaubare funktionelle Flüssigkeit, nament­lich eine Hydraulikflüssigkeit, die als wesentlichen Be­standteil ein bromiertes Alkylbenzolderivat enthält.
  • Chlorierte Aromaten, insbesondere chlorierte Biphenyle, haben in den letzten Jahrzehnten einen bedeutenden Platz in weiten Bereichen der Technik eingenommen. Besonders die polychlorierten Biphenyle wurden in großem Umfang als Hydraulikflüssigkeiten, als Isolationsflüssigkeiten für elektrische Anlagen und als flammhemmende Zusätze für Kunststoffe und dergleichen eingesetzt. Indessen sind in den letzten Jahren diese Verbindungen in erheblichen Verruf geraten. Es wurde schwere gesundheits- und umwelt­schädigende Wirkungen dieser Produkte festgestellt, wo­bei katastrophenartige Gefahren möglich sind, wenn es zu Bränden kommt, da hierbei hochgiftige Dioxine und Diben­zofurane gebildet werden können. Dies hat dazu geführt, daß die Herstellung oder zumindest die Verwendung solcher Verbindungen von den staatlichen Aufsichtsorganen zum Teil schon völlig verboten wurde und zum Teil gravieren­de Vorschriften erlassen wurden, die die Verwendung die­ser Stoffe einschränken sollen.
  • Zur Überwindung dieser Nachteile wird in der europäischen Patentanmeldung Nr. 88 650 vorgeschlagen, als Schmiermit­tel, die auch als Hydraulikflüssigkeiten eingesetzt wer­den können, chlorierte Benzyltoluole und chlorierte Ben­zylxylole einzusetzen, da diese Verbindungen schwer ent­flammbar und oxidationsbeständig und daneben biologisch abbaubar sein und im Hinblick auf ihr toxisches Verhal­ten Vorteile aufweisen sollen.
  • Die GB-PS 1 504 655 beschreibt elektrische Vorrichtungen, die biologisch leicht abbaubare dielektrische Flüssigkei­ten enthalten, nämlich halogenierte Diphenylmethane, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Halogensubstituenten und etwaige Alkylsubstituenten nur in einem der beiden Phenylringe vorliegen, während der andere Phenylring un­substituiert sein muß, wobei angegeben ist, daß nur sol­che halogenierten Diphenylmethane, die eine unsbustitu­ierte Phenylgruppe aufweisen, leicht biologisch abgebaut werden können, während die an beiden Phenylresten substi­tuierten Diphenylmethane dem mikrobiologischen Abbau wi­derstehen sollen.
  • Die ältere deutsche Patentanmeldung 34 02 863 beschreibt bromhaltige Benzyltoluol-Derivate, die als funktionelle Flüssigkeiten, beispielsweise Hydraulikflüssigkeiten oder Isolationsflüssigkeiten für elektrische Vorrichtun­gen eingesetzt werden können und die sich dadurch aus­zeichnen, daß sie eine günstige Umweltverträglichkeit besitzen, indem das Benzyltoluolgerüst im Vergleich zu dem Biphenylgerüst der üblicherweise für diese Zwecke eingesetzten halogenierten Biphenyle biologisch leichter abbaubar ist.
  • Die DE-OS 15 94 505 beschreibt funktionelle Flüssigkeits­zubereitungen, die eine größere Menge eines dihalogenier­ten Diphenylethers und eine kleinere Menge weiterer Mi­schungsbestandteile enthält, die aus halogenierten nie­drigalkyl-substituierten Benzolen, monohalogenierten Di­phenylethern und chlorierten Biphenylen und Mischungen davon ausgewählt sind. Als halogenierte Niedrigalkylben­zole sind solche mit 1 bis 5 Halogenatomen und 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe angegeben, wobei von diesen als kleinerer Mischungsbestandteil einzuset­zenden Verbindungen Dibromethylbenzol bevorzugt scheint. Über die alleinige Verwendung solcher Verbindungen oder über ihre biologische Abbaubarkeit ist in dieser Druck­schrift nichts gesagt.
  • Schließlich offenbart die US-PS 2 257 903 nichtbrennbare flüssige Zubereitungen, die als Wärmeübertragungsflüssig­keiten, Dielektrika, feuerlöschende Mittel und flammfest machende Mittel eingesetzt werden können. Diese flüssi­gen Zubereitungen bestehen im wesentlichen aus Mischun­gen von am Kern bromierten Monoethylbenzolen mit einem Bromgehalt zwischen etwa 2,0 und etwa 3,0 Atomen Brom pro Mol Ethylbenzol. Über die biologische Abbaubarkeit dieser Materialien finden sich keine Angaben.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten funktionellen Flüssigkeiten können nicht in vollem Umfang befriedigen, weil sie nicht alle kriterien einer schwerentflammbaren funktionellen Flüssigkeit, namentlich Hydraulikflüssig­keit, erfüllen können, nämlich wirtschaftliche Herstel­lung, biologische Abbaubarkeit, geringe Toxizität der Flüssigkeit oder ihrer Zersetzungsprodukte und derglei­chen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, funktionelle Flüssigkeiten anzugeben, die neben den für das angestrebte Einsatzgebiet technologischen Kriterien auch die toxikologischen und wirtschaftlichen Anforderun­gen erfüllen.
  • Es hat sich nunmehr überraschenderweise gezeigt, daß eine bestimmte kleine Gruppe von bromierten Alkylbenzolderiva­ten nicht nur auf der einen Seite wertvolle technische Eigenschaften besitzt, sondern andererseits auch nicht die Gefahren und umweltschädigenden Wirkungen mit sich bringt, die den für funktionelle Flüssigkeiten eingesetz­ten vorbekannten Verbindungen eigen sind, so daß sie sich besonders gut als oder für funktionelle Flüssigkei­ten eignet.
  • Gegenstand der Erfindung ist daher die schwerentflammbare, biologisch abbaubare funktionelle Flüssigkeit gemäß Haupt­anspruch. Die Unteransprüche betreffen besonders bevor­zugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstandes.
  • Die Erfindung betrifft somit eine schwerentflammbare, bio­logisch abbaubare funktionelle Flüssigkeit, bestehend aus oder enthaltend mindestens ein bromiertes Alkylbenzolderi­vat der allgemeinen Formel I
    Figure imgb0001
     in der R¹ ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen,
    R² ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
    R³ ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe der allgemeinen Formel
    Figure imgb0002
     in der n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 4,
    m eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 oder 2 und
    y eine ganze Zahl mit einem Wert von 0, 1 oder 2 darstellen und
    x eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 3 mit der Maßgabe bedeuten, daß die Summe x + y einen Wert von 1 bis 3 aufweist.
  • Gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ent­hält die funktionelle Flüssigkeit als bromiertes Alkylben­zolderivat
    - ein Dibromdiethylbenzol der nachfolgenden allgemeinen Formel II
    Figure imgb0003
     - ein 1-Bromphenyl-1-bromethylphenylethan der nachfol­genden allgemeinen Formel III
    Figure imgb0004
     - und/oder ein Bis(bromtolyl)-methan der folgenden all­gemeinen Formel IV
    Figure imgb0005
     wobei die oben angegebenen Verbindungen der allgemeinen Formeln II bis IV in Form von reinen Verbindungen, von Isomerengemischen oder auch in Form von Gemischen dieser Verbindungen untereinander eingesetzt werden können.
  • Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die erfin­dungsgemäß ausgewählten bromierten Alkylbenzolderivate, namentlich diejenigen der obigen allgemeinen Formeln II bis IV, in Form der Einzelsubstanzen oder auch der bei der bromierenden Herstellung anfallenden Isomerengemi­sche Flüssigkeiten darstellen, die als solche oder in Kombination mit üblichen Verdünnungsmitteln, Zusätzen und Additiven als funktionelle Flüssigkeiten eingesetzt werden können. Diese Verbindungen haben sich als beson­ders gut für funktionelle Flüssigkeiten geeignet erwie­sen, da sie einerseits hervorragende technologische Ei­genschaften aufweisen, die für die Anwendung in oder als funktionelle Flüssigkeiten erforderlich sind, und ande­rerseits ein unerwartet gutes Umweltverhalten zeigen, d. h. als solche eine sehr geringe Toxizität besitzen, beim Erhitzen keine giftigen Zersetzungsprodukte, wie hochgiftige Dioxinderivate, ergeben und darüber hinaus leicht biologisch abgebaut werden können. Weiterhin zeigen sie im Hinblick auf ihr Brandverhalten, ihr Vis­kositäts-Temperatur-Verhalten, ihre Verträglichkeit mit üblicherweise eingesetzten Dichtelementmaterialien und im Hinblick auf ihr korrosives Verhalten vorteilhafte Eigenschaften, die sie für die angestrebte Verwendung besonders gut geeignet erscheinen lassen. Die erfindungs­gemäß ausgewählten bromierten Alkylbenzolderivate sind besonders gut geeignet für schwerentflammbare Hydraulik­flüsigkeiten, sie können jedoch auch als Trägersubstanz für Insektizide, als wirksames Verdünnungsmittel auf dem Pflanzenschutzssektor, als Flammschutzmittel in Kunststoffen, Textilien und Papier, als Schmiermittel in Metallbearbeitungsflüssigkeiten, als Basisflüssigkeit für schwerentflammbare Kompressorenflüssigkeiten, als umweltfreundliches Sägenkettenöl, als Lösungsmittel für die Ausrüstung schwerentflammbarer Fette und Wachse, als Isolationsflüssigkeit für elektrische Vorrichtungen sowie für oder in schwerentflammbaren Korrosionsschutzmitteln eingesetzt werden.
  • Mit Vorteil enthalten die erfindungsgemäßen funktionellen Flüssigkeiten die bromierten Alkylbenzolderivate in Form des bei der Bromierung der Ausgangsmaterialien eingesetz­ten Bromierungsgemische, wobei man diese Verbindungen oder auch diese Gemische mit Vorteil auch mit anderen bromierten Verbindungen kombinieren kann, wie insbeson­dere Dibromethylbenzol und/oder Dibromcumol. In dieser Weise wird es namentlich durch die Anwendung von Gemi­schen der erfindungsgemäß ausgewählten Verbindungen und den genannten anderen Verbindungen möglich, die Viskosi­täts-Temperatur-Eingenschaften der funktionellen Flüssig­keit auf das jeweilige Einsatzgebiet anzupassen.
  • Neben den bromierten Alkylbenzolderivaten kann die erfin­dungsgemäße schwerentflammbare, biologisch abbaubare funk­tionelle Flüssigkeit auch noch für solche funktionelle Flüssigkeiten übliche Additive und Zusätze enthalten, wo­bei die bromierten Alkylbenzolderivate vorzugsweise in einer Menge von mindestens 35 Gew.-% vorhanden sind.
  • Als Additive und Zusätze dieser Art kann man beispiels­weise Korrosionsschutzmittel, wie Erdalkalisulfonate, Stabilisatoren, wie Aminderivate oder phenolische Produk­te, verschleißmindernde Zusätze, beispielsweise Zinkdi­alkyldithiophosphate, Säureakzeptoren, beispielsweise Epoxidverbindungen, Tetraphenylzin usw., Entschäumer, wie Seifen, Silicone, Glykole, Phosphatester und der­gleichen, Viskositätsindexverbesserer, wie Polymeth­acrylate oder Polyisobutylen und dergleichen, einsetzen. Weiterhin können die erfindungsgemäßen funktionellen Flüssigkeiten mit vielen geeigneten Produkten, wie bei­spielsweise Mineralölen, Glykolen etc., modifiziert wer­den.
  • Die in den erfindungsgemäßen funktionellen Flüssigkeiten enthaltenden bromierten Alkylbenzolderivate, die zum Teil bekannt sind, erhält man durch an sich bekanntes Bromie­ren von Alkylbenzolderivaten mit elementarem Brom in Ge­genwart eines bekannten Halogenierungskatalysators, wie beispielsweise Eisen, Eisentrichlorid, Eisentribromid oder dergleichen. Dabei kann die Umsetzung bei Zimmer­temperatur durchgeführt werden, wobei jedoch in Abhän­gigkeit von dem jeweiligen Katalysator beispielsweise auch Temperaturen zwischen -5 und +40°C geeignet sind. Die mehrkernigen bromierten Alkylbenzolderivate bildet man vorzugsweise durch Kondensation von bromierten Al­kylbenzolderivaten.
  • Die folgenden Herstellungsbeispiele dienen der Erläute­rung der Herstellung der erfindungsgemäß bevorzugt ein­gesetzten bromierten Alkylbenzolderivate.
    • Herstellungsbeispiel 1 Dibromdiethylbenzol
  • Man erwärmt ein Gemisch von 300 g Diethylbenzol und 5 g Eisenpulver auf 35°C. Dann tropft man unter Rühren lang­sam 6,45 g elementares Brom zu und läßt die Reaktion nach dem Anspringen bei 23°C ablaufen.
  • Nach Beendigung der Zugabe rührt man weitere 30 Minuten bei 45°C, wäscht dann das Reaktionsgemisch mit je 500 ml einer 2,5 %-igen Natriumdisulfitlösung, einer 10 %-igen Natriumhydroxidlösung und Wasser und trocknet anschlie­ßend. Man erhält als Rohprodukt ein Gemisch aus
    16 Gew.-% Monobromdiethylbenzol
    76 Gew.-% Dibromdiethylbenzol und
    8 Gew.-% Tribromdiethylbenzol.
  • Man destilliert das Gemisch im Vakuum, wobei die bei 120 bis 122°C/3,2 mbar übergehende Fraktion als Dibromdiethyl­benzol identifiziert wird. Die Verbindung besitzt bei 20°C eine Dichte von 1,571.
    • Herstellungsbeispiel 2 1-Bromphenyl-1-bromethylphenyl-ethan
  • Zunächst wird Ethylbenzol analog Herstellungsbeispiel 1 monobromiert. Zur weiteren Umsetzung werden 601,2 g des destillierten Bromethylbenzols, dem eine Spur eines Ra­dikalketteninitiators zugesetzt wurde, auf 80°C erwärmt. Anschließend werden unter Bestrahlung mit UV-Licht 33,3 ml Brom bei dieser Temperatur zugetropft. Nach Beendigung der Zugabe wird das Reaktionsgemisch abgekühlt und in ein Ge­misch von 120 g Bromethylbenzol und 3,4 g FeCl₃ mit einer Temperatur von 33°C eingetropft. Nachdem die Reaktion an­gesprungen ist, senkt man die Temperatur auf 20°C. Nach Beendigung der Zugabe läßt man 1/2 Stunde bei 45°C nach­reagieren, wäscht dann mit Wasser, einer Natriumhydroxid­lösung und erneut mit Wasser und destilliert anschließend das getrocknete Reaktionsgemisch im Vakuum. Die bei 198 bis 208°C/3,3 mbar übergehende Fraktion wird als 1-Brom­phenyl-1-bromethylphenyl-ethan identifiziert und besitzt eine Dichte bei 20°C von 1,476.
    • Herstellungsbeispiel 3 Bis(bromtolyl)-methan
  • Man erhitzt eine Mischung aus 40 ml Bromtoluol und 5 ml H₂SO₄ unter Rühren auf 110°C. Dann gibt man die Lösung bei dieser Temperatur innerhalb 1 Stunde in eine Mischung aus 3 g Formaldehyd und 20,9 ml Bromtoluol. Man läßt eine weitere Stunde bei 120 bis 130°C nachreagieren, wäscht das Reaktionsgemisch mit Wasser und destilliert im Vakuum. Die bei 182 bis 198°C/3,6 mbar übergehende Fraktion wird als Bis(bromtolyl)-methan identifiziert.
  • Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung und betreffen Rezepturen von schwerentflamm­baren, biologisch abbaubaren funktionellen Flüssigkeiten, namentlich Isolationsflüssigkeiten und Hydraulikflüssigkei­ten.
    • Beispiel 1
  • Zusammensetzung einer schwerentflammbaren Isolationsflüs­sigkeit:
    70 % 1-Bromphenyl-1-bromethylphenyl-ethan
    29,5 % Dibromdiethylbenzol
    0,5 % Epoxidharz als Säureakzeptor.
    • Beispiel 2
  • Zusammensetzung einer schwerentflammbaren hydraulikflüs­sigkeit:
    45 % Bis(bromtolyl)-methan
    40 % 1-Bromphenyl-1-bromethylphenyl-ethan
    1 % Zinkdialkyldithiophosphat als Verschleiß­schutzadditiv
    8 % Polymethacrylat als Viskositätsindexverbesse­rer
    1 % Bariumsulfonat als Korrosionsschutzmittel
    5 % Phosphatester
    • Beispiel 3
  • Zusammensetzung einer schwerentflammbaren Hydraulikflüs­sigkeit:
    70 % 1-Bromphenyl-1-bromethylphenyl-ethan
    19 % Dibromdiethylbenzol
    10 % Viskositätsindexverbesserer
    0,7 % Triphenylphosphorthionat als Verschleiß­schutzadditiv
    0,2 % alkyliertes Diphenylamin
    0,1 % Aminphosphat
    • Beispiel 4
  • Zusammensetzung einer schwerentflammbaren Hydraulikflüs­sigkeit:
    88 % 1-Bromphenyl-1-bromethylphenyl-ethan
    11 % Viskositätsindexverbesserer
    0,5 % Triphenylphosphorthionat als Verschleiß­schutzadditiv
    0,3 % alkyliertes Diphenylamin
    0,2 % Aminphosphat
    • Beispiel 5
  • Zusammensetzung einer schwerentflammbaren Hydraulikflüs­sigkeit:
    80 % Dibromdiethylbenzol
    19 % Viskositätsindexverbesserer
    0,6 % Triphenylphosphorthionat als Verschleiß­schutzadditiv
    0,2 % alkyliertes Diphenylamin

Claims (9)

1. Schwerentflammbare, biologisch abbaubare funktio­nelle Flüssigkeit bestehend aus oder enthaltend minde­stens ein bromiertes Alkylbenzolderivat der allgemeinen Formel I
Figure imgb0006
 in der R¹ ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen,
R² ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
R³ ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe der allgemeinen Formel
Figure imgb0007
 in der n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 4,
m eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 oder 2 und
y eine ganze Zahl mit einem Wert von 0, 1 oder 2 darstellen und
x eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 3 mit der Maßgabe bedeuten, daß die Summe x + y einen Wert von 1 bis 3 aufweist.
2. Funktionelle Flüssigkeit nach Anspruch 1, da­durch gekennzeichnet, daß sie als bromiertes Alkylbenzolderivat ein Dibromdiethylbenzol der allgemeinen Formel II
Figure imgb0008
 enthält.
3. Funktionelle Flüssigkeit nach Anspruch 1, da­durch gekennzeichnet, daß sie als bromiertes Alkylbenzolderivat ein 1-Bromphenyl-1-brom­ethylphenylethan der allgemeinen Formel III
Figure imgb0009
 enthält.
4. Funktionelle Flüssigkeit nach Anspruch 1, da­durch gekennzeichnet, daß sie als bromiertes Alkylbenzolderivat ein Bis(bromtolyl)-methan der allgemeinen Formel IV
Figure imgb0010
 enthält.
5. Funktionelle Flüssigkeit nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Form einer Hydraulikflüssigkeit vorliegt, die minde­ stens 35 % des bromierten Alkylbenzolderivats und gege­benenfalls übliche Zusätze für Hydraulikflüssigkeiten enthält.
6. Verfahren zur Herstellung der in der schwerent­flammbaren, biologisch abbaubaren funktionellen Flüssig­keit gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 enthaltenen bromierten Alkylbenzolderivate der allgemeinen Formel I
Figure imgb0011
 in der R¹ ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen,
R² ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 gis 4 Kohlenstoffatomen,
R³ ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe der allgemeinen Formel
Figure imgb0012
 in der n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 4,
m eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 oder 2 und
y eine ganze Zahl mit einem Wert von 0, 1 oder 2 darstellen und
x eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 3 mit der Maßgabe bedeuten, daß die Summe x + y einen Wert von 1 bis 3 aufweist, dadurch gekennzeich­net, daß man die entsprechenden Alkylbenzolderivate in an sich bekannter Weise mit elementarem Brom in Gegenwart eines Halogenierungskatalysators bromiert.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man als Halogenierungskata­lysator Eisen, Eisentrichlorid und/oder Eisentribromid verwendet.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 oder 7, da­durch gekennzeichnet, daß man die Um­setzung bei einer Temperatur zwischen -5 und +40°C durch­führt.
9. Verfahren zur Herstellung der in der schwerentflamm­baren, biologisch abbaubaren funktionellen Flüssigkeit ge­mäß den Ansprüchen 1 bis 5 enthaltenen bromierten Alkylben­zolderivate der allgemeinen Formel I
Figure imgb0013
 in der R¹ ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen,
R² ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
R³ ein Gruppe der allgemeinen Formel
Figure imgb0014
 in der n eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 4,
m eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 oder 2 und
y eine ganze Zahl mit einem Wert von 0, 1 oder 2 darstellen und
x eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 3 mit der Maßgabe bedeuten, daß die Summe x + y einen Wert von 1 bis 3 aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß man die entsprechenden bromierten Alkylbenzol-Ausgangsmaterialien kondensiert.
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