FI78499C - Svaorantaendlig, biologiskt soenderfallande funktionell vaetska. - Google Patents

Description

1 78499

Vaikeastisyttyvä, biologisesti hajoava toiminnallinen neste

Keksintö koskee vaikeastisyttyvää, biologisesti hajoavaa toiminnallista nestettä eli hydrauliikkanestettä tai sähkölaitteiden eristysnestettä, jossa bromipitoinen bentsyylitolueeni-johdannainen on oleellisena aineosana.

Klooratut aromaattiset yhdisteet, erityisesti klooratut bi-fenyyliyhdisteet, ovat viime vuosikymmeninä saavuttaneet merkittävän sijan laajoilla tekniikan aloilla. Erityisesti polykloo-rattuja bifenyylejä on käytetty paljon hydrauliikkanesteinä, sähkölaitteiden eristysnesteinä ja syttymistä estävinä lisäaineina muoveissa ja vastaavissa aineissa. Viime vuosina nämä yhdisteet ovat kuitenkin joutuneet hyvin huonoon maineeseen. Niillä on havaittu olevan erittäin vaarallinen vaikutus ympäristölle ja terveydelle ja palojen yhteydessä on olemassa jopa katastrofivaara, koska tällöin saattaa muodostua dioksiineja ja dibentsofuraaneja, jotka ovat erittäin myrkyllisiä. Tämä on johtanut siihen, että valtiolliset valvontaelimet ovat osaksi täysin kieltäneet nämä aineet ja osaksi asettaneet tarkkoja rajoituksia niiden käytölle.

Mainittujen haittojen voittamiseksi ehdotetaan eurooppalaisessa patenttihakemuksessa 88 650 käytettäviksi voiteluaineina, jotka myös soveltuvat hydrauliikkanesteiksi, kloorattuja bentsyyli-tolueeneja ja kloorattuja bentsyyliksyloleja, koska nämä yhdisteet ovat vaikeasti syttyviä ja kestävät hapen vaikutusta ja ovat biologisesti hajoavia ja toksiselta käyttäytymiseltään edullisia.

GB-patenttijulkaisussa 1 504 655 selostetaan sähkölaitteita, jotka sisältävät biologisesti helposti hajoavia eristysnestei-tä eli halogenoituja difenyylimetaaneja, joille on ominaista se, että halogeenisubstituentit ja mahdolliset alkyylisubstituentit ovat vain toisessa kyseisistä kahdesta fenyylirenkaasta ja toisen 2 78499 fenyylirenkaan pitää olla substituoimaton, koska väitetään, että vain sellaiset halogenoidut difenyylimetaanit, joissa on yksi substituoimaton fenyyliryhmä, voivat helposti hajota biologisesti, kun taas molemmista fenyyliryhmistään substituoidut difenyylimetaanit olisivat mikrobiologiselle hajoamiselle vastustuskykyisiä.

Eurooppalaisesta hakemusjulkaisusta 8251 tunnetaan eristysnes-teet, joita voidaan käyttää esimerkiksi eristysnesteinä muuntajissa ja kyllästysaineina kondensaattorien eristekerroksissa.

Tässä ovat kyseessä ytimestään klooratut alkyyliaromaattiset yhdisteet, jotka on saatu klooritolueenista ja/tai klooriksylee-nistä, kuten tetraklooribentsyylitolueeni, ja joiden mainitaan olevan edullisempia kuin tähän asti samaan tarkoitukseen käytetyt polyklooratut bifenyleenit. Biologisen hajoamisen kannalta on edullista se, että läsnä ei ole bifenyyliytimiä eikä aromaattisten ytimien sisältämiä alkyyliryhmiä.

Viimein kuvataan eurooppalaisessa patenttihakemuksessa 71 338 elektroviskooseja nesteitä, jotka koostuvat hydrofobisista nesteistä, joihin on dispergoitu hydrofiilisiä kiinteän aineen hiukkasia. Kun tällaiseen suspensioon kytketään sähkökenttä, nousee seoksen viskositeetti erittäin voimakkaasti. Tämä muutos on reversiibeli ja nopea, josta syystä suspensioita voidaan käyttää esimerkiksi elektronisesti ohjattavissa kytkimissä. Patenttihakemuksen mukaan pitäisi seoksen sisältämällä hydrofobisella nesteellä olla korkea kiehumispiste, matala viskositeetti, riittävät sähköiset ominaisuudet ja sen pitäisi olla kemiallisesti stabiili, vain vähäisessä määrin toksinen ja mielellään biologisesti hajoava. Tämä on ratkaistu käyttämällä hydrofobisina nesteinä halogenoituja diaryylijohdannaisia, joiden aromaattiset ytimet voidaan sitoa yhteen mitä erilaisimmilla silloilla, ja joissa käytetään halogeenisubstituentteina fluori-, kloori- tai bromiatomeja. Näiden diaryylijohdannaisten pitää olla asymmetrisesti substituoituja, koska tällöin saavutetaan nesteelle matala jäätymispiste ja materiaalin parempi biologinen hajoavuus.

3 78499 Tähän mennessä tunnetut toiminnalliset nesteet eivät ole täysin tyydyttäviä, koska ne joko eivät täytä hydrauliikka- ja eriatys-nesteille vaadittua vaikeastisyttyvyyttä tai niillä on vaikeasti-syttyvyyden ohella haitallieia ominaisuuksia, kuten huono biologinen hajoavuus, nesteen tai sen hajoamistuotteiden toksisuus, epäedullinen viskositeetti-lämpötilakäyttäytyminen tai tiivisteitä haurastava vaikutus.

Nyt esillä oleva keksintö tarjoaa toiminnallisia nesteitä, joilla on kaikki halutun käyttötarkoituksen kannalta tarpeelliset fysikaaliset ominaisuudet ja suuren kemiallisen stabiilisuuden ohella samanaikaisesti biologinen hajoavuus, ja jotka ovat oleellisesti ottaen myrkkyvaikutuksettomia eivätkä epäasianmukaisesti käsiteltyinä muodosta voimakkaasti myrkyllisiä tuotteita, kuten dioksiineja .

On yllättäen havaittu, että tietyillä halogenoiduilla diaryyli-johdannaisi1la on toisaalta arvokkaita teknisiä ominaisuuksia ja toisaalta niillä ei ole ennestään tunnettujen yhdisteiden omaamia vaarallisia ja ympäristölle haitallieia ominaisuuksia, josta syystä ne soveltuvat erittäin hyvin toiminnallisiksi nesteiksi tai toiminnallisiin nesteisiin.

Näin ollen keksinnön kohteena on pääpatenttivaatimuksen mukainen vaikeasti syttyvä, biologisesti hajoava toiminnallinen neste. Ali-vaatimukset koskevat päävaatimuksen erityisen edullisia toteutustapoja .

Keksintö koskee siis vaikeasti syttyvää, biologisesti hajoavaa toiminnallista nestettä, joka koostuu vähintään yhdestä bromipi-toisesta bentsyylitolueenijohdannaisesta ja tavanomaisista lisäaineista, joka neste sisältää mainittuna bromipitoisena bent-syylitolueenijohdannaisena kaavan III mukaista dibromibentsyy1i-tolueenia 4 78499 CHg <φ)-οΗ2-<φ> π,

Br Br ja/tai kaavan IV mukaista monobromiksylyy1iksyleeniä ch3 ch3

Br CH3 ja/tai kaavan V mukaista monobromibentsyy1itolueenia ch3 <w>

Br määrässä vähintään 35 X ja tavanomaisina lisäaineina viskositeetti-indeksiä parantavia aineita, korroosiota ehkäiseviä aineita, kulumisenestoaineita, ha-ponsitojia, vaahdonestoaineita ja/tai hapettumisen stabilointiaineita .

Keksinnön mukaisesti toiminnallisina nesteinä tai toiminnallisis-ea nesteissä käytetyt bromipitoiset bentsyylitolueenijohdannaiset ovat siis yhdisteitä, joiden kumpikin ydin on substituoitu ja läsnä pitää olla vähintään yksi bromisubstituentti ja vähintään yksi metyyliryhmä. Kumpikin ydin voi kyllä sisältää useampia bro- 5 78499 miatomeja ja useampia metyyliryhmiä eivätkä näiden substituent-tien asemat ole oleellisia, joten keksinnön mukaisesti voidaan toiminnallisissa nesteissä tai toiminnallisina nesteinä käyttää näiden yleisen kaavan II mukaisten bromipitoisten bentsyylitoluee-nijohdannaisten paikkaisomeereja.

Lisäksi voi yhdessä tai molemmissa fenyy1iryhmissä olla substi-tuentteina klooriatomeja.

Yllättäen on osoittautunut, että näillä keksinnön mukaisesti käytetyillä bromipitoisilla bentsyylitolusenijohdannaisilla on oleellisesti edullisemmat ympäristöominaisuudet kuin ennestään tunnetuilla halogenoiduilla diaryylijohdannaisilla ja samanaikaisesti niillä on erinomaiset fysikaaliset ominaisuudet, joiden ansiosta ne soveltuvat erittäin hyvin toiminnallisiksi nesteiksi, kuten hydrauliikkanesteiksi ja eristysnesteiksi sähkölaitteisiin.

Lisäksi on yllättäen osoittautunut, että keksinnön mukaisesti käytetyt, yleisen kaavan II mukaiset bromipitoiset bentsyylitoluee- 6 78499 nijohdannaiset, joiden kumpikin fenyylirengas on substituoitu, ovat biologisesti hajoavia, mitä seikkaa voidaan eurooppalaisen patenttihakemuksen 71 338 ja GB-patenttijulkaisun 1 504 655 mukaan pitää yllättävänä. Lisäksi on keksinnön mukaisesti käytetyillä yleisen kaavan II mukaisilla bromipitoisilla bentsyyli-tolueenijohdannaisilla se yllättävä etu, että ne ovat normaaleissa käyttöolosuhteissa nestemäisiä ja omaavat erittäin edullisen viskositeetti-lämpötilakäyttäytymisen. Lisäksi yhdisteillä on korkea leimahduspiste, ne ovat vain vähäisessä määrin myrkyllisiä ja vähäisessä määrin syövyttäviä eivätkä epäasianmukaisesti kuumennettaessa muodosta erittäin myrkyllisiä dioksiini-tuotteita, joita polykloorattuihin bifenyyleihin liittyneiden onnettomuuksien yhteydessä silloin tällöin on esiintynyt. Edelleen on osoittautunut, että tiivisteet sietävät keksinnön mukai-« sesti käytettyjä bromipitoisia bentsyylitolueenijohdannaisia erittäin hyvin, joten keksinnön mukaisesti valittu yhdistejoukko on osoittautunut yllättävän hyvin tarkoitettuun käyttöalueeseen sopivaksi.

Erityisen edullisia ovat vaikeastisyttyvät, biologisesti hajoavat toiminnalliset nesteet, joissa on bromipitoisena bentsyyli-tolueenijohdannaisena yleisen kaavan II mukainen yhdiste (CH3)2 (ch3)z, Γ: (I1’

Br (Br)x* jossa kaavassa x1 on O tai 1, z on O tai 1 ja z' on 1 tai 2.

Vielä edullisempia ovat keksinnön mukaiset toiminnalliset nesteet, jotka sisältävät kaavan III, IV tai V mukaista bromipitois-ta bentsyylitolueenijohdannaista ch3 <Q>— CH2"^) (iii)

Br Br 7 78499 CH3 CH3 W_CH2'h0. (ivi I CH,

Br J

Br

On selvää, että keksinnön mukaiset toiminnalliset nesteet voivat sisältää vain yhtä edellä määritellyistä bromipitoisista bentsee-nitolueenijohdannaisista, mutta edullisempaa on kuitenkin käyttää seoksia ja varsinkin sellaisia seoksia, jotka muodostuvat näiden yhdisteiden paikkaisomeereista.

Keksinnön mukaisesti valitut ja toiminnallisissa nesteissä tai toiminnallisina nesteinä käytetyt, edellä mainitun kaavan mukaiset bromipitoiset bentsyylitolueenijohdannaiset tunnetaan osittain ennestään esim. edellä mainitun eurooppalaisen patenttihakemuksen 71 338 yleiskaavasta ja DE-hakemusjulkaisun 23 36 289 yleismääritelmästä. Ensin mainittu viitejulkaisu kattaa valtavan määrän yhdisteitä, mutta nimenomaan nyt esillä olevan keksinnön mukaisia yhdisteitä ei mainita selostuksessa eikä esimerkeissä. DE-hakemusjulkaisussa 23 36 289 selostetaan oleellisesti ottaen kloorattuja o-bentsyylitolueeneja, joita kuvataan arvokkaiksi lähtöaineiksi antraseenin ja antrakinonin ja niiden johdannaisten valmistuksessa. GB-patenttijulkaisussa 1 504 655 kuvatut biologisesti hajoavat bromipitoiset bentsyylitolueeni-johdannaiset eroavat keksinnön mukaisesti valituista ja käytetyistä edellä mainitun kaavan mukaisista yhdisteistä siten, että nyt esillä olevat yhdisteet eivät ole asymmetrisiä, vaan kummastakin fenyylirenkaasta substituoituja ja omaavat kuitenkin yllättäen edullisia ominaisuuksia.

Keksinnön mukaisesti käytetyt bromipitoiset bentsyylitolueeni-johdannaiset valmistetaan sinänsä tunnetulla tavalla siten, 8 78499 että halogenoidaan ennestään halogeeneilla substituoitumattomat bentsyylitolueenit joko alkuainebromilla tai bromin ja kloorin seoksella ennestään tunnetun halogenointikatalyytin, kuten raudan, FeCl3, FeBr3, A1C13, TiCl4 tms. läsnäollessa. Reaktio voidaan suorittaa huoneen lämpötilassa, mutta käytetystä katalyytistä riippuen ovat alueella -5 - +40°C olevat lämpötilat sopivia.

Vielä eräs edullinen tapa valmistaa keksinnön mukaisesti käytettyjä, edellä mainitun yleisen kaavan II mukaisia bromipitoisia bentsyylitolueenijohdannaisia on sellainen, että kondensoi-daan yleisen kaavan VI mukainen yhdiste (CH3)z,

/TK

x / (VI)

(C1!yY

(Br)x' jossa x' ja z' ovat edellä määriteltyjä ja y' on 0,1 tai 2 yleisen kaavan VII mukaisen yhdisteen kanssa <ch3>z (cl)y

Hal-CH2—(VII) (Br) x jossa Hai on bromi tai kloori ja x ja z ovat edellä määriteltyjä ja y on 0,1 tai 2. Kondensaatios sa voidaan käyttää Friedel-Crafts-katalyyt- tiä, kuten FeCl3, FeBrj, A1C13 ja/tai TiCl^ sekä yleisen kaavan VI mukaisen yhdisteen ylimäärää.

Eurooppalaisesta patenttihakemuksesta 88 650 tunnettuihin kloorilla substituoituihin yhdisteisiin verrattuna on keksinnön mu- * - kaisesti käytetyillä bromipitoisilla bentsyylitolueenijohdannai silla oleellisesti vaikeampi syttyvyys ja samanaikaisesti parempi viskositeetti-lämpötilakäyttäytyminen.

9 78499 GB-patenttijulkaisusta 1 504 655 tunnettu asymmetrisesti subs-tituoitu dibromibentsyylitolueeni on huoneen lämpötilassa kiinteä, kun taas kummastakin fenyylirenkaasta bromatut isomeerit muuttuvat kiinteiksi vasta -25°C:ssa, mikä on erittäin edullista näiden yhdisteiden käytölle hydrauliikkanesteinä tai eris-tysnesteinä.

Näin ollen ovat keksinnön mukaisesti käytetyt bromipitoiset bentsyylitolueenijohdannaiset osoittautuneet hyviksi sekä hydrauliikkanesteinä että sähkölaitteiden, kuten kondensaattorien, muuntajien tms. eristysnesteinä, johtuen juuri edullisesta visko-siteetti-lämpötilakäyttäytymisestä sekä erittäin edullisesta palamista estävästä vaikutuksesta. Täten voidaan keksinnön mukaisia toiminnallisia nesteitä käyttää erityisesti vaikeasti-syttyvinä hydrauliikkanesteinä ja vaikeastisyttyvinä eristysnesteinä, joilla on vain vähäinen toksisuus ja vähäinen taipumus tuottaa myrkyllisiä hajoamistuotteita, ja jotka ovat biologisesti hajoavia ja siis tarjoavat huomattavan laajennuksen tekniikan tasoon.

Kuten jo edellä mainittiin, voidaan keksinnön mukaisissa toiminnallisissa nesteissä käyttää mainittuja bromipitoisia bentsyylitolueeni johdannaisia yksinään tai seoksina isomeeriseosten muodossa.

Keksintöä valaistaan tarkemmin seuraavilla esimerkeillä. Valmistusesimerkki

Dibromibentsyylitolueenin valmistus suorittamalla bromitolueenin ja bromibentsyylibromidin välinen kondensaatio

Dibromibentsyylitolueenin valmistustarkoituksessa suoritetaan ensin tolueenin bromaus alkuainebromilla vedettömän FeCl3:n läsnäollessa, jolloin saadaan bromitolueeni, jonka sivuketju bromataan. Tätä varten kuumennetaan 8,3 moolia bromitolueenia radikaaliketjuinitiaattorin (α,α’-atsobisisobutyronitriili) (0,5 g) läsnäollessa 80°C. Jäähdytyksen alaisena lisätään tipoittain 1,66 moolia bromia säteilyttämällä samanaikaisesti UV-lampulla, jonka teho on 300 W. Syntyvä bromivety absorboi daan jäähdytettyyn veteen pesupullossa.

10 78499 Jäähdytetty seos lisätään sen jälkeen kondensaatioreaktiota varten tipoittain 30°C:ssa suspensioon, jossa on 6 g FeCl^ 1,66 moolissa bromitolueenia. Muodostuva kaasumainen bromivety absorboidaan jäähdytettyyn veteen pesupullossa edellä kuvatulla tavalla. Sivutuotteiden (bromattu dibentsyylitolueeni) muodostuminen tukahtuu tässä kondensaatioreaktiossa, koska käytetään suurta bromitolueeniylimäärää. Lisäyksen loputtua kuumennetaan 30 minuuttia 50°C:ssa ja sen jälkeen jäähdytetty reaktioseos pestään ensin 1 litralla vettä, sitten 1 litralla 10-prosenttis-ta natriumhydroksidiliuosta ja lopuksi vielä 1 litralla vettä. Orgaaninen faasi kuivataan ja ylimääräinen bromitolueeni tislataan pois.

Jäljelle jäänyt neste rektifioidaan 0,4 millibaarissa, jolloin saadaan 395 g välillä 155-166°C (0,4 mbar) kiehuvaa pääjaetta, joka massaspektrinsä mukaan tunnistetaan dibromibentsyylitoluee-niksi. Isomeeritutkimusta ei suoritettu.

Seuraavassa taulukossa on esitetty saadun dibromibentsyylitoluee-nin elektronivirtamassaspektri.

11 78499

Taulukko

Dibromibentsyylitolueenin elektronitörmäysmassaspektri m/ Suhteelli- Kokonais- Inten- tn/ Suhteelli- Kokonais- Inten- x npn inten- ionivir- siteet- x nen inten- ionivir- siteet- __siteetti (%) ^ (%) ci_siteetti (%) ta (%)_ti

Ji.OO 1,06 0, 09 128 13B. 00 0.78 0, 07 9« 37 00 3 S5 o. 32 »«0 139,00 3.69 0.32 38.00 1.30 0.11 357 140.00 0,93 0,08 112 39. 00 II, 4a 1,10 1506 141,00 0.70 0,06 84 50.00 9. 33 0.82 1 126 143.00 0.69 0,06 83 51.00 12.23 1.38 I <* 7β 160,00 2. 01 0,18 243 52.00 2. 62 0. 23 316 1 51.00 4.81 0, 42 530 53.00 1.75 0.15 211 1S2.00 «,4l 0.74 1015 61.00 1.96 0. 17 236 1S3.00 2. 24 0.20 270 82.00 5.91 0. 52 713 163. 00 4.19 0. 37 505 63.00 17,97 1. 58 2768 164.00- 5, 02 0. 44 606 64.00 4. 98 0.44 601 165,00 100.00 8.79 12064 65.00 2,93 0,26 35» 166.00 14.41 1.27 1738 69.00 0.87 0.08 10S 167.00 1,22 0. 11 147 74.00 4.95 0.44 597 169,00 8, 54 0.75 1030 75.00 10,79 0.95 1302 170.00 1.41 0.13 172 76.00 35.01 3.08 4224 171.00 7.82 0.69 943 77. 00 14,97 1. 32 1806 175,00 0.62 0.05 75 78. 00 5.46 0.48 659 176.00 6. 46 0, 57 779 79. 00 1, 13 0,10 136 177,00 5.88 0,52 709 81.00 2. 69 0.24 324 1 78,00 32.56 2. 86 3928 82.00 7.07 0.62 853 179.00 »6.55 4.09 5616 83.00 0.68 0,06 82 180.00 76. 1 3 6.69 9184 85.00 0.73 0.06 ββ 181.00 11.89 1.05 1434 36.00 1.97 0. 17 238 132. 00 15.63 1,37 1886 37.00 3, 76 0,33 *5» 183.CO S.10 0.45 615 38.00 16.00 1,41 1933 184.00 14,79 1,30 178» 89.00 89.79 7.89 10832 185.00 4,90 0.4l 591 90.00 38.59 3.39 4656 243.00 1.42 0.12 1 71 91.00 2, 1 2 0.19 256 244,00 0.69 0,06 S3 98. 00 1.41 0.1 2 170 245.00 1.45 0,13 1 75 99 00 1, 16 0,10 1»0 246.00 0.67 0.06 81 101.00 2.02 0. 18 2»4 258.00 0.31 0,07 98 102.00 4,49 0. 39 542 259.00 80.64 7.09 9728 103.00 9. 75 0.86 1176 260.00 11.44 1.18 1622 104.00 5.36 9. 52 707 261,00 78,78 6,93 9504 110.00 0.61 0.06 76 262.00 12.63 1.11 152» 111.00 0.64' 0,06 77 263.00 0.99 0.99 119 113.00 1. 27 0. 1 1 153 323, 00 4.53 0.40 547 1 14.00 1.93 0.17 233 324.00 0. 72 0.06 87 1 1 5,00 4.38 0. 39 529 32S.00 8.59 0.76 1036 116.00 1.26 0.1 1 152 326. 00 1.21 0. 1 1 146 1 1 7.00 0.70 0. 06 85 327, 00 4,20 0.37 507 ' ' 122,00 0. 75 0,07 90 337, 00 0.95 0.08 1 15 1 26.00 2.09 0.18 252 333,00 34.95 3.07 4216 127,30 2.38 0. 21 287 339.00 7.39 0.65 391 1 28.00 1.74 0. 33 451 340,00 63.'4l 6,02 8256 129.00 1,61 0.11 »35 141.00 11.47 1.01 1384 1 30.00 2.16 0.19 26! 342.00 33.92 2.98 4092 1 37.00 0.61 0. 05 7» 341.00 5.23 0.46 6J1 12 78499

Muut keksinnön mukaisesti käytetyt bromipitoiset bentsyyli-tolueenijohdannaiset saadaan edellä kuvatulla tavalla käyttämällä sinänsä tunnettuja menetelmiä tai suorittamalla bentsyyli-tolueenin suora bromaus tai bromaus ja klooraus, jolloin vii-meksimainitussa tapauksessa saadaan reaktioseoksia, joiden sisältämät keksinnön mukaisesti käytetyt, yleisen kaavan I mukaiset bromipitoiset bentsyylitolueenijohdannaiset pitää erottaa sopivalla tavalla, kuten esim. kaasukromatografisesti.

Keksinnön mukaiset, vaikeastisyttyvät, biologisesti hajoavat toiminnalliset nesteet voivat bromipitoisten bentsyylitolueeni-johdannaisten lisäksi sisältää toiminnallisessa nesteissä tavallisesti käytettyjä aineosia ja lisäaineita, kuten korroosion-estoaineita, esim. maa-alkalisulfonaatteja, stabilointiaineita, esim. amiinijohdannaisia tai fenolituotteita, kulumisenestoai-neita, esim. sinkkidialkyyliditiofosfaatteja, haponsitojia, esim. epoksidiyhdisteitä, tetrafenyylitinaa jne., vaahdonestoaineita, kuten saippuoita, silikoneja, glykoleja, fosfaattiestereitä, ja viskositeetti-indeksin parannusaineita, esim. polymetakrylaat-teja tai polyisobutyleenejä. Lisäksi voidaan keksinnön mukaisesti käytettyjä bromipitoisia bentsyylitolueenijohdannaisia muunnella monilla sopivilla tuotteilla, kuten mineraaliöljyillä, glykoleilla jne.

Keksinnön mukaisia vaikeastisyttyviä, biologisesti hajoavia toiminnallisia nesteitä selostetaan seuraavissa esimerkeissä vielä tarkemmin.

Esimerkki 1

Keksinnön mukaisesti edullisesti käytetyn bromipitoisen bentsyyli-tolueenijohdannaisen eli dibromibentsyylitolueenin ominaisuuksien tutkiminen.

a) Biologinen hajoavuus

Biologinen hajoavuus tutkitaan käyttämällä anionisten ja ei-ionisten synteettisten tensidien biologisen hajoamisen määrittämiseen hyväksyttyä mittausmenetelmää eli OECD-Screening Test- koetta ei-ionisille tensideille /Bundesgesetzblatt 1 (1977) s.

2457 (muunnettuna).

13 78499

Ymppisuspensiona käytetään aerobisia, monipuolisia mikro-organismeja, jotka on saatu biologisen selkeytysaltaan poistovedestä.

Tässä menetelmässä otetaan ensimmäinen näyte 7 vuorokauden, toinen 14 vuorokauden ja kolmas 19 vuorokauden kuluttua. Otetut näytteet käsiteltiin mainitun kokeen sisältämien ohjeiden mukaan ja hajoamisasteet määritettiin kromatografisesti.

Näin saatiin seuraavat tulokset: 7 vuorokauden kuluttua otettu näyte: 49,3 % hajonnut 14 vuorokauden kuluttua otettu näyte: 69,1 % hajonnut 19 vuorokauden kuluttua otettu näyte: 82,9 % hajonnut

Yllättäen hajoaa keksinnön mukaisesti edullisesta dibromi-bentsyylitolueenista biologisesti yli 80 %.

b) Palotekniset tutkimukset

Paloteknisessä tutkimuksessa käytetään testausmenetelmää, joka on esitetty julkaisussa: "6. Luxemburger Bericht iiber Anforderungen und Pröfungen schwerentflammbarer Flössigkeiten för hydraulische Kraftubertragung und Steuerung".

Koetuloksista ilmenee, että dibromibentsyylitolueenin palotek-nillinen käyttäytyminen on parempi kuin esimerkiksi tetrakloori-bentsyylitolueenin tai polyklooratun bifenyylin.

c) Korroosiovaikutuksen tutkiminen

Dibromibentsyylitolueenin korroosiovaikutus tutkittiin edellä mainitun Luxemburg-julkaisun sisältämien ohjeiden mukaisesti. Tutkimuksessa käytettiin metalleina terästä, kuparia, messinkiä, alumiinia, kadmiumia ja sinkkiä sekä kupari-sinkki-, teräs-alumiini-, teräs-kadmium- ja alumiini-sinkkimetalliparia, jotka upotettiin 2/3 pituudelta tutkittavaan liuokseen (dibromibentsyyli- 14 78499 tolueeni), jossa niitä pidettiin 28 vuorokautta 35°C:ssa.

Tutkimustulokset osoittivat, että kaikissa koelevyissä oli korroosion aiheuttama painon ero alle 1 mg (sallittu painon ero on 20 mg).

d) Tiivistysaineiden sietokyky

Tiivistysaineiden sietokyvyn tutkimiseksi upotettiin tiiviste Dichtungswerkstoff 83 FKM 575 (Viton) tutkittavaan nesteeseen ja jätettiin sinne 21 vuorokaudeksi 60, 80, 100, 120 tai 150°C lämpötilaan. Sitten mitattiin tiivisteen tilavuudenmuutos ja shore-kovuus.

Tutkimustulokset osoittivat, että keksinnön mukaisesti edullisesti käytetyn bromipitoisen bentsyylitolueenijohdannaisen eli dibromibentsyylitolueenin käyttäytyminen sellaisenaan ja myös valmiiksi formuloituna hydrauliikkanesteenä on erittäin hyvä, koska tiivistemateriaalin tilavuudenmuutos on välillä <1-2 % ja shore-kovuuden muutos -3 astetta. Tässä tutkimusmenetelmässä sallittu tilavuudenmuutos on 20 % ja shore-kovuuden muutos -10 astetta.

Vertailussa käytettyjen polykloorattuun bifenyyliin ja tetrakloori-bentsyylitolueeniin pohjautuvien tuotteiden tilavuudenmuutos oli 40 % tutkimuslämpötilan ollessa 150°C. Kun näitä tavallisia tuotteita käytetään hydrauliikkanesteinä, on pidettävä huolta, ettei lämpötila nouse 100°C:n yläpuolelle, koska tätä korkeammassa lämpötilassa tiivisteet kärsivät ja saattavat aiheuttaa häiriöitä.

e) Pyrolyysitutkimus

Erittäin myrkyllisten hajoamistuotteiden tutkimiseksi pyroly-soitiin dibromibentsyylitolueeni lämpötila-alueella 150-700°C. Näyte käsiteltiin EPA-menetelmällä n:o 613. Kaasukromatografisella ja massaspektrografisella analyysillä (GCMS) ei voitu havaita havaintorajojen sisällä (0,5 ppb) lainkaan voimakkaasti myrkyllistä dioksiinia eikä dibentsofuraania (tri- tai tetrabro-mattu).

is 78499 f) Viskositeetti-lämpötilakäyttäytymisen tutkiminen Jäljempänä olevassa esimerkissä 2 mainitun keksinnön mukaisen hydrauliikkanesteen viskositeetti-lämpötilakäyttäytyminen on seu-raava: -20°C 8320 cSt 0°C 430 cSt +20°C 83 cSt +50°C 21 cSt +100°C 6,6 cSt

Tetraklooribentsyylitolueeniin pohjautuvan hydrauliikkanesteen lämpötilakäyttäytyminen on seuraava: -20°C kiinteä, ei mitattavissa 0°C 9730 cSt +20°C 320 cSt +50°C 25 CSt +100°C 4 cSt

Keksintöä valaistaan vielä seuraavissa esimerkeissä 2-8 esitetyillä seosohjeilla, jotka koskevat vaikeastisyttyviä hydrauliik-kanesteitä (esimerkit 2-6) ja eristysnesteitä (esimerkit 7 ja 8).

Esimerkki 2

Vaikeastisyttyvän hydrauliikkanesteen koostumus: 93 % dibromibentsyylitolueenia 6 % viskositeetti-indeksin parannusainetta (polymetakrylaatti) 0,5 % korroosionestoainetta (bariumsulfonaatti) 0,5 % kulumisenestoainetta (sinkkidialkyyliditiofosfaatti).

Esimerkki 3

Vaikeastisyttyvän hydrauliikkanesteen koostumus: 75 % dibromibentsyylitolueenia 23 % isopropyloitua trifenyylifosfaattia 1 % korroosionestoainetta (alkyylisulfamidokarbonihappo) 1 % haponsitojaa (epoksidihartsi).

16 78499

Esimerkki 4

Vaikeastisyttyvän hydrauliikkanesteen koostumus: 88 % dibromibentsyylitolueenia 10 % butyylistearaattia 1 % korroosionestoainetta (rasvahappoalkanoliamidi) 0,5 % hapettumisen stabilointiainetta (amiinijohdannainen) 0,5 % kulumisenestoainetta (sinkkidialkyyliditiofosfaatti).

Esimerkki 5

Vaikeastisyttyvän hydrauliikkanesteen koostumus: 65 % dibromibentsyylitolueenia 25 % monobromattua bentsyylitolueenia 9 % viskositeetti-inaeksin parannusainetta (polyisobutyleeni) 1 % korroosionestoainetta (talirasva-amiinijohdannainen).

Esimerkki 6

Vaikeastisyttyvän hydrauliikkanesteen koostumus: 50 % dibromibentsyylitolueenia 45 % monobromattua ksylyyliksylolia 4.5 % viskositeetti-indeksin parannusainetta (polyisobutyleeni) 0,5 % korroosionestoainetta (talirasva-amiinijohdannainen).

Esimerkki 7 Sähkölaitteiden eristysnesteen koostumus: 99.5 % dibromibentsyylitolueenia 0,3 % korroosionestoainetta (talirasva-amiinijohdannainen) 0,2 % epoksidihartsia.

Esimerkki 8 Sähkölaitteiden eristysnesteen koostumus: 50 % dibromibentsyylitolueenia 49.5 % monobromattua bentsyylitolueenia 0,3 % korroosionestoainetta (talirasva-amiinijohdannainen) 0,2 % epoksidihartsia.

17 78499

Esimerkki g

Vaikeasti syttyvän hydrauliikkanesteen koostumus: 35 X dibromibentsyy1itolueenia 3 X kulumisenestoainetta—korroosionestoainetta (muita lisäaineita)

62 Xisopropy1nitna fosfaattiesteriä 100 X

Vertailukokeella tutkittiin, millaisen kulumissuojän keksinnön mukainen hydrauli ikkaneste verrattuna tähänastisiin hydrauliikka-nesteisiin antaa siipipumpulle, joka käy 250 tuntia 140 baarissa.

Kokeen tulokset on esitetty seuraavaeea taulukossa.

Tunnetut hydrauliikka- Keksinnön mukaiset nesteet hydrauliikkanesteet

Massan kokonaismuutos runko 1200 runko 57

(mg) siipi 60 siipi _.,H

1260 71

Hammaspyörän kulumis- koe (DIN 51354 12 > 12 (m/s 8,3))

Hammaspyörän kulumis- koe (DIN 51354 - 12 (m/s A 16,6/90))

Kuten yllä olevista vertailukokeen arvoista käy ilmi, aikaansaa esillä olevan keksinnön mukainen hydrauliikkaneste oleellisesti voimakkaamman voiteluvaikutuksen verrattuna tunnettuihin hydrau-liikkanesteisiin. Siten on keksinnön mukaisten hydrauliikkanes-teiden voitelukäyttäytyminen yllättäen verrattavissa erittäin hyvän voiteluöljyn voitelukäyttäytymiseen.

Claims (5)

18 78499

1. Vaikeasti syttyvä, biologisesti hajoava toiminnallinen neste, joka koostuu vähintään yhdestä bromipitoisesta bentsyyli-tolueenijohdannaisesta ja tavanomaisista lisäaineista, tunnettu siitä, että se sisältää mainittuna hromipitoisena bentsyylito— lueenijohdannaisena kaavan III mukaista dibromibentsyylitolueenia ch3 <^Vch*~0 Br Br ja/tai kaavan IV mukaista monobromiksylyyiiksyleeniä ch3 ch3 Br CH3 ja/tai kaavan V mukaista monobromibentsyylitolueenia ch3 Br määrässä vähintään 35 * ja tavanomaisina lisäaineina viskositeetti-indeksiä parantavia aineita, korroosiota ehkäiseviä aineita, kulumisenestoaineita, ha-ponsitojia, vaahdonestoaineita ja/tai hapettumisen stabilointiaineita. 19 78499

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen toiminnallinen neste, tunnettu siitä, että se on hydrauliikkanesteen muodossa, joka sisältää vähintään 35 paino-* yhtä tai useampaa bromipitoista bentsyylitolueenijohdannaista ja haluttaessa muita hydrauliikka-nesteissä tavallisesti käytettyjä aineita.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen toiminnallinen neste, tunnettu siitä, että se on sähkölaitteiden eristysnesteen muodossa, joka sisältää vähintään 35 paino-* yhtä tai useampaa bro-mipitoista bentsyylitolueenijohdannaista ja haluttaess muita sähkölaitteiden erietysnesteissä tavallisesti käytettyjä aineita.

1. Svärantändig, biologiskt sönderfallande funktionell vätska bestäende av minst ett bromhaltigt bensy1toluenderivat och av sedvanliga ti1lsatsmedel, kännetecknad av att den innehäller som nämnda bromhaltiga bensyltoluenderivat dibrombensyltoluen-derivat med den allmänna formeln III ch3 Br Br och/eller monobromxylylxylen med formeln IV ch3 ch3 φ-ε„2-<φ Br CH3