PL192248B1 - Kompozycja zawierająca 1,1,1,3,3,-pentafluorobutan oraz jej zastosowanie - Google Patents

Abstract

1. Kompozycja, znamienna tym, ze zawiera 1,1,1,3,3-pentafluorobutan i ponad 5% wago- wych co najmniej jednego niepalnego zwiazku fluorowego, z wylaczeniem zwiazków majacych temperatury zaplonu okreslone standardem ISO 1523, wybranego sposród fluoroweglowodorów, obejmujacych co najmniej 5 atomów wegla, perfluoroweglowodorów, fluoroamin i fluoroeterów. 29. Zastosowanie kompozycji okreslonej tak jak w zastrz. 1 jako rozpuszczalnika, srodka osuszajacego, rozpuszczalnika odtluszczajacego lub srodka utrwalajacego toner. 30. Zastosowanie kompozycji okreslonej tak jak w zastrz. 1 jako srodka chlodniczego lub plynu wymiany ciepla. 31. Zastosowanie kompozycji okreslonej tak jak w zastrz. 1 w chlodnictwie przy uzywaniu srodków chlodniczych, plynów wymiany ciepla, do zastapienia trichlorofluorometanu lub 1,1,2-tri- chlorotrifluoroetanu. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek odnosi się do kompozycji zawierających 1,1,1,3,3-pentafluorobutan oraz ich zastosowania, np. jako rozpuszczalników, w szczególności do osuszania lub odtłuszczania albo jako środków chłodniczych.

Umowy międzynarodowe mające na celu ochronę warstwy ozonowej stratosfery wymagają, aby stosowanie fluorowęglowodorów (CFC) i wodorofluorowęglowodorów (HCFC) było stopniowo zmniejszane lub nawet zarzucane. Związki tego typu stosuje się między innymi jako rozpuszczalniki lub jako środki chłodnicze. Przykładowo 11,2-trichlorotrifluoroetan (CFC-113) stosuje się jako rozpuszczalnik do odtłuszczania lub czyszczenia powierzchni. Całkiem ostatnio do tych zastosowań został użyty HCFC-141b. Ten ostatni związek stosuje się także ze środkami powierzchniowo czynnymi, w środkach osuszających. Trichlorofluorometan (CFC-11) i HCFC-123 stosuje się np. jako środki chłodnicze wturbosprężarkach.

Znaną praktyką jest stosowanie 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu (HCFC-365mfc) jako produktu zastępczego ze względu na warstwę ozonową, w zastosowaniach jako rozpuszczalnik. Jednakże użycie

1,1,1,3,3-pentafluorobutanu wymaga środków ostrożności, biorąc pod uwagę łatwopalny charakter produktu.

Proponuje się stosowanie1,1,1,3,3-pentafluorobutanu w kompozycjach ze specyficznym środkiem powierzchniowo czynnym oraz pentafluoropropanolem lub tridekafluorooktanolem (EP-A 863 194). Jednak kompozycje te mają tę wadę, że ogranicza je polarność możliwych mieszanin. Ogranicza to ich zdolność do rozpuszczania środków powierzchniowo czynnych. Ponadto, przy stosowaniu pentafluoropropanolu, powinna zachodzić zwiększona rozpuszczalność w środowiskach półwodnych, która jest niedopuszczalna dla pewnych zastosowań. Wysoka temperatura wrzenia stosowanych fluoroalkoholi także prowadzi do wzbogacenia w HFC-365mfc w fazie gazowej, co czyni opary łatwopalnymi. W konsekwencji, proponowane kompozycje nie powinny być stosowane do osuszania maszyn. Wynalazek zmierza ku ominięciu tych problemów.

Przedmiotem wynalazku jest więc kompozycja zawierająca 1,1,1,3,3-pentafluorobutan (HFC-365mfc) i ponad 5% wagowych co najmniej jednego niepalnego związku fluorowego, z wyłączeniem związków mających temperatury zapłonu określone standardem ISO 1523, wybranego spośród fluorowęglowodorów, obejmujących co najmniej 5 atomów węgla, perfluorowęglowodorów, fluoroamin i fluoroeterów. Kompozycja obejmuje dodatkowo co najmniej jeden nie fluorowy organiczny rozpuszczalnik w ilości od 1% do 20%, który wybiera się spośród węglowodorów, obejmujących alkany lub alkeny zawierających od 5 do 12 atomów węgla.

Stwierdzono w sposób niespodziewany, że kompozycje według wynalazku mają dobre własności pod względem łatwopalności oraz dobre własności techniczne dla szerokiego zakresu zastosowań.

1,1,1,3,3-pentafluorobutan posiada szczególną zaletę mieszalności z niepalnymi związkami fluorowymi oraz zgodności z dodatkami lub rozpuszczalnikami zwykle używanymi w zastosowaniach, takich jakie wymieniono powyżej.

Wyrażenia „niepalny związek fluorowy” oraz „niepalna kompozycja” oznaczają w zamierzeniu każdy związek lub kompozycję, która nie posiada określonej temperatury zapłonu, zgodnie ze standardami ISO 1523.

Niepalne fluorowęglowodory (HFC) oraz perfluorowęglowodory stosowane w kompozycjach według wynalazku, mogą być prostoliniowe, rozgałęzione lub cykliczne i generalnie zawierają 4, 5, 6, 7,8,9 lub 10 atomów węgla. Spośród fluorowęglowodorów, odpowiednie do stosowania są te, które zawierają co najmniej 5 atomów węgla. Szczególnie zalecany jest 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-dekafluoropentan (HFC-43-10mee). Spośród perfluorowęglowodorów odpowiednie do stosowania są te, które zawierają co najmniej 5 atomów węgla. Perfluoropentan i perfluoroheksan stosuje się zwykle w postaci technicznych mieszanin izomerów, jakie są sprzedawane np. przez firmę 3M pod nazwami, odpowiednio PF5050 dla perfluoropentanu i PF5060 dla perfluoroheksanu.

Niepalne fluoroetery i fluoroaminy, które można stosować w kompozycjach według wynalazku, mogą być prostoliniowe, rozgałęzione lub cykliczne i generalnie zawierają 3, 4, 5,6, 7, 8,9 lub 10 atomów węgla. Spośród fluoroeterów odpowiednie do stosowania są te, które zawierają co najmniej 4 atomy węgla. Szczególnie zaleca się eter perfluorobutylowometylowy. Spośród fluoroamin odpowiednie do stosowania są te, które zawierają co najmniej 4 atomy węgla. Szczególnie zaleca się perfluorotrietyloaminę.

PL 192 248 B1

Generalnie, niepalne związki fluorowe posiadają temperaturę wrzenia przy ciśnieniu 101,3 kPa wyższą lub równą 15°C. Korzystnie, temperatura wrzenia jest wyższa lub równa 20°C. Generalnie temperatura wrzenia jest niższa lub równa 130°C. Zwykle temperatura wrzenia jest niższa lub równa 100°C. Korzystnie temperatura wrzenia jest niższa lub równa 85°C.

Stosunek liczbowy F/H (liczba atomów fluoru w cząsteczce podzielona przez liczbę atomów wodoru w cząsteczce) niepalnych związków fluorowych jest większy niż 2. Odpowiedni jest stosunek liczbowy F/H większy lub równy 2,5. Korzystnie, stosunek liczbowy F/H jest większy lub równy 3.

Ilość niepalnych związków fluorowych jest większa niż 5% wagowych w stosunku do mieszaniny zawierającej 1,1,1,3,3-pentafluorobutan i niepalne związki fluorowe. Zwykle stosuje się ilość większą lub równą 10% wagowych. Zaleca się ilość większą lub równą 20% wagowych. Odpowiednia do stosowania jest ilość większa lub równa 25%. Najlepsze rezultaty daje ilość większa lub równa 30% wagowych. W szczególnie zalecany sposób efektywna ilość stosowanego niepalnego związku fluorowego jest taka, że zapewnia niepalność kompozycji, czyli kompozycja nie posiada określonej temperatury zapłonu, zgodnie ze standardami ISO 1523. Generalnie, ilość niepalnych związków fluorowych w kompozycjach według wynalazku wynosi nie więcej niż 90% wagowych.

Zalecane kompozycje według wynalazku obejmują, jako związek niepalny, co najmniej perfluoropentan, perfluoroheksan, eter perfluorobutylowometylowy lub ich mieszaninę. Zalecany wariant kompozycji według wynalazku odnosi się do kompozycji obejmujących 1,1,1,3,3-pentafluorobutan oraz co najmniej jeden perfluorowęglowodór w proporcjach, w których tworzą one azeotrop lub pseudoazeotrop.

Zasadniczo, stan termodynamiczny płynu jest określony przez cztery zmienne współzależne: ciśnienie (P), temperaturę (T), skład fazy ciekłej (X) oraz skład fazy gazowej (Y). Prawdziwy azeotrop jest specyficznym układem 2 lub więcej składników, dla których, przy danej temperaturze i danym ciśnieniu, skład fazy ciekłej X jest dokładnie równy składowi fazy gazowej Y. Pseudoazeotrop jest układem 2 lub więcej składników, dla których, przy danej temperaturze i danym ciśnieniu, X jest zasadniczo równy Y. W praktyce oznacza to, że składników takich układów azeotropowych i pseudoazeotropowych nie można łatwo rozdzielić przez destylację i w konsekwencji nie występuje wzbogacenie fazy gazowej w związek łatwopalny.

Dla celów niniejszego wynalazku, wyrażenie „mieszanina pseudoazeotropowa” oznacza mieszaninę dwóch składników, których temperatura wrzenia (przy danym ciśnieniu) różni się od temperatury wrzenia prawdziwego azeotropu maksymalnie o 0,5°C. Zaleca się mieszaniny, których temperatura wrzenia różni się od temperatury wrzenia prawdziwego azeotropu maksymalnie o 0,2°C. Szczególnie zaleca się mieszaniny, których temperatura wrzenia różni się od temperatury wrzenia prawdziwego azeotropu maksymalnie o 0,2°C.

1,1,1,3,3-Pentafluorobutan i perfluoropentan tworzą azeotrop binarny lub pseudoazeotrop, gdy ich mieszanina zawiera od około 50 do 87% wagowych perfluoropentanu. Zaleca się kompozycje binarne, zawierające od około 50 do 70% wagowych perfluoropentanu. Szczególnie zaleca się kompozycje binarne, zawierające od około 50 do 60% wagowych perfluoropentanu. Zaleca się także kompozycje binarne, zawierające od około 65 do 80% wagowych perfluoropentanu. Szczególnie zaleca się kompozycje binarne, zawierające od około 70 do 78% wagowych perfluoropentanu. Przy ciśnieniu wynoszącym 100,1 ±0,2 kPa, kompozycje binarne składające się zasadniczo z około 26% wagowych

1,1,1,3,3-pentafluorobutanu i około 74% wagowych perfluoropentanu, stanowią prawdziwy azeotrop, którego temperatura wrzenia wynosi około 24,4°C.

1,1,1,3,3-Pentafluorobutan i perfluoroheksan tworzą azeotrop binarny lub pseudoazeotrop, gdy ich mieszanina zawiera od około 20 do 60% wagowych perfluoroheksanu. Zaleca się kompozycje binarne, zawierające od około 25 do 45% wagowych perfluoroheksanu. Szczególnie zaleca się kompozycje binarne, zawierające od około 32 do 42% wagowych perfluoroheksanu. Najbardziej zaleca się także kompozycje binarne, zawierające od około 35 do 40% wagowych perfluoroheksanu. Przy ciśnieniu wynoszącym 101,2 ± 0,5 kPa, kompozycje binarne składające się zasadniczo z około 36% wagowych 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu i około 36% wagowych perfluoroheksanu, stanowią prawdziwy azeotrop, którego temperatura wrzenia wynosi około 36,4°C.

Wynalazek odnosi się także do kompozycji obejmujących 1,1,1,3,3-pentafluorobutan, co najmniej jeden niepalny związek fluorowy oraz co najmniej jeden niefluorowy rozpuszczalnik organiczny.

Niefluorowymi rozpuszczalnikami organicznymi, odpowiednimi do stosowania są węglowodory, chlorowęglowodory, alkohole, estry, ketony lub etery.

PL 192 248 B1

Jako niefluorowy rozpuszczalnik organiczny korzystnie stosuje się halogenowęglowodory, alifatyczne, alicykliczne lub aromatyczne estry lub ketony.

Chlorowcowane węglowodory oraz estry alifatyczne, alicykliczne lub aromatyczne lub ketony są także odpowiednie jako nie fluorowe rozpuszczalniki organiczne.

Węglowodory, które można stosować w kompozycjach według wynalazku mogą być prostoliniowe, rozgałęzione lub cykliczne i generalnie zawierają 3,4, 5, 6, 7, 8, 9 lub 10 atomów węgla. Odpowiednie do stosowania są węglowodory zawierające co najmniej 5 atomów węgla. Węglowodory korzystnie zawierają co najmniej 6 atomów węgla. Spośród alkanów lub alkenów, odpowiednie do stosowania są związki zawierające od 5 do 12 atomów węgla. Odpowiednie do stosowania są n-heksan, n-heptan i n-oktan. Spośród węglowodorów aromatycznych, zaleca się te, które obejmują co najmniej jeden podstawnik alkilowy na pierścieniu benzenowym. Najbardziej zaleca się toluen, 1,2-ksylen, 1,3-ksylen, 1,4-ksylen lub ich mieszaniny.

Chlorowęglowodory, które można stosować w kompozycjach według wynalazku, mogą być prostoliniowe, rozgałęzione lub cykliczne i generalnie zawierają 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 lub 10 atomów węgla. Odpowiednie do stosowania są chlorowęglowodory zawierające 1, 2, 3 lub 4 atomy węgla. Chlorowęglowodory korzystnie stanowią chloroalkany zawierające 1lub 2 atomy węgla. Spośród chloroalkanów zalecane są dichlorometan, trichlorometan i 1,2-dichloroetan. Spośród chloroalkenów zalecane są perchloroetylen i 1,2-dichloroetylen. Najbardziej zalecany jest trans-1,2-dichloroetylen.

1,2-Dichloroetylen posiada właściwość tworzenia mieszanin azeotropowych lub pseudoazeotropowych z 1,1,1,3,3-pentafluorobutanem, co może być korzystne dla pewnych zastosowań. Mieszaniny azeotropowe lub pseudoazeotropowe, a także potrójne mieszaniny azeotropowe lub pseudoazeotropowe obejmujące także alkanol, są opisane w opisie patentowym US 5 478 492 w imieniu Zgłaszającego, którego zawartość jest załączona przez odniesienie do niniejszego zgłoszenia patentowego.

Alkohole, które można stosować w kompozycjach według wynalazku, mogą być prostoliniowe, rozgałęzione lub cykliczne i generalnie zawierają 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 lub 10 atomów węgla. Odpowiednie do stosowania są alkohole zawierające 1, 2, 3, 4 lub 5 atomów węgla. Alkohole korzystnie obejmują 1, 2, 3, 4 lub 5 atomów węgla. Spośród alkanoli zalecane są metanol, etanol, n-propanol, izopropanol, n-butanol, izobutanol i tert-butanol. Dobre rezultaty dają metanol, etanol izopropanol iizobutanol. Najbardziej zalecany jest izobutanol.

Metanol posiada właściwość tworzenia mieszanin azeotropowych i pseudoazeotropowych z 1,1,1,3,3-pentafluorobutanem, co jest korzystne przy pewnych zastosowaniach. Mieszaniny azeotropowe lub pseudoazeotropowe zawierają od 93 do 99% wagowych 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu i od 1 do 7% metanolu. Prawdziwy azeotrop zawiera około 96,2% wagowych 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu i około 3,8% wagowych metanolu.

Etanol posiada właściwość tworzenia mieszanin azeotropowych i pseudoazeotropowych z 1,1,1,3,3-pentafluorobutanem, co jest korzystne przy pewnych zastosowaniach. Mieszaniny azeotropowe lub pseudoazeotropowe są opisane w opisie patentowym US 5 445 757 w imieniu Zgłaszającego, którego zawartość jest załączona przez odniesienie do niniejszego zgłoszenia patentowego.

Estry, które można stosować w kompozycjach według wynalazku, mogą być prostoliniowe, rozgałęzione lub cykliczne i generalnie zawierają 3,4,5,6,7,8,9 lub 10 atomów węgla. Odpowiednie do stosowania są estry zawierające 4, 5, 6, 7, 8 lub 9 atomów węgla. Korzystnie, estry są pochodnymi kwasów karboksylowych zawierających co najmniej 2 atomy węgla. Korzystnie estry są pochodnymi alkanolu wybranego z grupy składającej się z metanolu, etanolu, n-propanolu, izopropanolu, n-butanolu, izobutanolu i tert-butanolu. Odpowiednie do stosowania są octan etylu, maślan etylu i kapronian etylu.

Ketony, które można stosować w kompozycjach według wynalazku mogą być prostoliniowe, rozgałęzione lub cykliczne i generalnie zawierają 3,4,5,6,7,8,9 lub 10 atomów węgla. Odpowiednie do stosowania są ketony zawierające 3,4,5,6,7 lub 8 atomów węgla. Spośród ketonów zalecane są aceton, 2-butanon, 2- lub 3-pentanon, keton metylowo-izobutylowy, keton diizopropylowy, cykloheksanon i acetofenon. Szczególnie zalecany jest keton metylowo-izobutylowy.

Etery, które które można stosować w kompozycjach według wynalazku mogą być prostoliniowe, rozgałęzione lub cykliczne i generalnie zawierają 3,4,5,6,7,8,9 lub 10 atomów węgla. Odpowiednie do stosowania są etery zawierające 2,3, 4, 5, 6, 7, 8 lub 9 atomów węgla. Spośród eterów alifatycznych lub alicyklicznych zaleca się eter dietylowy, eter metylowo-izopropylowy, eter monometylowy glikolu dietylenowego, eter dimetylowy glikolu dietylenowegp, tetrahydrofuran i 1,4-dioksan.

Stwierdzono, że kompozycje według wynalazku, obejmujące co najmniej jeden niefluorowy rozpuszczalnik organiczny, są szczególnie odpowiednie do zastosowań jako rozpuszczalniki do osuszaPL 192 248 B1 nia lub odtłuszczania. Określenie „rozpuszczalnik do osuszania” odnosi się do zastosowań, w których kompozycje według wynalazku stosuje się do usuwania wody obecnej na powierzchni artykułów stałych. Konkretnie, możliwe jest uzyskanie wielu różnych polarności różnych rozpuszczalników, przy jednoczesnym zachowaniu zalety niepalności kompozycji. Bardziej szczegółowo, kompozycje te czynią możliwym uzyskanie wymaganych dobrych właściwości rozpuszczalności środków powierzchniowo czynnych, np. dla rozpuszczalników do osuszania.

Można stosować rozpuszczalniki łatwopalne i niepalne. W przypadku rozpuszczalnika łatwopalnego, zaleca się stosowanie rozpuszczalnika, który posiada temperaturę zapłonu wyższą lub równą 0°C. Bardziej szczegółowo zaleca się temperaturę zapłonu wyższą lub równą 10°C. Najbardziej zalecane są rozpuszczalniki o temperaturze zapłonu wyższej lub równej 20°C.

W przypadku łatwopalnego nie fluorowego rozpuszczalnika organicznego, korzystnie stosuje się efektywną ilość niepalnego związku fluorowego, aby uzyskać kompozycję niepalną według wynalazku.

Dla niepalnych rozpuszczalników nie fluorowych, temperatura wrzenia przy ciśnieniu 101,3 kPa nie jest krytyczna. Generalnie, rozpuszczalniki niepalne posiadają temperaturę wrzenia przy ciśnieniu 101,3 kPa wyższą lub równą 15°C, Korzystnie, temperatura wrzenia jest wyższa lub równa 20°C. Generalnie, temperatura wrzenia jest niższa lub równa 250°C przy ciśnieniu 101,3 kPa. Zwykle, temperatura wrzenia jest niższa lub równa 200°C.

Gdy stosuje się łatwopalny nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny, stosuje się generalnie rozpuszczalnik o temperaturze wrzenia wyższej lub równej 30°C. Zwykle temperatura wrzenia jest wyższa lub równa 40°C. Korzystnie, temperatura wrzenia jest wyższa lub równa 50°C. W szczególnie zalecany sposób, temperatura wrzenia jest wyższa lub równa 60°C. Powodem tego jest unikanie wzbogacenia łatwopalnego nie fluorowego rozpuszczalnika organicznego w fazę gazową i w konsekwencji unikanie tworzenia się łatwopalnych mieszanin gazowych.

Zgodnie z zamierzonym zgłoszeniem, można stosować nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny, który jest mieszalny lub nie mieszalny z wodą. Rozpuszczalniki, które są zasadniczo nie mieszalne zwodą są odpowiednie np. do zastosowań przy osuszaniu.

Ilość nie fluorowego rozpuszczalnika organicznego w kompozycji według wynalazku, zawierającej 1,1,1,3,3-pentafluorobutan, co najmniej jeden niepalny związek fluorowy i co najmniej jeden nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny, można wybrać jako funkcję żądanej polarności i łatwopalności kompozycji. Generalnie, zawartość ta nie jest większa niż 20% wagowych. Korzystnie, nie wynosi ona więcej niż 10% wagowych. Gdy obecny jest nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny, jego zawartość wynosi generalnie co najmniej 1% wagowy. Korzystnie, wynosi ona co najmniej 2% wagowe.

Poszczególne przykłady kompozycji według wynalazku obejmują 1,1,1,3,3-pentafluorobutan oraz nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny w proporcjach, w których tworzą one azeotrop lub pseudoazeotrop.

Kompozycje według wynalazku korzystnie zawierają dodatkowo środek powierzchniowo czynny. Można stosować każdy środek powierzchniowo czynny, który jest dobrze znany jako taki i który jest zgodny z kompozycjami według wynalazku. Korzystnie, środek powierzchniowo czynny stosuje się z kompozycjami według wynalazku, zawierającymi co najmniej jeden nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny, jaki opisano powyżej. Powodem jest to, że te kompozycje są szczególnie odpowiednie do uzyskiwania dobrej rozpuszczalności środka powierzchniowo czynnego, jednocześnie zachowując dobre właściwości pod względem niepalności kompozycji.

Opisane są liczne środki powierzchniowo czynne, które można stosować w kompozycjach według wynalazku, np. w Encyclopedia of Industrial Chemistry Ullmana, 5 wydanie, 1987, tom A8, strony 338-350. Można stosować kationowe, anionowe niejonowe i amfoteryczne środki powierzchniowo czynne. Możliwe jest stosowanie np. kwasów tłuszczowych, estrów tłuszczowych, alkilobenzenosulfonianów, alkanosulfonianów, α-olefinosulfonianów, estrów α-sulfonowanych kwasów tłuszczowych (SES), alkilosiarczanów, alkiloeterosiarczanów, czwartorzędowych związków amoniowych, eterów alkilowych glikolu polietylenowego, eterów fenylowych glikolu polietylenowego, alkanoloamin kwasów tłuszczowych, eterów alkilu tłuszczowego i poliglikolu, kopolimerów blokowych tlenku etylenu i tlenku propylenu, alkilobetain, alkilosulfobetain, soli tetralkiloamoniowych kwasów mono- lub dialkilofosforowych lub środków powierzchniowo czynnych obejmujących co najmniej jedną grupę imidazolinową. Możliwe jest także stosowanie środków powierzchniowo czynnych, takich jak te, które opisano powyżej, zawierających co najmniej jeden podstawnik fluorowy. Konkretniej, można stosować środki powierzchniowo czynne, zawierające co najmniej jeden łańcuch polifluoroalkilowy lub podstawnik polifluoroaromatyczny.

PL 192 248 B1

W kompozycjach według wynalazku, które można stosować, w szczególności jako środki osuszające, korzystnie stosuje się środek powierzchniowo czynny typu imidazoliny. W szczególnie zalecany sposób, imidazolina odpowiada wzorowi:

w którym R oznacza łańcuch alkilowy lub alkenylowy, zawierający od 2 do 25 atomów węgla, Y oznacza grupę hydroksylową lub aminową i x oznacza liczbę całkowitą wynoszącą od 1do 20. Korzystnie x wynosi od 1do 12. Korzystnie łańcuch R obejmuje od 10 do 20 atomów węgla. Najbardziej zalecane są imidazoliny, w których R oznacza łańcuch zawierający 11 lub 17 atomów węgla i x jest równy 2.

Imidazolina może występować w postaci wolnej zasady lub w postaci soli, korzystnie mono- lub dikarboksylanu. Część karboksylanowa pochodzi korzystnie od nasyconego lub nienasyconego kwasu tłuszczowego, zawierającego od 4do 22 atomów węgla. Zaleca się stosowanie imidazoliny w postaci wolnej lub w postaci soli monokarboksylanowej.

Szczególnie zaleca się środek powierzchniowo czynny typu alkilobenzenosulfonianu. Ten środek powierzchniowo czynny często obejmuje łańcuch alkilowy zawierający od 4 do 22, a korzystnie od 10 do 14 atomów węgla. Dobre rezultaty dają sole dodecylobenzenosulfonianowe, w szczególności sole aminy czwartorzędowej. Szczególnie zaleca się dodecylobenzenosulfonian izopropyloamoniowy.

Jeśli w kompozycji według wynalazku obecny jest środek powierzchniowo czynny, jego zawartość wynosi generalnie co najmniej 100 ppm (mg/kg). Wynosi ona często co najmniej 500 ppm. Korzystnie wynosi ona co najmniej 100 ppm. Generalnie, zawartość środka powierzchniowo czynnego jest nie większa niż 5000 ppm. Wynosi ona często nie więcej niż 4000 ppm. Korzystnie wynosi ona nie więcej niż 3000 ppm. Jeśli stosuje się środek powierzchniowo czynny typu imidazoliny jaki opisano powyżej, jego zalecana zawartość wynosi około 2000 ppm. Poniższa tabela zbiera, w sposób nie ograniczający, liczbę zalecanych kompozycji według wynalazku.

Tabela 1

Nr	Zawartość HFC-365mfc (% wagowy)	Zawartość perfluoroheksanu (% wagowy)	Zawartość HFC-43-10mee (% wagowy)	Zawartość HFE-7100 (% wagowy)	Nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny
1	30-60	-	40-70	-	-
2	15-45	-	-	55-85	—
3	30-49	49-60	-	-	octan etylu 2-10
4	30-49	-	49-60	-	octan etylu 2-10
5	25-38	-	-	60-68	izopropanol 2-5
6	55-63	35-45	-	-	octan etylu 2-10
7	40-50	-	-	50-60	-

Przedmiotem wynalazku jest także zastosowanie przedmiotowej kompozycji jako rozpuszczalnika, środka osuszającego, rozpuszczalnika odtłuszczającego lub środka utrwalającego toner, a także jako środka chłodniczego lub płynu wymiany ciepła. Kompozycja według wynalazku znajduje zastosowanie w chłodnictwie przy używaniu środków chłodniczych, płynów wymiany ciepła, do zastąpienia trichlorofluorometanu lub 1,1,2-trichlorotrifluoroetanu.

PL 192 248 B1

Tak więc, kompozycje według wynalazku można stosować np. w zastosowaniach jako rozpuszczalniki, środki osuszające, jako rozpuszczalniki odtłuszczające lub jako środki utrwalające toner. Kompozycje według wynalazku można także stosować jako środki chłodnicze lub płyny wymiany ciepła.

Środek osuszający stosuje się np. w przemyśle elektronicznym lub elektromechanicznym albo ewentualnie w przemyśle kosmetycznym, gdy pożądane jest usuwanie wody adsorbowanej na stałej powierzchni obiektu po traktowaniu wodą. Traktowanie wodą może się składać np. z operacji czyszczenia, ewentualnie w obecności środka powierzchniowo czynnego. Generalnie, po traktowaniu wodą obiekt jest zanurzany w środku osuszającym w stanie wrzenia, obejmującym środek powierzchniowo czynny i środek powierzchniowo czynny, który przylega do powierzchni obiektu, usuwa się następnie w kąpieli myjącej. Kompozycje według wynalazku obejmujące środek powierzchniowo czynny są odpowiednie do operacji osuszania. Kompozycje według wynalazku, które są pozbawione środka powierzchniowo czynnego są odpowiednie do kąpieli myjącej przeznaczonej do usuwania środka powierzchniowo czynnego.

Rozpuszczalnik odtłuszczający stosuje się np. w elektronice lub przemyśle elektromechanicznym do usuwania tłuszczu adsorbowanego w szczególności na składnikach metalowych wytwarzanych ze smarem. Generalnie, odtłuszczany składnik zanurza się w kąpieli wrzącego rozpuszczalnika odtłuszczającego. Kompozycje według wynalazku obejmujące nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny o wysokiej polarności, taki jak alkanol, w szczególności metanol lub etanol i/lub te, które obejmują chlorowęglowodór są szczególnie odpowiednie jako rozpuszczalniki odtłuszczające.

Środki utrwalające toner służą do utrwalania cząstek tonera na podłożu. Cząsteczki tonera generalnie zawierają polimer i pigment. Podczas operacji drukowania elektrofotograficznego, cząstki są przyciągane do obrazu elektrostatycznego drukowanego na podłożu przez siły elektrostatyczne. Środki utrwalające toner służą do zmiękczania polimeru, co w konsekwencji zapewnia stałe przyleganie cząstek do podłoża. Środek utrwalający toner stosuje sięw postaci oparów, zwykle utworzonych przez parowanie kropelek rozpuszczalnika, np. na płycie grzejnej. Niepalne kompozycje według wynalazku, które mają dobrą siłę rozpuszczania polimeru, są szczególnie odpowiednie do tego zastosowania.

Niepalne kompozycje według wynalazku można stosować korzystnie jako środki osuszające w suszarce lub jako środki utrwalające toner w przemysłowej drukarce laserowej.

Kompozycje według wynalazku są także odpowiednie jako płyny chłodnicze, w szczególności jako produkty zastępujące trichlorofluorometan (CFC-11) lub jako produkty zastępujące 1,1,2-trichlorotrifluoroetan (CFC-113), w szczególności do zastosowań w turbosprężarkach.

Turbosprężarki są zwłaszcza stosowane, gdy pożądana jest dostępność wielkiej produkcji chłodniczej np. przy instalacjach klimatyzacyjnych lub w przemyśle przetwórczym. Informacja pod względem zastosowań w chłodnictwie, płynów wymiany ciepła i chłodzenia z użyciem turbosprężarek, zawarta jest np. w Encyclopedia of Industrial Chemistry Ullmanna, 5 wydanie, 1988, tom B3, strony 19-2 do 19-39. Kompozycje składające się zasadniczo z 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu i jednego lub więcej niepalnych związków fluorowych wybranych spośród perfluoroheksanu, perfluoropentanu i eteru perfluorobutylowo-metylowego, zwłaszcza jeśli te kompozycje są azeotropowe lub pseudoazeotropowe, są szczególnie odpowiednie do tego zastosowania.

Kompozycje według wynalazku, zawierające 1,1,1,3,3-pentafluorobutan (HFC-365mfc) i perfluoropentan, w szczególności te, które zawierają lub składają się z 13 do 50% wagowych 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu i od 50 do 87% wagowych perfluoropentanu, są odpowiednie do stosowania jako produkty zastępujące CFC-11 w zastosowaniach jako środki chłodnicze lub płynny wymiany ciepła. Zalecana kompozycja tego zastosowania składa się z 25 do 30% wagowych 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu (HFC-365mfc) i od 75 do 70% wagowych perfluoropentanu. Najbardziej zaleca się kompozycję zawierającą od 27,0 do 27,2% wagowych 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu i od 72,8 do 73,0% perfluoropentanu.

Kompozycje według wynalazku zawierające 1,1,1,3,3-pentafluorobutan i perfluoroheksan, w szczególności te, które zawierają lub składają się z 40 do 80% wagowych 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu (HFC-365mfc) i z 60 do 20% wagowych perfluoroheksanu; oraz te, które zawierają

1,1,1,3,3-pentafluorobutan i eter perfluorocutylowometylowy, w szczególności te, które zawierają lub składają się z 30 do 60% wagowych 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu (HFC-365mfc) i od 70 do 40% wagowych eteru perfluorobutylowo-metylowego; oraz te, które zawierają 1,1,1,3,3-pentafluorobutan, perfluoroheksan i eter perfluorobutylowo-metylowy, są odpowiednie do stosowania jako produkty zastępujące 1,1,2-trichlorotrifluoroetan (CFC-113) w zastosowaniach jako środki chłodnicze lub płyny wymiany ciepła. Zalecana kompozycja do tego zastosowania składa się z 60 do 65% wagowych HFC-365mfc i od 40 do 35% wagowych perfluoroheksanu. Szczególnie zalecana do tych zastosowań jest kompo8

PL 192 248 B1 zycja zawierająca od 61,0 do 62,0% wagowych 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu i od 38,0 do 39,0% perfluoroheksanu. Inna zalecana kompozycja do tego zastosowania składa się z 40 do 60% wagowych

1,1,1,3,3-pentafluorobutanu (HFC-365mfc) i od 60 do 40% wagowych eteru perfluorobutylowo-metylowego. Przykłady podane poniżej w zamierzeniu ilustrują wynalazek, jednak bez ograniczania go.

Przykłady 1i 2

Azeotropy HFC-365mfc/perfluoroheksan i HFC-365mfc/perfluoropentan

Aby zademonstrować istnienie kompozycji azeotropowych lub pseudoazeotropowych według wynalazku między 1,1,1,3,3-pentafluorobutanem i perfluoropentanem albo perfluoroheksanem, stosowano szklane urządzenie składające się z 50 mililitrowej kolby do gotowania z chłodnicą zwrotną zamontowaną u góry. Temperaturę płynu mierzono za pomocą termometru wchodzącego do kolby.

Starannie odmierzoną ilość czystego 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu ogrzewano do temperatury wrzenia przy znanym ciśnieniu i starannie odważone małe ilości perfluorowęgla stopniowo wprowadzano do kolby za pomocą strzykawki, przez boczną rurkę.

Określanie kompozycji pseudoazeotropowych przeprowadzano przez odczyt zmian temperatury wrzenia mieszaniny, jako funkcję jej składu.

Pomiary te przeprowadzano dla mieszanin zawierających 1,1,1,3,3-pentafluorobutan i zwiększające się ilości perfluoroheksanu (przykład 1) lub perfluoropentanu (przykład 2).

Ciśnienie, przy którym wykonywano pomiar jest dane. Zmiana temperatury wrzenia różnych kompozycji jako funkcja zawartości perfluorowęglowodoru, wyrażona jako % wagowy, jest podana w tabeli 2.

Tabe la 2

Ciśnienie: 100,1 ± 0,2 kPa

HFC-365mfc (% wagowy)	Perfluoropentan PF5050 (% wagowy)	Temperatura (°C)
1	2	3
100,00%	0,00%	39,8
93,77%	6,23%	34,0
91,93%	8,07%	32,2
90,05%	9,95%	31,0
88,20%	11,80%	30,0
86,40%	13,60%	29,6
83,54%	16,46%	29,0
80,75%	19,25%	28,4
78,14%	21,86%	28,0
74,70%	25,30%	27,6
71,38%	28,62%	27,2
67,70%	32,30%	26,6
62,95%	37,05%	26,0
57,25%	42,75%	25,6
52,57%	47,43%	25,2
50,63%	49,37%	25,2
45,07%	54,93%	25,0
40,19%	59,81%	24,8
38,46%	61,54%	24,6
31,07%	68,93%	24,4
25,99%	74,01%	24,4

PL 192 248 B1 ciąg dalszy tabeli 2

1	2	3
22,92%	77,08%	24,4
20,18%	79,82%	24,4
17,61%	82,39%	24,8
15,44%	84,56%	24,8
13,28%	86,72%	24,8
11,31%	88,69%	25,2
9,41%	90,59%	25,8
7,31%	92,69%	26,4
5,28%	94,72%	27,4
3,49%	96,51%	28,4
2,45%	97,55%	29,2
0,00%	100,00%	29,6

T ab e l a 3

Ciśnienie: 101,2 ± 0,5 kPa

HFC-365mfc (% wagowy)	Perfluoropentan PF5060 (% wagowy)	Temperatura (°C)
1	2	3
100,00%	0,00%	40,0
94,61%	5,39%	38,8
93,31%	6,69%	38,6
91,81%	8,19%	38,4
90,23%	9,77%	38,0
88,33%	11,67%	37,8
86,06%	13,94%	37,6
83,69%	16,31%	37,4
80,81%	19,19%	37,0
76,52%	23,48%	36,8
71,60%	28,40%	36,6
66,96%	33,04%	36,4
60,88%	39,14%	36,4
53,48%	46,52%	36,4
47,09%	52,91%	36,6
43,65%	56,35%	37,0
42,05%	57,95%	36,8
36,42%	63,58%	37,6
29,55%	70,45%	38,2
26,12%	73,88%	38,8
23,01%	76,99%	39,2

PL 192 248 B1 ciąg dalszy tabeli 3

1	2	3
20,59%	79,41%	39,8
18,56%	81,44%	40,4
16,61%	83,39%	41,2
14,77%	85,23%	42,4
13,09%	86,91%	43,6
11,43%	88,57%	44,4
9,80%	90,20%	45,6
8,43%	91,57%	46,8
7,18%	92,82%	48,0
5,90%	94,10%	49,6
4,63%	95,37%	51,2
3,44%	96,56%	53,2
2,32%	97,68%	54,4
1,16%	98,84%	56,4
0,00%	100,00%	57,2

Mieszaniny azeotropowe lub pseudoazeotropowe HFC-365mfc/perfluoroheksan i HFC-365mfc/-perfluoropentan są niepalne.

Pr zy kł a d 3

Sporządzano kompozycję według wynalazku, zawierającą 50 części wagowych HFC-365mfc, 50 części wagowych perfluoroheksanu PF-5060 i 10 części wagowych octanu etylu. Kompozycja była homogeniczna. Poddawano ją testowi zgodnie ze standardami ISO 1523. Kompozycja nie wykazała temperatury zapłonu.

Pr zy kł a d 4

Kompozycję według wynalazku, zawierającą 40 części wagowych HFC-365mfc, 60 części wagowych eteru perfluorobutylowego HFE-7100 i 5 części wagowych izopropanolu poddawano testowi zgodnie ze standardami ISO 1523. Kompozycja nie wykazała temperatury zapłonu.

Pr zy kł a d 5

Rozpuszczalność środka powierzchniowo czynnego Imidazoline18NH-(N-(2-aminoetylo)-2-n-oktadecyloimidazolina) w potrójnych mieszaninach.

0,026 g Imidazoline 18NH rozpuszczano w 2 g ksylenu (mieszanina techniczna izomerów) i dodawano 20 g mieszaniny zawierającej 13 g HFC-365mfc i 7 g perfluoroheksanu. Otrzymany homogeniczny roztwór zawiera 1182 ppm Imidazoline 18NH. Roztwór ten poddawano szybkiemu testowi palności przez próbę zapalenia roztworu w temperaturze pokojowej, przy użyciu zapałki. Roztwór nie zapalał się.

Pr zy kł a d 6

Przeprowadzano proces jak w przykładzie 5, zastępując ksylen taką samą ilością toluenu. Otrzymany homogeniczny roztwór zawiera 1182 ppm Imidazoline 18NH. Roztwór nie zapalał się wteście opisanym w przykładzie 5.

Pr zy kł a d 7

0,022 g Imidazoline 18NH rozpuszczano w 1 g izobutanolu i dodawano 20 g mieszaniny zawierającej 13 g HFC-365mfc oraz 7 g perfluoroheksanu. Otrzymany homogeniczny roztwór zawiera 1048 ppm Imidazoline 18NH. Roztwór nie zapalał się w teście opisanym w przykładzie 5.

Pr zy kł a d 8

Płytkę PVDF o geometrii prostoliniowej, o wysokości 10 cm, szerokości 2 cm i grubości 1 cm, przewierconej przez swą grubość 20 otworkami o średnicy 2 mm, zanurzano w wodzie w celu zablokowania wszystkich otworków.

PL 192 248 B1

Płytkę zanurzano na 15 sekund w osuszającym roztworze w stanie wrzenia, zawierającym HFC-365mfc (65 części wagowych), perfluoroheksan PF-5060 (35 części wagowych), izobutanol (5 części wagowych) oraz 1610 ppm Imidazoline 18NH otrzymanej w sposób podobny do tego z przykładu 5. Płytkę usuwano i suszono na powietrzu przez 2 minuty. Operację zanurzania/suszenia powtarzano 4 razy, odpowiadające całkowitemu czasowi zanurzenia wynoszącemu 60 sekund. Na koniec tego traktowania, wszystkie otworki były pozbawione wody.

Przykład 9

Przeprowadzano proces jak w przykładzie 8, stosując roztwór osuszający, zawierający 40 części wagowych HFC365mfc, 60 części wagowych eteru perfluorobutylowego HFE-7100, 5 części wagowych izobutanolu i 2000 ppm Imidazoline 18NH. Po całkowitym czasie zanurzania wynoszącym 60 sekund, 19 z 20 otworków było pozbawionych wody.

Przykład 10

Przeprowadzano proces jak w przykładzie 8, stosując roztwór osuszający, zawierający 36,4 części wagowych HFC365mfc, 54,5 części wagowych eteru perfluorobutylowego HFE-7100, 9,1 części wagowych izobutanolu i 2500 ppm dodecylobenzenosulfonianu izopropyloamoniowego. Po całkowitym czasie zanurzania wynoszącym 60 sekund wszystkie otworki były pozbawione wody.

Claims (31)

1. Kompozycja, znamienna tym, że zawiera 1,1,1,3,3-pentafluorobutan i ponad 5% wagowych co najmniej jednego niepalnego związku fluorowego, z wyłączeniem związków mających temperatury zapłonu określone standardem ISO 1523, wybranego spośród fluorowęglowodorów, obejmujących co najmniej 5 atomów węgla, perfluorowęglowodorów, fluoroamin i fluoroeterów.

2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że obejmuje dodatkowo co najmniej jeden nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny.

3. Kompozycja według zastrz. 2, znamienna tym, że nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny wybiera się spośród węglowodorów.

4. Kompozycja według zastrz. 3, znamienna tym, że węglowodory wybrane są spośród alkanów lub alkenów zawierających od 5 do 12 atomów węgla.

5. Kompozycja według zastrz. 2, znamienna tym, że nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny wybiera się spośród halogenowęglowodorów.

6. Kompozycja według zastrz. 5, znamienna tym, że halogenowęglowodory stanowią chlorowane alkany wybrane spośród dichlorometanu, trichlorometanu i 1,2-dichloroetanu.

7. Kompozycja według zastrz. 5, znamienna tym, że halogenowęglowodorem jest trans-1,2-dichloroetylen.

8. Kompozycja według zastrz. 2, znamienna tym, że nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny wybiera się spośród alifatycznych, alicyklicznych lub aromatycznych estrów lub ketonów.

9. Kompozycja według zastrz. 8, znamienna tym, że nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny wybiera się z grupy obejmującej octan etylu, maślan etylu lub kapronian etylu.

10. Kompozycja według zastrz. 8, znamienna tym, że nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny wybiera się z grupy obejmującej aceton, 2-butanon, 2-lub 3-pentanon, keton metylowo-izobutylowy, keton diizopropylowy, cykloheksanon i acetofenon.

11. Kompozycja według zastrz. 2, znamienna tym, że nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny wybiera się pośród alkoholi.

12. Kompozycja według zastrz. 11, znamienna tym, że alkohole są alkanolami wybranymi z grupy obejmującej metanol, etanol, n-propanol, izopropanol, n-butanol, izobutanol i tert-butanol.

13. Kompozycja według zastrz. 12, znamienna tym, że alkanolem jest izobutanol.

14. Kompozycja według zastrz. 2, znamienna tym, że nie fluorowy rozpuszczalnik organiczny jest eterem.

15. Kompozycja według zastrz. 14, znamienna tym, że etery są wybrane spośród alifatycznych lub alicyklicznych eterów obejmujących eter dietylowy, eter metylozopropylowy, eter monometylowy glikolu dietylenowego, eter dimetylowy glikolu dietylenowego, tetrahydrofuran i 1,4-dioksan.

16. Kompozycja według zastrz. 2, znamienna tym, że zawiera od 1do 20% wagowych nie fluorowego rozpuszczalnika organicznego.

PL 192 248 B1

17. Kompozycja według zastrz. 16, znamienna tym, że zawiera od 2 do 10% wagowych nie fluorowego rozpuszczalnika organicznego.

18. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że niepalny związek fluorowy jest wybrany spośród prostoliniowych, rozgałęzionych lub cyklicznych fluorowęglowodorów zawierających 5, 6, 7, 8, 9 lub 10 atomów węgla.

19. Kompozycja według zastrz. 18, znamienna tym, że niepalnym związkiem fluorowym jest 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-dekafluoropentan.

20. Kompozycja według zastrz. 19, znamienna tym, że zawiera od 40 do 70% wagowych 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-dekafluoropentanu.

21. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że niepalny związek fluorowy jest wybrany spośród prostoliniowych, rozgałęzionych lub cyklicznych fluorowych eterów i fluorowych amin zawierających 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 lub 10 atomów węgla.

22. Kompozycja według zastrz. 21, znamienna tym, że obejmuje eter perfluorobutylowometylowy jako niepalny fluorowy związek.

23. Kompozycja według zastrz. 22, znamienna tym, że zawiera od 55 do 85% albo od 50 do 60% wagowych eteru perfluorobutylowo-metyloywego.

24. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że niepalny fluorowy związek jest wybrany pośród perfluorowęglowodorów zawierających 4, 5, 6, 7, 8, 9 lub 10 atomów węgla.

25. Kompozycja według zastrz. 24, znamienna tym, że niepalnym fluorowym związkiem jest perfluoroheksan lub perfluoropentan.

26. Kompozycja według zastrz. 25, znamienna tym, że zawiera 1,1,1,3,3-pentafluorobutan i co najmniej jeden perfluorowęglowodór wybrany z grupy obejmującej perfluoroheksan lub perfluoropentan w proporcjach, które tworzą mieszaninę azeotropową lub pseudoazeotropową, składającą się zasadniczo z 40 do 80% wagowych 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu i od 20 do 60% wagowych perfluoroheksanu albo składającą się zasadniczo z 13 do 50% wagowych 1,1,1,3,3-pentafluorobutanu i od 50 do 87% wagowych perfluoropentanu.

27. Kompozycja według zastrz. 26, znamienna tym, że przy zawartości związku fluorowego, kompozycja ma charakter niepalny nie wykazując temperatury zapłonu określonej standardem ISO 1523.

28. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, albo 26, znamienna tym, że zawiera dodatkowo środek powierzchniowo czynny.

29. Zastosowanie kompozycji określonej tak jak w zastrz. 1 jako rozpuszczalnika, środka osuszającego, rozpuszczalnika odtłuszczającego lub środka utrwalającego toner.

30. Zastosowanie kompozycji określonej tak jak w zastrz. 1 jako środka chłodniczego lub płynu wymiany ciepła.

31. Zastosowanie kompozycji określonej tak jak w zastrz. 1 w chłodnictwie przy używaniu środków chłodniczych, płynów wymiany ciepła, do zastąpienia trichlorofluorometanu lub 1,1,2-trichlorotrifluoroetanu.