SE429871B - Vattenundantrengande komposition - Google Patents

Description

7312607-5 Rostning av många ytor är, även om den icke är önskvärd, icke så värst allvarlig, under förutsättning att rosten avlägsnas innan yt- terligare behandling, såsom målning, galvanisering, plätering eller liknande, företages. Den allra minsta mängd rost på ytan av precisions- metalldelar av järn, t.ex. kullager och liknande, är emellertid en allvarlig sak, eftersom sådana detaljer maskinbearbetas och ytbehand- las tillmgcket fina toleranser. Många metoder har utvecklats för be- handling av järnmetallytor i avsikt att förhindra rostbildning. Ef- tersom ingen av dessa metoder är 100-procentigt effektiv i alla fall, föreligger det ett fortsatt behov av förbättrade metoder för att för- hindra uppkomst av rost.

Avlägsnande av vatten från ytorna på föremål av olika slag med hjälp av organiska, med vatten icke blandbara vätskor är en välkänd åtgärd.

Representativ för teknikens ståndpunkt i detta avseende kan den ame- rikanska patentskriften 3 903 012 sägas vara, i vilken beskrivs en komposition som undantränger vatten och som är sammansatt av ett yt- aktivt ämne, löst i en fluorinnehållande förening som har en löslig- hetsparameter mindre än ca 8, en densitet av lägst ca 1,3 g/cm3 vid rumstemperatur och en kokpunkt högre än ca 20°C, vilken komposition har en gränsytspänning med vatten av upp till ca 6 dyn/cm och en vat- tensolubiliserande förmåga mindre än ca 750 delar per miljon. Ytter- ligare bevis vad gäller teknikens ståndpunkt på omrâdet vattenundan- trängande kompositioner står att finna i den del av den ovannämnda amerikanska patentskriften 3 903 012, som behandlar uppfinningens bak- grund. Även om vattenundanträngande kompositioner, innehållande ett ytaktivt ämne och ett normalt vätskeformigt organiskt lösningsmedel, är väl- kända i och för sig, kan deras användbarhet försämras genom en ten- dens hos en sådan komposition att bilda en emulsion då den blandas med vatten. Denna egenskap är särskilt skadlig för kompositionen om emulsionen endast med svårighet eller endast mycket långsamt kan upp- delas i två faser.

Det föreslås i den ovannämnda amerikanska patentskriften 3 903 012 att en liten mängd av en C1_6-monoalkohol kan tillsättas, antingen för att förhindra uppkomst av en sådan emulsion eller för att påskyn- da uppdelningen i de tvâ faserna. 71812607-5 Andra exempel på teknikens ståndpunkt på området vattenundanträngan-' de kompositioner, förfaranden och anordningar inkluderar de båda amerikanska patentskrifterna 3 386 181 och 3 397 150. I den förstnämn- da anges ett förfarande och en anordning för avlägsnande av vatten från ytorna på icke-absorberande föremål. Vid genomförandet av för- farandet neddoppas föremålen i ett bad som har både en turbulent sek- tion och en stillastående sektion, varvid badet som sin viktigaste komponent innehåller ett med vatten icke blandbart lösningsmedel, som har en kokpunkt av ca 20-60°C och en densitet av lägst ca 1,1 g/cm3 vid 20°C och som icke bildar någon azeotrop som innehåller mer än ca 4%vatten eller som kokar vid en temperatur mer än 8°C under kokpunk- ten för det med vatten icke blandbara lösningsmedlet. I den amerikans- ka patentskriften 3 397 150 beskrivs ett förfarande för avlägsnande av vatten från fasta ytor genom behandling av ytorna med en komposi- tion, innehållande triklortrifluoreten och ett löst ämne, erhållet från en mono- eller di-(C6_20alkyl)-fosfatester och en mättad alifa- tisk amin som har 1-3 alkylgrupper bundna till kväveatomen och totalt 6-20 kolatomer, t.ex. 2-etylhexylammoniumoktylfosfat_ Ett av ändamålen med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en högeffektiv vattenundanträngande komposition, som icke erfordrar tillsättning av någon monoalkohol för förhindrande av uppkomst av en vatten-i-olja~emulsion eller för att påskynda uppdelningen i två faser, om en sådan emulsion bildas. Det är ett annat ändamål med upp- finningen att åstadkomma en sådan komposirion, som, då den emulgeras med vatten, snabbt skiktar sig i två separata faser, dvs oljefasen och den vattenhaltiga fasen, och på så sätt möjliggör snabb återcir- kulering av kompositionen. Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma en sådan komposition, som, jämfört med teknikens ståndpunkt på områ- det, uppvisar förbättrad motståndskraft mot att extraheras medelst vatten. Andra ändamål kommer att framgå av nedanstående detaljerade beskrivning av uppfinningen.

Sammanfattningsvis kan sägas, att uppfinningen är att se i en vatten- undanträngande komposition, som i huvudsak består av ett normalt vätskeformigt klorfluorkolväte som har minst 2 kolatomer, en kokpunkt av lägst ca 28°C, en densitet av minst ca 1,3 g/cm3 vid 20°C och en löslighetsparameter mindre än ca 8, och däri upplöst en sådan mängd ytaktivt ämne, att kompositionen bibringats vattenundanträngande egen- 7212607-5 skaper, vilket ytaktiva ämne utgöres av en tetraalkylammoniumför- ening, i vilken dess katjoniska del har formeln i Q I RmNR n där m är 2, n är 2, R är c8_18-a11 och i vilken den anjoniska delen är en 60/40-40/60-blandning, i vikt räknat, av o. ef? e ..

O-P-OR" och O-P-OR" l I OR" OH där R" är C8_18-alkyl.

Med'hormalt vätskeformigt klorfluorkolväte“ avses i föreliggande sam- manhang ett klorfluorkolväte som är vätskeformigt vid omgivande för- hållanden av 20-25°C och ett tryck av 1 atm. Med "i huvudsak består av" avses i föreliggande sammanhang att de båda komponenterna, dvs klorfluorkolvätet och det ytaktiva ämnet, är väsentliga för uppfinnin- gen. Avsikten är emellertid icke att utesluta närvaron också av andra material, som icke i någon mera betydande grad ändrar egenskaperna hos den vattenundanträngande kompositionen enligt uppfinningen.

Uppfinningen är sålunda att se i en komposition som är särskilt an- vändbar för undanträngningstorkning, dvs avlägsnande genom undanträn- gande av vatten från ytorna på fasta föremål, genom att sådana ytor, som är vätta med vatten och/eller överdragna med en vattenfilm, brin- gas i kontakt med kompositionen enligt uppfinningen under tillräckligt lång tid för att vattnet skall komma att avlägsnas från ytorna ifråga.

Detta tillvägagångssätt för avlägsnande av vatten från ytorna på fas- ta föremål kallas för undanträngningstorkning på området. En sådan procedur kallas i föreliggande sammanhang också helt enkelt "torkning".

Ytorna kan bringas i kontakt med den vattenundanträngande kompositio- nen enligt uppfinningen genom att kompositionen sprutas, eller på annat sätt appliceras på ytorna eller genom att kompositio- nen ledes över ytorna eller genom att föremålet neddoppas i komposi- Då utstrykes tionen. neddoppningstekniken tillämpas kan kompositionen hållas i rörelse på lämpligt sätt.

Avlägsnandet av vatten genomföres företrädesvis vid omgivningens tem- peratur, även om också lägre temperaturer (högre än vattnets frys- 781260-7-5 punkt) och högre temperaturer (upp till kokpunkten hos kompositionen och/eller den temperatur vid vilken vatten fortfarande befinner sig i vätskeform) kan användas. I slutna system kan ocksâ temperaturer högre än kompositionens kokpunkt vid atmosfärtryck, användas, även om ingen speciell fördel härigenom uppnås. Tiden för behandlingen är också särskilt kritisk, eftersom en avsevärd mängd vatten avlägsnas från ytorna vid initialkontakt mellan kompositionen och ytorna. Som en praktisk åtgärd bör de ytor som skall torkas vanligtvis befinna sig i kontakt med kompositionen under ca 1 minut, även om också såväl läng- re som kortare tid kan användas i beroende av de speciella omständig- heterna vid torkningsoperationen. Om så önskas kan det fasta föremå- let, efter torkning, sköljas med färskt, normalt vätskeformigt klor- fluorkolväte (av samma slag som det i kompositionen ingående) och/el- ler med ett annat icke vattenhaltigt gentemot ytorna relativt inert material för avlägsnande av på ytorna eventuellt kvarvarande ytaktivt ämne. Slutligen kan det vätskeformiga klorfluorkolvätet, om så önskas, avlägsnas från ytorna på konventionellt sätt, såsom avdunstning.

Såsom redan framhållits ovan är en väsentlig komponent i kompositio- nen enligt uppfinningen, huvudkomponenten, ett normalt vätskeformigt kolväte, som har minst 2 kolatomer, en kokpunkt av lägst ca 28°C, en densitet av lägst ca 1,3 g/cm3 vid 20°C och en löslighetsparame- ter mindre än ca 8. Sådana material är välkända för fackmännen på området och är allmänt tillgängliga.

Löslighetsparametern hos ett vätskeformigt klorfluorkolväte kan beräk- nas från sambandet 3 :LÅPLLÄÉ 1/2 V där 6 är löslighetsparametern, uttryckt i (kalorier/cm3)1/2, AH är förângningsvärmet per mol, R är gaskonstanten, T är absoluta tempera- turen och V är volymen per mol, allt i överensstämmande enheter. AH kan, om det icke redan är känt, lätt bestämmas med hjälp av standard- metoder. V kan, om den icke är känd, lätt beräknas med utgång ifrån föreningens densitet genom att dividera denna med molekylvikten. Lös- lighetsparametern är en konstant som karakteriserar varje material.

Den är ofta känd som Hildebrand-löslighetsparametern. Den teori som ligger till grund för löslighetsparametern är att lösningsmedel har en tendens att lösa upp ämnen med likartade löslighetsparametrar, men icke ämnen med vitt skilda löslighetsparametrar. Användningen av lös- 7812607-5 lighetsparametrar är väl känd, i enlighet med vad som exemplifierats av Burrell, Official Digest, Federation of Paint and Varnish Produc- tion Clubs ODFPA, ål, 726 (1958) och av Burrel et al, Polymer Hand- book, Brandrup et al, utgivare, John Wiley & Sons, New York, N.Y., 1966 (IV), p. 341. Som vätskeformigt klorfluorkolväte föredrages i en- lighet med föreliggande uppfinning 1,1-dfldrmo-2¿L2-trifluoretan (F-123), 1,2-dikloro-1,1-difluoretan (F-132 b) eller 1,1,2-trikloro-1,2,2-tri- fluoretan (F-113).

Den mängd ytaktivt ämne som är löst i klorfluorkolvätet är sådan att den ger kompositionen vattenundanträngande egenskaper. Som sådant mås- te därför det ytaktiva ämnet vara lösligt i en vattenundanträngande mängd i det normalt vätskeformiga klorfluorkolvätet. I allmänhet kom- mer denna mängd att vara sådan, att den ger en gränsytspänning gent- emot vatten för kompositionen enligt uppfinningen icke större än 7 dyn/cm. En föredragen komposition innehåller 0,1-2,5 g ytaktivt ämne per liter av kompositionen.

Det ytaktiva ämnet, sådant det definierats med hjälp av ovanstående formel, måste i den katjonaktiva delen innehålla fyra alkylgrupper, av vilka två eller tre är alkylgrupper med 6-18 kolatomer och resten, dvs en eller tvâ, är alkylgrupper med 1 eller 2 kolatomer. Sålunda är i formeldefinitionen m = 2 och n = 2. Ett stort antal olika anjoner kan an- vändas som anjonaktiv del i det ytaktiva ämnet, t.ex. en relativt stor alkylfosfat-anjon. Såsom kommer att framgå av det följande existerar ytterligare korrelationer mellan värdet på m och storleken på rela- tivt stora anjoner.

Det skall inses, att av praktiska skäl och i betraktande av vattnets utjämnande inverkan på anjoners hydrolytiska stabilitet, anjonen kom- mer att vara sådan att pKa-värdet för dess konjugatsyra kommer att vara 14 eller mindre. Anjonen kan vara oorganisk eller organisk, för- utsatt att det ytaktiva ämnet är lösligt i klorfluorkolvätet i en vattenundanträngande mängd, i huvudsak fördelad i klorfluorkolvätet, snarare än i vattnet,för att på så sätt ge stor motståndskraft mot extrahering medelst vatten och är i huvudsak icke-emulgérande då den vattenundanträngande kompositionen befinner sig i kontakt med vatten.

Föredragna ytaktiva ämnen inkluderar i enlighet med uppfinningens syf- ten sådana, i vilka den anjonaktiva delen har en molekylvikt icke hög- re än 750 och ett pKa-värde, i form av sin konjugatsyra, icke högre 7812607-5 än 6, och där den anjonaktiva delen är en halogenid, isynnerhet en klorid, eller en organisk oxianjon som har en molekylvikt av 125- 650. Föredragna bland den sistnämnda gruppen är sådana, där anjonen väljes från en grupp bestående av O a) 60 - å - OR", och blandningar därav med óR~ 0 eo - É - on", 1 mängdförhallanaen av so/40 - 40/eo 1 vikt räknat, ÖH och där R" är C8_18-alkyl; O b) 90 - å ~ (Y)x-H, där x är 0 eller 1 och Y är en alifatisk hydrokarbyldiradikal med 7-17 kolatomer; O 0 C) eo - É - Y - É - oe , där Y är en alifatisk nyarokarbylairaaikai med 14-36 kolatomer; 9 (alkyl) d) 0 - S02 - Q 0-2 med 6-18 kolatomer; e) 0 - S02-alkyl med 1-18 kolatomer; f) O - S02 - O-alkyl med 8-18 kolatomer och g) O ~ S02-CH~CO2-C1_14-alkyl varvid de två alkylgrupperna till- CH2_C02c1-14_alkyl' sammans innehåller minst ca 6 kol- âtOmEI' n C Då det gäller 95-C-(Y)x-H i enlighet med ovanstående definition kan karboxylatet variera från ett litet sådant, t.ex. formiat, acetat el- ler något annat lägre fett-karboxylat, till större, t.ex. långkedjiga fett-karboxylater med upp till ca 18 kolatomer. En bekväm anjonkälla är tallfettsyra, erhållen från tallolja. Lätt tillgängliga tallfettsy- ror inkluderar sådana som är sammansatta av följande blandning av sy- ror, i viktprocent räknat, nämligen 0,1-5,3% palmitinsyra, 0,1-2,1% palmitoleinsyra, 2,1-2,6% stearinsyra, 39,3-49,5% oleinsyra, 38,1- 41,4% linolensyra, 1,2-1,9% eikonsansyra, 0,5-3,2% eikosadiensyra, 0,4~2,9% eikosatriensyra, 0,4-0,9% behensyra, med resten, upp till 100%, bestående av hartssyror, oidentifierade syror och oförtvâl- 781269745 bara material.

Andra föredragna ytaktiva ämnen inkluderar sådana, där anjonen är blandad fosfatester, t.ex. med den ovan angivna formeln, där R" här- stammar från en oxo-alkohol, såsom en C8-alkyl- eller C13-alkyl-oxo- alkohol, och R är C12_18-alkyl. I de ovannämnda exemplen, där R är C6¿18-alkyl, C6_10-alkyl och C12_18-alkyl, skall det förstås att blandningar av sådana alkylgrupper kan användas, förutsatt att bland- ningen till övervägande del består av en alkylgrupp-kedjelängd inom det angivna området. Med "till övervägande del" avses att mer än 50 viktprocent av de blandade alkylgrupperna, företrädesvis mer än 75 viktprocent, ligger inom det angivna kedjelängdsområdet. Så t.ex. kan, i ett föredraget ytaktivt ämne, i vilket R är, såsom ovan angetts, C12_18-alkyl, den verkliga sammansättningen på R, erhållet från lätt tillgängliga kommersiella källor, på viktbasis vara 8% C8-, 9% C10-, 47% C12-, 18% C14-, 8% C16- och 10% C18-alkyl. Kokosnötolja tjänar som en annan lätt tillgänglig källa för alkylgrupper, dvs R i formeln för det ytaktiva ämnet. Detta material innehåller vanligtvis på vikt- basis 8% cs, 7% cm, 48% C12, 18% C14, 8% C16, 2% C18, 6% c18 (mono- omättade) och 3% C18 (diomättade). Ett av de i enlighet med förelig- gande uppfinning föredragna ytaktiva ämnena betecknas som varande ett dikokosdimetylderivat, vilket betyder att de båda R-grupperna erhål- lits från kokosnötolja, varvid de två R'-grupperna är metyl. Ett an- nat föredraget ytaktivt ämne är ett där de tvâ R-grupperna är dodecyl.

Kompositionen enligt föreliggande uppfinning, dvs blandningen av yt- aktivt ämne med viss angiven formel och det normalt vätskeformiga klorfluorkolvätet, kan framställas med användning av metoder och appa- raturSOm är välkända på området vattenundanträngande kompositioner.

I kompositionen enligt uppfinningen är klorfluorkolvätet lösningsme- del för det ytaktiva ämnet. Det skall förstås att blandningar av ytak- tiva ämnen med den ovan angivna formeln och/eller blandningar av klor- fluorkolväten också kan användas i kompositionen enligt uppfinningen.

Effektiviteten hos och betydelsen av kompositionen enligt uppfinnin- gen framgår av en undersökning av mätbara egenskaper, sem är repre- sentativa för kompositionen vid den praktiska tillämpningen av uppfin- ningen (utnyttjandet). Sådana egenskaper framgår av nedanstående ut- föringsexempel, som upptar data rörande mätning av gränsytspänningen (versus vatten), torkning av glas/metall-förbindningar eller blyramar av det slag som används i elektroniska sammanhang, vattenemulgerings- 7a12eo7-s separation och vattenextraherbarhet.

Ytspänningen kan bestämmas med användning av ett flertal olika prov- ningsmetoder. Så t.ex. innehåller den amerikanska patentskriften 3 903 012 en hänvisning till metoden med nedhängande droppe. En an- nan metod, som vanligtvis är mycket enklare att genomföra, är den väl* kända ringmetoden, sådan denna närmare beskrivits av Arthur W. Anderson i "Physical Chemistry of Surfaces", Interscience Publishers, Ed. 2, 1967, p. 24 ff och i “Surface and Colloid Science", Vol. 1, av Egon Matijevic.

Det standard-torkningsprov som i föreliggande sammanhang kommit till användning inbegriper användning av glas/metall-förbindningar eller blyramar av det slag som kommer till användning i elektroniska samman- hang. Varje blyram väger ca 0,11 g och består av en glaskopp, som har en innerdiameter av ca 2 mm och ett djup av 5 mm. Ett kapillarrör av metall är fastsatt i centrum av koppens tillslutna ände. Metall-kapil- larröret, som har en innerdiameter av 0,7 mm och en längd av 13 mm, är infäst i glaskoppen på sådant sätt, att det är öppet i båda ändar, och utgör på så sätt en öppning i den tillslutna änden på koppen i ett trattliknande arrangemang. Den använda metallen är en legering, bestå- ende av 54 viktprocent järn, 29 viktprocent nickel, 17 viktprocent kobolt samt spårmängder av mangan, kisel och krom. Sammansättningen på legeringen är sådan, att den har en utvidgningskoefficient som är myc- ket lika den för glaskoppen. En vanligtvis tillgänglig legering som användes i blyramarna är “Kovar“.

Vid utförande av torkningsproven (med de resultat som framgår av ne- danstående utföringsexempel) med kompositionen enligt uppfinningen placerades 30 blyramar, vägande ca 3,3 g, i en ståltrådskorg och blötlades i destillerat vatten under minst 2 timmar. Korgen och bly- ramarna neddoppades därefter i 50 ml kokande komposition enligt upp- finningen (men under kokpunkten för vatten) under 4 minuter. Korgen med blyramarna neddoppades därefter i kokande F-113 under 1 minut för avlägsnande av kompositionen enligt uppfinningen. Slutligen ut- sattes korgen med blyramarna för inverkan av ângorna frän F-113 under 1 minut för säkerställande av avlägsnande av alla föroreningar. Bly- ramarna hölls därefter nedsänkta i 15 ml torr metylalkohol under 24 timmar, varefterlalkoholen avlägsnades och analyserades på närvaro av vatten enligt Karl Fischer-titreringsmetoden. Ett Aquatest II- instrument kan användas. Genom användning av den ovan beskrivna pro- 7-812607-5 10 ceduren i förbindelse med kompositionen enligt uppfinningen kan bly- ramarna torkas till en vattenhalt som är lika med eller mindre än 8,5 viktprocent. Den i enlighet med uppfinningen föredragna kompositionen kan reducera vattenhalten till ett värde som är lika med eller mindre än 3,0 viktprocent. Den mest föredragna kompositionen enligt uppfinnin- gen kan reducera vattenhalten till ett värde som är lika med eller lägre än L,0 viktprocent.

Effektiviteten hos kompositionen enligt föreliggande uppfinning kan 'också demonstreras med hjälp av ett vattenemulgeringsprov, där den tid bestämmes som behövs för att en emulsion, som eventuellt bildas då kompositionen används, skall skikta sig i två separata skikt, dvs den vattenhaltiga fasen och oljefasen. 20 ml destillerat vatten och 50 ml av kompositionen enligt uppfinningen skakas kraftigt i ett lämpligt kärl under 30 sekunder. Emulsionen får därefter stå orörd för att skikta sig. Med användning av kompositionen enligt föreliggande upp- finning är separeringstiderna för den vattenhaltiga emulsionen lika med eller kortare än 8 minuter, företrädesvis icke längre än ca 5 mi- nuter.

Ett annat prov som demonstrerar användbarheten hos kompositionen en- ligt uppfinningen är ett extraktionsprov, med vars hjälp kan bestämmas den lätthet, varmed det ytaktiva ämnet extraheras från det normalt vätskeformiga klorfluorkolvätet. Det är i enlighet med uppfinningen önskvärt att det ytaktiva ämnet icke så lätt skall gå att extrahera med vatten från kompositionen enligt uppfinningen. 200 ml (325 g) av kompositionen enligt uppfinningen, innehållande 0,5 viktprocent ytak- tivt ämne, extraheras 2 gånger, i vartdera fallet under 1 minut, med 20 ml destillerat vatten, 30 minuter fick gå, för att möjliggöra skikt- ning i två faser, innan det vattenhaltiga extraktet avlägsnades. Den återstående kompositionen indunstades därefter för avlägsnande av klor- fluorkolvätet. Därefter vägdes återstoden av ytaktivt ämne. Komposi- tionen enligt uppfinningen uppvisar en vattenextraherbarhet som är lika med eller mindre än 30 viktprocent, företrädesvis icke större än 10 viktprocent och isynnerhet icke större än 5 viktprocent.

Exempel 1 - 41 I de 41 utföringsexempel som redovisas nedan är, i allmänhet, exempel 1 ett kontrollexempel (utan ytaktivt ämne), under det att exemplen 2-23 är representativa för kompositionen enligt uppfinningen, exemp- len 24-37 är representativa för kompositioner, innehållande ytaktivt 78126 0-7- 5 11 ämne, som, även om de är mycket närbesläktade, ligger utom ramen för uppfinningen och exemplen 38-41 är avsedda såsom varande representa- tiva för till teknikens ståndpunkt hörande kompositioner i enlighet med följande: Exempel 38: Amerikanska patentskriften 3 903 012 (punkt 5, tabell 1) Exempel 39: Amerikanska patentskriften 3 238 011 (spalt 1) Exempel 40: Amerikanska patentskriften 3 397 150 (= svenska patent- skriften 328 455) (spalt 3) Exempel 41: Kombination av exempel 38 och exempel 39.

I vissa fall kan ett exempel inkludera kompositioner, vilka ligger såväl inom som utom uppfinningens ram, som t.ex. exemplen 2, 23, 30 och 36. 78126-07-5 2 Eom; m; 255 m; momfloommommo o o .Eooåo o; EK; o; Evo; o; EmoUVzNAmNmNPU. m o flïmmooomoo o m Eom; o; Eom; o; EE; o; fimmozmoïomäoo o e m; .R m; m.o N oâo; m; EK; m; A m oo. .zoom o o _ o Evo; o; Eooâ o; zoo; o; fomoozflmomüu. o o 6.8 o; EI; må m; o _ _ o m o N som; o; .EES m; .oomåío o; A m oo. Eoš o o o Eäm o; Eä.o;_o o; Eooäå; m.o fmmoozogmßmüoo N EIS m_o 2.3; to o Eoío io M _ Émov o »wofi _ êmov o »wofi M E. m. ov o E. o. m; o. owman; ; “_ Ambåš fifieo SE, :owbåà .<9 39 wêfl Hunuxßw Hmm flwmfl H ofiñfiäxm .oaom smfifl, womm .oøoz Égšoo .uoox Läxa o umflmh ømnwsmnvxm mcflnwmfløëw |muwnm>M O m mnflncmmmuæmumuø ofiäfifiå ofišuoo f Hawnøß 7812607-5 13 Rc mm wo N m uu o m o 25; o; âïzo o; osm; o; fomuozfimßwïo, o; m flmouuwo m o :som o; E. io o; EE; o; fmmëzfmmmüu. m m mwmäumoo m N; sam; Sflo 231m äá ES; imo fmmflzzfmwmïm. m m ïmmuooomj ïmmumoooömmm m o :u o; o; EI; o; Zoom; o; fmmuzwwohmwwoëuo o mmmmmmo m w ; 23; o; šqm o; 231m o; flmmmzwfimmmfiu. m _” :Tämä fås. 59 :Tämä 59 .<2 mšm ïflšßw Hmm wxmmflm .w Ufiofloflvflxw .ucom nwuum> wwflm .nanm eoüëänw. .ucox nñwofi . flmßw: Umumsmußxm .mfinwmflå nmuwhmš O m mfiänmfiå mfiqšoo. 781 26 07-5 14 m. Sïmwuoomflocooomwo w o 256 o; šño o; 236 o; mmuz fïmou. m; o o m;;omuoom.o.moom~o w o EE; o; Eoflo o; 25:.. o; ošzfïmou. 3 o müfomouoomásooommo m o E. oo o; E. ño o; 25; o; mmozfïmouo 9 æ šo; m; 236 m; à h m Ioommouoom ošošoo w o zoo; o; osm; o; zoo; o; fimäozfoooofo N. o moumšowoo m o šo; o; o :zoo o; osm; o; fmmooz~xmfloüuo I æ .obåà 75,5 EE .oufiosf _ m o m o o o mxmmfiu o cflfifivflxw .ocox cmuug wëvö nfloßow šuëbfløo wêfl ubfluuomuw .ëwmm umqw: wmuwflmuuxm mfiuwmflš IWuwHNPx omm mcacfimmmuæmfimuw xw wfiuwnmfiš mfififioa . .. ._ 7812607-5 15 ...omooommo m o ä. o. o o; 2. o; o; E. o; o; .mözm .ïmoë ä . e o E. m. ; _ E. m. o o. ; 2. o. m o. ; Ümmuzo m. fmou. om o o mmuuoo w m E. o.~ o; E. io o; E. o.~ o; omuzm .Smoë 2 o. ...moumoo m N E. o; o; 2. m... o; 2. im o; mmozfïmou. o; æ E. mmmïuuwo w o 2. m... o; ä. ...o o; 2. ma.. o; moözfiümoo. C 9 mfmooumo m o E. o. o o; 2. m. o o; 2. o; o; mmozfiïmou. o; æ Awlßxfiè. få. Qïm. fiwlnvflo>v G..\.m. :\U. wQEw vb-BMBM .mmm m mxwmaw fi wflnïfifixw .ucom oüuumo, mwmw .umom Éüäbmø. .ucox .èöonm w :WE umnmfimhuxm mfinwmš lmumHmsk O m mficrflmmvæmflmuw mfiuwßmuuvfi .mfioänoa 16 Qfomvuâmåaooommo m o E. ooÅ o; E. to o; osm; o; fmmäzfmmmüu. om æ m. oßm Twmuwmouoom w 8 E. Q S o; E. io o; E. o; o; fmoušo. Amwmšu. mN e åmonïwmwuö m 3 E. å . o; Ei; o; .EXE o; fmmëzwmmmäu. å o. m o ^E.o__o o; EF; må mon o m E. o. o o. ; mmuzm .Emo J. Q æ o. E o r NN Amomïuuwoï w 7812607- 5 o Ešfi o; EEE o; EXE o; Smmušogmmmüu. NN o. zmbäà. 7:2. nä. .wbåz GE. _ :<9 .wšw ïfiuåø» än o mxmmfiu ..o wfivšuvfioxw .Ucom qwuflm> wwcw .ocox Éöäšø. .ucom .Emanm wmšwn .wmumnmuuxm mfiuwmflš Lwumnmfi; owm mficcwmmuæwfimuw mfiHwzmHpofi mcfišuoa 1e12eov-s 17 šoå må E. to mä ä Eofio o; šïo o; müflmmuozflmwmfiuo S æ 2:; .HN mm S N 8. mo :små mä :små o; E. m uu om o š Q o; :mio o; EZ; ...o fmmuozfmomwwuo om m ßomomummo m 2 2. om o; EZ; o; šo; o; fmmuozmxmwmwfuo mo. m fomouoomwo m o E. 8A o; šío o; EI; o; fimmuozflmomüm. oo m m;.m;mmmoom.o.mo.m~o m oN E S o; šño o; 23; o; flomuozfmwoümo R .w :Tämä .åns 39 .Tämä 39 nä. mšm fiflmxfiw Hmm mxwmfiw fl wfiušuåxm .ocom :wfimß wmšw .unox Énånæm. .ocöm Lnmxm Umñwu wmumsmuuxw mcfiummflå nwumHmš omm .mcfiwfflmwuwwcmuw mfinwnwfivfi måfišnoa T8126Û-'7-5 18 cow øÜm .mmë zmmmüu mm Q EV io ma..

E. o. o o; E. mo; o; wmmmumm 1929 mm m. ; Aïmmooomåomoommo m mm fimmözoowmmmflu mm mm wmum .mono mm ïmmšuo om mm 2 m. 2:; mä 25; m.m E. m 8 om o .á m; o; :som o; :små o; fmmufimïmnmzu. mm m;.mmmooom_ošošmo w m; 2. mm , o; 23.6 o; Evo; o; flmmuowmïmmmr.. mm .mbäz Éàs 39 .mbñä nä. o :E wšm »âfišm må mxmmaw ..m wmmñfivmmxm .ucom øwmflëf musa .ocom EÜÉæÉ .ucow :Ewxm mmšme wmäâfiä ofiäoäå rfiwäë omm ofišomvmmcmuw oâäfifiä mfiâaå 7812607-5 19 .Houæmuummfiflmu Gwuw mficmnman “uäconäovfiån "Q ÉBQMWHÛDHNHOHvfiHHM. "U flßmuoøfifiwtf _ Touoümwá. f “m šwnosflfifilN _ N _ flohöünfinN _ F _ P ë 3 mm m8 å .xm En.. mfiäâflm S mm .å io o; EK; NJ Ešâ vä Hmpmmwowifišxoë m8 10:95 fifimfišflwfiwumlm ow m mwâ ä æwww á s s n s _ I m m N EI N m N Lfløäflwcwflñwnfiflændum NN E. N _ N o. F E. m_ ._ o. P åxoëšTN. Lfixmfiwuu Jz_.z_z_z mëwñwflolww mm øoommåmmïu m _ moNmoNmu/ xm šNå QN EIXN m_N Nmu | z /uammèmmßfu mm m .ä ä e; _50; o; šflN o; N _ \\\ _ mo 1 z æl \.. .wbüà Tämä 2:3 :Tämä »<9 SE, wëfi »âfifiw Hmm Nxmm-Û H wfiuåbåxw .ocoM :wuvflf møzm .ucom ÉÜÉQAÉ .ucom ...flnmä wmfiw: ømumšmnuww mfiummfiš Lwvmumš omm mcflëmfiwfflmnwnw mñäâfiš mfififloa 7%126&7-5 20 Exempel 42 Exempel 2 upprepades, med undantag av att det ytaktiva ämnet synteti- serades in situ enligt ekvationen G 6 9 6 c8H17NH3 o2P(oH)0'5(oc8H17)1'5 + (c12H25)2N(cH3)2c1 ---+ 6 9 e e (C12H2572N(CH3)2 °2P(°H)o,s(°C8H17)1,s + c8H17NH3c1 ' 10,1 g av det kvaternära ammoniumfosfatet, 15,2 g av den kvaternära ammoniumkloriden och 27,2kg av F-113 hopblandades, vilket på så sätt gav 17,3 g av det ytaktiva ämnet enligt exempel 2 i en koncentration av 1,0 g per liter F-113. Den på så sätt framställda kompositionen enligt uppfinningen användes för torkning av blyramar av ovan beskri- vet slag med användning av en apparat, i allt väsentligt liknande den som visas i fig. 1 och 2 i den amerikanska patentskriften 3 386 181.

Strömningshastigheten för vätskan in i den turbulenta zonen var 5,38 l/minut. Uppehållstiden för blyramarna var ca 56 sekunder. För att simulera användning av vattenvâta material infördes destillerat vat- ten i torkningskammaren i en mängd av 2 l/h. Förfarandet genomfördes kontinuerligt under mer än 100 timmar. I tabell 2 nedan redovisas de erhållna resultaten. För jämförelses skull har också medtagits resul- taten av jämförelseförsök med användning av det ytaktiva ämnet enligt exempel 2 (försyntetiserat) och det ytaktiva ämnet enligt exempel 40, dvs den första av reaktionskomponenterna i ovanstående reaktionssche- ma. Likaså ger resultaten i exempel 31 en antydan om att ovanstående (°12H2sï2N(°H3)2 dimetylammoniumhalogenider vilka finns beskrivna i den amerikanska pa- Cl, som är representativ för de långkedjiga dialkyl- tentskriften 3 386 181, också kommer att uppvisa en relativt hög grad av vattenextraherbarhet under de ovannämnda vattenundanträngande be- tingelserna. 78126 07-5 21 av Hmmšmxw umflflflw nw N Hmmñwxw umflfinw um ww fiwmñmxw vmfiflnm "H >.N w.of vw Aumflfinmw wmvv m~.o N_P m_w o mm.o w f.o a.~ wofi ^#møHHmw æm. ßmo.o ~.o | wm owc.Q To »LN o 355 m m.o o.~ wow Awmßfinmw wmy ßmo_o N.o | vw omo.c f.o m.~ o omo.o W .unwooumnšfiš Aaoäšm. umafifl» 310333 wcsm »BB wnsm fiwuum> wUGwmvmHm>x mcfinümmmuwwcwuw øfiumxwmumm Ixmum >m Goflvmuufiwucøm u>fl#xmuw msflcxnoß N ïmnm 78126 07-5 22 Sammanfattningsvis står det, på basis av de ovan redovisade utfö- ringsexemplen och jämförelseexemplen, för en fackmän på området klart att föreliggande uppfinning baserar sig på samverkan mellan fyra oli- ka huvudvariabler, nämligen tetraalkylammonium-katjonens typ och stor- lek, dess associerade anjon, bärarvätskan och koncentrationen av det- ytaktiva ämnet däri. Det är kritiskt att tetraalkylammonium-katjonen är av det definierade slaget, innehållande den långkedjiga alkylgrup- pen R och den kortkedjiga alkylgruppen R'. En jämförelse mellan exemp- len 2 och 15 enligt uppfinningen och jämförelseexemplet 35 utom ramen för uppfinningen, alla inbegripande samma anjon, visar att m måste vara minst 2. Med andra ord, de lângkedjiga alkyltrimetylammonium-för- eningar (där m = 1), som finns beskrivna i den amerikanska patent- skriften 3 386 181 såsom representativa för vattenundanträngande äm- nen som kan användas vid det förfarande och i den apparat som anges i denna patentskrift, ger icke någon stor motståndskraft mot utextrahe- ring medelst vatten. Vidare visar, inom de ovan definierade klasserna av tetraalkylammonium-föreningar, där m = 2 eller 3, en jämförelse mellan exemplen 13 och 20 enligt uppfinningen och jämförelseexemplen 26 och 31 utom ramen för uppfinningen, att den anjon som väljes för associering med en viss bestämd katjon på ett mycket markant sätt be- ror på om m är 2 eller 3. Då m är 2 måste den associerade anjonen va- ra relativt stor, för att pâ så sätt bibringa det ytaktiva ämnet den nödvändiga graden av motståndskraft mot extrahering medelst vatten.

Detta exemplifieras ytterligare av anjonerna enligt exemplen 2-12 samt 22 enligt uppfinningen i jämförelse med anjonerna enligt jämfö- relseexemplen 25-28, 31, 32 och 34, inbegripande liknande katjoner där m är 2. Å andra sidan får anjonen icke vara så stor att den be- främjar emulgering av den vattenundanträngande kompositionen under den- nas användning. Detta framgår vid en jämförelse mellan exempel 11 en- ligt uppfinningen och exempel 29 utom ramen för uppfinningen, vilka båda inbegriper alkansulfonater med olika många kolatomer. Ännu mer gäller, då m är 3, att naturen för anjonen är relativt oväsentlig.

Den kan vara oorganisk, såsom exemplifieras av klor i exempel 20, el- ler också kan den vara någon av det stora antal organiska anjoner som kan variera inom ett mycket brett område vad gäller kemisk konstitu- tion och storlek frân mycket små (t.ex. metylfosfat som i exempel 14 eller acetat som i exempel 19) till mycket stora (t.ex. tallat som i exempel 17, dimer-syra-karboxylat som i exempel 22 eller alkansulfo- nat som i exempel 21). 78126 07-5 23 På liknande sätt demonstrerar följande kombinationer av exemplen 5 och 6, 9 och 10, 2, 3 och 12 samt 10 och 33 att för optimala grader av vattenundanträngande, storleken på anjonen och storleken pà kat- jonen företrädesvis skall vara korrelerade, eftersom t.ex. användnin- gen av relativt stora katjoner och anjoner kan leda till mindre än de önskade graderna av vattenundanträngande. I allmänhet har använd- ning av måttligt stora katjoner och anjoner en tendens att förbättra de vattenundanträngande egenskaperna hos kompositionen enligt uppfin- ningen.

Emulgeringsbenägenheten hos den vattenundanträngande kompositionen enligt uppfinningen beror icke endast på naturen för katjonen och an- jonen i enlighet med vad som ovan sagts, utan också på det speciella bärarlösningsmedel som kommer till användning. Detta framgår vid en jämförelse mellan de i exempel 2 erhållna resultaten med kontrollför- söken enligt exempel 1 i samma lösningsmedel, under antagande att lös- ningsmedlet skall innehålla minst 2 kolatomer och att väte-innehâl1an- de föreningar tillhörande den definierade lösningsmedelsklassen, så- som F-132 b och F-123, ger en snabbare separation av de två faserna än vad perhalo-föreningarna i samma klass förmår.

Det skall därför förstås att en anjon kan vara lämpligare för det i enlighet med uppfinningen avsedda ändamålet tillsammans med en viss bestämd katjon inom de stipulerade gränserna för R, R' och m, än till- sammans med någon annan de de definierade katjonerna, isynnerhet till- sammans med katjoner där m = 3, närmare bestämt där R är C6_10-alkyl och R' är metyl, i enlighet med uppfinningens syften. På liknande sätt kan en viss bestämd kombination av katjon och anjon, i enlighet med vad som ovan definierats, som icke är helt tillfredsställande i ett visst bestämt bärar-lösningsmedel, i enlighet med vad som defini- erats ovan, mycket väl vara användbar för det i enlighet med uppfin- ningen avsedda ändamålet i ett annat lösningsmedel, i enlighet med vad ovan definierats, i överensstämmelse med uppfinningens syften.

Claims (5)

78-12-6-07-5 24 Patentkrav r

1. Vattenundanträngande komposition, k ä n n e ~ t e c k n a d av att den i huvudsak består av ett normalt vätske- formigt klorfluorkolväte som har minst 2 kolatomer, en kokpunkt av lägst ca 28°C, en densitet av minst ca 1,3 g/cm; vid 20°C och en löslighetsparameter mindre än ca 8, och däri upplöst en sådan mängd ytaktivt ämne, att kompositionen bibringats vattenundanträngande egenskaper, vilket ytaktiva ämne utgöres av en tetraalkylammoníum- förening, i vilken dess katjoniska del har formeln RmNRå där m_är 2, n är 2, Fi R är C8_l8-alkyl och R' är C1_2-alkyl, och i vilken den anjoniska delen är en 60/00 - 40/60-blandning, i vikt räknat, av O O 9 u u o-P-cn' ' och o-P-on" | ¿R" OH där R" är C8_l8-alkyl.

2. Komposition enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att R" är en G8-alkyloxoalkohol-del och att den katjoniska de- len i det ytaktiva ämnet år didodecyldimetylammonium.

3. Komposition enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att R" är en G8-alkyloxoalkohol-del och att den katjoniska de- len i det ytaktiva ämnet är dikokosdünetylammonium.

4. Komposition enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att E" är en C13-alkyloxoalkohol-del och att den katjoníska de- len i det ytaktiva ämnet är didodecyldimetylammoníum.

5. Komposition enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d -av att R" är en C13-alkyloxoalkohol-del och att den katjoniska de- len i det ytaktiva ämnet är dikokosdimetylammonium. B 87.10.77 5.000 7812607-5 Sammandrag Vattenundanträngande komposition, bestående i huvudsak av ett nor- malt vätskeformigt klorfluorkolväte som har minst 2 kolatomer, en kokpunkt av lägst ca 28°C, en densitet av minst ca 1,3 g/cm3 vid 20°C och en löslighetsparameter mindre än ca 8, och däri upplöst en sådan mängd ytaktivt ämne, att kompositionen bibringats vattenundan- trängande egenskaper, vilket ytaktiva ämne utgöres av en tetraalkyl- ammoniumförening, i vilken dess katjoniska del har formeln Q R NR' m n där m är 2, n är 2, R är C8_18~alkyl och R' är C1_2-alkyl, och i vilken den anjoniska delen är en 60/40 - 40/60-blandning, i vikt räknat, av 0 O Il II 6 o-P-oR" och e o-P-oR" I I OR" OH där R" är C -alkyl. 8-18