TW202104178A - 氫氟硫醚及其使用方法 - Google Patents

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再明 裘
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Abstract

一種組成物，其包括化合物，該化合物具有結構式(I)：
Rf-S-Rh (I)其中(i)Rf係具有2至6個碳原子之部分氟化或全氟化基團且可選地包含一或多個鏈中雜原子，且(ii)Rh係具有1至3個碳原子之非氟化烴基且可選地包含一或多個鏈中雜原子。此組成物進一步包括有機潤滑劑污染物。

Description

氫氟硫醚及其使用方法
本揭露關於氫氟硫醚及其製造與使用方法，並且關於包括該等氫氟硫醚之工作或清潔流體。
各種化合物係描述於例如美國專利第3,816,277號。
在一些實施例中，提供一種組成物。此組成物包括化合物，其具有結構式(I)：
Rf-S-Rh (I)其中(i)Rf係具有2至6個碳原子之部分氟化或全氟化基團且可選地包含一或多個鏈中雜原子，且(ii)Rh係具有1至3個碳原子之非氟化烴基且可選地包含一或多個鏈中雜原子。此組成物進一步包括有機潤滑劑污染物。
本揭露之上述發明內容並非意欲描述本揭露之各實施例。本揭露一或多個實施例之細節亦都在底下的說明中提出。本揭露之其他特徵、目的及優點將由本說明書及由申請專利範圍而為顯而易見。
由於對可靠性、持續小型化(miniaturization)之要求不斷提高，且在無清潔程序下所製造之電子組件的故障數目增加，加起來均使在電子製造中的清潔溶劑使用獲得更多重視。清潔流體經過專門工程設計，以可靠地溶解並移除此類工業及消費性電子產品之生產中所使用的常見製造用油脂及油(例如，具有式CnH2n+2之長鏈烴)。展現高度烴溶解度之氟化清潔流體適用於此類應用，部分原因在於其獨特性質：低可燃性、高密度、低黏度、低表面張力/高表面潤溼性、及導致使用後自組件快速蒸發之較高蒸氣壓。此外，與烴溶劑明顯不同的是，氟化清潔溶劑可將清潔後殘留在組件上之殘留物量降至最低。
目前，用於自表面上溶解及移除此類油脂及油(例如長鏈烴烷烴)或其他有機物之流體含有的流體摻合物包括例如：反-1,2-二氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷(TCA)、三氯乙烯、及二氯甲烷。關於此類流體摻合物，此方法的一項缺點在於組成比例在清潔流體之壽命內傾向會有所變化。此組成比例之變化繼而導致安全疑慮，且會減損清潔流體之效能。因此，無毒性、不可燃、及烴溶解度高之單組成清潔流體對於電子清潔產業會具有明顯益處。此外，現今所採用的一些材料在蒙特婁議定書(Montreal Protocol)中係作為臭氧消耗物質而受到管制，或者具有毒性疑慮。
近來，某些含氯氟合化物作為清潔流體的使用已受到討論。雖然此類分子展現出所欲之GWP特徵，但其臭氧破壞潛勢(ozone depletion potentials,ODPs)卻係不可接受地高。
有鑒於對於環境友善(例如低GWP及低ODP)及低毒性之化學化合物的需求增加，除了具有強清潔能力外，還需要具有此類屬性之新長鏈烴烷烴清潔流體。此外，所欲的是，此類清潔流體能夠使用具成本效益的方法製造。
通常而言，本揭露提供一種可用作為清潔流體(或作為清潔流體之組分)之新類別化合物。該等化合物係氫氟硫醚(HFTEs)，其提供優於許多現有清潔流體之清潔及物理性質，且亦提供較短的大氣壽命、較低的全球暖化潛勢、較低的臭氧破壞潛勢、及較低的毒性，以提供更可接受的環境特徵(environmental profile)。此外，本揭露之氫氟硫醚可用具成本效益之方式來製造。
如本文中所使用，「鏈中雜原子(catenated heteroatom)」意指碳原子以外之原子(例如氧、氮、或硫)，其鍵結至碳鏈(直鏈或支鏈或環內)中之至少兩個碳原子而形成碳-雜原子-碳鍵結。
如本文中所使用，「鹵化(halogenated)」(例如在涉及化合物或分子時，諸如在「鹵化HFO」之情況下)意指有至少一個碳鍵結鹵素原子。
如本文中所使用，「氟(fluoro-)」(例如，關於基團或部分，諸如在「氟伸烷基(fluoroalkylene)」或「氟烷基(fluoroalkyl)」或 「氟碳化合物(fluorocarbon)」情況下)或「氟化(fluorinated)」意指(i)僅部分氟化而使得有至少一個碳鍵結氫原子，或(ii)全氟化。
如本文中所使用，「全氟(perfluoro-)」(例如，關於基團或部分，諸如在「全氟伸烷基(perfluoroalkylene)」或「全氟烷基(perfluoroalkyl)」或「全氟碳化物(perfluorocarbon)」情況下)或「全氟化(perfluorinated)」意指完全氟化以使得除了可能另有指示以外，否則沒有可用氟置換的碳鍵結之氫原子。
如本文中所使用，「有機潤滑劑(organic lubricant)」意指礦物油(例如，具有式CnH2n+2的室溫液體長鏈烷烴)、半固體油脂(例如，具有式CnH2n+2的室溫半固體長鏈烷烴)、具有式CnH2n+2的室溫固體低熔點蠟、或脂質。
如本文中所使用，單數形式「一(a/an)」及「該(the)」皆包括複數個被指稱物(referents)，除非內文明確地另有指示。如本說明書及所附實施例中所使用者，用語「或(or)」通常是用來包括「及/或(and/or)」的意思，除非內文明確地另有指示。
如本文中所使用者，以端點敘述之數字範圍包括所有歸於該範圍內的數字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4、及5)。
除非另有所指，否則本說明書及實施例中所有表達量或成分的所有數字、屬性之測量及等等，在所有情形中都應予以理解成以用語「約(about)」進行修飾。因此，除非另有相反指示，在前述說明書及隨附實施例清單所提出的數值參數，可依據所屬技術領域中具 有通常知識者運用本揭露的教示而企圖獲得之所欲性質而有所變化。起碼，至少應鑑於有效位數的個數，並且藉由套用普通捨入技術，詮釋各數值參數，但意圖不在於限制所主張實施例範疇均等論之應用。
在一些實施例中，本揭露係關於一種由下列結構式(I)所代表之氫氟硫醚：
Rf-S-Rh (I)
在一些實施例中，Rf係具有2至9個、2至6個、或2至4個碳原子之部分氟化或全氟化基團，該基團可係飽和或不飽和的、直鏈或支鏈的、非環狀或環狀的，且可選地包括一或多個鏈中雜原子、氯原子、或溴原子。在一些實施例中，Rf係部分氟化的。在一些實施例中，Rf具有不多於兩個氫原子。在一些實施例中，Rf係全氟化的。在一些實施例中，Rf係飽和的。
在一些實施例中，Rh係具有1至3個或1至2個碳原子之非氟化烴基，該非氟化烴基係飽和或不飽和的、直鏈或支鏈的，且可選地包括一或多個鏈中雜原子。在一些實施例中，Rh係CH3或CH3CH2。在一些實施例中，Rh係CH3。
在一些實施例中，以上論述的鏈中雜原子中之任一者可係二級O雜原子，其中O係鍵結至兩個碳原子。在一些實施例中，以上論述鏈中雜原子中之任一者可為三級N雜原子，其中N鍵結至三個全氟化碳原子。
在一些實施例中，本揭露之氫氟硫醚可具備優異的烴溶解度，使其高度有益於用作清潔流體。在此方面，在一些實施例中，比起目前用於烴清潔應用之化合物(例如，含有氫氟醚的組成物)，上述的氫氟硫醚可具有更好的烴溶解度。
在一些實施例中，根據ASTM D-3278-96 e-1測試方法(「藉由小量封杯設備測量之液體閃點(Flash Point of Liquids by Small Scale Closed Cup Apparatus)」)，本揭露之氫氟硫醚化合物中的氟含量可足以使得該化合物不易燃。
在各種實施例中，通式(I)之化合物的代表性實例包括下列：
CF3CF2-S-CH3,
HCF2CF2-S-CH3,
HCFClCF2-S-CH3,
CF2ClCF2-S-CH3,
CF3CFCl-S-CH3,
CF3CF2CF2-S-CH3,
CF3OCF2CF2-S-CH3,
CF3CHFCF2-S-CH3,
(CF3)2CF-S-CH3,
CF3CHFCF2-S-CH3,
CF3CF2CF2CF2-S-CH3,
(CF3)2CFCF2-S-CH3,
CF3CF(CF3)CF2-S-CH3,
CF3CF2CF(CF3)-S-CH3,
CF3OCF2CF2CF2-S-CH3,
CF3CF2CF2CF2-S-CH2CH3,
CF3CF2CF(CF3)-S-CH2CH3,
CF3CF2CF2CF2-S-CH2CH3,
(CF3)2NCF2-S-CH3,
Figure 109115373-A0202-12-0007-3
在一些實施例中，本揭露之氫氟硫醚在一廣泛操作溫度範圍內皆是有用的。在此方面，在一些實施例中，本揭露之氫氟烯烴可具有不低於攝氏20、30、40、或50度且不高於攝氏250、150、130、120、110、100、90、或80度之沸點。
在一些實施例中，本揭露之氫氟硫醚可係疏水性、相對不具化學反應性、且熱穩定的。該等氫氟硫醚化合物可具有低環境衝擊。在此方面，本揭露之氫氟硫醚化合物可具有小於500、300、200、100、10、或小於1之全球暖化潛勢(global warming potential,GWP)。如本文中所使用，GWP係基於化合物結構之化合物全球暖化潛勢相對量值。化合物的GWP如政府間氣候變遷委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)於1990年所定義及2007年更新，係計算為經指定積分時程(integration time horizon, ITH)由於釋出1公斤化合物造成的暖化相對於由於釋出1公斤CO2造成的暖化。
Figure 109115373-A0202-12-0008-4
在此方程式中，ai為大氣中每單位質量化合物增加所對應之輻射強迫(由於此化合物之IR吸收所產生之穿透大氣之輻射通量變化)，C為化合物之大氣濃度，τ為化合物之大氣壽命，t為時間，且i為所關注之化合物。通常接受之ITH為100年，代表短期作用(20年)與長期作用(500年或更久)之間的折衷。假定有機化合物i在大氣中之濃度符合準一級動力學(亦即指數衰減)。CO2在此相同時間間隔內之濃度結合了針對大氣中CO2交換及移除之更複雜模型(伯恩碳循環模型(Bern carbon cycle model))。
在一些實施例中，本揭露之氫氟硫醚可具有零或接近零的臭氧破壞潛勢(ozone depletion potential,ODP)。
在一些實施例中，本揭露之氫氟硫醚可在單步驟程序中藉由下列反應來合成：i)UV或熱條件下的含有二烷基硫化物或二烷基二硫化物的全氟烷基碘及鹼金屬烷烴硫醇鹽，如US3816277所揭示；或ii)全氟烷基陰離子，其係由全氟烯烴及金屬氟化物(MF)或含有Rh-SCN之Rf-I或Rf-Br所產生，如J.Org.Chem.,46(9),1938,1981所揭示；在一些實施例中，本揭露之氫氟硫醚可藉由在MF之催化量下 全氟化烯烴與硫之反應以兩步驟的程序所合成，以形成環狀二硫雜環(如J.Org.Chem.,47(2),377,1982所揭示)，接著用合適的烷基化劑(如Izvestiya Akademii Nauk SSSR,Seriya Khimicheskaya 1989,6,1380-3中所揭示)進行烷基化。
在一些實施例中，本揭露係進一步關於包括以上述氫氟硫醚化合物作為主要成分的工作流體。舉例而言，工作流體可包括以工作流體之總重量計至少25重量%、至少50重量%，至少70重量%、至少80重量%、至少90重量%、至少95重量%、或至少99重量%的上述氫氟硫醚化合物。除了氫氟硫醚化合物以外，以工作流體之總重量計，工作流體可包括總共至多75重量%、至多50重量%、至多30重量%、至多20重量%、至多10重量%、或至多5重量%的下列組分中之一或多者：諸如選自但不限於醇類、醚類、烷烴、烯烴、鹵烯烴、全氟碳化物、全氟化三級胺、全氟醚、環烷烴、酯類、酮類、環氧乙烷類、芳烴、矽氧烷類、氫氯碳化物、氫氯氟碳化物、氫氟碳化物、氫氯烯烴、氫氯氟烯烴、氫氟醚、亞碸類、碸類、全氟碸、或其混合物。在一些實施例中，包含該等氫氟硫醚化合物及額外組分的工作流體可形成共沸物。此等額外組分可經選擇針對特定用途以修飾或增強組成物之性質。
在一些實施例中，本揭露之清潔組成物可包括一或多種共溶劑。在一些實施例中，以氫氟硫醚化合物及共溶劑之總重量計，氫氟硫醚化合物可以大於25重量百分比、大於50重量百分比、大於 60重量百分比、大於70重量百分比、大於80重量百分比、大於90重量百分比、或大於95重量百分比之量存在於清潔組成物中。
在說明性實施例中，共溶劑可包醇類、醚類、烷烴、烯烴、鹵烯烴、全氟碳化物、全氟化三級胺、全氟醚、環烷烴、酯類、酮類、環氧乙烷類、芳烴、鹵芳烴、矽氧烷類、氫氯碳化物、氫氯氟碳化物、氫氟碳化物、氫氟烯烴、氫氯烯烴、氫氯氟烯烴、氫氟醚、或其混合物。可用於清潔組成物中之共溶劑的代表性實例包括甲醇、乙醇、異丙醇、三級丁醇、甲基三級丁基醚、甲基三級戊基醚、1,2-二甲氧基乙烷、環己烷、2,2,4-三甲基戊烷、正癸烷、萜類(例如，a-蒎烯、莰烯、及檸檬烯)、反-1,2-二氯乙烯、順-1,2-二氯乙烯、甲基環戊烷、十氫萘、癸酸甲酯、乙酸三級丁酯、乙酸乙酯、鄰苯二甲酸二乙酯、2-丁酮、甲基異丁基酮、萘、甲苯、對三氟氯苯(p-chlorobenzotrifluoride)、三氟甲苯、雙(三氟甲基)苯、六甲基二矽氧烷、八甲基三矽氧烷、全氟己烷、全氟庚烷、全氟辛烷、全氟三丁基胺、全氟-N-甲基嗎林、全氟-2-丁基氧雜環戊烷、二氯甲烷、氯環己烷、1-氯丁烷、1,1-二氯-1-氟乙烷、1,1,1-三氟-2,2-二氯乙烷、1,1,1,2,2-五氟-3,3-二氯丙烷、1,1,2,2,3-五氟-1,3-二氯丙烷、2,3-二氫全氟戊烷、1,1,1,2,2,4-六氟丁烷、1-三氟甲基-1,2,2-三氟環丁烷、3-甲基-1,1,2,2-四氟環丁烷、1-氫十五氟庚烷、或其混合物。例如，此類共溶劑可經選擇以修飾或增強供特定用途之清潔組成物的溶解力性質，且可以所得組成物不具閃點之比率(共溶劑對氫氟硫醚化合物之比例)使用。
在各種實施例中，清潔組成物可包括一或多種界面活性劑。合適界面活性劑包括可充分溶於氫氟硫醚之界面活性劑，且其藉由溶解、分散、或移走汙染物而促進汙染物移除。一類有用之界面活性劑為非離子界面活性劑，其親水-親脂平衡(hydrophilic-lipophilic balance,HLB)值少於約14。實例包括乙氧基化醇類、乙氧基化烷基酚類、乙氧基化脂肪酸、烷基芳基磺酸酯、甘油酯類、乙氧基化氟醇類、及氟化磺醯胺。可使用具有互補性質之界面活性劑的混合物，其中添加一種界面活性劑至清潔組成物以促進油質汙染物移除，並添加另一種以促進水溶性汙染物移除。如果使用界面活性劑，則可以足以促進汙染物移除之量來添加。一般而言，以界面活性劑及氫氟硫醚化合物之總重量計，界面活性劑係以0.1至5.0wt.%之量、或約0.2至2.0wt.%之量添加。
在一些實施例中，如果欲用於特定應用，清潔組成物可進一步包括一或多種經溶解或經分散之氣體、液體、或固體添加劑(例如，二氧化碳氣體、穩定劑、抗氧化劑、或活性碳)。
在一些實施例中，本揭露係進一步關於上述清潔組成物(呈其清潔後狀態)。在此方面，本揭露係關於上述清潔組成物中之任一者，其包括一或多種經溶解、經分散、或以其他方式含於其中之汙染物。例如，組成物可包括一或多種氫氟硫醚及一或多種溶解於氫氟硫醚中的污染物，以形成均質組成物。
在一些實施例中，本揭露關於包括本揭露之一或多種氫氟硫醚化合物的清潔組成物。在使用時，清潔組成物可用來將汙染物 自基材表面移除(例如，溶解)。在此方面，本揭露係進一步關於包括本揭露之氫氟硫醚化合物及一或多種溶解或分散於組成物中之汙染物(其例如已藉由該等氫氟硫醚化合物而自基材移除)的組成物。此類組成物可係均質、單相組成物。在此類組成物中，以組成物之總重量計，氫氟硫醚化合物可以至少25wt.%、至少50wt.%、至少75wt.%、至少95wt.%、或至少99wt.%之量存在。在一些實施例中，汙染物可包括輕烴汙染物；較高分子量烴汙染物，諸如礦物油、蠟、及油脂；助焊劑；顆粒；水；或在精密、電子、金屬、及醫療裝置清潔中遇到之其他汙染物。在一些實施例中，污染物可包括(例如，以重量計至少50%)或基本上由有機潤滑劑所組成。在一些實施例中，有機潤滑劑可包括(例如，以重量計至少50%)或基本上由一或多個具有式CnH2n+2的烴烷烴所組成，其中n大於5、9、10、12、15、或20。
在一些實施例中，該等汙染物(個別地或共同地)可以下列之量存在於清潔後清潔組成物中：介於0.0001%與0.1wt.%之間、介於0.1與10wt.%之間、或介於10與20wt.%之間；或至少5wt.%、至少10wt.%、或至少20wt.%，以上係以清潔後組成物中之氫氟硫醚及汙染物之總重量計。
在一些實施例中，本揭露之清潔組成物可以氣態或液態(或兩者)使用，且可利用任何用於「接觸」基材之已知或未來技術。舉例而言，液體清潔組成物可被噴霧或刷塗在基材上，氣體清潔組成物可被吹過整個基材、或者該基板可浸沒於氣體或液體組成物 中。高溫、超音波、和/或攪拌可用以協助清潔。各種不同溶劑清潔技術係由B.N.Ellis描述於Cleaning and Contamination of Electronics Components and Assemblies,Electrochemical Publications Limited,Ayr,Scotland,pages 182-94(1986)中，其全文係以引用方式併入本文中。
有機及無機基材兩者均可藉由本揭露之程序而清潔。該等基材的代表性實例包括金屬；陶瓷；玻璃；聚碳酸酯；聚苯乙烯；丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物；天然纖維(及衍生自其之織物)諸如棉、絲、毛、麂皮、皮、亞麻、及羊毛；合成纖維(及織物)諸如聚酯、嫘縈、丙烯酸、耐綸、或其摻合物；織物，其包含天然及合成纖維的摻合物；以及上述材料之複合物。在一些實施例中，該程序可用於精密清潔電子組件(例如電路板)、光學或磁性媒體、或醫療裝置。
在一些實施例中，本揭露關於一種用於清潔基材之程序。清潔程序可藉由使受汙染之基材與以上論述的清潔組成物接觸而進行。
實例
藉由以下說明性實例進一步說明本揭露之目標及優點。除非另有註明，否則實例及說明書其他部分中之所有份數、百分比、比率等皆以重量計，並且實例中所使用之所有試劑係可購自諸如例如Sigma-Aldrich Corp.,Saint Louis,MO,US之一般化學供應商，或者可藉由習知方法來合成。
Figure 109115373-A0202-12-0014-5
Figure 109115373-A0202-12-0015-6
測試方法
最大可溶解烴(Largest Soluble Hydrocarbon,LSH)：各氫氟硫醚及競爭例之LSH係藉由下列方式判定：將化合物與不同分子量之烴(CnH2n+2，其中n=9至24)以約1：1至1：2之測試材料對烴的重量比在室溫(23℃)及50℃下混合。LSH值係記述為與氫氟硫醚或競爭例相容且對肉眼未展現霧度之最長烴之式CnH2n+2的n值。在本文中將較大之n值解讀為指示氫氟硫醚有較高之清潔烴的能力。
大氣壽命(Atmospheric Lifetime)與全球暖化潛勢(Global Warming Potential,GWP)：各材料之大氣壽命係由採用氯甲烷(CH3Cl)作為參考化合物之相對速率研究來判定。參考化合物及具有羥基自由基(．OH)之測試化合物的準一級反應速率係在實驗室腔室系統中判定。參考化合物的大氣壽命係記錄在文獻中。基於此數值及在腔室實驗中所測量的準一級反應速率，各樣品之大氣壽命係由測試化合物相對於參考化合物之反應速率及參考化合物之報告壽命所計算，如下所示：
Figure 109115373-A0202-12-0015-7
 其中τx為測試材料之大氣壽命，τr為參考化合物之大氣壽命，且kx及kr係分別為羥基自由基與測試材料及參考化合物之反應的速率常數。測試腔室中之氣體濃度係以傅立葉轉換紅外線光譜儀(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)來定量。隨後使用所測得之各流體之大氣壽命值來計算GWP。
GWP值係使用在Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC)Fifth Assessment Report(AR5)中所述之方法來計算。
製備待評估之材料的氣體標準品(具有已知及已記錄之濃度)，並將其用以獲得此化合物之定量FTIR光譜。使用質量流量控制器用氮將樣本標準品稀釋，以兩個不同濃度水準產生定量氣相、單組分FTIR資料庫參考光譜。流率係使用通過認證之BIOS DRYCAL流量計(Mesa Labs,Butler,NJ,US)在FTIR槽排出處進行測量。亦使用經過認證之乙烯校準氣體鋼瓶來驗證稀釋程序。利用AR5中所述之方法，使用FTIR數據來計算輻射效率，接著將其與大氣壽命結合以計算全球暖化潛勢(GWP)值。
毒性：大鼠中之重複劑量吸入毒性係藉由將3隻雄性大鼠重複暴露至750ppm之測試化合物達五日每日6小時所判定。
樣本製備
實例1：n-C 4 F 9 -S-CH 3
實例1係由n-C4F9-I、CH3SCN、及在吡啶中的鋅粉根據以下所製備：M.Tordeux,C.Francese,& C.Walkselman in “Reactions of bromotrifluoromethane and related halides Part VII[1]Condensations with thiocyanates and isocyanates in the presence of zinc”，Journal of Fluorine Chemistry；Vol.43,Issue 1(1989)；pp.27-34，不同之處在於將n-C4F9-I用來取代CF3Br並在室溫下反應。n-C 4 F 9 -S-CH 3 係以71%產率分離，沸點為84℃。產物結構係藉由1H NMR及19F NMR確認。
實例2：(CF 3 ) 2 CFSCH 3
在乾燥的600mL Hastalloy Parr反應器中添加昇華硫(36g,1.1mol)、無水噴霧乾燥氟化鉀(15g,260mmol)及無水N,N-二甲基甲醯胺(300mL)。將反應器密封，並將內容物攪拌加熱至60℃。一旦反應器在此溫度下穩定，將六氟丙烯(150g,1.0mol)以6g/min之速率添加，維持溫度低於65℃。當添加完成時，在冷卻至環境溫度之前，將反應在60℃下攪拌1h。將所得漿液轉移至2L圓底燒瓶以容納剩餘試劑的添加。將氟化鉀(116g,2.0mol)一次性加入，然後以一速率經由加料漏斗加入硫酸二甲酯(104mL,1.1mol)，以維持內部反應溫度低於45℃。一旦添加完成，將所得反應在環境溫度下攪拌12小時。然後將非均質溶液過濾以移除固體，接著以等體積的水沖洗3次。收集下層相，以硫酸鎂乾燥並過濾。未加工物料係收集為淡黃色油狀物(117g，由GC-fid所檢測之93%所欲產物)。藉由蒸餾在環境壓力下純化此材料，以給出全氟異丙基甲基硫醚(98g，45%產率，b.p.65℃)。
結果
表2歸納實例1至實例3及比較例CE1至比較例CE5之最大可溶解烴(LSH)測試之結果。由於使用的最大烴係C-23(C23H48)，故「>23」之LSH表示此材料可與C23H48混溶而不顯示霧度。
出乎意料的是，相較於CE1及CE2(其含有-O-)，實例1及實例2(其各含有-S-基團)展示顯著較高的LSH值。實例1(單一組分流體)具有比CE4(商業上可購得的清潔摻合物)更高的LSH值。此在所欲為單一組分清潔流體的應用中是有利的。再者，實例1及實例2兩者皆具有比含有氯的CE3及CE5相當或較高的LSH值。
表2中所呈現之結果指出本發明之氫氟硫醚係高度適用於清潔應用，並且表現得與傳統清潔摻合物或含氯清潔材料一樣好或更好。
Figure 109115373-A0202-12-0018-8
實例2及CE2的大氣壽命係由其與上述之羥基自由基反應的速率來判定，並記錄於表3中。
Figure 109115373-A0202-12-0019-9
在大鼠中之重複劑量吸入毒性係藉由3隻雄性大鼠的五日重複暴露至750ppm(6小時/天)之實例2所判定。測試並未顯示毒性、體重變化、或器官重量(肺、肝、及腎)變化的不良臨床表徵。在呼吸道、肝、或腎中未觀察到不良的組織病理學影響。
本揭露中的各種修改與變更對於所屬技術領域中具有通常知識者將為顯而易見且不悖離本揭露之範圍與精神。應理解，本揭露不意欲受到本文所提出之說明性實施例及實例過度地限制，且此等實例及實施例僅係以舉例方式呈現，其中本揭露之範疇僅意欲由本文提出如下之申請專利範圍所限制。所有本發明所引用之參考資料係以參照方式被完整納入。
Figure 109115373-A0202-11-0002-1

Claims (18)

  1. 一種組成物，其包含：
    化合物，其具有結構式(I)：
    Rf-S-Rh (I)
    其中(i)Rf係具有2至6個碳原子之部分氟化或全氟化基團且可選地包含一或多個鏈中雜原子，且(ii)Rh係具有1至3個碳原子之非氟化烴基且可選地包含一或多個鏈中雜原子；及
    有機潤滑劑污染物。
  2. 如請求項1之組成物，其中Rf係飽和的。
  3. 如前述請求項中任一項之組成物，其中Rh係CH3或CH3CH2。
  4. 如前述請求項中任一項之組成物，其中該有機潤滑劑包含具有式CnH2n+2之烴類，其中n大於5。
  5. 如前述請求項中任一項之組成物，其中該有機潤滑劑污染物係溶解於該組成物中。
  6. 如前述請求項中任一項之組成物，其中以該組成物之總重量計，該具有結構式(I)之化合物係以至少25%重量比之量存在於該組成物中。
  7. 如前述請求項中任一項之組成物，其中以該組成物之總重量 計，該具有結構式(I)之化合物係以至少50%重量比之量存在於該組成物中。
  8. 如前述請求項中任一項之組成物，其中以該清潔後組成物中之該結構式(I)之化合物的總重量計，該有機潤滑劑係以介於0.0001%與20%重量比之間的量存在於該組成物中。
  9. 如前述請求項中任一項之組成物，其中該組成物進一步包含共溶劑。
  10. 如請求項9之組成物，其中該共溶劑包含醇類、醚類、烷烴、烯烴、鹵烯烴、全氟碳化物、全氟化三級胺、全氟醚、環烷烴、酯類、酮類、亞碸類、碸類、環氧乙烷類、芳烴、鹵芳烴、矽氧烷類、氫氯碳化物、氫氯氟碳化物、氫氟碳化物、氫氟烯烴、氫氯烯烴、氫氯氟烯烴、氫氟醚、或其混合物。
  11. 如前述請求項中任一項之組成物，其中該組成物進一步包含界面活性劑。
  12. 如請求項11之組成物，其中以該具有結構式(I)之化合物及該界面活性劑的總重量計，該組成物包含0.1至5重量百分比的該界面活性劑。
  13. 如請求項11至12中任一項之組成物，其中該界面活性劑包含一非離子界面活性劑，該非離子界面活性劑包含乙氧基化醇、乙氧基化烷基酚、乙氧基化脂肪酸、烷基芳基磺酸酯、甘油酯、乙氧基化氟 醇、氟化磺醯胺、或其混合物。
  14. 一種用於將一污染物自一基材移除之程序，該程序包含下列步驟：
    使該基材與具有結構式(I)之化合物接觸：
    Rf-S-Rh (I)
    其中(i)Rf係具有2至6個碳原子之部分氟化或全氟化基團且可選地包含一或多個鏈中雜原子，且(ii)Rh係具有1至3個碳原子之非氟化烴基且可選地包含一或多個鏈中雜原子。
  15. 如請求項14之程序，其中Rf係飽和的。
  16. 如請求項14至15中任一項之程序，其中Rh係CH3或CH3CH2。
  17. 如請求項14至16中任一項之程序，其中該污染物包含一有機潤滑劑。
  18. 如請求項17之程序，其中該有機潤滑劑包含具有式CnH2n+2之烴類，其中n大於5。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023511713A (ja) * 2020-01-29 2023-03-22 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 堆積組成物、並びにそれを製造及び使用する方法
CN118489002A (zh) * 2021-12-27 2024-08-13 3M创新有限公司 氟化的清洁流体混合物

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3476812A (en) * 1966-12-12 1969-11-04 Air Reduction Fluorine containing halogenated dialkyl sulfides
GB1401431A (en) 1971-08-06 1975-07-16 Haszeldine R N Preparation of fluoroalkane sulphides and the conversion thereof into fluoroalkane sulphonic acids
US5925611A (en) * 1995-01-20 1999-07-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Cleaning process and composition
US6156716A (en) * 1999-05-07 2000-12-05 Kay Chemical Incorporated Heavy duty degreaser cleaning compositions and methods of using the same
US6310018B1 (en) * 2000-03-31 2001-10-30 3M Innovative Properties Company Fluorinated solvent compositions containing hydrogen fluoride
US7211551B2 (en) * 2002-10-21 2007-05-01 Mcdonald Mary E Universal cleaner that cleans tough oil, grease and rubber grime and that is compatible with many surfaces including plastics
CN101553551A (zh) * 2006-07-12 2009-10-07 苏威氟有限公司 使用氟醚化合物进行加热和冷却的方法、适合其的组合物及它们的用途
EP2044167A1 (en) * 2006-07-12 2009-04-08 Solvay Fluor GmbH Method for heating and cooling using fluoroether compounds, compositions suitable therefore and their use
CN103380207A (zh) * 2010-12-10 2013-10-30 罗地亚管理公司 在焦油砂/柏油/沥青质清洁应用中用作萜烯助溶剂、替代品和/或载体的二元酯
JP5960439B2 (ja) * 2012-01-27 2016-08-02 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 除塵洗浄液およびそれを用いた洗浄方法
US20130210695A1 (en) * 2012-02-09 2013-08-15 Mick Bjelopavlic Use of boric acid and borate salts to reduce the filming and streaking of hard surface cleaners
US20140102486A1 (en) * 2012-10-16 2014-04-17 Kyle J. Doyel Cleaning agent for removal of contaminates from manufactured products

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