本发明涉及一种新颖的氢氯氟代丙烷共沸或类共沸的组合物,它可用作含氯氟碳化合物的替代物,并且若作溶剂等使用则具有非常优良的性质。 含氯氟碳化合物(下文中简称为CFCs)几乎无毒性,并且在很多情况下不燃烧和具有化学稳定性。具有不同沸点的各种CFCs均可适用。由于具有这些优良性质,1,1,2-三氯代-1,2,2-三氟代乙烷(R113)可被用作溶剂或发泡剂;三氯一氟代甲烷(R11)可被用作发泡剂或推进剂;以及二氯二氟代甲烷(R12)可被用作推进剂或致冷剂。
化学稳定的R11、R12和R113在对流层中具有较长的寿命,并可到达同温平流层,在那里受太阳能辐射而被离解并被放出氯基团,它与臭氧发生链锁反应,从而消耗臭氧层。因此,人们制订了并实施了限制使用这种常用CFCs的规定。所以,开发一种几乎不消耗臭氧层的CFC替代物的研究已在积极地展开。
本发明的目的是提供一种包括有具有三个碳原子的新颖氢氯氟代丙烷的混合物,它具有相当于常用CFCs的许多优良性质,并且可用作CFC的替代物。
本发明提供了一种共沸或类共沸的组合物,它包括有至少两个成员选自由通式Ⅰ的氢氯氟代丙烷所组成的组:
其中a+b+c=3,x+y+z=3,a+x≥1,b+y ≥1和0≤a,b,c,x,y,z≤3。
本发明的组合物是不燃性的,并可采用共沸组合物或类共沸组合物的形式。特别当用作溶剂时,它具有相当于或优越于常用的1,1,2-三氯三氟乙烷(R113)的性质。所以它非常适用于作为R113地替代物。再者,当沸腾或蒸发时,在组合物中的组份并没有观察到实质上的变化。所以,它可和常用单一CFC同样地使用,在此它有一个准则,即要求在通用技术中并没有实质性变化。
本发明中通式Ⅰ的氢氯氟代丙烷含有一个氢原子和一个氟原子作为主要元素,并可进一步再含有一个氯原子。具体地来说,它们包括以下化合物:
CCl F2CF2CHCl2(R224ca)
CCl2FCF2CHCl F(R224cb)
CF3CF2CHCl2(R225ca)
CCl F2CF2CHCl F(R225cb)
CCl F2CF2CH2Cl(R234cc)
CHF2CF2CHCl F(R235ca)
CH3CF2CCl2F(R243cc)
CHF2CF2CH2Cl(R244ca)
CH2Cl CF2CH2Cl(R252ca)
CHCl2CF2CH3(R252cb)
CH3CF2CH2Cl(R262ca)
CHF2CF2CCl2F(R225cc)
CHCl FCF2CHCl F(R234ca)
CHF2CF2CHCl2(R234cb)
CH2FCF2CCl2F(R234cd)
CF3CF2CH2Cl(R235cb)
CCl F2CF2CH2F(R235cc)
CH2Cl CF2CHCl F(R243ca)
CH2FCF2CHCl2(R243cb)
CH2FCF2CHCl F(R244cb)
CCl F2CF2CH3(R244cc)
CH2FCF2CH2Cl(R253ca)
CH3CF2CHCl F(R253cb)
CF3CF2CHCl F(R226ca)
CCl F2CF2CHF2(R226cb)
CCl3CF2CHCl2(R222c)
CCl2FCF2CHCl2(R223ca)
CCl3CF2CHCl F(R223cb)
CCl3CF2CHF2(R224cc)
CHCl2CF2CHCl2(R232ca)
CCl3CF2CH2Cl(R232cb)
CCl2FCF2CH2Cl(R233cb)
CHCl2CF2CHCl F(R233ca)
CCl3CF2CH2F(R233cc)
CCl3CF2CH3(R242cb)
CHCl2CF2CH2Cl(R242ca)
在那些化合物中,可优选的为R225ca、R225cb、R244ca、R244cb、R235ca和R243cc。
包括有本发明的R225ca、R225cb和R244ca的组合物通常含有12-92%(重量)的R225ca、3-77%(重量)的R225cb和3-69%(重量)的R244ca,较好是51-64%(重量)的R225ca,4-16%(重量)的R225cb和26-39%(重量)的R244ca。最好它为包括有约58%(重量)的R225ca,约10%(重量)的R225cb和约32%(重量)的R244ca的共沸组合物。
由本发明的R225ca和R225cb组成的组合物具有优良的类共沸的特性,且在R225ca和R225cb的混合比率的全部范围内部都有此优良特性。所以,在本发明组合物中R225ca和R225cb的比例没有特殊的限制。然而,该组合物可优选的组成为0.01-99.99%(重量)的R225ca和0.01-99.99%(重量)的R225cb。
由本发明的R225cb和R244ca组成的组合物通常包含有27-67%(重量)的R225cb和33-73%(重量)的R244ca,较好地为37-57%(重量)的R225cb和43-63%(重量)的R244ca。更好地为由约47%(重量)的R225cb和约53%(重量)的R244ca组成的一种共沸组合物。
由本发明的R225ca和R244ca组成的组合物通常包含有52-92%(重量)的R225ca和8-48%(重量)的R244ca,较好地为62-82%(重量)的R225ca和18-38%(重量)的R244ca。更好地为由约72%(重量)的R225ca和约28%(重量)的R244ca组成的一种共沸组合物。
当使用R225ca和243cc时,本发明的组合物通常包含有56-95%(重量)的R225ca和4-44%(重量)的R243cc,较好地为66-86%(重量)的R225ca和14-34%(重量)的R243cc。更好地为由约76%(重量)的R225ca和约24%(重量)的R243cc组成的一种共沸组合物。
当使用R225cb和R244cb时,该组合物通常包含有47-87%(重量)的R225cb和13-53%(重量)的R244cb,较好地为57-77%(重量)的R225cb和33-43%(重量)的R244cb。更好地为由约67%(重量)的R225cb和约33%(重量)的R244cb组成的一种共沸组合物。
当使用R225cb和R243cc时,该组合物通常包含有43-83%(重量)的R225cb和17-57%(重量)的R243cc,较好地为53-73%(重量)的R225cb和27-47%(重量)的R243cc。更好地为由约63%(重量)的R225cb和约37%(重量)的R243cc组成的一种共沸组合物。
当使用R244ca和R243cc时,该组合物通常包含有48-88%(重量)的R244ca和12-52%(重量)的R243cc,较好地为58-78%(重量)的R244ca和22-42%(重量)的R243cc。更好地为由约68%(重量)的R244ca和约32%(重量)的R243cc组成的一种共沸组合物。
当使用R244ca和R244cb时,该组合物通常包含有5-95%(重量)的R244ca和5-95%(重量)的R244cb,较好地为10-90%(重量)的R244ca和10-90%(重量)的R244cb。
当使用R244cb和R243cc时,该组合物通常包含有32-72%(重量)的R244cb和28-68%(重量)的R243cc,较好地为42-62%(重量)的R244cb和38-58%(重量)的R243cc。更好地为由约52%(重量)的R244cb和约48%(重量)的R243cc组成的一种共沸组合物。
当使用R235ca和R243cc时,该组合物通常包含有70-99%(重量)的R235ca和1-30%(重量)的R243cc,较好地为80-95%(重量)的R235ca和5-20%(重量)的R243cc。更好地为由约90%(重量)的R235ca和约10%(重量)的R243cc组成的一种共沸组合物。
根据应用情况,其他组分也可再加入至本发明的组合物中。例如,当用作溶剂时,它可适当地含有一种烃,如戊烷、异戊烷、己烷、异己烷、新己烷、庚烷、异庚烷、2,3-二甲基丁烷或环戊烷;一种硝基烷如硝基甲烷、硝基乙烷或硝基丙烷;一种三唑如1,2,3-苯并三唑;一种胺如二乙胺、三乙胺、异丙胺、丁胺或异丁胺;一种戊烯如α-、β-或γ-戊烯或α-或β-异戊烯;一种醇如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇或叔丁醇;一种亚磷酸酯如亚磷酸三苯酯或亚磷酸三丁酯;一种醚如甲基溶纤剂(甲氧基乙醇)、四氢呋喃或1,4-二噁烷;一种环氧化物如1,2-亚丁基氧(环氧丁烷)或表氯醇(氯甲代氧丙环);一种酮如丙酮、甲基乙基酮或甲基丁基酮;一种酯如乙酸乙酯、乙酸丙酯或乙酸丁酯;一种呋喃如N-甲基吡咯;一种氯化了的或溴化了的烃如二氯甲烷、三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、反-1,2-二氯乙烯、顺-1,2-二氯乙烯、1-氯丙烷、2-氯-2-甲基丙烷或2-溴丙烷;或一种不同于本发明的CFC含氯氟烃或含氟烃如1,1,2-三氯三氟乙烷,1,1,2-三氯-2,2-二氟乙烷、四氯-1,2-二氟乙烷、1,1-二氯-2,2,2-三氟乙烷、1,2-二氯-1,1-二氟乙烷、1,2-二氯-1-氟乙烷、1,1-二氯-1-氟乙烷、1,1-二氯-2,3,3,3-四氟丙烯-1、反-3-氯-1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟戊烯-2、顺-3-氯-1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟戊烯-2或1,1,1,2,2,5,5,6,6,6,-十氟己烷。
在本发明组合物中这些附加组分的含量并没有特殊限定,但为了改进或控制其溶解度或获得合适的沸点或非可燃性,其含量一般为0-50%(重量),较好地为1-40%(重量)。最好这些加入物可产生一种共沸或类共沸的组合物。另外,为了给该混合物以较高程度的稳定作用,加入一种稳定剂则是有效的。该附加组分的含量一般为从1ppm到10%(重量),较好地为从10ppm到5%(重量)。另外,本发明的组合物还可含有各种清洁辅助剂、表面活性剂、乳化剂、水等。
本发明的氢氯氟代丙烷共沸或类共沸组合物可用于各种目的,例如,用作发泡剂等,象常用的CFCs一样。它特别适用于用作溶剂,因为它所提供的溶解本领相当于或高于常用的R113。作为溶剂的具体应用包括有作为焊剂、脂肪、油、蜡或墨水的清除剂,涂料溶剂,萃取剂,各种玻璃、陶瓷、塑料、橡胶或金属制品的清洁剂或除水剂,特别是用作半导体装置、电子元件、电子线路板、电气装置、精密设备部件或光学透镜的清洁剂或除水剂。另外,它可用作抗显影剂,抗脱除剂或皮革抛光或清洁剂。至于清洁方法,可采用人工拭擦,浸渍、喷涂、摇荡、超声清洗或蒸气清洗。
现在,参考实施例,将对本发明进一步详细描述。然而,应该理解,本发明绝非受这些具体实施例所限制。
实施例1
将1,000克具有下述组成的溶剂组合物加入到蒸馏瓶内,并用含有相当约20块理论塔板数的充填式蒸馏塔,在大气压下进行蒸馏。
组成 %(重量)
R225ca(沸点:51.1℃) 60
R225cb(沸点:56.1℃) 10
R244ca(沸点:54℃) 30
结果,获得440克的馏分,该馏份经气相色谱分析,发现具有以下组成。
组成 %(重量)
R225ca 58
R225cb 10
R244ca 32
实施例2
使用本发明的组合物(R225ca/R225cb/R244ca=58重量%/10重量%/32重量%),作清洁机器油的试验。
将SUS-304测试件(25毫米×30毫米×2毫米厚度)浸没在机器油中,(CQ-30,日本Sekiyu株式会社制造),然后再在上述本发明组合物中浸泡5分钟。结果,可确认该机器油能令人满意地被去除,如同用R113的情况一样。
实施例3
实施例2(R225ca/R225cb/R244ca=58重量%/10重量%/32重量%)的组合物的可燃性,可用泰格闭杯闪点试验器(J I SK2265)来进行测定,该组合物没有闪点,可确认为非可燃性的。
实施例4
将1,000克具有下述组成的溶剂组合物加入至蒸馏瓶中,并使用含有相当于约20块理论塔板的充填式蒸馏塔,在大气压下进行蒸馏。
组成 %(重量)
R225ca(沸点:51.1℃) 50
R225cb(沸点:56.1℃) 50
结果,获得320克在54℃下的馏分。该馏分经气相色谱分析,发现具有以下组成。
组成 %(重量)
R225ca 48
R225cb 52
实施例5
将1,000克具有下述组成的溶剂组合物加入到蒸馏瓶中,使用含有查当于约20块理论塔板的充填式蒸馏塔,在大气压下进行蒸馏。
组成 %(重量)
R225ca(沸点:51.1℃) 80
R225cb(沸点:56.1℃) 20
结果,得到300克在53℃下的馏分。该馏分经气相色谱分析,发现具有以下的组成。
组成 %(重量)
R225ca 79
R225cb 21
实施例6
将1,000克具有下述组成的溶剂组合物加入至蒸馏瓶,使用含有相当于约20块理论板的充填式塔,在大气压下进行蒸馏。
组成 %(重量)
R225ca(沸点:51.1℃) 20
R225cb(沸点:56.1℃) 80
结果,得到290克在55℃下的馏分。该馏分经气相色谱分析,发现具有以下组成。
组成 %(重量)
R225ca 19
R225cb 81
实施例7
使用本发明组合物(R225ca/R225cb=50重量%/50重量%)进行清洗机器油的试验。
将SUS-304试件(25毫米×30毫米×2毫米厚度)浸渍在机器油中(CQ-30,日本Sekiyu株式会社制造),然后再将它放在上述的本发明的组合物中浸泡5分钟。结果,可确认该机器油能令人满意地被除去,如用R113的情况一样。
实施例8
本发明组合物(R225ca/R225cb=50重量%/50重量%)的可燃性用泰格闭杯闪点试验器来测量,该组合物没有闪点,可确认为非可燃性的。
实施例9
将1,000克具有下述组成的溶剂组合物加入至蒸馏瓶中,并使用含有约20块理论板的充填式蒸馏塔,在大气压下进行蒸馏。
组成 %(重量)
R225cb(沸点:56.1℃) 50
R244ca(沸点:54℃) 50
结果,得到400克在53℃下的馏分。该馏分经气相色谱分析,发现具有下述的组成。
组成 %(重量)
R225cb 47
R244ca 53
实施例10
使用本发明的组合物(R225cb/R244ca=47重量%/53重量%)进行清洗机器油的试验。
将SUS试件(25毫米×30毫米×2毫米厚度)浸没在机器油中(CQ-30,日本Sekiyu株式会社制造),然后再在上述本发明组合物中浸泡5分钟。结果,可确认机油能令人满意地被除去,如同R113的情况一样。
实施例11
实施例10组合物(R225cb/R244ca=47重量%/53重量%)的可燃性用泰格闭杯闪点试验器(J I S K2265)来测量,该组合物没有闪点,可确认为非可燃性的。
实施例12
将1,000克具有下述组成的溶剂组合物加入至蒸馏瓶中,并使用含有相当于约20个理论板的充填式蒸馏塔,在大气压下进行蒸馏。
组成 %(重量)
R225ca(沸点:51.1℃) 70
R244ca(沸点:54℃) 30
结果,得到390克在51℃下的馏分。该馏分经气相色谱分析,发现具有以下的组成。
组成 %(重量)
R225ca 72
R244ca 28
实施例13
用本发明的组合物(R225ca/R244ca=72重量%/28重量%)进行清洗机器油的试验。
将SUS-304试件(25毫米×30毫米×2毫米厚度)浸渍在机器油中(CQ-30,日本Seki株式会社制造),然后在上述本发明组合物中浸泡5分钟。结果,可确认该机器油能令人满意地被除去,如同R113的情况一样。
实施例14
实施例13的组合物(R225ca/R244ca=72重量%/28重量%)的可燃性用泰格闭杯闪点试验器(J I S K2265)来测量,该组合物没有闪点,可确认为非可燃性的。
实施例15
将1,000克具有下述组成的溶剂组合物加入至蒸馏瓶中,使用含有相当于约20块理论板的充填式蒸馏塔,在大气压下进行蒸馏。
组成 %(重量)
R225ca(沸点:51.1℃) 80
R243cc(沸点:60.2℃) 20
结果,得到400克在51℃下的馏分,该馏分经气相色谱分析,发现具有以下组成。
组成 %(重量)
R225ca 76
R243cc 24
实施例16
用实施例15的组合物(R225ca/R243cc=76重量%/24重量%)进行清洗机器油的试验。
将SUS-304试件(25毫米×30毫米×2毫米厚度)浸没在机器油中(CQ-30,日本,Sekiyu株式会社制造),然后在上述本发明组合物中浸泡5分钟。结果,可确认该机器油能令人满意地被除去,如同R113的情况一样。
实施例17
实施例15组合物(R225ca/R243cc=76重量%/24重量%)的可燃性用泰格闭闪点试验器(J I S K2265)来测量,该组合物没有闪点,可确认为非可燃性的。
实施例18
将1,000克具有下述组成的溶剂组合物加入至蒸馏瓶中,使用含有相当于约20块理论板的充填式蒸馏塔,在大气压下进行蒸馏。
组成 %(重量)
R225cb(沸点:56.1℃) 70
R244cb(沸点:58℃) 30
结果,得到450克在56℃下的馏分,该馏分经气相色谱分析,发现具有以下的组成。
组成 %(重量)
R225cb 67
R244cb 33
实施例19
用实施例18的组合物(R225cb/R244cb=67重量%/33重量%)进行清洗机器油的试验。
将SUS-304试件(25毫米×30毫米×2毫米厚度)浸没在机器油中(CQ-30,日本,Sekiyu株式会社制造),然后在上述本发明组合物中浸泡5分钟。结果,可确认该机器油能令人满意地被除去,如同R113的情况一样。
实施例20
将1,000克具有下述组成的溶剂组合物加入至蒸馏瓶中,使用含有相当于约20块理论板的充填式蒸馏塔,在大气压下进行蒸馏。
组成 %(重量)
R225cb(沸点:56.1℃) 60
R243cc(沸点:60.2℃) 40
结果,得到390克在54℃下的馏分。该馏分经气相色谱分析,发现具有以下的组成。
组成 %(重量)
R225cb 63
R243cc 37
实施例21
用实施例20的组合物(R225cb/R244cb=63重量%/37重量%)进行清洗机器油的试验。
将SUS-304试件(25毫米×30毫米×2毫米厚度)浸没在机器油中(CQ-30,日本,Sekiyu株式会社制造),然后再在上述本发明组合物中浸泡5分钟。结果,可确认该机器油能令人满意地被除去,如同R113的情况一样。
实施例22
将1,000克具有下述组成的溶剂组合物加入至蒸馏瓶中,使用含有相当于约20块理论板的充填式蒸馏塔,在大气压下进行蒸馏。
组成 %(重量)
R244ca(沸点:54℃) 70
R243cc(沸点:60.2℃) 30
结果,得到430克在53℃下的馏分。该馏分经气相色谱分析,发现具有以下的组成。
组成 %(重量)
R244ca 68
R243cc 32
实施例23
用实施例22的组合物(R244ca/R243cc=68重量%/32重量%)进行清洗机器油的试验。
将SUS-304试件(25毫米×30毫米×2毫米厚度)浸没在机器油中(CQ-30,日本,Sekiyu株式会社制造),然后在上述本发明组合物中浸泡5分钟。结果,可确认该机器油能令人满意地被除去,如同R113的情况一样。
实施例24
将1,000克具有下述组成的溶剂组合物加入至蒸馏瓶中,使用含有相当于约20块理论板的充填式蒸馏塔,在大气压下进行蒸馏。
组成 %(重量)
R244ca(沸点:54℃) 70
R244cb(沸点:58℃) 30
结果,得到360克的馏分,该馏分经气相色谱分析,发现具有以下的组成。
组成 %(重量)
R244ca 69.5
R244cb 30.5
实施例25
用组合物(R244ca/R244cb=70重量%/30重量%)进行清洗机器油的试验。
将SUS-304试件(25毫米×30毫米×2毫米厚度)浸没在机器油中(CQ-30,日本,Sekiyu株式会社制造),然后在上述本发明组合物中浸泡5分钟。结果,可确认该机器油能令人满意地被除去,如同R113的情况一样。
实施例26
将1,000克具有下述组成的溶剂组合物加入至蒸馏瓶中,使用含有相当于约20块理论板的充填式蒸馏塔,在大气压下进行蒸馏。
组成 %(重量)
R244cb(沸点:58℃) 50
R243cc(沸点:62.2℃) 50
结果,得到480克在56℃下的馏分,该馏分经气相色谱分析,发现具有以下的组成。
组成 %(重量)
R244cb 52
R243cc 48
实施例27
用实施例26的组合物(R244cb/R243cc=52重量%/48重量%)进行清洗机器油的试验。
将SUS-304试件(25毫米×30毫米×2毫米厚度)浸没在机器油中(CQ-30,日本,Sekiyu株式会社制造),然后在上述本发明组合物中浸泡5分钟。结果,可确认该机器油能令人满意地被除去,如同R113的情况一样。
实施例28
将1,000克具有下述组成的溶剂组合物加入至蒸馏瓶中,使用含有相当于约20块理论板的充填式蒸馏塔,在大气压下进行蒸馏。
组成 %(重量)
R235ca(沸点:43.9℃) 85
R243cc(沸点:60.2℃) 15
结果,得到450克在45℃下的馏分,该馏分经气相色谱分析,发现具有以下的组成。
组成 %(重量)
R235ca 90
R243cc 10
实施例29
用实施例28的组合物(R235ca/R243cc=90重量%/10重量%)进行清洗机器油的试验。
将SUS-304试件(25毫米×30毫米×2毫米厚度)浸没在机器油中(CQ-30,日本,Sekiyu株式会社制造),然后在上述本发明组合物中浸泡5分钟。结果,可确认该机器油能令人满意地被除去,如同R113的情况一样。
本发明的氢氯氟代丙烷组合物具有与常用CFCs同样优良的性质,并具有优良类共沸性质的共沸组合物。故在沸腾或蒸发时,不显示有实质上的变化。它能象常用的单一CFC一样以同样的方式来使用,因此在它的使用方面具有一个优点,即并不需要对惯用技术作实质上的改变。