專利名稱：含有全氟丁基醚的組合物的制作方法
含有全氟丁基醚的組合物本發(fā)明涉及共沸或共沸型的全氟丁基醚混合物或組合物。更具體地說，本發(fā)明的 一個主題是包含至少一種九氟丁基烷基醚和可生物降解化合物的組合物。地球大氣阻擋了來自于地球的IR發(fā)射，這是導致溫室效應和有利于生命的適度 溫度的原因。在大氣中，主要是二氧化碳0)2導致這種自然界的溫室效應。人類排放的某 些氣體(包括來自化石燃料的co2)增強了該效應，導致全球變暖及其對于氣候的影響暴 風雨、洪水、浮冰表面積的變化和冰)I丨消退。京都議定書(1997)的目標是相對于1990年(基準年)，在2008 2012年的承 諾期間內，使6種溫室氣體(C02、CH4、N20、HFC、PFC、SF6)的全球排放減少5%。給定產物的溫室效應通過其GWP (全球變暖潛勢)量化，所述GWP不僅考慮了分子 對輻射吸收的固有作用而且還考慮了分子在大氣中的壽命(或者等同于相同的特征，如在 給定時期(通常為1個世紀)內的該分子的濃度)。所述GWP相對于作為參比氣體的C02
全A屮
圣口田O氟化溶劑長期用于高技術工業(yè)(例如電子、航空、精密機械或醫(yī)藥部門)。在這些 領域中，目標總是相同的，即獲得非常高清潔度的表面，這是除去固體顆粒、電子流、水、或 者或多或少具有極性的油脂污染的要求。在精細清洗中，經常存在裝有凹槽、肋條或盲孔的非常復雜的部件，絕對必須用溶 劑對其進行潤濕，以使溶劑在這些難洗位置發(fā)揮作用。氟化溶劑來自提供表面的最大可能 性的潤濕的溶劑類型，其中，所述表面的最大可能性的潤濕以非常低的表面張力表示(例 如，相對于32. 3mN/m的作為另外的非氟化清洗溶劑的全氯乙烯，HCFC 141b為18. 4mN/m并 且HFC 365mfc為13. 3mN/m)。高潤濕的另一優(yōu)點是得到基底的較快干燥。在幾乎相同的分子量下，氟化溶劑具有較低的沸點和較高的蒸氣壓。因此，HCFC 141b在32°C下沸騰而氯仿在61°C下沸騰。這兩種性質(低沸點和高蒸氣壓)有利于這些 溶劑在利用蒸氣相操作的常規(guī)工業(yè)機器中的應用，使得能夠進行部件的漂洗和干燥，而且 使得被連續(xù)蒸餾的溶劑能夠再生。這些機器裝有用于通過冷凝而使蒸氣在盤管上冷卻的大 功率(heavy-duty)系統(tǒng)，這些機器的操作方法使得所用高蒸氣壓的缺點最小化。工業(yè)家們 期望可用于他們的現(xiàn)有機器存貨的替代解決方案。此外，氫氟烴廣泛地用于制冷和傳熱過程。本發(fā)明提供具有低GWP且具有可生物降解的優(yōu)點的組合物。根據本發(fā)明的組合物含甲基四氫呋喃和至少一種式C4F90R的九氟丁基烷基醚，其 中R代表具有1 4個碳原子的線型或支化的飽和烷基鏈。有利地，所述組合物包含5 40重量％的甲基四氫呋喃和60 95重量％的式C4F90R的九氟丁基烷基醚。優(yōu)選的甲基四氫呋喃是2-甲基四氫呋喃。在式C4F90R的九氟丁基烷基醚中，優(yōu)選九氟丁基甲基醚和九氟丁基乙基醚。不論R是什么，優(yōu)選的九氟丁基烷基醚主要由九氟正丁基烷基醚和九氟異丁基烷 基醚組成。共沸或共沸型的組合物是特別有利的。
當R為甲基時，該共沸或共沸型的組合物包含5 15重量％的甲基四氫呋喃和 85 95重量％的九氟丁基甲基醚。包含8重量％的甲基四氫呋喃和92重量％的九氟丁基 甲基醚的共沸組合物在大氣壓下具有59. 7°C的沸點。當R為乙基時，該共沸或共沸型的組合物包含10 40重量％的甲基四氫呋喃和 60 90重量％的九氟丁基乙基醚。包含24. 6重量％的甲基四氫呋喃和75. 4重量％的九 氟丁基乙基醚的共沸組合物在大氣壓(103. 3kPa)下具有71. 6°C的沸點。共沸組合物是兩種或更多種化合物的液體混合物，其具有可高于或低于各化合物 的沸點的恒定沸點(即，在沸騰或蒸發(fā)期間沒有分餾的傾向)。因此，在蒸發(fā)期間形成的蒸 氣的組成與初始的液體組合物相同或者幾乎相同。共沸型組合物是兩種或更多種化合物的液體混合物，其具有基本上恒定的沸點， 也就是說，共沸型組合物起到單一化合物的作用?？赏ㄟ^蒸發(fā)或蒸餾或者通過對比給定溫 度下的泡點或露點的蒸氣壓來實施共沸型化合物的確定。在工業(yè)應用的情況下使用共沸物是特別有利的，以使組合物再生，例如當其飽和 有污染物的時候。簡單蒸餾可回收最初的共沸組合物，而沒有各組分的任何分餾。而且，2-甲基四氫呋喃(2-MeTHF)具有得自可再生原料(例如得自纖維素材料的 糠醛)的優(yōu)點。因此，半纖維素多糖是含有5個碳原子的基于糖的聚合物。當在硫酸的存 在下加熱半纖維素時，得到戊糖(含有5個碳原子的糖)，例如木糖。當進行木糖的熱脫水 時，該木糖轉化為糠醛。除了低的GWP和它們的可生物降解性之外，根據本發(fā)明的一些組合物是不可燃的 (根據ASTM D3828標準，閉杯閃點高于55°C)并且最特別適合作為清洗溶劑或作為用于加 熱和冷卻應用的制冷劑。它們也可用作發(fā)泡劑。實驗部分實施例1通過使用沸點測定技術測量液體混合物的沸點。首先，將適量的九氟丁基甲基醚 裝料到沸點測定儀中，然后，使其沸騰。在達到平衡狀態(tài)之后，記錄在大氣壓下的沸點。然 后，將甲基四氫呋喃的等分試樣引入到所述沸點測定儀中并且在已達到平衡狀態(tài)之后再次 記錄溫度。表I給出九氟丁基甲基醚和甲基四氫呋喃的各種混合物在103. 3kPa下的沸點 測量結果。表 I
554566. 6455567. 4356568. 7257570. 4010080含有50重量％九氟丁基甲基醚和50重量％甲基四氫呋喃的液體混合物的分餾顯 示出92重量％九氟丁基甲基醚和8重量％甲基四氫呋喃的共沸組合物，其在103. 3kPa的 壓力下具有59. 7 °C的沸點。實施例2如實施例1所述進行沸點測定方法。表II給出九氟丁基乙基醚和甲基四氫呋喃的各種混合物在103. 3kPa下的沸點測 量結果。表II
九氟丁基乙基醚的重量％甲基四氫呋喃的重量％103. 3kPa下的沸點(°C )100075. 7881272. 9782272. 2703072. 2604072. 6505073. 1406074010080含有50重量％九氟丁基乙基醚和50重量％甲基四氫呋喃的液體混合物的分 餾顯示出75. 4重量％九氟丁基乙基醚和24. 6重量％甲基四氫呋喃的共沸組合物，其在 103. 3kPa的壓力下具有71. 6°C的沸點。清洗試驗的總體過程首先，用FORANE 141b對2X5cm的不銹鋼片材進行脫脂。這些片材各自在測試之 前稱重，其構成皮重。然后，在這些片材的單側上涂布油REDUCTELF SP 460。對該涂布有油 的片材進行稱重，并由與皮重的差值推算出涂布的油的量。接下來，將該涂布有油的片材浸
5入到含有100ml待評價組合物的燒杯中5分鐘，不進行攪拌且無超聲。該片材一移出，就在 通風的情況下進行15分鐘的滴干(drip dry)，并且，在該15分鐘結束時，通過稱重測定油 的殘留量。與油的初始量相比，計算移除的油的百分數。實施例3在使用九氟丁基甲基醚的組合物的情況下，得到0%的油移除率。實施例4在使用包含8重量％的2-MeTHF和92重量％的九氟丁基甲基醚的組合物的情況 下，除去75重量％的油。在45°C下的簡單加熱、或者在環(huán)境溫度(20°C)下的簡單攪拌或 超聲應用可以除去所有的沉積油。此外，沒有觀察到油的溶解，而是觀察到上升到液體表面的油的脫離(卷起機理 (rolling up mechanism)).與快速導致溶劑飽和的溶解機理相比，該卷起機理更為有利。油溶解試驗的總體過程將硅油(得自 Crompton Corporation (Greenwich,USA)的 Crompton L9000—1000) 引入到100ml待評價組合物中，并測定在環(huán)境溫度下立即溶解的硅油的量(其以所溶解的 油相對于該混合物的百分數表示)。實施例5在使用75. 4重量％的九氟丁基乙基醚和24. 6重量％的甲基四氫呋喃的共沸組合 物的情況下，溶解超過17重量％的油。實施例6在使用九氟丁基乙基醚的情況下，最多溶解2重量％的油并且觀察到反混合 (demixing)。
權利要求
組合物，其包含甲基四氫呋喃和至少一種式C4F9OR的九氟丁基烷基醚，在式C4F9OR中，R代表具有1～4個碳原子的線型或支化的飽和烷基鏈。
2.權利要求1的組合物，特征在于，所述組合物包含5 40重量％的甲基四氫呋喃和 60 95重量％的式C4F90R的九氟丁基烷基醚。
3.權利要求1或2的組合物，特征在于，所述式C4F90R的九氟丁基烷基醚是九氟丁基 甲基醚和九氟丁基乙基醚。
4.權利要求1 3中任一項的組合物，特征在于，所述九氟丁基烷基醚主要由九氟正丁 基烷基醚和九氟異丁基烷基醚組成。
5.權利要求1 4中任一項的組合物，特征在于，所述組合物是共沸的或共沸型的。
6.權利要求5的組合物，特征在于，所述組合物包含5 15重量％的甲基四氫呋喃和 85 95重量％的九氟丁基甲基醚。
7.共沸組合物，其包含8重量％的甲基四氫呋喃和92重量％的九氟丁基甲基醚，并且 在大氣壓(103. 3kPa)下具有59. 7°C的沸點。
8.權利要求5的組合物，特征在于，所述組合物包含10 40重量％的甲基四氫呋喃和 60 90重量％的九氟丁基乙基醚。
9.共沸組合物，其包含24.6重量％的甲基四氫呋喃和75. 4重量％的九氟丁基乙基醚， 并且在大氣壓(103. 3kPa)下具有71. 6°C的沸點。
10.制冷劑，特征在于，其包含前述權利要求中任一項的組合物。
11.溶劑，特征在于，其包含權利要求1 9中任一項的組合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及含有全氟丁基醚的共沸或共沸型混合物或組合物。更具體地說，本發(fā)明涉及含有至少一種九氟丁基烷基醚和可生物降解化合物的組合物，該組合物可用作溶劑或制冷劑。
文檔編號C09K5/04GK101918508SQ200880123948
公開日2010年12月15日 申請日期2008年1月10日 優(yōu)先權日2008年1月10日
發(fā)明者讓-皮埃爾·拉里爾 申請人:阿克馬法國公司