DE1285991B

DE1285991B - Stabilisiertes 1, 1, 1-Trichloraethan fuer Reinigungszwecke

Info

Publication number: DE1285991B
Application number: DE1962P0028832
Authority: DE
Inventors: Hardies Donald Edward
Original assignee: Pittsburgh Plate Glass Co
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1961-03-13
Filing date: 1962-02-21
Publication date: 1969-01-02
Also published as: US3128315A; FR1316937A; BE613661A; NL123919C; NL274140A; DE1285991C2; GB930973A

Description

Methylchloroform (1,1,1-Trichloräthan) ist ein flüssiger, chlorierter Kohlenwasserstoff, der sich allgemein für Entfettungszwecke eignet, insbesondere für kleine Metallteile, die oft durch Entfetten in einem Eimer zweckmäßig gereinigt werden. Methylchloroform als solches eignet sich gut zur Entfernung und Reinigung von Fabrikationsgegenständen von Schmutz, Fett oder Ölen in der flüssigen Phase. Die Verwendung des Methylchloroforms für die Entfettung in der Dampfphase ist von geringerer Bedeutung, obwohl sich das Methylchloroform auch für diesen Zweck eignet. In geringerem Maße findet Methylchloroform Verwendung als Trockenreinigungs-FIeckenmittel und als Mittel zur Herabsetzung des Dampfdrucks für Aerosole.

Bei diesen und anderen Verwendungszwecken gerät Methylchloroform in Kontakt mit den verschiedensten Metallgegenständen, von denen viele bei Kontakt mit einer korrodierenden Chemikalie oder einem säurebildenden Stoff zerstört werden. Ferner sammeln sich Metallspäne in der zur Entfettung verwendeten Anlage an, und dann kann insbesondere bei einer Einwirkung durch verschiedene Metalle die korrodierende Wirkung in Anwesenheit von Feuchtigkeit noch weiter verstärkt werden. Chlorierte Kohlenwasserstoffe zeigen im allgemeinen die Neigung, unter den zu ihrer Zersetzung führenden Bedingungen sauer zu werden. Ein Beispiel hierfür ist unstabilisiertes Methylchloroform. Die praktische Anwendung von Methylchloroform hängt daher von einer wirksamen Stabilisierung ab.

Chlorierte Kohlenwasserstoffe sind mehr als einer Zersetzungsart ausgesetzt, z. B. der Zersetzung durch Oxydation in Gegenwart von Licht, Wärme oder Feuchtigkeit, der Hydrolyse oder einer durch ein Metallhalogenid herbeigeführten Zersetzung. Eine oder mehrere dieser Zersetzungsarten treten besonders stark bei Methylchloroform auf, das eine größere Zersetzungsneigung als bestimmte andere chlorierte Kohlenwasserstoffe zeigt. Außerdem erfordern chlorierte Kohlenwasserstoffe im allgemeinen jeweils besondere Stabilisierungsmittel, so daß ein Stabilisierungsmittel für den einen chlorierten Kohlenwasserstoff nicht für einen anderen chlorierten Kohlenwasserstoff geeignet ist. Deshalb können bei bestimmten Zusätzen keine Voraussagen bezüglich der Stabilisierungseigenschaften bei Methylchloroform gemacht werden. Durch die genannten Schwierigkeiten wird die Verwendung von unstabilisiertem Methylchloroform beschränkt. Aus Wirtschaf thchkeitsgründen muß jedoch die Zersetzung von Methylchloroform vermieden werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Zersetzungsneigung von Methylchloroform für Reinigungszwecke und die sich daraus ergebende Korrosionswirkung auf Metalle, insbesondere Leichtmetalle, wie z. B. Aluminium, durch einen Gehalt an 0,1 bis 7,0 Gewichtsprozent symmetrischem Dimethoxyäthan verzögert oder größtenteils verhindert, so daß das Methylchloroform wirtschaftlicher verwendet werden kann.

Ferner wurde gefunden, daß die hervorragende Stabilisierungswirkung des hier beschriebenen Dimethoxyäthans durch Zugabe bestimmter anderer Stoffe außer dem Dimethoxyäthan weiter verstärkt werden kann. Bei Zugabe eines oder mehrerer dieser Stoffe in einer Menge von 0,1 bis 5,0 Gewichtsprozent, bezogen auf den Methylchloroformgehalt der Stoffzusammensetzung, wird ein Schutz erreicht, der noch größer als der durch Dimethoxyäthan allein erzielte ist. Solche mitwirkenden Stabilisierungsmittel sind: 1,4-Dioxan; Dipentendioxyd, 2,3-Epoxy-l-propanol, Cyclohexenoxyd, Butylenoxyde, Epichlorhydrin; Nitroalkane mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen; Acetylenalkohole mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen; gesättigte, aliphatische, einwertige Alkohole mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen.

Beispiele für Acetylenalkohole bieten: Propargylalkohol, 2-Butin-l-ol, S-Butin^-ol^ 2-Methyl-3-butin-2-ol, 3-Methyl-l-pentin-3-ol, 3-Äthyl-l-pentin-3-ol, 2-Methyl-3-hexin-2-ol, 3,5-Dimethyl-l-hexin-3-ol,

2.5- Dimethyl-3-hexin-2,5-diol, 3,6-Dimethyl-4-octin-

3.6- diol.

Beispiele von Alkoholen sind: Methanol, Äthanol, Propanol, iso-Propanol, n-Butanol, tert-Amylalkohol, Hexanol, Octanol und tert.-Butanol. Besonders wirksam sind 0,5 bis 5,0 Gewichtsprozent tert.-Butanol und 0,5 bis 7,0 Gewichtsprozent symmetrisches Dimethoxyäthan, bezogen auf das Methylchloroform.

Bei Durchführung der vorliegenden Erfindung bewirken bereits Konzentrationen von Dimethoxyäthan von nur 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf die fertige Stoffmischung, die Verminderung des Angriffs auf Leichtmetalle, insbesondere Aluminium. Konzentrationen von 3 bis 5 Gewichtsprozent werden jedoch bevorzugt und setzen die Einwirkung so weit herab, daß eine wirtschaftliche Anwendung möglich ist. Manchmal werden Konzentrationen von 7 Gewichtsprozent bevorzugt.

In dem folgenden Beispiel wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Beispiel

Die Untersuchung der stabilisierten Methylchloroformzusammensetzungen wird zweckmäßigerweise mit zwei Versuchen durchgeführt. Hierbei werden 1,27 · 5,08 cm große Aluminiumstreifen unterhalb der Oberfläche von 30 ecm der zu untersuchenden Methylchloroformlösung mit einer Stahlnadel eingeritzt. Auf der Oberfläche des Aluminiums werden mehrere Kratzer gemacht, und dann läßt man es stehen. In gleichmäßigen Abständen werden Beobachtungen gemacht, wobei die Aufmerksamkeit besonders der Farbe des Lösungsmittels, dem Aussehen der Kratzer auf den Streifen und der Bildung eines Niederschlags im Lösungsmittel gilt. Nach 24 Stunden wird das Lösungsmittel hinsichtlich seiner Farbe, dem Aussehen des Streifens und dem Umfang der Niederschlagsbildung mit Zahlen von 1 bis 5 bewertet. Der Durchschnitt der einzelnen Zahlen ergibt dann die Ritzversuchszahl. Findetjedoch eine vollständige Lösungsmittelzersetzung statt, wie dies durch eine schwarze, teerähnliche, in der Flasche zurückbleibende Masse angezeigt wird, so ist die Versuchszahl 10. Dagegen einer Probe, in der keine Färbung des Lösungsmittels eintritt, sich kein Niederschlag bildet und keine schwarzen Stellen im Kratzer zu bemerken sind, wird der Einheitswert zugeordnet. Schwankende Zersetzungsgrade werden mit Zahlen zwischen 2 und 5 bewertet, während selbstverständlich vollständige Lösungsmittelzersetzung die Bewertung 10 erhält.

Bei dem zweiten Versuch wird ein ähnlicher Aluminiumstreifen von 1,27 · 7,62 cm Größe verwendet. Dieser Streifen wird mit einem geeigneten Tuch poliert, so daß man eine gleichmäßig glänzende Fläche, frei von Trübung, erzielt. Die Probe wird nicht mit bloßen Händen berührt, sondern sie wird mit Seife und Wasser und anschließend gründlich mit destillier-

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tem Wasser gewaschen, danach mit Aceton, und schließlich läßt man sie an der Luft trocknen. Dieser Metallstreifen wird in einen Kolben gelegt und mit 50 ecm des zu untersuchenden Lösungsmittels teilweise bedeckt. Danach wird der Kolben mit einem Kühler versehen, der so angeordnet ist, daß das Kondensat auf die Oberfläche des Streifens in dem Kolben zurückfließt. Man verwendet einen 125-ml-Erlenmeyerkolben und erhitzt ihn auf einer Heizplatte unter gleichzeitigem Rückfluß während einer Zeit von 48 Stunden. Danach wird das Aussehen des Aluminiumstreifens und die Farbe des Lösungsmittels notiert.

Methylchloroformzusammensetzungen werden hergestellt, indem man die entsprechende Chemikalienmenge zu Methylchloroform gab, so daß jeweils 100 g Gemisch erhalten wurden. Zum Beispiel wurde eine Lösung mit 3,2 Gewichtsprozent Dimethoxyäthan dadurch hergestellt, daß man 3,2 g Dimethoxyäthan zu 96,8 g unstabilisiertem Methylchloroform zusetzte und 100 g einer 3,2gewichtsprozentigen Mischung mit Dimethoxyäthan erhielt. Auf diese Weise wurden mehrere Gemische hergestellt und gemäß den oben geschilderten Testmethoden mit den in der Tabelle I aufgeführten Ergebnissen geprüft:

Tabelle I

Zersetzung von 1,1,1-Trichloräthan an Aluminium

Stabilisator

Konzentration Gewichtsprozent	Ritzversuchszahl	Rückflußversuch, 48 Stunden
10	Lösungsmittelzersetzung, 10 Minuten
1,6	10	Lösungsmittelzersetzung, 7 Stunden
2 1,5	} 2,3	Lösungsmittelzersetzung in weniger als 24 Stunden
3 2	} ²	keine Oxydbildung oder Korrosion des Streifens, Lösungsmittel klar und farblos
3,2	2,3	keine Oxydbildung oder Korrosion des Streifens, Lösungsmittel klar bei leichter Färbung
2,0 1,5 1,5	j 1,3	keine Oxydbildung oder Korrosion des Streifens, Lösungsmittel klar und farblos
1,6 1,6	} 2,0	keine Oxydbildung oder Korrosion des Streifens, Lösungsmittel klar und farblos
1,0 1,5 1,5	J 2,67
0,25 2,0 1,0 2,0 0,5	1,0

Kein Zusatz
1,4-Dioxan .

Dimethoxyäthan 2-Methylbutin-3-ol-2

Dimethoxyäthan

tert.-Butylalkohol

Dimethoxyäthan

2-Methylbutin-3-ol-2 tert.-Butylalkohol

Dimethoxyäthan 1,4-Dioxan

1,2-Dimethoxyäthan

tert.-Butylalkohol

2-Methylbutin-3-ol-2

1,2-Dimethoxyäthan

tert.-Butylalkohol

tert.-Amylalkohol ..

Nitromethan

Butylenoxyd

Die folgenden Versuche wurden nicht mit Streifen aus Aluminium, sondern mit Streifen aus einer Aluminiumlegierung, die aus 4,5% Kupfer, 0,6'/,,Mangan, 1,5% Magnesium und 93,4% Aluminium bestand, durchgeführt:

Tabelle II

Zersetzung von 1,1,1-Trichloräthan an einer Aluminiumlegierung

	Konzen
Stabilisator	tration	Rückflußversuch, 48 Stunden
Gewichts
prozent	Farbe des Lösungsmittels	Zustand des Streifens
1,6	Zersetzung in 7,25 Stunden
1,4-Dioxan	3,2	Zersetzung in 7,25 bis 15,25 Stunden
Äthylpropargyläther	0,5	Zersetzung in weniger als 15 Minuten
Äthylenglykoldiglycidyläther	0,5	Zersetzung in weniger als 15 Minuten
1,4-Butandioldiglycidyläther	0,5	Zersetzung in weniger als 15 Minuten
1,2-Dimethoxyäthan	0,5	farblos	sauber
1,0	farblos	sauber, fleckenlos
3,2	farblos	sauber, fleckenlos

Claims

Patentansprüche:

1. Stabilisiertes 1,1,1-Trichloräthan für Reinigungszwecke, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 0,1 bis 7,0 Gewichtsprozent symmetrischem Dimethoxyäthan.

2. Stabilisiertes 1,1,1-Trichloräthan für Reinigungszwecke, dadurch gekennzeichnet, daß es außer dem Gehalt an symmetrischem Dimethoxy-

äthan nach Anspruch 1 noch einen oder mehrere der folgenden Stoffe in Mengen von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf den Trichloräthangehalt, enthält: 1,4-Dioxan; Dipentendioxyd, 2,3-Epoxy-l-propanol, Cyclohexenoxyd, Butylenoxyde, Epichlorhydrin; Nitroalkane mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen· Acetylenalkohole mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen; gesättigte, aliphatische, einwertige Alkohole mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen.