专利名称：类共沸组合物及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及包含1，1，1，2，2，3，4，5，5，5-十氟-3-甲氧基-4-三氟甲基-戊烷的共沸物和类共沸组合物，以及使用该共沸物和类共沸组合物清洗基体、沉积涂层(例如化妆品)、传递热能和润滑工序的方法。
背景技术：
氯氟烃(CFCs)、含氢氯氟烃(HCFCs)和含氢氯化烃(HCCs，例如1，1，1-三氯乙烷和四氯化碳)都已广泛用在溶剂应用中，例如干燥、清洗(例如从印刷电路板中除去焊接残余物)和蒸汽除脂。这些材料还被用于致冷和传热工艺中。然而，含氯碳位上的光解和均裂活性促进损耗地球的臭氧层。另外，CFCs长的大气寿命与全球变暖有关。因此，在过去数十年内替代CFCs是全球广泛的运动。(参见“MontrealProtocol on Substances That Deplete the Ozone Layer，”CopenhagenAmendments，United Nations Environment Program，1992)。
在替代过程中，寻求的特性除了低的臭氧消耗可能性外，通常包括适用于大量溶剂清洗应用的沸点范围、低易燃性和低毒性。对于一些应用，替代溶剂也应当具有溶解碳氢基和碳氟基污迹的能力。在一些实施方式中，替代溶剂还具有低毒性、无闪点(由ASTM D3278-98e-1，“Flash Point of Liquids by Small Scale Closed-Cup Apparatus”，另外也称为SETAFLASH，进行测量)、可接受的稳定性、短大气寿命和低全球变暖性。
氢氟醚(HFEs)在作为CFCs和HCFCs的替代物方面引起了很多关注。通常，HFEs是化学稳定的、具有低毒性、不易燃、不消耗臭氧。HFEs和其它有机溶剂的混合物比单独HFEs更易成为烃类更好的溶剂和分散剂。
许多共沸物具有使它们成为有用溶剂的性质。例如，共沸物具有不变的沸点可使它们在操作和使用过程中避免沸点漂移。另外，当共沸物用作溶剂时，因为溶剂的组成在沸腾和回流过程中都不会改变，因此溶剂的性能保持稳定。用作溶剂的共沸物可通过蒸馏方便地进行回收。
在一些实施方式中，需要提供具有良好溶剂能力的共沸物或类共沸组合物。另一方面，在一些实施方式中，需要提供具有低易燃性的共沸物或类共沸组合物。另一方面，在一些实施方式中，需要提供不消耗臭氧和/或大气寿命相对较短以使其不会明显促进全球变暖的共沸物或类共沸组合物(即，具有低全球变暖可能性的共沸物或类共沸组合物)。
发明概述简要地，在一方面，本发明提供包含C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和一种有机溶剂的类共沸组合物。本发明的有机溶剂包括1-溴丙烷、六甲基二硅氮烷、乙酸异丁酯、甲基异丁基酮、反-1，2-二氯乙烯和三氟甲基苯。在一些实施方式中，本发明的类共沸组合物进一步包含一种润滑添加剂、臭氧和/或氢氟酸。
在另一方面，本发明提供一种涂料组合物，其包含类共沸组合物和至少一种可溶解或分散在该类共沸组合物中的涂料物质。
在另一方面，本发明提供一种将涂料沉积在基体表面的方法，包含将包含类共沸组合物的涂料组合物涂覆到该基体至少一个表面的至少一部分上，其中至少一种涂料物质在该类共沸组合物中是可溶解或可分散的。
在另一方面，本发明提供一种处理金属、陶瓷金属或复合物的方法，其中所述方法是用包含本发明类共沸组合物的工作流体进行润滑。
在另一方面，本发明提供一种从基体表面去除污染物的方法，包含以下步骤使该基体与一种或多种依照本发明的类共沸组合物接触，直到污染物被类共沸组合物溶解、分散或转移；将包含有溶解、分散或转移的污染物的类共沸组合物从基体表面除去。
在另一方面，本发明提供一种传热方法，其中一种或多种依照本发明的类共沸组合物用作传热流体。
本发明的以上概述不在于描述本发明的每个实施方式。在以下的说明书中还给出了本发明的一个或多个实施方式的详细描述。通过说明书和权利要求书，本发明的其它特征、目的和优点都将显而易见。
附图简要说明
图1是C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2与1-溴丙烷组成溶液的沸点与其中C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2的wt.％相互关系的图表。点A和B指代该类共沸组合物的端点。
图2是C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2与三氟甲基苯组成的溶液的沸点与其中C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2的wt.％相互关系的图表。点A和B指代该类共沸组合物的端点。
图3是C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2与六甲基二硅氮烷组成的溶液的沸点与其中C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2的wt.％相互关系的图表。点A和B指代该类共沸组合物的端点。
图4是C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2与乙酸异丁酯组成的溶液的沸点与其中C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2的wt.％相互关系的图表。点A和B指代该类共沸组合物的端点。
图5是C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2与甲基异丁基酮组成的溶液的沸点与其中C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2的wt.％相互关系的图表。点A和B指代该类共沸组合物的端点。
图6是C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2与反-1，2-二氯乙烯组成的溶液的沸点与其中C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2的wt.％相互关系的图表。点A和B指代该类共沸组合物的端点。
发明详述共沸组合物或共沸物包括两种或多种物质的混合物，由于液体在沸点部分蒸发产生的蒸汽与液体具有同样的组成，因此其行为就像一种单一物质。共沸组合物是沸点不变的混合物，与同种物质的其他组成相比，其表现出最大或最小沸点。
构成共沸物的物质的混合物表现出强的热力学非理想性。热力学上理想或轻微非理想的混合物的沸点在两种组分的沸点之间。本发明的类共沸组合物表现出强的热力学非理想性，因为本发明的类共沸组合物的沸点低于最低沸点组分的沸点。对于物质的具体混合物，类共沸组合物的范围包括对应的共沸物。参见图1-6。
本发明的类共沸组合物包含有机溶剂和分子式为C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2的氢氟醚(HFE)-1，1，1，2，2，3，4，5，5，5-十氟-3-甲氧基-4-三氟甲基-戊烷。在特定的类共沸组合物中，有机溶剂和HFE的浓度可基本上不同于对应的共沸组合物，这种可允许的变化量取决于有机溶剂。在一些实施方式中，该类共沸组合物包括的有机溶剂和HFE的浓度与在环境压力下两者构成的共沸物中的浓度基本相同。在一些实施方式中，该类共沸组合物表现出组合物的溶剂力随时间没有明显的改变。
通常，共沸物保留着溶剂各组分的许多性质，由于性能的结合，其与单一组分相比可提高性能和实用性。
除有机溶剂和HFE外，本发明的类共沸组合物还可包含其它不会影响共沸物形成的化合物。通常，其它化合物的含量很少。例如，在一些实施方式中，可在本发明的类共沸组合物中可存在共溶剂或表面活性剂，例如，来提高一些物质在共沸物或类共沸组合物中的分散性或溶解性，所述物质例如水、污物或涂料(如全氟聚醚润滑剂和含氟聚合物)。在一些实施方式中，可存在少量的润滑添加剂，例如提高共沸物或类共沸组合物的润滑性能。
本发明的有机溶剂包括1-溴丙烷、六甲基二硅氮烷、乙酸异丁酯、甲基异丁基酮、反-1，2-二氯乙烯和三氟甲基苯(以商品OXSOL 2000获自位于New York，New York的MANA)。
本发明的氢氟醚(HFE)是1，1，1，2，2，3，4，5，5，5-十氟-3-甲氧基-4-三氟甲基-戊烷，分子式为C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2。
本发明的类共沸组合物包含1，1，1，2，2，3，4，5，5，5-十氟-3-甲氧基-4-三氟甲基-戊烷(HFE)和有机溶剂的混合物，其中该混合物包括(i)主要包含约1～约81wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约99～约19wt.％的1-溴丙烷的混合物，在约101千帕(kPa)(760托)时其沸点低于约71.0℃；(ii)主要包含约23～约99wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约77～约1wt.％的三氟甲基苯的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约98.0℃；(iii)主要包含约65～约99wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约35～约1wt.％的六甲基二硅氮烷的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约97.9℃；(iv)主要包含约68～约99wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约32～约1wt.％的乙酸异丁酯的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约98.1℃；(v)主要包含约70～约99wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约30～约1wt.％的甲基异丁基酮的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约98.0℃；和(vi)主要包含约1～约59wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约99～约41wt.％的反-1，2-二氯乙烯的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约47.7℃。
如本领域所知，随着环境压力的增加，液体的沸点也增加。同样地，随着环境压力的降低，液体的沸点也降低。
在一些实施方式中，本发明的类共沸组合物的沸点小于由最低沸点组分到类共沸组合物的最小沸点的沸点差的75％。即，如果最低沸点组分的沸点为X，类共沸组合物的最低沸点为Y，那么这些类共沸组合物的沸点将低于X-0.25(X-Y)。
本发明的这些类共沸组合物包含1，1，1，2，2，3，4，5，5，5-十氟-3-甲氧基-4-三氟甲基-戊烷(HFE)和有机溶剂的混合物，其中该混合物包括(i)主要包含约3～约78wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约97～约22wt.％的1-溴丙烷的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约70.0℃；(ii)主要包含约30～约97wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约70～约3wt.％的三氟甲基苯的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约97.0℃；(iii)主要包含约68～约99wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约32～约1wt.％的六甲基二硅氮烷的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约97.4℃；(iv)主要包含约71～约99wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约29～约1wt.％的乙酸异丁酯的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约97.8℃；(v)主要包含约73～约99wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约27～约1wt.％的甲基异丁基酮的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约97.6℃；和
(vi)主要包含约2～约55wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约98～约45wt.％的反-1，2-二氯乙烯的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约47.6℃。
在一些实施方式中，本发明类共沸组合物的沸点低于由最低沸点组分到类共沸组合物的最小沸点的沸点差的50％。即，如果最低沸点组分的沸点为X，类共沸组合物的最小沸点为Y，那么这些类共沸组合物的沸点将低于X-0.5(X-Y)。
本发明的这些类共沸组合物包含1，1，1，2，2，3，4，5，5，5-十氟-3-甲氧基-4-三氟甲基-戊烷(HFE)和有机溶剂的混合物，其中该混合物包括(i)主要包含约7～约74wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约93～约26wt.％的1-溴丙烷的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约68.9℃；(ii)主要包含约39～约94wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约61～约6wt.％的三氟甲基苯的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约96.1℃；(iii)主要包含约73～约98wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约27～约2wt.％的六甲基二硅氮烷的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约96.9℃；(iv)主要包含约76～约97wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约24～约3wt.％的乙酸异丁酯的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约97.5℃；(v)主要包含约77～约98wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约23～约2wt.％的甲基异丁基酮的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约97.2℃；和(vi)主要包含约5～约50wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约95～约50wt.％的反-1，2-二氯乙烯的混合物，在约101kPa(760托)时其沸点低于约47.4℃。
本发明的类共沸组合物包含1，1，1，2，2，3，4，5，5，5-十氟-3-甲氧基-4-三氟甲基-戊烷(HFE)和有机溶剂的混合物，其中该混合物包括(i)主要包含约55.4wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约44.6wt.％的1-溴丙烷的混合物，在约97.8kPa(734托)时其沸点为约65.4℃；(ii)主要包含约71.3wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约28.7wt.％的三氟甲基苯的混合物，在约97.7kPa(733托)时其沸点为约92.3℃；(iii)主要包含约90.0wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约10.0wt.％的六甲基二硅氮烷的混合物，在约97.3kPa(730托)时其沸点为约93.6℃；(iv)主要包含约91.8wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约8.2wt.％的乙酸异丁酯的混合物，在约96.8kPa(726托)时其沸点为约94.5℃；(v)主要包含约90.5wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约9.5wt.％的甲基异丁基酮的混合物，在约96.6kPa(725托)时其沸点为约94.0℃；和(vi)主要包含约22.7wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约77.3wt.％的反-1，2-二氯乙烯的混合物，在约98.6kPa(740托)时其沸点为约45.7℃。
在一些实施方式中，本发明的类共沸组合物是均匀的；即环境条件下(即室温和大气压力下)它们形成单相。
本发明的类共沸组合物可通过使用常规混合方法将所需量的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2、有机溶剂和任何其它微量组分(例如表面活性剂或润滑添加剂)混合在一起来制备。
在一些实施方式中，本发明的类共沸组合物可用于清洗工艺、传热工艺，用作致冷剂、工作流体、涂覆液(例如化妆品)，等等。
本发明的清洗工艺可通过如下方法实现使被污染的基体与本发明的一种类共沸组合物接触，直到基体上的污染物基本被类共沸组合物溶解、分散或转移；然后从基体上将包含有溶解、分散或转移的污染物的类共沸组合物除去(例如，通过用新的未污染的类共沸组合物来清洗基体，或者通过从浴槽移动浸在类共沸组合物中的基体，并使被污染的类共沸组合物流出基体)。该类共沸组合物可以蒸汽或液态(或两者)使用，任何已知的“接触”基体的技术都可以采用。例如，液态的类共沸组合物可喷涂或刷涂到基体上，蒸汽态的类共沸组合物可吹过基体，或者可将基体浸在蒸汽态或液态的类共沸组合物中。在一些实施方式中，可以采用高温、超声能和/或搅拌来促进清洗。B.N.Ellis在Cleaning and Contamination of Electronics Components andAssemblies，Electrochemical Publications Limited，Ayr，Scotland，pages182-94(1986)中描述了各种不同的溶剂清洗技术。
在一些实施方式中，本发明示例性的工艺可用于清洗有机和/或无机基体。基体的代表例包括金属；陶瓷；玻璃；硅晶片；聚合物，例如聚碳酸酯、聚苯乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；天然纤维(和由此衍生的织物)，例如棉、丝、亚麻、羊毛、苎麻、毛皮、皮革和小山羊皮；合成纤维(和由此衍生的织物)例如聚酯、人造丝、丙烯酸纤维、尼龙、聚烯烃、醋酸酯类、三醋酸酯类，及其混合物；包含天然和合成纤维的织物；和前述物质的复合物。在一些实施方式中，本发明的工艺特别适用于精确清洗电子元件(例如电路板)；光学或磁性介质；和医疗设备和医疗制品，例如注射器、手术设备、移植装置和假肢。在一些实施方式中，本发明的示例性工艺可用于去除指甲油。
在一些实施方式中，本发明的示例性清洗工艺可用于溶解或去除基体表面的大多数污染物。例如，可去除轻质烃类污染物；高分子量烃类污染物矿物油、油脂、切割和冲压用油和蜡；碳氟化合物类污染物，例如全氟聚醚类、溴三氟乙烯低聚体(回转流体)和氯三氟乙烯低聚体(液压流体、润滑剂)；硅油和硅脂；焊剂；颗粒；和在精密、电子、金属和医疗装置清洗过程中遇到的其它污染物。在一些实施方式中，本发明的工艺特别适用于去除烃类污染物(特别是轻质烃油)、碳氟化合物污染物和颗粒。
在一些实施方式中，本发明的类共沸组合物还可用于萃取。在此，清洗包括通过分散或转移这些物质从基体(例如天然形成的材料、食品、化妆品、药品)中去除污染物(例如脂肪、石蜡、油或其他溶剂)。
在一些实施方式中，本发明示例性的类共沸组合物还可用于涂覆沉积装置，其中类共沸组合物用作涂料物质的载体，使该物质能够在基体表面上沉积。因此本发明还提供一种包含类共沸组合物的涂料组合物、和使用该类共沸组合物在基体表面上沉积涂层的方法。该方法包括以下步骤在基体的至少一个表面的至少一部分上涂覆液态涂料组合物的涂层，所述涂料组合物包含(a)类共沸组合物和(b)至少一种可溶解或分散在该类共沸组合物中的涂料物质。该涂料组合物可进一步包含一种或多种添加剂(例如表面活性剂、着色剂、稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂，等等)。优选地，该方法进一步包括以下步骤通过例如蒸发法(可借助于例如加热或真空装置)从沉积的涂层中除去类共沸组合物。
可用该方法沉积的涂料包括颜料、硅氧烷润滑添加剂、稳定剂、粘合剂、抗氧化剂、染料、聚合物、药品、化妆品、脱模剂、无机氧化物等，及其组合物。优选的材料包括全氟聚醚、烃类和硅氧烷润滑添加剂；四氟乙烯的无定形共聚物；聚四氟乙烯；及其组合物。适用于该方法的材料的代表性实例包括二氧化钛、氧化铁、氧化镁、全氟聚醚、聚硅氧烷、硬脂酸、丙烯酸粘合剂、聚四氟乙烯、四氟乙烯的无定形共聚物，及其组合物。上述任何一种基体(用于清洗应用)都可通过本发明的方法进行涂覆。该方法特别适用于用全氟聚醚润滑剂来涂覆磁性硬盘或电接插件、或用硅氧烷润滑添加剂涂覆医疗装置。
在一些实施方式中，所述基体可以是皮肤。在一些实施方式中，该液态涂料组合物可以用作，例如化妆品、洗液或指甲油。
为形成涂料组合物，该组合物的组分(即类共沸组合物、涂料物质和使用的任何添加剂)可以用任何常规的混合方法进行混合，用于溶解、分散或乳化涂料物质，例如，通过机械搅拌、超声搅拌、人工搅拌等等。该类共沸组合物和涂料物质可以任何比例混合，取决于所需涂层的厚度。在一些实施方式中，该涂料物质占涂料组合物的约0.1～约10wt.％。
本发明示例性的沉积方法可以通过用任何常规技术在基体上涂覆该涂料组合物来实现。例如，可将该组合物刷涂或喷涂(例如以气溶胶形式)到基体上，或者基体可被旋涂。在一些实施方式中，基体通过在组合物中浸渍进行涂覆。可以在任何适当的温度下实现浸渍，可以保持任何常规的时间长度。如果基体是管状，例如导管，需要确保该组合物涂覆在内壁上，可有利地通过应用减压将组合物吸到内腔中。
在一些实施方式中，在将涂层应用到基体之后，可以通过蒸发将类共沸组合物从沉积涂层中除去。在一些实施方式中，可以通过使用减压或温和加热来加速蒸发速率。涂层可为任何常规厚度。通常，其厚度可取决于，例如涂料物质的粘度、施加涂层的温度和撤回的速率(如果使用浸渍法)等因素。
在一些实施方式中，本发明的类共沸组合物可以用作传热过程中的传热流体，其中传热流体以直接或间接的方式传递热能(即热量)。直接传热(有时称为“直接接触传热”)是指通过使流体与散热片或热源直接接触而使传热流体与散热片或热源间直接传热(即通过传导和/或对流)的传热方法。直接传热的实例包括电子元件的浸渍冷却和内部内燃机的冷却。
间接传热是指不使流体与散热片或热源直接接触而使传热流体与散热片或热源间传热的传热方法。间接传热的实例包括致冷、空调和/或加热(例如使用热泵)的方法，例如用于建筑物、汽车和固定机械。在一个实施方式中，本发明提供一种传热方法，包括将本发明的共沸组合物用作二次回路致冷剂。在该实施方式中，二次回路致冷剂(即宽温度范围的液态流体)提供了一种在热源(即待冷却目标)和第一回路致冷剂(即低沸点温度的流体，其通过使用压缩机通过膨胀成气体吸热，压缩成液体而放热)之间传热的方法。可使用本发明的共沸组合物的装置实例包括，但不局限于离心式冷却器、家用冰箱/制冷器、汽车空调、冷藏运输车辆、热泵、超市食品冷库和陈列柜和冷藏仓库。
在间接传热方法中，可在涉及运动部件(例如泵和阀门)的传热流体中加入用于传热的润滑添加剂，用于确保该运动部件能够长期保持工作。通常，这些润滑添加剂应当具有良好的热和水解稳定性，应当在传热流体中表现出至少部分的溶解性。适当润滑添加剂的实例包括矿物油、脂肪酸酯、高卤代油，例如含氯三氟乙烯的聚合物和合成的润滑添加剂，例如环氧烷聚合物。
在一些实施方式中，本发明的类共沸组合物可用于配制包含本发明的类共沸组合物和至少一种完全挥发性润滑添加剂的工作流体或润滑剂。在此，操作过程的润滑添加剂被定义为改变工件和工具之间摩擦系数的添加剂。在一些实施方式中，本发明的类共沸组合物和润滑添加剂构成了用于操作过程的工作流体。
操作过程中基体的实例包括金属、陶瓷金属和复合工件。示例性的金属包括难熔金属(例如钽、铌、钼、钒、钨、铪、铼和钛)；贵金属(例如银、金和铂)；高温金属(例如镍、钛合金和镍铬合金)；其他金属，包括例如镁、铜、铝、钢(例如不锈钢)；合金(例如黄铜和青铜)；及其组合物。
通常，工作流体润滑加工表面，使得经加工的工件表面光滑和基本无残留物。在一些实施方式中，本发明示例性用于这些操作的工作流体还通过例如从中散热和/或去除颗粒物质来冷却加工环境(即工件和加工工具之间的表面界面)。
陶瓷金属被定义为包含陶瓷和金属组分混合物的半合成产品，其物理性能与各单独组分均不相同。其实例包括，但不局限于金属碳化物、氧化物和硅化物。参见Hawley’s Condensed Chemical Dictionary，12thEdition，Van Nostrand Reinhold Company，1993。
复合物在此被描述为在聚合基质中的高温纤维层压物(例如环氧树脂中的玻璃或碳纤维)。
在一些实施方式中，配制本发明的工作流体，使得切削和成形过程被润滑以降低摩擦、工具或工件的放热，和/或防止从工件到工具的传质。在一些实施方式中，本发明的工作流体完全浸湿加工工具。在一些实施方式中，包含在工作流体中的类共沸组合物从加工工具和工件中蒸发。在一些实施方式中，使润滑添加剂在工具和工件表面形成薄膜以降低摩擦和放热，和/或防止从工件到工具的传质。通常，选择的润滑添加剂使得其沸点足够高以能润滑操作过程而不会过早蒸发，其沸点足够低而能从操作过程中完全蒸发使得很少或没有残余物留下。用于操作过程的润滑添加剂的实例包括，但不局限于C8～C14脂肪酸的酯、烷撑二醇醚、烃类蒸馏物和乳酸酯。
在上述各应用中，类共沸或共沸组合物可单独使用，或者可以类共沸组合物的混合物形式使用，前提是混合物也是类共沸的。同样地，可以在类共沸组合物中添加少量的共溶剂，前提是该添加不会影响共沸行为，或者该添加能够产生三元共沸体。有用的共溶剂可以包括，例如CFCs、HCFCs、含氢氟烃(HFCs)、烃类、含氢氯烃(HCCs)或水。适用共溶剂的代表性实例包括二氧化碳；1，1-二氟乙烷；1，1-二氯-1-氟乙烷；1，1-二氯-2，2，2-三氟乙烷；1-氢十五氟庚烷；1，1，1，2-四氟乙烷；氯二氟甲烷；1，1，1，3，3-五氟丙烷；反-1，2-二氯乙烯；1-氯-1，1-二氟乙烷；2-氯丙烷；含氯氟碳(例如氟三氯甲烷)；水；饱和全氟化合物(例如全氟戊烷、全氟己烷和全氟(N-甲基吗啉))；及其组合物。在一些实施方式中，类共沸组合物可进一步包括臭氧和/或氢氟酸(HF)。
实施例在下面的实施例中对本发明的类共沸组合物的制备、鉴别和试验进行了进一步的描述。在这些实施例中引用的特定材料和用量，以及其它条件和细节，都不应当被解释为对本发明不适当的限制。除非特别指出，在这些实施例中，所有的百分比、比例和比值都以重量计。
1，1，1，2，2，3，4，5，5，5-十氟-3-甲氧基-4-三氟甲基-戊烷(C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2)是依照美国专利5925611中所述的方法制备的。下面实施例中所用材料经NMR分析测定纯度为99.96％。
实施例1-6用下面的方法，将C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和有机溶剂的各种混合物在环境压力(725～740托)下进行蒸馏，鉴别其是否构成了二元共沸物，如果是，使用下面过程确定该共沸物的组成(wt.％)和熔点(b.p℃)。制备该混合物，并在实验室的环境压力(725～740托)下在同心管蒸馏塔(Model 933，获自Ace Glass，Vinland，New Jersey)中蒸馏。在每个实施例中，使蒸馏在全回流下平衡至少60分钟。对于每次蒸馏，在液体回流比为20∶1下操作蒸馏塔时，取6组连续蒸馏样，每组为总液体原料体积的约5％。然后使用带有RTX-200毛细管柱(获自Restek，Corporation，Bellefonte，Pennsylvania)和Nukol毛细管柱(获自Supelco，Bellefonte，Pennsylvania)或Quadrex 007 Series MethylSilicone毛细管柱(获自Quadrex Corporation，New Haven，Connecticut)和热导检测器的HP-5890II Plus Gas Chromatograph对蒸馏样的组成进行分析。用热电偶来测量每组蒸馏样的沸点。在该试验过程后，确定C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2与1-溴丙烷(获自Aldrich，St.Louis，Missouri)、三氟甲基苯(获自MANA，New York，New York)、六甲基二硅氮烷(获自Aldrich，St.Louis，Missouri)、乙酸异丁酯(获自Aldrich)、甲基异丁基酮(获自Aldrich)和反-1，2-二氯乙烯(获自PPG Industries，Pittsburgh，pennsylvania)的共沸物。
下表1示出了实施例1-6中六种共沸物的组成(wt.％)和沸点(指定压力下)。
表1
实施例7-12通过使用沸点测定计或沸点测定设备(Model MBP-100，获自Cal-Glass for Research，Inc，Costa Mesa，California)测定C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2与1-溴丙烷、三氟甲基苯、六甲基二硅氮烷、乙酸异丁酯、甲基异丁基酮和反-1，2-二氯乙烯的试验混合物的沸点，来确定本发明类共沸组合物的百分比范围。将测试组合物的低沸点组分的一部分(25～30毫升(mL))加到沸点测定设备中。将液体加热使其平衡到其沸点(通常大约30分钟)。平衡后记录沸点，将高沸点组分的约1.0mL部分加入设备中，将得到的新组合物平衡约10分钟，此时记录沸点。对测试混合物基本如上述方法继续进行测试，同时每隔10分钟向试验混合物加入约1.0mL高沸点组分，直到加入的高沸点组分到25～30mL。以设备中含25～30mL部分的高沸点组分并加入约1.0mL部分的低沸点组分，重复该测试过程。当测试组合物的沸点表现出低于低沸点组分的沸点时，记录当时的类共沸组合物。
表2中示出了类共沸组合物的范围结果。所有沸点测试都是在标准压力下(760±1托)进行的。
表2
图1中，线11是沸点与C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2在其和1-溴丙烷的溶液中的重量百分比相互关系曲线。水平线12表示低沸点组分的沸点。点A和B是线11与水平线12的交点，表示该类共沸组合物的端点。
图2中，线21是沸点与C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2在其和三氟甲基苯的溶液中的重量百分比相互关系曲线。水平线22表示低沸点组分的沸点。点A和B是线21与水平线22的交点，表示该类共沸组合物的端点。
图3中，线31是沸点与C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2在其和六甲基二硅氮烷的溶液中的重量百分比相互关系曲线。水平线32表示低沸点组分的沸点。点A和B是线31与水平线32的交点，表示该类共沸组合物的端点。
图4中，线41是沸点与C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2在其和乙酸异丁酯的溶液中的重量百分比相互关系曲线。点A和B是线41与水平线42的交点，表示该类共沸组合物的端点。
图5中，线51是沸点与C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2在其和甲基异丁基酮的溶液中的重量百分比相互关系曲线。点A和B是线51与水平线52的交点，表示该类共沸组合物的端点。
图6中，线61是沸点与C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2在其和反-1，2-二氯乙烯的溶液中的重量百分比相互关系曲线。点A和B是线61与水平线62的交点，表示该类共沸组合物的端点。
在不脱离本发明范围和主旨的前提下，对本发明进行的各种修改和变化对于本领域的技术人员都将是显而易见的。
权利要求
1.一种类共沸组合物，包含以下物质的混合物(a)C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2；和(b)有机溶剂，其中该混合物选自(i)主要包含约1～约81wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约99～约19wt.％的1-溴丙烷的混合物，在约101千帕(kPa)时其沸点低于约71.0℃；(ii)主要包含约23～约99wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约77～约1wt.％的三氟甲基苯的混合物，在约101kPa时其沸点低于约98.0℃；(iii)主要包含约65～约99wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约35～约1wt.％的六甲基二硅氮烷的混合物，在约101kPa时其沸点低于约97.9℃；(iv)主要包含约68～约99wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约32～约1wt.％的乙酸异丁酯的混合物，在约101kPa时其沸点低于约98.1℃；(v)主要包含约70～约99wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约30～约1wt.％的甲基异丁基酮的混合物，在约101kPa时其沸点低于约98.0℃；和(vi)主要包含约1～约59wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约99～约41wt.％的反-1，2-二氯乙烯的混合物，在约101kPa时其沸点低于约47.7℃。
2.权利要求1的类共沸组合物，其中的混合物选自(i)主要包含约3～约78wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约97～约22wt.％的1-溴丙烷的混合物，在约101kPa时其沸点低于约70.0℃；(ii)主要包含约30～约97wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约70～约3wt.％的三氟甲基苯的混合物，在约101kPa时其沸点低于约97.0℃；(iii)主要包含约68～约99wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约32～约1wt.％的六甲基二硅氮烷的混合物，在约101kPa时其沸点低于约97.4℃；(iv)主要包含约71～约99wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约29～约1wt.％的乙酸异丁酯的混合物，在约101kPa时其沸点低于约97.8℃；(v)主要包含约73～约99wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约27～约1wt.％的甲基异丁基酮的混合物，在约101kPa时其沸点低于约97.6℃；和(vi)主要包含约2～约55wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约98～约45wt.％的反-1，2-二氯乙烯的混合物，在约101kPa时其沸点低于约47.6℃。
3.权利要求1的类共沸组合物，其中的混合物选自(i)主要包含约7～约74wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约93～约26wt.％的1-溴丙烷的混合物，在约101kPa时其沸点低于约68.9℃；(ii)主要包含约39～约94wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约61～约6wt.％的三氟甲基苯的混合物，在约101kPa时其沸点低于约96.1℃；(iii)主要包含约73～约98wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约27～约2wt.％的六甲基二硅氮烷的混合物，在约101kPa时其沸点低于约96.9℃；(iv)主要包含约76～约97wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约24～约3wt.％的乙酸异丁酯的混合物，在约101kPa时其沸点低于约97.5℃；(v)主要包含约77～约98wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约23～约2wt.％的甲基异丁基酮的混合物，在约101kPa时其沸点低于约97.2℃；和(vi)主要包含约5～约50wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约95～约50wt.％的反-1，2-二氯乙烯的混合物，在约101kPa时其沸点低于约47.4℃。
4.权利要求1的类共沸组合物，其中所述组合物是共沸物，所述混合物选自(i)主要包含约55.4wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约44.6wt.％的1-溴丙烷的混合物，在约97.8kPa时其沸点为约65.4℃；(ii)主要包含约71.3wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约28.7wt.％的三氟甲基苯的混合物，在约97.7kPa时其沸点为约92.3℃；(iii)主要包含约90.0wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约10.0wt.％的六甲基二硅氮烷的混合物，在约97.3kPa时其沸点为约93.6℃；(iv)主要包含约91.8wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约8.2wt.％的乙酸异丁酯的混合物，在约96.8kPa时其沸点为约94.5℃；(v)主要包含约90.5wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约9.5wt.％的甲基异丁基酮的混合物，在约96.6kPa时其沸点为约94.0℃；和(vi)主要包含约22.7wt.％的C2F5CF(OCH3)CF(CF3)2和约77.3wt.％的反-1，2-二氯乙烯的混合物，在约98.6kPa时其沸点为约45.7℃。
5.一种包含权利要求1的类共沸组合物和至少一种涂料物质的涂料组合物。
6.一种被涂覆的制品，其包括具有第一表面的基体，其中权利要求5的涂料组合物与该第一表面的至少一部分接触。
7.一种将涂料沉积到基体表面上的方法，包含将权利要求5的涂料组合物涂覆到该基体的至少一个表面的至少一部分上，其中至少一种涂料物质可溶解或可分散在类共沸组合物中。
8.一种工作流体，包含依照权利要求1的类共沸组合物和润滑添加剂。
9.权利要求8的工作流体，其中所述润滑添加剂是挥发性的。
10.权利要求1的类共沸组合物，进一步包含臭氧。
11.权利要求1的类共沸组合物，进一步包含氢氟酸。
12.一种处理金属、陶瓷金属或复合工作流体的方法，其中所述方法使用权利要求8的工作流体进行润滑。
13.一种从基体表面去除污染物的方法，包含以下步骤使基体与一种或多种权利要求1的类共沸组合物接触，直到污染物通过该类共沸组合物被溶解、分散或转移；将包含有溶解、分散或转移的污染物的类共沸组合物从基体表面除去。
14.一种传热方法，其中将一种或多种权利要求1的类共沸组合物用作传热流体。
全文摘要
本发明描述了包含C
文档编号C10M105/54GK1894186SQ200480037967
公开日2007年1月10日 申请日期2004年11月18日 优先权日2003年12月18日
发明者保罗·E·劳伊塔尔, 约翰·G·欧文斯 申请人:3M创新有限公司