BE1006879A3

BE1006879A3 - Compositions comprenant du 1,1-dichloro-1-fluoroethane et procede d'elimination d'eau d'une surface solide.

Info

Publication number: BE1006879A3
Application number: BE9300190A
Authority: BE
Original assignee: Solvay
Priority date: 1993-03-01
Filing date: 1993-03-01
Publication date: 1995-01-17

Abstract

Compositions à base de 1,1-dichloro-1-fluoroéthane et d'un agent tensioactif comprenant au moins un composé choisi parmi les alkylamines en C6-C12 et les acides carboxyliques aliphatiques en C6-C12, utilisables pour éliminer de l'eau d'une surface solide.

Description

Compositions comprenant du l, l-dichloro-l-fluoroéthane et procédé d'élimination d'eau d'une surface solide
La présente invention se rapporte à des compositions à base de 1, 1-dichloro-l-fluoroéthane et à un procédé d'élimination d'eau d'une surface solide au moyen de ces compositions.

Dans les domaines de l'industrie électrique, électronique, optique et mécanique notamment, au cours de la production d'articles de haute précision, il peut arriver que certaines pièces de ces articles entrent, intentionnellement ou non, en contact avec de l'eau ou de l'humidité. Il s'agit par exemple de pièces de dispositifs d'affichage à cristaux liquide, de composants électroniques, de pièces mécanique de haute précision telles que des pièces d'horlogerie et de pièces d'optique, telles que des lentilles. L'eau peut adhérer à la surface de ces pièces et provoquer ensuite certains effets néfastes au cours des étapes ultérieures de leur mise en oeuvre ou altérer la qualité des articles dans lesquels ces pièces sont finalement incorporées.

Il est dès lors indispensable, pour de nombreuses pièces de précision, d'être complètement débarrassées de l'eau adhérant à leur surface, avant toute mise en oeuvre ultérieure. Cette opération d'élimination d'eau de la surface peut notamment être réalisée par déplacement de l'eau, au moyen d'un liquide organique dense, non miscible à l'eau et contenant éventuellement un agent tensioactif.

On connaît de nombreuses compositions d'élimination d'eau par déplacement de celle-ci, notamment des compositions à base de 1, 1, 2-trichlor-1, 2,2-trifluoroéthane (CFC-113) et de surfactants. Le CFC-113 fait cependant partie des chlorofluorocarbures complètement halogénés qui sont actuellement suspectés d'attaquer ou de dégrader l'ozone stratosphérique.

On a déjà proposé des compositions d'élimination d'eau, à base d'hydrochlorofluoroalcanes. En particulier, dans la demande

de brevet JP-A-01/135502 (ASAHI GLASS), on décrit des compositions à base d'un dichlorofluoroéthane éventuellement additionné d'un ou de plusieurs additifs. De nombreux additifs sont envisagés dans cette demande de brevet, à choisir parmi les hydrocarbures, les alcools, les cétones, les hydrocarbures chlorés et les agents tensioactifs. On cite explicitement le 1, 1-dichloro-1-fluoroéthane (HFA-141b) utilisé seul et une composition constituée de 99,5 Z de 1, 2-dichloro-l-fluoroéthane (HFA-141) et de 0,5 % d'un mélange d'acide caprylique et de caprylamine.

Dans la demande de brevet JP-A-03/86201 (CENTRAL GLASS), on décrit des compositions d'élimination d'eau comprenant un dichlorofluoroéthane et un sel formé d'une alcoxyalkylamine contenant de 6 à 30 atomes de carbone et d'un acide organique choisi parmi les acides carboxyliques aliphatiques ou aromatiques, les acides alkylsulfuriques, les acides alkyl-ou aryl-sulfoniques et les acides mono-ou di-alkylphosphoriques. On cite explicitement une composition constituée de 99,5 % de HFA-141b et de 0,5 X de caprate de 2- (2-éthyl-hexyloxy) éthylamine.

Lorsqu'on utilise ces différentes compositions connues pour éliminer de l'eau d'une surface solide, de très petites gouttelettes d'eau peuvent néanmoins être retenues sur la surface. De plus, dans le cas de compositions contenant des agents tensioactifs, la teneur en ces agents tensioactifs risque de diminuer au cours d'utilisations successives des compositions, du fait d'une extraction préférentielle de l'agent tensioactif par l'eau déplacée de la surface par la composition.

L'invention a pour objet des compositions comprenant du 1, 1-dichloro-1-fluoroéthane, permettant une élimination quasi totale de l'eau de surfaces solides sans présenter les inconvénients sus-mentionnés.

L'invention concerne dès lors des compositions comprenant du 1, 1-dichloro-l-fluoroéthane et de 0,01 à 10 Z en poids d'un agent tensioactif par rapport au poids de 1, 1-dichloro-l-fluoroéthane, qui se caractérisent en ce que l'agent tensioactif comprend au moins un composé choisi parmi les alkylamines en C6-C12 et les

acides carboxyliques aliphatiques en C6-C12.

De préférence, les compositions de l'invention comprennent de 0,05 à 5 % en poids d'agent tensioactif par rapport au poids de 1, 1-dichloro-l-fluoroéthane.

Dans le cas où, conformément à l'invention, l'agent tensioactif comprend une alkylamine en C6-C12, celle-ci est de préférence une amine primaire. Celle-ci peut être linéaire ou ramifiée. Les alkylamines primaires linéaires en C9-C12 et les alkylamines primaires ramifiées en Ca-C12 sont plus particulièrement avantageuses. La nonylamine est tout particulièrement préférée.

Dans le cas où l'agent tensioactif des compositions selon l'invention comprend un acide carboxylique aliphatique en C6-C12, celui-ci peut être linéaire ou ramifié. Les acides carboxyliques
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aliphatiques linéaires en C9-C12 et les acides carboxyliques aliphatiques ramifiés en Cg-C sont particulièrement avantageux.

L'acide nonanoïque est tout particulièrement préféré.

Dans une forme de réalisation avantageuse des compositions selon l'invention, l'agent tensioactif comprend une alkylamine et un acide carboxylique. Dans cette forme de réalisation de l'invention, le rapport molaire alkylamine : acide carboxylique est de préférence de 0, 3 : 1 à 1, 5 : 1. De manière préférée, l'agent tensioactif est constitué de nonylamine et d'acide nonanoïque.

Les compositions selon l'invention peuvent contenir, outre
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le 1, 1-dichloro-1-fluoroéthane et l'agent tensioactif, d'autres additifs accompagnant habituellement le 1, 1-dichloro-1-fluoro- éthane, tels que notamment des hydrocarbures, des hydrocarbures halogénés, des alcools ou tout autre additif permettant d'améliorer les performances des compositions lors de leur utilisation. Elles peuvent également contenir un ou plusieurs stabilisants.

Les compositions constituées essentiellement de 1,1- dichloro-1-fluoroéthane et de l'agent tensioactif sont préférées.

Les compositions selon l'invention sont des compositions liquides et homogènes, qui sont particulièrement bien adaptées

pour déplacer de l'eau de surfaces solides. Les compositions selon l'invention satisfont aux critères les plus sévères applicables aux compositions utilisées pour éliminer de l'eau de surfaces solides par déplacement de celle-ci. Ainsi, elles sont particulièrement efficaces pour déplacer quasi toute l'eau présente sur une surface, c'est-à-dire plus de 99,9 X de l'eau initialement présente. Le déplacement de l'eau est très rapide.

Les compositions selon l'invention ne forment pas d'émulsion avec l'eau, mais favorisent au contraire la formation de deux phases, une phase inférieure constituée essentiellement par la composition selon l'invention dans laquelle un peu d'eau peut éventuellement être dissoute et une phase supérieure, constituée essentiellement par l'eau déplacée. Cela permet une séparation ultérieure simple entre l'eau déplacée et la composition. En outre, les compositions selon l'invention se prêtent à un grand nombre d'utilisations successives, sans que leur constitution subisse une modification sensible. L'agent tensioactif n'est en effet pas extrait préférentiellement des compositions par l'eau déplacée et séparée ultérieurement de celles-ci.

Les compositions selon l'invention peuvent être employées avec une grande variété de matériaux différents. Elles peuvent notamment être utilisées pour des articles en métal, en verre, en céramique, en pierres précieuses ou en plastique.

L'invention concerne dès lors également un procédé d'élimination d'eau d'une surface solide qui se caractérise en ce qu'on traite la surface avec une composition selon l'invention.

Le procédé selon l'invention s'applique indifféremment aux surfaces humides, aux surfaces sur lesquelles sont présentes des gouttelettes d'eau, ainsi qu'aux surfaces complètement recouvertes d'un film d'eau adhérant à la surface.

Pour traiter la surface solide avec la composition selon l'invention, on peut par exemple la soumettre à une pulvérisation, à une aspersion, à un badigeonnage par la composition ou à une immersion dans un bain de la composition. Lorsque des techniques d'immersion sont utilisées, la composition peut être agitée par tout moyen approprié et l'action de la composition

peut être renforcée, par exemple par application d'ultrasons.

Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre à toute température comprise entre le point de solidification de l'eau et le point d'ébullition de la composition. De manière avantageuse, le procédé est mis en oeuvre à une température variant de la température ambiante à la température d'ébullition de la composition. Le temps de traitement n'est pas particulièrement crucial. La majeure partie de l'eau est en effet déplacée de la surface instantanément, lors du contact initial avec la composition selon l'invention. Pour des raisons pratiques, il est généralement conseillé de mettre la surface à traiter en contact avec la composition pendant une durée d'environ une minute, bien que des temps de traitement plus courts ou plus longs puissent être utilisés, selon les caractéristiques de la surface à traiter.

En général, le temps de traitement est d'au moins 5 secondes, le plus souvent d'au moins 30 secondes. Habituellement, le temps de traitement ne dépasse pas 10 minutes. Le plus souvent, il ne dépasse pas 5 minutes.
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A l'issue du traitement avec la composition, la surface ". solide est le plus souvent rincée au moyen d'un solvant non aqueux, mis en oeuvre sous forme liquide ou gazeuse. Du 1, 1-dichloro-l-fluoroéthane peut avantageusement être utilisé dans ce but.

Les exemples non limitatifs qui suivent sont donnés à titre illustratif, en référence au dessin annexé. Les exemples 2,3, 5 et 6 sont réalisés selon l'invention. Les exemples 1R et 4R sont donnés à titre de comparaison.

Exemple 1R
On a utilisé une plaque en polybutylène téréphtalate telle que schématisée à la figure. Cette plaque a la forme d'un parallélépipède rectangle, de 8 cm de long, 3 cm de large et 2 cm de hauteur, percé au travers de ses deux grandes faces (4) et (5) de 64 trous cylindriques (1), d'environ 3 mm de diamètre. La base (5) de la plaque et ses petites faces latérales (6) et (7) sont en outre prolongées latéralement par un rebord (2), en saillie

d'environ 3 mm par rapport aux grandes faces latérales (8) et (9), formant, à leur jointure avec celles-ci, 4 encoignures (3).

La plaque a été immergée dans de l'eau, de façon à en mouiller la surface et à en remplir les trous (1) par capillarité. Elle a ensuite été plongée dans un bain constitué de 1, 1-dichloro-1fluoroéthane bouillant (environ 32 C), trois fois pendant 10 secondes, puis une fois pendant 30 secondes. Entre chacun de ces traitements, la plaque a été sortie du bain et le nombre de trous (1) ne contenant plus d'eau a été déterminé par examen visuel.

Les résultats de ces observations sont rassemblés dans le tableau I, où la proportion de trous (1) exempts d'eau est exprimée en pourcentage du nombre total de trous. Après le dernier traitement, l'état des quatre encoignures (3) a été également vérifié et est aussi rapporté dans le tableau I. Après le dernier traitement de 30 secondes, il restait encore des gouttelettes d'eau sur la surface de la plaque, moins de 60 % des trous (1) étaient exempts d'eau et les quatre encoignures (3) restaient imprégnées d'eau.

Exemple 2
La procédure de l'exemple 1 a été répétée avec un bain conforme à l'invention, constitué de 99,5 % de 1, 1-dichloro-1- fluoroéthane, de 0,19 X d'octylamine et de 0,31 X d'acide octanoïque. Les pourcentages de trous (1) exempts d'eau et le nombre d'encoignures (3) exemptes d'eau sont donnés dans le tableau I.

Après le dernier traitement dans le bain, il restait quelques gouttelettes d'eau sur la surface de la plaque.

Exemple 3
La procédure de l'exemple 2 a été répétée avec un bain conforme à l'invention, constitué de 99,5 X de 1, 1-dichloro-1- fluoroéthane, de 0,19 Z de nonylamine et de 0,31 % d'acide nonanoïque. Les pourcentages de trous (1) exempts d'eau et le nombre d'encoignures (3) exemptes d'eau sont donnés dans le tableau I.

Après le dernier traitement dans le bain, la surface de la plaque est apparue parfaitement débarrassée de toute trace d'eau.

Exemple 4R
La procédure de l'exemple 2 a été répétée avec un bain non

conforme à l'invention, constitué de 99,5 X de 1, 1-dichloro-1fluoroéthane et de 0,5 % de dodécylbenzènesulfonate d'isopropylammonium. Les pourcentages de trous (1) exempts d'eau et le nombre d'encoignures (3) exemptes d'eau sont donnés dans le tableau I. Après le dernier traitement dans le bain, la plaque est apparue parfaitement débarrassée de toutes traces d'eau.

Cependant, contrairement aux compositions des exemples 2 et 3 conformes à l'invention, la composition d'élimination d'eau utilisée dans cet exemple forme, avec l'eau déplacée, une émulsion qui empêche la séparation de l'eau par décantation du bain. En outre, une comparaison des résultats des essais 2 et 3 (conformes à l'invention) avec les résultats de l'essai 4R (non conforme à l'invention) fait apparaître le progrès apporté par l'invention pour ce qui concerne l'efficacité de l'élimination de l'eau. En effet, avec les compositions conformes à l'invention, il a suffi d'un temps de traitement de 10 secondes pour obtenir une élimination de la totalité de l'eau des trous de la plaque, tandis qu'à l'exemple 4R, l'élimination totale de l'eau a nécessité un traitement de 60 secondes.

TABLEAU I
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<tb> Z <SEP> de <SEP> trous <SEP> exempts <SEP> d'eau <SEP> Nombre
<tb> après <SEP> d'encoignures
<tb> 10s <SEP> 2xl0s <SEP> 3xl0s <SEP> 3xl0s <SEP> exemptes <SEP> d'eau
<tb> + <SEP> 30s
<tb> Exemple <SEP> 1R <SEP> 9 <SEP> 20 <SEP> 45 <SEP> 56 <SEP> 0
<tb> Exemple <SEP> 2 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 3
<tb> Exemple <SEP> 3 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 4
<tb> Exemple <SEP> 4R <SEP> 10 <SEP> 62 <SEP> 90 <SEP> 100 <SEP> 4
<tb>
Exemple 5
Des lentilles en verre, des gaufres en silicium, des plaques en aluminium et des pièces en polyéthylène ont été traitées selon la procédure suivante, afin d'éliminer l'eau adhérant à leur surface.

Les différents articles ont été immergés pendant une

minute dans un bain d'élimination d'eau, à l'ébullition, constitué de 99,5 X en poids de 1, 1-dichloro-1-fluoroéthane et de 0,5 % en poids d'agent tensioactif constitué d'un mélange d'acide isooctanoique et de ter-octylamin en proportions molaires 1,5/1. Ensuite, les articles ont été rincés par immersion successive dans deux bains de rinçage, constitués chacun de 1, 1-dichloro-1-fluoroéthane à l'ébullition, pendant une minute dans chaque bain. Les articles ont enfin été laissés pendant une minute en contact avec du 1, 1-dichloro-1-fluoroéthane en phase vapeur.

Au terme du traitement, tous les articles présentaient une surface parfaitement débarrassée de toute trace d'eau et parfaitement propre.

Exemple 6
Des lentilles en verre, des gaufres en silicium, des plaques en aluminium et des pièces en polyéthylène, présentant de l'eau en surface ont été traitées selon la même procédure que celle utilisée dans l'exemple 5, mais avec un bain d'élimination d'eau constitué de 99,5 % en poids de 1, 1-dichloro-1-fluoroéthane et de 0,5 % en poids d'agent tensioactif constitué d'un mélange d'acide nonanoique et de nonylamine en proportions molaires 1, 5/1. Au terme du traitement, tous les articles présentaient une surface parfaitement débarrassée de toute trace d'eau et parfaitement propre.

Claims

REVENDICATIONS 1-Compositions comprenant du 1, 1-dichloro-1-fluoroéthane et de 0,01 à 10 % en poids d'un agent tensioactif par rapport au poids de 1, 1-dichloro-1-fluoroéthane, caractérisées en ce que l'agent tensioactif comprend au moins un composé choisi parmi les alkylamines en C6-C12 et les acides carboxyliques aliphatiques en C6-C12.
2-Compositions selon la revendication 1, caractérisées en ce que l'alkylamine est choisie parmi les alkylamines primaires linéaires en C9-C12 et les alkylamines primaires ramifiées en Ca-C12'
3-Compositions selon la revendication 2, caractérisées en ce que l'alkylamine est la nonylamine.
4-Compositions selon la revendication 1, caractérisées en ce que l'acide carboxylique est choisi parmi les acides carboxyliques linéaires en C9-C12 et les acides carboxyliques ramifiés en Ca-C12'
5-Compositions selon la revendication 4, caractérisées en ce que l'acide carboxylique est l'acide nonanoïque.
6-Compositions selon la revendication 1, caractérisées en ce que l'agent tensioactif comprend une alkylamine et un acide carboxylique.
7-Compositions selon la revendication 6, caractérisées en ce que l'alkylamine est la nonylamine et l'acide carboxylique est l'acide nonanoïque.
8-Compositions selon la revendication 6 ou 7, caractérisées en ce que l'alkylamine et l'acide carboxylique sont présents dans un rapport molaire alkylamine : acide carboxylique de 0,3 : 1 à 1,5 : 1. <Desc/Clms Page number 10>
9-Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisées en ce qu'elles sont essentiellement constituées de 1, 1-dichloro-1-fluoroéthane et de l'agent tensioactif.
10-Procédé d'élimination d'eau d'une surface solide, caractérisé en ce qu'on traite la surface avec une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.