控测亲电子气体的组合物和其应用方法技术

本发明专利技术提供一种用于探测亲电子气体，如一氯二氟甲烷或二氧化碳的组合物，该组合物含有能从气体中除去质子或与其进行同样的亲电反应的路易斯碱；在质子化或脱质子化，也即是ｐＨ变化时能可见地指示颜色变化的染料；染料、碱或气体的溶剂；能产生所有这些组分的非牛顿凝胶的流变改性剂，该非牛顿凝胶是完全半透明的，这就使得染料颜色变化的目视探测成为可能，并且有充分的假塑性／触变性以提供对垂直和水平表面的粘合性。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术的领域亲电子气体的探测现有技术的讨论气体特别是制冷剂气体的泄漏探测问题很长以来就被关注。解决这个问题的一般方法是将指示剂混入制冷剂本身和观察指示剂的外部显露。U.S.专利-3,770,640和日本专利61-97457公开了探测作为制冷剂的CIF2CH(一氯二氟甲烷)泄漏的方法，该方法是基于由于酸碱反应导致的指示剂颜色的变化。有机碱如胺类已被用于指示剂组合物中(U.S.专利3,770,640，1,915,965，3,370,010和5,560,855)。William的US 1,915,965描述了一种测试压缩型制冷系统中泄漏的方法。实施例中的制冷剂是卤-氟族的成员。应用了某些碱性染料如甲基紫、结晶紫、金胺B、若丹明B等的永久性染色某些材料的性能。内指示剂的缺点是会对含有它们的设备产生负效应。而且必需要大量的指示剂泄漏出来才能测出。Townsend，III的US 4,249,412公开了一种含有荧光素钠和半合成的纤维素增稠剂的外荧光的泄漏探测组合物。该专利在这种组合物中使用了甲基纤维素和乙基纤维素的衍生物。这种组合物可以用在冷的表面，如制冷管。优选的增稠剂包括半合成的纤维素衍生物，如羧甲基纤维素钠、羟甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素和其混合物。这种方法是在于气泡法探测而不是与制冷剂的化学相互作用。此外，它需要应用光源激发荧光素。鉴于某些制冷剂如一氯二氟甲烷已经被禁止在将来生产，因为它们对臭氧层有高度有害的环境效应，所以有必要开发一种对最少量泄漏快速敏感的指示剂体系。这种泄漏应该被肉眼可探测。专利技术的简述本专利技术提供了一种用于探测亲电子气体，如一氯二氟甲烷或二氧化碳的组合物，该组合物含有能从气体中除去质子或与其进行同样的亲电反应的路易斯碱；在质子化或脱质子化，也即是pH变化时能可见地指示颜色变化的染料；染料、碱或气体的溶剂；能产生所有这些组分的非牛顿凝胶的流变改性剂，该非牛顿凝胶是完全半透明的，这就使得染料颜色变化的目视探测成为可能，并且有充分的假塑性/触变性以提供对垂直和水平表面的粘合性。路易斯碱应该足量存在，以使凝胶的pH为6.9-14，并且是选自碱金属和碱土金属氢氧化物、烷氧化物和碳酸酯；胺类；氢氧化季铵、烷氧胺类、羟烷基胺和其混合物。任何明显地在没有增强(即UV)的可见光谱区清楚显示碱-酸转变的指示剂都可使用。适合地，溶剂是选自链烷醇类、芳烷基醇类、烷基卤化物、烷基酮类、烷基胺类、芳烷基胺类、链烷酸的烷基酯、二甲基亚砜、水和其混合物。已经发现流变改性剂最好选自羟烷基纤维素、纤维素半合成聚合物、聚乙烯醇、carbopols、藻酸盐和天然树胶。该组合物是通过在所述气体的导管上提供一个组合物的涂层来使用的。也发现在所述涂层上涂敷一种溶液以保护该涂层是有用的，适合的溶液含有能在约0-约30℃固化的可喷洒的成膜面涂组合物，其中所述膜是完全半透明的，使染料的颜色变化时的目视探测成为可能。优选实施方案的描述公开的探测方法(例如对于一氯二氟甲烷)利用了下面的通常反应(其中B-是强阴离子)例如或在二氧化碳的情况下应用一种pH敏感的有机(或无机)指示剂就可以探测该反应，随着的减少指示剂将会呈现颜色变化。将一种含有适当的碱和指示剂并在适当的溶剂中的溶液凝胶化，并施加到系统外部的管接头处。如果气体泄漏，它必须穿过凝胶，在那里进行如上的反应和产生可见的颜色变化。为了保持足量溶剂的存在和防止凝胶被污染，可以施加适当的面涂。本专利技术的探测亲电子气体的组合物对于一氯二氟甲烷或二氧化碳是特别有用的。路易斯碱的选择是宽的。特别适合的作为碱金属和碱土金属氢氧化物是氢氧化钠和氢氧化钙或氢氧化镁；作为烷氧化物和碳酸盐类是乙氧化钠和碳酸钠；作为胺类是氢氧化季胺、烷氧基胺类和这一组中较高沸点的成员羟烷基胺类或在室温下具有较低蒸汽压的那些。特别优选的路易斯碱是氢氧化钠、乙氧化钠或甲氧化钠、乙胲和三乙胺，因为它们的价格低并且容易得到。在用作指示剂的适合的染料(显示适当的颜色变化)中可以提及的是甲基橙(黄-红)、百里酚兰(兰-黄)；酚酞(粉红-无色)；间甲酚紫(紫-黄)；苯酚红(红-黄)；和百里酚酞兰(兰-无色)。很多溶剂可以使用如链烷醇类、乙二醇类、乙二醇醚类、芳烷基醇类、烷基卤化物、烷基酮类、烷基胺类、芳烷基胺类、链烷酸的烷基酯类、二甲基亚砜和水。适合地，烷基基团可以是直链、支链和环状的，和链烷醇和烷基胺类可以是伯、仲和叔链烷醇和烷基胺类。特别优选是二甲基亚砜、水、四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯、乙二醇单丁醚和甲醇。适合地，溶剂相对于路易斯碱和染料的总量的用量范围是每份(重量)碱加染料为1-99份(体积)。作为保护涂层或面涂组合物，优选使用乙基纤维素、聚乙烯、聚四氟乙烯或其混合物、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅氧烷、以及天然涂料如改性的和未改性的松香、聚乙烯基吡咯烷酮、醇酸树脂和聚丙烯酸酯和其混合物。适合的面涂溶剂可包括芳烃如甲苯、二甲苯，芳族石脑油链烷烃如己烷，烷基酮类如甲基异丁基酮和丙酮；直链或支链(C1-C4)的醇类如甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇；C1-C5的烷基醚类；一甘醇、二甘醇和三甘醇(Dowanols，Dow化学公司生产)；溶剂油(约150-250℃馏份)；矿物油、植物油、动物油或船用照明油；和/或其混合物。实施例实施例1指示剂组合物的制备将百里酚酞兰染料加到二甲基亚砜(DSMO)中制成0.01M的溶液。每50ml总溶液中再加入0.1ml FD & C5#(黄)。滴加浓氢氧化钠水溶液直至该染料/DMSO溶液的pH为11。加入足量的羟乙基纤维素(～3g/100ml DSMO)得到兰色的凝胶。实施例2指示剂组合物的施用含有一氯二氟甲烷的空调工作系统的所有管子接触接头和阀门用含有足量氢氧化钠的甲醇清洗使pH为约10-11。然后将兰色凝胶涂敷在所有这些管子接触接头和阀门上。实施例3面涂组合物的施用在如上面实施例2涂敷的凝胶上喷涂乙基纤维素在甲醇中的气溶胶，先前同样用在甲醇中滴加浓氢氧化钠水溶液的方法调节pH为11，然后使生成的面涂层干燥。一旦一氯二氟甲烷释放，(约1-10ppm的范围内)兰色的底涂层将完全变黄。应该指出，虽然实际的颜色变化是兰到无色，但由于存在FD & C黄所以呈现的是黄色。这种黄染料的存在不足以使起始的黄色变为绿色。实施例4另一种指示剂组合物的制备将间甲酚紫加到二甲基亚砜(DSMO)中制成0.01M的溶液。滴加浓氢氧化钠水溶液直至该染料/DMSO溶液的pH为11。加入足量的聚乙烯醇(～4g/100ml DSMO)得到紫色的凝胶。实施例5指示剂组合物的施用含有液体二氧化碳的溶剂萃取系统的所有管子接触接头和阀门用含有足量氢氧化钠的甲醇清洗使pH为约10-11。然后将实施例4的紫色凝胶涂敷在所有这些管子接触接头和阀门上。实施例6面涂组合物的施用在如上面实施例5涂敷的凝胶上喷涂聚乙烯在甲苯中的气溶胶，先前同样用在甲醇中滴加浓氢氧化钠水溶液的方法调节pH为11，然后使生成的面涂层干燥。一旦二氧化碳释放，(约1-10ppm的范围内)紫色的底涂层将完全变黄。实施例7再一种指示剂组合物的制备将苯酚红加到二甲基亚砜(DSMO)中制成0.01M的溶液。滴加浓氢氧化钠水溶液直至该染料/DMSO溶液的pH为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种探测亲电子气体的组合物，该组合物包括：（ａ）能够与所述气体进行亲电子反应的路易斯碱，（ｂ）能够可见地指示质子化或脱质子化时颜色变化的染料，（ｃ）所述染料、所述碱和所述气体的溶剂，（ｄ）能产生组分（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＋（ ｄ）的非牛顿凝胶的流变改性剂，该非牛顿凝胶是完全半透明的，这就使得染料颜色变化的目视探测成为可能，并且有充分的假塑性／触变性以提供对垂直和水平表面的粘合性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RJ维尔迪基奥，SR凯泽，S沃尔什，
申请(专利权)人：R特克技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]