[发明专利]含有经氟取代烯烃的组合物

说明书

发明领域

本发明涉及在许多应用中有益的组合物、方法和体系，特别是包括传热系统如致冷系统中的组合物。在优选的方面，本发明提供了包括至少一种本发明的多氟化烯烃致冷剂的组合物。

背景技术

已发现碳氟化合物基流体广泛用于许多商用和工业应用中，包括作为空气调节、热泵和致冷系统中的工作流体，作为气溶胶推进剂、发泡剂、传热介质和气体电介质。因为与这些流体中的一些使用相关的可疑的环境问题，包括相对较高的全球变暖潜能，在使用具有低乃至零臭氧消耗潜势的流体如氢氟烃(“HFCs”)时，它愈加理想。所以希望使用不含氯氟烃(“CFCs”)或氢氯氟烃(“HCFCs”)实际数量的流体。此外，一些HFC流体可能具有与之相关的相对高全球变暖潜能，当在使用特性中维持理想的性能时，希望尽可能使用具有低全球变暖潜能的氢氟烃或其它氟化流体。另外，在一些环境中希望使用不在沸腾和蒸发分馏的单组分流体或类似共沸物的混合物。

多年来，在许多应用中，一些碳氟化合物在如致冷剂的许多传热流体中已经是优选组分。例如氟代烷、如氯氟甲烷和氯氟乙烷衍生物，由于它们独特化学和物理特性结合，它们在如应用的致冷剂包括空气调节和热泵应用中获得广泛应用。在蒸气压缩体系使用的许多致冷剂通常是单一组分流体或共沸混合物。

如上述所述，近年来已经增加了对地球大气和气候潜在损害的关注，在这方面已确定一些氯基化合物特别有问题。含氯组合物(如氯氟烃(CFC)、氢氯氟烃(HCF)等)作为工作流体在加传热系统如致冷和空气调节系统的使用，由于与消耗臭氧特性相关的许多这样化合物而被厌恶。因此，越来越需要提供新的氟烃和氢碳氟化合物和组合物，它们在这些和其它应用中作为有吸引力的组合物备选方案。例如，它希望通过非含氯化合物替换含氯化合物如氢氟烃(HFC)来改进含氯系统如发泡剂系统或致冷系统，这样将不会消耗臭氧层。通常工业上特别是传热工业上需要考虑环境安全性，不断地寻找新的氟烃基混合物以作为CFC和HCFC的替换物。然而，通常认为重要的是任何潜在的替代也必须具有大部分广泛使用传热流体中所存在的那些特性，例如极佳的化学稳定性、低毒或无毒性、低易燃性、不易燃性和/或润滑剂相容性。

申请人已经开始意识到在许多应用中润滑剂相容性特别重要。更特别的，非常希望在大部分致冷系统中使用的致冷流体与在压缩机组中使用的润滑剂相容。不幸的是，许多非含氯致冷流体包括氢氟烃，在传统使用含氯氟烃和氢氟烃类型润滑剂包括如矿物油、烷基苯或聚(α-烯烃)中相对不溶和/或不混溶。为了使致冷流体-润滑剂混合物在压缩致冷、空气调节和/或热泵系统中以理想的水平有效运作，润滑剂应该在很宽的操作温度范围内充分溶于致冷流体。该溶解度低于润滑剂的粘度，并且使之更容易流遍系统。在缺乏所述溶解度的情况下，润滑剂将进入并固定在致冷蒸发器、冷气设备或热泵系统以及其它部分的旋管中，因此降低了系统效率。

关于使用效率，重要的是应注意到由于电能的需求增加，通过增加矿物燃料使用致冷剂热力性能或能量效率的损失可以具有次级的环境影响。

此外，通常认为需要当前用于CFC致冷剂替换物是有效的，无需将主要工程改变为常规使用CFC致冷剂的蒸气压缩技术。

对于许多应用而言，易燃性是另一个重要的性能。也就是说，许多应用包括特别在传热应用中要考虑使用不易燃组合物被认为是重要或必要的。因此，使用不易燃的这些成分的化合物常常是有益的。如在本文中术语“不易燃”意指根据签署日为2002年的ASTM标准E-681确定的来确定化合物或组合物的不易燃，引入本文作为参考。不幸地是，另外可能需要用于致冷剂组合物的许多氢氯氟烃是不易燃的。例如，氟代烷二氟乙烷(HFC-152a)和氟代烯烃1，1，1-三氟丙烯(HFO-1243zf)各自易燃，因此不能在许多应用中使用。

已经提出将较高碳数的氟代烯烃，即具有至少5个碳原子的氟取代链烯用作致冷剂。Smutny的美国专利第4,788,352号描述了生产具有至少某一不饱和度的C₅-C₈化合物。Smutny专利发现这些已知的较高碳数的烯烃在各种化学反应中用作致冷剂、杀虫剂、绝缘流体、热传送流体、溶剂和中间体(参见第1栏的11-22行)。