[发明专利]用于高温热传递的含氮氟酮

说明书

技术领域

本发明公开涉及包含含氮氟酮作为热传递流体的装置和方法。

背景技术

目前，多种流体被用于热传递。热传递流体的适宜性取决于应用过程。例如，某些电子应用需要这样的热传递流体：其为惰性的，具有高的介电强度，具有低毒性，具有良好的环境特性，以及在宽泛的温度范围内具有良好的热传递特性。其他应用要求精确的温度控制，因此要求热传递流体在整个处理温度范围内为单相，并且要求热传递流体的特性是可预测的，即组成保持相对恒定从而粘度、沸点等可以预测，从而可维持精确的温度并从而可恰当地设计设备。

全氟化碳、全氟聚醚（PFPE）和某些氢氟醚已用于热传递。全氟化碳(PFC)可具有高介电强度及高电阻率。PFC可为不易燃的且通常可与构造材料机械相容，其表现出有限的溶解能力。另外，PFC通常表现出低毒性及良好的易操作性。可以产生具有窄分子量分布的产物的方式制备PFC。然而，PFC和PFPE可以具有一个重要缺点，即可以产生高全球变暖潜能的长环境持久性。目前用作用于冷却电子或电气设备的热传递流体的材料包括PFC、PFPE、硅酮油和烃油。这些热传递流体各具有一些缺点。PFC和PFPE可具有环境持久性。有机硅油和烃油通常为易燃的。

全氟酮化合物包含一类表现具有广范特性的有商业价值的化合物。所述一类化合物是中性的，并且在一些情况下，令人惊讶地是惰性的、热稳定的和水解稳定的。这种特性使它们可用作热传递剂、润滑剂、甚至用作灭火剂。

发明内容

仍需要适合于市场高温需求的热传递流体，如（例如）在蒸汽相焊接中的使用。还仍需要在使用温度下具有热稳定性并且具有短大气寿命从而使它们具有降低的全球变暖潜能的热传递流体。所提供的含氟酮易于制备，作为热传递流体在高温下表现良好并且产生可以一致性制备的产品。另外，它们在使用温度，通常高于170℃可以是热稳定的并且具有比常规材料相对更短的大气寿命。还需要包含这些含氟酮的高温热传递装置和工艺。

在本公开中：

“链中杂原子”指在碳链中与碳原子键合以形成碳-杂原子-碳链的非碳原子（例如氧和氮）；

“器件”是指被加热、冷却或维持在预定温度的对象或装置；

“惰性”指在正常的使用条件下通常不具有化学反应性的化学组合物；

“机构”是指部件或机械器具的系统；和

“全氟”（例如，涉及基团或部分，如“全氟亚烷基”或“全氟烷羰基”或“全氟化”的情况）是指完全氟化的，以使得除非另外指明，否则不存在可由氟置换的键合碳的氢原子；

“叔氮”是指具有除氢以外的三个取代基的氮原子；和

“末端”是指位于分子末端或者仅具有一个与其连接的基团的部分或化学基团。

在一个方面，提供了含氮含氟二酮化合物，其包含第一末端支链全氟烷羰基，其中所述全氟烷基具有3至10个处于链中的碳原子，其可以任选地包含一个或多个处于链中的氧原子；连接到所述第一末端支链全氟烷羰基上具有4个或更多个处于链中的碳或氮原子的至少一个直链、支链或环状全氟亚烷基链段，所述全氟亚烷基链段含有一个或多个处于链中的叔氮原子，和第二末端支链全氟烷羰基，其中所述全氟烷基具有3至10个处于链中的碳原子，其可以任选地包含一个或多个处于链中的氧原子，其中所述第二全氟烷羰基连接至所述全氟亚烷基链段。通常，所提供的含氟二酮在环境压力下的沸点为170℃或以上。

在另一方面，提供了含氮含氟单酮化合物，其包含第一末端取代或未取代的环状全氟烷基，其中所述环状全氟烷基包括全氟哌嗪基、全氟哌啶基或全氟吡咯烷基，所述基团可以任选地被具有1至4个碳的全氟烷基取代或者是未取代的；连接到所述第一末端环状全氟烷基上的具有1至4个碳原子的直链或支链全氟亚烷基链段，和第二末端支链七氟异丙基羰基。

在另一方面，提供了具有下式的化合物，

Rf₁C(O)Rf₂N(Rf₃)-Rf₂C(O)Rf₁，

(I)

其中Rf₁表示具有3至10个碳原子的全氟烷基，它是支链的或环状的或者它们的组合，Rf₂是具有1至4个碳的直链或支链全氟化亚烷基，Rf₃是具有1至4个碳的直链或支链全氟烷基或