[发明专利]作为热传递流体的氟化环氧化物

说明书

技术领域

本发明涉及包含作为热传递流体的氟化环氧化物的设备和方法。

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，一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，即组合物保持相对恒定从而粘度、沸点等可以进行预测，从而可维持精确的温度并且从而可恰当地设计设备。

全氟化碳和全氟聚醚(PFPE)已被用于热传递。全氟化碳(PFC)可具有高介电强度及高电阻率。PFC可为不易燃的并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来制备PFC。然而，PFC和PFPE可表现出一个重要的缺点，即，可产生高全球变暖潜力的长环境持久性。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、有机硅油和烃油。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。

氟化环氧化物用于灭火已在(例如)于2011年1月10日提交的名称为“Fluorinated Oxiranes as Fire Extinguishing Compositions and Methods of Extinguishing Fires Therewith”(氟化环氧化物作为灭火组合物及其用于灭火的方法)的U.S.S.N.61/431，119中公开。氟化环氧化物用作介电流体已在(例如)于2011年1月25日提交的名称为“Fluorinated Oxiranes as Dielectric Fluids”(作为介电流体的氟化环氧化物)的U.S.S.N.61/435,867中公开。包含氟化环氧化物的润滑剂已在(例如)于2011年3月10日提交的名称为“Lubricant Compositions Containing Fluorooxiranes”(包含氟化环氧化物的润滑剂组合物)的U.S.S.N.61/448,826中公开。氟化环氧化物在兰金(Rankine)循环系统中用作有机工作流体在同一天提交的美国代理人案卷号为67219US002，名称为“Fluorinated Oxiranes as Organic Rankine Cycle Working Fluids and Methods ofUsing Same”(作为有机兰金循环工作流体的氟化环氧化物及其使用方法)的申请人共同待决的专利申请中公开。

发明内容

仍需要适合于市场高温需求的热传递流体，诸如(例如)在蒸汽相焊接中的使用。还存在着对这类热传递流体的持续需求，该热传递流体在使用温度下具有热稳定性并且具有短的大气寿命以使得它们具有减小的全球变暖潜力。所提供的氟化环氧化物在高温下作为热传递流体表现良好并且产生可以一致性制备的产物。另外，它们在使用温度下(典型地从-50℃至130℃，以及甚至在一些实施例中最高至约230℃温度)可具有热稳定性，并且比常规材料具有相对更短的大气寿命。还存在着用于高温热传递的设备和工艺的需求，包括这些氟化环氧化物。

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”指被加热、冷却或维持在预定温度的对象或设计；

“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”指部件或机械器具的系统；

“氟化的”指具有由C-F键取代的一个或多个C-H键的烃类化合物；

“环氧化物”指含有至少一个环氧基团的取代烃类；和

“全氟”(例如，涉及基团或部分，诸如“全氟亚烷基”或“全氟烷羰基”或“全氟化”)是指完全氟化，以使得除非另外指明，否则不存在可由氟置换的与碳键合的氢原子；

在一个方面，本发明提供用于热传递的设备，其包括器件；以及用于传递热至该器件或从该器件传递热的机构，该机构包括包含氟化环氧化物的热传递流体。氟化环氧化物可大体上不含与碳原子键合的氢原子，并且可具有总共约4个至约12个碳原子。机构可传递热至器件或从器件传递热，在一些实施例中，可将该器件维持在选定的温度。