[发明专利]含有二氟甲烷、氟代乙烷和1,3,3,3-四氟丙烯的低GWP传热组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.119(e)要求2013年3月15日提交的美国临时申请序列号61/801,770的优先权的权益。本申请根据35U.S.C.120还是2012年6月22日提交的美国申请序列号13/530,585的部分连续案，其要求2011年7月13日提交的美国临时专利申请61/507,186号的优先权。所有上述申请的全部内容通过引用并入本文。

发明领域

本发明涉及用于许多应用中尤其包括传热系统，例如制冷系统的组合物、方法和系统。在优选方面，本发明涉及特别适??用于此前通常使用制冷剂1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)的应用中、尤其包括用于加热和/或冷却的应用以及适用于改造制冷剂和/或空调系统(包括设计成与HFC-134a一起使用的系统)的制冷剂组合物。此类组合物的优选用途是固定制冷和空调设备。

发明背景

在过去数年期间，相当的努力已致力于开发对此前已经常用于制冷和空调目的的材料的更环境友好的替代品。在此期间，用于移动式空调(MAC)系统的主要制冷剂为HFC-134a。虽然HFC-134a具有许多使其对于在Mac系统中使用而言充满吸引力的性质，但是其具有约1430(100年)的相对高的全球变暖潜势(GWP)。

在由本发明的受让人作出的大量研究和开发努力之后，氟代烯烃HFO-1234yf已经作为被选为在MAC系统中替代HFC-134a的材料出现。HFO-1234yf作为被选为用于MAC系统的下一代材料的出现主要是由于其提供难以实现的性质(例如优异的传热性质、低毒性、低可燃性和化学稳定性等性质)的组合的出色能力。此外，HFO-1234yf在几乎不需要或不需要与其他材料共混的情况下就能够提供这样的性质组合。

尽管HFO-1234yf作为用于许多应用(尤其包括MAC系统)的下一代制冷剂特别和格外成功，但是本申请人已开始意识到可能出现其中由于生产能力的限制而导致HFO-1234yf不容易获得的情况(尤其是近期)。因此，本申请人已开始认识到需要开发可能接近于HFO-1234yf的商业成功的其他材料作为下一代制冷剂。

在开发HFO-1234yf之前和之后，许多涉及下一代制冷剂的努力都集中开发由两种或更多种组分的共混物或混合物构成的传热组合物。然而，由于无法完全实现成功的下一代制冷剂所需的许多性质中的一种或多种性质，这些努力因此通常远未完全成功。

氟代烯烃1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)由于其有利的性质组合也在转让给本发明的受让人的申请中被确认为下一代制冷剂。参见例如WO2009/089511。尽管该申请公开了HFO-1234ze作为制冷剂在许多应用中非常有吸引力，但还揭示了当在某些空调应用中各自被用作唯一的制冷剂时，与HFO-1234yf相比，HFO-1234ze具有相对于HFC-134a的明显更低的容量（capacity）。

包含此类氟代烯烃(例如1234ze或1234yf)的共混物已经被建议用于多种应用，包括传热组合物。例如，WO2009/089511公开了包含一种或多种符合特定结构的氟代烯烃作为第一组分和选自包括氯氟烃(CFC)、氢氟烃(HFC)、水和CO₂的化合物名单的第二组分的共混物。然而，并未披露在本发明要求的特定浓度范围内的组分的具体组合，并且在WO2009/089511中没有确认这些组分的特定组合具有本文所描述的有利和有益的性质。

美国申请2010/0044619号(其也被转让给本发明的受让人)公开了用于与传热组合物相关的用途的包含氟代烯烃的共混物。该申请描述了包含二氟甲烷(HFC-32)作为第一组分、包含具有2至5个碳原子的多氟代烯烃的第二组分、和任选选自具有2至3个碳原子的氟代烷烃、CF3I和这些的组合的第三组分的共混物。根据该申请，所述共混物的第二组分和/或第三组分的引入是为了充当相对于单独的HFC-32降低该材料的可燃性的试剂的目的。然而，仍然并未披露在本发明要求的特定浓度范围内的组分的具体组合，并且在美国申请2010/0044619号中没有确认这些组分的特定组合具有本文所描述的有利和有益的性质。

虽然据信，在上述申请中公开的材料共混物通常在某些情况下对于用于传热应用而言是可接受的，但是申请人已经发现，通过在指定浓度范围内谨慎选择用于形成传热组合物共混物的材料，可以实现意外但非常有益的优点，其能够同时实现高度期望的传热性质、格外有利的环境性质和从燃烧着火角度出发格外且意外地无危险的组合物。