[发明专利]含有经氟取代的烯烃的组合物

说明书

本发明涉及含有经氟取代的烯烃的组合物。公开了四氟丙烯，特别是(HFO‑1234)在各种应用包括制冷装置中的各种用途。这些材料通常用于作为加热和冷却的制冷剂、作为发泡剂、作为气雾剂抛射剂、作为溶剂组合物和作为扑灭和抑制火焰剂。

发明领域

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

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，包括例如空调、热泵和制冷系统的系统中作为气雾剂抛射剂、发泡剂、传热介质和气体电介质的工作流体。因为与这些组合物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”)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，当维持在使用特性中的理想的性能时，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基本不在沸腾和蒸发时分馏的单组分流体或类共沸物混合物。

多年来，在许多应用中，一些碳氟化合物在如制冷剂的许多热交换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，它们作为制冷剂在包括空调和热泵应用的应用中获得广泛应用。在蒸气压缩体系中通常使用的许多制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)作为工作流体在传热系统如制冷和空调系统的使用，由于与消耗臭氧特性相关的许多这样的化合物而被厌恶。因此，越来越需要提供新的碳氟化合物和氢氟烃化合物和组合物，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，希望通过不会消耗臭氧层的非含氯的制冷剂化合物如氢氟烃(HFC)替换含氯制冷剂来改进含氯系统如发泡剂系统或制冷系统。通常工业上特别是传热工业上需要考虑环境安全性，不断地寻找新的碳氟化合物基混合物以作为CFC和HCFC的替换物。然而，至少对于传热流体而言，通常认为重要的是任何潜在的替代也必须具有许多最广泛使用的流体中所存在的那些特性，例如极佳的传热性质、化学稳定性、低毒或无毒性、不易燃性和/或润滑剂相容性等。

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，非常希望制冷流体与在大部分制冷系统中使用的压缩机组中使用的润滑剂相容。不幸的是，许多非含氯制冷流体包括HFC，在传统上与CFC和HFC一起使用的类型的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。为了使制冷流体-润滑剂混合物在压缩制冷、空调和/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制冷流体。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，润滑剂将趋于留置在制冷蒸发器、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，由增加矿物燃料使用造成制冷剂热力性能或能量效率的损失可具有次生环境影响。

此外，通常认为需要CFC制冷剂替换物是有效的，而无需对当前使用CFC制冷剂的常规蒸气压缩技术做出重大工程改变。

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使用不易燃组合物被认为是重要或必要的。因此，在此类组合物中使用不易燃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(引入本文作为参考)确定为不易燃的化合物或组合物。不幸地是，许多氢氯氟烃并非不易燃，否则其对于用于制冷剂组合物中而言可能是合意的。例如，氟代烷烃二氟乙烷(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。