BR122017022773B1 - Composição, método de produção de resfriamento, método de produção de calor e método de utilização da composição - Google Patents

Composição, método de produção de resfriamento, método de produção de calor e método de utilização da composição Download PDF

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Abstract

a presente invenção refere-se a composições para uso em sistemas de refrigeração, ar condicionado e bombas de aquecimento, em que a composição compreende fluoroolefina e pelo menos um outro componente. as composições de acordo com a presente invenção são úteis em processos de produção de resfriamento ou de calor, como fluidos de transferência de calor, agentes de sopro de espuma, propelentes de aerossol e agentes de supressão de fogo e extintores de fogo.

Description

REFERÊNCIAS CRUZADAS A PEDIDOS RELACIONADOS
[001] O presente pedido reivindica o benefício de prioridade do Pedido Provisório US 60/658.543, depositado em 04 de março de 2005, do Pedido Provisório US 60/710.439, depositado em 23 de agosto de 2005, e do Pedido Provisório US 60/732.769, depositado em 01 de novembro de 2005.
CAMPO DA INVENÇÃO
[002] A presente invenção refere-se a composições para uso em sistemas de refrigeração, ar condicionado e bombas de aquecimento, em que a composição compreende fluoroolefina e pelo menos um outro componente. As composições de acordo com a presente invenção são úteis em processos de produção de resfriamento ou de calor, como fluidos de transferência de calor, agentes de sopro de espuma, propelentes de aerossol e agentes supressores de fogo e extintores de fogo.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[003] A indústria de refrigeração vem trabalhando nas últimas décadas para encontrar refrigerantes substitutos para clorofluorocarbonos (CFCs) e hidroclorofluorocarbonos (HCFCs) que esgotam ozônio e que estão sendo retirados de uso como resultado do Protocolo de Montreal. A solução para a maior parte dos produtores de refrigerantes tem sido a comercialização de refrigerantes de hidrofluorocarbono (HFC). Os novos refrigerantes de HFC, dos quais HFC-134a é o mais amplamente utilizado no momento, possuem potencial zero de esgotamento de ozônio e, portanto, não são afetados pela retirada reguladora atual resultante do Protocolo de Montreal.
[004] Regulamentações ambientais adicionais podem, por fim, causar a retirada de uso global de certos refrigerantes de HFC. Atualmente, a indústria automotiva está enfrentando regulamentações relativas ao potencial de aquecimento global para refrigerantes utilizados em ar condicionado móvel. Existe, portanto, grande necessidade atual de identificação de novos refrigerantes com reduzido potencial de aquecimento global para o mercado de ar condicionado móvel. Caso as regulamentações sejam aplicadas mais amplamente no futuro, uma necessidade ainda maior será sentida de refrigerantes que possam ser utilizados em todas as áreas da indústria de refrigeração e ar condicionado.
[005] Os refrigerantes substitutos atualmente propostos para HFC-134a incluem HFC-152a, hidrocarbonetos puros tais como butano ou propano, ou refrigerantes “naturais” tais como CO2. Muitas destas substituições sugeridas são tóxicas, inflamáveis e/ou possuem baixa eficiência de energia. Estão sendo buscados, portanto, novos refrigerantes alternativos.
[006] O objeto da presente invenção é fornecer composições refrigerantes e composições de fluido de transferência de calor inovadoras que forneçam características exclusivas para atender às exigências de potencial de esgotamento zero de ozônio e potencial mais baixo de aquecimento global em comparação com os refrigerantes atuais.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO
[007] A presente invenção refere-se a uma composição que compreende HFC-1225ye e pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste de: HFC-1234ze, HFC-1234yf, HFC-1234ye, HFC-1243zf, HFC-32, HFC-125, HFC-134, HFC-134a, HFC-143a, HFC-152a, HFC-161, HFC-227ea, HFC-236ea, HFC-236fa, HFC-245fa, HFC-365mfc, propano, n- butano, isobutano, 2-metilbutano, n-pentano, ciclopentano, dimetiléter, CF3SCF3, CO2 e CF3I.
[008] A presente invenção refere-se ainda a uma composição que compreende HFC-1234ze e pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste de: HFC-1234yf, HFC-1234ye, HFC-1243zf, HFC-32, HFC- 125, HFC-134, HFC-134a, HFC-143a, HFC-152a, HFC-161, HFC-227ea, HFC- 236ea, HFC-236fa, HFC-245fa, HFC-365mfc, propano, n-butano, isobutano, 2- metilbutano, n-pentano, ciclopentano, dimetiléter, CF3SCF3, CO2 e CF3I.
[009] A presente invenção refere-se ainda a uma composição que compreende HFC-1234yf e pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste de: HFC-1234ye, HFC-1243zf, HFC-32, HFC-125, HFC- 134, HFC-134a, HFC-143a, HFC-152a, HFC-161, HFC-227ea, HFC-236ea, HFC-236fa, HFC-245fa, HFC-365mfc, propano, n-butano, isobutano, 2- metilbutano, n-pentano, ciclopentano, dimetiléter, CF3SCF3, CO2 e CF3I.
[010] A presente invenção refere-se ainda a uma composição que compreende HFC-1234ye e pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste de: HFC-1243zf, HFC-32, HFC-125, HFC-134, HFC-134a, HFC-143a, HFC-152a, HFC-161, HFC-227ea, HFC-236ea, HFC-236fa, HFC- 245fa, HFC-365mfc, propano, n-butano, isobutano, 2-metilbutano, n-pentano, ciclopentano, dimetiléter, CF3SCF3, CO2 e CF3I.
[011] A presente invenção refere-se ainda a uma composição que compreende HFC-1243zf e pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste de: HFC-32, HFC-125, HFC-134, HFC-134a, HFC-143a, HFC-152a, HFC-161, HFC-227ea, HFC-236ea, HFC-236fa, HFC-245fa, HFC- 365mfc, propano, n-butano, isobutano, 2-metilbutano, n-pentano, ciclopentano, dimetiléter, CF3SCF3, CO2 e CF3I.
[012] A presente invenção refere-se ainda a uma composição que compreende: (a) pelo menos um lubrificante selecionado a partir do grupo que consiste de poliol ésteres, polialquileno glicol, polivinil éteres, óleos minerais, alquilbenzenos, parafinas sintéticas, naftenos sintéticos e poli(alfa)olefinas; e (b) uma composição selecionada a partir do grupo que consiste de: - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-152a; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-1234yf; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de trans-HFC- 1234ze; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-1243zf; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-134a; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-152a; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-227ea; e - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de CF3I.
[013] A presente invenção refere-se ainda a uma composição que compreende: a. uma composição de fluido de transferência de calor ou refrigerante selecionada a partir do grupo que consiste de: - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-152a; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-1234yf; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de trans-HFC- 1234ze; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-1243zf; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-134a; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-152a; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-227ea; e - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de CF3I; e b. um compatibilizante selecionado a partir do grupo que consiste de: i. polioxialquileno glicol éteres representados pela fórmula R1[(OR2)xOR3]y, em que: x é número inteiro de 1 a 3; y é número inteiro de 1 a 4; R1 é selecionado a partir de hidrogênio e radicais hidrocarbonetos alifáticos que contêm de um a seis átomos de carbono e y sítios de ligação; R2 é selecionado a partir de radicais hidrocarbileno alifáticos que contêm de dois a quatro átomos de carbono; R3 é selecionado a partir de hidrogênio e radicais hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos que contêm de um a seis átomos de carbono; pelo menos um dentre R1 e R3 é selecionado a partir dos mencionados radicais hidrocarbonetos; e em que os mencionados polioxialquileno glicol éteres possuem peso molecular de cerca de cem a cerca de trezentas unidades de massa atômica; ii. amidas representadas pelas fórmulas R1C(O)NR2R3 e ciclo-[R4CON(R5)-], em que R1, R2, R3 e R5 são selecionados independentemente a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos que contêm de um a doze átomos de carbono e, no máximo, um radical aromático que contém de seis a doze átomos de carbono; R4 é selecionado a partir de radicais hidrocarbileno alifáticos que contêm de três a doze átomos de carbono; e em que as mencionadas amidas possuem peso molecular de cerca de cem a cerca de trezentas unidades de massa atômica; iii. cetonas representadas pela fórmula R1C(O)R2, em que R1 e R2 são selecionados independentemente a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos, alicíclicos e arila que contêm de um a doze átomos de carbono e em que as mencionadas cetonas possuem peso molecular de cerca de setenta a cerca de trezentas unidades de massa atômica; iv. nitrilas representadas pela fórmula R1CN, em que R1 é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos, alicíclicos ou arila que contêm de cinco a doze átomos de carbono e em que as mencionadas nitrilas possuem peso molecular de cerca de noventa a cerca de duzentas unidades de massa atômica; v. clorocarbonetos representados pela fórmula RClx, em que: x é 1 ou 2; R é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos que contêm de um a doze átomos de carbono; e em que os mencionados clorocarbonetos possuem peso molecular de cerca de cem a cerca de duzentas unidades de massa atômica; vi. aril éteres representados pela fórmula R1OR2, em que: R1 é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos arila que contêm de seis a doze átomos de carbono; R2 é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos que contêm de um a quatro átomos de carbono; e em que os mencionados aril éteres possuem peso molecular de cerca de cem a cerca de 150 unidades de massa atômica; vii. 1,1,1-trifluoroalcanos representados pela fórmula CF3R1, em que R1 é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos que contêm cerca de cinco a cerca de quinze átomos de carbono; viii. fluoroéteres representados pela fórmula R1OCF2CF2H, em que R1 é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos, alicíclicos e aromáticos que contêm cerca de cinco a cerca de quinze átomos de carbono; ou em que os mencionados fluoroéteres são derivados de fluoroolefinas e polióis, em que as mencionadas fluoroolefinas são do tipo CF2=CXY, em que X é hidrogênio, cloro ou flúor, e Y é cloro, flúor, CF3 ou ORf em que Rf é CF3, C2F5 ou C3F7; e os mencionados polióis são lineares ou ramificados, em que os mencionados polióis lineares são do tipo HOCH2(CHOH)x(CRR’)yCH2OH, em que R e R’ são hidrogênio, CH3 ou C2H5, x é número inteiro de 0 a 4, y é número inteiro de 0 a 3 e z é zero ou 1 e os mencionados polióis ramificados são do tipo C(OH)t(R)u(CH2OH)v[(CH2)mCH2OH]w, em que R pode ser hidrogênio, CH3 ou C2H5, m é número inteiro de 0 a 3, t e u são 0 ou 1, v e w são números inteiros de 0 a 4 e também em que t + u + v + w = 4; ix. lactonas representadas pelas estruturas [B], [C] e [D]:
Figure img0001
em que R1 a R8 são selecionados independentemente a partir de hidrogênio, radicais hidrocarbila lineares, ramificados, cíclicos, bicíclicos, saturados e insaturados; e o peso molecular é de cerca de cem a cerca de trezentas unidades de massa atômica; e x. ésteres representados pela fórmula geral R1CO2R2, em que R1 e R2 são selecionados independentemente a partir de radicais alquila e arila lineares e cíclicos, saturados e insaturados; e em que os mencionados ésteres possuem peso molecular de cerca de oitenta a cerca de 550 unidades de massa atômica.
[014] A presente invenção refere-se ainda a uma composição que compreende: a. pelo menos uma tintura fluorescente ultravioleta selecionada a partir do grupo que consiste de naftalimidas, perilenos, cumarinas, antracenos, fenantracenos, xantenos, tioxantenos, naftoxantenos, fluoresceínas, derivados da mencionada tintura e suas combinações; e b. uma composição selecionada a partir do grupo que consiste de: - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-152a; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-1234yf; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de trans-HFC- 1234ze; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-1243zf; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-134a; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-152a; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-227ea; e - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de CF3I.
[015] A presente invenção refere-se ainda a um método de solubilização de uma composição de fluido de transferência de calor ou refrigerante em um lubrificante de refrigeração selecionado a partir do grupo que consiste de óleos minerais, alquilbenzenos, parafinas sintéticas, naftenos sintéticos e poli(alfa)olefinas, em que o mencionado método compreende o contato do mencionado lubrificante com a mencionada composição de fluido de transferência de calor ou refrigerante na presença de quantidade eficaz de um compatibilizante, em que o mencionado fluido de transferência de calor ou refrigerante na presença de uma quantidade eficaz de um compatibilizante, em que o mencionado fluido de transferência de calor ou refrigerante compreende uma composição selecionada a partir do grupo que consiste de: - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-152a; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-1234yf; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de trans-HFC- 1234ze; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-1243zf; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-134a; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-152a; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-227ea; e - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de CF3I; e em que o mencionado compatibilizante é selecionado a partir do grupo que consiste de: a. polioxialquileno glicol éteres representados pela fórmula R1[(OR2)xOR3]y, em que: x é número inteiro de 1 a 3; y é número inteiro de 1 a 4; R1 é selecionado a partir de hidrogênio e radicais hidrocarbonetos alifáticos que contêm de um a seis átomos de carbono e y sítios de ligação; R2 é selecionado a partir de radicais hidrocarbileno alifáticos que contêm de dois a quatro átomos de carbono; R3 é selecionado a partir de hidrogênio e radicais hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos que contêm de um a seis átomos de carbono; pelo menos um dentre R1 e R3 é selecionado a partir dos mencionados radicais hidrocarbonetos; e em que os mencionados polioxialquileno glicol éteres possuem peso molecular de cerca de cem a cerca de trezentas unidades de massa atômica; b. amidas representadas pelas fórmulas R1C(O)NR2R3 e ciclo-[R4CON(R5)-], em que R1, R2, R3 e R5 são selecionados independentemente a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos que contêm de um a doze átomos de carbono e, no máximo, um radical aromático que contém de seis a doze átomos de carbono; R4 é selecionado a partir de radicais hidrocarbileno alifáticos que contêm de três a doze átomos de carbono; e em que as mencionadas amidas possuem peso molecular de cerca de cem a cerca de trezentas unidades de massa atômica; c. cetonas representadas pela fórmula R1C(O)R2, em que R1 e R2 são selecionados independentemente a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos, alicíclicos e arila que contêm de um a doze átomos de carbono e em que as mencionadas cetonas possuem peso molecular de cerca de setenta a cerca de trezentas unidades de massa atômica; d. nitrilas representadas pela fórmula R1CN, em que R1 é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos, alicíclicos ou arila que contêm de cinco a doze átomos de carbono e em que as mencionadas nitrilas possuem peso molecular de cerca de noventa a cerca de duzentas unidades de massa atômica; e. clorocarbonetos representados pela fórmula RClx, em que: x é 1 ou 2; R é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos que contêm de um a doze átomos de carbono; e em que os mencionados clorocarbonetos possuem peso molecular de cerca de cem a cerca de duzentas unidades de massa atômica; f. aril éteres representados pela fórmula R1OR2, em que: R1 é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos arila que contêm de seis a doze átomos de carbono; R2 é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos que contêm de um a quatro átomos de carbono; e em que os mencionados aril éteres possuem peso molecular de cerca de cem a cerca de 150 unidades de massa atômica; g. 1,1,1-trifluoroalcanos representados pela fórmula CF3R1, em que R1 é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos que contêm cerca de cinco a cerca de quinze átomos de carbono; h. fluoroéteres representados pela fórmula R1OCF2CF2H, em que R1 é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos que contêm cerca de cinco a cerca de quinze átomos de carbono; ou em que os mencionados fluoroéteres são derivados de fluoroolefinas e polióis, em que as mencionadas fluoroolefinas são do tipo CF2=CXY, em que X é hidrogênio, cloro ou flúor, e Y é cloro, flúor, CF3 ou ORf em que Rf é CF3, C2F5 ou C3F7; e os mencionados polióis são do tipo HOCH2CRR1(CH2)z(CHOH)xCH2(CH2OH)y, em que R e R’ são hidrogênio, CH3 ou C2H5, x é número inteiro de 0 a 4, y é número inteiro de 0 a 3 e z é zero ou 1; i. lactonas representadas pelas estruturas [B], [C] e [D]:
Figure img0002
em que R1 a R8 são selecionados independentemente a partir de hidrogênio, radicais hidrocarbila lineares, ramificados, cíclicos, bicíclicos, saturados e insaturados; e o peso molecular é de cerca de cem a cerca de trezentas unidades de massa atômica; e j. ésteres representados pela fórmula geral R1CO2R2, em que R1 e R2 são selecionados independentemente a partir de radicais alquila e arila lineares e cíclicos, saturados e insaturados; e em que os mencionados ésteres possuem peso molecular de cerca de oitenta a cerca de 550 unidades de massa atômica.
[016] A presente invenção refere-se ainda a um método de substituição de refrigerante com alto GWP em um aparelho de bomba de calor, ar condicionado ou refrigeração, em que o mencionado refrigerante de GWP é selecionado a partir do grupo que consiste de R134a, R22, R123, R11, R245fa, R114, R236fa, R124, R12, R410A, R407C, R417A, R422A, R507A, R502 e R404A, em que o mencionado método compreende o fornecimento de uma composição selecionada a partir do grupo que consiste de: - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-152a; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-1234yf; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de trans-HFC- 1234ze; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de HFC- 1225ye e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-1243zf; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-134a; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-152a; - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de HFC-227ea; e - cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso de trans- HFC-1234ze e cerca de 99% em peso a cerca de 1% em peso de CF3I; ao mencionado aparelho de bomba de calor, ar condicionado ou refrigeração que utiliza, utilizou ou é projetado para utilizar o mencionado refrigerante com alto GWP.
[017] A presente invenção refere-se ainda a um método de detecção precoce de vazamento de refrigerante em um aparelho de bomba de calor, ar condicionado ou refrigeração, em que o mencionado método compreende o uso de uma composição não azeotrópica no mencionado aparelho e monitoramento em busca de redução do desempenho de resfriamento.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[018] A presente invenção refere-se a composições que compreendem pelo menos uma fluoroolefina. As composições de acordo com a presente invenção compreendem ainda pelo menos um componente adicional que pode ser segunda fluoroolefina, hidrofluorocarbono (HFC), hidrocarboneto, dimetil éter, bis(trifluorometil) sulfeto, CF3I ou CO2. Os compostos de fluoroolefina e outros componentes das composições de acordo com a presente invenção são relacionados na Tabela 1.
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[019] Os componentes individuais relacionados na Tabela 1 podem ser preparados por meio de métodos conhecidos na técnica.
[020] Os compostos de fluoroolefina utilizados nas composições de acordo com a presente invenção, HFC-1225ye, HFC-1234ze e HFC-1234ye, podem existir na forma de isômeros ou estereoisômeros com configuração diferente. A presente invenção destina-se a incluir todos os isômeros de configuração única, estereoisômeros isolados ou qualquer de suas misturas ou combinações. 1,3,3,3-Tetra-fluoropropeno (HFC-1234ze), por exemplo, destina-se a representar o isômero cis, isômero trans ou qualquer combinação ou mistura dos dois isômeros em qualquer razão. Outro exemplo é HFC- 1225ye, pelo qual é representado o isômero cis, isômero trans ou qualquer combinação ou mistura dos dois isômeros em qualquer razão.
[021] As composições de acordo com a presente invenção incluem as seguintes: - HFC-1225ye e pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste de: HFC-1234ze, HFC-1234yf, HFC-1234ye, HFC- 1243zf, HFC-32, HFC-125, HFC-134, HFC-134a, HFC-143a, HFC-152a, HFC- 161, HFC-227ea, HFC-236ea, HFC-236fa, HFC-245fa, HFC-365mfc, propano, n-butano, isobutano, 2-metilbutano, n-pentano, ciclopentano, dimetiléter, CF3SCF3, CO2 e CF3I; - HFC-1234ze e pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste de: HFC-1225ye, HFC-1234yf, HFC-1234ye, HFC- 1243zf, HFC-32, HFC-125, HFC-134, HFC-134a, HFC-143a, HFC-152a, HFC- 161, HFC-227ea, HFC-236ea, HFC-236fa, HFC-245fa, HFC-365mfc, propano, n-butano, isobutano, 2-metilbutano, n-pentano, ciclopentano, dimetiléter, CF3SCF3, CO2 e CF3I; - HFC-1234yf e pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste de: HFC-1234ye, HFC-1243zf, HFC-32, HFC-125, HFC-134, HFC-134a, HFC-143a, HFC-152a, HFC-161, HFC-227ea, HFC- 236ea, HFC-236fa, HFC-245fa, HFC-365mfc, propano, n-butano, isobutano, 2- metilbutano, n-pentano, ciclopentano, dimetiléter, CF3SCF3, CO2 e CF3I; - HFC-1243zf e pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste de: HFC-1234ye, HFC-32, HFC-125, HFC-134, HFC-134a, HFC-143a, HFC-152a, HFC-161, HFC-227ea, HFC-236ea, HFC- 236fa, HFC-245fa, HFC-365mfc, propano, n-butano, isobutano, 2-metilbutano, n-pentano, ciclopentano, dimetiléter, CF3SCF3, CO2 e CF3I; e - HFC-1234ye e pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste de: HFC-32, HFC-125, HFC-134, HFC-134a, HFC- 143a, HFC-152a, HFC-161, HFC-227ea, HFC-236ea, HFC-236fa, HFC-245fa, HFC-365mfc, propano, n-butano, isobutano, 2-metilbutano, n-pentano, ciclopentano, dimetiléter, CF3SCF3, CO2 e CF3I.
[022] As composições de acordo com a presente invenção podem geralmente ser úteis quando a fluoroolefina está presente em cerca de 1% em peso a cerca de 99% em peso, preferencialmente cerca de 20% em peso a cerca de 99% em peso, de maior preferência cerca de 40% em peso a cerca de 99% em peso e, de preferência ainda maior, 50% em peso a cerca de 99% em peso.
[023] A presente invenção fornece ainda composições conforme relacionado na Tabela 2.
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[024] Geralmente se espera que as composições de preferência superior de acordo com a presente invenção relacionadas na Tabela 2 mantenham as propriedades e funcionalidade desejadas quando os componentes estiverem presentes nas concentrações relacionadas +/- 2% em peso. Esperar-se-ia que as composições que contêm CO2 mantivessem as propriedades e funcionalidade desejadas quando o CO2 estivesse presente na concentração relacionada +/- 0,2% em peso.
[025] As composições de acordo com a presente invenção podem ser composições azeotrópicas ou quase azeotrópicas. Por composição azeotrópica, entende-se uma mistura em ebulição constante de duas ou mais substâncias que se comportam como uma única substância. Uma forma de caracterizar uma composição azeotrópica é que o vapor produzido por meio da evaporação parcial ou destilação do líquido possui a mesma composição do líquido do qual é evaporado ou destilado, ou seja, a mistura destila-se/sofre refluxo sem alteração de composição. Composições em ebulição constante são caracterizadas como azeotrópicas, pois elas exibem ponto de ebulição máximo ou mínimo, em comparação com o da mistura não azeotrópica dos mesmos compostos. Uma composição azeotrópica não se fracionará em sistema de refrigeração ou ar condicionado durante a operação, que pode reduzir a eficiência do sistema. Além disso, uma composição azeotrópica não se fracionará mediante vazamento de sistema de refrigeração ou ar condicionado. Na situação em que um componente de mistura é inflamável, fracionamento durante o vazamento poderá gerar composição inflamável dentro do sistema ou fora do sistema.
[026] Uma composição quase azeotrópica (também comumente denominada “composição similar a azeotropo”) é uma mistura líquida em ebulição substancialmente constante de duas ou mais substâncias que se comporta essencialmente como uma única substância. Uma forma de caracterizar uma composição quase azeotrópica é que o vapor produzido por meio da evaporação parcial ou destilação do líquido possui substancialmente a mesma composição do líquido do qual foi evaporado ou destilado, ou seja, a mistura destila-se/sofre refluxo sem alteração substancial da composição. Outra forma de caracterizar uma composição quase azeotrópica é que a pressão de vapor em ponto de bolha e a pressão de vapor de ponto de orvalho da composição em uma temperatura específica são substancialmente a mesma. No presente, uma composição é quase azeotrópica se, após a remoção de 50% em peso da composição, tal como por meio de evaporação ou ebulição, a diferença da pressão de vapor entre a composição original e a composição restante após a remoção de 50% em peso da composição original for de menos de cerca de 10%.
[027] As composições azeotrópicas de acordo com a presente invenção em temperatura especificada são exibidas na Tabela 3.
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[028] Além disso, composições de azeotropos ternários foram encontradas conforme relacionado na Tabela 4.
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[029] As composições quase azeotrópicas de acordo com a presente invenção em temperatura especificada são relacionadas na Tabela 5.
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Composições quase azeotrópicas ternárias e de ordem superior
[030] que compreendem fluoroolefina também foram identificadas conforme relacionado na Tabela 6.
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[031] Algumas das composições de acordo com a presente invenção são composições não azeotrópicas. As composições de acordo com a presente invenção que se enquadram dentro das faixas preferidas da Tabela 2, mas fora das faixas quase azeotrópicas da Tabela 5 e da Tabela 6 podem ser consideradas não azeotrópicas.
[032] Uma composição não azeotrópica pode possuir certas vantagens sobre misturas azeotrópicas ou quase azeotrópicas. Uma composição não azeotrópica é uma mistura de duas ou mais substâncias que se comporta como uma mistura em vez de substância isolada. Uma forma de caracterização de uma composição não azeotrópica é que o vapor produzido pela evaporação parcial ou destilação do líquido possui composição substancialmente diferente do líquido do qual foi evaporada ou destilada, ou seja, a mistura destila-se/sofre refluxo com alteração de composição substancial. Outra forma de caracterização de uma composição não azeotrópica é que a pressão de vapor de ponto de bolha e a pressão de vapor de ponto de orvalho da composição em temperatura específica são substancialmente diferentes. No presente, uma composição é não azeotrópica se, após a remoção de 50% em peso da composição, tal como por meio de evaporação ou ebulição, a diferença da pressão de vapor entre a composição original e a composição restante após a remoção de 50% em peso da composição original for de mais de cerca de 10%.
[033] As composições de acordo com a presente invenção podem ser preparadas por meio de qualquer método conveniente para combinar as quantidades desejadas dos componentes individuais. Um método preferido é pesar as quantidades de componentes desejadas e, em seguida, combinar os componentes em recipiente apropriado. Pode-se utilizar agitação, se desejado.
[034] Um meio alternativo de elaboração de composições de acordo com a presente invenção pode ser um método de elaboração de uma composição de mistura refrigerante, em que a mencionada composição de mistura refrigerante compreende uma composição conforme descrito no presente, em que o mencionado método compreende (i) recuperação de um volume de um ou mais componentes de uma composição refrigerante a partir de pelo menos um recipiente refrigerante; (ii) remoção suficiente de impurezas para permitir a reutilização do mencionado um ou mais dos componentes recuperados; e (iii) opcionalmente, combinação de uma parte ou todo o mencionado volume recuperado de componentes com pelo menos um componente ou composição refrigerante adicional.
[035] Um recipiente refrigerante pode ser qualquer recipiente no qual é armazenada composição de mistura refrigerante que tenha sido utilizada em aparelho de refrigeração, aparelho de ar condicionado ou aparelho de bomba de calor. O mencionado recipiente refrigerante pode ser o aparelho de refrigeração, aparelho de ar condicionado ou aparelho de bomba de calor no qual a mistura refrigerante foi utilizada. Além disso, o recipiente refrigerante pode ser um recipiente de armazenagem parra recolher componentes de mistura refrigerante recuperados, incluindo, mas sem limitar-se a cilindros de gás pressurizados.
[036] Um refrigerante residual indica qualquer quantidade de mistura refrigerante ou componente de mistura refrigerante que pode ser movida para fora do recipiente refrigerante por meio de qualquer método conhecido de transferência de misturas refrigerantes ou componentes de misturas refrigerantes.
[037] Impurezas podem ser qualquer componente que se encontre na mistura refrigerante ou componente de mistura refrigerante devido ao seu uso em aparelho de refrigeração, aparelho de ar condicionado ou aparelho de bomba de calor. Essas impurezas incluem, mas sem limitar-se a lubrificantes de refrigeração, que são descritos anteriormente no presente, particulados, incluindo mas sem limitar-se a metal, sal metálico ou partículas de elastômero, que podem surgir do aparelho de refrigeração, aparelho de ar condicionado ou aparelho de bomba de calor, e quaisquer outros contaminantes que possam prejudicar o desempenho da composição de mistura refrigerante.
[038] Essas impurezas podem ser suficientemente removidas para permitir a reutilização da mistura refrigerante ou componente de mistura refrigerante sem prejudicar o desempenho do equipamento no qual a mistura refrigerante ou o componente de mistura refrigerante será utilizado.
[039] Pode ser necessário fornecer uma mistura refrigerante adicional ou um componente de mistura refrigerante à mistura refrigerante residual ou componente de mistura refrigerante, a fim de produzir uma composição que atenda às especificações exigidas para dado produto. Caso uma mistura refrigerante contenha, por exemplo, três componentes em faixa de percentual em peso específica, pode ser necessário adicionar um ou mais dos componentes em dada quantidade, a fim de restaurar a composição aos limites de especificação.
[040] As composições de acordo com a presente invenção possuem potencial zero ou baixo de esgotamento de ozônio e baixo potencial de aquecimento global (GWP). Além disso, as composições de acordo com a presente invenção possuirão potenciais de aquecimento global que são menores que muitos refrigerantes de hidrofluorocarbono atualmente utilizados. Um aspecto da presente invenção é o fornecimento de refrigerante com potencial de aquecimento global de menos de mil, menos de quinhentos, menos de 150, menos de cem ou menos de cinqüenta. Outro aspecto da presente invenção é a redução do GWP líquido de misturas refrigerantes por meio da adição de fluoroolefinas às mencionadas misturas.
[041] As composições de acordo com a presente invenção podem ser úteis como substituições com baixo potencial de aquecimento global (GWP) para os refrigerantes utilizados atualmente, incluindo, mas sem limitar- se a R134a (ou HFC-134a, 1,1,1,2-tetrafluoroetano), R22 (ou HCFC-22, clorodifluorometano), R123 (ou HFC-123, 2,2-dicloro-1,1,1-trifluoroetano), R11 (CFC-11, fluorotriclorometano), R12 (CFC-12, diclorodifluorometano), R245fa (ou HFC-245fa, 1,1,1,3,3-pentafluoropropano), R114 (ou CFC-114, 1,2-dicloro- 1,1,2,2-tetrafluoroetano), R236fa (ou HFC-236fa, 1,1,1,3,3,3- hexafluoropropano), R124 (ou HCFC-124, 2-cloro-1,1,1,2-tetrafluoroetano), R407C (denominação ASHRAE para mistura de 52% em peso de R134a, 25% em peso de R125 (pentafluoroetano) e 23% em peso de R32 (difluorometano), R410A (denominação ASHRAE para mistura de 50% em peso de R125 e 50% em peso de R32), R417A (denominação ASHRAE para mistura de 46,6% em peso de R125, 50,0% em peso de R134a e 3,4% em peso de n-butano), R422A (denominação ASHRAE para mistura de 85,1% em peso de R125, 11,5% em peso de R134a e 3,4% em peso de isobutano), R404A (denominação ASHRAE para mistura de 44% em peso de R125, 52% em peso de R143a (1,1,1- trifluoroetano) e 4,0% em peso de R134a) e R507A (denominação ASHRAE para mistura de 50% em peso de R125 e 50% em peso de R143a). Além disso, as composições de acordo com a presente invenção podem ser úteis como substituições para R12 (CFC-12, diclorodifluorometano) ou R502 (denominação ASHRAE para mistura de 51,2% em peso de CFC-115 (cloropentafluoroetano) e 48,8% em peso de HCFC-22).
[042] Freqüentemente, os refrigerantes substitutos são mais úteis se forem capazes de utilização no equipamento de refrigeração original projetado para refrigerante diferente. As composições de acordo com a presente invenção podem ser úteis como substituições para os refrigerantes mencionados acima em equipamento original. Além disso, as composições de acordo com a presente invenção podem ser úteis como substituições para os refrigerantes mencionados acima em equipamento projetado para uso dos refrigerantes mencionados acima.
[043] As composições de acordo com a presente invenção podem compreender adicionalmente um lubrificante.
[044] Os lubrificantes de acordo com a presente invenção compreendem lubrificantes de refrigeração, ou seja, os lubrificantes apropriados para uso com aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor. Dentre esses lubrificantes, encontram-se os convencionalmente utilizados em aparelho de refrigeração por compressão que utiliza refrigerantes de clorofluorocarbono. Esses lubrificantes e suas propriedades são discutidos em 1990 ASHRAE Handbook, Refrigeration Systems and Applications, capítulo 8, intitulado Lubricants in Refrigeration Systems, págs. 8.1 a 8.21. Os lubrificantes de acordo com a presente invenção podem compreender os comumente conhecidos como “óleos minerais” no campo de lubrificação de refrigeração por compressão. Os óleos minerais compreendem parafinas (ou seja, hidrocarbonetos saturados de cadeia linear e cadeia de carbono ramificada), naftenos (ou seja, parafinas cíclicas) e aromáticos (ou seja, hidrocarbonetos cíclicos insaturados que contêm um ou mais anéis caracterizados por ligações duplas alternadas). Os lubrificantes de acordo com a presente invenção compreendem ainda os comumente conhecidos como “óleos sintéticos” no campo de lubrificação de refrigeração por compressão. Os óleos sintéticos compreendem alquilarilas (ou seja, alquil alquilbenzenos lineares e ramificados), parafinas sintéticas e naftenos e poli(alfaolefinas). Os lubrificantes convencionais representativos de acordo com a presente invenção são o BVM 100 N disponível comercialmente (óleo mineral parafínico vendido pela BVA Oils), Suniso® 3GS e Suniso®5GS (óleo mineral naftênico vendido pela Crompton Co.), Sontex® 372LT (óleo mineral naftênico vendido pela Pennzoil), Calumet® RO-30 (óleo mineral naftênico vendido pela Calumet Lubricants), Zerol® 75, Zerol® 150 e Zerol® 500 (alquilbenzenos lineares vendidos pela Shrieve Chemicals) e HAB 22 (alquilbenzeno ramificado vendido pela Nippon Oil).
[045] Os lubrificantes de acordo com a presente invenção compreendem adicionalmente os que foram projetados para uso com refrigerantes de hidrofluorocarboneto e são miscíveis com refrigerantes de acordo com a presente invenção sob condições de operação de aparelhos de refrigeração por compressão, ar condicionado ou bomba de calor. Esses lubrificantes e suas propriedades são discutidos em Synthetic Lubricants and High-Performance Fluids, R. L. Shubkin, editor, Marcel Dekker, 1993. Esses lubrificantes incluem, mas sem limitar-se a poliol ésteres (POEs) tais como Castrol® 100 (Castrol, Grã- Bretanha), polialquileno glicóis (PAGs) tais como RL-488A da Dow (Dow Chemical, Midland, Michigan) e polivinil éteres (PVEs). Estes lubrificantes são facilmente disponíveis por meio de várias fontes comerciais.
[046] Os lubrificantes de acordo com a presente invenção são selecionados por meio de consideração de necessidades de um dado compressor e o ambiente ao qual o lubrificante será exposto. Os lubrificantes de acordo com a presente invenção possuem preferencialmente viscosidade cinemática de pelo menos cerca de 5 x 10-6 m2/s (5 cs (centistokes)) a 40 °C.
[047] Aditivos de sistema de refrigeração comumente utilizados podem ser opcionalmente adicionados, conforme o desejado, a composições de acordo com a presente invenção, a fim de aumentar a lubrificação e estabilidade do sistema. Estes aditivos são geralmente conhecidos no campo de lubrificação de compressores de refrigeração e incluem agentes anti-desgaste, lubrificantes sob pressão extrema, inibidores da oxidação e corrosão, desativadores da superfície metálica, extratores de radicais livres, agentes de controle anti- espuma e formação de espuma, detectores de vazamentos e similares. De forma geral, estes aditivos somente estão presentes em pequenas quantidades com relação à composição lubrificante geral. Eles são tipicamente utilizados em concentrações de menos de cerca de 0,1% até cerca de 3% de cada aditivo. Estes aditivos são selecionados com base nas exigências do sistema individual. Alguns exemplos típicos desses aditivos podem incluir, mas sem limitar-se a aditivos de aumento da lubrificação, tais como alquil ou aril ésteres de ácido fosfórico e de tiofosfatos. Além disso, os ditiofosfatos de dialquila metálicos (tais como dialquil ditiofosfato de zinco ou ZDDP, Lubrizol 1375) e outros membros desta família de substâncias podem ser utilizados em composições de acordo com a presente invenção. Outros aditivos antidesgaste incluem óleos de produtos naturais e aditivos de lubrificação poli-hidroxila assimétricos tais como Synergol TMS (International Lubricants). De forma similar, estabilizantes tais como antioxidantes, extratores de radicais livres e extratores de água podem ser empregados. Os compostos nesta categoria incluem, mas sem limitar-se a hidróxi tolueno butilado (BHT) e epóxidos.
[048] As composições de acordo com a presente invenção podem compreender adicionalmente cerca de 0,01% em peso a cerca de 5% em peso de aditivo tal como estabilizante, extrator de radicais livres e/ou antioxidante. Esses aditivos incluem, mas sem limitar-se a nitrometano, fenóis impedidos, hidroxilaminas, tióis, fosfitos ou lactonas. Podem ser utilizados aditivos isolados ou combinações.
[049] As composições de acordo com a presente invenção podem compreender adicionalmente cerca de 0,01% em peso a cerca de 5% em peso de extrator de água (composto de secagem). Esses extratores de água podem compreender orto ésteres tais como trimetil, trietil ou tripropilorto formato.
[050] As composições de acordo com a presente invenção podem compreender adicionalmente rastreador selecionado a partir do grupo que consiste de hidrofluorocarbonos (HFCs), hidrocarbonetos deuterados, hidrofluorocarbonos deuterados, perfluorocarbonos, fluoroéteres, compostos bromados, compostos iodados, álcooois, aldeídos, cetonas, óxido nitroso (N2O) e suas combinações. Os compostos rastreadores são adicionados às composições em quantidades previamente determinadas para permitir a detecção de qualquer diluição, contaminação ou outra alteração da composição, conforme descrito no Pedido de Patente Norte-Americano com número de série 11/062044, depositado em dezoito de fevereiro de 2005.
[051] Os compostos rastreadores típicos para uso nas composições do presente encontram-se relacionados na Tabela 7.
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[052] Os compostos listados na Tabela 7 são disponíveis comercialmente (por meio de casas de fornecimento de substâncias químicas) ou podem ser preparados por meio de processos conhecidos na técnica.
[053] Compostos rastreadores isolados podem ser utilizados em combinação com um fluido de refrigeração/aquecimento nas composições de acordo com a presente invenção ou diversos compostos rastreadores podem ser combinados em qualquer proporção para que sirvam como mistura rastreadora. A mistura rastreadora pode conter diversos compostos reastreadores da mesma classe de compostos ou diversos compostos rastreadores de diferentes classes de compostos. Uma mistura rastreadora pode conter, por exemplo, dois ou mais hidrofluorocarbonos deuterados, ou um hidrofluorocarbono deuterado em combinação com um ou mais perfluorocarbonos.
[054] Além disso, alguns dos compostos da Tabela 7 existem na forma de diversos isômeros, estruturais ou óticos. Isômeros isolados ou isômeros múltiplos do mesmo composto podem ser utilizados em qualquer proporção para preparar o composto rastreador. Além disso, isômeros isolados ou múltiplos de um dado composto podem ser combinados em qualquer proporção com qualquer quantidade de outros compostos para servir de mistura rastreadora.
[055] O composto rastreador ou a mistura rastreadora pode estar presente nas composições em concentração total de cerca de cinqüenta partes por milhão em peso (ppm) a cerca de 1000 ppm. Preferencialmente, o composto rastreador ou a mistura rastreadora está presente em concentração total de cerca de 50 ppm a cerca de 500 ppm e, de maior preferência, o composto rastreador ou a mistura rastreadora está presente em concentração total de cerca de 100 ppm a cerca de 300 ppm.
[056] As composições de acordo com a presente invenção podem compreender adicionalmente um compatibilizante selecionado a partir do grupo que consiste de polioxialquileno glicol éteres, amidas, nitrilas, cetonas, clorocarbonetos, ésteres, lactonas, aril éteres, fluoroéteres e 1,1,1- trifluoroalcanos. O compatibilizante é utilizado para aumentar a solubilidade de refrigerantes de hidrofluorocarbono em lubrificantes de refrigeração convencionais. Os lubrificantes de refrigeração são necessários para lubrificar o compressor de aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor. O lubrificante deve mover-se ao longo de todo o aparelho com o refrigerante e, especificamente, deve retornar das zonas não compressoras para o compressor para continuar a funcionar como lubrificante e evitar falha do compressor.
[057] Os refrigerantes de hidrofluorocarbonos geralmente não são compatíveis com lubrificantes de refrigeração convencionais tais como óleos minerais, alquilbenzenos, parafinas sintéticas, naftenos sintéticos e poli(alfa)olefinas. Muitos lubrificantes substitutos foram propostos, mas os polialquileno glicóis, poliol ésteres e polivinil éteres sugeridos para uso com refrigerantes de hidrofluorocarbono são caros e absorvem água rapidamente. Água em sistema de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor pode gerar corrosão e a formação de partículas que podem obstruir os tubos capilares e outros orifícios pequenos no sistema, causando por fim falha do sistema. Além disso, no equipamento existente, procedimentos de fluxo caros e demorados são necessários para mudar para novo lubrificante. É desejável, portanto, prosseguir com o uso do lubrificante original, se possível.
[058] Os compatibilizantes de acordo com a presente invenção aumentam a solubilidade dos refrigerantes de hidrofluorocarbono em lubrificantes de refrigeração convencionais e, desta forma, aumentam o retorno de óleo para o compressor.
[059] Os compatibilizantes de polioxialquileno glicol éter de acordo com a presente invenção são representados pela fórmula R1[(OR2)xOR3]y, em que: x é um número inteiro de 1 a 3; y é número inteiro de 1 a 4; R1 é selecionado a partir de hidrogênio e radicais hidrocarbonetos alifáticos que contêm de um a seis átomos de carbono e y sítios de ligação; R2 é selecionado a partir de radicais hidrocarbileno alifáticos que contêm de dois a quatro átomos de carbono; R3 é selecionado a partir de hidrogênio e radicais hidrocarbonetos alicíclicos e alifáticos que contêm de um a seis átomos de carbono; pelo menos um dentre R1 e R3 é o mencionado radical hidrocarboneto; e em que os mencionados polioxialquileno glicol éteres possuem peso molecular de cerca de cem a cerca de trezentas unidades de massa atômica. Da forma utilizada no presente, sítios de ligação indicam sítios de radicais disponíveis para formar ligações covalentes com outros radicais. Radicais hidrocarbileno indicam radicais hidrocarbonetos divalentes. Na presente invenção, compatibilizantes de polioxialquileno glicol éter preferidos são representados por R1[(OR2)xOR3]y; x é preferencialmente 1 a 2; y é preferencialmente 1; R1 e R3 são preferencialmente selecionados independentemente a partir de hidrogênio e radicais hidrocarbonetos alifáticos que contêm de um a quatro átomos de carbono; R2 é selecionado preferencialmente a partir de radicais hidrocarbileno alifáticos que contêm dois ou três átomos de carbono, de maior preferência três átomos de carbono; o peso molecular de polioxialquileno glicol éter é preferencialmente de cerca de cem a cerca de 250 unidades de massa atômica, de maior preferência de cerca de 125 a cerca de 250 unidades de massa atômica. Os radicais hidrocarbonetos R1 e R3 que contêm de um a seis átomos de carbono podem ser lineares, ramificados ou cíclicos. Radicais hidrocarbonetos R1 e R3 representativos incluem metila, etila, propila, isopropila, butila, isobutila, sec- butila, terc-butila, pentila, isopentila, neopoentila, terc-pentila, ciclopentila e ciclohexila.
[060] Quando radicais hidroxila livres sobre os compatibilizantes de polioxialquileno glicol éter do presente puderem ser incompatíveis com certos materiais de construção de aparelhos de refrigeração por compressão (tais como Mylar®), R1 e R3 são preferencialmente radicais hidrocarbonetos alifáticos que contêm de um a quatro átomos de carbono, de maior preferência um átomo de carbono. Os radicais hidrocarbileno alifáticos R2 que contêm de dois a quatro átomos de carbono formam radicais oxialquileno repetidos - (OR2)x- que incluem radicais oxietileno, radicais oxipropileno e radicais oxibutileno. O radical oxialquileno que compreende R2 em um compatibilizante de polioxialquileno glicol éter pode ser o mesmo, ou uma molécula pode conter diferentes grupos oxialquileno R2. Os compatibilizantes de polioxialquileno glicol éter do presente compreendem preferencialmente pelo menos um radical oxipropileno. Quando R1 for radical hidrocarboneto alifático ou alicíclico que contém de um a seis átomos de carbono e y sítios de ligação, o radical pode ser linear, ramificado ou cíclico. Radicais hidrocarbonetos alifáticos R1 representativos que contêm dois sítios de ligaçãoincluem, por exemplo, radical etileno, radical propileno, radical butileno, radical pentileno, radical hexileno, radical ciclopentileno e radical ciclohexileno. Radicais hidrocarbonetos alifáticos R1 representativos que contêm três ou quatro sítios de ligação incluem resíduos derivados de poliálcoois, tais como trimetilolpropano, glicerina, pentaeritritol, 1,2,3-tri-hidroxiciclohexano e 1,3,5-tri-hidroxiciclohexano, por meio de remoção dos seus radicais hidróxi.
[061] Compatibilizantes de polioxialquileno glicol éter representativos incluem, mas sem limitar-se a: CH3OCH2CH(CH3)O(H ou CH3) (propileno glicol metil (ou dimetil) éter), CH3O[CH2CH(CH3)O]2(H ou CH3) (dipropileno glicol metil (ou dimetil) éter), CH3O[CH2CH(CH3)O]3(H ou CH3) (tripropileno glicol metil (ou dimetil) éter), C2H5OCH2CH(CH3)O(H ou C2H5) (propileno glicol etil (ou dietil) éter), C2H5O[CH2CH(CH3)O]2(H ou C2H5) (dipropileno glicol etil (ou dietil) éter), C2H5O[CH2CH(CH3)O]3(H ou C2H5) (tripropileno glicol etil (ou dietil) éter), C3H7OCH2CH(CH3)O(H ou C3H7) (propileno glicol n-propil (ou di-n-propil) éter), C3H7O[CH2CH(CH3)O]2(H ou C3H7) (dipropileno glicol n-propil (ou di-n-propil) éter), C3H7O[CH2CH(CH3)O]3(H ou C3H7) (tripropileno glicol n-propil (ou di-n-propil) éter), C4H9OCH2CH(CH3)OH (propileno glicol n-butil éter), C4H9O[CH2CH(CH3)O]2(H ou C4H9) (dipropileno glicol n-butil (ou di-n-butil) éter), C4H9O[CH2CH(CH3)O]3(H ou C4H9) (tripropileno glicol n-butil (ou di-n-butil) éter), (CH3)3COCH2CH(CH3)OH (propileno glicol t-butil éter), (CH3)3CO[CH2CH(CH3)O]2(H ou (CH3)3) (dipropileno glicol t-butil (ou di-t-butil) éter), (CH3)3CO[CH2CH(CH3)O]3(H ou (CH3)3) (tripropileno glicol t-butil (ou di-t- butil) éter), C5H11OCH2CH(CH3)OH (propileno glicol n-pentil éter), C4H9OCH2CH(C2H5)OH (butileno glicol n-butil éter), C4H9O[CH2CH(C2H5)O]2H (dibutileno glicol n-butil éter), trimetilolpropano tri-n-butil éter (C2H5C(CH2O(CH2)3CH3)3) e trimetilolpropano di-n-butil éter (C2H5C(CH2OC(CH2)3CH3)2CH2OH).
[062] Compatibilizantes de amida de acordo com a presente invenção compreendem os representados pelas fórmulas R1C(O)NR2R3 e ciclo- [R4C(O)N(R5)], em que R1, R2, R3 e R5 são selecionados independentemente a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos que contêm de um a doze átomos de carbono; R4 é selecionado a partir de radicais hidrocarbileno alifáticos que contêm de três a doze átomos de carbono; em que as mencionadas amidas possuem peso molecular de cerca de cem a cerca de trezentas unidades de massa atômica. O peso molecular das mencionadas amidas é preferencialmente de cerca de 160 a cerca de 250 unidades de massa atômica. R1, R2, R3 e R5 podem incluir opcionalmente radicais hidrocarbonetos substituídos, ou seja, radicais que contêm substituintes não de hidrocarboneto selecionados a partir de halogênios (tais como flúor e cloro) e alcóxidos (tais como metóxi). R1, R2, R3 e R5 podem incluir opcionalmente radicais hidrocarbonetos substituídos por heteroátomos, ou seja, radicais que contêm os átomos de nitrogênio (aza-), oxigênio (oxa-) ou enxofre (tia-) em uma cadeia de radicais composta de outra forma de átomos de carbono. De forma geral, não mais de três substituintes não de hidrocarboneto e heteroátomos, preferencialmente não mais de um, estarão presentes para cada dez átomos de carbono em R1-3 e a presença de qualquer desses substituintes não de hidrocarbonetos e heteroátomos deve ser considerada na aplicação das limitações de peso molecular mencionadas acima. Os compatibilizantes de amida preferidos consistem de carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio. Radicais hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos R1, R2, R3 e R5 representativos incluem metila, etila, propila, isopropila, butila, isobutila, sec-butila, terc-butila, pentila, isopentila, neopentila, terc-pentila, ciclopentila, ciclohexila, heptila, octila, nonila, decila, undecila, dodecila e seus isômeros configuracionais. Uma realização preferida de compatibilizantes de amida são aqueles em que R4 na fórmula mencionada acima ciclo-[R4C(O)N(R5)-] podem ser representados pelo radical hidrocarbileno (CR6R7)n, em outras palavras, a fórmula: ciclo- [(CR6R7)nC(O)N(R5)-], em que: aplicam-se os valores indicados anteriormente para peso molecular; n é número inteiro de 3 a 5; R5 é radical hidrocarboneto saturado que contém de um a doze átomos de carbono; R6 e R7 são selecionados independentemente (para cada n) pelas regras oferecidas anteriormente que definem R1-3. Nas lactamas representadas pela fórmula: ciclo-[(CR6R7)nC(O)N(R5)-], todos os R6 e R7 são preferencialmente hidrogênio ou contêm radical hidrocarboneto saturado isolado dentre as n unidades de metileno e R5 é radical hidrocarboneto saturado que contém de três a doze átomos de carbono. Por exemplo, 1-(radical hidrocarboneto saturado)-5- metilpirrolidin-2-onas.
[063] Os compatibilizantes de amida representativos incluem, mas sem limitar-se a: 1-octilpirrolidin-2-ona, 1-decilpirrolidin-2-ona, 1-octil-5- metilpirrolidin-2-ona, 1-butilcaprolactama, 1-ciclohexilpirrolidin-2-ona, 1-butil-5- metilpiperid-2-ona, 1-pentil-5-metilpiperid-2-ona, 1-hexilcaprolactama, 1-hexil-5- metilpirrolidin-2-ona, 5-metil-1-pentilpiperid-2-ona, 1,3-dimetilpiperid-2-ona, 1- metilcaprolactama, 1-butil-pirrolidin-2-ona, 1,5-dimetilpiperid-2-ona, 1-decil-5- metilpirrolidin-2-ona, 1-dodecilpirrolid-2-ona, N,N-dibutilformamida e N,N- diisopropilacetamida.
[064] Compatibilizantes de cetona de acordo com a presente invenção compreendem cetonas representadas pela fórmula R1C(O)R2, em que R1 e R2 são selecionados independentemente a partir de radicais alifáticos, alicíclicos e aril hidrocarbonetos que contêm de um a doze átomos de carbono e em que as mencionadas cetonas possuem peso molecular de cerca de setenta a cerca de trezentas unidades de massa atômica. R1 e R2 nas mencionadas cetonas são preferencialmente selecionados independentemente a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos que contêm de um a nove átomos de carbono. O peso molecular das mencionadas cetonas é preferencialmente de cerca de cem a duzentas unidades de massa atômica. R1 e R2 podem juntos formar radical hidrocarbileno conectado e que forma cetona cíclica de anel de cinco, seis ou sete membros, tal como ciclopentanona, ciclohexanona e cicloheptanona. R1 e R2 podem incluir opcionalmente radicais hidrocarbonetos substituídos, ou seja, radicais que contêm substituintes não hidrocarbonetos selecionados a partir de halogênios (tais como flúor, cloro) e alcóxidos (tais como metóxi). R1 e R2 podem incluir opcionalmente radicais hidrocarbonetos substituídos com heteroátomos, ou seja, radicais que contêm os átomos de nitrogênio (aza-), oxigênio (ceto-, oxa-) ou enxofre (tia-) em uma cadeia de radicais composta de outra forma de átomos de carbono. De forma geral, não mais de três substituintes não de hidrocarboneto e heteroátomos, preferencialmente não mais de um, estarão presentes para cada dez átomos de carbono em R1 e R2 e a presença de qualquer desses substituintes não de hidrocarboneto e heteroátomos deve ser considerada na aplicação das limitações de peso molecular mencionadas acima. Radicais hidrocarbonetos alifáticos, alicíclicos e arila R1 e R2 representativos na fórmula geral R1C(O)R2 incluem metila, etila, propila, isopropila, butila, isobutila, sec-butila, terc-butila, pentila, isopentila, neopentila, terc-pentila, ciclopentila, ciclohexila, heptila, octila, nonila, decila, undecila, dodecila e seus isômeros configuracionais, bem como fenila, benzila, cumenila, mesitila, tolila, xilila e fenetila.
[065] Os compatibilizantes de cetona representativos incluem, mas sem limitar-se a: 2-butanona, 2-pentanona, acetofenona, butirofenona, hexanofenona, ciclohexanona, cicloheptanona, 2-heptanona, 3-heptanona, 5- metil-2-hexanona, 2-octanona, 3-octanona, diisobutil cetona, 4- etilciclohexanona, 2-nonanona, 5-nonanona, 2-decanona, 4-decanona, 2- decalona, 2-tridecanona, di-hexil cetona e diciclohexil cetona.
[066] Os compatibilizantes de nitrila de acordo com a presente invenção compreendem nitrilas representadas pela fórmula R1CN, em que R1 é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos, alicíclicos ou arila que contêm de cinco a doze átomos de carbono e em que as mencionadas nitrilas possuem peso molecular de cerca de noventa a cerca de duzentas unidades de massa atômica. R1 nos mencionados compatibilizantes de nitrila é preferencialmente selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos que contêm de oito a dez átomos de carbono. O peso molecular dos mencionados compatibilizantes de nitrila é preferencialmente de cerca de 120 a cerca de 140 unidades de massa atômica. R1 pode incluir opcionalmente radicais hidrocarbonetos substituídos, ou seja, radicais que contêm substituintes não de hidrocarbonetos selecionados a partir de halogênios (tais como flúor e cloro) e alcóxidos (tais como metóxi). R1 pode incluir opcionalmente radicais hidrocarbonetos substituídos com heteroátomos, ou seja, radicais que contêm os átomos de nitrogênio (aza-), oxigênio (ceto-, oxa-) ou enxofre (tia-) em cadeia de radicais composta de outra forma de átomos de carbono. Geralmente, não mais de três substituintes não de hidrocarboneto e heteroátomos e, preferencialmente, não mais de um estarão presentes para cada dez átomos de carbono em R1 e a presença de qualquer desses substituintes não de hidrocarbonetos e heteroátomos deve ser considerada na aplicação das limitações de peso molecular mencionadas acima. Radicais hidrocarbonetos arila, alicíclicos e alifáticos R1 representativos na fórmula geral R1CN incluem pentila, isopentila, neopentila, terc-pentila, ciclopentila, ciclohexila, heptila, octila, nonila, decila, undecila, dodecila e seus isômeros configuracionais, bem como fenila, benzila, cumenila, mesitila, tolila, xilila e fenetila.
[067] Compatibilizantes de nitrila representativos incluem, mas sem limitar-se a: 1-cianopentano, 2,2-dimetil-4-cianopentano, 1-cianohexano, 1-cianoheptano, 1-cianooctano, 2-cianooctano, 1-cianononano, 1-cianodecano, 2-cianodecano, 1-cianoundecano e 1-cianododecano.
[068] Os compatibilizantes de clorocarboneto de acordo com a presente invenção compreendem clorocarbonetos representados pela fórmula RClx, em que: x é selecionado a partir dos números inteiros 1 ou 2; R é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos que contêm de um a doze átomos de carbono; e em que os mencionados clorocarbonetos possuem peso molecular de cerca de cem a cerca de duzentas unidades de massa atômica. O peso molecular dos mencionados compatibilizantes de clorocarboneto é preferencialmente de cerca de 120 a 150 unidades de massa atômica. Radicais hidrocarbonetos alicíclicos e alifáticos R representativos na fórmula geral RClx incluem metila, etila, propila, isopropila, butila, isobutila, sec-butila, terc-butila, pentila, isopentila, neopentila, terc-pentila, ciclopentila, ciclohexila, heptila, octila, nonila, decila, undecila, dodecila e seus isômeros configuracionais.
[069] Compatibilizantes de clorocarboneto representativos incluem, mas sem limitar-se a: 3-(clorometil)pentano, 3-cloro-3-metilpentano, 1- clorohexano, 1,6-diclorohexano, 1-cloroheptano, 1-clorooctano, 1-clorononano, 1-clorodecano e 1,1,1-triclorodecano.
[070] Compatibilizantes de éster de acordo com a presente invenção compreendem ésteres representados pela fórmula geral R1CO2R2, em que R1 e R2 são selecionados independentemente a partir de radicais arila e alquila lineares e cíclicos, saturados e insaturados. Os ésteres preferidos consistem essencialmente dos elementos C, H e O, e possuem peso molecular de cerca de oitenta a cerca de 550 unidades de massa atômica.
[071] Os ésteres representativos incluem, mas sem limitar-se a: (CH3)2CHCH2OOC(CH2)2-4OCOCH2CH(CH3)2 (diisobutil éster dibásico), hexanoato de etila, heptanoato de etila, propionato de n-butila, propionato de n-propila, benzoato de etila, ftalato de di-n-propila, etoxietil éster de ácido benzóico, carbonato de dipropila, “Exxate 700” (acetato de alquila C7 comercial), “Exxate 800” (acetato de alquila C8 comercial), ftalato de dibutila e acetato de terc-butila.
[072] Os compatibilizantes de lactona de acordo com a presente invenção compreendem lactonas representadas pelas estruturas [A], [B] e [C]:
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[073] Estas lactonas contêm o grupo funcional -CO2- em um anel de seis (A) ou preferencialmente cinco átomos (B), em que, para as estruturas [A] e [B], R1 a R8 são selecionados independentemente a partir de hidrogênio ou radicais hidrocarbila lineares, ramificados, cíclicos, bicíclicos, hidrocarbila saturados e insaturados. Cada R1 a R8 pode ser conectado, formando um anel com outro R1 até R8. A lactona pode conter grupo alquilideno exocíclico como na estrutura [C], em que R1 a R6 são selecionados independentemente a partir de hidrogênio ou radicais hidrocarbila lineares, ramificados, cíclicos, bicíclicos, saturados e insaturados. Cada R1 a R6 pode ser conectado formando anel com outro R1 a R6. Os compatibilizantes de lactona possuem uma faixa de peso molecular de cerca de oitenta a cerca de trezentas unidades de massa atômica, preferencialmente cerca de oitenta a cerca de duzentas unidades de massa atômica.
[074] Compatibilizantes de lactona representativos incluem, mas sem limitar-se aos compostos relacionados na Tabela 8.
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[075] Os compatibilizantes de lactona geralmente possuem viscosidade cinemática de menos de cerca de 7 x 10-6 m2/s (7 centistokes) a 40 °C. Gama-undecalactona, por exemplo, possui viscosidade cinemática de 5,4 x 10-6 m2/s (5,4 centistokes) e cis-(3-hexil-5-metil)di-hidrofuran-2-ona possui viscosidade de 4,5 x 10-6 m2/s (4,5 centistokes), ambos a 40 °C. Os compatibilizantes de lactona podem ser disponíveis comercialmente ou preparados por meio de métodos conforme descrito no Pedido de Patente Norte-Americano n° 10/910.495 depositado em três de agosto de 2004, incorporado ao presente como referência.
[076] Compatibilizantes de aril éter de acordo com a presente invenção compreendem adicionalmente aril éteres representados pela fórmula R1OR2, em que: R1 é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos arila que contêm de seis a doze átomos de carbono; R2 é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos que contêm de um a quatro átomos de carbono; e em que os mencionados aril éteres possuem peso molecular de cerca de cem a cerca de 150 unidades de massa atômica. Radicais arila R1 representativos na fórmula geral R1OR2 incluem fenila, bifenila, cumenila, mesitila, tolila, xilila, naftila e piridila. Radicais hidrocarbonetos alifáticos R2 representativos na fórmula geral R1OR2 incluem metila, etila, propila, isopropila, butila, isobutila, sec-butila e terc-butila. Compatibilizantes éteres aromáticos representativos incluem, mas sem limitar-se a: metil fenil éter (anisol), 1,3- dimetioxibenzeno, etil fenil éter e butil fenil éter.
[077] Compatibilizantes de fluoroéter de acordo com a presente invenção compreendem os representados pela fórmula geral R1OCF2CF2H, em que R1 é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos, alicíclicos e aromáticos que contêm cerca de cinco a cerca de quinze átomos de carbono, preferencialmente radicais alquila primários, lineares saturados. Compatibilizantes de fluoroéter representativos incluem, mas sem limitar-se a: C8H17OCF2CF2H e C6H13OCF2CF2H. Dever-se-á observar que, caso o refrigerante seja fluoroéter, o compatibilizante pode não ser o mesmo fluoroéter.
[078] Compatibilizantes de fluoroéter podem compreender adicionalmente éteres derivados de fluoroolefinas e polióis. As fluoroolefinas podem ser do tipo CF2=CXY, em que X é hidrogênio, cloro ou flúor, e Y é cloro, flúor, CF3 ou ORf, em que Rf é CF3, C2F5 ou C3F7. Fluoroolefinas representativas são tetrafluoroetileno, clorotrifluoroetileno, hexafluoropropileno e perfluorometilvinil éter. Os polióis podem ser lineares ou ramificados. Os polióis lineares podem ser do tipo HOCH2(CHOH)x(CRR’)yCH2OH, em que R e R’ são hidrogênio, CH3 ou C2H5 e em que x é número inteiro de zero a quatro e y é número inteiro de zero a quatro. Os polióis ramificados podem ser do tipo C(OH)t(R)u(CH2OH)v[(CH2)mCH2OH]w, em que R pode ser hidrogênio, CH3 ou C2H5, m pode ser número inteiro de zero a três, t e u podem ser 0 ou 1, v e w são números inteiros de 0 a 4 e também em que t + u + v + w = 4. Polióis representativos são trimetilol propano, pentaeritritol, butanodiol e etileno glicol.
[079] Compatibilizantes de 1,1,1-trifluoroalcano de acordo com a presente invenção compreendem 1,1,1-trifluoroalcanos representados pela fórmula geral CF3R1, em que R1 é selecionado a partir de radicais hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos que contêm cerca de cinco a cerca de quinze átomos de carbono, preferencialmente radicais alquila primários, lineares e saturados. Compatibilizantes de 1,1,1-trifluoroalcano representativos incluem, mas sem limitar-se a: 1,1,1-trifluorohexano e 1,1,1-trifluorododecano.
[080] Por quantidade eficaz de compatibilizante, indica-se a quantidade de compatibilizante que gera solubilização eficiente do lubrificante na composição e, desta forma, fornece retorno de óleo adequado para otimizar a operação do aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor.
[081] As composições de acordo com a presente invenção conterão tipicamente cerca de 0,1 a cerca de 40% em peso, preferencialmente cerca de 0,2 a cerca de 20% em peso e, de maior preferência, cerca de 0,3 a cerca de 10% em peso de compatibilizante nas composições de acordo com a presente invenção.
[082] A presente invenção refere-se ainda a um método de solubilização de composição refrigerante ou fluido de transferência de calor que compreende as composições de acordo com a presente invenção em um lubrificante de refrigeração selecionado a partir do grupo que consiste de óleos minerais, alquilbenzenos, parafinas sintéticas, naftenos sintéticos e poli(alfa)olefinas, em que o mencionado método compreende o contato do mencionado lubrificante com a mencionada composição na presença de quantidade eficaz de compatibilizante, em que o mencionado compatibilizante é selecionado a partir do grupo que consiste de polioxialquileno glicol éteres, amidas, nitrilas, cetonas, clorocarbonetos, ésteres, lactonas, aril éteres, fluoroéteres e 1,1,1-trifluoroalcanos.
[083] A presente invenção refere-se ainda a um método de aprimoramento do retorno de óleo para o compressor em um aparelho de refrigeração por compressão, ar condicionado ou bomba de calor, em que o mencionado método compreende o uso de uma composição que compreende compatibilizante no mencionado aparelho.
[084] As composições de acordo com a presente invenção podem compreender adicionalmente tintura ultravioleta (UV) e, opcionalmente, um agente solubilizante. A tintura UV é um componente útil para detecção e vazamentos da composição ao permitir que se observe a fluorescência da tintura na composição em um ponto de vazamento ou nas proximidades de um aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor. Pode-se observar a fluorescência da tintura sob luz ultravioleta. Agentes solubilizantes podem ser necessários devido à baixa solubilidade dessas tinturas UV em algumas composições.
[085] Por tintura “ultravioleta”, indica-se composição fluorescente UV que absorve luz na região ultravioleta ou “próxima” de ultravioleta do espectro eletromagnético. A fluorescência produzida pela tintura fluorescente UV sob iluminação por luz UV que emite radiação com comprimento de onda de dez nanômetros a 750 nanômetros pode ser detectada. Portanto, caso uma composição que contém essa tintura fluorescente de UV esteja vazando de dado ponto em um aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor, a fluorescência pode ser detectada no ponto de vazamento. Essas tinturas fluorescentes de UV incluem, mas sem limitar-se a naftalimidas, perilenos, cumarinas, antracenos, fenantracenos, xantenos, tioxantenos, naftoxantenos, fluoresceínas e seus derivados ou combinações.
[086] Os agentes de solubilização de acordo com a presente invenção compreendem pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste de hidrocarbonetos, éteres de hidrocarbonetos, polioxialquileno glicol éteres, amidas, nitrilas, cetonas, clorocarbonetos, ésteres, lactonas, aril éteres, fluoroéteres e 1,1,1-trifluoroalcanos. Os agentes solubilizantes polioxialquileno glicol éteres, amidas, nitrilas, cetonas, clorocarbonetos, ésteres, lactonas, aril éteres, fluoroéteres e 1,1,1- trifluoroalcanos foram definidos anteriormente no presente como sendo compatibilizadores para uso com lubrificantes de refrigeração convencionais.
[087] Os agentes solubilizantes de hidrocarbonetos de acordo com a presente invenção compreendem hidrocarbonetos que incluem alcanos ou alquenos cíclicos, de cadeia linear ou de cadeia ramificada que contêm cinco ou menos átomos de carbono e somente hidrogênio sem outros grupos funcionais. Os agentes solubilizantes de hidrocarbonetos representativos compreendem propano, propileno, ciclopropano, n-butano, isobutano, 2- metilbutano e n-pentano. Dever-se-á observar que, caso a composição contenha hidrocarboneto, o agente solubilizante pode não ser o mesmo hidrocarboneto.
[088] Agentes solubilizantes de hidrocarboneto éter de acordo com a presente invenção compreendem éteres que contêm apenas carbono, hidrogênio e oxigênio, tal como dimetil éter (DME).
[089] Os agentes solubilizantes de acordo com a presente invenção podem estar presentes na forma de composto isolado, ou podem estar presentes na forma de mistura de mais de um agente solubilizante. Misturas de agentes solubilizantes podem conter dois agentes solubilizantes da mesma classe de compostos, tais como duas lactonas, ou dois agentes solubilizantes de duas classes diferentes, tais como lactona e polioxialquileno glicol éter.
[090] Nas composições do presente que compreendem refrigerante e tintura fluorescente UV, ou que compreendem fluido de transferência de calor e tintura fluorescente UV, cerca de 0,001% em peso a cerca de 1,0% em peso da composição é tintura UV, preferencialmente cerca de 0,005% em peso a cerca de 0,5% em peso e, de maior preferência, 0,01% em peso a cerca de 0,25% em peso.
[091] Agentes solubilizantes tais como cetonas podem possuir odor questionável, que pode ser mascarado por meio da adição de agente mascarador do odor ou fragrância. Exemplos típicos de agentes mascaradores do odor ou fragrâncias podem incluir Sempre-Viva, Limão Fresco, Cereja, Canela, Hortelã, Floral ou Casca de Laranja, todos disponíveis comercialmente, bem como d-limoneno e pineno. Esses agentes mascaradores de odor podem ser utilizados em concentrações de cerca de 0,001% até cerca de 15% em peso com base no peso combinado de agente mascarador de odor e agente solubilizante.
[092] A solubilidade dessas tinturas fluorescentes UV nas composições de acordo com a presente invenção pode ser baixa. Portanto, os métodos de introdução dessas tinturas no aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor têm sido complicados, caros e demorados. A Patente Norte-Americana US RE 36.951 descreve método que utiliza tintura em pó, pelotas sólidas ou calda de tintura que pode ser inserida em componente do aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor. À medida que o refrigerante e o lubrificante circulam através do aparelho, a tintura é dissolvida ou dispersa e transportada ao longo de todo o aparelho. Numerosos outros métodos de introdução de tintura em aparelho de refrigeração ou ar condicionado são descritos na literatura.
[093] Idealmente, a tintura fluorescente UV poderá ser dissolvida no próprio refrigerante, de forma a não exigir nenhum método especializado de introdução no aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor. A presente invenção refere-se a composições que incluem tintura fluorescente UV, que podem ser introduzidas no sistema na forma de solução no refrigerante. As composições de acordo com a presente invenção permitirão a armazenagem e o transporte de composições que contêm tintura mesmo sob baixas temperaturas, mantendo ao mesmo tempo a tintura em solução.
[094] Nas composições do presente que compreendem refrigerante, tintura fluorescente UV e agente solubilizante ou que compreendem fluido de transferência de calor, tintura fluorescente UV e agente solubilizante, cerca de 1 a cerca de 50% em peso, preferencialmente cerca de 2 a cerca de 25% em peso e, de maior preferência, cerca de 5 a cerca de 15% em peso da composição combinada são agente solubilizante. Nas composições de acordo com a presente invenção, a tintura fluorescente UV está presente em concentração de cerca de 0,001% em peso a cerca de 1,0% em peso, preferencialmente cerca de 0,005% em peso a cerca de 0,5% em peso e, de maior preferência, 0,01% em peso a cerca de 0,25% em peso.
[095] A presente invenção refere-se ainda a um método de utilização das composições que compreendem adicionalmente tintura fluorescente ultravioleta e, opcionalmente, agente solubilizante, em um aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor. O método compreende a introdução da composição no aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor. Isso pode ser realizado por meio de dissolução da tintura fluorescente UV na composição na presença de agente solubilizante e introdução da combinação no aparelho. Alternativamente, isso pode ser realizado por meio de combinação de agente solubilizante e tintura fluorescente UV e introdução da mencionada combinação em aparelho de refrigeração ou ar condicionado que contém refrigerante e/ou fluido de transferência de calor. A composição resultante pode ser utilizada no aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor.
[096] A presente invenção refere-se ainda a um método de utilização das composições que compreendem tintura fluorescente ultravioleta para detectar vazamentos. A presença de tintura nas composições permite a detecção de vazamentos de refrigerante em aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor. A detecção de vazamento ajuda a abordar, solucionar ou evitar operação ineficiente do aparelho ou sistema ou falha de equipamento. A detecção de vazamento também ajuda a reter as substâncias utilizadas na operação do aparelho.
[097] O método compreende o fornecimento da composição que compreende um refrigerante, tintura fluorescente ultravioleta, conforme descrito no presente, e, opcionalmente, um agente solubilizante conforme descrito no presente, a um aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor e emprego de meio apropriado de detecção do refrigerante que contém tintura fluorescente UV. Meios apropriados de detecção da tintura incluem, mas sem limitar-se a lâmpadas ultravioleta, freqüentemente denominadas “luz negra” ou “luz azul”. Essas lâmpadas ultravioletas são disponíveis comercialmente a partir de numerosas fontes projetadas especificamente com este propósito. Após a introdução da composição que contém tintura fluorescente ultravioleta no aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor e haver-se permitido a circulação ao longo de todo o sistema, pode-se encontrar vazamento por meio de brilho da mencionada lâmpada ultravioleta sobre o aparelho e observação da fluorescência da tintura nas proximidades de qualquer ponto de vazamento.
[098] A presente invenção refere-se ainda a um método de substituição de um refrigerante com alto GWP em um aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor, em que o mencionado refrigerante com alto GWP é selecionado a partir do grupo que consiste de R134a, R22, R123, R11, R245fa, R114, R236fa, R124, R12, R410A, R407C, R417A, R422A, R507A, R502 e R404A, em que o mencionado método compreende o fornecimento de composição de acordo com a presente invenção ao mencionado aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor que utiliza, utilizou ou é projetado para uso do mencionado refrigerante com alto GWP.
[099] Sistemas de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor por compressão de vapor incluem evaporador, compressor, condensador e dispositivo de expansão. Um ciclo de compressão de vapor reutiliza refrigerante em diversas etapas, produzindo efeito de resfriamento em uma etapa e efeito de aquecimento em uma etapa diferente. O ciclo pode ser descrito simplesmente conforme segue. O refrigerante líquido entra em evaporador através de dispositivo de expansão e o refrigerante líquido ferve no evaporador sob baixa temperatura para formar gás e produzir resfriamento. O gás sob baixa pressão entra em compressor, onde o gás é comprimido para elevar a sua pressão e temperatura. O refrigerante gasoso com pressão mais alta (comprimido) entra em seguida no condensador no qual o refrigerante condensa-se e descarrega o seu calor para o ambiente. O refrigerante retorna para o dispositivo de expansão através do qual o líquido expande-se do nível de pressão mais alta no condensador para o nível de baixa pressão no evaporador, de forma a repetir o ciclo.
[0100] Da forma utilizada no presente, aparelho de refrigeração móvel ou aparelho de ar condicionado móvel designa qualquer aparelho de refrigeração ou ar condicionado incorporado a unidade de transporte para rodovia, ferrovia, mar ou ar. Além disso, um aparelho, que se destina a fornecer refrigeração ou ar condicionado para um sistema independente de qualquer veículo móvel, conhecido como sistema “intermodal”, é incluído na presente invenção. Esses sistemas intermodais incluem “contêineres” (transporte marítimo/terrestre combinado), bem como “carrocerias de baldeação” (transporte rodoviário e ferroviário combinado). A presente invenção é particularmente útil para aparelho de ar condicionado ou refrigeração de transporte rodoviário, tal como aparelho de ar condicionado automotivo ou equipamento de transporte rodoviário refrigerado.
[0101] A presente invenção refere-se ainda a um processo de produção de resfriamento que compreende evaporação das composições de acordo com a presente invenção nas proximidades de um corpo a ser resfriado e, em seguida, condensação das mencionadas composições.
[0102] A presente invenção refere-se ainda a um processo de produção de calor que compreende a condensação das composições de acordo com a presente invenção nas proximidades de um corpo a ser aquecido e, em seguida, evaporação das mencionadas composições.
[0103] A presente invenção refere-se ainda a um aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor que contém uma composição de acordo com a presente invenção em que a mencionada composição inclui pelo menos uma fluoroolefina.
[0104] A presente invenção refere-se ainda a um aparelho de ar condicionado móvel que contém composição de acordo com a presente invenção, em que a mencionada composição compreende pelo menos uma fluoroolefina.
[0105] A presente invenção refere-se ainda a um método de detecção precoce de vazamento de refrigerante em um aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor, em que o mencionado método compreende o uso de uma composição não azeotrópica no mencionado aparelho e monitoramento em busca de redução do desempenho de resfriamento. As composições não azeotrópicas fracionar-se-ão mediante vazamento de aparelho de refrigeração, ar condicionado ou bomba de calor e o componente com ebulição mais baixa (pressão de vapor mais alta) vazará do aparelho em primeiro lugar. Quando isso ocorrer, caso o componente com ebulição mais baixa naquela composição forneça a maior parte da capacidade de refrigeração, haverá notável redução da capacidade e, portanto, do desempenho do aparelho. Em sistema de ar condicionado automotivo, por exemplo, os passageiros no automóvel detectarão redução da capacidade de resfriamento do sistema. Esta redução da capacidade de resfriamento pode ser interpretada como indicando que o refrigerante está vazando e que o sistema necessita de reparos.
[0106] A presente invenção refere-se ainda a um método de utilização das composições de acordo com a presente invenção como composição de fluido de transferência de calor, em que o mencionado processo compreende o transporte da mencionada composição de uma fonte de calor para um sifão de aquecimento.
[0107] Fluidos de transferência de calor são utilizados para transferir, mover ou remover calor de um espaço, local, objeto ou corpo para um espaço, local, objeto ou corpo diferente por meio de radiação, condução ou convecção. Um fluido de transferência de calor pode funcionar como refrigerante secundário por meio do fornecimento de meios de transferência para resfriamento (ou aquecimento) a partir de um sistema de refrigeração (ou aquecimento) remoto. Em alguns sistemas, o fluido de transferência de calor pode permanecer em estado constante ao longo de todo o processo de transferência (ou seja, não evaporar ou condensar-se). Alternativamente, processos de resfriamento evaporativo podem também utilizar fluidos de transferência de calor.
[0108] Uma fonte de calor pode ser definida como qualquer espaço, local, objeto ou corpo do qual deseja-se transferir, mover ou remover calor. Exemplos de fontes de calor podem ser espaços (abertos ou fechados) que necessitam de refrigeração ou resfriamento, tais como invólucros de refrigeradores ou congeladores em supermercados, espaços de construção que necessitam de ar condicionado ou o compartimento de passageiros de automóvel que necessita de ar condicionado. Um sifão de aquecimento pode ser definido como qualquer espaço, local, objeto ou corpo capaz de absorver calor. Um sistema de refrigeração por compressão de vapor é um exemplo desse sifão de aquecimento.
[0109] Em outra realização, a presente invenção refere-se a composições de agente de sopro que compreendem as composições que contêm fluoroolefina conforme descrito no presente para uso na preparação de espumas. Em outras realizações, a presente invenção fornece composições que podem gerar espuma e, preferencialmente, composições de espuma de poliuretano e poliisocianato, bem como método de preparação de espumas. Nestas realizações de espuma, uma ou mais das composições que contêm fluoroolefina do presente são incluídas como agente de sopro em composições formadoras de espuma, composição esta que inclui preferencialmente um ou mais componentes adicionais capazes de reagir e formar espuma sob as condições apropriadas para formar espuma ou estrutura celular. Qualquer dos métodos bem conhecidos na técnica, tais como os descritos em Polyurethanes Chemistry and Technology, Volumes I e II, Saunders e Frisch, 1962, John Wiley and Sons, Nova Iorque NY, que é incorporado ao presente como referência, pode ser utilizado ou adaptado para uso de acordo com as realizações de espuma da presente invenção.
[0110] A presente invenção refere-se ainda a um método de formação de espuma que compreende: (a) adição a uma composição formadora de espuma, a composição que contém fluoroolefina de acordo com a presente invenção; e (b) reação da composição formadora de espuma sob condições eficazes para formar espuma.
[0111] Outra realização da presente invenção refere-se ao uso das composições que contêm fluoroolefina conforme descrito no presente para uso como propelentes em composições pulverizáveis. Além disso, a presente invenção refere-se a uma composição pulverizável que compreende as composições que contêm fluoroolefina conforme descrito no presente. O ingrediente ativo a ser pulverizado junto com ingredientes inertes, solventes e outros materiais pode também estar presente em uma composição pulverizável. Preferencialmente, a composição pulverizável é aerossol. Os materiais ativos apropriados a serem pulverizados incluem, sem limitações, materiais cosméticos, tais como desodorantes, perfumes, pulverizadores de cabelos, limpadores e agentes polidores, bem como materiais medicinais tais como medicações anti-asma e anti-halitose.
[0112] A presente invenção refere-se ainda a um processo de fabricação de produtos de aerossol que compreendem a etapa de adição de uma composição que contém fluoroolefina conforme descrito no presente a ingredientes ativos em um recipiente de aerossol, em que a mencionada composição funciona como propelente.
[0113] Um aspecto adicional fornece métodos de supressão de chama, em que os mencionados métodos compreendem o contato de chama com um fluido que compreende composição que contém fluoroolefina de acordo com o presente relatório descritivo. Quaisquer métodos apropriados de contato da chama com a composição do presente podem ser utilizados. Uma composição que contém fluoroolefina de acordo com o presente relatório descritivo, por exemplo, pode ser pulverizada, despejada ou similar sobre a chama ou pelo menos uma parte da chama pode ser imersa na composição de supressão de chama. À luz dos ensinamentos do presente, os técnicos no assunto serão facilmente capazes de adaptar uma série de aparelhos e métodos convencionais de supressão de chama para uso no presente relatório descritivo.
[0114] Uma realização adicional fornece métodos de extinção ou supressão de fogo em aplicação de inundação total que compreendem o fornecimento de um agente que compreende uma composição que contém fluoroolefina de acordo com o presente relatório descritivo; disposição do agente em um sistema de descarga pressurizado; e descarga do agente em uma área para extinção ou supressão de fogo naquela área. Outra realização fornece métodos de tornar uma área inerte para evitar incêndio ou explosão, que compreende o fornecimento de agente que compreende uma composição que contém fluoroolefina de acordo com o presente relatório descritivo; disposição do agente em um sistema de descarga pressurizado; e descarga do agente na área para evitar a ocorrência de fogo ou explosão.
[0115] O termo “extinção” normalmente é utilizado para indicar a completa eliminação de fogo; por outro lado, “supressão” freqüentemente é utilizado para indicar a redução, mas não necessariamente a eliminação total, de fogo ou explosão. Da forma utilizada no presente, os termos “extinção” e “supressão” serão utilizados de forma intercambiável. Existem quatro tipos gerais de aplicações de proteção contra explosão e fogo de halocarbonetos. (1) Em aplicações de supressão e/ou extinção de fogo com inundação total, o agente é descarregado em espaço para atingir concentração suficiente para extingüir ou suprimir incêndio existente. O uso em inundação total inclui a proteção de espaços fechados e potencialmente ocupados, tais como salas de computador, bem como espaços especializados e freqüentemente desocupados, tais como naceles de motores de aeronaves e compartimentos de motor em veículos. (2) Em aplicações de fluxo, o agente é aplicado diretamente ao fogo ou à região de fogo. Isso normalmente é conseguido utilizando unidades portáteis ou com rodas operadas manualmente. Um segundo método, incluído como aplicação de fluxo, utiliza um sistema “localizado”, que descarrega o agente em direção ao fogo a partir de um ou mais bocais fixos. Sistemas localizados podem ser ativados manual ou automaticamente. (3) Na supressão de explosões, composição que contém fluoroolefina de acordo com o presente relatório descritivo é descarregada para suprimir uma explosão que já tenha se iniciado. O termo “supressão” normalmente é utilizado nesta aplicação porque a explosão normalmente é autolimitante. Entretanto, o uso deste termo não significa necessariamente que a explosão não é extinta pelo agente. Nesta aplicação, detector normalmente é utilizado para detectar bola de fogo em expansão a partir de explosão e o agente é descarregado rapidamente para suprimir a explosão. A supressão de explosão é utilizada principal mas não isoladamente em aplicações de defesa. (4) Na transformação de áreas em inertes, composição que contém fluoroolefina de acordo com o presente relatório descritivo é descarregada em espaço para evitar o início de explosão ou incêndio. Freqüentemente, é empregado sistema similar ou idêntico ao utilizado para supressão ou extinção de fogo por inundação total. Normalmente, a presença de uma condição perigosa (tal como concentrações perigosas de gases explosivos ou inflamáveis) é detectada e a composição que contém fluoroolefina de acordo com o presente relatório descritivo é carregada para evitar a ocorrência de explosão ou fogo até que a condição possa ser remediada.
[0116] O método de extinção pode ser conduzido por meio de introdução da composição em uma área fechada em volta de um incêndio. Qualquer dos métodos conhecidos de introdução pode ser utilizado, desde que as quantidades apropriadas da composição sejam medidas na área fechada em intervalos apropriados. Uma composição pode ser introduzida, por exemplo, por meio de fluxo, tal como utilizando equipamento de extinção de fogo portátil (ou fixo) convencional; por meio de nebulização; ou por inundação, tal como por meio de liberação (utilizando tubulação apropriada, válvulas e controles) da liberação em uma área fechada em volta de um incêndio. A composição pode ser opcionalmente combinada com um propelente inerte, tal como nitrogênio, argônio, produtos de decomposição de polímeros de glicidil azida ou dióxido de carbono, para aumentar a velocidade de descarga da composição do equipamento de fluxo ou inundação utilizado.
[0117] Preferencialmente, o processo de extinção envolve a introdução de uma composição que contém fluoroolefina de acordo com o presente relatório descritivo a fogo ou chama em quantidade suficiente para extinguir o fogo ou chama. Os técnicos no assunto reconhecerão que a quantidade de supressor de chama necessária para extinguir fogo específico dependerá da natureza e da extensão do dano. Quando o supressor de chama necessitar ser introduzido por meio de inundação, dados de teste de queimador de xícaras são úteis na determinação da quantidade ou concentração de supressor de chama necessária para extinguir tipo e tamanho específico de incêndio.
[0118] Testes de laboratórios úteis para determinar as faixas de concentração eficazes de composições que contêm fluoroolefina quando utilizadas em conjunto com a extinção ou supressão de fogo em aplicação de inundação total ou para tornar áreas inertes a incêndio são descritos, por exemplo, na Patente Norte-Americana US 5.759.430, que é incorporada ao presente como referência. EXEMPLOS EXEMPLO 1 IMPACTO DE VAZAMENTO DE VAPOR
[0119] Um recipiente é carregado com composição inicial sob temperatura de -25 °C ou, caso especificado, a 25 °C, e é medida a pressão de vapor inicial da composição. A composição é mantida em vazamento do recipiente, enquanto a temperatura é mantida constante, até 50% em peso da composição inicial são removidos, quando é medida a pressão de vapor da composição restante no recipiente. Os resultados são exibidos na Tabela 9.
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[0120] A diferença de pressão de vapor entre a composição original e a composição restante após a remoção de 50% em peso é de menos de cerca de 10% para as composições de acordo com a presente invenção. Isso indica que as composições de acordo com a presente invenção seriam azeotrópicas ou quase azeotrópicas. EXEMPLO 2 DADOS DE DESEMPENHO DE REFRIGERAÇÃO
[0121] A Tabela 10 exibe o desempenho de várias composições refrigerantes de acordo com a presente invenção em comparação com HFC- 134a. Na Tabela 10, Evap. Pres. é a pressão do evaporador, Cond. Pres. é a pressão do condensador, Comp. Disch. T é a temperatura de descarga do compressor, COP é a eficiência de energia e CAP é a capacidade. Os dados são baseados nas condições a seguir: Temperatura do evaporador: 4,4 °C. Temperatura do condensador: 54,4 °C. Temperatura de subresfriamento: 5,5 °C. Temperatura do gás de retorno: 15,6 °C. Eficiência do compressor: 100%.
[0122] Observe-se que o superaquecimento está incluído nos cálculos de capacidade de resfriamento.
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[0123] Várias composições possuem eficiência de energia (COP) ainda mais alta que HFC-134a enquanto mantêm pressões de descarga e temperaturas mais baixas. A capacidade das composições do presente também é similar a R134a, o que indica que estas poderão ser refrigerantes substitutos para R134a em refrigeração e ar condicionado, particularmente em aplicações de ar condicionado móvel. As composições que contêm hidrocarbonetos podem também aumentar a solubilidade em óleo com óleo mineral convencional e lubrificantes de alquil benzeno. EXEMPLO 3 DADOS DE DESEMPENHO DE REFRIGERAÇÃO
[0124] A Tabela 11 exibe o desempenho de várias composições refrigerantes de acordo com a presente invenção em comparação com R404A e R422A. Na Tabela 11, Evap. Pres. é a pressão do evaporador, Cond. Pres. é a pressão do condensador, Comp. Disch. T. é a temperatura de descarga do compressor, EER é a eficiência de energia e CAP é a capacidade. Os dados são baseados nas condições a seguir: Temperatura do evaporador: -17,8 °C. Temperatura do condensador: 46,1 °C. Temperatura de sub-resfriamento: 5,5 °C. Temperatura do gás de retorno: 15,6 °C. Eficiência do compressor: 70%.
[0125] Observe-se que o superaquecimento está incluído nos cálculos de capacidade de resfriamento.
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[0126] Várias composições possuem eficiência de energia (COP) comparável com R404A e R422A superior. As temperaturas de descarga também são mais baixas que R404A e R507A. A capacidade das composições do presente também é similar a R404A, R507A e R422A, o que indica que estes poderão ser refrigerantes substitutos para refrigeração e ar condicionado. As composições que contêm hidrocarbonetos podem também aumentar a solubilidade em óleo com óleo mineral convencional e lubrificantes de alquil benzeno. EXEMPLO 4 DADOS DE DESEMPENHO DE REFRIGERAÇÃO
[0127] A Tabela 12 exibe o desempenho de várias composições refrigerantes de acordo com a presente invenção em comparação com HCFC- 22, R410A, R407C e R417A. Na Tabela 12, Evap. Press. é a pressão do evaporador, Cond. Pres. é a pressão do condensador, Comp. Disch. T. é a temperatura de descarga do compressor, EER é a eficiência de energia e CAP é a capacidade. Os dados são baseados nas condições a seguir. Temperatura do evaporador: 4,4 °C. Temperatura do condensador: 54,4 °C. Temperatura de subresfriamento: 5,5 °C. Temperatura do gás de retorno: 15,6 °C. Eficiência do compressor: 100%.
[0128] Observe-se que o superaquecimento está incluído em cálculos de capacidade de resfriamento.
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[0129] As composições possuem eficiência de energia (EER) comparável com R22, R407C, R417A e R410A, mantendo ao mesmo tempo baixas temperaturas de descarga. A capacidade para as composições do presente também é similar a R22, R407C e R417A, o que indica que estes poderão ser refrigerantes substitutos para refrigeração e condicionamento de ar. As composições que contêm hidrocarboneto podem também aumentar a solubilidade em óleo com óleo mineral convencional e lubrificante de alquli benzeno. EXEMPLO 5 DADOS DE DESEMPENHO DE REFRIGERAÇÃO
[0130] A Tabela 12 exibe o desempenho de várias composições refrigerantes de acordo com a presente invenção em comparação com HCFC- 22 e R410A. Na Tabela 12, Evap. Pres. é a pressão do evaporador, Cond. Pres. é a pressão do condensador, Comp. Disch. T. é a temperatura de descarga do compressor, EER é a eficiência de energia e CAP é a capacidade. Os dados são baseados nas condições a seguir. Temperatura do evaporador: 4 °C. Temperatura do condensador: 43 °C. Temperatura de subresfriamento: 6 °C. Temperatura de retorno de gás: 18 °C. Eficiência do compressor: 70%.
[0131] Observe-se que o superaquecimento está incluído nos cálculos de capacidade de resfriamento.
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[0132] As composições possuem eficiência de energia (EER) comparável para R22 e R410A, mantendo ao mesmo tempo temperaturas de descarga razoáveis. A capacidade para as composições do presente também é similar a R22, o que indica que estes poderão ser refrigerantes substitutos para refrigeração e ar condicionado. EXEMPLO 6 INFLAMABILIDADE
[0133] Compostos inflamáveis podem ser identificados por meio de teste sob ASTM (Sociedade Norte-Americana de Testes e Materiais) E681-01, com fonte de ignição eletrônica. Estes testes de inflamabilidade foram conduzidos sobre HFC-1234yf, HFC-1225ye e mistura do presente relatório descritivo em 101 kPa (14,7 psia), 100 °C e umidade relativa de 50% em várias concentrações em ar a fim de determinar o limite de inflamabilidade inferior (LFL) e limite de inflamabilidade superior (UFL). Os resultados são fornecidos na Tabela 13.
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[0134] Os resultados indicam que, embora HFC-1234yf seja inflamável, a adição de HFC-1225ye reduz a inflamabilidade. São preferidas, portanto, composições que compreendem cerca de 1% em peso a cerca de 49% em peso de HFC-1234yf e cerca de 99% em peso a cerca de 51% em peso de HFC-1225ye.

Claims (11)

1. COMPOSIÇÃO, caracterizada por compreender uma composição azeotrópica ou quase azeotrópica selecionada a partir do grupo que consiste em : - 40% em peso a 99% em peso de HFC-1225ye e 60% em peso a 1% em peso de HFC-134a; - 1% em peso a 84% em peso de HFC-1225ye e 99% em peso a 16% em peso de HFC-161; - 90% em peso a 99% em peso de HFC-1225ye e 10% em peso a 1% em peso de HFC-161; - 1% em peso a 98% em peso de HFC-1225ye, 1% em peso a 98% em peso de HFC-134a e 1% em peso a 20% em peso de dimetiléter; e - 1% em peso a 98% em peso de HFC-1225ye, 1% em peso a 98% em peso de HFC-134 e 1% em peso a 98% em peso de HFC-227ea.
2. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente um lubrificante selecionado a partir do grupo que consiste em poliol ésteres, polialquileno glicóis, polivinil éteres, óleo mineral, alquilbenzenos, parafinas sintéticas, naftenos sintéticos e poli(alfa)olefinas.
3. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente um rastreador selecionado a partir do grupo que consiste em hidrofluorocarbonos, hidrocarbonetos deuterados, hidrofluorocarbonos deuterados, perfluorocarbonos, fluoroéteres, compostos bromados, compostos iodados, álcoois, aldeídos, cetonas, óxido nitroso (N2O) e suas combinações.
4. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por compreender adicionalmente um rastreador selecionado a partir do grupo de consiste em CD3CD3, CD3CD2CD3, CD2F2, CF3CD2CF3, CD2FCF3, CD3CF3, CDF2CF3, CF3CDFCF3, CF3CF2CDF2, CDF2CDF2, CF3CF2CD3, CF3CD2CH3, CF2CH2CD3, CF3CF3, ciclo-CF2CF2CF2-, CF3CF2CF3, ciclo-CF2CF2CF2CF2-, CF3CF2CF2CF3, CF3CF(CF3)2, ciclo- CF(CF3)CF2CF(CF3)CF2-, trans-ciclo-CF2CF(CF3)CF(CF3)CF2-, cis-ciclo- CF2CF(CF3)CF(CF3)CF2-, CF3OCHF2, CF3OCH2F, CF3OCH3, CF3OCHFCF3, CF3OCH2CF3, CF3OCH2CHF2, CF3CH2OCHF2, CH3OCF2CF3, CH3CF2OCF3, CF3CF2CF2OCHFCF3, CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCHFCF3, CHF3, CH2FCH3, CHF2CH3, CHF2CHF2, CF3CHFCF3, CF3CF2CHF2, CF3CF2CH2F, CHF2CHFCF3, CF3CH2CF3, CF3CF2CH3, CF3CH2CHF2, CHF2CF2CH3, CF3CHFCH3, CF3CH2CH3, CH3CF2CH3, CH3CHFCH3, CH2FCH2CH3, CHF2CF2CF2CF3, (CF3)2CHCF3, CF3CH2CF2CF3, CHF2CF2CF2CHF2, CH3CF2CF2CF3, CF3CHFCHFCF2CF3, perfluorometilciclopentano, perfluorometilciclohexano, perfluorodimetilciclohexano (orto, meta ou para), perfluoroetilciclohexano, perfluoroindano, perfluorotrimetilciclohexano e seus isômeros, perfluoroisopropilciclohexano, cis-perfluorodecalina, transperfluorodecalina, cis ou trans-perfluorometildecalina e seus isômeros, CH3Br, CH2FBr, CHF2Br, CHFBr2, CHBr3, CH2BrCH3, CHBr=CH2, CH2BrCH2Br, CFBr=CHF, CF3I, CHF2I, CH2FI, CF2ICH2F, CF2ICHF2, CF2ICF2I, C6F5I, etanol, n-propanol, isopropanol, acetona, n-propanal, n-butanal, metil etil cetona, óxido nitroso e suas combinações.
5. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente pelo menos uma tintura fluorescente ultravioleta selecionada a partir do grupo que consiste em naftalimidas, perilenos, cumarinas, antracenos, fenantracenos, xantenos, tioxantenos, naftoxantenos, fluoresceínas, derivados da mencionada tintura e suas combinações.
6. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por compreender adicionalmente pelo menos um agente solubilizante selecionado a partir do grupo que consiste em hidrocarbonetos, dimetiléter, polioxialquileno glicol éteres, amidas, cetonas, nitrilas, clorocarbonetos, ésteres, lactonas, aril éteres, hidrofluoroéteres e 1,1,1- trifluoroalcanos.
7. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente um estabilizante, extrator de água ou agente mascarador de odores.
8. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo mencionado estabilizante ser selecionado a partir do grupo que consiste em nitrometano, fenóis impedidos, hidroxilaminas, tióis, fosfitos e lactonas.
9. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE RESFRIAMENTO, caracterizado por compreender a evaporação da mencionada composição conforme definida na reivindicação 1 nas proximidades de um corpo a ser resfriado e, em seguida, condensação da mencionada composição.
10. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE CALOR, caracterizado pelo mencionado método compreender a condensação da mencionada composição conforme definida na reivindicação 1 nas proximidades de um corpo a ser aquecido e, em seguida, evaporação da mencionada composição.
11. MÉTODO DE UTILIZAÇÃO DA COMPOSIÇÃO, conforme definida na reivindicação 1, caracterizado por ser como composição de fluido de transferência de calor, em que o mencionado processo compreende o transporte da mencionada composição de uma fonte de calor para um sifão de calor.
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