CN102224216B - 传热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于从热源到散热器进行传热的方法，所述方法包括使用一种组合物作为传热介质，该组合物包括：至少一种不含官能团的氟化流体(流体(H))；至少一种包括重复单元(R1)的官能性(全)氟聚醚(官能性PFPE(1))，所述重复单元包括在该主链中的至少一个醚键以及至少一个氟原子(氟聚氧亚烷基链)、以及至少一个选自-COOH和-CONH2之间的官能端基；至少一种官能性(全)氟聚醚(官能性PFPE(2))，它包括如以上定义的重复单元(R1)以及至少一个选自-COCF3与其羟基化衍生物-C(OH)2CF3之间的官能端基。

Description

传热方法
技术领域
本发明涉及氟化的流体组合物作为传热介质的用途，这些传热介质在多种依赖传热的应用中具有改进的热传导性以及腐蚀保护性。
背景技术
传热流体在本领域中已知是用在加热和冷却系统中；典型地，所述传热介质包括水、水性盐水、醇类、乙二醇类、氨、烃类、醚类、以及这些材料的不同的卤素衍生物类，如氯氟碳类(CFC)、氯氟烃类(HFC)，(全)氟聚醚(PFPE)以及类似物。
此类流体被用于将热量从一个物体传递至另一个物体，典型地是从一个热源(例如，一台车辆发动机、锅炉、计算机芯片、或制冷器)到一个散热器，从而完成该热源的冷却、该散热器的加热、或者去除由该热源所产生的不希望的热量。该传热介质在该热源与该散热器之间提供了一条热路径；它可以通过一个回路系统或另一个流动系统进行循环以改进热流动或者它可以与热源和散热器直接接触。
氟化的流体由于它们高的化学及热稳定性、无毒性及无可燃性而特别适合应用于传热回路中，其中此类特性，特别是这种不可燃性，由于高的安全标准而是及其重要的；它们的例子是飞机上加载的冷却回路、用于超市的制冷系统或者工厂中的传热回路。
具体地说，氟化醚类流体，值得注意地像(氢)氟(聚)醚，由于它们宽的液体范围而被广泛地用作传热介质，尤其是作为低温二次制冷剂用于二次回路制冷系统中，在该系统中流体的粘度在室温下应该不太高。
因此，US2007/0187639(E.I.DUPONTDENEMOURS)16.08.2007披露了一种传热的流体组合物，该组合物包括一种传热的流体，该流体选自：饱和的以及不饱和的碳氟化合物类、氯氟烃类、(氢)氟醚类、烃类、二氧化碳、二甲醚、氨及其混合物以及一种全氟聚醚。所述全氟聚醚的这两个端基可以独立地是功能化的或非功能化的：一种典型的功能端基是选自酯类、羟基、胺类、酰胺类、氰基、羧酸类以及磺酸类。
同样，WO2007/099055(SOLVAYSOLEXISS.P.A.)07.09.2007披露了多种组合物作为传热流体的用途，这些组合物包括氢氟聚醚(HFPE)和/或氢氟醚(HFE)结合一种具有选自吡啶、胺、芳基类别中的端基的(全)氟聚醚。关于所述组合物的传热特性未提供数据。
然而，现有技术的传热介质总体上遭受以下缺点，即它们并不适当地保护那些通常由金属材料(例如像铜、铁、钢、铝)制成的热交换表面对抗腐蚀。典型地，冷却回路确实在接点密封件或填充剂管线附近被暴露于漏泄中：由此，当进行热循环时，湿气可以穿透其中并且促进金属热交换表面的腐蚀。
进一步地，对于具有改进的热传导性的传热介质存在一种持续性需要，从而来减少该热交换系统的热交换表面并且因此减小此种系统的尺寸和重量，因此优化可得的使用空间；这种尺寸减小/小型化尤其在机载中(其中空间可得性可能是个问题)是特别有利的。
因此在本领域中仍然对于具有改进的热传导性同时展现出突出的抗锈蚀特性的一种传热介质存在需要，因此所述介质适合用于通常由金属材料、特别是总体上用于航空器和车辆中的轻质材料如铝、铝/镁合金、钛所制成的传热回路中，并且因此使能克服现有技术的传热流体的缺点。
发明的披露内容
因此本发明的一个目的是用于从热源到散热器进行传热的一种方法，所述方法包括使用一种组合物作为传热介质，该组合物包括：
至少一种不含官能团的氟化流体(流体(H))；
至少一种包括重复单元(R1)的官能性(全)氟聚醚(功能性PFPE(1))，所述重复单元包括在该主链中的至少一个醚键以及至少一个氟原子(氟聚氧亚烷基链)、以及至少一个选自-COOH和-CONH2之间的官能端基；
至少一种官能性(全)氟聚醚(官能性PFPE(2))，它包括如以上定义的重复单元(R1)以及至少一个选自-COCF3与其羟基化衍生物-C(OH)2CF3之间的官能端基。
本申请人已经发现，将官能性(全)氟聚醚的所述组合加入所述流体(H)中使能成功地改进所生成的传热介质的热传导性，从而使之有可能有利地减小热交换表面的尺寸和重量、而同时有利地保护传热系统的金属性表面免于腐蚀。
为避免疑虑，在此术语“不含官能团的氟化流体(流体(H))”旨在表示不含官能团、值得注意地像-COOH和-CONH2基团的一种包括碳及氟原子的化学化合物。任选地，流体(H)可以包含多个氢原子、不同于氟原子的卤素原子和/或醚氧原子。
在优选的不含官能团的氟化流体(流体(H))之中，可以提及饱和的以及不饱和的碳氟化合物(FC)、氯氟碳(CFC)和氢氟烷(HFC)、氢氟醚(HFE)、氢氟聚醚(HFPE)、全氟聚醚(PFPE)。
该不含官能团的氟化流体(流体(H))优选地是一种不含官能团的氟化醚流体(流体(H-1))。
该不含官能团的氟化醚流体(流体(H-1))是一种包括碳、氟以及一个或多个醚氧原子的化学化合物，所述醚不含官能团、值得注意地像-COOH和-CONH2基团。任选地，流体(H-1)可以包含多个氢原子和/或不同于氟原子的卤素原子。
该不含官能团的氟化醚流体(流体(H-1))典型地符合以下式(IA)或(IB)：
RO-(Rf)r-R’(IA)RO-J-(O)j-R’(IB)
其中：
R和R’彼此相等或不同，独立地选自-CmF2m+1、-CnF2n+1-hHh、-CpF2p+1-h’Xh’、-CzF2zOCyF2y+1、-CuF2u-u’Hu’OCwF2w+1-w’Hw’、-CuF2u-u’Hu’OCyF2y+1的基团；其中m、n、p、u、w、y、z是从1至8、优选从1至7的整数；h、h’、u’以及w’是≥1的整数，被选择为使得h≤2n+1，h’≤2p+1，u’≤2u，w’≤2w+1；X是选自Cl、Br、I中的一个卤素原子，优选是一个氯原子；
r等于0或1；j等于0或1；
Rf是包括重复单元Ro的一条氟聚氧亚烷基链，所述重复单元是选自下组，其构成为：
(i)-CFXO-，其中X是F或CF3；
(ii)-CF2CFXO-，其中X是F或CF3；
(iii)-CFXCF2O-，其中X是F或CF3；
(iv)-CF2CF2CF2O-；
(v)-CF2CF2CF2CF2O-；
(vi)-(CF2)k-CFZ-O-，其中k是一个从0至3的整数，并且Z是具有通式-ORFT3的一个基团，其中RF是包括从0至10的数目的重复单元的一条氟聚氧亚烷基链，所述重复单元是选自以下各项：-CFXO-、-CF2CFXO-、-CF2CF2CF2O-、-CF2CF2CF2CF2O-，其中每个X独立地是F或CF3；并且T3是一个C1-C5全氟烷基基团、以及其混合物；
J是一个具有1至12个碳原子、直链或支链的、脂肪族或芳香族的二价的烃基，优选是一个具有1至6个碳原子的脂肪族二价烃基，例如-CH2-、-CH2CH2-或-CH(CH3)-。
流体(H-1)优选符合下面的式(IIA)或(IIB)：
R*O-(Rf)r-R*’(IIA)R*O-J-(O)j-R*’(IIB)，其中
R*和R*’彼此相等或不同，独立地选自-CmF2m+1、-CnF2n+1-hHh、-CzF2zOCyF2y+1、-CuF2u-u’Hu’OCwF2w+1-w’Hw’、-CuF2u-u’Hu’OCyF2y+1的基团；其中m、u、w、y、z是从1至8、优选从1至7的整数；h、u’以及w’是≥1的整数，被选择为使得h≤2n+1，u’≤2u，w’≤2w+1；
Rf、J、j以及r具有如以上所定义的相同含义。
该不含官能团的氟化醚流体(流体(H-1))优选地是一种氢氟醚(流体(HFE))、一种氢氟聚醚(流体(HFPE))或一种全氟聚醚(流体(PFPE))。
流体(HFE)典型地符合如上所说明的式(IIA)或(IIB)，其中：
r等于0；
R*和R*’彼此相等或不同、具有如以上所定义的相同含义，其前提是在式(IIA)中R*和R*’中的至少一个是如以上所定义的一个-CnF2n+1-hHh基团或一个-CuF2u-u’Hu’OCwF2w+1-w’Hw’基团；
Rf、J、以及j具有如以上所定义的相同含义。
根据本发明的一个第一实施方案，流体(HFE)符合如以上所说明的式(IIA)，其中r是0，也就是说流体(HFE)符合以下式(IIIA-1)(流体(HFE-1))：
R*O-R*’(IIIA-1)，
其中：
R*和R*’彼此相等或不同，独立地选自-CmF2m+1、-CnF2n+1-hHh、-CzF2zOCyF2y+1的基团；其中m、n、y、z是从1至8、优选从1至7的整数；h是≥1的整数，被选择为使得h≤2n+1，其前提是R*和R*’中的至少一个是如上所定义的一个-CnF2n+1-hHh基团；
用于本发明中的由式(IIIA-1)所说明的流体(HFE-1)的代表性化合物包括但不限于以下的化合物以及它们的混合物：C3F7OCH3、C4F9OCH3、C4F9OC2H5、C7F15OC2H5。
根据本发明的一个第二实施方案，流体是一种具有如上所定义的通式(IIB)的流体(HFE-2)，其中：
R*和R*’彼此相等或不同，独立地选自-CmF2m+1、-CnF2n+1-hHh、-CuF2u-u’Hu’OCwF2w+1-w’Hw’、-CuF2u-u’Hu’OCyF2y+1的基团；其中m、n、u、w、y是从1至8、优选从1至7的整数；h、u’以及w’是≥1的整数，被选择为使得h≤2n+1，u’≤2u，w’≤2w+1；
J和j具有如以上所定义的相同含义。
根据这个第二实施方案的流体(HFE-2)的非限定性实例值得注意地是CF3CFHCF2CH(CH3)OCF2CFHCF3、CF3CFHCF2CH2OCF2CFHCF3、CF3CF(CH2OCF2CFHCF3)CFHCF(CF3)2、CF3CFHCF(CH2OCF2CFHCF3)CF(CF3)2、CF3CF[CH(CH3)OCF2CFHCF3]CFHCF(CF3)2、CF3CF[CH(CH3)OCF2CFHCF3]CFHCF2CF3、CF3CF2CF[CH(CH3)OCF2CFHCF3]CFHCF3、CF3CFHCF2C(CH3)2OCF2CFHCF3、CF3CFHCF2CH2OCF2CFHOC4F9、CF3CFHCF2CH(OCF2CFHCF3)CH2OCF2CFHCF3、CF3CFHCF2CH2OCF2CFHOC3F7、CF3CFHCF2CH2OCF2CFHOCF3、CF3CF2CF2OCH2CH2CH2OCF2CF2CF3、CF3CF2CF2CF2OCH2CH2CH2OCF2CF2CF2CF3、CF3CF2CF2OCH2CH2OCF2CF2CF3、CF3CF2CF2CF2CF2OCH2CH2CH2OCF2CF2CF2CF2CF3、CF3CF2CF[CF(CF3)2]OCH2CH2CH2OCF[CF(CF3)2]CF2CF3。
根据本发明的这个第二实施方案的流体(HFE-2)值得注意地是在US2007051916(3MINNOVATIVEPROPERTIESCO)08.03.2007中或者在US6953082(3MINNOVATIVEPROPERTIESCO.)11.10.2005中所披露的那些。
该不含官能团的氟化醚流体(流体(H-1))更优选地是一种流体(HFPE))或一种流体(PFPE)。
该流体(HFPE)典型地符合如上所说明的式(IIA)，其中：
R*和R*’彼此相等或不同，独立地选自-CmF2m+1、-CnF2n+1-hHh、-CuF2u-u’Hu’OCwF2w+1-w’Hw’、-CuF2u-u’Hu’OCyF2y+1的基团；其中m、n、u、w、y是从1至8、优选从1至7的整数；h、u’以及w’是≥1的整数，被选择为使得h≤2n+1，u’≤2u，w’≤2w+1，其前提是R*和R*’中的至少一个是如上所定义的一个-CnF2n+1-hHh基团；
Rf具有以上定义的相同含义；
r等于1。
该流体(HFPE)优选地是一种具有通式(IIIA-2)的流体(HFPE-1)：
R*O-Rf’-R*’(IIIA-2)，其中：
R*和R*’彼此相等或不同，独立地选自-CmF2m+1与-CnF2n+1-hHh基团之间；其中m、n是从1至3的整数；h是≥1的整数，被选择为使得h≤2n+1，其前提是R*和R*’中的至少一个是如上所定义的一个-CnF2n+1-hHh基团；
Rf’是选自以下各项之中：
(1)-(CF2O)a-(CF2CF2O)b-(CF2-(CF2)z′-CF2O)c，其中a、b和c是高达100、优选地高达50的整数，并且z’是等于1或2的整数；a≥0，b≥0，c≥0并且a+b≥0；优选地，a和b各自是＞0，并且b/a是包括在0.1与10之间；
(2)-(C3F6O)c’-(C2F4O)b-(CFXO)t-，其中X在每次出现时独立地选自-F和-CF3之中；b、c’以及t是高达100的整数，c’＞0，b≥0，t≥0；优选地，b和t是＞0，c’/b是包括在0.2与5.0之间，并且(c’+b)/t是包括在5与50之间；
(3)-(C3F6O)c’-(CFXO)t-，其中X在每次出现时独立地选自-F和-CF3之中；c’和t是高达100的整数，c’＞0，t≥0，优选地，t＞0，c’/t是包括在5与50之间。
在式(III-A-2)中的Rf’优先选自如以上所详述的结构(1)和(2)之中。
由式(IIIA-2)所说明的流体(HFPE-1)的非限定性实例是值得注意地符合以下通式的那些：HCF2O(CF2CF2O)CF2H；HCF2O(CF2CF2O)2CF2H；HCF2O(CF2CF2O)2(CF2O)2CF2H；HCF2O(CF2CF2O)3CF2H；HCF2O(CF2CF2O)3(CF2O)2CF2H；HCF2O(CF2CF2O)4CF2H；HCF2O(CF2CF2O)3CF2OCF2H；HCF2O(CF2CF2O)4CF2OCF2H；CF3O(CF2CF2O)2CF2H；CF3O(CF2CF2O)2(CF2O)CF2H；CF3O(CF2CF2O)(CF2O)2CF2H；CF3O(CF2CF2O)2(CF2O)2CF2H；CF3O(CF2CF(CF3)O)2CF2H；CF3O(CF2CF(CF3)O)3CF2H；CF3O(C3F6O)2(CF(CF3)O)CF2H；HCF2CF2O(CF2CF2O)CF2CF2H；HCF2CF2OCF2C(CF3)2CF2OCF2CF2H；CH3OCF2CF2OCH3；CH3O(CF2CF2O)2CH3；CH3O(CF2CF2O)(CF2O)(CF2CF2O)CH3；CH3O(CF2CF2O)3CH3；CH3O(CF2CF2O)(CF2O)2(CF2CF2O)CH3；C2H5OCF2CF2OC2H5；C2H5O(CF2CF2O)2C2H5；CH3OCF2H；CH3OCF2CF2OCF2H；CH3OCF2CF2OCF2OCF2H；C2H5OCF2H；C2H5OCF2CF2OCF2H；C2H5O(CF2CF2O)2CF2H。
本发明的流体(HFPE-1)值得注意地是从Solvay SolexisS.p.A.在商品名 下可得到的那些。
该流体(PFPE)典型地符合如上所说明的式(IIA)，其中：
R*和R*′彼此相同或不同，独立地选自-CmF2m+1基团之中，其中m是从1到8、优选从1到7的整数；
Rf具有以上定义的相同含义；
r等于1。
该流体(PFPE)优选地是一种具有以下通式(IIIA-3)的流体(PFPE-1)：
R*O-Rf’-R*’(IIIA-3)，其中：
R*和R*′彼此相同或不同，独立地选自-CmF2m+1基团之中，其中m是从1到3的整数；
Rf’是选自以下各项之中：
(1)-(CF2O)a-(CF2CF2O)b-(CF2-(CF2)z′-CF2O)c，其中a、b和c是高达100、优选地高达50的整数，并且z’是等于1或2的整数；a≥0，b≥0，c≥0并且a+b＞0；优选地，a和b各自是＞0，并且b/a是包括在0.1与10之间；
(2)-(C3F6O)c’-(C2F4O)b-(CFXO)t-，其中X在每次出现时独立地选自-F和-CF3之中；b、c’以及t是高达100的整数，c’＞0，b≥0，t≥0；优选地，b和t是＞0，c’/b是包括在0.2与5.0之间，并且(c’+b)/t是包括在5与50之间；
(3)-(C3F6O)c’-(CFXO)t-，其中X在每次出现时独立地选自-F和-CF3之中；c’和t是高达100的整数，c’＞0，t≥0，优选地，t＞0，c’/t是包括在5与50之间。
在式(III-A-3)中的Rf’优先选自如以上所详述的结构(3)和(2)之中。
流体(PFPE-1)的非限制性实例是值得注意地从SolvaySolexisS.p.A.在商品名下可得到的那些。
流体(HFPE)以及流体(PFPE)有利地在20℃具有的粘度是最多20cSt、优选地最多10cSt、最优选是最多5cSt。
本发明的官能性(全)氟聚醚、官能性PFPE(1)以及官能性PFPE(2)典型地符合以下化学式(IV)：
T1-(CFX)p-O-Rf”-(CFX)p’-T2(IV)
其中：
每个X独立地是F或CF3；当X是F时，p和/或p’彼此相等或不同、是高达3的整数，其中p和p’优选地等于1；当X是CF3时，p和/或p’是等于1。
Rf”是包括重复单元Ro’的一条氟聚氧亚烷基链，所述重复单元是选自下组，其构成为：
(i)-CFXO-，其中X是F或CF3，
(ii)-CF2CFXO-，其中X是F或CF3，
(iii)-CF2CF2CF2O-；
(iv)-CF2CF2CF2CF2O-，
(v)-(CF2)k-CFZ-O-，其中k是一个从0至3的整数，并且Z是具有通式-ORFT3的一个基团，其中RF是包括从0至10的数目的重复单元的一条氟聚氧亚烷基链，所述重复单元是选自以下各项：-CFXO-、-CF2CFXO-、-CF2CF2CF2O-、-CF2CF2CF2CF2O-，其中每个X独立地是F或CF3；并且T3是一个C1-C3全氟烷基基团、以及其混合物；
在官能性PFPE(1)中，T1和T2彼此相同或不同，其中的至少一个是选自-COOH与-CONH2之间的一个官能端基，剩下的T1或T2(如有的话)是一个氟原子或一个任选地含有H或Cl的C1-C3(全)氟烷基基团、优选是一个氟原子或一个C1-C3全氟烷基基团、更优选是一个氟原子；
在官能性PFPE(2)中，T1和T2彼此相同或不同，其中的至少一个是选自-COCF3与其羟基化衍生物-C(OH)2CF3之间的一个官能端基，剩下的T1或T2(如有的话)是一个氟原子或一个任选地含有H或Cl的C1-C3(全)氟烷基基团、优选是一个氟原子或一个C1-C3全氟烷基基团、更优选是一个氟原子。
优选的官能性PFPE(1)以及官能性PFPE(2)是符合以下化学式(V)的那些：
T1CF2O(CF2O)m(CF2CF2O)s(CF2CF(CF3)O)n(CF(CF3)O)rCF2T2(V)
其中：
带有下标m、n、r和s的这些全氟氧化亚烷基单元是沿着该链无规地分布的，m、n、r和s的值是使得平均分子量的范围从400至20000、优选地从1000至10000、更优选地从1400至6000；
T1和T2具有如以上所定义的相同含义。
最优选的官能性PFPE(1)以及官能性PFPE(2)是符合以下化学式(VI)的那些：T1CF2O(CF2CF(CF3)O)n(CF2O)m(CF(CF3)O)rCF2T2(VI)，其中
带有下标m、n和r的这些全氟氧化亚烷基单元是沿着该链无规地分布的，m、n和r的值是使得平均分子量的范围从400至20000、优选地从1000至10000、更优选地从1400至6000；
T1和T2具有如以上所定义的相同含义。
由式(VI)说明的本发明的官能性PFPE(1)及官能性PFPE(2)的混合物值得注意地是从SolvaySolexisS.p.A.在商品名和下可得到的。
官能性PFPE(1)及官能性PFPE(2)各自有利地具有的平均分子量的范围是从600至20500、优选地1500从至10500、更优选地从2000至6500。
本发明的传热介质有利地包括相对于该组合物的总重量至少1％wt、优选至少3％wt、更优选至少5％wt的官能性PFPE(1)及官能性PFPE(2)的一种混合物。
本发明的传热介质有利地包括相对于该组合物的总重量最多20％wt、优选最多15％wt、更优选最多10％wt的官能性PFPE(1)及官能性PFPE(2)的一种混合物。
相对于该组合物的总重量包括从5％wt至10％wt的官能性PFPE(1)及官能性PFPE(2)的一种混合物的传热介质在本发明的方法中给出了非常令人满意的结果。
本发明的方法特别地被适配用于运行一个二级回路热交换系统。就此看来，本发明的方法的散热器可以是一种初级制冷系统。所述初级制冷系统可以利用一种另外的流体，该流体用于冷却本发明的传热介质，它进而被用于冷却最终的部件/装置。
另外地，本发明的方法的热源可以是一种初级加热系统。所述初级加热系统可以利用一种另外的流体，该流体用于加热本发明的传热介质，它进而被用于加热最终的部件/装置。
本发明的方法由于改进的热传导性结合出色的抗锈蚀特性，而特别地被适配用于加热或冷却飞机、车辆或船舶上加载的室(例如，食品原料室，值得注意地是在运输车中包括的那些)。为此目的，本发明的方法的热源(或散热器)可以是如以上详述的一个加热或冷却室，而该散热器(或该热源)可以是一个初级制冷系统(或初级加热系统)。
现在将参考以下实例更详细地说明本发明，这些实例的目的仅是说明性的而非限制本发明的范围。
原材料
流体-A是具有的沸点为从120℃至155℃、主要符合化学式HCF2O(CF2CF2O)3CF2OCF2H、从Solvay Solexis在商标下可商购的氢氟聚醚类的一种混合物。
流体-B是具有化学式CF3O(CF2CF(CF3)O)n(CF2O)mCF3(其中n/m为40)、具有的沸点为从115℃到150℃、从SolvaySolexis在商标下可商购的全氟聚醚类的一种混合物。
是具有化学式CF3O(CF2CF(CF3)O)n(CF2O)m(CF(CF3)O)rCF2T、并且具有2600的平均分子量的官能性PFPE类的一种混合物，其中T是-COOH(占30％wt)或-COCF3(或其羟基化衍生物-C(OH)2CF3)(占70％wt)，n/(m+r)比率为15。
是具有化学式CF3O(CF2CF(CF3)O)n(CF2O)m(CF(CF3)O)rCF2T、并且具有2600的平均分子量的官能性PFPE类的一种混合物，其中T是-CONH2(占30％wt)或-COCF3(或其羟基化衍生物-C(OH)2CF3)(占70％wt)，n/(m+r)比率为15。
是具有化学式T1CF2O(CF2CF2O)s’(CF2O)m’CF2T2、具有2350的平均分子量的一种官能性PFPE，其中T1和T2各自是一种-CH2O-C6H4(NO2)2基团，并且s’/m’比率是1.5。
是具有化学式T1CF2O(CF2CF2O)s’(CF2O)m’CF2T2、具有4000的平均分子量的一种官能性PFPE，其中T1和T2各自是一个-COOH基团，比率s’/m’是1.5。
热传导率的测量
根据ASTMC1113-99(通过热的铂电阻丝温度计技术用于耐火材料的热传导率的标准试验方法)来进行热传导率的测量。
抗锈蚀试验的条件
装置由一个配备有搅拌器和水冷凝器的一升玻璃容器组成。在该容器的顶部放置有用于金属盘的玻璃支撑物。将多个小盘的铝合金(50x150x2mm)在通过用正己烷进行清洁及脱油之后进行使用、用沸点为60℃的进行洗涤并且在一个烘箱中于70℃下干燥。在该容器中引入一个称重量值的氟化醚流体(纯的或配混有官能性全氟聚醚的一种混合物)从而在搅拌下将该金属盘完全浸没在该流体中。向该容器中添加范围在2％v/v与5％v/v之间的一定量值的脱矿质水。将该混合物以500rpm搅拌以便产生一种液体流动并且同时使水相均匀地分散成小液滴。然后通过一个外部的油浴来加热该容器并且通过一个外部加热器控制器来控制温度。设定浴液温度以便得到90℃的流体温度并将其维持该试验的预设的持续时间(150小时；300小时；500小时)。
实例1
通过将1108g的如上详述的流体B以及96g的进行混合来制备一种流体组合物。该组合物是一种澄清的、无色的并且稳定的溶液。
使用一个用铝合金ENAW3103H14制成的金属盘来进行抗锈蚀试验。向该容器填充700ml的以上流体组合物并且加入14ml(2％v/v)的脱矿质水。在有力搅拌(500rpm)下将该混合物在90℃下加热500小时。在结束时该金属盘未改变，在其表面没有锈蚀迹象。热传导率测量以及抗锈蚀试验的结果在表1中列出。
实例1C(对比)
发现如上详述的纯的流体B的热传导率是0.0460W/(m·K)。
如实例1中的对纯的流体B进行抗锈蚀试验。在90℃下150小时之后，该金属盘在表面的几个部位上显示出腐蚀。
实例2
通过将1084g的如上详述的流体A以及120g的进行混合来制备一种流体组合物。该组合物是一种澄清的、无色的并且稳定的溶液。热传导率测量以及抗锈蚀试验的结果在表1中列出。
实例2C(对比)
发现纯的流体A的热传导率是0.076W/(m·K)，如表1中所列出的。
实例3C(对比)
通过将1108g的流体A以及96g的进行混合来制备一种流体组合物。该组合物是一种澄清的、无色的并且稳定的溶液。热传导率测量的结果在表1中列出。
实例4C(对比)
通过将1100g的流体A以及110g的进行混合来制备一种流体组合物。该组合物是一种澄清的、无色的并且稳定的溶液。热传导率测量的结果在表1中列出。
表1
只有同时添加官能性的PFPE(1)及(2)(参见实例1和2)使得能够实现相对于纯流体的热传导率的一种实质性增强；而添加一种单一的官能性(全)氟聚醚，值得注意地像具有-COOH官能端基的或具有-CH2O-C6H4(NO2)2官能端基的(对比实例3C和4C)并没有提供热传导率的任何增强。
同样，用本发明的这些组合物进行的抗锈蚀试验(实例1和2)关于纯流体(H)(实例1C和2C)没有显示出腐蚀迹象。

Claims (17)

1.用于从热源到散热器进行传热的方法，所述方法包括使用组合物作为传热介质，该组合物包括：
至少一种不含官能团的氟化流体H，其选自：饱和的以及不饱和的碳氟化合物、氯氟碳和氢氟烷、氢氟醚、氢氟聚醚、全氟聚醚；
至少一种官能性氟聚醚PFPE(1)，它包括：
-重复单元R1，所述重复单元包括在该主链中的至少一个醚键以及至少一个氟原子，以及
-至少一个选自-COOH和-CONH2之间的官能端基；
至少一种官能性氟聚醚PFPE(2)，它包括如以上定义的重复单元R1以及至少一个选自-COCF3与其羟基化衍生物-C(OH)2CF3之间的官能端基。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述官能性氟聚醚为官能性全氟聚醚。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中该不含官能团的氟化流体H是不含官能团的氟化醚流体H-1。
4.如权利要求3所述的方法，其中该不含官能团的氟化醚流体H-1符合以下式(IA)或(IB)：
RO-(Rf)r-R’(IA)
RO-J-(O)j-R’(IB)，
其中：
R和R’彼此相同或不同，独立地选自-CmF2m+1、-CnF2n+1-hHh、-CpF2p+1-h'Xh’、-CzF2zOCyF2y+1、-CuF2u-u’Hu’OCwF2w+1-w’Hw’、-CuF2u-u’Hu’OCyF2y+1的基团，其中m、n、p、u、w、y、z是从1至8的整数，h、h’、u’以及w’是≥1的整数，被选择为使得h≤2n+1，h’≤2p+1，u’≤2u，w’≤2w+1；X是卤素原子，该卤素原子选自Cl、Br、I；
r等于0或1；j等于0或1；
Rf是包括重复单元R°的氟聚氧亚烷基链，所述重复单元是选自下组，其构成为：
(i)-CFXO-，其中X是F或CF3；
(ii)-CF2CFXO-，其中X是F或CF3；
(iii)-CFXCF2O-，其中X是F或CF3；
(iv)-CF2Cz2CF2O-；
(v)-CF2CF2CF2CF2O-；
(vi)-(CF2)k-CFZ-O-，其中k是从0至3的整数，并且Z是具有通式-ORFT3的基团，其中RF是包括从0至10的数目的重复单元的氟聚氧亚烷基链，所述重复单元是选自以下各项：-CFXO-、-CF2CFXO-、-CF2CF2CF2O-、-CF2CF2CF2CF2O-，其中每个X独立地是F或CF3；并且T3是C1-C5全氟烷基基团、以及其混合物；
J是二价的、具有1至12个碳原子、直链或支链的、脂肪族的或芳香族的烃基。
5.如权利要求3所述的方法，其中该流体H-1符合以下的式(IIA)或(IIB)：
R*O-(Rf)r-R*’(IIA)
R*O-J-(O)j-R*’(IIB)，
其中：
R*和R*’彼此相同或不同，独立地选自-CmF2m+1、-CnF2n+1-hHh、-CzF2zOCyF2y+1、-CuF2u-u’Hu’OCwF2w+1-w’Hw’、-CuF2u-u’Hu’OCyF2y+1的基团；其中m、u、w、y、z是从1至8的整数；h、u’以及w’是≥1的整数，被选择为使得h≤2n+1，u’≤2u，w’≤2w+1；
Rf，J、j以及r具有如在权利要求4中所定义的相同含义。
6.如权利要求3所述的方法，其中该流体H-1是氢氟聚醚流体HFPE或全氟聚醚流体PFPE。
7.如权利要求6所述的方法，其中该流体HFPE符合如在权利要求5中所说明的式(IIA)，其中：
R*和R*’彼此相同或不同，独立地选自-CmF2m+1、-CnF2n+1-hHh、-CuF2u-u’Hu’OCwF2w+1-w'Hw’、-CuF2u-u’Hu’OCyF2y+1的基团；其中m、n、u、w、y是从1至8的整数；h、u’以及w’是≥1的整数，被选择为使得h≤2n+1，u’≤2u，w’≤2w+1，其前提是R*和R*’中的至少一个是如上所定义的-CnF2n+1-hHh基团；
Rf具有如在权利要求4中所定义的相同含义；
r等于1。
8.如权利要求6所述的方法，其中该流体PFPE符合如在权利要求5中所说明的式(IIA)，其中：
R*和R*′彼此相同或不同，独立地选自-CmF2m+1基团之中，其中m是从1到8的整数；
Rf具有如在权利要求4中所定义的相同含义；
r等于1。
9.如权利要求1或2所述的方法，其中这些官能性氟聚醚、官能性PFPE(1)以及官能性PFPE(2)符合以下式(IV)：
T1-(CFX)p-O-Rf”-(CFX)p’-T2(IV)
其中：
每个X独立地是F或CF3；当X是F时，p和/或p’彼此相等或不同、是至多为3的整数；当X是CF3时，p和/或p’是等于1；
Rf”是包括重复单元R°’的氟聚氧亚烷基链，所述重复单元是选自下组，其构成为：
(i)-CFXO-，其中X是F或CF3，
(ii)-CF2CFXO-，其中X是F或CF3，
(iii)-CF2CF2CF2O-，
(iv)-CF2CF2CF2CF2O-，
(v)-(CF2)k-CFZ-O-，其中k是从0至3的整数，并且Z是具有通式-ORFT3的基团，其中RF是包括从0至10的数目的重复单元的氟聚氧亚烷基链，所述重复单元是选自以下各项：-CFXO-、-CF2CFXO-、-CF2CF2CF2O-、-CF2CF2CF2CF2O-，其中每个X独立地是F或CF3；并且T3是C1-C3全氟烷基基团、以及其混合物；
在官能性PFPE(1)中，T1和T2彼此相同或不同，其中的至少一个是选自-COOH与-CONH2之间的官能端基，剩下的T1或T2，如有的话，是氟原子或任选地含有H或Cl的C1-C3氟烷基基团；
在官能性PFPE(2)中，T1和T2彼此相同或不同，其中的至少一个是选自-COCF3与其羟基化衍生物-C(OH)2CF3之间的官能端基，剩下的T1或T2，如有的话，是氟原子或任选地含有H或Cl的C1-C3氟烷基基团。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述C1-C3氟烷基基团为C1-C3全氟烷基基团。
11.如权利要求9所述的方法，其中该官能性PFPE(1)以及官能性PFPE(2)符合以下式(V)：T1CF2O(CF2O)m(CF2CF2O)s(CF2CF(CF3)O)n(CF(CF3)O)rCF2T2(V)
其中：
带有指数m、n、r和s的这些全氟氧化亚烃基单元是沿着该链无规地分布的，m、n、r和s的值是使得平均分子量的范围为从400至20000；
T1和T2具有如在权利要求9中所定义的相同含义。
12.如权利要求1或2所述的方法，其中该传热介质相对于该组合物的总重量包括从5％wt至10％wt的官能性PFPE(1)及官能性PFPE(2)的混合物。
13.如权利要求1或2所述的方法，其中该散热器是初级制冷系统。
14.如权利要求1或2所述的方法，其中该热源是初级加热系统。
15.如权利要求1或2所述的方法，其中该热源是在飞机、车辆或船舶上加载的冷却室，而该散热器是初级制冷系统。
16.如权利要求1或2所述的方法，其中该散热器是在飞机、车辆或船舶上加载的加热室，而该热源是初级加热系统。
17.如权利要求4所述的方法，其中m、n、p、u、w、y、z是从1至7的整数。
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