CN114316909A - 一种含氟传热流体及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含氟传热流体及其制备方法和应用，所述含氟传热流体其包含六氟丙烯二聚体、六氟丙烯三聚体、六氟丙烯四聚体、1,3,3,4,4,5,5‑七氟‑2‑(全氟丙‑2‑基)环戊‑1‑烯、3,3,4,4,5,5‑六氟‑1,2‑双（全氟丙‑2‑基）环戊‑1‑烯中一种或两种以上，所述传热流体的沸程为47.2‑158.6度，介电常数小于2。本发明的传热流体具有低介电常数、低毒性、低的全球暖化潜值（GWP）、良好的热传递性能、高的沸点。
Description
技术领域
本发明属于流体热传递技术领域。具体涉及一种含氟传热流体及其制备方法和应用。
背景技术
传热流体有全氟烃、全氟聚醚、直链的氢氟醚以及全氟胺等。全氟烃、全氟胺和全氟聚醚的全球暖化潜值（GWP100）一般大于5000，甚至更高，大气寿命长达数百年，在大气中的停留时间长。因此，全氟烃、全氟胺和全氟聚醚都不是理想的传热流体。而氢氟醚的GWP100值一般较低，具有良好的环境特性，但是常见的氢氟醚的介电常数较高，不能满足装载传热流体的装置的运作需求。另外，现有的全氟胺主要采用电解氟化的合成工艺来合成得到，该方法存在合成困难、合成效率低的缺陷。
综上所述，目前市场上还没有一种含氟传热流体同时满足低介电常数、低毒性、良好的热传递性能、低GWP100值的使用要求。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种含氟传热流体及其制备方法。
本发明具体技术方案如下：
1. 一种含氟传热流体，其特征在于，其包含六氟丙烯二聚体、六氟丙烯三聚体、六氟丙烯四聚体、1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯、3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯中一种、两种或两种以上，所述传热流体的沸程为47.2-158.6度，介电常数小于2。
2. 根据项1所述的含氟传热流体，其特征在于，六氟丙烯二聚体的摩尔百分含量为0-82%；六氟丙烯三聚体的摩尔百分含量为0-73%；六氟丙烯四聚体的摩尔百分含量为0-67%；1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-100%；3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-100%；上述所有物质的摩尔百分含量之和为100%。
3. 根据项1-2所述的含氟传热流体，其特征在于，六氟丙烯二聚体的摩尔百分含量为15-75%；六氟丙烯三聚体的摩尔百分含量为0-65%；六氟丙烯四聚体的摩尔百分含量为0-45%；1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯的摩尔百分含量为30-90%；3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-65%；上述所有物质的摩尔百分含量之和为100%。
进一步优选的，六氟丙烯二聚体的摩尔百分含量为15-70%；六氟丙烯三聚体的摩尔百分含量为0-35%；六氟丙烯四聚体的摩尔百分含量为0-30%；1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯的摩尔百分含量为35-80%；3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-25%；上述所有物质的摩尔百分含量之和为100%。
进一步优选的，六氟丙烯二聚体的摩尔百分含量为15-50%；六氟丙烯三聚体的摩尔百分含量为0-25%；六氟丙烯四聚体的摩尔百分含量为0-20%；1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯的摩尔百分含量为40-75%；3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-20%；上述所有物质的摩尔百分含量之和为100%。
进一步优选的，六氟丙烯二聚体的摩尔百分含量为15-40%；六氟丙烯三聚体的摩尔百分含量为0-15%；六氟丙烯四聚体的摩尔百分含量为0-10%；1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯的摩尔百分含量为60-70%；3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-15%；上述所有物质的摩尔百分含量之和为100%。
4. 根据项1所述的含氟传热流体，其特征在于，所述六氟丙烯二聚体为(E)-1,1,1,2,3,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-2-戊烯、(Z)-1,1,1,2,3,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-2-戊烯、1,1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)-2-戊烯中任意一种、两种或两种以上；六氟丙烯三聚体为E-1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-十二氟-2,4-双(三氟甲基)-3-庚烯、Z-1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-十二氟-2,4-双(三氟甲基)-3-庚烯、1,1,1,4,5,5,5-七氟-3-(全氟乙基)-2,4-双(三氟甲基)-2-戊烯、1,1,1,2,4,5,5,5-八氟-3-(全氟丙-2-基)-4-(三氟甲基)-2-戊烯中任意一种、两种或两种以上；六氟丙烯四聚体为1,1,1,2,5,6,6,6-八氟-2,3,5-三(三氟甲基)-4-(全氟丙-2-基)-3-己烯。
5. 一种制备如项1~4中任一项所述的含氟传热流体的方法，其特征在于，其包括：通过八氟环戊烯与六氟丙烯的反应制备得到所述含氟传热流体。
6. 根据项5所述的制备方法，其特征在于，所述传热含氟流体通过下述方法合成：在高压反应器中，有机溶剂中，八氟环戊烯与六氟丙烯在催化剂作用下发生亲核取代反应，八氟环戊烯与六氟丙烯的物质的量之比为1：0.5~10，反应温度0~100℃，反应压力为-0.08~0.8MPa，反应时间为3-48小时。
7. 根据项5或6所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为碱金属氟化物或五氟化锑。
8. 根据项7所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺、乙腈、丙腈、四氢呋喃、二甲基亚中的任意一种或数种。
9. 根据项5-8所述的制备方法，其特征在于，当有机溶剂为乙腈或丙腈中任意一种或数种；
八氟环戊烯与六氟丙烯的物质的量之比1：1~10；
反应温度0~50℃。
10. 根据项5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，当有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺中任意一种或数种；
八氟环戊烯与六氟丙烯的物质的量之比1：0.5~1；
反应温度0~50℃。
11. 根据项5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，当有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺中任意一种或数种；
八氟环戊烯与六氟丙烯的物质的量之比1：2~10；
反应温度0~50℃。
12. 根据项5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，当有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺中任意一种或数种；
八氟环戊烯与六氟丙烯的物质的量之比1：2~10；
反应温度60~100℃。
13. 根据项5-12任一项所述的制备方法，其特征在于，根据上述步骤得到混合液，将反应后的混合液进行过滤除去催化剂，然后使用分液漏斗对过滤液进行静置分层，下层即为传热流体。
14. 如项5~13中任一项所述的方法制备得到的含氟传热流体在5G基站、微处理器、功率控制半导体、配电开关设备、用于制造半导体器件的晶片、电力变压器、电路板、多芯片模板、封装和未封装的半导体器件、化学反应器、核反应堆、燃料电池、激光器和导弹原件的传热过程中浸没式冷却系统的应用。
发明的效果
本发明提供的传热流体具有低介电常数、低毒性、低的全球暖化潜值（GWP）、良好的热传递性能、高的沸点；本发明提供的含氟传热流体对目前正在使用的材料和设备的兼容性好，不需要更换材料和设备即可更换流体进行使用；本发明提供的传热流体的制备方法的合成路线简便、合成效率高。
具体实施方式
下面对本发明做以详细说明。虽然显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然而所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
本发明提供了一种含氟传热流体，其包含六氟丙烯二聚体、六氟丙烯三聚体、六氟丙烯四聚体、1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯、3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯中一种、两种或两种以上，所述传热流体的沸程为47.2-158.6度，介电常数小于2。
沸程为液体在蒸馏时，冷凝管在开始滴下第一滴液体时的温度为初馏温度，当滴下最后一滴液体时的温度为末馏温度，两个温度的区间为沸程。混合物液体中含有多种物质，不同物质的沸点不同，因此导致混合物液体的沸程改变。当液体的沸程在合理范围之内，即可对浸没在传热流体中的电子部件进行散热。同样的由于电子部件浸没在传热流体内，所以传热流体的介电系数小于2，使得高频率电子部件和连接器可浸没在流体中而不会显著损失信号完整性，进而使传热流体能够用于浸没式冷却系统。
六氟丙烯二聚体的摩尔百分含量为0-82%；六氟丙烯三聚体的摩尔百分含量为0-73%；六氟丙烯四聚体的摩尔百分含量为0-67%；1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-100%；3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-100%；上述所有物质的摩尔百分含量之和为100%。
优选的，六氟丙烯二聚体的摩尔百分含量为15-75%；六氟丙烯三聚体的摩尔百分含量为0-65%；六氟丙烯四聚体的摩尔百分含量为0-45%；1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯的摩尔百分含量为30-90%；3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-65%；上述所有物质的摩尔百分含量之和为100%。
进一步优选的，六氟丙烯二聚体的摩尔百分含量为15-70%；六氟丙烯三聚体的摩尔百分含量为0-35%；六氟丙烯四聚体的摩尔百分含量为0-30%；1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯的摩尔百分含量为35-80%；3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-25%；上述所有物质的摩尔百分含量之和为100%。
进一步优选的，六氟丙烯二聚体的摩尔百分含量为15-50%；六氟丙烯三聚体的摩尔百分含量为0-25%；六氟丙烯四聚体的摩尔百分含量为0-20%；1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯的摩尔百分含量为40-75%；3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-20%；上述所有物质的摩尔百分含量之和为100%。
进一步优选的，六氟丙烯二聚体的摩尔百分含量为15-40%；六氟丙烯三聚体的摩尔百分含量为0-15%；六氟丙烯四聚体的摩尔百分含量为0-10%；1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯的摩尔百分含量为60-70%；3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-15%；上述所有物质的摩尔百分含量之和为100%。
所述六氟丙烯二聚体为(E)-1,1,1,2,3,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-2-戊烯、(Z)-1,1,1,2,3,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-2-戊烯、1,1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)-2-戊烯中任意一种、两种或两种以上；六氟丙烯三聚体为E-1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-十二氟-2,4-双(三氟甲基)-3-庚烯、Z-1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-十二氟-2,4-双(三氟甲基)-3-庚烯、1,1,1,4,5,5,5-七氟-3-(全氟乙基)-2,4-双(三氟甲基)-2-戊烯、1,1,1,2,4,5,5,5-八氟-3-(全氟丙-2-基)-4-(三氟甲基)-2-戊烯中任意一种、两种或两种以上；六氟丙烯四聚体为1,1,1,2,5,6,6,6-八氟-2,3,5-三(三氟甲基)-4-(全氟丙-2-基)-3-己烯。
本申请还提供一种含氟传热流体的制备方法，其包括：通过八氟环戊烯与六氟丙烯的反应制备得到所述含氟传热流体。
所述传热含氟流体通过下述方法合成：在高压反应器中，有机溶剂中，八氟环戊烯与六氟丙烯在催化剂作用下发生亲核取代反应，八氟环戊烯与六氟丙烯的物质的量之比为1：0.5~10，反应温度0~100℃，反应压力为-0.08~0.8MPa，反应时间为3-48小时。
所述催化剂为碱金属氟化物或五氟化锑。
所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺、乙腈、丙腈、四氢呋喃、二甲基亚中的任意一种或数种。
当有机溶剂为乙腈或丙腈中任意一种或数种；
优选的，八氟环戊烯与六氟丙烯的物质的量之比1：1~10；
反应温度0~50℃。此时主要产物为六氟丙烯二聚体和1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯；
当有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺中任意一种或数种；
优选的，八氟环戊烯与六氟丙烯的物质的量之比1：0.5~1；
反应温度0~50℃。此时主要产物为六氟丙烯二聚体和1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯；
当有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺中任意一种或数种；
优选的，八氟环戊烯与六氟丙烯的物质的量之比1：2~10；
反应温度0~50℃。此时主要产物为六氟丙烯三聚体、3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯；
当有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺中任意一种或数种；
优选的，八氟环戊烯与六氟丙烯的物质的量之比1：2~10；
反应温度60~100℃。此时主要产物为六氟丙烯三聚体、六氟丙烯四聚体、3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯。
根据上述步骤得到混合液，将反应后的混合液进行过滤除去催化剂，然后使用分液漏斗对过滤液进行静置分层，下层即为传热流体。
本发明提供的一锅法制备含氟传热流体组合物，只需要将反应原料、溶剂和催化剂通过简单的分离，即可得到满足使用条件的含氟传热流体组合物。与“搅拌混匀”的方法相比，本发明的“一锅法”制备含氟传热流体组合物具有合成简便、合成效率高的特点。
在一个具体实施方式中，上述反应中，原料和产物的沸点可相差几十℃甚至上百℃，可将产物和原料进行有效分离，得到目标的含氟传热流体。
本申请通过向含氟传热流体的结构中引入环结构和双键结构，从而大大降低了化合物GWP100值，显著提高其环保性能。本申请的含氟传热流体组合物的GWP100值为200左右，甚至有的可以低至五六十的水平。
本申请通过向化合物结构中引入氟原子，将氢原子全部被氟原子替代，从而提升了含氟流体的不可燃性，同时降低了含氟传热为流体的介电常数(在1KHz下在室温(约25℃)下测量)。本申请的含氟传热流体的介电常数均小于2.0，甚至小于1.9，使得高频率电子部件和连接器可浸没在流体中而不会显著损失信号完整性，完全满足含氟传热流体用于浸没式冷却系统。
本发明的含氟传热流体除了可以通过一锅法制备得到而外，也可以通过把各组分按照设计的组分比例在搅拌条件下混合均匀得到。在搅拌混匀的方法中，获取各种组分存在很大的难度，特别是同分异构体的分离或购买，存在很大的难度。
本申请的含氟传热流体可应用于5G基站、微处理器、功率控制半导体、配电开关设备、用于制造半导体器件的晶片、电力变压器、电路板、多芯片模板、封装和未封装的半导体器件、化学反应器、核反应堆、燃料电池、激光器和导弹原件的传热过程中浸没式冷却系统。
实施例
气相色谱分析方法：（1）分析仪器：安捷伦8890，色谱柱为InterCap1(i.d.0.25mm;length 60m;J&W Scientific Inc.)；（2）分析条件：高纯氦气和氢气用作载气。检测器温度240℃，汽化室温度150℃，柱初温40℃，保持10分钟，20℃/min升温至240℃，保持10分钟。
定压比热容（Cp）的测定：采用Perkin Elmer Pyris 1 DSC（差示扫描量热仪，DSC）测定。使用Perkin Elmer微量天平对样品进行称重。采用“三曲线”方法，其中对空DSC盘、蓝宝石热容量校准盘和样品材料进行扫描。Perkin Elmer热分析软件计算比热容，并相对于蓝宝石参照物的已知比热容进行校准。测试20℃时对应的比热容数据。
下列结合实施例对本申请进一步详述，但并不限制本申请的范围。
实施例1
在2L高压釜内，加入0.1mol氟化铯（催化剂），抽真空至-0.1Mpa，再加入600毫升N,N-二甲基乙酰胺，反应温度20℃，通入2mol八氟环戊烯和6mol六氟丙烯，反应压力最高为0.6MPa，反应24小时，压力下降至-0.08Mpa，反应结束，将反应液进行过滤除去氟化铯，然后用分液漏斗对滤液进行静置分层，上层为N,N-二甲基乙酰胺，下层为无色的含氟传热流体，所得含氟传热流体的质量为1285.6克，经GC检测分析和计算，得到含氟流体的物质的量百分比组成为：六氟丙烯二聚体为0.38%，1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯为0.21%，六氟丙烯三聚体为25.81%，3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯为73.60%，六氟丙烯四聚体为0。
实施例2
在2L高压釜内，加入0.1mol氟化铯（催化剂），抽真空至-0.1Mpa，再加入600毫升N,N-二甲基乙酰胺，反应温度25℃，通入2mol八氟环戊烯和5mol六氟丙烯，反应压力最高为0.5MPa，反应24小时，压力下降至-0.08Mpa，反应结束，将反应液进行过滤除去氟化铯，然后用分液漏斗对滤液进行静置分层，上层为N,N-二甲基乙酰胺，下层为无色的含氟传热流体，所得含氟传热流体的质量为1117.0克，经GC检测分析和计算，得到含氟流体的物质的量百分比组成为：六氟丙烯二聚体为1.21%，1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯为2.46%，六氟丙烯三聚体为20.10%，3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯为76.23%，六氟丙烯四聚体为0。
实施例3
在2L高压釜内，加入0.1mol氟化铯（催化剂），抽真空至-0.1Mpa，再加入600毫升N,N-二甲基乙酰胺，反应温度30℃，通入2mol八氟环戊烯和4mol六氟丙烯，反应压力最高为0.5MPa，反应24小时，压力下降至-0.08Mpa，反应结束，将反应液进行过滤除去氟化铯，然后用分液漏斗对滤液进行静置分层，上层为N,N-二甲基乙酰胺，下层为无色的含氟传热流体，所得含氟传热流体的质量为946.0克，经GC检测分析和计算，得到含氟流体的物质的量百分比组成为：六氟丙烯二聚体为10.24%，1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯为35.67%，六氟丙烯三聚体为28.22%，3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯为25.87%，六氟丙烯四聚体为0。
实施例4
在2L高压釜内，加入0.1mol氟化铯（催化剂），抽真空至-0.1Mpa，再加入600毫升N,N-二甲基乙酰胺，反应温度15℃，通入2mol八氟环戊烯和3mol六氟丙烯，反应压力最高为0.3MPa，反应24小时，压力下降至0.02Mpa，反应结束，将反应液进行过滤除去氟化铯，然后用分液漏斗对滤液进行静置分层，上层为N,N-二甲基乙酰胺，下层为无色的含氟传热流体，所得含氟传热流体的质量为514.0克，经GC检测分析和计算，得到含氟流体的物质的量百分比组成为：六氟丙烯二聚体为6.52%，1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯为56.91%，六氟丙烯三聚体为17.28%，3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯为19.29%，六氟丙烯四聚体为0。
实施例5
在2L高压釜内，加入0.1mol氟化铯（催化剂），抽真空至-0.1Mpa，再加入600毫升N,N-二甲基乙酰胺，反应温度5℃，通入2mol八氟环戊烯和2mol六氟丙烯，反应压力最高为0.2MPa，反应24小时，压力下降至0.03Mpa，反应结束，将反应液进行过滤除去氟化铯，然后用分液漏斗对滤液进行静置分层，上层为N,N-二甲基乙酰胺，下层为无色的含氟传热流体，所得含氟传热流体的质量为409.0克，经GC检测分析和计算，得到含氟流体的物质的量百分比组成为：六氟丙烯二聚体为67.09%，1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯为30.47%，六氟丙烯三聚体为0，3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯为2.44%，六氟丙烯四聚体为0。
实施例6
在2L高压釜内，加入0.1mol氟化铯（催化剂），抽真空至-0.1Mpa，再加入600毫升乙腈，反应温度10℃，通入2mol八氟环戊烯和3mol六氟丙烯，反应压力最高为0.2MPa，反应24小时，压力下降至0.03Mpa，反应结束，将反应液进行过滤除去氟化铯，然后用分液漏斗对滤液进行静置分层，上层为乙腈，下层为无色的含氟传热流体，所得含氟传热流体的质量为865.7克，经GC检测分析和计算，得到含氟流体的物质的量百分比组成为：六氟丙烯二聚体为33.3%，1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯为66.7%，六氟丙烯三聚体为0，3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯为0，六氟丙烯四聚体为0。
实施例7
在2L高压釜内，加入0.1mol氟化铯（催化剂），抽真空至-0.1Mpa，再加入600毫升N,N-二甲基丙酰胺，反应温度30℃，通入2mol八氟环戊烯和8mol六氟丙烯，反应压力最高为0.6MPa，反应24小时，压力下降至-0.08Mpa，反应结束，将反应液进行过滤除去氟化铯，然后用分液漏斗对滤液进行静置分层，上层为N,N-二甲基丙酰胺，下层为无色的含氟传热流体，所得含氟传热流体的质量为1620.5克，经GC检测分析和计算，得到含氟流体的物质的量百分比组成为：六氟丙烯二聚体为0，1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯为0，六氟丙烯三聚体为39.9%，3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯为60.1%，六氟丙烯四聚体为0。
实施例8
在2L高压釜内，加入0.1mol氟化铯（催化剂），抽真空至-0.1Mpa，再加入600毫升N,N-二甲基乙酰胺，反应温度90℃，通入2mol八氟环戊烯和6mol六氟丙烯，反应压力最高为0.6MPa，反应24小时，压力下降至-0.08Mpa，反应结束，将反应液进行过滤除去氟化铯，然后用分液漏斗对滤液进行静置分层，上层为N,N-二甲基乙酰胺，下层为无色的含氟传热流体，所得含氟传热流体的质量为1296.8克，经GC检测分析和计算，得到含氟流体的物质的量百分比组成为：六氟丙烯二聚体为0，1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯为0，六氟丙烯三聚体为0，3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯为50.0%，六氟丙烯四聚体为50.0%。
试验例
根据上述方法能够制备不用组成成分的含氟流体，表1给出了不同含氟流体的沸程、25℃下导热系数W/(m·k)和GWP100值。同时列出了1个对比例，FC-3283是3M公司推出的全氟胺类传热流体之一。
表1传热流体的导热系数、沸点、GWP100、介电常数数据
导热系数是指在稳定传热条件下，单位体积的材料，在材料两侧表面的温差为1度，在一定时间内，通过单位面积传递的热量，单位为瓦/米·度（W/(m·K)，此处为K可用℃代替）。
导热系数高的物质有优良的导热性能。在相同时间内，导热系数高的能够传递更多的热量。当电子部件浸没在导热系数高的液体中时，电子部件会有更快的冷却速度，有助于电子部件的运行。
表1结果显示，在20℃温度下，我们提供的含氟传热流体的导热系数均大于3M公司现行的FC-3283，介电常数均小于3M公司现行的FC-3283。此外，我们提供的传热流体的GWP100值很低，远低于FC-3283等全氟胺的GWP100值。因此，我们提供的含氟传热流体的具有良好的热传递性能、更优异的绝缘性能和更好的环保性能。
我们提供的含氟传热流体，可以通过调整反应条件来获得不同组成比例的含氟传热流体，从而获得不同沸程的含氟传热流体，分别满足单相浸没式冷却系统和双相浸没式冷却系统的传热要求。因此，与3M公司的FC-3283相比，本发明的含氟传热流体更容易调节含氟传热流体的沸程，满足不同浸没式冷却系统的使用。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (14)
1.一种含氟传热流体，其特征在于，其包含六氟丙烯二聚体、六氟丙烯三聚体、六氟丙烯四聚体、1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯、3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯中一种、两种或两种以上，所述传热流体的沸程为47.2-158.6度，介电常数小于2。
2.根据权利要求1所述的含氟传热流体，其特征在于，六氟丙烯二聚体的摩尔百分含量为0-82%；六氟丙烯三聚体的摩尔百分含量为0-73%；六氟丙烯四聚体的摩尔百分含量为0-67%；1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-100%；3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-100%；上述所有物质的摩尔百分含量之和为100%。
3.根据权利要求1或2所述的含氟传热流体，其特征在于，六氟丙烯二聚体的摩尔百分含量为15-75%；六氟丙烯三聚体的摩尔百分含量为0-65%；六氟丙烯四聚体的摩尔百分含量为0-45%；1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯的摩尔百分含量为30-90%；3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-65%；上述所有物质的摩尔百分含量之和为100%。
4.根据权利要求3所述的含氟传热流体，其特征在于，六氟丙烯二聚体的摩尔百分含量为15-70%；六氟丙烯三聚体的摩尔百分含量为0-35%；六氟丙烯四聚体的摩尔百分含量为0-30%；1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯的摩尔百分含量为35-80%；3,3,4,4,5,5-六氟-1,2-双（全氟丙-2-基）环戊-1-烯的摩尔百分含量为0-25%；上述所有物质的摩尔百分含量之和为100%。
5.根据权利要求1所述的含氟传热流体，其特征在于，所述六氟丙烯二聚体为(E)-1,1,1,2,3,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-2-戊烯、(Z)-1,1,1,2,3,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-2-戊烯、1,1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)-2-戊烯中任意一种、两种或两种以上；六氟丙烯三聚体为E-1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-十二氟-2,4-双(三氟甲基)-3-庚烯、Z-1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-十二氟-2,4-双(三氟甲基)-3-庚烯、1,1,1,4,5,5,5-七氟-3-(全氟乙基)-2,4-双(三氟甲基)-2-戊烯、1,1,1,2,4,5,5,5-八氟-3-(全氟丙-2-基)-4-(三氟甲基)-2-戊烯中任意一种、两种或两种以上；六氟丙烯四聚体为1,1,1,2,5,6,6,6-八氟-2,3,5-三(三氟甲基)-4-(全氟丙-2-基)-3-己烯。
6.一种制备如权利要求1~5中任一项所述的含氟传热流体的方法，其特征在于，其包括：通过八氟环戊烯与六氟丙烯的反应制备得到所述含氟传热流体。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述传热含氟流体通过下述方法合成：在高压反应器中，有机溶剂中，八氟环戊烯与六氟丙烯在催化剂作用下发生亲核取代反应，八氟环戊烯与六氟丙烯的物质的量之比为1：0.5~10，反应温度0~100℃，反应压力为-0.08~0.8MPa，反应时间为3-48小时。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为碱金属氟化物或五氟化锑。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺、乙腈、丙腈、四氢呋喃、二甲基亚中的任意一种或数种。
10.根据权利要求6-9任一项所述的制备方法，其特征在于，当有机溶剂为乙腈或丙腈中任意一种或数种；
八氟环戊烯与六氟丙烯的物质的量之比1：1~10；
反应温度0~50℃。
11.根据权利要求6-9任一项所述的制备方法，其特征在于，当有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺中任意一种或数种；
八氟环戊烯与六氟丙烯的物质的量之比1：0.5~1；
反应温度0~50℃。
12.根据权利要求6-9任一项所述的制备方法，其特征在于，当有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺中任意一种或数种；
八氟环戊烯与六氟丙烯的物质的量之比1：2~10；
反应温度0~50℃。
13.根据权利要求6-9任一项所述的制备方法，其特征在于，当有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺中任意一种或数种；
八氟环戊烯与六氟丙烯的物质的量之比1：2~10；
反应温度60~100℃。
14.如权利要求6~13中任一项所述的方法制备得到的含氟传热流体在5G基站、微处理器、功率控制半导体、配电开关设备、用于制造半导体器件的晶片、电力变压器、电路板、多芯片模板、封装和未封装的半导体器件、化学反应器、核反应堆、燃料电池、激光器和导弹原件的传热过程中浸没式冷却系统的应用。
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