CN116806250A - 氟取代的不对称醚以及包含其的组合物、方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了包含一种或多种根据式I的化合物的组合物和方法：其中R1、R2和R3各自独立地为CxR'(2x+1)‑yHy；每个R'独立地选自F或Cl，并且其中(2x+1)‑y的值是在所指示的碳原子上的R'取代基的总数；每个x独立地等于或大于1并且等于或小于6；并且y等于或大于0并且小于或等于2x+1，前提条件是该化合物中存在的R'的该总数是6或更大，并且该化合物具有零个多至两(2)个Cl取代基。
Description
技术领域
本发明涉及氟取代的不对称醚、包含其的组合物、以及这些化合物和组合物在许多应用中的方法和用途，包括电绝缘、电池(特别是锂离子电池)的电解质溶剂；电子器件测试；蚀刻流体；溶剂和载体应用、防火、易燃性抑制、发泡剂和热传递应用，包括：电子装备制造中的温度控制；运行的电子设备和电力系统的热管理，以及航空电子和军用冷却。
背景技术
仍然需要具有低全球变暖潜势同时提供高热稳定性、低毒性、不燃性、良好的溶解能力以及宽的工作温度范围以满足各种应用的要求的惰性氟化流体。这些应用包括但不限于：热传递、溶剂清洁、电解质组合物(包含电解质溶剂和添加剂)以及灭火剂。
申请人已经认识到许多挑战性问题与用于许多重要应用的新化合物和组合物的开发相关联。特别地，申请人已经认识到需要这样的组合物、方法和系统，其同时是环境可接受的(低GWP和低ODP)、不易燃的、具有低毒性或无毒性，并且具有对于特定应用所需要的优异特性(例如，对于蒸气脱脂的良好溶解力，或者如果该应用涉及暴露于或潜在暴露于电子装备或部件，则具有低介电常数)。还继续存在对用于传递热量和/或控制设备和制品的温度的改进流体的需要，包括在便携式和手持式电子设备中，其中小型化同时添加功能的期望增加了设备在运行中的热功率密度，因此使得这些设备内的电子部件(包括电池)的冷却更具挑战性。作为一般规则，台式计算机、数据中心、电信中心等内的计算能力的增加导致当此类设备工作时热输出的增加，再次使得此类电子设备的热管理变得越来越重要且越来越困难和苛刻。由于越来越多地使用电动车辆，尤其包括轿车、卡车、摩托车等，出现了热管理挑战的其他示例。在电动车辆中，出于若干原因，热管理功能尤其重要且具有挑战性，包括将电池冷却和/或加热到相对窄的温度范围内并且以可靠、有效且安全的方式的临界性，并且随着对具有较大范围和较快充电的电池供电的车辆的需求增加，提供有效热电池管理的挑战变得越来越大。
电池尤其是在电动车辆中提供电力的电池的效率和有效性是它们工作的工作温度的函数。因此，热管理系统必须频繁地能够执行更多工作，而不只是在工作和/或充电期间简单地从电池去除热量，它必须能够使用成本尽可能低且重量尽可能轻的装备在相对窄的温度范围内实现冷却。这导致在具有难以实现的物理特性和性能特性的组合的此类系统中需要热传递流体。此外，在一些重要的应用中，不仅从热性能的观点，而且从包括环境、安全(易燃性和毒性)、介电特性等的许多其他观点来看，热管理系统必须能够向电池增加热量，特别是当车辆在寒冷天气中启动时，这进一步增加了发现和开发/获得在此类系统中有效的化合物和/或组合物的困难。
作为介电常数重要性的特定示例，一种常用于电动车辆电池的热管理的系统涉及将电池浸没在用于热管理的流体中。此类系统增加了附加约束，即，当电池或设备工作时，此类系统中使用的流体必须利用与电池或其他电子设备或部件紧密接触而在电子方面相容。一般来讲，这意味着流体不仅必须是不易燃的，而且还必须在部件工作时并且在工作期间存在的相对高温下与电池或其他电子部件接触时具有低电导率和高水平的稳定性。申请人已认识到，即使在运行的电子设备和电池的间接冷却中也需要此类特性，因为任何此类流体的渗漏都可能导致与运行的电子部件接触。
迄今为止，全氟化化合物经常用于许多这些苛刻应用中。例如，通常用于电池冷却(包括浸没式冷却)的热管理流体为水/二醇组合，但已提及其他类别的材料，包括一些氯氟烃、氟代烃、氯代烃和氢氟醚也是可以使用的。参见例如US2018/0191038。
根据下式的氟化醚化合物已经被建议用作溶剂，特别是用于各种含氟聚醚，
(F3C)2CH-O-CHnF2n-CHmF3-m (1)
其中n是1或2，并且其中当n是1时，m是0至3的任何整数，但是当n是2时，则m是0或2。参见JP202105950。该文献指出，据说具有3-1构型(理解为意指m＝3和n＝1)的式1的实施方案具有附加用途，包括作为排水剂、发泡剂、热传递介质和灭火剂，但没有具体描述或举例说明此类用途。
锂离子电池的能量密度可通过具有高容量活性材料(诸如硅)的碳基电极材料而显著改善。然而，高容量材料提出了先前碳基材料未遇到的一组新挑战。例如，用高容量活性材料和常规电解质构建的电池单元的循环寿命往往比用碳基活性材料和相同电解质构建的电池单元的循环寿命短得多。电解质的选择可影响固体电解质中间相(SEI)层的形成、离子迁移率和共同影响电池单元的循环寿命的各种其他因素。特定的电解质制剂对于解决通过将高容量活性材料引入锂离子电池中所提出的这些新挑战可能是必要的，并且优选地这些新电解质也是环境友好的并且具有关于热传递组合物所提及的许多其他有益特性。
气相焊接是利用热传递流体的过程的另一个示例。在本专利申请中，使用高温，并且因此热传递流体必须适合于高温暴露(例如，高达250℃)。目前，全氟聚醚(PFPE，即，仅具有碳、氧和氟的化合物)通常用作本专利申请中的热传递流体。尽管许多PFPE对于这些高温具有足够的热稳定性，但它们是环境持久的，具有极长的大气寿命，这继而导致高的全球变暖潜势(GWP)。
因此，申请人已经认识到，在本文所述的其他需要中，需要使用热传递流体的热管理方法和系统，该热传递流体是环境可接受的(低GWP和低ODP)、不易燃的、具有低毒性或无毒性、具有优异的绝缘特性并且具有提供有效的冷却和/或热的热特性，包括在相对高的温度下和/或用于在相对窄的温度范围内操作电子部件，其中装备在其他用途中优选地是低成本，可靠和轻质的，例如，申请人已经发现，具有相对低的沸点(例如，低于50℃)的流体在许多应用中是不期望的，因为此类流体的使用将倾向于增加用于许多电池和/或电子冷却应用的冷却装备的成本和/或重量，并且还可能降低可靠性，如在下文中解释的。
发明内容
本发明包括根据下式I的新型化合物：
其中
R1、R2和R3各自独立地为CxR'(2x+1)-yHy；
每个R'独立地选自F或Cl，并且其中(2x+1)-y的值是在所指示的碳原子上的R'取代基的总数；
每个x独立地等于或大于1并且等于或小于6；并且
y等于或大于0并且小于或等于2x+1，前提条件是：(i)当R1和R2中的每一者为CF3时，则R3既不是CF3也不是CH2F；(ii)化合物中存在的F的总数为7至15；(iii)(a)如果分子上的R'的总数为8或更大，则O-CH2-R3部分上的R'与H的比率为1.5或更大，以及(b)当分子上的R'的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的R'与H的比率为2或更大，以及(iv)该化合物具有零个或1个Cl取代基。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物1。
本发明包括根据化合物1的新型化合物，前提条件进一步是当分子上的R'的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的R'与H的比率为2.5或更大。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物1A。
本发明包括根据化合物1的新型化合物，前提条件进一步是当分子上的R'的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的R'与H的比率为3或更大。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物1B。
本发明包括根据化合物1的新型化合物，前提条件进一步是当分子上的R'的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的R'与H的比率为3.5或更大。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物1C。
本发明包括根据化合物1的新型化合物，前提条件进一步是对于R1和R2中的每一者，x是1。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物1D。
本发明还包括某些组合物，其包含由下式Ia表示的化合物：
为了方便起见，根据本段落的化合物在本文中有时被称为化合物1A。化合物1A也可命名为丙烷，2-(2',2',2'-三氟乙氧基)-(1,1,1,3,3,3-六氟)或丙烷，1,1,1,3,3,3-六氟-2-(2,2,2,-三氟乙氧基)-。申请人已经发现，当用于若干种应用时，具体地包括用于热传递应用(特别是电子设备、装备和电池的冷却，包括它们的浸没冷却)和溶剂应用时，该化合物具有令人惊讶和意想不到的优点。出现这些意想不到的优点部分是由于申请人确定使用这种化合物允许在此类应用中使用同时具有低GWP(低于200)、低介电常数(例如，低于4)、无闪点和约69℃的有利标准沸点的流体。
本发明包括由下式Ib表示的新型化合物：
为了方便起见，根据本段落的化合物在本文中有时被称为化合物1B。
本发明包括由下式Ic表示的新型化合物：
为了方便起见，根据本段落的化合物在本文中有时被称为化合物1C。
本发明包括由下式Id表示的新型化合物：
为了方便起见，根据本段落的化合物在本文中有时被称为化合物1D。本发明包括由下式Ie表示的新型化合物：
为了方便起见，根据本段落的化合物在本文中有时被称为化合物1E。
本发明包括由下式If表示的新型化合物：
为了方便起见，根据本段落的化合物在本文中有时被称为化合物1F。
本发明包括根据下式I的新型化合物：
其中
R1、R2和R3各自独立地为CxR'(2x+i)-yHy；
每个R'独立地选自F或Cl，并且其中(2x+1)-y的值是在所指示的碳原子上的R'取代基的总数；
每个x独立地等于或大于1并且等于或小于6；并且
y等于或大于0并且小于或等于2x+1，前提条件是：(i)当R1和R2中的每一者为CF3时，则R3既不是CF3也不是CH2F；(ii)化合物中存在的F的总数为7至15；(iii)(a)如果分子上的R'的总数为8或更大，则O-CH2-R3部分上的R'与H的比率为1.5或更大，并且(b)当分子上的R'的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的R'与H的比率为2或更大；(iv)该化合物具有零个或一个Cl取代基；并且(iv)R3包括至少一个CF3，并且X是2或更大。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物2。
本发明包括根据化合物2的新型化合物，前提条件进一步是当分子上的R'的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的R'与H的比率为2.5或更大。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物2A。
本发明包括根据化合物2的新型化合物，前提条件进一步是当分子上的R'的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的R'与H的比率为3或更大。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物2B。
本发明包括根据化合物2的新型化合物，前提条件进一步是当分子上的R'的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的R'与H的比率为3.5或更大。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物2C。
本发明包括根据化合物2的新型化合物，前提条件进一步是对于R1和R2中的每一者，x是1。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物2D。
本发明包括根据下式I的新型化合物：
其中R1、R2和R3各自独立地为CxF(2x+1)-yHy；
每个x独立地等于或大于1并且等于或小于6；并且
y等于或大于0并且小于或等于2x+1，前提条件是：(i)当R1和R2中的每一者为CF3时，则R3既不是CF3也不是CH2F；(ii)化合物中存在的F的总数为7至15；并且(iii)(a)如果分子上的F的总数为8或更大，则O-CH2-R3部分上的R'与H的比率为1.5或更大，并且(b)当分子上的F的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的F与H的比率为2或更大。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物3。
本发明包括根据化合物3的新型化合物，前提条件进一步是当分子上F的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的F与H的比率为2.5或更大。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物3A。
本发明包括根据化合物3的新型化合物，前提条件进一步是当分子上的F的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的F与H的比率为3或更大。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物3B。
本发明包括根据化合物4的新型化合物，其中当分子上的F的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的F与H的比率为3.5或更大。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物3C。
本发明包括根据化合物3的新型化合物，前提条件进一步是对于R1和R2中的每一者，x是1。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物3D。
本发明包括根据下式I的新型化合物：
其中R1、R2和R3各自独立地为CxF(2x+1)-yHy；
每个x独立地等于或大于1并且等于或小于6；并且
y等于或大于0并且小于或等于2x+1，前提条件是：(i)当R1和R2中的每一者为CF3时，则R3既不是CF3也不是CH2F；(ii)化合物中存在的F的总数为7至15；(iii)(a)如果分子上的F的总数为8或更大，则O-CH2-R3部分上的F与H的比率为1.5或更大，并且(b)当分子上的F的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的F与H的比率为2或更大；并且(iv)R3包括至少一个CF3，并且X是2或更大。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物4。
本发明包括根据化合物3的新型化合物，前提条件进一步是当分子上F的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的F与H的比率为2.5或更大。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物4A。
本发明包括根据化合物3的新型化合物，前提条件进一步是当分子上的F的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的F与H的比率为3或更大。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物4B。
本发明包括根据化合物4的新型化合物，其中当分子上的F的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的F与H的比率为3.5或更大。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物4C。
本发明包括根据化合物4的新型化合物，前提条件进一步是对于R1和R2中的每一者，x是1。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物4D。
本发明包括根据下式I的新型化合物：
其中R1、R2和R3各自独立地为CxR'(2x+i)-yHy；
每个R'独立地选自F或Cl，并且其中(2x+1)-y的值是在所指示的碳原子上的R'取代基的总数；
每个x独立地等于或大于1并且等于或小于6；并且
y等于或大于0并且小于或等于2x+1，前提条件是：(i)当R1和R2中的每一者为CF3时，则R3既不是CF3也不是CH2F；(ii)化合物中存在的F的总数为7至15；并且(ii)不包括以下化合物：(a)丙烷，2-(2,2-二氟乙氧基)-1,1,1,3,3,3-六氟；(b)丙烷，1,1,1,3,3,3-六氟-2-(2,2,2-三氟乙氧基)-；(c)丙烷，1,1,1,3,3,3-六氟-2-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-；(d)戊烷，1,1,1,2,2,4,4,5,5,5-十氟-3-(2,2,2-三氟乙氧基)-；(e)戊烷，1,1,2,2,3,3,4,4-八氟-5-[2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙氧基]-；以及(f)己烷，1,1,1,2,2,3,3,5,5,6,6,6-十二氟-4-(2,2,2-三氟乙氧基)；并且(iii)该化合物具有零个或1个Cl取代基。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物5。
可用于本发明的组合物、系统和方法的是根据下式I的化合物：
其中
R1、R2和R3各自独立地为CxR'(2x+1)-yHy；
每个R'独立地选自F或Cl，并且其中(2x+1)-y的值是在所指示的碳原子上的R'取代基的总数；
每个x独立地等于或大于1并且等于或小于6；并且
y等于或大于0并且小于或等于2x+1，前提条件是：(i)化合物中存在的F的总数为7至15；(ii)(a)如果分子上的R'的总数为8或更大，则O-CH2-R3部分上的R'与H的比率为1.5或更大，并且(b)当分子上的R'的总数为13或更大时，O-CH2-R3部分上的R'与H的比率为2或更大，并且(iii)该化合物具有零个或1个Cl取代基。为了方便起见，根据本段落的任何化合物在本文中有时被称为化合物6。
在优选的实施方案中，本发明的组合物包含一种或多种本发明的化合物并且具有如下表1中所指定的特性，其中组合物编号以粗体出现在第一列中(缩写为“Comp.No.”)，并且在下文中用于指含有对应行中所指定的化合物和/或特性(如本文所定义测量的)的组合物，其中标记NR意指该组合物不需要所指示的特性：
表1
本发明提供本发明化合物(包含化合物1-6中的每一种化合物)的组合物和本发明组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物)的多种用途，并且包括与此类用途相关联的方法。
如本文所用，提及由数字定义的一组化合物、组合物、方法等，诸如在前述段落中提及“化合物1-6中的任一种化合物”具体包括所有此类编号的化合物，包括具有后缀的任何和所有编号的组合物。因此，例如提及“化合物1-6”包括化合物1的每一者，包括诸如具有后缀诸如a至f的编号的化合物。
因此，本发明包括本发明化合物(包括化合物1-6中的每一种化合物)中的每一种化合物作为热传递流体(特别包括浸没冷却)、作为溶剂(包括蒸气脱脂和其他清洁技术，以及作为蚀刻剂)、作为载体(包括用于涂覆)、作为电绝缘体、作为发泡剂、作为火焰抑制剂以及作为易燃性降低剂的用途，如下文更详细解释的。
因此，本发明包括用于从制品、设备或流体去除热量和/或能量或者向制品、设备或流体添加热量和/或能量的方法，该方法包括：
(a)提供制品、设备或流体；以及
(b)从和/或向根据化合物1-6中任一者的任何化合物传递所述热和/或能量。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为热传递方法1。
本发明包括用于从制品、设备或流体去除热量和/或能量或者向制品、设备或流体添加热量和/或能量的方法，该方法包括：
(a)提供制品、设备或流体；以及
(b)从和/或向根据组合物1-16中任一者的任何组合物传递所述热量和/或能量。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为热传递方法2。
本发明包括用于浸没冷却制品或设备的方法：
(a)提供制品、设备或流体；
(b)提供包括本发明化合物(包括化合物1-6内的每种化合物)的冷却流体；以及
(c)通过将所述制品或设备的至少一部分或部分浸没在所述流体中，来从所述制品设备去除热量和/或向所述制品设备增加热量。
为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为浸没冷却方法1。
本发明包括用于浸没冷却制品或设备的方法：
(d)提供制品、设备或流体；
(e)提供包含本发明组合物(包含组合物1-6内的每种组合物)的冷却流体；以及
(f)通过将所述制品或设备的至少一部分或部分浸没在所述流体中，来从所述制品设备去除热量和/或向所述制品设备增加热量。
为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为浸没冷却方法2。
本发明包括用于通过去除热量和/或向制品、设备或流体增加热量而将制品、设备或流体的温度保持在温度范围内的方法，该方法包括：
(g)提供制品、设备或流体；
(h)提供包含本发明化合物(包括化合物1-6中的任一者内的每种化合物)的热管理流体；以及
(i)使用所述热管理流体从所述制品设备或流体去除热量和/或向所述制品设备或流体增加热量。
为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为热管理方法1。
本发明包括用于通过去除热量和/或向制品、设备或流体增加热量而将制品、设备或流体的温度保持在温度范围内的方法，该方法包括：
(j)提供制品、设备或流体；
(k)提供包含本发明组合物(包含组合物1-6中的任一者内的每种组合物)的热管理流体；以及
(l)使用所述热管理流体从所述制品设备或流体去除热量和/或向所述制品设备或流体增加热量。
为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为热管理方法2。
本发明包括系统和设备，该系统和设备包括用于在该系统或设备内和/或向该系统或设备和/或从该系统或设备传递热量的热传递流体，所述系统和/或设备包括：(a)用于传递热量的系统或设备；和(b)在所述系统或设备中的热传递流体，该热传递流体包含根据化合物1-6中任一者的化合物。为了方便起见，根据本段落的系统和/或设备在本文中有时被称为热传递系统1。
本发明包括系统和设备，该系统和设备包括用于在该系统或设备内和/或向该系统或设备和/或从该系统或设备传递热量的热传递流体，所述系统和/或设备包括：(a)用于传递热量的系统或设备；和(b)在所述系统或设备中的热传递流体，该热传递流体包含根据组合物1-6中任一者的组合物。为了方便起见，根据本段落的系统和/或设备在本文中有时被称为热传递系统2。
本发明包括用于溶剂清洁制品或设备或基材、或制品或设备或基材的一部分的方法，该方法包括：
(a)提供制品、设备或基材；以及
(b)使所述制品、设备或基材与化合物1-6中任一者内的化合物接触。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为清洁方法1。
本发明包括用于溶剂清洁制品或设备或基材、或制品或设备或基材的一部分的方法，该方法包括：
(a)提供制品、设备或基材；以及
(b)使所述制品、设备或基材与组合物1-6中任一者的组合物接触。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为清洁方法2。
本发明包括用于对制品或设备或基材、或制品或设备或基材的一部分进行蒸气脱脂的方法，该方法包括：
(a)提供制品、设备或基材；以及
(b)用化合物1-6中任一者内的化合物对制品、设备或基材进行蒸气脱脂。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为蒸气脱脂方法1。
本发明包括用于对制品或设备或基材、或制品或设备或基材的一部分进行蒸气脱脂的方法，该方法包括：
(a)提供制品、设备或基材；以及
(b)用组合物1-6中任一者内的组合物对制品、设备或基材进行蒸气脱脂。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为蒸气脱脂方法2。
本发明包括用于使材料溶剂化的方法，该方法包括：
(a)提供待溶剂化的材料；以及
(b)使所述材料与化合物1-5中任一者内的化合物接触。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为溶剂化方法1。
本发明包括用于使材料溶剂化的方法，该方法包括：
(a)提供待溶剂化的材料；以及
(b)使材料在组合物1-6中任一者内的组合物中溶剂化。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为溶剂化方法2。
本发明包括用于使电子或电气制品或设备或基材，或制品或设备或基材的一部分绝缘的方法，该方法包括：
(a)提供制品、设备或基材；以及
(b)使所述制品、设备或基材与化合物1-6中任一者内的化合物接触。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为电绝缘方法1。
本发明包括包含绝缘电子设备或部件的系统、设备和部件，该绝缘电子设备或部件包括组合物1-6中任一者内的组合物作为所述系统、设备或部件的绝缘体。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为绝缘电子系统1。
本发明包括用于蚀刻的方法，该方法包括：
(a)提供待蚀刻的基材；
(b)提供化合物1-6中任一者内的化合物；以及
(c)将所述化合物引入所述待蚀刻基材。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为蚀刻方法1。
本发明包括用于蚀刻的方法，该方法包括：
(d)提供待蚀刻的基材；
(e)提供组合物1-6中任一者内的组合物；以及
(c)将所述化合物引入所述待蚀刻基材。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为蚀刻方法2。
本发明包括用于抑制火焰的方法，该方法包括：
(a)提供化合物1-6中任一者内的化合物；以及
(b)将所述化合物引入火焰中和/或引入火焰附近。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为火焰抑制方法1。
本发明包括用于抑制火焰的方法，该方法包括：
(a)提供根据组合物1-6中任一者的组合物；以及
(b)将所述组合物引入火焰中和/或引入火焰附近。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为火焰抑制方法2。
本发明包括防火系统，其包括储存根据组合物1-6中任一者的组合物的容器以及从所述储存容器通向潜在火焰或火的部位的导管。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为防火系统1。
本发明包括形成热固性或热塑性或个人护理泡沫的方法，该方法包括：
(a)提供包含发泡剂的可发泡组合物，该发泡剂包含根据组合物1-6中任一者的组合物；以及
(b)使所述可发泡组合物发泡。为了方便起见，根据本段落的方法在本文中有时被称为发泡方法1。
本发明包括电解质制剂，该电解质制剂包含：
(a)电解质，优选地锂离子电解质；
(b)电解质的有机溶剂；和
(c)化合物1-5中任一者内的任何一种或多种化合物，其中所述化合物是制剂中的有机溶剂和/或添加剂。
为了方便起见，根据本段落的电解质制剂在本文中有时被称为电解质制剂1。
本发明包括电解质制剂，该电解质制剂包含：
(c)电解质，优选地锂离子电解质；
(d)电解质的有机溶剂；和
(c)组合物1-6中任一者内的任何一种或多种组合物，其中所述组合物是制剂中的有机溶剂和/或添加剂。
为了方便起见，根据本段落的电解质制剂在本文中有时被称为电解质制剂2。
附图说明
图1为本发明的热管理系统的示意图。
图2A为根据本发明的第一示例性浸没冷却系统的示意图。
图2B为根据本发明的第二示例性浸没冷却系统的示意图。
图3为根据本发明的一个实施方案的电池热管理系统的示意图。
图4为示出根据本发明的一个实施方案的电池热管理系统的照片。
图5为示例性有机朗肯循环的示意图。
图6为示例性热泵的示意图。
图7为示例性二次回路系统的示意图。
图8为使用本发明的组合物的锂离子电池冷却系统的一个示例的半示意图。
图9为具有本发明的电解质制剂的锂离子电池的一个示例的半示意图。
图10为使用本发明的热传递组合物的散热管的半示意图。
图11为使用本发明的热传递组合物的蒸气脱脂系统的半示意图。
具体实施方式
定义
如本文所用，除非另有特别说明，否则以下术语具有如下所指示的含义。
电子设备和相关字词形式意指处于通过接收和/或传输和/或产生电能和/或电子信号来执行其预期功能的过程中的设备或设备的部件。因此，如本文所用，术语“运行的电子设备”包括例如处于向另一个部件提供电能来源的过程中的电池，以及还包括例如正在充电或再充电的电池。
术语热传递组合物和相关字词形式意指流体(液体或气体)形式的组合物，其用于将热量或能量从一种流体、制品或设备传递至另一种流体、制品或设备，并且因此包括例如用于朗肯循环的制冷剂、热管理流体和工作流体。
如本文所用，术语郎肯循环是指包括以下各项的系统：1)在高压下将液体变成蒸气的锅炉；2)使蒸气膨胀以获得机械能的涡轮；3)将来自涡轮的低压废气蒸气变为低压液体的冷凝器；以及4)在高压下将冷凝液移回锅炉的泵。此类系统通常用于发电。
当热传递组合物用于热管理以将设备或制品保持在特定温度范围内(例如，在电子冷却中)时，其在本文中有时称为热管理流体。
为了在热传递系统(例如，蒸气压缩热传递系统)中传递热量(与例如提供润滑或稳定化相反)而存在于热传递组合物中的组分，该组分或组分的组合在本文中有时被称为制冷剂。
运行的电子设备和相关字词形式意指处于通过接收和/或传输和/或产生电能和/或电子信号来执行其预期功能的过程中的设备或设备的部件。因此，如本文所用，术语“运行的电子设备”包括例如处于向另一个部件提供电能来源的过程中的电池，以及还包括正在充电或再充电的电池。
热接触及其相关形式包括与表面的直接接触以及通过另一主体或流体的间接接触，这有利于表面与流体之间的热量的流动。
热导率是指如根据ASTM D7896-19测量的以kV计的击穿电压。
建立了“全球变暖潜势”(“GWP”)以允许比较不同气体的全球变暖影响。其为相对于排放的一吨二氧化碳，在给定时间段内排放的一吨气体将吸收多少能量的量度。GWP越大，给定气体在该时间段内相比于C02使地球变得越暖。通常用于GWP的时间段是100年。GWP提供了通用量度——允许分析员累加不同气体的排放估算值。
LC50为化合物的急性毒性的量度。化合物的急性吸入毒性可使用以下准则中描述的方法评估：OECD化学品测试准则第403号“急性吸入毒性”(2009)，方法B.2.(吸入)委员会条例(EC)第440/2008号。
术语艾姆斯阴性是指在美国有毒物质控制法案中规定的艾姆斯试验中测试时返回阴性结果的化合物或组合物。
闪点是指如根据ASTM D3828-16a所确定的去除点火源后液体的蒸气将保持燃烧的最低温度。
不易燃在热传递组合物(包含热管理组合物或流体)的上下文中，意指根据NFPA30：易燃和可燃液体法规不具有低于100℉(37.8℃)的闪点的化合物或组合物。热管理组合物或流体的闪点是指去除点火源之后组合物的蒸气将保持燃烧的最低温度，如根据ASTMD3828-16a所测定。
在制冷剂组合物的语境中，不可燃且低毒性或无毒性的化合物或组合物将根据ASHRAE标准34-2016《制冷剂命名和安全分类》分类为“A1”并且描述于ASHRAE标准34-2016附录B1中。
无毒性或低毒性意指通过ASHRAE标准34-2016《制冷剂命名和安全分类》分类为“A”并且描述于ASHRAE标准34-2016附录B1中的流体。
容量是制冷系统中的制冷剂所提供冷却的量(以BTU/hr计)。这通过使制冷剂经过蒸发器时的焓变(以BTU/lb计)乘以制冷剂的质量流速来以实验方法确定。焓可由制冷剂的压力和温度的测量来确定。制冷系统的容量涉及保持区域冷却于特定温度的能力。制冷剂的容量表示其提供的冷却或加热的量，并且提供压缩机对于给定体积流量的制冷剂而言泵送热量的能力的一些量度。换句话讲，给定特定的压缩机，具有较高容量的制冷剂将递送更多的冷却或加热功率。
性能系数(在下文中称为“COP”)是普遍接受的制冷剂性能的量度，尤其可用于表示在涉及制冷剂蒸发或冷凝的特定加热或冷却循环中制冷剂的相对热力学效率。在制冷工程中，该术语表示可用制冷或冷却容量与由压缩机在压缩蒸气时施加的能量的比率，并因此表示给定压缩机对于给定体积流量的热传递流体诸如制冷剂而言泵送热量的能力。换句话讲，给定特定的压缩机，具有较高COP的制冷剂将递送更多的冷却或加热功率。一种用于估算在特定操作条件下制冷剂的COP的方法是使用标准制冷循环分析技术(参见例如R.C.Downing,FLUOROCARBON REFRIGERANTS HANDBOOK，第3章，Prentice-Hall，1988，其全文以引用方式并入本文)从制冷剂的热力学特性来估算。
蒸气脱脂意指表面清洁过程，其使用溶剂蒸气将油和其他污染物从制品或制品的部分上洗掉。
介电常数意指如根据ASTM D150-11在室温下在20千兆赫(GHz)下测量的介电常数。
介电强度是指如根据ASTM D87-13，程序A测量的以kV计的击穿电压，其中修改是电极之间的间隔为2.54mm并且上升速率为500V/sec。
如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数参考，除非上下文中另外明确地指出其他情况。
如本文所用，用端点对数值范围的表述包括包含在该范围内的所有数字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4和5)。
除非另有说明，在说明书和实施方案中使用的表示数量或成分、特性测量等的所有数字应理解为在所有情况下都被术语“约”修饰。因此，除非相反地指出，否则在前述说明书和所附实施方案列表中阐述的数值参数可根据本领域技术人员利用本公开的教导所寻求获得的期望特性而变化。至少，并且不作为将等同原则的应用限制于所要求保护的实施方案的范围的尝试，每个数值参数应当至少根据所报告的有效数字的数目并且通过应用惯常的四舍五入法来解释。
工作流体
本发明的化合物和组合物可用作各种应用的工作流体。如本文所用，术语“工作流体”用作包括本发明组合物的术语，其可包含不同于如上所述的本发明那些化合物的化合物或组分。为方便起见，此类其他组分或化合物在本文中通常称为共剂，其在特定情况下可为共热传递剂、共溶剂、共蚀刻剂等，如下文详细讨论的特定应用、方法或系统所特有。下表2标识了包含根据本发明的化合物(包括化合物1-6中的每一者)以及任选共剂的工作流体，其量如基于工作流体中组分的总重量所指示的，其中每个量应理解为前面有词语“约”：
表2-工作流体
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热传递组合物
如上所述，本发明提供了本发明热传递组合物的各种方法、过程和用途，该本发明热传递组合物包含组合物1-6(即，液体和/或气体)中的每一种组合物，其可用于将热量从一个位置传递到另一个位置(或从一个主体或制品或流体传递到另一个粘结物、制品或流体)。例如，热传递组合物可用于保持设备的温度低于限定的上限和/或高于限定的下限温度。在另一个示例中，热传递组合物可用于能量转化，如从工业或其他过程中捕获废热并转化为电能或机械能。
本发明包括本发明的工作流体作为本发明的热传递组合物的用途，该工作流体包含由上表1中的编号限定的工作流体中的每一种工作流体，其中如果存在的话，共剂是共热传递组分。下表3基于上表2中提供的工作流体定义标识本发明的优选热传递组合物，其中第二列并入了针对该WF编号标识的化合物和该化合物的量以及共热传递剂(如果存在的话)，如下表中所呈现的：
表3
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本发明包括热传递组合物，该热传递组合物包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即，HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物，其中共热传递剂选自由以下组成的组：六氟异丙基乙醚，六氟异丙基甲基硫醚、HFE-7000、HFE-7200、HFE-7100、HFE-7300、HFE-7500、HFE-7600、反式-1,2-二氯乙烯、正戊烷、环戊烷、乙醇、全氟(2-甲基-3-戊酮)(Novec 1230)、顺式-HFO-1336mzz、反式-HFO-1336mzz、HF-1234yf、HFO-1234ze(E)、HFO-1233zd(E)和HFO-1233zd(Z)。
在优选的实施方案中，本发明的组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)具有小于约100的GWP。
在优选的实施方案中，本发明的组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)具有小于3的介电常数。
在优选的实施方案中，本发明的组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)具有至少约30的介电强度。
在优选的实施方案中，本发明的组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)具有至少约40的介电强度。
在优选的实施方案中，本发明的组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)具有至少约0.055W/m-K的热导率。
在优选的实施方案中，本发明的组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)具有至少约0.065W/m-K的热导率。
优选地，包含组合物1-17和18A中的每一种组合物以及HTC1-HTC6中的每一者的本发明的热传递组合物还包含润滑剂。润滑剂润滑使用制冷剂的制冷压缩机。润滑剂可以热传递组合物的约5重量％至约30重量％的量存在于热传递组合物中。润滑剂诸如多元醇酯(POE)、聚亚烷基二醇(PAG)、PAG油、聚乙烯醚(PVE)、聚(α-烯烃)(PAO)、烷基苯和矿物油以及它们的组合可用于本发明的热传递组合物中。
优选的润滑剂包括POE和PVE，更优选地POE，特别是用于与包括固定空调和制冷的热传递方法结合使用。当然，可使用不同类型润滑剂的不同混合物。例如，如果制冷剂用于移动式空调应用，则润滑剂可为PAG。
可商购获得的POE包括新戊二醇二壬酸酯(其可以Emery 2917(注册商标)和Hatcol 2370(注册商标)获得)和季戊四醇衍生物(包括由CPI Fluid Engineering以商品名Emkarate RL32-3MAF和Emkarate RL68H出售的那些)。Emkarate RL32-3MAF和EmkarateRL68H是具有下文所鉴定的特性的优选新戊基POE润滑剂：
本发明的润滑剂通常可包括PVE润滑剂。在优选的实施方案中，PVE润滑剂如根据下式II的PVE：
其中R2和R3各自独立地为C1-C10烃，优选地为C2-C8烃，并且R1和R4各自独立地为烷基、烷撑二醇，或聚亚氧烷基二醇单元，并且n和m优选地根据本领域技术人员的需要进行选择以获得具有所需特性的润滑剂，并且选择优选的n和m以获得根据ASTM D467测量的具有在40℃下约30cSt至约70cSt粘度的润滑剂。市售聚乙烯基醚包括由Idemitsu以商品名FVC32D和FVC68D出售的那些润滑剂。
因此，在优选的实施方案中，热传递组合物包含本发明的热传递组合物中的任一种热传递组合物(包含HTC1-HTC6中的每一者以及选自POE、PAG或PVE的润滑剂)。
本发明的热传递组合物可基本上由本文所述的热传递流体和润滑剂组成，或由其组成。
可商购获得的矿物油包括得自Witco的Witco LP 250(注册商标)、得自ShrieveChemical的Zerol 300(注册商标)、得自Witco的Sunisco 3GS以及得自Calumet的CalumetR015。可商购获得的烷基苯润滑剂包括Zerol 150(注册商标)。可商购获得的酯包括作为Emery 2917(注册商标)和Hatcol 2370(注册商标)获得的新戊二醇二壬酸酯。其他可用的酯包括磷酸酯、二元酸酯和氟代酯。
热传递组合物可包含相容剂以有助于润滑剂的相容性和/或溶解度。合适的相容剂可包括丙烷、丁烷、戊烷和/或己烷。当存在时，相容剂优选地以热传递组合物的约0.5重量％至约5重量％的量存在。也可将表面活性剂和增溶剂的组合添加到本发明的组合物中以助于油溶性，如美国专利6,516,837所公开，该专利的公开内容以引用方式并入。
热管理流体
根据本发明的一类重要的热传递流体是热管理流体。因此，本发明提供本发明的化合物(包含化合物1-6中的每一种化合物)和本发明的组合物(包含组合物1-6以及上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)作为热管理流体(在下文中有时称为TMF)的各种方法、过程和用途，该热管理流体用于帮助将制品或设备(优选地电子设备或电池)或流体保持在一定温度范围内，特别是当该制品、设备或流体正根据其预期目的操作时。例如，TMF组合物可用于保持设备的温度低于限定的上限和/或高于限定的下限温度。
本发明包括上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物，根据上表3的TMF，其中共TMF选自由以下组成的组：六氟异丙基乙醚，六氟异丙基甲基硫醚、HFE-7000、HFE-7200、HFE-7100、HFE-7300、HFE-7500、HFE-7600、反式-1,2-二氯乙烯、正戊烷、环戊烷、乙醇、全氟(2-甲基-3-戊酮)(Novec 1230)、顺式-HFO-1336mzz、反式-HFO-1336mzz、HF-1234yf、HFO-1234ze(E)、HFO-1233zd(E)和HFO-1233zd(Z)。
热传递用途、方法、系统和设备
本发明包括如本文所述的用于传递热量的方法，包括如上文和下文具体描述的方法。
本发明还包括如本文所述的用于传递热量的设备和系统，包括如上文和下文具体描述的设备和系统。
本发明的热传递流体、热管理流体、制冷剂、工作流体和热传递组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)被提供用于如本文所述的加热和/或冷却。
因此，本发明描述了使用本发明的热传递流体、热管理流体、制冷剂、工作流体或热传递组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)来加热或冷却流体或主体的方法。
热管理方法、设备、系统和用途
在电子器件的几乎每个现代应用中，热耗散是重要的考虑因素。例如，在便携式和手持式设备中，希望在增加功能的同时实现小型化使热功率密度增加，从而使设备内的电子部件的冷却更具挑战性。随着台式计算机、数据中心和电信中心内的计算能力增加，热量输出也增加。电力电子设备诸如插电式电动车辆或混合动力车辆、风力涡轮机、火车发动机、发电机以及各种工业过程中的牵引逆变器利用在越来越高的电流和热通量下运行的晶体管。
如上所述，当在电子设备中进行冷却和/或加热的方法或设备或系统中使用本发明的热传递流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)时，其在本文中有时被称为热管理流体。因此，热管理流体对应于本专利申请中所讨论的热传递流体。
现在将结合图1描述本发明的热管理方法(包括热传递方法1和2)的优选实施方案，在该图中，运行的电子设备示意性地示出为10，其具有流入和/或流出设备10的电能和/或信号20的源，并且由于其基于电能和/或信号20的运行而产生热量。本发明的热管理流体被设置成与运行的设备10热接触，使得其由流出箭头30表示的那样去除热量。通过将显热添加到本发明的液体热管理流体中(即，增加液体的温度)，或通过引起热管理液体的相变(即，蒸发液体)或这些的组合，从运行的电子设备去除热。在优选的实施方案中，该方法向设备10提供本发明的TMF(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)的供应，使得来自设备10的流过本发明的热传递流体30的热流将运行的电子设备保持在优选的工作温度范围处或优选的工作温度范围内。在优选的实施方案中，电子设备的优选工作温度范围为约70℃至约150℃，并且甚至更优选地为约70℃至约120℃，并且来自设备10的流过本发明的热传递流体能量的热流30将运行的电子设备保持在此类优选的温度范围处或此类优选的温度范围内。优选地，已从设备吸收热量的本发明的TMF 30在低于热传递流体30的温度的温度下与散热器(示意性地表示为40)热接触，从而将设备10产生的热量传递到散热器40。这样，本发明的热耗尽的热传递流体50可返回到电子设备10以重复冷却循环。
在本发明方法的优选的实施方案中，通过本发明的热传递组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)去除热量的步骤包括使用由电子设备运行生成的热量蒸发本发明的热传递组合物，并且将热量从热传递组合物传递到散热器的步骤包括通过将热量排放至散热器来冷凝热传递流体。在此类方法中，在所述蒸发步骤期间本发明的热传递流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)的温度优选地高于50℃，或优选地高于约55℃，或优选地在约55℃至约85℃、或优选地约65℃至约75℃的范围内。申请人已发现，本发明TMF(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)在此类方法中提供优异的性能，并且同时允许使用相对低成本、轻质且可靠的装备来提供必要的冷却，如将结合如下文结合图2A所述的具体实施方案进一步说明。
在本发明方法的另一个优选实施方案中，通过本发明热传递组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)去除热量的步骤包括通过使用由运行电子设备生成的热量向本发明的液体热传递组合物中添加显热(例如在约大气压下将液体温度升至最高约70℃或更低，即，其中不需要流体处于高压容器或器皿中)，以及将热量从热传递组合物传递到散热器从而通过将热量排放到散热器来降低液体温度的步骤。经冷却的液体随后返回以与电子设备热接触，其中循环重新开始。在优选的实施方案中，用于向散热器传递热量的热传递液体的温度高于约40℃，或优选地高于约55℃，或优选地在约45℃至约70℃的范围内，或优选地在约45℃至约65℃的范围内，并且优选地处于约大气压的压力下。申请人已发现，本发明热传递液体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)在此类方法中提供优异的性能，并且同时允许使用相对低成本、轻质且可靠的装备来提供必要的冷却，如将结合如下文结合图2B所述的具体实施方案进一步说明。
本领域的技术人员应当理解，本发明包括使用如上所述的显热传递和相变热传递两者的系统和方法。
现在将结合图2A和图2B描述根据本发明的具体方法，其中电子设备10容纳在适当的容器12中，并且优选地容纳在密封容器中，并且与本发明的液体热传递组合物11A(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)直接接触，并且优选地完全浸没在其中(通过灰色阴影示意性地示出)。为了方便起见，此类冷却方法、设备和系统在本文中有时被称为“浸没冷却”方法、设备和系统。
在用于冷却电子设备或部件的浸没冷却方法、设备和系统中，运行的电子设备10具有流入和/或流出容器12以及流入和/或流出设备10的电能和/或信号20的源，该运行的电子设备基于电能和/或信号20由于其运行而产生热量。本领域的技术人员将会理解，发现可在此类应用中有效运行的热传递流体是一项重大挑战，因为流体必须不仅提供上述所有其他特性，而且还必须能够在与运行的电子设备(即，涉及电流/信号流动的电子设备)紧密接触的同时这样做。应当理解，可能以其他方式在此类应用中可行的许多流体将是不可用的，因为它们将使设备短路，在暴露于由电子设备的运行所产生的条件时劣化(即，随着时间的推移降低冷却效果和/或设备的运行稳定性)，或者在与运行的电子设备接触时具有对运行有害的一些其他特性。
相反，本发明方法通过提供本发明的热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)来产生优异且意想不到的结果，该热管理流体在设备10运行时与其直接热接触和物理接触。该运行热量通过以下方式安全且有效地传递至热管理流体11A(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)：(a)使流体的液相蒸发并形成蒸气11B；或(b)升高液体热管理流体11A的温度；或(c)(a)和(b)的组合。
当热管理流体为单相液体时，其在被发热部件加热时将保持为液体。因此，可使热管理流体与发热部件接触，从而导致从发热部件去除热量并产生具有较高温度的热管理流体。热管理流体随后被输送到二次冷却回路，诸如辐射器或另一个制冷系统。此类系统的示例在图2中示出，其中热管理流体进入容纳多个电池单元的电池组壳体并且离开壳体，从而从电池组吸收热量。
当本发明的热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)以两相存在时，发热部件与热管理流体热接触并将热量传递到热管理流体，从而导致热管理流体沸腾。热管理流体随后冷凝。此类系统的示例是其中发热部件浸没在热管理流体中并且外部冷却回路将沸腾流体冷凝成液态。
就本发明的相变热传递系统而言，在此处参考图2A。在这样的运行中，随着液体蒸发和蒸气上升通过容器12中剩余的热管理液体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)，热量被从设备10带走。热管理流体蒸气11B随后将其已吸收的热量排放到散热器40，该散热器可为封闭的散热器40A和/或外部散热器40B。容器12内部的散热器的示例为冷凝器盘管30A和30B，其具有温度低于热管理流体蒸气的冷凝温度的循环液体，诸如水。容器12外部的散热器的示例将使相对冷的环境空气在容器12上方通过(在这种情况下优选地包括散热片等)，这将用于将热传递蒸气11B冷凝在容器的内表面上。作为该冷凝的结果，液体热管理流体返回到液体流体11A的池中，设备10在运行中保持浸没在该池中。
就本发明的显热传递系统而言，在此处参考图2B。在这样的运行中，随着液体11A(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)的温度在接受由设备生成的热量时升高，热量被从设备带走，该设备浸没并且优选地基本上完全浸没在本发明的热管理流体11A中。较高温度的热管理流体液体11A随后将其已吸收的热量排放到散热器40，该散热器可为封闭的散热器40A和/或外部散热器40B。容器12内部的散热器的示例是冷却盘管30A和30B，其具有温度低于已加热液体温度的循环液体，诸如水。容器12外部的散热器的示例将通过导管45从容器去除已加热的液体11A，在该导管中，已加热液体与冷却流体热接触，冷却流体诸如可由相对冷的环境空气、或冷却水或制冷剂提供，这将用于降低液体的温度。经冷却的液体随后经由导管46返回。
任选地但优选地，在涉及用于电动车辆的电池的热管理的某些实施方案中，热管理系统包括能够加热热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)的加热元件，诸如例如也浸没在热管理流体中的电加热元件60。本领域的技术人员将会理解，电动车辆中的电池(其将对应于图2A和图2B中的运行的电子设备10)在许多地理位置在冬季月份之外停放时可达到相对较低的温度，并且很多情况下此类低温条件对于电池运行是不期望的。因此，本发明的热管理系统可包括传感器和控制模块(未示出)，其在电池温度低于预定水平时打开加热元件。在这种情况下，加热器60将被激活，热管理液体11A将被加热，并且继而将该热量传递到电子设备10，直到达到最低温度。此后，在运行期间，本发明的热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)将起到如上所述的冷却功能。
为了本发明的目的，热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)可与发热部件直接接触或与发热部件间接接触。
当热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)与发热部件间接接触时，热管理流体可用于电子设备中的封闭系统，该封闭系统可包括至少两个热交换器。当热管理流体用于冷却发热部件时，热量可从部件传递到热管理流体，通常穿过与部件的至少一部分接触的热交换器，或者热量可传递到循环空气，该循环空气可将热量传导至与热管理流体热接触的热交换器。
在本发明的特别优选的特征中，热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)与发热部件直接接触。具体地讲，发热部件完全或部分地浸没在热管理流体中。优选地，发热部件完全浸没在热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)中。作为温热流体或作为蒸气的热管理流体可随后被循环到热交换器，该热交换器通过散热器(诸如环境空气或者由环境空气或以其他方式冷却的水)从流体或蒸气获取热量并将该热量传递到外部环境。在该热传递之后，经冷却的热管理流体(经冷却或冷凝)再循环回到系统中以冷却发热部件。
如果流体与电子设备的电子部件直接接触(诸如采用直接浸没冷却)，或者如果热管理流体从冷却回路泄漏或在维护期间溢出并与电路接触，则热管理流体的电导率和/或介电强度变得重要。因此，本发明的热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)优选地为电绝缘热管理流体。
本发明的热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)可例如通过使用机械装备诸如泵在设备中被动地或主动地再循环。在本发明的优选特征中，本发明的热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)在设备中被动地再循环。
被动再循环系统通过以下方式工作：将热量从发热部件传递到热管理流体，直至其通常被气化，从而允许已加热蒸气行进到热交换表面，在该热交换表面处，已加热蒸气将其热量传递到热交换器表面并冷凝回液体。应当理解，热交换表面可以是单独的热交换单元的一部分并且/或者可与容器成一体，如例如上文结合图2所述。经冷凝的液体随后优选地通过重力和/或芯吸结构完全被动地返回到与发热部件接触的热管理流体中。因此，在本发明的优选特征中，将热量从发热部件传递至本发明的热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)的步骤导致热管理流体蒸发。
被动再循环系统的示例包括散热管或热虹吸器。此类系统使用重力被动地再循环本发明的热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)。在此类系统中，热管理流体由发热部件加热，从而产生密度较低且浮力较大的已加热热管理流体。该热管理流体行进到储存容器，诸如其中冷却和冷凝热管理流体的罐。经冷却的热管理流体随后流回热源。
本发明包括本发明化合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)用于冷却和任选地加热电子设备的用途，该电子设备产生或包括作为发热部件的部件。发热部件可以是包括作为其运行的一部分生成热量的电子元件的任何部件。为了本发明的目的，发热部件包括但不限于：半导体集成电路(IC)、电化学电池、功率晶体管、电阻器和电致发光元件，诸如微处理器、用于制造半导体器件的晶片、功率控制半导体、配电开关设备、电力变压器、电路板、多芯片模块、封装或未封装的半导体器件、半导体集成电路、燃料电池、激光器(常规或激光二极管)、发光二极管(LED)和例如用于高功率应用诸如例如混合动力车辆或电动车辆的电化学电池。
出于本发明的目的，电子设备包括但不限于个人计算机、微处理器、服务器、移动电话、平板电脑、数字家用电器(例如电视、媒体播放器、游戏机等)、个人数字助理、数据中心、固定电池和车辆中的电池(包括Li离子电池和混合动力车辆或电动车辆中使用的其他电池)、风力涡轮机、火车发动机或发电机。优选地，电子设备是混合动力车辆或电动车辆。
本发明还涉及包括本发明的热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)的电子设备。出于本发明的目的，提供了用于冷却和/或加热电子设备的热管理流体。
本发明还涉及电子设备，其包括发热部件和本发明的热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)，用于冷却和任选地加热电子设备。
本发明还涉及包括发热部件、热交换器、泵和本发明的热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)的电子设备。出于本发明的目的，电子设备可以是任何这样的设备，包括但不限于个人计算机、微处理器、服务器、移动电话、平板电脑、数字家用电器(例如电视、媒体播放器、游戏机等)、个人数字助理、数据中心、混合动力车辆或电动车辆、固定电池和车辆中的电池、电驱动马达、燃料电池(例如，氢燃料电池)以及发电机，优选地其中电子设备在混合动力车辆、或电动车辆、或风力涡轮机、或火车中。
为了本发明的目的，发热部件可以是在运行期间生成热量的任何电子部件，但是优选地是在高水平的热通量下生成热量的电子部件。根据本发明的可以冷却的发热部件的示例包括半导体集成电路(IC)、电化学电池、功率晶体管、电阻器和电致发光元件，诸如微处理器、用于制造半导体器件的晶片、功率控制半导体、配电开关设备、电力变压器、印刷电路板(PCB)、多芯片模块、封装或未封装的半导体器件、半导体集成电路、燃料电池、激光器(常规或激光二极管)、发光二极管(LED)和例如用于高功率应用诸如例如混合动力车辆或电动车辆的电化学电池。
锂离子电池冷却系统
现在将结合图8描述可用于锂离子电池冷却的本发明热管理方法的示例，包括热传递方法1和2以及热管理方法1-2。具有自给式液体冷却系统10的车辆电池组包括由容器14形成的模块12，该容器具有用于支撑电池组件18的内部空间16。容器14是用于形成自给式液体冷却系统10的封闭且密封的容器14。电池组件18包括多个电池单元20，诸如用于混合动力车辆中的多个锂离子(Li离子)电池。在另一个实施方案中，多个电池单元20是在电池电动车辆(BEV)中使用的Li离子电池。用于与其他原动机车辆一起使用的附加电池可设置有本发明的液体冷却系统10，其中每个电池单元包括用于从容器14的内部空间16内的电化学反应产生电力的活性材料。电池单元20优选地堆叠以形成电池单元叠堆22。在所示实施方案中，每个电池单元20之间的间隙24在0.25mm-0.50mm之间，从而在每个电池单元20之间形成流体通道26。在另一个实施方案中，间隙24可以小于0.25mm。应当理解，可以根据需要使用其他间隙尺寸。
将本发明的组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)设置在容器14的内部空间16内，并且所示的液位使得电池组件18完全浸没在本发明的组合物内。本发明的组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)通过由间隙24形成的流体通道26与电池单元20接触。
加热元件34位于容器14的基部区域36处。所示的加热元件34是电子加热元件。应当理解，可使用其他加热元件类型。加热元件34被示出为单个元件；然而，可以提供多个加热元件34，诸如加热板。
冷却元件38位于容器14的上部区域40处。冷却元件38可以是冷水冷凝器，其具有延伸超过密封容器14的壁的入口42和出口44，用于为冷却元件38输入和输出水。在另一个实施方案中，冷却元件38可以是冷水板。在再一个实施方案中，冷却元件38可以是薄的铝散热器，其具有行进通过冷却元件38的外部冷水。冷却元件38可以是浸渍有不导电聚合物的石墨箔。冷却元件也可由铜形成。
在所示的实施方案中，箭头“A”和“B”指示本发明的组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)的流28。在通过加热元件34加热每个电池单元20时，本发明的冷却剂28(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)暴露于电池单元20的前表面区域30和后表面区域32，并且将沸腾。加热的冷却剂28将上升并且流到电池单元叠堆22的顶部以被冷却元件38冷却。冷却的冷却剂28将大致遵循冷却剂路径“A”或“B”返回到基部区域36。在冷却剂28在沸腾时刻的大致位置位于在容器14的中心区域中并且朝向容器的侧面50的电池单元20的流体通道26内的情况下，冷却剂28将趋向于遵循流动路径“A”。类似地，如果介电冷却剂28在沸腾时刻的大致位置位于在容器14的中心区域中并且朝向容器的相对侧面52的电池单元20的流体通道26内，则冷却剂28将趋向于遵循流动路径“B”。
冷却剂温度传感器46位于冷却元件38上或附近。在所示的实施方案中，温度传感器46位于冷却元件38的出口44的区域内并且测量本发明的介电冷却剂28在暴露于冷却元件的点处的温度。温度传感器46可根据需要位于电池单元叠堆22内的任何地方。
冷却剂液位传感器48也被提供并且位于容器14的上部区域40附近以测量容器14内的介电冷却剂28的液位，从而确保电池组件18完全浸没在介电冷却剂28内。
尽管通过浸没在本发明的组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)中进行的冷却的以上描述是结合糊状物的冷却进行的，但是相同的基本程序及其在本领域技术内的所有变型可用于冷却如本文所述的任何电子部件或设备，包括下表4中所标识的那些设备中的每一种设备。
下面的表4标识了根据本发明的浸没冷却系统和方法冷却的优选的电子设备和部件(参考NR指示不存在与该特征相关的要求，并且参考TMF是由本文的编号定义的热管理流体)：
表3-优选的浸没冷却系统和方法
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*在该表中对HTC编号的引用旨在标识具有所指示的编号作为根的HTC编号中的每个HTC编号。因此，例如，该表中对HTC1的引用旨在传达包括表3中具有HTC1根的所有HTC，诸如HTC1-1A1等。
散热管冷却和加热
现在相对于图10描述使用散热管的本发明热传递方法(包括热传递方法1和2以及热管理方法1-2)的示例，该图是根据本发明的一个示例性实施方案的能量储存组件1中的散热管的具体示例。能量储存组件1可以是机动车辆12(特别是混合动力车辆或电动车辆)的一部分，并且被提供用于在机动车辆侧上将电力供应给电消耗装置，像例如电驱动单元(未示出)。能量储存组件1包括多个电能储存装置。2.电能储存装置2经由电连接元件(未示出)，特别是以导电轨或导体轨(“母线”)的形式电连接，即串联或并联连接。电连接元件在此接触对应电连接器(未示出)，该电连接器布置在彼此相邻布置的平行对齐的能量储存装置2的对应能量储存壳体(未示出)的相应暴露外壁区段上，从而形成能量储存叠堆(“叠堆”)。在能量储存装置2之间分别布置板状的间隔元件3以将能量储存装置分开并且同时该间隔元件具有导热特性。因此，间隔元件3一方面在直接相邻的能量储存装置2之间提供间隔，使得直接相邻的能量储存装置2彼此电接触或机械接触。另一方面，间隔元件3由于其导热特性而用作热导体，以便通过尤其是从接触的能量储存装置2耗散热量来冷却能量储存装置2或能量储存组件1，或者通过尤其是向接触的能量储存装置2供应热量来加热能量储存装置2或能量储存组件1。提供了第一散热管组件5的散热管4和第二散热管组件7的散热管6。散热管4、6因此沿着能量储存叠堆的该侧表面延伸并且分别与间隔元件3热联接。因此，间隔元件3一方面在第一散热管组件5的散热管4与第二散热管组件7的散热管6之间形成热桥，另一方面在能量储存装置2之间形成热桥。第一散热管组件5的相应散热管4被布置和对齐以便与相应蒸发区热联接，在该蒸发区中，本发明的所含热管理流体(特别包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)可被蒸发至间隔元件3。因此，蒸发本发明TMF所需的热量(蒸发热量)从间隔元件3或经由间隔元件3从能量储存装置2去除。包括能量储存组件1的能量储存装置2因此可以经由第一散热管组件5的散热管4来冷却。此外，第一散热管组件5的散热管4的相应冷凝区与机动车辆侧热交换器形式的散热器8热联接，在该冷凝区中可冷凝所含本发明的气态热管理流体(特别包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)。因此，在本发明TMF冷凝期间生成的热量(冷凝热量)可以传递到散热器8。热交换器可以是能量储存组件1的一部分，即属于能量储存组件1或与能量储存组件1相关联。第二散热管组件7的相应散热管6被布置和对齐，以便与它们相应的冷凝区热联接，在该冷凝区中本发明的所含气态TMF可被冷凝到间隔元件3。因此，热量(冷凝热量)可以在本发明TMF的冷凝期间传递到间隔元件3或者经由间隔元件3传递到能量储存装置2。因此，能量储存装置2和能量储存组件1可经由第二散热管组件7的散热管6被加热。此外，第二散热管组件7的散热管6的相应蒸发区(在该蒸发区中，所含本发明的TMF可被蒸发)与功能部件形式的热源9热联接，即例如与能量储存组件1相关联的充电器或控制设备或控制电子器件。TMF蒸发所需的热量(蒸发热量)因此可以从热源9中去除。因此，功能部件可以经由第二散热管组件7的散热管6被冷却。两个散热管组件5、7以及它们相关联的散热管4、6使得能够实现温度控制设备用于控制能量储存组件1的能量储存装置2的温度(即用于加热或冷却)。根据本发明有用的散热管包括重力回流散热管、毛细管回流散热管和重力/毛细管回流热管。
制冷剂和热传递组合物的用途和方法
本发明还提供了包括本发明的制冷剂或热传递组合物的热传递系统。应当理解，本文所述的热传递系统可为具有流体连通的蒸发器、冷凝器和压缩机的蒸气压缩系统。
本发明的制冷剂或热传递组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)可用作二次流体。
应当理解，本发明的制冷剂或热传递组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)可用于多种不同的热传递应用中。
有机朗肯循环
如上所讨论的，当本发明的热传递流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)用于有机朗肯循环中时，其被称为工作流体。因此，工作流体对应于本专利申请中所讨论的热传递流体。热传递流体的所有优选特征适用于如本文所述的工作流体。
已知的是，朗肯循环系统是将热能转换为轴功率形式的机械能的简单且可靠的装置。在工业环境中，可能使用可燃的工作流体(诸如甲苯和戊烷)，尤其是当工业环境在工艺或储存中已经现场具有大量可燃物时。然而，在与使用易燃和/或有毒的工作流体相关联的风险不可接受的情况下，诸如在人口稠密区域或建筑物附近发电，必须或至少非常期望使用不易燃和/或无毒的制冷剂作为工作流体。在工业中也存在着使这些材料在GWP方面为环境可接受的动力。
根据本发明的用于回收有机朗肯循环中的废热的过程优选地涉及将本发明的液相工作流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)泵送通过锅炉，其中外部(废)热源诸如工艺流加热工作流体，使其蒸发成饱和或过热蒸气。该蒸气通过涡轮膨胀，其中废热能被转换为机械能。随后，将气相工作流体冷凝成液体并泵送回锅炉，以便重复回热循环。
参见图4，在示例性有机朗肯循环系统70中，本发明的工作流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)在蒸发器71与冷凝器75之间循环，其中泵72和膨胀设备74功能性地设置在其间。在例示的实施方案中，外部流体流经由外部温热导管76被引导至蒸发器71。外部温热导管76可携带来自温热热源的流体，诸如来自工业过程(例如发电)的废热源、烟道气体、废气、地热源等。
蒸发器71优选地被构造为热交换器，其可包括例如一系列热连接但流体隔离的管，这些管分别携带来自温热导管76的流体和来自工作流体导管77B的流体。因此，蒸发器71有利于经由工作流体导管77B将热量QIN从由外部温热导管76到达的温热流体传递到从膨胀设备74到达的相对较冷(例如，“冷”)的工作流体。
因此，本发明的工作流体(包含组合物1-6中的每一种组合物)从蒸发器71排出，已经通过吸收热量QIN而被温热，然后通过工作流体导管78A行进至泵72。泵72对工作流体加压，由此通过外部能量输入(例如，电力)进一步加温流体。所得的“热”流体经由导管78B任选地经由如下所述的再生器73传递到冷凝器75的输入。
冷凝器75被构造为类似于蒸发器71的热交换器，并且可包括例如一系列热连接但流体隔离的管，这些管分别携带来自冷却导管79的流体和来自工作流体导管78B的流体。冷凝器75有利于经由工作流体导管78B将热量QOUT从由外部冷却导管79到达的冷却流体传递到由泵72到达的相对温热(例如，“热”)的本发明的工作流体(包含组合物1-17和18A中的每一种组合物)。
从冷凝器75排出的本发明的工作流体(包含组合物1-6中的每一种组合物)因此已通过热损失QOUT而被冷却，然后穿过工作流体导管77A行进到膨胀设备74。膨胀设备74允许工作流体膨胀，由此进一步冷却流体。在此阶段，本发明的流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)可例如通过驱动涡轮机来做功。所得的“冷”流体经由导管77B任选地经由如下所述的再生器73传递到蒸发器71的输入，并且循环重新开始。
因此，工作流体导管77A、77B、78A和78B限定闭回路，使得其中容纳的工作流体可无限地重复使用，或直到需要日常维护。
在例示的实施方案中，再生器73可功能性地设置在蒸发器71与冷凝器75之间。再生器73允许从泵72排出的本发明的“热”工作流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)和从膨胀设备74排出的“冷”工作流体交换一些热量，来自热工作流体的热量沉积与该热量向冷工作流体的释放之间可能存在时间滞后。在一些应用中，这可增大朗肯循环系统70的总体热效率。
因此，本发明涉及包含本发明的工作流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)的有机朗肯循环。
本发明还涉及本发明的工作流体(包含组合物1-17和18A中的每一种组合物)在有机朗肯循环中的用途。
本发明还提供了用于在朗肯循环中将热能转换为机械能的方法，该方法包括以下步骤：i)用热源蒸发本发明的工作流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)并使所得的蒸气膨胀；然后ii)用散热器冷却工作流体以冷凝蒸气，其中工作流体是本发明的制冷剂或热传递组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)。
机械功可被传输到诸如发电机的电气设备以产生电力。
热源可以由例如选自工业废热、太阳能、地热热水、低压蒸汽、利用燃料电池的分布式发电装备、原动机或内燃机的热能量源提供。低压蒸汽优选地为低压地热蒸汽或由化石燃料发电的发电厂提供。
热源优选地由选自工业废热或内燃机的热能量源提供。
应当理解，热源温度可广泛地变化，例如从约90℃到>800℃，并且可取决于某些燃烧气体和一些燃料电池的许多因素，包括地理位置、一年中的时间等。
基于诸如废水或低压蒸汽(来自例如塑料制造厂和/或来自化学品或其他工业工厂、炼油厂)和相关字词形式的源以及地热源的系统的源温度可等于或低于约175℃或者等于或低于约100℃，并且在一些情况下低至约90℃或甚至低至约80℃。气态热源(诸如来自燃烧过程或来自其中用于去除颗粒和/或腐蚀性物质的后续处理导致低温的任何热源的废气)的源温度也可等于或低于200℃、等于或低于约175℃、等于或低于约130℃、等于或低于约120℃、等于或低于约100℃、等于或低于约100℃，并且在一些情况下低至约90℃或甚至低至约80℃。
然而，在一些应用中，优选的是热源具有至少约200℃，例如约200℃至约400℃的温度。
在一个另选的优选实施方案中，热源具有400℃至800℃，更优选地400℃至600℃的温度。
热泵
如上所讨论的，当本发明的热传递流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)用于热泵中时，其被称为制冷剂。因此，制冷剂对应于本专利申请中所讨论的热传递流体。所述的热传递流体的所有优选特征适用于如本文所述的制冷剂。
本发明的制冷剂或热传递组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)可用于高温热泵系统中。
参见图5，在一个示例性热泵系统中，压缩机80(诸如回转式压缩机、活塞式压缩机、螺杆式压缩机或涡旋式压缩机)压缩被传送到冷凝器82的本发明的制冷剂(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)，
以将热量QOUT释放至第一位置，然后使制冷剂经过膨胀设备84以降低制冷剂压力，随后使制冷剂经过蒸发器86以从第二位置吸收热量QIN。制冷剂随后被传送回压缩机80以进行压缩。
本发明提供了使用高温热泵加热流体或主体的方法，所述方法包括以下步骤：(a)在待加热的流体或主体附近冷凝本发明的制冷剂组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)；以及(b)蒸发所述制冷剂。
高温热泵的示例包括热泵滚筒式烘干机或工业热泵。应当理解，热泵可包括抽吸管线/液体管线热交换器(SL-LL HX)。所谓“高温热泵”是指能够产生至少约80℃、优选地至少约90℃、优选地至少约100℃、更优选地至少约110℃的温度的热泵。
二次回路系统
如上所讨论的，当本发明的热传递流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)用于二次回路系统中时，其被称为制冷剂。
本发明的制冷剂(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)可用作二次回路系统中的二次制冷剂流体。
二次回路系统包括一次蒸气压缩系统回路，该一次蒸气压缩系统回路使用一次制冷剂并且其蒸发器冷却二次回路流体。二次制冷剂流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)然后为应用提供必要的冷却。二次制冷剂流体应优选地是不易燃的并且具有低毒性，因为此类回路中的流体潜在地暴露于经冷却的空间附近的人类。换句话讲，本发明的制冷剂或热传递组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)可用作二次回路系统中的“二次制冷剂流体”。
参见图6，一个示例性二次回路系统包括一次回路90和二次回路92。在一次回路90中，压缩机94(诸如回转式压缩机、活塞式压缩机、螺杆式压缩机或涡旋式压缩机)压缩一次制冷剂，该一次制冷剂被传送到冷凝器96以将热量QOUT释放至第一位置，然后使一次制冷剂经过膨胀设备98以降低制冷剂压力，然后使一次制冷剂经过制冷剂/二次流体热交换器100以与二次流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)交换热量QIN，其中二次流体经由泵102被泵送经过二次回路92至二次回路热交换器104以与另外的位置交换热量，例如吸收热量QIN-S以向另外的位置提供冷却。
用于一次回路(蒸气压缩循环，回路的外部/室外部分)的一次流体可选自但不限于HFO-1234ze(E)、HFO-1234yf、丙烷、R455A、R32、R466A、R44B、R290、R717、R452B、R448A和R449A，优选HFO-1234ze(E)、HFO-1234yf或丙烷。
二次回路系统可用于制冷或空调应用中，也就是说，二次回路系统可以是二次回路制冷系统或二次回路空调系统。
可包括具有本发明的二次制冷剂(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)的二次回路制冷系统的制冷系统的示例包括：
·低温制冷系统，
·中温制冷系统，
·商用冷藏机，
·商用冷冻机，
·工业冷冻机，
·工业冷藏机以及
·冷却器。
可包括二次回路空调系统的空调系统的示例包括移动式空调系统或固定空调系统，该二次回路空调系统利用本发明的制冷剂(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)。移动式空调系统包括诸如汽车、卡车和公共汽车的道路车辆的空调，以及艇和火车的空调。例如，其中车辆包括电池或电源。
可包括利用本发明的制冷剂(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)的二次回路空调系统的固定空调系统的示例包括：
·冷却器，特别是正位移冷却器，更特别是空气冷却或水冷却的直接膨胀式冷却器，该冷却器是模块化的或常规单独封装的，
·住宅空调系统，特别是管道分体式或无管道分体式空调系统，
·住宅热泵，
·住宅空气-水热泵/循环加热系统，
·工业空调系统，
·商用空调系统，特别是封装式屋顶单元和可变制冷剂流量(VRF)系统，以及
·商用空气源、水源或地源热泵系统。
根据本发明，尤其优选的热传递系统是机动车空调系统，该系统包括蒸气压缩系统(一次回路)和二次回路空调系统，其中一次回路包括HFO-1234yf作为制冷剂，并且二次回路包括本发明的制冷剂或热传递组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)。具体地讲，二次回路可用于冷却汽车发动机中的部件，诸如电池。
应当理解，二次回路空调或制冷系统可包括抽吸管线/液体管线热交换器(SL-LLHX)。
可包括利用本发明的制冷剂(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)的二次回路空调系统的本发明热传递流体或热传递组合物可用作现有流体的替代物。
本发明包括替换热传递系统中现有热传递流体的方法，该方法包括以下步骤：(a)从所述系统中去除所述现有热传递流体的至少一部分；以及随后(b)将本发明的热传递流体引入所述系统中。步骤(a)可涉及在步骤(b)之前从所述系统中去除所述现有热传递流体的至少约5重量％、至少约10重量％、至少约15重量％、至少约50重量％、至少约70重量％、至少约90重量％、至少约95重量％、至少约99重量％或至少约99.5重量％或基本上全部。
该方法可任选地包括在进行步骤(a)之后和进行步骤(b)之前用溶剂冲洗所述系统的步骤。
出于本发明的目的，本发明的热传递流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)可用于替换电子设备中、有机朗肯循环中、高温热泵中或二次回路中的现有流体。
例如，本发明的热管理流体(包含组合物1-17和18A中的每一种组合物)可用作现有流体诸如HFC-4310mee、HFE-7100和HFE-7200的替代物。另选地，热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)可用于替代水和二醇。替换可在现有系统中进行，或在被设计成使用现有流体工作的新系统中进行。另选地，热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)可用于其中先前使用现有制冷剂的应用中。另选地，本发明的制冷剂(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)可用于改造现有系统中的现有制冷剂。另选地，本发明的制冷剂(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)可用于被设计成与现有制冷剂一起工作的新系统中。
本发明提供了替换热传递系统中现有制冷剂的方法，所述方法包括以下步骤：(a)从所述系统中去除所述现有制冷剂的至少一部分；以及随后(b)将本发明的制冷剂(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表3中的热传递组合物(即HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)引入所述系统中。现有制冷剂可选自例如HFC-4310mee、HFE-7100和HFE-7200。
步骤(a)可涉及在步骤(b)之前从所述系统中去除所述现有制冷剂的至少约5重量％、至少约10重量％、至少约15重量％、至少约50重量％、至少约70重量％、至少约90重量％、至少约95重量％、至少约99重量％或至少约99.5重量％。
该方法可任选地包括在进行步骤(a)之后和进行步骤(b)之前用溶剂冲洗所述系统的步骤。
溶剂和清洁用途、方法和系统
本发明提供了溶剂化方法。此类方法通常包括清洁方法、蚀刻方法、载体溶剂应用(用于涂层应用、润滑剂沉积、有机硅沉积和其他涂层，包括与医疗设备的涂层有关的涂层，例如肝素和PTFE)。
相对于清洁方法，所有此类方法都包括在本发明的范围内。优选的清洁方法包括通过使制品、设备或其部件与本发明的组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表2中的工作流体(即WF1-WF6)中的每一种工作流体)接触来进行蒸气脱脂。可从多种制品、设备和部件中去除多种污染物。可使用本发明的组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表2中的工作流体(即WF1-WF6)中的每一种工作流体)去除的污染物的示例包括例如轻油、中油、氟碳润滑剂、润滑脂以及有机硅和蜡。可使用本发明的组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表2中的工作流体(即WF1-WF6)中的每一种工作流体)清洁的制品、设备和部件的示例包括例如电子部件(包括硅晶片、PCB、半导体表面)、精密部件(包括飞机零件和部件)、轻油、中油、氟碳润滑剂、润滑脂以及有机硅和蜡。
本发明的优选溶剂气相脱脂和去焊方法包括将污染的基材或零件(例如印刷电路板或加工的金属、玻璃、陶瓷、塑料或弹性体部件或复合材料)或者基材或部件的一部分浸没到根据本发明的沸腾、不易燃的液体(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表2中的工作流体(即WF1-WF6)中的每一种工作流体)中，随后在第二罐或清洁区中通过用清洁溶剂浸没或蒸馏喷雾来漂洗零件，该清洁溶剂也可以是本发明的组合物中的任一种组合物。然后通过将冷却的零件保持在冷凝蒸汽中直到温度达到平衡来干燥零件。
各种类型的零件的溶剂清洁通常在分批、吊升辅助分批、输送分批或在线型输送式脱脂器和去焊器装备中进行。零件还可以在敞口去焊或脱脂装备中清洁。在这两种类型的装备中，装备的入口端和/或出口端可以与周围环境和装备内的溶剂开放连通。为了使溶剂通过对流或扩散从装备中的损失最小化，使用本领域的常规实践。
本发明的组合物包含溶剂清洁组合物和共溶剂，该溶剂清洁组合物包含组合物1-6内的任何化合物和上表2中的工作流体(即WF1-WF6)中的每一种工作流体，基于组合物中溶剂组分的总重量计，该共溶剂的量如下表5中所示，其中每种量应理解为前面有词语“约”：
表5
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本发明包括根据上表5的溶剂组合物，其中共溶剂选自由以下组成的组：六氟异丙基乙醚，六氟异丙基甲基硫醚、HFE-7000、HFE-7200、HFE-7100、HFE-7300、HFE-7500、HFE-7600、反式-1,2-二氯乙烯、正戊烷、环戊烷、乙醇、全氟(2-甲基-3-戊酮)(Novec 1230)、顺式-HFO-1336mzz、反式-HFO-1336mzz、HF-1234yf、HFO-1234ze(E)、HFO-1233zd(E)和HFO-1233zd(Z)。
电解质制剂和电池
本发明还提供电解质制剂和包含电解质制剂的电池，该电解质制剂包含本发明的化合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表2中的工作流体(即，WF1-WF6)中的每一种工作流体)。一般来讲，电解质制剂包含：(a)电解质；(b)电解质的有机溶剂；以及(c)添加剂，其包括在制剂中以提供电解质制剂和/或含有电解质的电池的期望特性或对期望特性的改善。本发明的化合物(包含组合物1-6中的每一种组合物以及上表2中的工作流体(即WF1-WF6)中的每一种工作流体)可作为电解质的溶剂(或共溶剂)和/或作为添加剂包括在制剂中。
因此，本发明提供电解质制剂，该电解质制剂包含：
(a)盐，优选地锂离子盐；
(b)盐的溶剂，所述溶剂包含本发明的化合物(包含组合物1-6中的每一种组合物以及上表2中的工作流体(即WF1-WF6)中的每一种工作流体)，有或没有共溶剂；以及
(c)一种或多种不同于本发明化合物的添加剂。
本发明还提供电解质制剂，该电解质制剂包含：
(a)电解质，并且优选地锂离子电解质；
(b)锂离子电解质的溶剂；以及
(c)包含本发明化合物(包括化合物1-6中的每一种化合物)的添加剂，具有或不具有附加添加剂。
本发明通常还提供电池，并且特别是可再充电锂离子电池，其包含含有本发明化合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表2中的工作流体(即，WF1-WF6)中的每一种工作流体)的电解质制剂。示例性可再充电锂离子电池在其图9中示出，其示出阴极和阳极以及促进锂离子在阴极与阳极之间流动的本发明的电解质制剂。
尽管预期本发明电解质制剂通常可用于电池中，但在优选的实施方案中，电解质制剂包含可用于可再充电电池中的锂离子电解质。可构成制剂的电解质部分的锂盐的非限制性示例包括：LiPF6、LiAsF6、LiCI04*LiBF4、LiBC40g(LiB0B)、LiBC04F(LiODFB)、LiPF3(C2F5)3(LiFAP)、LiBF3(C2F5)LiPF3(C,F5)3(LiFAB)、LiN(CF3SO)、LiN(CF5SO)、LiCF3S03、LiC(CF3SO)3、LiPF4(CF3)2、LiPF3(CF3)3、LiPF3(iSO-C3C7)3、LiPF5(iso-C3F7)。总盐浓度可根据应用的特定需要而变化，在一些实施方案中，电解质可以以约0.3M与约2.5M或约0.7M至约1.5M之间的量存在于制剂中。
实施例
实施例1-有机朗肯循环
该实施例说明基于有机朗肯循环中各种工作流体的估计热效率的比较，本发明的组合物(包含组合物1-6中的每一种组合物和上表2中的工作流体(即WF1-WF6)中的每一种工作流体)可用作有机朗肯循环中的工作流体。在该实施例中，假定ORC系统包括冷凝器、泵、锅炉和涡轮机，并且将出现如下表E1所示的以下定性结果。
表E1
实施例2-在热交换器中与Novec 7200相比的本发明组合物
电动车辆的电池在充电和放电时在运行期间发热。车辆电池的典型设计在三种类型之间不同：圆柱形电池、软包电池和棱柱形电池。所有三种类型由于其形状而在热传递方面具有不同的考虑因素。棱柱形电池单元和软包电池单元由于具有直的外表面而常常与冷却板一起使用。圆柱形电池单元采用与电池单元的外壳热接触的冷却带。在电池的充电和放电期间产生大量热可导致温度升高，这可导致性能降低和电池寿命缩短。
电池冷却板装置可用于向电池提供主动冷却并去除热量(例如，从电动车辆的电池去除热量)。在该实施例中，针对在单相热传递中提供冷却的能力，分析本发明的流体(包含组合物1-17和18A以及3M Novec 7200中的每一者)的性能。
应当理解，对流热传递可通过直接接触(即，当电池浸没在可被泵送通过电池外壳的流体中时)或间接(即，通过使用具有对流热传递和传导热传递的组合的冷却板)发生。
本实施例使用具有0.55英寸内径的圆管来提供10246BTU/h(3kW)的冷却负载。管的长度为30英尺(9.14m)，并且假定压降为2.9PSI(20kPa)。流体温度为7.2℃(45℉)。确定湍流的内部热传递系数。确定两种流体去除冷却负载所需的质量流速。比较的结果示于下表中。从结果中可以看出，去除所产生的热量所需的质量流速约为或小于3M Novec7200，并且有用的输出(即，热传递系数)约为或高于3M Novec 7200。
热交换器装置的热传递和压降
实施例3-二次AC系统
评估通过估计性能系数(COP)确定的二次回路空调系统的效率，使用组合物1-6中的每一种组合物和表3中的热传递组合物(HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物的热量作为二次制冷剂，而使用R1234ze(E)、R1234yf和丙烷作为一次制冷剂选项。系统由通过内部热交换器热连接的蒸气压缩一次回路和泵送式两相二次回路组成。该内部热交换器用作一次回路的蒸发器和二次回路的冷凝器。在每个单元运行的指定条件下，使用一次制冷剂和二次制冷剂的热力学特性，如表E3A中所定义，相对于空调系统中R410A的性能评估COP(参见表E3B)。
表E3A-操作条件
命名法：T＝温度，□＝效率，□＝差值，SC＝过冷，SH＝过热，IHX＝中间热交换器，Sat＝饱和
表E3B二次AC循环的性能
表E3B示出具有不同的一次制冷剂并使用组合物1-6中的每一种组合物以及表3中的热传递组合物(HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物作为二次制冷剂的二次AC系统的热力学性能，其中二次AC系统的容量在所有情况下都与R410A系统匹配。
实施例4-使用组合物1-6和表3中的热传递组合物(HTC1-HTC6)中的每一种热传递
组合物的高温热泵应用
高温热泵可利用废热并提供高散热器温度。本发明的组合物1-6和表3中的热传递组合物(HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物在宽范围的冷凝温度下各自提供等于约R245fa或优于R245fa的效率。
操作条件：
·冷凝温度在90℃、100℃与110℃之间变化
·过冷：10℃
·蒸发温度：25℃
·蒸发器过热：15℃
·等熵效率：65％
表E4
在不同冷凝温度下的相对加热COP
实施例5-二次回路中温制冷系统的热力学性能
评估通过估计性能系数(COP)确定的二次回路中温制冷系统的效率，使用组合物1-6中的每一种组合物和表3中的热传递组合物(HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物作为二次制冷剂，而使用R1234ze(E)、R1234yf和丙烷作为一次制冷剂选项。系统由通过内部热交换器热连接的蒸气压缩一次回路和泵送式两相二次回路组成。该内部热交换器用作一次回路的蒸发器和二次回路的冷凝器。相对于空调系统中的R134a和组合物1-6中的每一种组合物的性能评价COP，并且表3中的热传递组合物(HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物与R134a的效率大约匹配或优于该效率。
实施例6-使用组合物1-6和表3中的热传递组合物(HTC1-HTC6)中的每一种热传递
组合物的显热浸没冷却应用
电动车辆的电池在充电和放电时在运行期间发热。车辆电池的典型设计在三种类型之间不同：圆柱形电池、软包电池和棱柱形电池。所有三种类型由于其形状而在热传递方面具有不同的考虑因素。在电池的充电和放电期间产生大量热可导致温度升高，这可导致性能降低和电池寿命缩短。
本发明的组合物1-6和表3中的热传递组合物(HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物优选地具有低介电常数、高介电强度，并且是不易燃流体，这允许直接冷却浸入组合物1-6中的每一种组合物和表3中的热传递组合物中(HTC1-HTC6)的每一种热传递组合物中的电池单元。
本实施例考虑了由1792个18650型圆柱形电池单元组成的电池模块。在一种情况下，由与电池单元接触的平管热交换器中水/二醇的50/50混合物来冷却电池模块。在另一种情况下，将电池单元浸入组合物1-6中的每一种组合物和表3中的热传递组合物(HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物中，即，与流体直接接触。电池模块的废热为8750W，其均匀分布在全部数量的电池单元上。假设和操作条件列于表E5A和表E5B中。
表E5A
电池模块设计和操作条件的假设
表5B
电池模块中的最低电池单元温度和最高电池单元温度
实施例7-在数据中心中使用组合物1-6和表3中的热传递组合物(HTC1-HTC6)中的
每一种热传递组合物的两相浸没冷却应用
参考图7提供了数据中心冷却的示例。数据中心(一般性地表示为200)包括容纳在一个或多个电子支架210中的多个电子子系统220。电子子系统220中的至少一个并且优选地多个并且优选地全部电子子系统与冷却工位240相关联，冷却工位(在一个实施方案中)包括竖直延伸的液-气热交换器243以及用于引导冷却气流244跨过液-气热交换器243的供应管道241和返回管道242。冷却子系统219与多个电子子系统220中的至少一个并且优选地多个并且优选地全部电子子系统相关联。在一个优选的实施方案中，如图7所示，子系统220中的全部子系统都与冷却工位240和冷却子系统219相关联。每个冷却子系统219(在该实施方案中)包括外壳221(其优选地为低压外壳)，该外壳包封包括多个电子部件223的相应电子子系统220。电子部件作为数据中心的一部分运行并且作为在数据中心执行其功能的结果而产生热量。以举例的方式，部件包括印刷电路板、微处理器模块和存储器设备。每个电子子系统在运行时具有浸没在本发明的热管理流体(包含组合物1-6中的每一种组合物和表3中的热传递组合物(HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)中的其发热部件224。流体224在典型的运行中沸腾，产生根据本发明的电介质蒸气225。在例示的实施方案中，通过在电子支架210内提供向上倾斜的支撑导轨222来使电子子系统220成角度，以成角度地容纳电子子系统220。如图所示的电子子系统的成角度有利于蒸气225在冷却子系统219与相关联的本地冷却工位240的液-气热交换器243之间的浮力驱动的循环。然而，当不使用此类成角时，根据本发明和本实施例的优异结果也实现同样好的效果。多个冷却剂回路226以流体接触和热接触的方式联接液冷电子子系统以及液-气热交换器243的相应部分。具体地讲，多个管段300穿过液-气热交换器243，该热交换器在该实施例中包括多个空气冷却翅片310。蒸气225从外壳221被浮力驱动至液-气热交换器243的对应管段300，其中蒸气冷凝并且随后作为液体返回到相关联的液体冷却电子子系统。冷却气流244平行于数据中心200的多个本地冷却工位240的供应管道241提供，并且已加热的气流经由返回管道242排出。如本文所述但没有本发明的流体的装备公开于US 2013/0019614中，该文献以引用方式并入本文。
如上所述的系统使用由本发明(包含组合物1-6中的每一种组合物和表3中的热传递组合物(HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合物)和环境空气组成的热管理流体作为冷凝器的散热器来运行，并且该系统运行以在系统在运行的数据中心中执行其功能时有效、高效、安全且可靠地将电子部件保持在最期望的工作温度范围内。
实施例7-组合物1-6和表3中的热传递组合物(HTC1-HTC6)中的每一种热传递组合
物作为锂离子电池中的溶剂或添加剂
电解质溶剂和添加剂在锂离子电池(LIB)的性能中起重要作用。将本发明的组合物1-6和表2中的工作流体(WF1-WF6)中的每一种工作流体用作锂离子电池的各种电解质组合物的溶剂或添加剂。通常，电解质组合物包含溶解的Li盐和添加剂，该溶解的Li盐诸如六氟磷酸锂(LiPFe)、双(氟磺酰基)酰亚胺锂(LiFSI)、三氟甲磺酸锂(LiTf)、溶剂或溶剂的组合，该溶剂或溶剂的组合包含诸如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二亚乙酯(DEC)、碳酸二亚甲酯(DMC)和许多其他有机碳酸酯和酯之类的组分，添加剂诸如碳酸亚乙烯酯、冠醚、硼酸酯(borates和boronates)和许多其他化合物。溶剂在LIB中的作用是用作在一对电极之间转移电荷的介质，该电荷为离子形式。用溶剂或添加剂的不同组分对电解质的各种改性也是已知的[关于详细描述，参见Kang Xu，“用于锂基可再充电电池的非水电解质(Non-Aqueous Electrolytes for Lithium Based Rechargeable Batteries)”《化学评论》(Chem.Rev.)，2012年，第104卷，第4303-4417页]。本发明的化合物(包含组合物1-6和表2中的工作流体(WF1-WF6)中的每一种工作流体)可作为溶剂和/或添加剂添加以改善锂离子电池的性能，因为此类本发明的材料具有期望的特性，诸如化学和热稳定性、期望的介电常数和电化学窗口。在各种电解质组合物中，本发明的化合物和组合物可以以例如5重量％-50重量％范围内的溶剂的量用作溶剂，并且以0.1重量％至5重量％范围内的量用作添加剂。
实施例8-溶剂脱脂
本发明的工作流体(包含组合物1-6和表2中的工作流体(WF1-WF6)中的每一种工作流体)用作脱脂装置中的溶剂，如例如图11中所示，并且成功地从各种基材(包括上述所有基材)去除各种污染物(包括上述所有污染物)。
实施例9-用于制备由式I表示的家族的化合物的代表性方法
将三氟乙基三氟甲磺酸酯(CF3CH2OSO2CF3，310ml，2.15mol)与碳酸钾(K2CO3，415.6g，3摩尔)在烘箱干燥的3L三颈圆底烧瓶中混合，该烧瓶在中间颈配有机械搅拌器，并且另一颈装有回流冷凝器，其出料口连接到氮气鼓泡器。使自来水通过回流冷凝器循环，并且又一颈配有热电偶，并且搅拌非均相混合物，并且用外部冰-水混合物冷却至0℃-5℃。向混合物中缓慢添加六氟异丙醇((CF3)2CHOH，455ml-475ml，超过4.3摩尔)，使得混合物的温度保持在室温(RT)下。使用加热套/油浴将所得混合物加热至78℃-85℃，同时保持持续搅拌45小时-48小时。在该反应时间后，将混合物冷却至室温，并且将2L蒸馏水添加到RB中，同时搅拌以溶解全部固体碳酸钾。将整个反应混合物转移到4L分液漏斗中，充分振荡。将底部有机层收集在1L锥形烧瓶中，并去除顶部含水层。将有机层转移回到分液漏斗中。将有机层用饱和碳酸钾含水溶液洗涤四次(4×500ml)。有机层用无水硫酸钠通过在配有塞子的锥形烧瓶中充分振荡混合物来干燥，如果有的话，偶尔排空内部压力，并且通过过滤去除固体。由此，获得的粗产物(超过357g，产率：超过67％)在大气压下蒸馏以在760mmHg下获得沸点为68℃-70℃的纯产物。
反应可如下所示：
副产物CF3CH2OCH2CF3以0.2重量％或更少的量存在于组合物中。基本上纯的产物在760mmHg下具有68℃-70℃的沸点。按照上述程序，可以扩展到制备由式I表示的家族的不同化合物。
另选地，由式I表示的家族的醚可通过另选途径(诸如Mitsunobu条件)如下合成：将三苯基膦(TPP)和偶氮二羧酸酯诸如偶氮二羧酸二乙酯(DEAD)或偶氮二羧酸二异丙酯(DIAD)在-10℃下在THF或甲苯中在氮气气氛下混合，并且将混合物在相同温度下继续搅拌几分钟。然后添加两种不同的醇，并根据需要将混合物加热至回流以形成由式I表示的家族的不对称醚。
Claims (10)
1.一种冷却运行的电子设备的方法，所述冷却运行的电子设备的方法包括：
(a)提供包含一种或多种根据式I的化合物的热传递组合物：
其中
R1、R2和R3各自独立地为CxR'(2x+1)-yHy，
每个R'独立地选自F或Cl，并且其中(2x+1)-y的值是在所指示的碳原子上的R'取代基的总数；
每个x独立地等于或大于1并且等于或小于6；并且
y等于或大于0并且小于或等于2x+1，前提条件是所述化合物中存在的R'的所述总数是6或更大，并且所述化合物具有零个多至两(2)个Cl取代基；以及
(b)将电子设备或部件浸没在所述热传递组合物中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述热传递组合物具有约200或更小的全球变暖潜势(GWP)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述热传递组合物是不易燃的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述热传递组合物在20GHz下具有小于3的介电常数。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述热传递组合物具有约25℃至约150℃的沸点。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述热传递组合物：(i)在20GHz下具有小于5的介电常数；(ii)具有约50℃至约150℃的沸点；(iii)是不易燃的；并且(iv)具有艾姆斯阴性毒性。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述热传递组合物包含至少约50重量％的所述一种或多种根据式I的化合物。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述热传递组合物包含至少约50重量％的根据式Ia的化合物：
(CF3)2CH-O-CH2CF3式Ia。
9.根据权利要求9所述的热传递方法，其中所述电子设备或部件包括电池、半导体集成电路(IC)、电化学电池、功率晶体管、电阻器、电致发光元件、微处理器、功率控制半导体、配电开关装置、电力变压器、印刷电路板、多芯片模块、封装或未封装的半导体器件、半导体集成电路、燃料电池、激光发光二极管(LED)、电化学电池、电驱动马达和这些的组合中的一者或多者。
10.根据权利要求13所述的热传递方法，所述热传递方法在电动车辆中和/或在油/电混合动力车辆中和/或在数据中心中和/或在服务器中和/或在加密挖矿中心中进行。
Applications Claiming Priority (5)
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