CN1950478A - 卤代酮致冷剂组合物和它的用途 - Google Patents

卤代酮致冷剂组合物和它的用途 Download PDF

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CN1950478A CN 200580014260 CN200580014260A CN1950478A CN 1950478 A CN1950478 A CN 1950478A CN 200580014260 CN200580014260 CN 200580014260 CN 200580014260 A CN200580014260 A CN 200580014260A CN 1950478 A CN1950478 A CN 1950478A
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M·J·纳帕
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Abstract

在这里公开的是卤代酮致冷剂或传热流体组合物,它可用于致冷或空调装置或作为传热流体。本发明的组合物还可用于采用两级压缩机或单板/单程热交换器的离心式压缩机系统。

Description

卤代酮致冷剂组合物和它的用途
对于相关申请的交叉引用
本申请要求了美国临时申请60/549,978(2004年3月4日申请),和美国临时申请60/575,037(2004年5月26日申请),和美国临时申请60/584,785(2004年6月29日申请)的优先权利益。
本发明的背景
1.本发明的领域
本发明涉及用于致冷和空调系统的组合物,其包含至少一种卤代酮或它们的组合。此外,本发明涉及用于使用离心式压缩机的致冷和空调系统的组合物,其包括至少一种卤代酮或它们的组合。本发明的组合物可用于生产致冷或加热的方法中或用作传热流体。
2.相关技术的叙述
致冷工业在过去已经努力了几十年来寻找消耗臭氧的氯氟烃(CFC)和氢氯氟烃(HCFC)(它们由于蒙特利尔协议而要求逐步停止使用)的替代致冷剂。大多数致冷剂生产者的解决方案已经是氢氟烃(HFC)致冷剂的工业化。新HFC致冷剂,HFC-134a是目前最广泛使用的,具有零臭氧消耗潜力并且因此不受蒙特利尔协议规定的目前法规强制性要求逐渐停止的影响。
其它环境保护法规可以最终导致某些HFC致冷剂的全球逐渐停止使用。目前,汽车工业面临对于在汽车空调中使用的致冷剂而言的与全球变暖潜力有关的法规限制。因此,对于汽车空调市场目前非常需要确定具有减少全球变暖潜力的新致冷剂。如果法规在未来更广泛地适用,甚至更迫切需要能够在所有致冷和空调工业的领域中使用的致冷剂。
目前建议的对于HFC-134a的替代致冷剂包括HFC-152a,纯烃如丁烷或丙烷,或“天然”致冷剂如CO2或氨。这些建议的替代品中的许多是有毒的,易燃的,和/或具有低的能量效率。因此,不断地寻求新的替代方案。
本发明的目的是提供新型的致冷剂组合物和传热流体,它们提供独特的特性以满足低或零臭氧消耗潜力的要求并且提供与目前致冷剂相比而言较低的全球变暖潜力。
本发明的概述
本发明涉及卤代酮致冷剂或传热流体,它们选自:
1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,5,5,5-八氟-2,4-双(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6-十一氟-2-(三氟甲基)-3-己酮;
1,1,2,2,4,5,5,5-八氟-1-(三氟甲氧基)-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)-2-丁酮;
1,1,1,2,2,5,5,5-八氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
2-氯-1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;
CF3C(O)CBrFCF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CBrF2
CBrF2C(O)CF(CF3)2
CF3C(O)CBr(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CBrF2
CF3C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3C(O)CF(CF3)CBrFCF3
CF3C(O)CBrFCF2CF2CF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CF2CF2CBrF2
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CF2CBrF2
CF3CF2CBrFC(O)CF2CF2CF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CF(CBrF2)CF2CF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2
CF3CF2CBrFC(O)CF(CF3)2
CF3CF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)2
CF3CBrFCF2C(O)CF(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CHC(O)CBr(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrF2
CBrF2CF2C(O)CH(CF3)2
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2C(O)CF(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CH(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CF(OCH3)CF3
CBrF2C(O)CF(CF2OCH3)CF3
CClF2CFBrC(O)CF2CF3
CBrF2CFClC(O)CF2CF3
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)2
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)2
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)(C2F5);
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)(C2F5);
CClF2C(O)CBr(CF3)2
CClF2CF2C(O)CBr(CF3)2
CF3CClFC(O)CBr(CF3)2
CClF2C(O)CBrFCF3
CClF2CF2(O)CCBrFCF3
CF3CClFC(O)CBrFCF3
CBrF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2C(O)CClFCF3
CBrF2CF2C(O)CClFCF3
和它们的组合。
在这里公开的也是以上所列的化合物,它们可用于采用离心式压缩机的致冷或空调系统,采用多级离心式压缩机和/或采用单板/单程热交换器的致冷或空调系统,或采用两级离心式压缩机的致冷或空调系统中。
也在这里公开的是使用本发明的组合物来产生致冷,加热,和从热源将热量转移到热阱中的方法。
本发明的详细说明
本发明的卤代酮致冷剂组合物包括单一化合物或含一种以上卤代酮化合物的组合。
本发明的组合物没有臭氧消耗潜力和具有低的全球变暖潜力。例如,卤代酮,单独或以混合物使用,将具有比目前使用的许多HFC致冷剂更低的全球变暖潜力。
本发明的卤代酮是含有氟,碳,至少一个酮基氧,和任选的氢、氯或溴的化合物。卤代酮可以由通式R3COR4表示,其中R3和R4独立地选自直链或支链,饱和或不饱和的,脂肪族或脂环族的氟化碳基团(fluorinated carbon radicals),该基团任选含有氢,氯,或溴。R3和R4可以相结合形成环状卤代酮环。该卤代酮可以含有约2到10个碳原子。优选的卤代酮含有4到8个碳原子。本发明的卤代酮进一步含有杂原子,如氧,因此形成附加的酮基,醚基,醛基,或酯基。代表性的卤代酮是在表1中所列。
本发明的溴氟酮包括选自下列这些中的至少一种:单溴全氟酮,单氢单溴全氟酮,(全氟烷氧基)单溴全氟酮,(氟烷氧基)单溴全氟酮,和单氯单溴全氟酮。下面化合物是本发明的单溴全氟酮,单氢单溴全氟酮,(全氟烷氧基)单溴全氟酮,(氟烷氧基)单溴全氟酮和单氯单溴全氟酮的代表:
CF3C(O)CBrFCF2CF3,CF3C(O)CF2CF2CBrF2,CBrF2C(O)CF(CF3)2
CF3C(O)CBr(CF3)2,CBrF2CF2C(O)CF2CF3,CF3CBrFC(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF3,CF3CF2C(O)CBrFCF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CBrF2,CF3C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3C(O)CF(CF3)CBrFCF3,CF3C(O)CBrFCF2CF2CF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CF2CF2CBrF2,CF3CBrFC(O)CF2CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF2CF3,CF3CF2C(O)CF2CF2CF2CBrF2
CF3CF2CBrFC(O)CF2CF2CF3,CBrF2CF2C(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)CF2CF3,CF3CF2C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CF(CBrF2)CF2CF3,CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2
CF3CF2CBrFC(O)CF(CF3)2,CF3CF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)2,CF3CBrFCF2C(O)CF(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBr(CF3)2,(CF3)2CHC(O)CBr(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBrFCF3,(CF3)2CHC(O)CBrFCF3,(CF3)2CHC(O)CBrF2
CBrF2CF2C(O)CH(CF3)2,CBrF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3,CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2C(O)CF(CF3)OC2F5,CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5,CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2,CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2,CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5,CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OCF3,CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OC2F5,CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2,CBrF2C(O)CF(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CH(OCF2CHF2)CF3,CBrF2C(O)CF(OCH3)CF3
CBrF2C(O)CF(CF2OCH3)CF3,CClF2CFBrC(O)CF2CF3
CBrF2CFClC(O)CF2CF3,CClF2CFBrC(O)CF(CF3)2
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)2,CClF2CFBrC(O)CF(CF3)(C2F5),
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)(C2F5),CClF2C(O)CBr(CF3)2
CClF2CF2C(O)CBr(CF3)2,CF3CClFC(O)CBr(CF3)2,CClF2C(O)CBrFCF3
CClF2CF2(O)CCBrFCF3,CF3CClFC(O)CBrFCF3,CBrF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CCl(CF3)2,CBrF2C(O)CClFCF3 and
CBrF2CF2C(O)CClFCF3.
                                  表1
  化合物   化学式   化学名称   CAS编号
  卤代酮
PEIK CF3CF2C(O)CF(CF3)2   1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮(或全氟乙基异丙基酮) 756-13-8
PMIK CF3C(O)CF(CF3)2   1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)-2-丁酮(或全氟甲基异丙基酮) 756-12-7
(CF3)2CFC(O)CF(CF3)2   1,1,1,2,4,5,5,5-八氟-2,4-双(三氟甲基)-3-戊酮
CHF2CF2C(O)CF(CF3)2   1,1,1,2,4,4,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮
CF3CF2CF2COCF(CF3)2   1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6-十一氟-2-(三氟甲基)-3-己酮
  CF3OCF2-CF2C(O)CF(CF3)2   1,1,2,2,4,5,5,5-八氟-1-(三氟甲氧基)-4-(三氟甲基)-3-戊酮
CF3CF2C(O)CH(CF3)2   1,1,1,2,2,5,5,5-八氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮 61637-91-0
CF3CF2C(O)CCl(CF3)2   2-氯-1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮 83714-48-1
CF3C(O)CBrFCF2CF3   3-溴-1,1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-2-全氟戊酮
CHF2CF2C(O)CBrFCF3   2-溴-1,1,1,2,4,4,5,5-八氟-3-戊酮
1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮(PEIK)可以从3MTM(St.Paul,Minnesota)商购。1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)-2-丁酮(PMIK);1,1,1,2,4,5,5,5-八氟-2,4-双(三氟甲基)-3-戊酮;1,1,1,2,4,4,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6-十一氟-2-(三氟甲基)-3-己酮;1,1,2,2,4,5,5,5-八氟-1-(三氟甲氧基)-4-(三氟甲基)-3-戊酮;和1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)-2-丁酮可以按照在US 6,478,979中所述方法制备,该专利被引入这里供参考。1,1,1,2,2,5,5,5-八氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮可以根据England在Journal of Organic Chemistry,49卷(No.21),第4007到4008页(1984)中所述方法从“HFP二聚物”制备。2-氯-1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮可以按照Saloutina等人在Izvestiya Adademii Nauk SSSR,Seriya Khimicheskaya,第1893到1896页(1982)中所述方法来制备。
包括单溴全氟酮,单氢单溴全氟酮,(全氟烷氧基)单溴全氟酮,(氟烷氧基)单溴全氟酮,和单氯单溴全氟酮在内的前面所述的本发明的溴氟酮能够按照在下面所述方法来制备。
本发明的单溴全氟酮CF3C(O)CF2CF2CBrF2,CF3CF2C(O)CF2CF2CBrF2和CF3C(O)CF2CF2CF2CF2CBrF2可以利用Kolenko和Plashkin在Izvestiya Akademii Nauk SSSR,SeriyaKhimicheskaya,第1648-1650页(1977)中描述的,和Zapevalov等人在Zhurnal Organicheskoi Khimii,26卷,第265-272页(1990)中描述的技术,通过相应单氢全氟酮类的溴化作用来制备。CF3C(O)CF2CF2CBrF2可以通过单氢全氟酮CF3C(O)CF2CF2CHF2的溴化来制备,后者可以按照Zapelov等人在Zhurnal VsesoyuznogoKhimicheskogo Obshchestva im.D.I.Mendeleeva,18卷,第591到593页(1973)中所述方法通过环氧化物的异构化来制备。CF3CF2C(O)CF2CF2CBrF2和CF3C(O)CF2CF2CF2CF2CBrF2可以利用Saloutina等人在Zhurnal Organicheskoi Khimii,29卷,第1325到1336页(1993)中的技术,分别通过单氢全氟酮CF3CF2C(O)CF2CF2CHF2和CF3C(O)CF2CF2CF2CF2CHF2的溴化来制备。
通过单氢全氟酮末端C-H键转化成末端C-Br键来制备本发明的单溴全氟酮CF3C(O)CF2CF2CBrF2,CF3CF2C(O)CF2CF2CBrF2和CF3C(O)CF2CF2CF2CF2CBrF2的方法可以通过使用溴化剂如元素溴,五溴化磷,或溴和三溴化磷的混合物来进行。优选的溴化剂是溴和三溴化磷的混合物。
单氢全氟酮和溴化剂的反应可以在适合于与溴和溴化氢接触的结构材料制造的容器中,在约300℃到600℃的温度下,在汽相或液相中在基本上无水的条件下进行。此类结构材料的例子包括含有镍的金属合金,例如HastelloyTM C和HastelloyTM B。反应是在反应温度下在反应物的自生压力下发生。
溴化剂与单氢全氟酮的比率是至少约1摩尔的溴化剂/每摩尔的单氢全氟酮和优选约1.3摩尔的溴化剂/每摩尔的单氢全氟酮。大于1.7摩尔的溴化剂/每摩尔的单氢全氟酮提供小的利益。
溴化该单氢全氟酮可以在约300℃到约600℃的温度下进行。通过使用优选的溴化剂,优选是在约300℃到350℃的温度下进行。在溴化剂和单氢全氟酮之间的接触时间可以是从大约一小时到约二十小时。
在接触时间的结束时,反应混合物被冷却和然后用分解溴化剂的试剂如亚硫酸钠处理。该单溴全氟酮可以通过收集有机相,随后经蒸馏来分离。
单溴全氟酮类CF3CF2C(O)CBrFCF2CF3,CF3CF2CBrFC(O)CF(CF3)2,(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)2,CF3CF2C(O)CBr(CF3)CF2CF3和CF3CBrFC(O)CF(CF3)CF2CF3,以及本发明的单溴全氟酮的混合物CF3C(O)CBrFCF2CF3和CF3CBrFC(O)CF2CF3,或CF3C(O)CBrFCF2CF2CF2CF3和CF3CBrFC(O)CF2CF2CF2CF3,或CF3CF2C(O)CBrFCF2CF2CF3和CF3CF2CBrFC(O)CF2CF2CF3,可以按照Saloutina等人在Izvestiya Akademii Nauk SSSR,SeriyaKhimicheskaya,第1893到1896页(1982)中所述方法通过全氟烯烃环氧化物,如全氟-2-戊烯,全氟-2-庚烯或全氟-3-庚烯的环氧化物,与碱金属溴化物接触来制备。该全氟烯烃环氧化物可以按照Kolenko等人在Izvestiya Akademii Nauk SSSR,Seriya Khimicheskaya,第2509-2512页(1979)中所述方法通过全氟烯烃与碱金属次卤酸盐接触来制备。
全氟烯烃环氧化物与碱金属溴化物的接触可以在极性非质子溶剂,例如二醇醚如乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚和四甘醇二甲醚,N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺,二甲基环丁砜,二甲亚砜,N-甲基吡咯烷酮,和链烷烃腈如乙腈、丙腈和丁腈中进行。用于全氟烯烃环氧化物与碱金属溴化物接触的优选溶剂是二醇醚如乙二醇二甲醚,二甘醇二甲醚,三甘醇二甲醚和四甘醇二甲醚,和链烷烃腈如乙腈,丙腈和丁腈。
适合于打开全氟烯烃环氧化物环和形成C-Br键的碱金属溴化物包括溴化锂,溴化钠,溴化钾,和溴化铯;其中溴化钠和溴化锂是优选的。
碱金属溴化物与全氟烯烃环氧化物的摩尔比是至少约2∶1,优选约10∶1。
碱金属溴化物和全氟烯烃环氧化物的反应可以在约10℃到约150℃的温度下在基本上无水条件下在液相中进行,其中接触时间是约0.5小时到大约三十六小时。具体的压力条件不是关键的。
在接触时间的结束时,反应混合物可以被蒸镏以分离该单溴全氟酮。
本发明的单溴全氟酮CBrF2C(O)CF(CF3)2,CBrF2CF2C(O)CF2CF3,CF3CBrFCF2C(O)CF(CF3)2,CF3CF2C(O)CF2CF2CF2CBrF2,CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2,和CBrF2CF2C(O)CF(CF3)CF2CF3可以通过单溴全氟酰氟与全氟烯烃反应来制备。
CBrF2C(O)CF(CF3)2可以通过CBrF2C(O)F与CF3CF=CF2反应来制备;CBrF2CF2C(O)CF2CF3可以通过CBrF2CF2C(O)F与CF2=CF2反应来制备;CF3CF2C(O)CF2CF2CF2CBrF2可以通过CBrF2CF2CF2CF2C(O)F与CF2=CF2反应来制备;CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2可以通过CBrF2CF2CF2C(O)F与CF3CF=CF2反应来制备;CBrF2CF2C(O)CF(CF3)CF2CF3可以通过CBrF2CF2C(O)F与CF3CF=CFCF3反应来制备;和CF3CBrFCF2C(O)CF(CF3)2可以通过CF3CBrFCF2C(O)F与CF3CF=CF2反应来制备。
本发明的单溴全氟酮CF3C(O)CBr(CF3)2,CF3CBrFC(O)CF2CF2CF3,CF3C(O)CBr(CF3)CF2CF3,CF3C(O)CF(CF3)CBrFCF3,CF3CF2CF2C(O)CBr(CF3)2,可以通过全氟酰氟与单溴全氟烯烃反应来制备。
CF3C(O)CBr(CF3)2可以通过CF3C(O)F与CF3CBr=CF2反应来制备;CF3CBrFC(O)CF2CF2CF3可以通过CBrF=CF2与CF3CF2CF2C(O)F反应来制备;CF3C(O)CBr(CF3)CF2CF3和CF3C(O)CF(CF3)CBrFCF3的混合物可以通过CF3CBr=CFCF3与CF3C(O)F反应来制备;以及CF3CF2CF2C(O)CBr(CF3)2可以通过CF3CF2CF2C(O)F与CF3CBr=CF2反应来制备。
本发明的(全氟烷氧基)单溴全氟酮具有通式R1C(O)CF(CF3)ORF,其中R1是C1到C3单溴全氟烷基,和RF是C1到C3全氟烷基,可以通过通式R1C(O)F的单溴全氟酰氟与通式CF2=CFORF的全氟乙烯基醚反应来获得。本发明的代表性(全氟烷氧基)单溴全氟酮包括CBrF2C(O)CF(CF3)OCF3,CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3,CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3,CBrF2C(O)CF(CF3)OC2F5,CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OC2F5,CBrF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5,CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5,CBrF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2,CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2,CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2,CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3,和CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF3可通过CBrF2C(O)F与CF2=CFOCF3反应来制备;CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3可通过CBrF2CF2C(O)F与CF2=CFOCF3反应来制备;CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3可通过CBrF2CF2CF2C(O)F与CF2=CFOCF3反应来制备;CBrF2C(O)CF(CF3)OC2F5可通过CBrF2C(O)F与CF2=CFOC2F5反应来制备;CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OC2F5可通过CBrF2CF2C(O)F与CF2=CFOC2F5反应来制备;CBrF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5可通过CBrF2C(O)F与CF2=CFOCF2C2F5反应来制备;CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5可通过CBrF2CF2C(O)F与CF2=CFOCF2C2F5反应来制备;CBrF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2可通过CBrF2C(O)F与CF2=CFOCF(CF3)2反应来制备;CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2可通过CBrF2CF2C(O)F与CF2=CFOCF(CF3)2反应来制备;CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3可通过CF3CBrFC(O)F与CF2=CFOCF3反应来制备;和CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5可通过CF3CBrFC(O)F与CF2=CFOC2F5反应来制备。
通式R1C(O)CF(CF3)ORF的(全氟烷氧基)单溴全氟酮也可由通式RFOCF(CF3)C(O)F的全氟烷氧基全氟酰氟与单溴全氟烯烃反应来获得。本发明的代表性(全氟烷氧基)单溴全氟酮包括CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3,(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OCF3,CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5,(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OC2F5,CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF2C2F5和CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3可通过CF3OC(CF3)FC(O)F与CF2=CBrF反应来制备;(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OCF3可通过CF3OC(CF3)FC(O)F与CF3CBr=CF2反应来制备;CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5可通过C2F5OC(CF3)FC(O)F与CF2=CBrF反应来制备;(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OC2F5可通过C2F5OC(CF3)FC(O)F与CF3CBr=CF2反应来制备;CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF2C2F5可通过C2F5CF2OC(CF3)FC(O)F与CF2=CBrF反应来制备;和CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2可通过(CF3)2CFOC(CF3)FC(O)F与CF2=CBrF反应来制备。
本发明的(氟烷氧基)单溴全氟酮具有通式R1C(O)CX(CF3)OR2,其中X是H或F,R1是C1,C2,或C3溴全氟烷基,和R2是C1到C3烷基或全氟烷基,可以由通式R1C(O)F的单溴全氟酰氟与通式CF2=CXOR2的氢氟乙烯基醚反应来制备。代表性的(氟烷氧基)单溴全氟酮包括CBrF2C(O)CF(OCF2CHF2)CF3,CBrF2C(O)CH(OCF2CHF2)CF3,CBrF2C(O)CF(OCH3)CF3和CBrF2C(O)CF(CF2OCH3)CF3
CBrF2C(O)CF(OCF2CHF2)CF3可通过CBrF2C(O)F与CF2=CFOCF2CHF2反应来制备;CBrF2C(O)CH(OCF2CHF2)CF3可通过CBrF2C(O)F与CF2=CHOCF2CHF2反应来制备;和CBrF2C(O)CF(OCH3)CF3可通过CBrF2C(O)F与CF2=CFOCH3反应来制备。
本发明的另一种(氟烷氧基)单溴全氟酮包括由CBrF2C(O)F与CF3CF=CFOCH3反应制备的CBrF2C(O)CF(CF2OCH3)CF3
氟酰氟与氟烯烃的反应已由Fawcett等人描述在US专利No.3,185,734和Journal of the American Chemical Society,84卷,第4285到4288页(1962)。这些参考文献的教导可适用于由单溴全氟酰氟与全氟烯烃的反应制备单溴全氟酮的上述方法以及由全氟酰氟与单溴全氟烯烃的反应制备单溴全氟酮的上述方法。这些参考文献也可适用于由单溴全氟酰氟与全氟乙烯基醚的反应,或由全氟烷氧基全氟酰氟与单溴全氟烯烃反应,制备(全氟烷氧基)单溴全氟酮的方法。这些参考文献也可适用于由单溴全氟酰氟与氢氟乙烯基醚的反应制备(氟烷氧基)单溴全氟酮的反应。
虽然制备本发明的酮类不是重要的,氟酰氟(如全氟酰氟或单溴全氟酰氟)与氟烯烃(如全氟烯烃,单溴全氟烯烃,全氟乙烯基醚或氢氟乙烯基醚)的反应可以在极性非质子溶剂如N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺,二甲基环丁砜,二甲亚砜,N-甲基吡咯烷酮,和二醇醚如乙二醇二甲醚,二甘醇二甲醚,三甘醇二甲醚和四甘醇二甲醚中进行。氟酰氟与氟烯烃所反应的优选的溶剂是二醇醚。该反应可以在基本上无水的条件下进行。
在反应过程中氟烯烃与氟酰氟的摩尔比可以是至少约1∶1到约2∶1,和优选是大约1.1。
氟酰氟与氟烯烃的反应优选是在氟离子源如碱金属氟化物,碱金属氢二氟化物(即,二氟化合物),碱土金属氟化物,四烷基铵氟化物,四烷基铵氢氟化物,三烷基铵氟化物,或非氧化性过渡金属氟化物存在下进行。优选的氟离子源是氟化钾,氟化铯和氟氢化钾。该氟离子源能够以基于所存在的氟烯烃的量的5mol%到20mol%,优选约10mol%的水平存在。
从约50℃到约250℃,优选从约100℃到约150℃的温度可以有效地由氟酰氟与氟烯烃反应生产出本发明的氟化酮中的任何一种。
氟酰氟与氟烯烃的反应能够以间歇模式或以半间歇模式,与逐渐添加到氟烯烃,溶剂和氟离子源的混合物中的氟酰氟来进行。适合于反应的接触时间可以是约0.5小时到约24小时。反应典型地在反应温度下在由反应物提供的自生压力下进行。
虽然不是有意添加到反应中,但是由于痕量水的存在,在氟酰氟的反应过程中氟化氢会少量存在。氟酰氟与氟烯烃的反应可以在由与氟化氢相适应的材料形成的容器中,在升高的温度和压力下进行。此类材料的例子包括不锈钢,尤其奥氏体型的不锈钢,众所周知的高镍合金,如MonelTM铜镍合金,HastelloyTM镍基合金,和InconelTM镍铬合金,和包铜的钢。
卤代酮产品可以作为下液层从反应混合物中分离出来或由蒸馏分离出来。在用水洗涤除去痕量的氟化物盐类之后,该产物可以蒸馏提纯。
本发明进一步包括单氢单溴全氟酮,其中在全氟酮中的C-F键的一个已经被C-Br键替代,和另外,在全氟酮中的C-F键的另一个已经被C-H键替代。本发明的单氢单溴全氟酮包括CHF2CF2C(O)CBrFCF3,(CF3)2CHC(O)CBrFCF3,CHF2CF2C(O)CBr(CF3)2,(CF3)2CHC(O)CBr(CF3)2,(CF3)2CHC(O)CBrF2和CBrF2CF2C(O)CH(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBrFCF3可通过CHF2CF2C(O)F与CBrF=CF2反应来制备;(CF3)2CHC(O)CBrFCF3可通过(CF3)2CHC(O)F与CBrF=CF2反应来制备;CHF2CF2C(O)CBr(CF3)2可通过CHF2CF2C(O)F与CF3CBr=CF2反应来制备;(CF3)2CHC(O)CBr(CF3)2可通过(CF3)2CHC(O)F与CF3CBr=CF2反应来制备;和CBrF2CF2C(O)CH(CF3)2可通过CBrF2CF2C(O)F与CF3CH=CF2反应来制备。该单氢单溴全氟酮(CF3)2CHC(O)CBrF2可以通过溴氟酰氟CBrF2C(O)F与单氢全氟烯烃CF3CH=CF2反应来制备。
由单氢全氟酰氟与单溴全氟烯烃的反应,以及由单溴全氟酰氟与单氢全氟烯烃的反应生产单氢单溴全氟酮的方法可以使用与以上对于氟酰氟与氟烯烃的反应所讨论的那些类似的反应条件和程序。
本发明进一步包括单氯单溴全氟酮,其中在全氟酮中的C-F键的一个已经被C-Br键替代,和另外,在全氟酮中的C-F键的另一个已经被C-Cl键替代。本发明的单氯单溴全氟酮包括通式CXF2CFYC(O)CFRCF3的化合物,其中X是Cl和Y是Br,或其中X是Br和Y是Cl,和其中R是F,CF3基团,或C2F5基团。这些化合物可以通过通式CXF2CFYC(O)F的酰氟(按照由Darst等人在US专利No.5,557,010中公开的方法所制备)与通式CFR=CFR的全氟烯烃进行接触来制备。代表性的单氯单溴全氟酮包括:CClF2CFBrC(O)CF2CF3,它由CClF2CFBrC(O)F与CF2=CF2反应制备;CBrF2CClFC(O)CF2CF3,它由CBrF2CClFC(O)F与CF2=CF2反应制备;CClF2CFBrC(O)CF(CF3)2,它由CClF2CFBrC(O)F与CF2=CFCF3反应制备;和CBrF2CClFC(O)CF(CF3)2,它由CBrF2CClFC(O)F与CF2=CFCF3反应制备。
本发明的单氯单溴全氟酮进一步包括由单氯全氟酰氟与单溴全氟烯烃反应制备的CClF2C(O)CBr(CF3)2,CClF2CF2C(O)CBr(CF3)2,CF3CClFC(O)CBr(CF3)2,CClF2C(O)CBrFCF3,CClF2CF2C(O)CBrFCF3,和CF3CClFC(O)CBrFCF3
CClF2C(O)CBr(CF3)2可通过CClF2C(O)F与CF3CBr=CF2反应来制备;CClF2CF2C(O)CBr(CF3)2可通过CClF2CF2C(O)F与CF3CBr=CF2反应来制备;CF3CClFC(O)CBr(CF3)2可通过CF3CClFC(O)F与CF3CBr=CF2反应来制备;CClF2C(O)CBrFCF3可通过CClF2C(O)F与CF2=CBrF反应来制备;CClF2CF2C(O)CBrFCF3可通过CClF2CF2(O)F与CF2=CBrF反应来制备;CF3CClFC(O)CBrFCF3可通过CF3CClFC(O)F与CF2=CBrF反应来制备。
本发明的单氯单溴全氟酮进一步包括由单溴全氟酰氟与单氯全氟烯烃反应所制备的CBrF2C(O)CCl(CF3)2,CBrF2CF2C(O)CCl(CF3)2,CBrF2C(O)CClFCF3,和CBrF2CF2C(O)CClFCF3
CBrF2C(O)CCl(CF3)2可通过CBrF2C(O)F与CF3CCl=CF2反应来制备;CBrF2CF2C(O)CCl(CF3)2可通过CBrF2CF2C(O)F与CF3CCl=CF2反应来制备;CBrF2C(O)CClFCF3可通过CBrF2C(O)F与CF2=CClF反应来制备;和CBrF2CF2C(O)CClFCF3可通过CBrF2CF2C(O)F与CF2=CClF反应来制备。
由通式CXF2CFYC(O)F的氟酰氟与全氟烯烃的反应,或由单氯全氟酰氟与单溴全氟烯烃的反应,或由单溴全氟酰氟与单氯全氟烯烃的反应形成单氢单溴全氟酮的过程可以使用与以上对于氟酰氟与氟烯烃的反应所讨论的那些类似的反应条件和程序。
组合物可以由任何合适的方法掺混所需量的各组分来制备。优选的方法是称量所需组分的量,之后在合适的容器中掺混这些组分。如果需要的话,使用搅拌。
本发明的致冷剂或热传递组合物包括:
1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)-2-丁酮;
1,1,1,2,4,5,5,5-八氟-2,4-双(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6-十一氟-2-(三氟甲基)-3-己酮;
1,1,2,2,4,5,5,5-八氟-1-(三氟甲氧基)-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,2,5,5,5-八氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
2-氯-1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;
CF3C(O)CBrFCF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CBrF2
CBrF2C(O)CF(CF3)2
CF3C(O)CBr(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CBrF2
CF3C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3C(O)CF(CF3)CBrFCF3
CF3C(O)CBrFCF2CF2CF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CF2CF2CBrF2
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CF2CBrF2
CF3CF2CBrFC(O)CF2CF2CF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CF(CBrF2)CF2CF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2
CF3CF2CBrFC(O)CF(CF3)2
CF3CF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)2
CF3CBrFCF2C(O)CF(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CHC(O)CBr(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrF2
CBrF2CF2C(O)CH(CF3)2
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2C(O)CF(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CH(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CF(OCH3)CF3
CBrF2C(O)CF(CF2OCH3)CF3
CClF2CFBrC(O)CF2CF3
CBrF2CFClC(O)CF2CF3
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)2
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)2
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)(C2F5);
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)(C2F5);
CClF2C(O)CBr(CF3)2
CClF2CF2C(O)CBr(CF3)2
CF3CClFC(O)CBr(CF3)2
CClF2C(O)CBrFCF3
CClF2CF2(O)CCBrFCF3
CF3CClFC(O)CBrFCF3
CBrF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2C(O)CClFCF3
CBrF2CF2C(O)CClFCF3
和它们的组合。
本发明的组合物可以进一步包括约0.01wt%到约5wt%的热稳定剂如硝基甲烷。
本发明的组合物可以进一步地包括紫外线(UV)染料和任选的增溶剂。该UV染料是允许人们在致冷或空调系统内的渗漏点在紫外线下观察染料荧光以检测致冷剂组合物的漏出的有用组分。增溶剂是需要的,归因于该UV染料在一些致冷剂中的差溶解度。
“紫外线”染料是指可以吸收在电磁波谱的紫外线或“近”紫外线区域中的光的UV荧光组合物。由发射出具有从10纳米-750纳米的任何波长的辐射线的UV荧光染料在UV光的照射下产生的荧光都可以检测到。因此,如果含有该UV荧光染料的致冷剂在致冷或空调装置的给定点上渗漏,则该荧光能够在该渗漏点检测到。此类UV荧光染料包括但不限于萘二甲酰亚胺,苝,香豆素,蒽,菲,呫吨,噻吨,苯并夹氧杂蒽,荧光素,和它们的衍生物或混合物。
本发明的增溶剂包括选自烃,烃醚,聚氧化烯二醇醚,酰胺,腈,酮,含氯烃,酯,内酯,芳基醚,氟代醚和1,1,1-三氟链烷烃中的至少一种化合物。
本发明的烃增溶剂包括烃类,其中包括含有5个或5个以下碳原子和仅仅有氢但没有其它官能团的直链、支链或环状链烷烃类或链烯烃类。代表性的烃增溶剂包括丙烷,丙烯,环丙烷,正丁烷,异丁烷,和正戊烷。应该指出的是,如果该致冷剂是烃,则该增溶剂可以不是相同的烃。
本发明的烃醚增溶剂包括含有仅仅碳、氢和氧的醚,如二甲醚(DME)。
本发明的聚氧化烯二醇醚增溶剂是由通式R1[(OR2)xOR3]y表示,其中:x是1-3的整数;y是1-4的整数;R1选自氢和具有1到6个碳原子和y个键接位点的脂族烃基;R2选自具有2到4个碳原子的脂肪族亚烃基;R3选自氢和具有1到6个碳原子的脂肪族和脂环烃基团;R1和R3中的至少一个是烃基;和其中该聚氧化烯二醇醚具有从约100到约300原子质量单位的分子量。在由R1[(OR2)xOR3]y表示的目前聚氧化烯二醇醚增溶剂中:x优选是1-2;y优选是1;R1和R3优选独立地选自氢和具有1到4个碳原子的脂族烃基;R2优选选自具有2或3个碳原子,最优选3个碳原子的脂肪族亚烃基基团;该聚氧化烯二醇醚分子量优选是从约100到约250原子质量单位,最优选从约125到约250原子质量单位。具有1到6个碳原子的R1和R3烃基可以是线性,支化或环状。代表性R1和R3烃基包括甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,仲丁基,叔丁基,戊基,异戊基,新戊基,叔戊基,环戊基和环己基。当在该聚氧化烯二醇醚增溶剂上的游离羟基与某些压缩制冷装置结构材料(例如Mylar)不相容时,R1和R3优选是具有1到4个碳原子,最优选1个碳原子的脂族烃基。具有2到4个碳原子的R2脂肪族亚烃基形成了重复的氧化烯基团-(OR2)x-,后者包括氧化乙烯基团,氧化丙烯基团,和氧化丁烯基团。在一个聚氧化烯二醇醚增溶剂分子中的包括R2的氧化烯基团可以是相同的,或一个分子可以含有不同的R2氧化烯基团。该聚氧化烯二醇醚增溶剂优选包括至少一个氧化丙烯基团。当R1是具有1到6个碳原子和y个键接位点的脂肪族或脂环烃基团时,该基团可以是线性,支化或环状的。具有两个键接位点的代表性R1脂族烃基包括,例如,亚乙基,亚丙基,亚丁基,亚戊基,亚己基,亚环戊基和亚环己基。具有三个或四个键接位点的代表性R1脂族烃基包括从多元醇类,如三羟甲基丙烷,甘油,季戊四醇,1,2,3-三羟基环己烷和1,3,5-三羟基环己烷,通过除去它们的羟基所派生的残基。
代表性聚氧化烯二醇醚增溶剂包括但不限于:
CH3OCH2CH(CH3)O(H或CH3)(丙二醇甲基(或二甲基)醚),
CH3O[CH2CH(CH3)O]2(H或CH3)(二丙二醇甲基(或二甲基)醚),
CH3O[CH2CH(CH3)O]3(H或CH3)(三丙二醇甲基(或二甲基)醚),
C2H5OCH2CH(CH3)O(H或C2H5)(丙二醇乙基(或二乙基)醚),
C2H5O[CH2CH(CH3)O]2(H或C2H5)(二丙二醇乙基(或二乙基)醚),
C2H5O[CH2CH(CH3)O]3(H或C2H5)(三丙二醇乙基(或二乙基)醚),
C3H7OCH2CH(CH3)O(H或C3H7)(丙二醇正丙基(或二-正丙基)醚),
C3H7O[CH2CH(CH3)O]2(H或C3H7)(二丙二醇正丙基(或二-正丙基)醚),C3H7O[CH2CH(CH3)O]3(H或C3H7)(三丙二醇正丙基(或二-正丙基)醚),C4H9OCH2CH(CH3)OH(丙二醇正丁醚),
C4H9O[CH2CH(CH3)O]2(H或C4H9)(二丙二醇正丁基(或二-正丁基)醚),C4H9O[CH2CH(CH3)O]3(H或C4H9)(三丙二醇正丁基(或二-正丁基)醚),(CH3)3COCH2CH(CH3)OH(丙二醇叔丁基醚),
(CH3)3CO[CH2CH(CH3)O]2(H或(CH3)3)(二丙二醇叔丁基(或二-叔丁基)醚),(CH3)3CO[CH2CH(CH3)O]3(H或(CH3)3)(三丙二醇叔丁基(或二-叔丁基)醚),C5H11OCH2CH(CH3)OH(丙二醇正戊基醚),
C4H9OCH2CH(C2H5)OH(丁二醇正丁醚),C4H9O[CH2CH(C2H5)O]2H(二丁二醇正丁醚),三羟甲基丙烷三正丁基醚(C2H5C(CH2O(CH2)3CH3)3)和三羟甲基丙烷二正丁基醚(C2H5C(CH2OC(CH2)3CH3)2CH2OH)。
本发明的酰胺增溶剂包括由通式R1CONR2R3和环-[R4CON(R5)-]表示的那些,其中R1,R2,R3和R5独立地选自具有1到12个碳原子的脂肪族和脂环烃基;R4选自具有3到12个碳原子的脂肪族亚烃基;和其中该酰胺具有从约100到约300原子质量单位的分子量。该酰胺的分子量优选是从约160到约250原子质量单位。R1,R2,R3和R5可以任选地包括取代的烃基,即,含有选自卤素(例如氟,氯)和烷氧基(例如甲氧基)中的非烃取代基的基团。R1,R2,R3和R5可以任选地包括杂原子-取代的烃基,即,在由碳原子组成的基团链中含有原子氮(氮杂-),氧(氧杂-)或硫(硫杂-)的基团。通常,对于在R1-3中的每10个碳原子将存在不超过三个非烃取代基和杂原子,和优选不超过1个,并且在适用上述分子量限制时必须考虑任何这些非烃取代基和杂原子的存在。优选的酰胺增溶剂由碳,氢,氮和氧组成。代表性R1,R2,R3和R5脂肪族和脂环烃基团包括甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,仲丁基,叔丁基,戊基,异戊基,新戊基,叔戊基,环戊基,环己基,庚基,辛基,壬基,癸基,十一烷基,十二烷基和它们的构型异构体。酰胺增溶剂的优选例子是这样一些,其中在上述通式环-[R4CON(R5)-]中的R4可以由亚烃基(CR6R7)n表示,换言之,通式:环-[(CR6R7)nCON(R5)-],式中:对于分子量的前面声称的值同样适用;n是3-5的整数;R5是含有1到12个碳原子的饱和烃基团;R6和R7由前面用于定义R1-3的规则来独立地选择(对于各n)。在由通式:环-[(CR6R7)nCON(R5)-]表示的内酰胺中,全部R6和R7优选是氢,或含有在n个亚甲基单元之中的单个饱和烃基团,和R5是含有3到12个碳原子的饱和烃基团。例如,1-(饱和烃基)-5-甲基吡咯烷-2-酮。
代表性酰胺增溶剂包括但不限于:1-辛基吡咯烷-2-酮,1-癸基吡咯烷-2-酮,1-辛基-5-甲基吡咯烷-2-酮,1-丁基己内酰胺,1-环己基吡咯烷-2-酮,1-丁基-5-甲基哌啶-2-酮,1-戊基-5-甲基哌啶-2-酮,1-己基己内酰胺,1-己基-5-甲基吡咯烷-2-酮,5-甲基-1-戊基哌啶-2-酮,1,3-二甲基哌啶-2-酮,1-甲基己内酰胺,1-丁基-吡咯烷-2-酮,1,5-二甲基哌啶-2-酮,1-癸基-5-甲基吡咯烷-2-酮,1-十二烷基吡咯烷-2-酮,N,N-二丁基甲酰胺和N,N-二异丙基乙酰胺。
本发明的酮增溶剂包括由通式R1COR2表示的酮,其中R1和R2独立地选自具有1-12个碳原子的脂肪族,脂环族和芳香烃基团,和其中该酮具有从约70到约300原子质量单位的分子量。在该酮中的R1R2优选独立地选自具有1到9个碳原子的脂肪族和脂环族烃基团。该酮的分子量优选是从约100到200原子质量单位。R1和R2可以一起形成亚烃基和连在一起形成五,六,或七元环环酮,例如环戊酮,环己酮和环庚酮。R1和R2可以任选地包括取代的烃基,即,含有选自卤素(例如氟,氯)和烷氧基(例如甲氧基)中的非烃取代基的基团。R1和R2可以任选地包括杂原子取代的烃基,即,在由碳原子组成的基团链中含有原子氮(氮杂-),氧(酮-,氧杂-)或硫(硫杂-)。通常,对于在R1和R2中的每10个碳原子将存在不超过三个非烃取代基和杂原子,和优选不超过1个,并且在适用上述分子量限制时必须考虑任何这些非烃取代基和杂原子的存在。在通式R1COR2中的代表性R1和R2脂肪族,脂环族和芳香烃基团包括甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,仲丁基,叔丁基,戊基,异戊基,新戊基,叔戊基,环戊基,环己基,庚基,辛基,壬基,癸基,十一烷基,十二烷基和它们的构型异构体,以及苯基,苄基,枯烯基,2,4,6-三甲苯基,甲苯基,二甲基苯基和苯乙基。
代表性酮增溶剂包括但不限于:2-丁酮,2-戊酮,乙酰苯,丁酰苯,己酰苯,环己酮,环庚酮,2-庚酮,3-庚酮,5-甲基-2-己酮,2-辛酮,3-辛酮,二异丁基酮,4-乙基环己酮,2-壬酮,5-壬酮,2-癸酮,4-癸酮,2-萘烷酮,2-十三烷酮,二己基酮和二环己基甲酮。
本发明的腈增溶剂包括由通式R1CN表示的腈,其中R1是选自具有5-12个碳原子的脂肪族,脂环族或芳香烃基团,和其中该腈具有从约90到约200原子质量单位的分子量。在该腈增溶剂中的R1优选地选自具有8到10个碳原子的脂肪族和脂环族烃基团。该腈增溶剂的分子量优选是从约120到约140原子质量单位。R1可以任选地包括取代的烃基,即,含有选自卤素(例如氟,氯)和烷氧基(例如甲氧基)中的非烃取代基的基团。R1可以任选地包括杂原子取代的烃基,即,在由碳原子组成的基团链中含有原子氮(氮杂-),氧(酮-,氧杂-)或硫(硫杂-)。通常,对于在R1中的每10个碳原子将存在不超过三个非烃取代基和杂原子,和优选不超过1个,并且在适用上述分子量限制时必须考虑任何这些非烃取代基和杂原子的存在。在通式R1CN中的代表性R1脂肪族,脂环族和芳香烃基团包括戊基,异戊基,新戊基,叔戊基,环戊基,环己基,庚基,辛基,壬基,癸基,十一烷基,十二烷基和它们的构型异构体,以及苯基,苄基,枯烯基,2,4,6-三甲苯基,甲苯基,二甲基苯基和苯乙基。代表性腈增溶剂包括但不限于:1-氰基戊烷,2,2-二甲基-4-氰基戊烷,1-氰基己烷,1-氰基庚烷,1-氰基辛烷,2-氰基辛烷,1-氰基壬烷,1-氰基癸烷,2-氰基癸烷,1-氰基十一烷和1-氰基十二烷。
本发明的含氯烃增溶剂包括由通式RClx表示的含氯烃,其中:x选自整数1或2;R选自具有1-12个碳原子的脂肪族和脂环烃基团;和其中该含氯烃具有从约100到约200原子质量单位的分子量。该含氯烃增溶剂的分子量优选是从约120到150原子质量单位。在通式RClx中的代表性R脂肪族和脂环烃基团包括甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,仲丁基,叔丁基,戊基,异戊基,新戊基,叔戊基,环戊基,环己基,庚基,辛基,壬基,癸基,十一烷基,十二烷基和它们的构型异构体。
代表性含氯烃增溶剂包括但不限于:3-(氯甲基)戊烷,3-氯-3-甲基戌烷,1-氯己烷,1,6-二氯己烷,1-氯庚烷,1-氯辛烷,1-氯壬烷,1-氯癸烷,和1,1,1-三氯癸烷。
本发明的酯增溶剂包括由通式R1CO2R2表示的酯,其中R1和R2独立地选自线性和环状,饱和和不饱和的烷基和芳基。优选的酯主要由元素C、H和O组成,具有从约80到约550原子质量单位的分子量。
代表性酯包括但不限于:(CH3)2CHCH2OOC(CH2)2-4OCOCH2CH(CH3)2(二元酸二异丁基酯),己酸乙酯,庚酸乙酯,丙酸正丁酯,丙酸正丙基酯,苯甲酸乙酯,邻苯二甲酸二正丙基酯,苯甲酸乙氧基乙基酯,碳酸二丙酯,“Exxate 700”(商品乙酸C7烷基酯),“Exxate 800”(商品乙酸C8烷基酯),邻苯二甲酸二丁酯,和乙酸叔丁基酯。
本发明的内酯增溶剂包括由结构[A]、[B]和[C]表示的内酯:
这些内酯含有在六个原子的环(A),或优选五个原子的环(B)中的官能团-CO2-,其中对于结构[A]和[B],R1至R8独立地选自氢或线性、支化,环状、二环,饱和和不饱和的烃基。R1-R8中的每一个可以与R1-R8中的另一个相连形成环。该内酯可具有在结构[C]中的环外烷叉基,其中R1-R6独立地选自氢或线性,支化,环状,二环,饱和和不饱和的烃基。R1-R6中的每一个可以与R1-R6中的另一个相连形成环。该内酯增溶剂具有从约80到约300原子质量单位,优选从约80到约200原子质量单位的分子量范围。
代表性内酯增溶剂包括但不限于在表2中列出的化合物。
                         表2
Figure A20058001426000361
Figure A20058001426000371
内酯增溶剂一般在40℃具有低于约7厘沲的运动粘度。例如,两者都在40℃下,γ-十一烷酸内酯具有5.4厘沲的运动粘度和cis-(3-己基-5-甲基)二氢呋喃-2-酮具有4.5厘沲的运动粘度。内酯增溶剂可以商购或通过描述在2004年8月3日申请的US专利申请10/910,495(发明人是P.J.Fagan和C.J.Brandenburg)中的方法来制备,该文献被引入这里供参考。
本发明的芳基醚增溶剂包括由通式R1OR2表示的芳基醚,其中:R1选自具有6-12个碳原子的芳基烃基团;R2选自具有1-4个碳原子的脂族烃基团;和其中该芳基醚具有从约100-约150原子质量单位的分子量。在通式R1OR2中的代表性R1芳基包括苯基,联苯基,枯烯基,2,4,6-三甲苯基,甲苯基,二甲基苯基,萘基和吡啶基。在通式R1OR2中的代表性R2脂族烃基包括甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,仲丁基和叔丁基。代表性芳族醚增溶剂包括但不限于:甲基苯基醚(苯甲醚),1,3-二甲氧基苯,乙基苯基醚和丁基苯基醚。
本发明的氟代醚增溶剂包括由通式R1OCF2CF2H表示的那些,其中R1选自具有约5到约15个碳原子的脂肪族和脂环烃基团,优选伯属的,线性,饱和的烷基。代表性氟代醚增溶剂包括但不限于:C8H17OCF2CF2H和C6H13OCF2CF2H。应该指出的是,如果该致冷剂是氟代醚,则该增溶剂可以不是相同的氟代醚。
本发明的1,1,1-三氟链烷烃增溶剂包括由通式CF3R1表示的1,1,1-三氟链烷烃,其中R1选自具有约5到约15个碳原子的脂肪族和脂环族烃基团,优选伯属的,线性,饱和的烷基。代表性1,1,1-三氟链烷烃增溶剂包括但不限于:1,1,1-三氟己烷和1,1,1-三氟十二烷。
本发明的增溶剂可以作为单一化合物存在,或可以作为一种以上增溶剂的混合物存在。增溶剂的混合物可以含有属于同一类型化合物中的两种增溶剂,比如说两种内酯,或属于不同类型化合物中的两种增溶剂,如内酯和聚氧化烯二醇醚。
在包括致冷剂和UV荧光染料的该组合物中,组合物的约0.001wt%到约1.0wt%是UV染料,优选约0.005wt%到约0.5wt%,和最优选0.01wt%到约0.25wt%。
这些UV荧光染料在致冷剂中的溶解度可以是差的。因此,将这些染料引入到致冷或空调装置中的方法是笨拙的,费用大的和费时的。US专利No.Re 36,951描述了一种方法,它使用可以插入到致冷或空调装置的组件中的染料粉末、固体粒料或染料淤浆。当致冷剂和润滑剂在该装置中循环时,该染料溶解或分散并通过该装置携带。在文献中描述了将染料引入到致冷或空调装置中的许多其它方法。
理想地,该UV荧光染料能够溶解在致冷剂本身中,因此不需要引入到致冷或空调装置中的任何专门方法。本发明涉及包括UV荧光染料的组合物,它可以被引入到已溶于该致冷剂中的体系中。本发明的组合物可以在保持该染料在溶解状态中的同时甚至在低温下允许含染料的致冷剂的贮存和运输。
在包括致冷剂、UV荧光染料和增溶剂的本组合物中,合计的组合物的约1到约50wt%,优选约2到约25wt%和最优选约5到约15wt%是在该致冷剂中的增溶剂。在本发明的组合物中该UV荧光染料是以在致冷剂中约0.001wt%到约1.0wt%,优选0.005wt%到约0.5wt%,和最优选0.01wt%到约0.25wt%的浓度存在。
任选地,常用的致冷系统添加剂可以依照要求任选地添加到本发明的组合物中,为的是增强效果和系统稳定性。这些添加剂在致冷剂领域中是已知的,并且包括,但不限于,抗磨损剂,极限压力润滑剂,腐蚀和氧化抑制剂,金属表面减活化剂,自由基清除剂,和控泡剂。通常,这些添加剂是以相对于总组合物而言的少量存在于本发明的组合物中。
典型地使用从低于约0.1wt%到高达约3wt%的浓度的每一种添加剂。这些添加剂根据各自系统需求来选择。这些添加剂包括EP(极限压力)润滑性添加剂的三芳基磷酸酯家族的成员,如丁基化磷酸三苯酯(BTPP),或其它烷基化三芳基磷酸酯,例如从Akzo Chemicals获得的Syn-0-Ad 8478,三甲苯基磷酸酯和相关的化合物。另外,二烷基二硫代磷酸金属盐(例如二烷基二硫代磷酸锌(或ZDDP),Lubrizol 1375和这一化学品的其它成员可用于本发明的组合物中。其它抗磨剂包括天然产物油和不对称的多羟基润滑油添加剂,如SynergolTMS(International Lubricants)。类似地,稳定剂如抗氧剂,自由基清除剂,和水清除剂都可以使用。在这一种类中的化合物能够包括,但不限于,丁基化羟基甲苯(BHT)和环氧化物。
增溶剂如酮具有不适宜的气味,它能够由气味掩蔽剂或香料的添加所遮蔽。气味掩蔽剂或香料的典型例子可以包括万年青(Evergreen),新鲜柠檬,樱桃,肉桂,薄荷,花或橙皮或由Intercontinental Fragrance出售,以及d-柠檬烯和蒎烯。此类气味掩蔽剂能够以基于气味掩蔽剂和增溶剂的合并重量的约0.001%-高达约15%(重量)的浓度使用。
本发明进一步涉及在致冷或空调装置中使用致冷剂或传热流体组合物的方法,该组合物进一步包括紫外线荧光染料,和任选的增溶剂。该方法包括将该致冷剂或传热流体组合物引入到致冷或空调装置中。这可通过在增溶剂存在下将UV荧光染料溶解在致冷剂或传热流体组合物中和将该组合引入到该装置中来实现。另外地,这可通过结合增溶剂和UV荧光染料并将该组合引入到含有致冷剂和/或传热流体的致冷或空调装置中来实现。所得到的组合物可以用于该致冷或空调装置中。
本发明进一步涉及使用包括紫外线荧光染料的致冷剂或传热流体组合物检测渗漏的方法。染料在组合物中的存在允许在致冷或空调装置中渗漏致冷剂的检测。渗漏检测有助于对付、解决或防止该装置或系统的无效率运转或设备故障。渗漏检测还帮助其含有在装置的运转中使用的化学品。
该方法包括向致冷和空调装置中提供包括致冷剂、这里所述的紫外线荧光染料和任选的这里所述的增溶剂的组合物,和使用供检测含有UV荧光染料的致冷剂用的合适设备。检测染料的合适设备包括,但不限于,紫外线灯,常常称为“黑光”或“蓝光”。此类紫外线灯可以从专门为此目的设计的许多供应源商购。一旦含有紫外线荧光染料的组合物已经被引入该致冷或空调装置中并让其循环通过该系统,通过将紫外线灯照射在该装置上并在任何渗漏点的附近观察该染料的荧光能够发现渗漏处。
本发明进一步涉及使用本发明的组合物产生致冷或加热的方法,其中该方法包括:通过在需要冷却的基体附近蒸发该组合物产生致冷作用和之后冷凝该组合物;通过在需要加热的基体附近冷凝该组合物和之后蒸发该组合物来产生热量。
机械制冷主要地是热力学的应用,其中冷却介质如致冷剂通过一个循环,这样它能够被回收再利用。常用的循环包括蒸气压缩,吸收,蒸汽喷射或蒸汽排射,和空气。
蒸气压缩冷冻系统包括蒸发器,压缩机,冷凝器,和膨胀装置。蒸气压缩循环在多个步骤中再利用致冷剂,在一个步骤中产生冷却效果和在一个不同的步骤中产生加热效果。该循环能够简单地描述如下。液体制冷剂通过膨胀装置进入蒸发器,然后该液体制冷剂在蒸发器中在低温下沸腾形成气体并产生冷却作用。该低压气体进入压缩机中,在其中气体被压缩后升高它的压力和温度。较高压力(压缩)气态致冷剂然后进入冷凝器中,在其中致冷剂凝结并将其热量排出到环境中。该致冷剂回到该膨胀装置中,通过该装置之后该液体从在冷凝器中的较高压力水平膨胀到在蒸发器中的低压水平,因此重复该循环。
现有各种类型的压缩机可用于致冷应用中。压缩机能够一般分类为往复,旋转,喷射,离心,涡管,螺杆或轴向流动型,这取决于压缩流体的机械方式,或分类为容积式(例如,往复,涡管或螺杆)或动力式(例如,离心或喷射),这取决于机械元件如何对于被压缩的流体施加作用。
容积式或动力式压缩器可以用于本发明的过程中。离心式压缩机是本发明致冷剂组合物的优选设备。
离心式压缩机使用转动元件在径向上加速该致冷剂,并且典型地包括位于壳体内的叶轮和扩散器。离心式压缩机通常在叶轮入口或在循环叶轮的中心入口取得流体,然后将它在径向上向外加速。在叶轮中有一些静压上升,但是有大部分的压力在壳体的扩散器段中升高,因此速度转化成静压。每一叶轮-扩散器组是压缩机的一级。离心式压缩机构造有1到12级或更多级,这取决于所需的最终压力和需要处理的致冷剂的体积。
压缩机的压力比,或压缩比,是绝对排放压力与绝对入口压力的比率。由离心式压缩机输送的压力在较宽范围的容量下实际上是恒定的。
容积式压缩机将蒸气驱入腔室中,并且该腔室缩减体积而压缩该蒸气。在被压缩后,该蒸气通过进一步将腔室的体积减少到零或几乎零来从腔室中加压。容积式压缩机能够积聚一定压力,它仅仅受到容积效率和需要承受该压力的各个部件的强度之限制。
与容积式压缩机不同,离心式压缩机完全地取决于高速叶轮压缩该蒸气通过叶轮的离心力。没有容积式,而是通常所说的动力压缩式。
离心式压缩机的压力能够根据叶轮的叶尖速度来产生。叶尖速度是在其尖端上测量的叶轮的速度并且与叶轮的直径和它的转数/分钟有关。离心式压缩机的容量是由通过该叶轮的通道的尺寸决定的。这使得压缩机的尺寸更加依赖于必需的压力而不是容量。
因为它的高速运转,离心式压缩机在根本上是高容积、低压力的机器。离心式压缩机用低压的致冷剂,如三氯氟甲烷(CFC-11)或1,2,2-三氯三氟代乙烷(CFC-113),运行最佳。
大型的离心式压缩机典型地在3000到7000转/分(rpm)下运转。小型涡轮离心式压缩机被设计用于高速,约40,000到约70,000(rpm),并且具有小的叶轮尺寸,典型地小于0.15米。
多级叶轮可以用于离心式压缩机中以改进压缩机效率,因此在使用中需要更低的功率。对于两级系统,在运转中,第一级叶轮的排出物进入到第二叶轮的吸入口。两个叶轮可以使用单个轴(或转轴)来运转。每一级能够产生约4比1的压缩比;也就是说,绝对排放压力能够是绝对吸入压力的四倍。两级离心式压缩机系统的例子,在这种情况下用于汽车应用中,已描述在US 5,065,990中,该这里被引入这里供参考。
适合用于采用离心式压缩机的致冷或空调系统中的本发明组合物包括下列之中的至少一种:
1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)-2-丁酮;
1,1,1,2,4,5,5,5-八氟-2,4-双(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6-十一氟-2-(三氟甲基)-3-己酮;
1,1,2,2,4,5,5,5-八氟-1-(三氟甲氧基)-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,2,5,5,5-八氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
2-氯-1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;
CF3C(O)CBrFCF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CBrF2
CBrF2C(O)CF(CF3)2
CF3C(O)CBr(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CBrF2
CF3C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3C(O)CF(CF3)CBrFCF3
CF3C(O)CBrFCF2CF2CF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CF2CF2CBrF2
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CF2CBrF2
CF3CF2CBrFC(O)CF2CF2CF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CF(CBrF2)CF2CF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2
CF3CF2CBrFC(O)CF(CF3)2
CF3CF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)2
CF3CBrFCF2C(O)CF(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CHC(O)CBr(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrF2
CBrF2CF2C(O)CH(CF3)2
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2C(O)CF(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CH(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CF(OCH3)CF3
CBrF2C(O)CF(CF2OCH3)CF3
CClF2CFBrC(O)CF2CF3
CBrF2CFClC(O)CF2CF3
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)2
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)2
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)(C2F5);
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)(C2F5);
CClF2C(O)CBr(CF3)2
CClF2CF2C(O)CBr(CF3)2
CF3CClFC(O)CBr(CF3)2
CClF2C(O)CBrFCF3
CClF2CF2(O)CCBrFCF3
CF3CClFC(O)CBrFCF3
CBrF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2C(O)CClFCF3
CBrF2CF2C(O)CClFCF3
或它们的组合。
这些以上所列的组合物也适合用于两级离心式压缩机系统中。
本发明的组合物可以用于静态空调,热泵或汽车空调和制冷系统。静态空调和热泵应用包括窗户,无导管的,有导管的,封装引出管,冷却器和商业化系统,其中包括封装的屋顶。致冷应用包括家用的或家庭的冰箱和冷冻机,制冰机,自备冷却器和冷冻机,巨型冷却器和冷冻机,和运输制冷系统。
本发明的组合物可以另外用于空调,加热和制冷系统中,它们采用散热片和管式热交换器,微通道热交换器以及垂直或水平单程管式或板式热交换器。
普通的微通道热交换器对于本发明的低压致冷剂组合物不是理想的。低的操作压力和密度会导致在全部组件中高的流速和高的摩擦损失。在这些情况下,该蒸发器设计可以加以改进。与其使用串联的几个微通道板(相对于致冷剂通路),可不如使用单板/单程热交换器结构。因此,本发明的低压致冷剂的优选的热交换器是单板/单程热交换器。
本发明的下列组合物适合用于采用单板/单程热交换器的致冷或空调系统中:
1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)-2-丁酮
1,1,1,2,4,5,5,5-八氟-2,4-双(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6-十一氟-2-(三氟甲基)-3-己酮;
1,1,2,2,4,5,5,5-八氟-1-(三氟甲氧基)-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,2,5,5,5-八氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
2-氯-1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;
CF3C(O)CBrFCF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CBrF2
CBrF2C(O)CF(CF3)2
CF3C(O)CBr(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CBrF2
CF3C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3C(O)CF(CF3)CBrFCF3
CF3C(O)CBrFCF2CF2CF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CF2CF2CBrF2
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CF2CBrF2
CF3CF2CBrFC(O)CF2CF2CF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CF(CBrF2)CF2CF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2
CF3CF2CBrFC(O)CF(CF3)2
CF3CF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)2
CF3CBrFCF2C(O)CF(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CHC(O)CBr(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrF2
CBrF2CF2C(O)CH(CF3)2
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2C(O)CF(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CH(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CF(OCH3)CF3
CBrF2C(O)CF(CF2OCH3)CF3
CClF2CFBrC(O)CF2CF3
CBrF2CFClC(O)CF2CF3
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)2
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)2
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)(C2F5);
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)(C2F5);
CClF2C(O)CBr(CF3)2
CClF2CF2C(O)CBr(CF3)2
CF3CClFC(O)CBr(CF3)2
CClF2C(O)CBrFCF3
CClF2CF2(O)CCBrFCF3
CF3CClFC(O)CBrFCF3
CBrF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2C(O)CClFCF3
CBrF2CF2C(O)CClFCF3
或它们的组合。
本发明的组合物特别可用于小型涡轮离心式压缩机,后者可用于汽车和窗式空调或热泵以及其它应用中。这些高效率微型离心式压缩机可以由电动机驱动和能够因此与发动机转速独立地操作。恒定的压缩器转速允许该系统在全部发动机转速下提供相对固定的致冷能力。与普通R-134a汽车空调系统相比,这提供了尤其在较高发动机转速下实现效率改进的机会。当考虑在高的驱动速度下普通系统的周期运行时,这些低压系统的优点变得甚至更大。
本发明的低压致冷剂流体之中的一些适合作为在现有离心机设备中的CFC-113的滴加(drop-in)替代品。
本发明涉及产生致冷的方法,包括在需要冷却的基体附近蒸发本发明的组合物,和之后冷凝该组合物。
本发明进一步涉及加热的方法,包括在需要加热的基体附近冷凝本发明的组合物,和之后蒸发该组合物。
本发明进一步涉及经由传热流体从热源转移热量到热阱的方法,其中本发明的组合物作为传热流体。该传热方法包括将本发明的组合物从热源转移到热阱。
传热流体被利用来通过辐射、传导或对流,将热量从一个空间,位置,物体或基体中传递、迁移或分出到不同的空间,位置,物体或基体。传热流体可以通过提供从遥远的致冷(或加热)系统进行冷却(或加热)的传递设备而用作二次冷却剂。在一些系统中,该传热流体可以在整个传递过程中保持在恒定状态(即,不蒸发或冷凝)。另外地,蒸发冷却方法可以同样地利用传热流体。
热源可以定义为希望从中传递、迁移或分出热量的任何空间,位置,物体或基体。热源的例子可以是需要致冷或冷却的空间(开放或封闭),如在超级市场中的冰箱或冷冻机箱体,需要空调的建筑空间,或需要空调的汽车的乘坐厢。热阱可以定义为能够吸收热量的任何空间,位置,物体或基体。蒸气压缩制冷系统是此类热阱的一个例子。
                      实施例
                      实施例1
                 产生压力的叶尖速度
叶尖速度能够通过为使用离心式压缩机的致冷设备获得一些基本相互关系来估计。叶轮理想地给予气体的扭矩被定义为
             T=m*(v2*r2-v1*r1)  方程式1
式中
T=扭矩,N*m
m=质量流速,kg/s
v2=致冷剂离开叶轮的切向速度(叶尖速度),m/s
r2=叶轮出口的半径,m
v1=进入叶轮的致冷剂的切向速度,m/s
r1=叶轮的入口的半径,m
假定该致冷剂基本上沿着径向进入该叶轮,速度的切向分量v1=0,因此
               T=m*v2*r2    方程式2
在轴上所需要的功率是扭矩和转速的乘积
               P=T*w    方程式3
式中
P=功率,W
w=转速,rez/s
因此,
          P=T*w=m*v2*r2*w    方程式4
在低的致冷剂流速下,叶轮的叶尖速度和致冷剂的切向速度几乎相同;因此
                 r2*w=v2    方程式5
                 P=m*v2*v2    方程式6
理想功率的另一个表达是质量流速和压缩的等熵功的乘积,
           P=m*Hi*(1000J/kJ)    方程式7
其中Hi=从在蒸发条件下的饱和蒸汽到在饱和冷凝条件下之间的致冷剂的焓差,kJ/kg。
将两个表达方程式6和7合并而得到,
             v2*v2=1000*Hj    方程式8
虽然方程式8是以一些基本假设为基础的,但是它提供了叶轮的叶尖速度的良好估算并且提供了对比致冷剂的叶尖速度的重要途径。
下表3显示了对于1,2,2-三氯三氟代乙烷(CFC-113)和本发明的组合物计算的理论叶尖速度。对于这一对比假设的条件是:
蒸发器温度40.0(4.4℃)
凝汽器温度110.0(43.3℃)
液体过冷温度10.0(5.5℃)
返回气体温度75.0(23.8℃)
压缩机效率是70%
这些是小型涡轮离心式压缩机运行的典型条件。
                                  表3
致冷剂   Hi(Btu/lb)   Hi*0.7(Btu/lb)   Hi*0.7(KJ/Kg)   V2(m/s)   V2相对于CFC-113
 CFC-113   10.92   7.6   17.8   133.3   n/a
 PEIK   11.55   8.1   18.8   137.1   103%
 PMIK   10.94   7.7   17.8   133.5   100%
 CF3C(O)CBrFCF2CF3   9.9   6.9   16.1   127.0   95%
该数据表明,本发明的化合物具有在相对于CFC-113的约+/-5%的叶尖速度并且是CFC-113的有效替代物,有极小的压缩机设计更改。
                     实施例2
                    性能数据
表4显示了与CFC-113对比的各种致冷剂的特性。该数据是以下列条件为基础的。
蒸发器温度40.0(4.4℃)
凝汽器温度110.0(43.3℃)
过冷温度10.0(5.5℃)
返回气体温度75.0(23.8℃)
压缩机效率是70%
                                        表4
致冷剂   蒸发器压力(Psia)   蒸发器压力(kPa)   冷凝器压力(Psia)   冷凝器压力(kPa)   压缩机排料温度(F)   压缩机排料温度(C) COP   容量(Btu/min)   容量(kW)
  CFC-113   2.7   19   12.8   88   156.3   69.1   4.18   14.8   0.26
  PEIK   2.2   15   12.5   86   124.6   51.4   3.73   13.4   0.24
  PMIK   7.3   50   33.0   227   127.9   53.3   3.68   37.6   0.66
  CF3C(O)CBrFCF2-CF3   0.6   4   4.9   33   142.3   61.3   4.08   4.9   0.09
数据表明本发明的组合物具有类似于CFC-113的蒸发器和凝汽器压力。一些组合物还具有比CFC-113更高的容量或能量效率(COP)。

Claims (20)

1.卤代酮致冷剂或传热流体组合物,该组合物选自:
1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,5,5,5-八氟-2,4-双(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6-十一氟-2-(三氟甲基)-3-己酮;
1,1,2,2,4,5,5,5-八氟-1-(三氟甲氧基)-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)-2-丁酮;
1,1,1,2,2,5,5,5-八氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
2-氯-1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;
CF3C(O)CBrFCF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CBrF2
CBrF2C(O)CF(CF3)2
CF3C(O)CBr(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CBrF2
CF3C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3C(O)CF(CF3)CBrFCF3
CF3C(O)CBrFCF2CF2CF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CF2CF2CBrF2
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CF2CBrF2
CF3CF2CBrFC(O)CF2CF2CF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CF(CBrF2)CF2CF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2
CF3CF2CBrFC(O)CF(CF3)2
CF3CF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)2
CF3CBrFCF2C(O)CF(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CHC(O)CBr(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrF2
CBrF2CF2C(O)CH(CF3)2
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2C(O)CF(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CH(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CF(OCH3)CF3
CBrF2C(O)CF(CF2OCH3)CF3
CClF2CFBrC(O)CF2CF3
CBrF2CFClC(O)CF2CF3
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)2
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)2
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)(C2F5);
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)(C2F5);
CClF2C(O)CBr(CF3)2
CClF2CF2C(O)CBr(CF3)2
CF3CClFC(O)CBr(CF3)2
CClF2C(O)CBrFCF3
CClF2CF2(O)CCBrFCF3
CF3CClFC(O)CBrFCF3
CBrF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2C(O)CClFCF3
CBrF2CF2C(O)CClFCF3
和它们的组合。
2.适合用于采用离心式压缩机的致冷或空调装置中的致冷剂或传热流体组合物,该组合物选自:
1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,5,5,5-八氟-2,4-双(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6-十一氟-2-(三氟甲基)-3-己酮;
1,1,2,2,4,5,5,5-八氟-1-(三氟甲氧基)-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)-2-丁酮;
1,1,1,2,2,5,5,5-八氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
2-氯-1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;
CF3C(O)CBrFCF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CBrF2
CBrF2C(O)CF(CF3)2
CF3C(O)CBr(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CBrF2
CF3C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3C(O)CF(CF3)CBrFCF3
CF3C(O)CBrFCF2CF2CF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CF2CF2CBrF2
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CF2CBrF2
CF3CF2CBrFC(O)CF2CF2CF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CF(CBrF2)CF2CF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2
CF3CF2CBrFC(O)CF(CF3)2
CF3CF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)2
CF3CBrFCF2C(O)CF(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CHC(O)CBr(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrF2
CBrF2CF2C(O)CH(CF3)2
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2C(O)CF(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CH(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CF(OCH3)CF3
CBrF2C(O)CF(CF2OCH3)CF3
CClF2CFBrC(O)CF2CF3
CBrF2CFClC(O)CF2CF3
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)2
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)2
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)(C2F5);
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)(C2F5);
CClF2C(O)CBr(CF3)2
CClF2CF2C(O)CBr(CF3)2
CF3CClFC(O)CBr(CF3)2
CClF2C(O)CBrFCF3
CClF2CF2(O)CCBrFCF3
CF3CClFC(O)CBrFCF3
CBrF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2C(O)CClFCF3
CBrF2CF2C(O)CClFCF3
和它们的组合。
3.适合用于采用多级或离心式压缩机或单板/单程热交换器的致冷或空调装置中的致冷剂或传热流体组合物,该组合物选自:
1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,5,5,5-八氟-2,4-双(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6-十一氟-2-(三氟甲基)-3-己酮;
1,1,2,2,4,5,5,5-八氟-1-(三氟甲氧基)-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)-2-丁酮;
1,1,1,2,2,5,5,5-八氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
2-氯-1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;
CF3C(O)CBrFCF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CBrF2
CBrF2C(O)CF(CF3)2
CF3C(O)CBr(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CBrF2
CF3C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3C(O)CF(CF3)CBrFCF3
CF3C(O)CBrFCF2CF2CF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CF2CF2CBrF2
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CF2CBrF2
CF3CF2CBrFC(O)CF2CF2CF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CF(CBrF2)CF2CF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2
CF3CF2CBrFC(O)CF(CF3)2
CF3CF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)2
CF3CBrFCF2C(O)CF(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CHC(O)CBr(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrF2
CBrF2CF2C(O)CH(CF3)2
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2C(O)CF(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CH(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CF(OCH3)CF3
CBrF2C(O)CF(CF2OCH3)CF3
CClF2CFBrC(O)CF2CF3
CBrF2CFClC(O)CF2CF3
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)2
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)2
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)(C2F5);
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)(C2F5);
CClF2C(O)CBr(CF3)2
CClF2CF2C(O)CBr(CF3)2
CF3CClFC(O)CBr(CF3)2
CClF2C(O)CBrFCF3
CClF2CF2(O)CCBrFCF3
CF3CClFC(O)CBrFCF3
CBrF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2C(O)CClFCF3
CBrF2CF2C(O)CClFCF3
和它们的组合。
4.权利要求3的组合物,其中该组合物适合用于采用两级离心式压缩机的致冷或空调装置中。
5.由通式R3COR4表示的卤代酮致冷剂或传热流体组合物,其中R3和R4独立地选自直链或支链,饱和或不饱和的,脂肪族或脂环族氟化碳基团,该基团任选含有氢,氯或溴,并且其中R3和R4可以任选地相连形成环状卤代酮环,和由该通式表示的所述卤代酮的组合。
6.根据权利要求5的组合物,该组合物选自
1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,5,5,5-八氟-2,4-双(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6-十一氟-2-(三氟甲基)-3-己酮;
1,1,2,2,4,5,5,5-八氟-1-(三氟甲氧基)-4-(三氟甲基)-3-戊酮;
1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)-2-丁酮;
1,1,1,2,2,5,5,5-八氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮;和
2-氯-1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-3-戊酮。
7.权利要求5的组合物,该组合物包括至少一种溴化卤代酮,所述溴化卤代酮选自单溴全氟酮,单氢单溴全氟酮,全氟烷氧基)单溴全氟酮,氟烷氧基)单溴全氟酮,和单氯单溴全氟酮。
8.权利要求7的组合物,该组合物包括选自下列这些中的至少一种:
CF3C(O)CBrFCF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CBrF2
CBrF2C(O)CF(CF3)2
CF3C(O)CBr(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CBrF2
CF3C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3C(O)CF(CF3)CBrFCF3
CF3C(O)CBrFCF2CF2CF2CF3
CF3C(O)CF2CF2CF2CF2CBrF2
CF3CBrFC(O)CF2CF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CBrFCF2CF2CF3
CF3CF2C(O)CF2CF2CF2CBrF2
CF3CF2CBrFC(O)CF2CF2CF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CBr(CF3)CF2CF3
CF3CF2C(O)CF(CBrF2)CF2CF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2
CF3CF2CBrFC(O)CF(CF3)2
CF3CF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)2
CF3CBrFCF2C(O)CF(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBr(CF3)2
(CF3)2CHC(O)CBr(CF3)2
CHF2CF2C(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrFCF3
(CF3)2CHC(O)CBrF2
CBrF2CF2C(O)CH(CF3)2
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2CF2CF2C(O)CF(CF3)OCF3
CBrF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OC2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CBrF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF3
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OCF3
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OC2F5
(CF3)2CBrC(O)CF(CF3)OC2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF2C2F5
CF3CBrFC(O)CF(CF3)OCF(CF3)2
CBrF2C(O)CF(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CH(OCF2CHF2)CF3
CBrF2C(O)CF(OCH3)CF3
CBrF2C(O)CF(CF2OCH3)CF3
CClF2CFBrC(O)CF2CF3
CBrF2CFClC(O)CF2CF3
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)2
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)2
CClF2CFBrC(O)CF(CF3)(C2F5);
CBrF2CFClC(O)CF(CF3)(C2F5);
CClF2C(O)CBr(CF3)2
CClF2CF2C(O)CBr(CF3)2
CF3CClFC(O)CBr(CF3)2
CClF2C(O)CBrFCF3
CClF2CF2(O)CCBrFCF3
CF3CClFC(O)CBrFCF3
CBrF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2CF2C(O)CCl(CF3)2
CBrF2C(O)CClFCF3;和
CBrF2CF2C(O)CClFCF3
9.产生致冷的方法,该方法包括在需要冷却的基体附近蒸发权利要求1、2、3、4或5的组合物,和之后冷凝该组合物。
10.产生热的方法,该方法包括在需要加热的基体附近冷凝权利要求1、2、3、4或5的组合物,和之后蒸发该组合物。
11.权利要求1、2、3、4或5的组合物用于传热的方法,该方法包括将该组合物从热源转移到热阱。
12.权利要求1的组合物,进一步包括紫外线荧光染料,所述染料选自萘二甲酰亚胺,苝,香豆素,蒽,菲,呫吨,噻吨,苯并夹氧杂蒽,荧光素,该染料的衍生物和它们的组合。
13.权利要求2、3、4或5的组合物,进一步包括至少一种紫外线荧光染料,所述染料选自萘二甲酰亚胺,苝,香豆素,蒽,菲,呫吨,噻吨,苯并夹氧杂蒽,荧光素,该染料的衍生物和它们的组合。
14.权利要求12的组合物,进一步包括至少一种增溶剂,所述增溶剂选自烃,二甲醚,聚氧化烯二醇醚,酰胺,酮,腈,含氯烃,酯,内酯,芳基醚,氟代醚,和1,1,1-三氟链烷烃。
15.权利要求14的组合物,其中该增溶剂选自:
a)由通式R1[(OR2)xOR3]y表示的聚氧化烯二醇醚,其中:x是1-3的整数;y是1-4的整数;R1选自氢和具有1到6个碳原子和y个键接位点的脂族烃基;R2选自具有2到4个碳原子的脂肪族亚烃基;R3选自氢和具有1到6个碳原子的脂肪族和脂环烃基团;R1和R3中的至少一个选自所述烃基;和其中所述聚氧化烯二醇醚具有从约100到约300原子质量单位的分子量;
b)由通式R1CONR2R3和环-[R4CON(R5)-]表示的酰胺,其中R1,R2,R3和R5独立地选自具有1到12个碳原子的脂肪族和脂环烃基团,和具有6-12个碳原子的至多一个芳族基团;R4选自具有3到12个碳原子的脂肪族亚烃基;和其中所述酰胺具有从约100到约300原子质量单位的分子量;
c)由通式R1COR2表示的酮,其中R1和R2独立地选自具有1-12个碳原子的脂肪族基团,脂环族基团和芳香烃基团,和其中所述酮具有从约70到约300原子质量单位的分子量;
d)由通式R1CN表示的腈,其中R1是选自具有5-12个碳原子的脂肪族基团,脂环族基团或芳香烃基团,和其中所述腈具有从约90到约200原子质量单位的分子量;
e)由通式RClx表示的含氯烃,其中:x选自整数1或2;R选自具有1-12个碳原子的脂肪族基团和脂环烃基团;和其中该含氯烃具有从约100到约200原子质量单位的分子量;
f)由通式R1OR2表示的芳基醚,其中:R1选自具有6-12个碳原子的芳基烃基团;R2选自具有1-4个碳原子的脂族烃基团;和其中该芳基醚具有从约100-约150原子质量单位的分子量;
g)由通式CF3R1表示的1,1,1-三氟链烷烃,其中R1选自具有约5到约15个碳原子的脂肪族和脂环族烃基团;
i)由通式R1OCF2CF2H表示的氟代醚,其中R1选自具有约5到约15个碳原子的脂肪族和脂环族烃基团;和
j)由结构[B]、[C]和[D]表示的内酯:
Figure A2005800142600013C1
其中,R1-R8独立地选自氢,线性、支化,环状、二环,饱和和不饱和的烃基;和分子量是约100到约300原子质量单位;和
k)由通式R1CO2R2表示的酯,其中R1和R2独立地选自线性和环状,饱和和不饱和的,烷基和芳基;和其中所述酯具有从约80到约550原子质量单位的分子量。
16.使用权利要求12或14的组合物的方法,该方法包括(a)将组合物引入到压缩致冷或空调装置中,引入通过(i)在增溶剂存在下将紫外线荧光染料溶解在传热流体的致冷剂组合物中,和将该掺混物引入到压缩致冷或空调装置中,或通过(ii)将增溶剂和UV荧光染料掺混并将该掺混物引入到含有致冷剂和/或传热流体的致冷或空调装置中而进行。
17.权利要求12或14的组合物用于压缩致冷或空调装置中的方法,该方法包括在该装置中提供该组合物,和在该装置的附近提供检测该组合物的合适设备。
18.使用权利要求12或14的组合物的方法,该方法包括:
(i)通过在需要冷却的基体附近蒸发该组合物来产生致冷和之后冷凝该组合物;或
(ii)通过在需要加热的基体的附近冷凝该组合物来加热和之后蒸发该组合物。
19.权利要求11的组合物,进一步包括气味掩蔽剂,香料,或热稳定剂。
20.权利要求18的组合物,其中该热稳定剂是硝基甲烷。
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