ES2945641T3 - Composiciones y usos de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno - Google Patents

Composiciones y usos de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno Download PDF

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Abstract

Se divulga una mezcla que comprende el compuesto Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno y al menos un compuesto adicional seleccionado del grupo que consiste en HFO, HFC, HFE, CFC, CO2, olefinas, ácidos orgánicos, alcoholes, hidrocarburos, éteres, aldehídos, cetonas y otros como formiato de metilo, ácido fórmico, trans-1,2 dicloroetileno, dióxido de carbono, cis-HFO-1234ze+HFO-1225yez; mezclas de estos más agua; mezclas de estos más CO2; mezclas de estos trans 1,2-dicloroetileno (DCE); mezclas de estos más formiato de metilo; mezclas con cis-HFO-1234ze+CO2; mezclas con cis-HFO-1234ze+HFO-1225yez+CO2; mezclas con cis-HFO-1234ze+HFC-245fa; y composiciones azeotrópicas o similares a azeotrópicas. También se describen métodos para usar las composiciones como agentes de soplado, disolventes, composiciones de transferencia de calor, composiciones propulsoras de aerosoles, (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Composiciones y usos de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno
Campo de la divulgación
Esta divulgación se refiere a composiciones, métodos y sistemas que tienen utilidad en numerosas aplicaciones, y en particular, usos para composiciones que contienen el compuesto Z-1-doro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd).
Antecedentes
Muchas industrias han estado trabajando durante las últimas décadas para encontrar reemplazos para los clorofluorocarbonos (CFC) y los hidroclorofluorocarbonos (HCFC) que agotan la capa de ozono. Los CFC y HCFC se han empleado en una amplia gama de aplicaciones, incluido su uso como propulsores de aerosoles, refrigerantes, agentes de limpieza, agentes de expansión para espumas termoplásticas y termoestables, medios de transferencia de calor, dieléctricos gaseosos, agentes extintores y de extinción de incendios, fluidos de trabajo de ciclo de potencia, medios de polimerización, fluidos de eliminación de partículas, fluidos portadores, agentes abrasivos de pulido y agentes de secado por desplazamiento. En la búsqueda de reemplazos para estos compuestos versátiles, muchas industrias han recurrido al uso de hidrofluorocarbonos (HFC).
Los HFC no contribuyen a la destrucción del ozono estratosférico, pero preocupan por su contribución al "efecto invernadero", es decir, contribuyen al calentamiento global. Como resultado, los HFC han sido objeto de escrutinio y su uso generalizado puede verse limitado en el futuro. Así, existe la necesidad de composiciones que no contribuyan a la destrucción del ozono estratosférico y que también tengan bajos potenciales de calentamiento global (GWP).
El documento WO 2016/171256 A1 divulga una composición para un sistema de ciclo térmico que comprende un medio de trabajo que contiene 1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno (HCFO-1224yd) y un estabilizador que suprime el deterioro del medio de trabajo.
El documento JP 2015/105342 A se refiere a un método para producir una resina sintética de espuma rígida, en donde una composición de poliol y un compuesto de poliisocianato se hacen reaccionar en presencia de un agente de expansión físico, un estabilizador de espuma y un catalizador, y en donde el agente de expansión físico contiene una mezcla de CFaFC=CHCla (HCFO-1224yd) y FC3CH=CHCl3 (HFO-1233zd).
El documento WO 2017/002925 A1 se refiere a un método para producir un isómero Z de HCFO-1224yd mediante la isomerización de un isómero E del mismo.
El documento US 2010/051853 A1 divulga un proceso para fabricar HFO-1225ye o sus mezclas con HFO-1225yc empleando un proceso de varias etapas que implica HCFO-1224yd y, en algunas realizaciones, HCFO-1224ye, como productos intermedios de reacción.
Sumario
En el presente documento se proporcionan composiciones, métodos y sistemas que tienen utilidad en numerosas aplicaciones, y en particular, usos para composiciones que contienen el compuesto Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd), que tiene la siguiente estructura:
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Las realizaciones de la presente invención comprenden el compuesto Z-HCFO-1224yd, en combinación con uno o más de otros compuestos como se describe en detalle en el presente documento a continuación. Las mezclas que contienen el compuesto Z-HCFO-1224yd pueden ser azeotrópicas, similares a un azeótropo o no azeotrópicas (zeotrópicas). La presente invención se refiere a una composición similar a un azeótropo que consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii)(a) formiato de metilo o (ii)(b) E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz).
A menos que se definan de otro modo, todos los términos técnicos y científicos utilizados en el presente documento tienen el mismo significado que el entendido habitualmente por un experto en la técnica a la que pertenece la presente invención.
Descripción de los dibujos
La FIG. 1 (como referencia) muestra la presión de vapor medida frente a la composición en la celda de muestra PTx para el sistema binario de Z-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (Z-HFO-1336mzz) y Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno (Z-HCFO-1224yd). Los puntos de datos experimentales se muestran como puntos negros y la línea continua se dibuja a partir de los datos calculados mediante la ecuación NRTL.
La FIG. 2 muestra la presión de vapor medida frente a la composición en la celda de muestra PTx para el sistema binario de Z-HCFO-1224yd y formiato de metilo. Los puntos de datos experimentales se muestran como puntos negros y la línea continua se dibuja a partir de los datos calculados mediante la ecuación NRTL.
La FIG. 3 (como referencia) muestra la presión de vapor medida frente a la composición en la celda de muestra PTx para el sistema binario de E-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno (E-HCFO-1233zd) y Z-HCFO-1224yd. Los puntos de datos experimentales se muestran como puntos negros y la línea continua se dibuja a partir de los datos calculados mediante la ecuación NRTL.
La FIG. 4 (como referencia) muestra la presión de vapor medida frente a la composición en la celda de muestra PTx para el sistema binario de E-HFO-1336mzz y Z-HCFO-1224yd. Los puntos de datos experimentales se muestran como puntos negros y la línea continua se dibuja a partir de los datos calculados mediante la ecuación NRTL.
La FIG. 5 muestra la presión de vapor medida frente a la composición en la celda de muestra PTx para el sistema binario de E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz) y Z-HCFO-1224yd. Los puntos de datos experimentales se muestran como puntos negros y la línea continua se dibuja a partir de los datos calculados mediante la ecuación NRTL.
La FIG. 6 (como referencia) muestra la presión de vapor medida frente a la composición en la celda de muestra PTx para el sistema binario de Z-HCFO-1224yd y HFC-245eb. Los puntos de datos experimentales se muestran como puntos negros y la línea continua se dibuja a partir de los datos calculados mediante la ecuación NRTL. La FIG. 7 (como referencia) muestra la presión de vapor medida frente a la composición en la celda de muestra PTx para el sistema binario de Z-HCFO-1224yd y HCFO-1233xf. Los puntos de datos experimentales se muestran como puntos negros y la línea continua se dibuja a partir de los datos calculados mediante la ecuación NRTL. La FIG. 8 muestra el factor K a 24 °C (75 °F) en función del tiempo para las mezclas preparadas de acuerdo con los procedimientos descritos en el Ejemplo 15.
La FIG. 9 muestra el factor K a 10 °C (50 °F) en función del tiempo para las mezclas preparadas de acuerdo con los procedimientos descritos en el Ejemplo 15.
La FIG. 10 muestra el factor K a 1,7 °C (35 °F) en función del tiempo para las mezclas preparadas de acuerdo con los procedimientos descritos en el Ejemplo 15.
La FIG. 11 muestra el factor K a -3,9 °C (25 °F) en función del tiempo para las mezclas preparadas de acuerdo con los procedimientos descritos en el Ejemplo 15.
Descripción detallada
Las hidroclorofluoroolefinas tienen un bajo potencial de calentamiento global y se cree que no contribuyen a la destrucción del ozono estratosférico. Una de tales hidroclorofluoroolefinas es 1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno. El 1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno existe como dos estereoisómeros diferentes, cada uno de los cuales tiene un punto de ebullición diferente y, por lo tanto, puede funcionar de manera diferente en diferentes aplicaciones.
En el presente documento se proporcionan composiciones similares a azeótropos que consisten esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii)(a) formiato de metilo o (ii)(b) E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz). La presente invención se refiere además a una composición como se define en las reivindicaciones 2 y 3, un proceso de formación de una espuma como se define en las reivindicaciones 4 a 6, una espuma como se define en las reivindicaciones 7 y 8, un proceso de producción de enfriamiento como se define en la reivindicación 9, un proceso de producción de calentamiento como se define en la reivindicación 10, un sistema de transferencia de calor como se define en la reivindicación 11, una bomba de calor de alta temperatura como se define en la reivindicación 12, un producto en aerosol como se define en la reivindicación 13, un método para extinguir o suprimir una llama como se define en la reivindicación 14, y un sistema para prevenir o suprimir una llama como se define en la reivindicación 15.
Se describen además composiciones que comprenden el compuesto Z-HCFO-1224yd y al menos un fluoroalqueno adicional, como un fluoroalqueno que contiene de 2 a 6, como de 3 a 5 átomos de carbono o de 3 a 4 átomos de carbono. En algunas realizaciones, el fluoroalqueno comprende al menos un doble enlace carbono-carbono. En algunas realizaciones, el fluoroalqueno comprende tres átomos de carbono y al menos un doble enlace carbonocarbono. Los compuestos de fluoroalqueno descritos en el presente documento se denominan a veces hidrofluoroolefinas o "HFO" si contienen al menos un hidrógeno.
Se describen además composiciones que comprenden Z-HCFO-1224yd y al menos un compuesto adicional como un HFO, HFC, hidrofluoroéter (HFE), hidrocarburo, éter, aldehído, cetona y otros como formiato de metilo, ácido fórmico, trans-1,2-dicloroetileno (DCE), dióxido de carbono (CO2), cis-HFO-1234ze+HFO-1225yez; mezclas de estos más agua; mezclas de estos más CO2 ; mezclas de estos más DCE; mezclas de estos más formiato de metilo; mezclas con cis-HFO-1234ze+CO2 ; mezclas con cis-HFO-1234ze+HFO-1225yez+ CO2; y mezclas con cis-HFO-1234ze+HFC-245fa. En tales composiciones, la cantidad del compuesto Z-HCFO-1224yd puede variar, incluyendo en todos los casos que constituyen el equilibrio de la composición después de contabilizar todos los demás componentes de la composición.
En algunas realizaciones, el Z-HCFO-1224yd comprende entre aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 30 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 50 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 75 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 85 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; aproximadamente el 90 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 95 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 50 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 5% en peso y aproximadamente el 60% en peso; aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 80 % en peso; aproximadamente el 10 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; o entre aproximadamente 20 % en peso y aproximadamente 90 % en peso de la composición.
Las composiciones proporcionadas en el presente documento son ambientalmente aceptables y no contribuyen al agotamiento de la capa de ozono estratosférico de la tierra. En algunas realizaciones, los compuestos y composiciones proporcionados en el presente documento no tienen un potencial sustancial de agotamiento de la capa de ozono (ODP), por ejemplo, un ODP no superior a aproximadamente 0,5, como un ODP no superior a aproximadamente 0,25, 0 un ODP no superior a aproximadamente 0,1. En algunas realizaciones, los compuestos y composiciones proporcionados en el presente documento tienen un potencial de calentamiento global (GWP) no superior a aproximadamente 150, como un GWP no superior a aproximadamente 50.
Como se usa en el presente documento, PAO se define en la "Evaluación científica del agotamiento del ozono, 2002", un informe de la Asociación Meteorológica Mundial. Como se usa en el presente documento, el GWP se define en relación con el del dióxido de carbono y en un horizonte temporal de 100 años, y se define en la misma referencia que para el ODP mencionado anteriormente.
Z-HCFO-1224yd se puede mezclar con uno o más compuestos para formar una composición de mezcla. Z-HCFO-1224yd puede formar una composición de mezcla con uno o más de un HFO, HFE, hidrocarburo, alcohol, éter, aldehído, cetona u otro compuesto, tal como agua, formiato de metilo, formiato de etilo, ácido fórmico, trans-1,2-dicloroetileno, CO2 y otros. El otro compuesto o compuestos pueden comprender entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 99 % en peso de la composición. Por ejemplo, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 90 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 80 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 70 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 60 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 50 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 40 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 30 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 20 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 10 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 5 %, entre aproximadamente el 5 % y aproximadamente el 99 %, entre aproximadamente el 5 % y aproximadamente el 95 %, entre aproximadamente el 5 % y aproximadamente el 75 %, entre aproximadamente el 5 % y aproximadamente el 50 %, entre aproximadamente el 5 % y aproximadamente el 25 %, entre aproximadamente el 10 % y aproximadamente el 99%, entre aproximadamente el 10% y aproximadamente el 90%, entre aproximadamente el 10% y aproximadamente el 75 %, entre aproximadamente el 10 % y aproximadamente el 50 %, entre aproximadamente el 10% y aproximadamente el 25%, entre aproximadamente el 25% y aproximadamente el 99%, entre aproximadamente el 25 % y aproximadamente el 90 %, entre aproximadamente el 25 % y aproximadamente el 75 %, entre aproximadamente el 25 % y aproximadamente el 50 %, entre aproximadamente el 40 % y aproximadamente el 60 %, entre aproximadamente el 45 % y aproximadamente el 55 %, entre aproximadamente el 50 % y aproximadamente el 99 %, entre aproximadamente el 50 % y aproximadamente el 75 %, entre aproximadamente el 60 % y aproximadamente el 99 %, entre aproximadamente el 60 % y aproximadamente el 75 %, o entre aproximadamente el 75 % y aproximadamente el 99 % en peso de la composición.
Z-HCFO-1224yd puede formar una composición de mezcla con los compuestos que se muestran en la Tabla 1 a continuación (siendo todos los porcentajes en porcentaje en peso y entendiéndose que van precedidos por la palabra "aproximadamente").
TABLA 1
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continuación
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continuación
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continuación
Figure imgf000008_0001
continuación
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Agentes de expansión
También se proporcionan en el presente documento métodos y sistemas que comprenden un agente de expansión que comprende la composición de acuerdo con la reivindicación 1, opcionalmente con uno o más compuestos adicionales que incluyen, pero no se limitan a, otros compuestos que también actúan como agentes de expansión (en lo sucesivo denominados por conveniencia, pero no de forma limitativa, como agentes de co-expansión), tensioactivos, polioles, catalizadores, retardantes de llama, modificadores de polímeros, colorantes, tintes, potenciadores de la solubilidad, modificadores reológicos, agentes plastificantes, cargas, agentes nucleantes, agentes de reducción de la viscosidad, modificadores de la presión de vapor, estabilizantes y similares. En algunas realizaciones, el agente de expansión se utiliza para espumas, como espumas en aerosol y espumas para paneles, e incluye mezclas de Z-HCFO-1224yd con hidrocarburos (por ejemplo, pentanos, incluido el ciclopentano), y con uno o más de HFC-245fa, HFC-365mfc y HCFO-1233zd.
Cuando se usa un agente de expansión, el Z-HCFO-1224yd puede comprender entre aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 30 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 50 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 75 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 85 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; aproximadamente el 90 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 95 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 50 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 60 % en peso; aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 80% en peso; aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 90 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; o aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso de la composición del agente de expansión.
En algunas realizaciones, también se incorporan agentes dispersantes, estabilizadores de celda, tensioactivos y otros aditivos en las composiciones de agentes de expansión. Ciertos tensioactivos son opcionales, pero se pueden agregar para servir como estabilizadores de celda. Los estabilizadores adecuados incluyen copolímeros de bloques de polisiloxano polioxialquileno, como aquellos divulgados en las patentes de EE.UU. números 2.834.748; 2.917.480; y 2.846.458. Ejemplos de materiales representativos, normalmente copolímeros de bloques de polisiloxano polioxialquileno, se venden con los nombres de DC-193, B-8404 y L-5340. Otros aditivos opcionales para la mezcla de agentes de expansión incluyen retardantes de llama como el fosfato de tris(2-cloroetilo), fosfato de tris(2-cloropropilo), tris(2,3-dibromopropil)-fosfato, tris(1,3-dicloro-propil)fosfato, fosfato de diamonio, diversos compuestos aromáticos halogenados, óxido de antimonio, trihidrato de aluminio, cloruro de polivinilo, y similares. Con respecto a los agentes nucleantes, todos los compuestos y materiales conocidos que tienen funcionalidad de nucleación están disponibles para su uso en la presente invención, incluido el talco.
En algunas realizaciones, se incluyen en las composiciones otros compuestos y/o componentes que modulan una propiedad particular de las composiciones (como el coste, por ejemplo).
En algunas realizaciones, el agente de co-expansión de acuerdo con la presente invención comprende un agente de expansión físico, un agente de expansión químico (que en algunas realizaciones comprende agua), o un agente de expansión que tiene una combinación de propiedades físicas y químicas de agente de expansión.
Puede usarse una amplia variedad de agentes de co-expansión de acuerdo con la presente invención. En algunas realizaciones, las composiciones de agentes de expansión de la presente invención incluyen uno o más HFC como agentes de co-expansión, como uno o más HFC C1-C4 y/o uno o más hidrocarburos, como hidrocarburos C4-C6. En algunas realizaciones, las composiciones de agente de expansión comprenden un HFC seleccionado de uno o más de difluorometano (HFC-32), fluoroetano (HFC-161), difluoroetano (HFC-152), trifluoroetano (HFC-143), tetrafluoroetano (HFC-134), pentafluoroetano (HFC-125), pentafluoropropano (HFC-245), hexafluoropropano (HFC-236), heptafluoropropano (HFC-227), pentafluorobutano (HFC-365), hexafluorobutano (HFC-356) y todos los isómeros de todos estos HFC.
En algunas realizaciones, la composición del agente de expansión comprende uno o más hidrocarburos, por ejemplo, iso, normal y/o ciclopentano para espumas termoestables y butano o isobutano para espumas termoplásticas. Otros materiales, tal como agua, CO2, CFC (como triclorofluorometano (CFC-11) y diclorodifluorometano (CFC-12)), hidroclorocarburos (HCC como dicloroetileno (como trans-1,2-dicloroetileno), cloruro de etilo y cloropropano), HCFC, alcoholes C1-C5 (como, por ejemplo, etanol y/o propanol y/o butanol), aldehídos C1-4, cetonas C1-C4, éteres C1-C4 (incluidos éter dimetílico y éter dietílico, diéteres (como dimetoximetano y dietoximetano) y formiato de metilo, incluyendo combinaciones de cualquiera de estos se pueden incluir. En algunas realizaciones, tales componentes no están incluidos debido al impacto ambiental negativo.
En algunas realizaciones, uno o más de los siguientes isómeros de HFC se utilizan como agentes de co-expansión en el proceso de la presente invención:
1.1.1.2.2- pentafluoroetano (HFC-125)
1.1.2.2- tetrafluoroetano (HFC-134)
1.1.1.2- tetrafluoroetano (HFC-134a) 1,1-difluoroetano (HFC-152a)
1.1.1.2.3.3.3- heptafluoropropano (HFC-227 ea)
1.1.1.3.3.3- hexafluoropropano (HFC-236fa)
1.1.1.3.3- pentafluoropropano (Hf C-245 fa) y
1.1.1.3.3- pentafluorobutano (HFC-365mfc).
La cantidad relativa de cualquiera de los agentes de co-expansión adicionales mencionados anteriormente, así como cualquier componente adicional que pueda incluirse en las presentes composiciones, puede variar ampliamente.
En algunas realizaciones, la composición de agente de expansión comprende al menos un agente de co-expansión y una cantidad de Z-HCFO-1224yd suficiente para producir una composición de agente de expansión que en general no es inflamable.
En algunas realizaciones, las composiciones de agentes de expansión incluyen Z-HCFO-1224yd en una amplia gama de cantidades. En algunas realizaciones, Z-HCFO-1224yd está presente en una cantidad de al menos aproximadamente el 1 % en peso, como al menos aproximadamente el 5 % en peso, o aproximadamente el 15 % en peso, de la composición.
En algunas realizaciones, la composición de agente de expansión comprende al menos un 50 % en peso de Z-HCFO-1224yd. En algunas realizaciones, se pueden usar uno o más agentes de co-expansión. En algunas realizaciones, el agua se utiliza como agente de co-expansión o en combinación con otros agentes de co-expansión (como, por ejemplo, por ejemplo, pentano, particularmente ciclopentano).
En algunas realizaciones, la composición del agente de expansión comprende de aproximadamente el 30 % a aproximadamente el 95 % en peso de Z-HCFO-1224yd y de aproximadamente el 5 % a aproximadamente el 90 % en peso, como de aproximadamente el 5 % a aproximadamente el 65 % en peso de agente de co-expansión. En algunas realizaciones, el agente de co-expansión comprende H2O, HFC, hidrocarburos, alcoholes (como C2 , alcoholes C3 y/o C4), CO2, y combinaciones de estos. En algunas realizaciones, el agente de co-expansión consiste esencialmente en H2O, HFC, hidrocarburos, alcoholes (como C2 , alcoholes C3 y/o C4), CO2 , y combinaciones de estos.
En algunas realizaciones, el agente de co-expansión comprende H2O. En algunas realizaciones, la composición comprende H2O en una cantidad de aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 50 % en peso de la composición total del agente de expansión, como de aproximadamente el 10 % en peso a aproximadamente el 40 % en peso, o de aproximadamente el 10 % a aproximadamente el 20 % en peso del agente de expansión total.
En algunas realizaciones, el agente de co-expansión comprende CO2. En algunas realizaciones, la composición comprende CO2 en una cantidad de aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 60 % en peso de la composición total del agente de expansión, como de aproximadamente el 20 % en peso a aproximadamente el 50 % en peso, o de aproximadamente el 40 % a aproximadamente el 50 % en peso del agente de expansión total.
En algunas realizaciones, el agente de co-expansión comprende alcoholes, como alcoholes C2, C3 y/o C4. En algunas realizaciones, la composición comprende un alcohol en una cantidad de aproximadamente el 5 % en peso a aproximadamente el 40 % en peso de la composición total del agente de expansión, como de aproximadamente el 10 % en peso a aproximadamente el 40 % en peso, o de aproximadamente el 15 % a aproximadamente el 25 % en peso del agente de expansión total.
En algunas realizaciones, las composiciones incluyen uno o más agentes de co-expansión de HFC, como HFC C2 , C3, C4 o C5. En algunas realizaciones, las composiciones comprenden difluoroetano, como HFC-152a, por ejemplo, en termoplásticos extruidos. En algunas realizaciones, las composiciones comprenden pentafluoropropano, tales como HFC-245. En algunas realizaciones, el agente de co-expansión HFC está presente en la composición en cantidades de aproximadamente el 5 % en peso a aproximadamente el 80 % en peso de la composición total del agente de expansión, como de aproximadamente el 10 % en peso a aproximadamente el 75 % en peso, o de aproximadamente el 25 % a aproximadamente el 75 % en peso del agente de expansión total. En algunas realizaciones, el HFC es un
HFC C2-C4. En algunas realizaciones, el HFC es un HFC C3. En algunas realizaciones, el HFC es un HFC C3 que es un HFC C3 pentafluorado, por ejemplo, HFC-245fa.
En algunas realizaciones, las composiciones incluyen agentes de co-expansión HC. En algunas realizaciones, el agente de co-expansión HC es un Hc C3 , C4 o C5. En algunas realizaciones, el HC está presente en la composición en cantidades de aproximadamente el 5 % en peso a aproximadamente el 80 % en peso de la composición total del agente de expansión, como de aproximadamente el 20 % en peso a aproximadamente el 60 % en peso del agente de expansión total.
Composiciones espumables
En el presente documento se proporcionan composiciones espumables. Como saben los expertos en la materia, las composiciones espumables generalmente incluyen uno o más componentes capaces de formar espuma. Como se usa en el presente documento, la expresión "agente espumante de espuma" se utiliza para referirse a un componente o una combinación de componentes, que son capaces de formar una estructura de espuma, como una estructura de espuma generalmente celular. Las composiciones espumables proporcionadas en el presente documento incluyen dicho(s) componente(s) y un agente de expansión que comprende la composición de acuerdo con la reivindicación 1.
La composición espumable comprende Z-HCFO-1224yd y uno o más componentes. La composición espumable puede comprender Z-HcFO-1224yd y uno o más componentes seleccionados entre HFO-1234ye-E, Z-HFO-1234ye, HFO-1234yf, E-HFO-1234ze, Z-HFO-1234ze, HFO-1336mcyf, E-HFO-1336mzz, Z-HFO-1336mzz, E-HFO-1336ze, Z-HFO-1336ze, E-HFO-1438ezy, Z-HFO-1438ezy, E-HFO-1438mzz, Z-HFO-1438mzz, E-HCFO-1233zd, Z-HCFO-1233zd,
HFC-32, HFC-134, HFC-134a, HFC-152a, HFC-227ea, HFC-236ea, HFC-245ca, HFC-245cb, HFC-245ea, HFC-245fa, HFC-365mfc, HFC-43-10mee, 2-metilbutano, 2-metilpentano, 3-metilpentano, butano, ciclobutano, ciclohexano, ciclopentano, ciclopropano, éter dietílico, dimetoxietano, dimetoximetano, éter dimetílico (dme), etanol, iso-hexano (2-metilpentano), iso-butano, isopentano (2-metilbutano), isopropanol, metanol, metilciclopentano, éter metílico de etilo (metoxietano), neo-hexano (2,2-dimetilbutano), neopentano, n-hexano, pentano, propano, CO2 , formiato de etilo, acetato de metilo, formiato de metilo, metilal, trans-1,2 dicloro-etileno y cis-1,2 dicloro-etileno. En algunas realizaciones, la composición espumable comprende Z-HCFO-1224yd y uno o más componentes seleccionados entre
HFO-1234yf, E-HFO-234ze, E-HFO-1336mzz, Z-HFO-1336mzz, E-HFO-1336ze, Z-HFO-1336ze, E-HFO-1438ezy, E-HFO-1438mzz, HFC-134, HFC-134a, HFC-152a, butano, ciclobutano, ciclopentano, ciclopropano, éter dimetílico
(dme), etanol, iso-butano, isopentano (2-metilbutano), pentano, propano, CO2, acetato de metilo y formiato de metilo.
En algunas realizaciones, una composición que comprende la composición de acuerdo con la reivindicación 1 se utiliza como agente de expansión para la expansión de espumas termoplásticas. En algunas realizaciones, la espuma es una espuma de poliestireno.
En algunas realizaciones, la cantidad de Z-HCFO-1224yd en la composición espumable está entre aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso, como aproximadamente el 30 % en peso y aproximadamente el
99 % en peso; aproximadamente el 50 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 75 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 85 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; aproximadamente el 90 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 95 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 50 % en pes aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 60 % en pes aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 80% en peso; aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 90 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; o aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso. Otros intervalos de cantidades se muestran en la Tabla 1.
En algunas realizaciones, el uno o más componentes capaces de formar espuma comprenden una composición termoestable capaz de formar espuma y/o una composición espumable. Los ejemplos de composiciones termoestables incluyen composiciones de espuma de poliuretano y poliisocianurato, y también composiciones de espuma fenólica. En algunas realizaciones, este proceso de reacción y formación de espuma se mejora mediante el uso de diversos aditivos, como catalizadores y materiales tensioactivos, que sirven para controlar y ajustar el tamaño de las celdas y para estabilizar la estructura de la espuma durante la formación. En algunas realizaciones, uno cualquiera o más de los componentes adicionales descritos anteriormente con respecto a las composiciones de agentes de expansión descritas en el presente documento se incorporan a la composición espumable descrita en el presente documento. En tales realizaciones de espuma termoestable, una o más de las presentes composiciones están incluidas como o parte de un agente de expansión en una composición espumable, o como parte de una composición espumable de dos o más partes, la cual puede incluir uno o más de los componentes capaces de reaccionar y/o formar espuma en las condiciones apropiadas para formar una espuma o estructura celular.
En algunas realizaciones, el uno o más componentes capaces de formar espuma comprenden materiales termoplásticos, como polímeros termoplásticos y/o resinas. Los ejemplos de componentes de espuma termoplástica incluyen poliolefinas, como compuestos monovinilaromáticos de fórmula Ar--CH=CH2 , en donde Ar es un radical hidrocarburo aromático de la serie del benceno como el poliestireno (PS). Otros ejemplos de resinas de poliolefina adecuadas incluyen las diversas resinas de etileno, incluidos los homopolímeros de etileno, como polietileno y los copolímeros de etileno, polipropileno (PP) y tereftalato de polietileno (PET). En algunas realizaciones, la composición espumable termoplástica es una composición extruible.
Cualquier método y sistema actualmente conocido y disponible para formar espuma es fácilmente adaptable para su uso en relación con la presente invención. Por ejemplo, en algunas realizaciones, los métodos de la presente invención requieren incorporar un agente de expansión de acuerdo con la presente invención en una composición espumable o formadora de espuma y luego espumar la composición. En algunas realizaciones, el método comprende una etapa o una serie de etapas que incluyen provocar la expansión volumétrica del agente de expansión de acuerdo con la presente invención.
En algunas realizaciones, los sistemas y dispositivos usados actualmente para la incorporación del agente de expansión y para la formación de espuma son fácilmente adaptables para su uso de acuerdo con la presente invención. Una ventaja de la presente invención es la provisión de un agente de expansión mejorado que generalmente es compatible con los métodos y sistemas de formación de espuma existentes.
Así, los expertos en la materia apreciarán que la presente invención comprende métodos y sistemas para espumar todo tipo de espumas, incluyendo espumas termoestables, espumas termoplásticas y espumas formadas in situ. En algunas realizaciones, los presentes agentes de expansión se usan junto con equipos de espuma convencionales, como equipos de espuma de poliuretano, en condiciones de procesamiento convencionales. Por lo tanto, los presentes métodos incluyen operaciones de tipo premezcla de polioles, operaciones de tipo combinación, adición de agente de expansión de tercera corriente y adición de agente de expansión en el cabezal de espuma.
Con respecto a las espumas termoplásticas, en algunas realizaciones, los métodos comprenden introducir un agente de expansión de acuerdo con la presente invención en un material termoplástico, por ejemplo, un polímero termoplástico como poliolefina, y luego sometiendo el material termoplástico a condiciones efectivas para provocar la formación de espuma. En algunas realizaciones, la etapa de introducir el agente de expansión en el material termoplástico comprende introducir el agente de expansión en una extrusora de tornillo que contiene el termoplástico. En algunas realizaciones, la etapa de provocar la formación de espuma comprende reducir la presión sobre el material termoplástico y provocar así la expansión del agente de expansión y contribuir a la formación de espuma del material.
Como apreciarán los expertos en la materia, especialmente en vista de la divulgación contenida en el presente documento, el orden y la manera en que se forma y/o se añade el agente de expansión de la presente invención a la composición espumable no afecta generalmente a la operatividad de la presente invención. Por ejemplo, en el caso de espumas extruibles, en algunas realizaciones, los diversos componentes del agente de expansión, e incluso los componentes de la composición espumable, no se mezclan antes de la introducción al equipo de extrusión. En algunas realizaciones, los componentes no se agregan en la misma ubicación en el equipo de extrusión. En algunas realizaciones, el agente de expansión se introduce directamente o como parte de una premezcla, que luego se añade a otras partes de la composición espumable.
En algunas realizaciones, uno o más componentes del agente de expansión se introducen en una primera ubicación en la extrusora, que está aguas arriba del lugar de adición de uno o más componentes del agente de expansión, con la expectativa de que los componentes se unan en la extrusora y/u operen más efectivamente de esta manera. En algunas realizaciones, dos o más componentes del agente de expansión se combinan de antemano y se introducen juntos en la composición espumable, ya sea directamente o como parte de una premezcla que luego se agrega a otras partes de la composición espumable.
Azeótropos y composiciones similares a azeótropos
También se proporcionan en el presente documento composiciones similares a azeótropos que consisten esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii)(a) formiato de metilo o (ii)(b) E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz). Estas composiciones tienen potenciales de agotamiento del ozono (ODP) cercanos a cero y un potencial de calentamiento global bajo. Estas composiciones son útiles como propulsores de aerosoles, refrigerantes, agentes de limpieza, agentes de expansión ("agentes de soplado") para la producción de espumas termoplásticas y termoestables, medios de transferencia de calor, dieléctricos gaseosos, disolventes, agentes extintores y de extinción de incendios, fluidos de trabajo de ciclo de potencia, medios de polimerización, fluidos de eliminación de partículas, fluidos portadores, agentes abrasivos de pulido y agentes de secado por desplazamiento.
Se pueden caracterizar composiciones binarias azeotrópicas o similares a azeotrópicas de mezclas de punto de ebullición sustancialmente constante, dependiendo de las condiciones elegidas, de muchas maneras. Por ejemplo, es bien conocido por los expertos en la materia, que, a diferentes presiones, la composición de un azeótropo dado o una composición similar a un azeótropo variará al menos hasta cierto punto, al igual que la temperatura del punto de ebullición. Así, una composición azeotrópica o similar a un azeótropo de dos compuestos representa un tipo único de relación pero con una composición variable que depende de la temperatura y/o la presión. Por lo tanto, los intervalos de la composición, en lugar de composiciones fijas, se utilizan a menudo para definir azeótropos y composiciones similares a azeótropos.
Por composición "azeotrópica" se entiende una mezcla líquida de ebullición constante de dos o más sustancias que se comportan como una sola sustancia. En algunas realizaciones, una composición azeotrópica se caracteriza por que el vapor producido por la evaporación parcial o destilación del líquido tiene la misma composición que el líquido del que se evaporó o destiló, es decir, la mezcla se destila/refluye sin cambio en la composición. En algunas realizaciones, las composiciones de ebullición constante se caracterizan como azeotrópicas porque presentan un punto de ebullición máximo o mínimo, en comparación con las de las mezclas no azeotrópicas de los mismos componentes. En algunas realizaciones, las composiciones azeotrópicas se caracterizan por un mínimo o un máximo en la presión de vapor de la mezcla respecto a la presión de vapor de los componentes puros a una temperatura constante.
Por composición "similar a un azeótropo" se entiende un punto de ebullición constante, o un punto de ebullición sustancialmente constante, mezcla líquida de dos o más sustancias que se comportan como una sola sustancia. En algunas realizaciones, una composición similar a un azeótropo se puede caracterizar por que el vapor producido por la evaporación parcial o la destilación del líquido tiene sustancialmente la misma composición que el líquido del que se evaporó o destiló, es decir, la mezcla destila/refluye sin un cambio sustancial en la composición. En algunas realizaciones, una composición similar a un azeótropo se puede caracterizar por que la presión de vapor del punto de burbujeo y la presión de vapor del punto de rocío de la composición a una temperatura particular son sustancialmente las mismas. En algunas realizaciones, una composición similar a un azeótropo se puede caracterizar por el área adyacente a la presión de vapor máxima o mínima en un gráfico de la presión de vapor de la composición a una temperatura dada en función de la fracción molar de los componentes de la composición.
En una realización, se reconoce en la técnica que una composición es similar a un azeótropo si, después de eliminar el 50 por ciento en peso de la composición, por ejemplo, por evaporación o ebullición, la diferencia de presión de vapor entre la composición original y la composición que queda después de que se ha eliminado el 50 por ciento en peso de la composición original es inferior a aproximadamente el 10 por ciento, cuando se mide en unidades absolutas. Por unidades absolutas, se entiende medidas de presión, por ejemplo, psia, atmósferas, bares, torr, dinas por centímetro cuadrado, milímetros de mercurio, pulgadas de agua y otros términos equivalentes bien conocidos en la técnica. Si hay un azeótropo presente, no hay diferencia en la presión de vapor entre la composición original y la composición restante después de que se haya eliminado el 50 por ciento en peso de la composición original.
Para las composiciones que son azeotrópicas, puede haber algún tipo de composiciones aproximadamente el punto azeotrópico que, para un azeótropo de ebullición máxima, tienen puntos de ebullición a una presión particular más altos que los componentes puros de la composición a esa presión y tienen presiones de vapor a una temperatura particular más bajas que los componentes puros de la composición a esa temperatura, y que, para un azeótropo de mínima ebullición, tienen puntos de ebullición a una presión particular más bajos que los componentes puros de la composición a esa presión y tienen presiones de vapor a una temperatura particular más altas que los componentes puros de la composición a esa temperatura. Las temperaturas de ebullición y las presiones de vapor superiores o inferiores a las de los componentes puros son causadas por fuerzas intermoleculares inesperadas entre las moléculas de las composiciones, que puede ser una combinación de fuerzas repulsivas y atractivas, como las fuerzas de van der Waals y los enlaces de hidrógeno.
El tipo de composiciones que tienen un punto de ebullición máximo o mínimo a una presión particular, o una presión de vapor máxima o mínima a una temperatura particular, puede o no coincidir con el tipo de composiciones que tienen un cambio en la presión de vapor de menos de aproximadamente el 10 % cuando se evapora el 50 por ciento en peso de la composición. En aquellos casos donde el tipo de composiciones que tienen temperaturas de ebullición máximas o mínimas a una presión particular, o presiones de vapor máximas o mínimas a una temperatura particular, son más amplios que el tipo de composiciones que tienen un cambio en la presión de vapor de menos del 10 % cuando se evapora el 50 por ciento en peso de la composición, no obstante, se cree que las fuerzas intermoleculares inesperadas son importantes porque las composiciones refrigerantes que tienen esas fuerzas que no son sustancialmente de ebullición constante pueden exhibir aumentos inesperados en la capacidad o eficiencia frente a los componentes de la composición refrigerante.
Se reconoce en la técnica que tanto el punto de ebullición como la cantidad de cada componente de una composición azeotrópica pueden cambiar cuando la composición líquida azeotrópica se somete a ebullición a diferentes presiones. Así, una composición azeotrópica puede definirse en términos de la relación única que existe entre los componentes o en términos de las cantidades exactas de cada componente de la composición caracterizada por un punto de ebullición fijo a una presión específica. Una composición azeotrópica o similar a un azeótropo de dos compuestos se puede caracterizar definiendo composiciones caracterizadas por un punto de ebullición a una presión dada, proporcionando así características de identificación mediante una composición numérica específica, que está limitada y es tan precisa como el equipo analítico disponible.
Se reconoce en este campo que cuando la volatilidad relativa de un sistema se aproxima a 1,0, el sistema se define como formador de una composición similar a un azeótropo. La volatilidad relativa es la relación entre la volatilidad del componente 1 y la volatilidad del componente 2. La relación entre la fracción molar de un componente en vapor y la del líquido es la volatilidad del componente.
Para determinar la volatilidad relativa de dos compuestos cualesquiera, se puede utilizar un método conocido como el método PTx. En este procedimiento, la presión absoluta total en una celda de volumen conocido se mide a una temperatura constante para diversas composiciones de los dos compuestos. El uso del método PTx se describe en detalle en "Phase Equilibrium in Process Design", Wiley-Interscience Publisher, 1970, escrito por Harold R. Null, páginas 124-126.
Estas mediciones se pueden convertir en composiciones líquidas y de vapor en equilibrio en la celda PTx mediante el uso de un modelo de ecuación de coeficiente de actividad, como el no aleatorio, ecuación de dos líquidos (NRTL), para representar no idealidades de fase líquida. El uso de una ecuación de coeficiente de actividad, tal como la ecuación NRTL, se describe en detalle en "The Properties of Gases and Liquids", 4a edición, publicado por McGrawHill, escrito por Red, Prausnitz y Poling, en las páginas 241 a 387, y en "Phase Equilibria in Chemical Engineering", publicado por Butterworth Publishers, 1985, escrito por Stanley M. Walas, páginas 165-244. Sin desear quedar ligado a ninguna teoría o explicación, se cree que la ecuación NRTL, junto con los datos de la celda PTx, puede predecir suficientemente las volatilidades relativas de las composiciones que contienen Z-HFO-1224yd de la presente invención y, por lo tanto, puede predecir el comportamiento de estas mezclas en equipos de separación de múltiples etapas tales como columnas de destilación.
Como se usa en el presente documento, "cantidad efectiva" es la cantidad de cada componente de las composiciones proporcionadas en el presente documento que, cuando se combinaban, da como resultado la formación de una composición azeotrópica o similar a un azeótropo. Esta definición incluye las cantidades de cada componente, cantidades que pueden variar dependiendo de la presión aplicada a la composición siempre que las composiciones azeotrópicas o similares a un azeótropo continúen existiendo a las diferentes presiones, pero con posibles puntos de ebullición diferentes. Por lo tanto, cantidad eficaz incluye las cantidades, tal como puede expresarse en porcentajes en peso, de cada componente de las composiciones de la presente invención que forman composiciones similares a azeótropos a temperaturas o presiones distintas a las descritas en el presente documento.
En algunas realizaciones, las composiciones similares a azeótropos consisten esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii)(a) formiato de metilo o (ii)(b) E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz).
En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo consiste esencialmente en Z-HCFO-1224yd y formiato de metilo. En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo consiste esencialmente en Z-HCFO-1224yd y E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz).
En algunas realizaciones, el Z-HCFO-1224yd comprende entre aproximadamente 1 % en moles y aproximadamente 99 % en moles de la composición similar a un azeótropo, tal como entre aproximadamente 1 % en moles y aproximadamente 2 % en moles, 1 % en moles y aproximadamente 3 % en moles, 1 % en moles y aproximadamente 4 % en moles, 1 % en moles y aproximadamente 6 % en moles, 1 % en moles y aproximadamente 8 % en moles, 1 % en moles y aproximadamente 10 % en moles, 1 % en moles y aproximadamente 11 % en moles, 1 % en moles y aproximadamente 12 % en moles, 1 % en moles y aproximadamente 15 % en moles, 1 % en moles y aproximadamente 20 % en moles, 1 % en moles y aproximadamente 22 % en moles, 5 % en moles y aproximadamente 6 % en moles, 5 % en moles y aproximadamente 8 % en moles, 5 % en moles y aproximadamente 10 % en moles, 5 % en moles y aproximadamente 11 % en moles, 5 % en moles y aproximadamente 12 % en moles, 5 % en moles y aproximadamente 15 % en moles, 5 % en moles y aproximadamente 20 % en moles, 5 % en moles y aproximadamente 22 % en moles, 5 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 38 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 38 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 49 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 49 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 50 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 50 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 53 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 53 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 55 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 55 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 58 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 58 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 60 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 60 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 62 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 62 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 69 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 69 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 70 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 70 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 74 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 74 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 76 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 76 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 80 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 80 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 81 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 81 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 84 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 84 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 86 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 86 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 88 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, 88 % en moles y aproximadamente 99 % en moles, 89 % en moles y aproximadamente 95 % en moles, u 89 % en moles y aproximadamente 99 % en moles de la composición de azeótropo o composición similar a un azeótropo. En algunas realizaciones, el Z-HCFO-1224yd comprende aproximadamente 66 % en moles, 67 % en moles, 68 % en moles, 69 % en moles, 70 % en moles, 71 % en moles, 72 % en moles, 73 % en moles, 74 % en moles, 75 % en moles, 76 % en moles, 77 % en moles, 78 % en moles, 79 % en moles, 80 % en moles, 81 % en moles, 82 % en moles, 83 % en moles, 84 % en moles, 85 % en moles, 86 % en moles, 87 % en moles, 88 % en moles, 89 % en moles, 90 % en moles, 91 % en moles, 92 % en moles, 93 % en moles, 94 % en moles, 95 % en moles, 96 % en moles, 97 % en moles, 98 % en moles, o 99 % en moles del azeótropo o composición similar al azeótropo.
En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo que comprende Z-HCFO-1224yd se forma a un intervalo de temperatura de aproximadamente -40 °C a aproximadamente 130 °C. En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo que comprende Z-HCFO-1224yd se forma a una temperatura de aproximadamente -40 °C, -30 °C, -20 °C, -10 °C, 0 °C, 10 °C, 20 °C, 30 °C, 31,7 °C, 31,75 °C, 31,8 °C, 40 °C, 50 °C, 60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C, 110 °C, 120 °C o aproximadamente 130 °C.
En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo que comprende Z-HCFO-1224yd se forma a una presión de aproximadamente 130 kPa (0,98 psia) a aproximadamente 2296 kPa (333 psia). En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo que comprende Z-HCFO-1224yd se forma a una presión de aproximadamente 0,98 psia, 12,6 kPa (1,84 psia), 22,2 kPa (3,23 psia), 37,0 kPa (5,37 psia), 58,4 kPa (8,48 psia), 88,7 kPa (12,87 psia), 129,8 kPa (18,84 psia), 184,4 kPa (26,75 psia), 195,6 kPa (28,37 psia), 255,2 kPa (37,02 psia), 345,3 kPa (50,09 psia), 458,2 kPa (66,46 psia), 597,8 kPa (86,71 psia), 768,4 kPa (111,45 psia), 974,9 kPa (141,40 psia), 1222,9 kPa (177,37 psia), 1519,1 kPa (220,34 psia), 1872,1 kPa (271,53 psia) o 2293,7 kPa (332,68) psia. En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo que comprende Z-HCFO-1224yd se forma a una presión de aproximadamente 1 atm a aproximadamente 31 atm. En algunas realizaciones, el azeótropo o composición similar a un azeótropo que comprende Z-HCFO-1224yd se forma a una presión de aproximadamente 1 atm, 2 atm, 3 atm, 4 atm, 5 atm, 6 atm, 7 atm, 8 atm, 9 atm, 10 atm, 11 atm, 12 atm, 13 atm, 14 atm, 15 atm, 16 atm, 17 atm, 18 atm, 19 atm, 20 atm, 21 atm, 22 atm, 23 atm, 24 atm, 25 atm, 26 atm, 27 atm, 28 atm, 29 atm, 30 atm o 31 atm.
En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) formiato de metilo. En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo consiste esencialmente en (i) 5-95 % en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) 5-95 % en moles de formiato de metilo a una temperatura de -40 °C a aproximadamente 140 °C. En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo consiste esencialmente en (i) 85-99 % en moles de Z-1-cloro-2.3.3.3- tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) 1-15% en moles de formiato de metilo a 20 °C. En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo es como se muestra en la Tabla 12A o 12B.
Se describe además la composición similar a un azeótropo que consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) E-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno (E-1233yd). Se describe además la composición similar a un azeótropo que consiste esencialmente en (i) 5-95% en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) 5-95 % en moles de E-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno (E-1233yd) a una temperatura de -40 °C a aproximadamente 140 °C. Se describe adicionalmente la composición similar a un azeótropo que se muestra en la Tabla 13.
Se describe además la composición similar a un azeótropo que consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) E-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (E-HFO-1336mzz). Se describe además la composición similar a un azeótropo que consiste esencialmente en (i) 5-95 % en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) 5-95% en moles de E-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (E-HFO-1336mzz) a una temperatura de -40 °C a aproximadamente 140 °C. Se describe adicionalmente la composición similar a un azeótropo que se muestra en la Tabla 14A o 14B.
En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz). En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo consiste esencialmente en (i) 1-99% en moles de Z-1-cloro-2.3.3.3- tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) 1-99 % en moles de E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz) a una temperatura de -40 °C a aproximadamente 140 °C. En algunas realizaciones, (i) 1-12 % en moles y 89-99 % en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) 1-11 % en moles y 88­ 99 % en moles de E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz) a una temperatura de 20 °C. En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo es como se muestra en la Tabla 15A o 15B.
Se describe además la composición azeotrópica que consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) 2-cloro-3,3,3-trifluoropropeno (HCFO-1233xf). Se describe además la composición azeotrópica que consiste esencialmente en 16% en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y 84 % en moles de 2-cloro-3,3,3-trifluoropropeno (HCFO-1233xf) a una temperatura de 31,8 °C.
Las composiciones similares a azeótropos proporcionadas en el presente documento se pueden preparar mediante cualquier método conveniente. En algunas realizaciones, las composiciones similares a azeótropos se preparan mezclando o combinando las cantidades deseadas. En algunas realizaciones, las composiciones similares a azeótropos se preparan pesando las cantidades deseadas de los componentes y luego combinándolos en un envase apropiado.
Los ejemplos específicos que ilustran la invención se dan a continuación en los Ejemplos. A menos que se indique lo contrario en el presente documento, todos los porcentajes son en peso.
Usos de las composiciones
Las composiciones proporcionadas en el presente documento se pueden usar en una amplia variedad de aplicaciones como sustitutos de los CFC y para composiciones que contienen HCFC menos deseables. En algunas realizaciones, las composiciones son útiles como agentes de expansión, refrigerantes, agentes de calefacción, agentes del ciclo de potencia, agentes de limpieza, propulsores de aerosoles, agentes esterilizantes, lubricantes, extractores de sabor y fragancia, agentes reductores de inflamabilidad y agentes de supresión de llamas. Cada uno de estos usos se discutirá con mayor detalle a continuación.
Métodos de formación de espumas
En este documento se proporcionan métodos para formar espumas, como espumas de panel y espumas en aerosol. En algunas realizaciones, las espumas están hechas de poliuretano y poliisocianurato. En algunas realizaciones, los métodos comprenden proporcionar una composición de agente de expansión descrita en el presente documento, añadir (directa o indirectamente) la composición del agente de expansión a una composición espumable, y hacer reaccionar la composición espumable en las condiciones efectivas para formar una espuma o estructura celular, como se sabe bien en la técnica. Cualquiera de los métodos bien conocidos en la técnica, como los descritos en "Polyurethanes Chemistry and Technology", Volúmenes I y II, Saunders y Frisch, 1962, John Wiley and Sons, Nueva York, N.Y., se puede utilizar o adaptar para su uso de acuerdo con las realizaciones de espuma de la presente invención.
En algunas realizaciones del método, la cantidad de Z-HCFO-1224yd en la composición es de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 99 % en peso, como aproximadamente el 30 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 50 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 75 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 85 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; aproximadamente el 90 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 95 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 50 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 60 % en peso; aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 80% en peso; aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 90 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso a aproximadamente 90 % en peso. En la Tabla 1 se muestran otros intervalos de cantidades, y esas cantidades también son aplicables para los métodos proporcionados en el presente documento.
En algunas realizaciones, la composición de agente de expansión proporcionada en el presente documento comprende una composición similar a un azeótropo que consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii)(a) formiato de metilo o (ii)(b) E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz).
En algunas realizaciones, la composición de agente de expansión proporcionada en el presente documento comprende además agua.
En algunas realizaciones, los métodos comprenden preparar espumas de poliuretano o poliisocianurato combinando un isocianato, un poliol o una mezcla de polioles, un agente de expansión o una mezcla de agentes de expansión que comprende una o más de las presentes composiciones, y otros materiales tales como catalizadores, tensioactivos y, opcionalmente, retardantes de llama, colorantes u otros aditivos.
En algunas realizaciones, los componentes para espumas de poliuretano o poliisocianurato se proporcionan en formulaciones premezcladas. En algunas realizaciones, la formulación de espuma se mezcla previamente en dos componentes. En algunas realizaciones, el isocianato y, opcionalmente, ciertos tensioactivos y agentes de expansión comprenden el primer componente, comúnmente conocido como el componente "A". En algunas realizaciones, el poliol o la mezcla de polioles, tensioactivo, catalizadores, agentes de expansión, retardante de llama, y otros componentes reactivos con isocianato comprenden el segundo componente, comúnmente conocido como el componente "B". En algunas realizaciones, las espumas de poliuretano o poliisocianurato se preparan fácilmente juntando los componentes de tipo A y B, ya sea a mano para preparaciones pequeñas o con técnicas de mezcla mecánica para formar bloques, losas, laminados, paneles de vertido en el lugar y otros artículos, espumas aplicadas por aspersión, espumas y similares. En algunas realizaciones, se añaden otros ingredientes como retardantes de fuego, colorantes, agentes de expansión auxiliares e incluso otros polioles como una o más corrientes adicionales al cabezal de mezcla o sitio de reacción. En algunas realizaciones, todos están incorporados en un componente B como se ha descrito anteriormente.
En algunas realizaciones, la presente solicitud proporciona una composición que es una mezcla de una composición de componente A proporcionada en el presente documento y una composición de componente B proporcionada en el presente documento.
En algunas realizaciones, la composición que es una mezcla de componente A y un componente B comprende un componente de agente de expansión que es una composición similar a un azeótropo que consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii)(a) formiato de metilo o (ii)(b) £-1,1. ,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (£-HFO-1438mzz).
En algunas realizaciones, la composición que es una mezcla de un componente A y un componente B comprende además agua.
En algunas realizaciones, la composición que es una mezcla de un componente A y un componente B comprende además de aproximadamente 1 por ciento en peso a aproximadamente 5 por ciento en peso de agua.
En algunas realizaciones, la composición que es una mezcla de un componente A y un componente B comprende además de aproximadamente 1 por ciento en peso a aproximadamente 3 por ciento en peso de agua.
En algunas realizaciones, la composición que es una mezcla de un componente A y un componente B comprende además de aproximadamente 1 por ciento en peso a aproximadamente 2 por ciento en peso de agua.
En algunas realizaciones de los métodos y sistemas proporcionados en el presente documento, se forma una espuma de un componente que contiene un agente de expansión de acuerdo con la presente invención. En algunas realizaciones, la espuma es una espuma de poliuretano que contiene un agente de expansión de acuerdo con la presente invención. En algunas realizaciones, una parte del agente de expansión está contenida en el agente formador de espuma, por ejemplo, disuelto en un agente formador de espuma que es líquido a la presión dentro del envase, y una segunda porción del agente de expansión está presente como una fase gaseosa separada. En dichos sistemas, el agente de expansión contenido/disuelto actúa, en gran parte, provocando la expansión de la espuma, y la fase gaseosa separada funciona impartiendo fuerza propulsora al agente formador de espuma.
En algunas realizaciones, los sistemas de un componente se empaquetan en un envase, como una lata tipo aerosol. En algunas realizaciones, el agente de expansión descrito en el presente documento proporciona la expansión de la espuma. En algunas realizaciones, el agente de expansión descrito en el presente documento proporciona la energía para transportar la espuma/material espumable desde el envase. En algunas realizaciones, el agente de expansión descrito en el presente documento proporciona la expansión de la espuma y la energía para transportar la espuma/material espumable desde el envase. En algunas realizaciones, tales sistemas y métodos comprenden cargar el envase con un sistema totalmente formulado (como un sistema de isocianato/poliol) e incorporar un agente de expansión gaseoso de acuerdo con la presente invención en el envase, como una lata tipo aerosol.
En algunas realizaciones, es deseable utilizar las presentes composiciones cuando se encuentran en estado supercrítico o casi supercrítico como agente de expansión.
También se proporcionan en el presente documento espumas, incluyendo, pero no limitados a, espumas de celda cerrada, espumas de célula abierta, espumas en aerosol, espumas de panel, espumas rígidas, espumas flexibles, pieles integrales y similares, preparado a partir de una formulación de espuma polimérica que contiene un agente de expansión que comprende o consiste esencialmente en la composición de acuerdo con la reivindicación 1, solo o en combinación con uno o más compuestos diferentes.
Una ventaja de las espumas, por ejemplo, espumas termoestables, como espumas de poliuretano, de acuerdo con la presente invención, es la capacidad de lograr un rendimiento térmico excepcional. En algunas realizaciones, el rendimiento térmico se mide por el factor K o lambda, por ejemplo, en condiciones de baja temperatura. Las espumas proporcionadas en el presente documento, como las espumas termoestables proporcionadas en el presente documento, se pueden utilizar en una amplia variedad de aplicaciones. En algunas realizaciones, las espumas incluyen espumas para electrodomésticos, incluyendo espumas para refrigerador, espumas para congelador, espumas para refrigerador/congelador, espumas para paneles y otras aplicaciones de fabricación en frío o criogénicas.
En algunas realizaciones, las espumas proporcionan uno o más distintivos, características y/o propiedades excepcionales, incluyendo: eficiencia de aislamiento térmico (particularmente para espumas termoestables), estabilidad dimensional, resistencia a la compresión, envejecimiento de las propiedades de aislamiento térmico, todo ello además del bajo potencial de agotamiento de la capa de ozono y el bajo potencial de calentamiento global asociados con muchos de los agentes espumantes descritos en el presente documento. En algunas realizaciones, se proporcionan espumas termoestables, incluidas las espumas transformadas en artículos de espuma, que muestran una conductividad térmica mejorada en relación con las espumas fabricadas con el mismo agente de expansión (o un agente de expansión de uso común como HFC-245fa) en la misma cantidad pero sin Z-HCFO-1224yd.
En algunas realizaciones, las espumas presentan propiedades mecánicas mejoradas con respecto a las espumas producidas con agentes de expansión fuera del alcance de la presente invención. En algunas realizaciones, se proporcionan espumas y artículos de espuma que tienen una resistencia a la compresión superior y al menos aproximadamente un 10 por ciento relativo, o al menos aproximadamente un 15 por ciento relativo mayor que una espuma producida en condiciones sustancialmente idénticas utilizando un agente de expansión que consiste en ciclopentano.
En algunas realizaciones, las espumas producidas de acuerdo con los métodos proporcionados en el presente documento tienen resistencias a la compresión que son comercialmente comparables a la resistencia a la compresión producida al fabricar una espuma sustancialmente en las mismas condiciones excepto que el agente de expansión consiste en HFC-245fa. En algunas realizaciones, las espumas proporcionadas en el presente documento presentan una resistencia a la compresión de al menos aproximadamente un 12,5 % de límite elástico (en las direcciones paralela y perpendicular), o al menos aproximadamente un 13 % de límite elástico en cada una de dichas direcciones.
Métodos y Sistemas
La Tabla 1 anterior describe composiciones que comprenden o consisten esencialmente en Z-HCFO-1224yd. Las composiciones pueden ser útiles en relación con numerosos métodos y sistemas, incluso como fluidos de transferencia de calor en métodos y sistemas para transferir calor, como refrigerantes utilizados en refrigeración, aire acondicionado, incluyendo sistemas de aire acondicionado de vehículos y sistemas de bomba de calor. En algunas realizaciones, las composiciones son útiles en sistemas y métodos para generar aerosoles, tales como los que comprenden o consisten en el propulsor de aerosol en tales sistemas y métodos. En algunas realizaciones, también se proporcionan métodos para formar espumas y métodos para extinguir y suprimir incendios. En algunas realizaciones, se proporcionan métodos para eliminar residuos de artículos en los que las presentes composiciones se utilizan como composiciones disolventes en dichos métodos y sistemas.
Métodos de transferencia de calor
En el presente documento se proporcionan métodos de transferencia de calor que utilizan las composiciones proporcionadas en el presente documento. En algunas realizaciones, el método de transferencia de calor comprende proporcionar una composición similar a un azeótropo que consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii)(a) formiato de metilo o (ii)(b) E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz) y provocando la transferencia de calor hacia o desde la composición cambiando la fase de la composición. Además se describen composiciones que comprenden o consisten esencialmente en Z-HCFO-1224yd que es una mezcla como se describe en la Tabla 1. Además se describen composiciones que comprenden o consisten esencialmente en Z-HCFO-1224yd que es una mezcla como se describe en la Tabla 2 a continuación. En algunas realizaciones, el método proporciona enfriamiento mediante la absorción de calor de un fluido o artículo, tal como evaporando la presente composición refrigerante en las proximidades del cuerpo o fluido a enfriar para producir vapor que comprende o consiste esencialmente en Z-HCFO-1224yd.
En algunas realizaciones de los métodos de transferencia de calor, la composición es una mezcla de Z-HCFO-1224yd y uno o más compuestos adicionales. En algunas realizaciones de los métodos de transferencia de calor, Z-HCFO-1224yd forma una composición de mezcla con formiato de metilo. En algunas realizaciones de los métodos de transferencia de calor, el otro compuesto comprende entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 99 % en peso de la composición. Por ejemplo, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 90 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 80 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 70 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 60 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 50 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 40 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 30 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 20 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 10 %, entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 5 %, entre aproximadamente el 5 % y aproximadamente el 99 %, entre aproximadamente el 5 % y aproximadamente el 95 %, entre aproximadamente el 5 % y aproximadamente el 75 %, entre aproximadamente el 5 % y aproximadamente el 50 %, entre aproximadamente el 5% y aproximadamente el 25%, entre aproximadamente el 10% y aproximadamente el 99%, entre aproximadamente el 10 % y aproximadamente el 90 %, entre aproximadamente el 10 % y aproximadamente el 75 %, entre aproximadamente el 10 % y aproximadamente el 50 %, entre aproximadamente el 10 % y aproximadamente el 25 %, entre aproximadamente el 25 % y aproximadamente el 99 %, entre aproximadamente el 25 % y aproximadamente el 90 %, entre aproximadamente el 25 % y aproximadamente el 75 %, entre aproximadamente el 25 % y aproximadamente el 50 %, entre aproximadamente el 40 % y aproximadamente el 60 %, entre aproximadamente el 45 % y aproximadamente el 55 %, entre aproximadamente el 50 % y aproximadamente el 99 %, entre aproximadamente el 50 % y aproximadamente el 75 %, entre aproximadamente el 60 % y aproximadamente el 99 %, entre aproximadamente el 60 % y aproximadamente el 75 %, o entre aproximadamente el 75 % y aproximadamente el 99 % en peso de la composición.
Además se describen métodos de transferencia de calor, en donde la composición que comprende Z-HCFO-1224yd es una composición de mezcla con los compuestos que se muestran en la Tabla 2 a continuación (siendo todos los porcentajes en porcentaje en peso y se entiende que van precedidos por la palabra "aproximadamente").
TABLA 2
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continuación
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continuación
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continuación
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En algunas realizaciones, los métodos incluyen además comprimir el vapor refrigerante, por ejemplo, con un compresor o equipo similar, para producir vapor de la presente composición a una presión relativamente elevada. En algunas realizaciones, la etapa de comprimir el vapor da como resultado la adición de calor al vapor, causando así un aumento en la temperatura del vapor a presión relativamente alta. En algunas realizaciones, los presentes métodos incluyen eliminar de este vapor a esta temperatura relativamente alta y alta presión, al menos una parte del calor agregado en las etapas de evaporación y compresión. En algunas realizaciones, la etapa de eliminación de calor incluye condensar este vapor a esta temperatura alta y alta presión mientras que el vapor está en una condición de presión relativamente alta para producir un líquido a presión relativamente alta. En algunas realizaciones, este líquido a presión relativamente alta sufre después una reducción de presión nominalmente isoentálpica para producir un líquido a temperatura relativamente baja y presión baja. En algunas realizaciones, es este líquido refrigerante a temperatura reducida el que luego se vaporiza por el calor transferido desde el cuerpo o fluido a enfriar.
La invención se refiere además a un proceso para producir enfriamiento que comprende (a) condensar una composición y (b) evaporar la composición en las proximidades de un cuerpo a enfriar, en donde la composición es una composición similar a un azeótropo que consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii)(a) formiato de metilo o (ii)(b) E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz).
Las composiciones descritas en el presente documento se pueden usar en un método para producir enfriamiento que comprende evaporar un refrigerante que comprende o consiste esencialmente en Z-HCFO-1224yd en las cercanías de un líquido o cuerpo a enfriar. El refrigerante puede comprender o consistir esencialmente en Z-HCFO-1224yd es una mezcla como se describe en la Tabla 2.
La invención se refiere además a un proceso para producir calentamiento que comprende: (a) condensar una composición en la vecindad de un cuerpo a calentar y (b) evaporar la composición, en donde la composición es una composición similar a un azeótropo que consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii)(a) formiato de metilo o (ii)(b) E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz).
Las composiciones descritas en el presente documento se pueden usar en un método para producir calentamiento que comprende condensar un refrigerante que comprende o consiste esencialmente en Z-HCFO-1224yd en las cercanías de un líquido o cuerpo a calentar. El refrigerante puede comprender o consistir esencialmente en Z-HCFO-1224yd en una mezcla como se describe en la Tabla 2. En algunas realizaciones, los métodos son similares al ciclo de refrigeración descrito anteriormente, excepto que su objetivo principal es la liberación de calor en el condensador en lugar de la extracción de calor en el evaporador.
En algunas realizaciones de los métodos de transferencia de calor, el Z-HCFO-1224yd comprende de aproximadamente el 1 % en peso a aproximadamente el 99 % en peso, como aproximadamente el 30 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 50 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 75 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 85 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; aproximadamente el 90 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 95 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 20 % en pes aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso aproximadamente el 50 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 20 % en pes aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso aproximadamente el 60% en peso; aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 80% en peso; aproximadamente el 10 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; o aproximadamente el 20 % en peso a aproximadamente el 90 % en peso de la composición.
Composiciones y sistemas refrigerantes
La invención se refiere además a un sistema de transferencia de calor que comprende un medio de transferencia de calor, en donde el medio de transferencia de calor comprende una composición similar a un azeótropo que consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii)(a) formiato de metilo o (ii)(b) E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz).
En algunas realizaciones, los presentes métodos, sistemas y composiciones de la presente invención son adaptables
para su uso en relación con sistemas y dispositivos de aire acondicionado, incluidos los sistemas de aire acondicionado para automóviles, sistemas y dispositivos de refrigeración comercial (incluidos los sistemas de refrigeración de media y baja temperatura y la refrigeración para transporte), enfriadores, refrigeradores y congeladores residenciales, sistemas generales de aire acondicionado, incluyendo acondicionadores de aire residenciales y de ventana, enfriadores y bombas de calor. Además se describen composiciones que son mezclas como se describe en la Tabla 2 anterior. En algunas realizaciones, las temperaturas del condensador varían de aproximadamente 20 °C a 55 °C. En algunas realizaciones, las temperaturas del evaporador varían de >0 °C a 15 °C para acondicionadores de aire, de aproximadamente -15 °C a 0 °C para bombas de calor, de aproximadamente -20 °C a 5°C para refrigeración a temperatura media y de aproximadamente -45 °C a -20 °C para refrigeración a baja temperatura. Esto también incluye bombas de calor de alta temperatura (con temperaturas del condensador superiores a aproximadamente 55 °C, 70 °C o 100 °C) y similares.
Muchos sistemas de refrigeración existentes están actualmente adaptados para su uso en relación con los refrigerantes existentes, y se cree que las composiciones de la presente invención son adaptables para su uso en muchos de tales sistemas, ya sea con o sin modificación del sistema. En algunas realizaciones, las composiciones de la presente invención proporcionan una ventaja como reemplazo en sistemas que actualmente se basan en refrigerantes que tienen una capacidad relativamente alta. En algunas realizaciones, donde se desea utilizar una composición refrigerante de menor capacidad de la presente invención por razones de eficiencia, por ejemplo, para reemplazar un refrigerante de mayor capacidad, dichas realizaciones de las presentes composiciones proporcionan una ventaja potencial. Así, en algunas realizaciones, las composiciones de la presente invención, pueden usarse como reemplazo de los refrigerantes existentes, tales como CFC-11, CFC-12, CFC-113, CFC-114 o CFC-114a, HCFC-123, HCFC-22, HFC-134a, HFC-236fa, HFC-245fa, R-404A, R-407C, R-407A, R-407F, R-407H, R410A y R507, entre otros. Además se describen composiciones que comprenden o consisten esencialmente en Z-HCFO-1224yd que es una mezcla como se describe en la Tabla 2. En algunas realizaciones, los refrigerantes de la presente invención permiten potencialmente el uso beneficioso de compresores de mayor desplazamiento, dando de este modo como resultado una mejor eficiencia energética que otros refrigerantes, como HCFC-123 o HFC-134a. Por lo tanto, las composiciones refrigerantes de la presente invención proporcionan la posibilidad de lograr una ventaja competitiva energética para aplicaciones de reemplazo de refrigerantes.
En algunas realizaciones, la composición refrigerante es una composición similar a un azeótropo que consiste esencialmente den (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii)(a) formiato de metilo o (ii)(b) E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz). En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo se puede usar como refrigerante para enfriadores centrífugos o de desplazamiento positivo. En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo se puede usar como refrigerante con un evaporador inundado.
En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo se puede usar como refrigerante de reemplazo. En algunas realizaciones, la composición similar a un azeótropo se puede usar como refrigerante de reemplazo para enfriadores diseñados para CFC-114 o HFC-236fa.
En algunas realizaciones, las composiciones refrigerantes proporcionadas en el presente documento comprenden Z-HCFO-1224yd en una cantidad de al menos aproximadamente el 50 % en peso, y de al menos aproximadamente el 70 % en peso, de la composición.
Las composiciones proporcionadas en el presente documento pueden incluir otros componentes con el fin de mejorar o proporcionar determinadas funcionalidades a la composición o, en algunos casos, para reducir el coste de la composición. En algunas realizaciones, las composiciones refrigerantes proporcionadas en el presente documento, por ejemplo, las utilizadas en los sistemas de compresión de vapor, incluyen un lubricante. En algunas realizaciones, el lubricante está presente en cantidades de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 por ciento en peso de la composición, como de aproximadamente 30 a aproximadamente 50 por ciento en peso de la composición. En algunas realizaciones, las composiciones también incluyen un compatibilizador, como propano, con el fin de ayudar a la compatibilidad y/o solubilidad del lubricante. En algunas realizaciones, los compatibilizadores, incluyendo propano, butanos y pentanos, están presentes en cantidades de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 5 por ciento en peso de la composición.
Se pueden agregar combinaciones de tensioactivos y agentes solubilizantes a las composiciones para ayudar a la solubilidad en aceite, tal como se divulga en la patente de EE.UU. n.° 6.516.837. Los lubricantes de refrigeración de uso común como ésteres de poliol (POE) y polialquilenglicoles (PAG), éteres de polivinilo (PVE), aceites fluorados y perfluorados (por ejemplo, perfluoropoliéteres, PFPE), policarbonatos, aceite de silicona, aceite mineral, alquilbencenos (AB) y poli(alfa-olefina) (PAO) que se usan en maquinaria de refrigeración con refrigerantes de hidrofluorocarbono (HFC), se pueden usar con las composiciones refrigerantes proporcionadas en el presente documento.
En algunas realizaciones, las composiciones de la presente invención tienen ventajas (ya sea en sistemas originales o cuando se usan como reemplazo de refrigerantes como R-12 y R-500) en enfriadores que se usan normalmente en relación con sistemas comerciales de aire acondicionado. Además se describen composiciones que comprenden o consisten esencialmente en Z-HCFO-1224yd que es una mezcla como se expone en la Tabla 2. Las composiciones que comprenden Z-HCFO-1224yd pueden incluir de aproximadamente 0,5 % a aproximadamente 5 % de un supresor de inflamabilidad. En algunas realizaciones, el supresor de inflamabilidad es CF3I.
En algunas realizaciones, las composiciones de la presente invención pueden comprender además un lubricante. Cualquiera de varios lubricantes convencionales puede usarse en las composiciones de la presente invención. Un requisito importante para el lubricante es que, cuando se usa en un sistema de refrigerante, debe haber suficiente lubricante de vuelta al compresor del sistema para que el compresor esté lubricado. Así, en algunas realizaciones, la idoneidad de un lubricante para cualquier sistema determinado está determinada en parte por las características del refrigerante/lubricante y en parte por las características del sistema en el que se pretende utilizar. Ejemplos de lubricantes adecuados incluyen, pero no se limitan a, aceite mineral, alquilbencenos, ésteres de poliol, incluyendo polialquilenglicoles, aceite PAG y similares. El aceite mineral, que comprende aceite de parafina o aceite nafténico, está disponible en el mercado. Los aceites minerales disponibles en el mercado incluyen Witco LP 250 (marca registrada) de Witco, Zerol 300 (marca registrada) de Shrieve Chemical, Sunisco 3GS de Witco y Calumet R015 de Calumet. Los lubricantes de alquilbenceno disponibles en el mercado incluyen Zerol 150 (marca registrada). Los ésteres disponibles en el mercado incluyen dipelargonato de neopentilglicol que está disponible como Emery 2917 (marca registrada) y Hatcol 2370 (marca registrada). Otros ésteres útiles incluyen ésteres de fosfato, ésteres de ácido dibásico y fluoroésteres.
En algunas realizaciones, los perfluoropoliéteres (PFPE), como Krytox®, Galden®, Fomblín® y similares sirven como lubricantes refrigerantes o aditivos que mejoran el rendimiento.
En algunas realizaciones, el lubricante incluye polialquilenglicoles y poliolésteres. En algunas realizaciones, el lubricante incluye polialquilenglicoles. En algunas realizaciones, el lubricante incluye éteres de poliol.
Cualquiera de una amplia gama de métodos para introducir las presentes composiciones refrigerantes en un sistema de refrigeración puede usarse en la presente invención. En algunas realizaciones, el método comprende conectar un envase de refrigerante al lado de baja presión de un sistema de refrigeración y encender el compresor del sistema de refrigeración para introducir el refrigerante en el sistema. En algunas realizaciones, el contenedor de refrigerante se coloca en una báscula de manera que se pueda controlar la cantidad de composición de refrigerante que entra en el sistema. En algunas realizaciones, cuando se ha introducido una cantidad deseada de composición refrigerante en el sistema, se detiene la carga. En algunas realizaciones, una amplia gama de herramientas de carga, conocidas por los expertos en la materia, está disponible en el mercado. Por consiguiente, a la luz de los factores anteriores, los expertos en la materia podrán introducir fácilmente las composiciones refrigerantes de la presente invención en sistemas de refrigeración de acuerdo con la presente invención sin experimentación excesiva.
Uso del ciclo de energía
Se sabe que los sistemas de ciclo Rankine son un medio simple y confiable para convertir la energía térmica en potencia mecánica del eje. Los fluidos de trabajo orgánicos son útiles en lugar de agua/vapor cuando se encuentra energía térmica de bajo grado. Los sistemas de agua/vapor que funcionan con energía térmica de bajo grado, normalmente 204,4 °C (400 °F) y menos, tendrán asociados altos volúmenes y bajas presiones. Para mantener el tamaño del sistema pequeño y la eficiencia alta, se emplean fluidos de trabajo orgánicos con puntos de ebullición cercanos a la temperatura ambiente. Dichos fluidos tendrían densidades de gas más altas que se prestan a una mayor capacidad y propiedades favorables de transporte y transferencia de calor que se traducen en una mayor eficiencia en comparación con el agua a bajas temperaturas de funcionamiento. En entornos industriales hay más oportunidades de usar fluidos de trabajo inflamables como el tolueno y el pentano, particularmente cuando el entorno industrial tiene grandes cantidades de inflamables ya en el sitio en procesos o almacenamiento. En los casos en que el riesgo asociado con el uso de un fluido de trabajo inflamable no sea aceptable, como la generación de energía en áreas pobladas o cerca de edificios, se pueden utilizar otros fluidos como CFC-113 y CFC-11. Aunque estos materiales no son inflamables, eran un riesgo para el medio ambiente debido a su potencial de agotamiento de la capa de ozono. Idealmente, el fluido de trabajo orgánico debe ser ambientalmente aceptable, no inflamable, de un orden bajo de toxicidad y operar a presiones por encima de la presión atmosférica.
Los sistemas de ciclo orgánico de Rankine (ORC) se utilizan a menudo para recuperar el calor residual de los procesos industriales. En aplicaciones combinadas de calor y electricidad (cogeneración), el calor residual de la combustión del combustible utilizado para impulsar el motor principal de un grupo electrógeno se recupera y se utiliza para producir agua caliente para calentar edificios, por ejemplo, o para suministrar calor para operar un enfriador de absorción para proporcionar refrigeración. En algunos casos, la demanda de agua caliente es pequeña o no existe. El caso más difícil es cuando el requerimiento térmico es variable y la adaptación de la carga se vuelve difícil, confundiendo la operación eficiente del sistema combinado de calor y energía. En un caso de este tipo, es más útil convertir el calor residual en potencia del eje utilizando un sistema de ciclo Rankine orgánico. La potencia del eje se puede utilizar para operar bombas, por ejemplo, o puede usarse para generar electricidad. Al utilizar este enfoque, la eficiencia general del sistema es mayor y la utilización de combustible es mayor. Las emisiones al aire de la quema de combustible pueden reducirse ya que se puede generar más energía eléctrica con la misma cantidad de entrada de combustible.
En algunas realizaciones, el proceso que produce calor residual se selecciona del grupo formado por pilas de combustible, motores de combustión interna, motores de combustión interna, motores de combustión externa y turbinas de gas. Otras fuentes de calor residual se pueden encontrar en asociación con las operaciones en las refinerías de petróleo, plantas petroquímicas, oleoductos y gasoductos, industria química, edificios comerciales, hoteles, centros comerciales, supermercados, panaderías, industrias de procesado de alimentos, restaurantes, hornos de curado de pintura, fabricantes de muebles, moldeadores de plásticos, hornos de cemento, hornos de madera (secado), actividades de calcinación, industria metalúrgica, industria del vidrio, fundiciones, extracción de metales, aires acondicionados, refrigeración y calefacción central. Véase la patente de Estados Unidos n.° 7.428.816.
En el presente documento se describen composiciones que comprenden Z-HCFO-1224yd para uso en ciclo de energía ORC. La composición puede ser la que se describe a continuación en la Tabla 3 (siendo todos los porcentajes en porcentaje en peso y entendiéndose precedido por la palabra "aproximadamente").
Tabla 3
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continuación
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continuación
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En algunas realizaciones, las composiciones consisten esencialmente en Z-HCFO-1224yd y E-HFO-1438mzz. En algunas realizaciones, las composiciones se utilizan como fluidos de trabajo para bombas de calor de alta temperatura y ciclos orgánicos de Rankine.
En algunas realizaciones, las composiciones se utilizan como fluidos de reemplazo para bombas de calor de alta temperatura y ciclos de Rankine orgánicos diseñados para HFC-235fa.
En algunas realizaciones, las composiciones de la presente invención se usan en un ciclo de potencia. En algunas realizaciones, el proceso comprende recuperar el calor residual en un sistema de ciclo orgánico de Rankine en el que el fluido de trabajo es una composición como se define en la reivindicación 1.
Limpieza y eliminación de contaminantes
En el presente documento se proporcionan métodos para eliminar los contaminantes de un producto, parte, componente, sustrato, o cualquier otro artículo o parte del mismo aplicando al artículo una composición de la presente invención. El término "artículo", como se usa en el presente documento, se refiere a todos esos productos, partes, componentes, sustratos, y similares y además se pretende que se refiera a cualquier superficie o parte de los mismos. Como se usa en el presente documento, el término "contaminante" se refiere a cualquier material o sustancia no deseada presente en el artículo, incluso si dicha sustancia se coloca en el artículo intencionalmente. Por ejemplo, en la fabricación de dispositivos semiconductores es frecuente depositar un material fotorresistente sobre un sustrato para formar una máscara para la operación de grabado y posteriormente retirar el material fotorresistente del sustrato. El término "contaminante", como se usa en el presente documento, pretende cubrir y abarcar dicho material fotorresistente.
En algunas realizaciones de los métodos de limpieza y eliminación de contaminantes, la cantidad de Z-HCFO-1224yd en la composición es de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 99 % en peso, como aproximadamente el 30 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 50 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 75 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 85 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; aproximadamente el 90 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 95 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 50 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 60% en peso; aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 80% en peso; aproximadamente el 10 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; o aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso.
En algunas realizaciones, el método comprende aplicar una composición de la presente invención al artículo.
Numerosas y variadas técnicas de limpieza pueden emplear las composiciones de la presente invención con gran ventaja. En algunas realizaciones, la composición de la presente invención se puede usar en relación con técnicas de limpieza supercríticas. La limpieza supercrítica se divulga en la patente de EE.UU. n.° 6.589.355.
En aplicaciones de limpieza supercrítica, la composición de limpieza puede comprender Z-HCFO-1224yd y otro componente. El componente adicional puede ser CO2. El componente adicional puede ser conocido para su uso en relación con aplicaciones de limpieza supercrítica.
La composición de limpieza se puede usar en relación con métodos particulares de desengrasado con vapor subcrítico y limpieza con disolventes. En usos de disolventes, las composiciones que contienen el compuesto Z-HCFO-1224yd se pueden mezclar con uno o más de cis-1234ze, cis-1233zd, HFC-245fa, metilal (dimetoximetano), metiletilcetona, metilisobutilcetona o HFC-134a. Las mezclas pueden comprender Z-HCFO-1224yd mezclado con uno o más pentanos, hexanos, HFC-365, C4F9OCH3, C4F9OC2H5 , propano, butano, isobutano o dimetiléter. Las mezclas pueden comprender Z-HCFO-1224yd mezclado con uno o más de trans-1,2-dicloroetileno, trans-HFO-1234ze, trans-HCFO-1233zd, trans-1336, HFC-43-10, HFC-152a, metanol, etanol, isopropanol o acetona.
En algunas realizaciones, la limpieza comprende la eliminación de contaminantes de los sistemas de compresión de vapor y sus componentes auxiliares cuando estos sistemas se fabrican y reparan. Como se usa en el presente documento, el término "contaminantes" se refiere a los fluidos de procesamiento, lubricantes, partículas, lodos y/u otros materiales que se utilizan en la fabricación de estos sistemas o se generan durante su uso. En general, estos contaminantes comprenden compuestos como alquilbencenos, aceites minerales, ésteres, polialquilenglicoles, poliviniléteres y otros compuestos que están hechos principalmente de carbono, hidrógeno y oxígeno. Las composiciones de la presente invención son útiles para este fin.
Composiciones pulverizables y usos
En algunas realizaciones, las composiciones de la presente invención se pueden usar como propulsores en composiciones pulverizables, ya sean solas o en combinación con un propulsor. Además se describen composiciones que son una mezcla como se describe en la Tabla 1 anterior. En algunas realizaciones, el Z-HCFO-1224yd está presente en la composición pulverizable en una cantidad de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 99 % en peso, como aproximadamente el 30 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 50 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 75 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 85 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; aproximadamente el 90 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 95 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 50 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 5% en peso y aproximadamente el 60% en peso; aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 80 % en peso; aproximadamente el 10 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; o aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso.
En algunas realizaciones, la composición pulverizable puede incluir un material a pulverizar y un propulsor que comprende o consiste esencialmente en la composición de la presente invención. Se describen además composiciones pulverizables que comprenden una mezcla como se describe en la Tabla 1. Los ingredientes inertes, disolventes y otros materiales también pueden estar presentes en la mezcla pulverizable. En algunas realizaciones, la composición pulverizable es un aerosol. Los materiales adecuados para ser rociados incluyen, aunque no de forma limitativa, materiales cosméticos como desodorantes, perfumes, pulverizadores capilares, limpiadores y agentes de pulido, así como materiales medicinales tales como medicamentos contra el asma y contra la halitosis.
En algunas realizaciones para usos en aerosol, una composición de la presente invención se puede mezclar con uno o más de cis-HFO-1234ze, cis-HCFO-1233zd, HFC-245fa, metilal (dimetoximetano), metiletilcetona, metilisobutilcetona o HFC-134a. Las mezclas pueden comprender Z-HCFO-1224yd mezclado con uno o más pentanos, hexanos, HFC-365, C4F9OCH3 o C4F9OC2H5. Las mezclas pueden comprender Z-HCFO-1224yd mezclado con uno o más de trans-1,2-dicloroetileno, trans-HFO-1234ze, trans-HCFO-1233zd, cis-HFO-1336mzz, HFC-43-10, HFC-152a, metanol, etanol, isopropanol, propano, butano, isobutano, dimetiléter o acetona.
En algunas realizaciones para uso en aerosol, el principio activo a pulverizar se mezcla con ingredientes inertes, disolventes y otros. En algunas realizaciones, la composición pulverizable es un aerosol. Los materiales activos adecuados para rociar incluyen, aunque no de forma limitativa, lubricantes, insecticidas, limpiadores, materiales cosméticos como desodorantes, perfumes y lacas para el cabello, agentes abrillantadores, así como materiales medicinales como agentes refrescantes para la piel (tratamiento de quemaduras solares), anestésicos tópicos y medicamentos contra el asma.
En algunas realizaciones, en el presente documento se proporcionan propulsores que comprenden una composición similar a un azeótropo que consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii)(a) formiato de metilo o (ii)(b) E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz). Además se describen propulsores que comprenden o consisten esencialmente en una mezcla como se expone en la Tabla 1 anterior. En algunas realizaciones, la composición propulsora es una composición pulverizable. En algunas realizaciones, la composición propulsora comprende un material a rociar y un propulsor que comprende la composición de acuerdo con la reivindicación 1. En algunas realizaciones, los ingredientes inertes, disolventes y otros materiales también están presentes en la mezcla pulverizable. En algunas realizaciones, la composición pulverizable es un aerosol. Los materiales adecuados para ser rociados incluyen, aunque no de forma limitativa, lubricantes, insecticidas, limpiadores, materiales cosméticos como desodorantes, perfumes y lacas para el cabello, agentes de pulido, así como materiales medicinales tales como componentes contra el asma y cualquier otro medicamento o similar, incluyendo cualquier otro medicamento o agente destinado a ser inhalado. En algunas realizaciones, el medicamento u otro agente terapéutico está presente en la composición en una cantidad terapéutica, con una parte sustancial del resto de la composición de acuerdo con la reivindicación 1.
En algunas realizaciones, el producto en aerosol es para uso industrial, consumo o uso médico. Los productos en aerosol para uso industrial, el consumidor o el uso médico normalmente contienen uno o más propulsores junto con uno o más principios activos, ingredientes inertes o disolventes. El propulsor proporciona la fuerza que expulsa el producto en forma de aerosol. Mientras que algunos productos en aerosol se impulsan con gases comprimidos como el dióxido de carbono, nitrógeno, óxido nitroso e incluso aire, la mayoría de los aerosoles comerciales utilizan propulsores de gas licuado. Los propulsores de gas licuado más utilizados son los hidrocarburos como el butano, isobutano y propano. También se utilizan éter dimetílico y HFC-152a (1,1-difluoroetano), ya sea solo o en mezclas con los propulsores de hidrocarburos. Desafortunadamente, todos estos propulsores de gas licuado son altamente inflamables y su incorporación en formulaciones de aerosol a menudo tendrá como resultado productos de aerosol inflamables.
En algunas realizaciones, los productos en aerosol descritos en el presente documento comprenden propulsores de gas licuado no inflamables. En algunas realizaciones, los productos en aerosol descritos en el presente documento comprenden la composición de acuerdo con la reivindicación 1. Otros productos en aerosol descritos en el presente documento pueden comprender o consistir esencialmente en una mezcla como se expone en la Tabla 1 anterior. En algunas realizaciones, el producto en aerosol es para uso en ciertos productos industriales en aerosol, incluyendo, por ejemplo, limpiadores en aerosol, lubricantes, y similares, y en aerosoles medicinales, incluyendo, por ejemplo, para la administración de medicamentos a los pulmones o membranas mucosas. Ejemplos de esto incluyen inhaladores de dosis medidas (MDI) para el tratamiento del asma y otras enfermedades pulmonares obstructivas crónicas y para la administración de medicamentos a las membranas mucosas accesibles o por vía intranasal. En algunas realizaciones, se proporcionan métodos para el tratamiento de dolencias, enfermedades y problemas relacionados con la salud similares de un organismo (como un ser humano o un animal) que comprende aplicar una composición que comprende la composición de acuerdo con la reivindicación 1 y un medicamento u otro componente terapéutico al organismo que necesita tratamiento. En algunas realizaciones, la etapa de aplicar una composición que comprende la composición de acuerdo con la reivindicación 1 comprende proporcionar un MDI que contiene la composición (por ejemplo, introduciendo la composición en el MDI) y luego descargando la composición del MDI.
Como se usa en el presente documento, la expresión "no inflamable" se refiere a compuestos y composiciones de la presente invención que no presentan un punto de inflamación medido por uno de los métodos de medición del punto de inflamación convencionales, por ejemplo, ASTM-1310-86 "Flash point of liquids by tag Open-cup apparatus".
En algunas realizaciones, las presentes composiciones pueden usarse para formular diversos aerosoles industriales u otras composiciones pulverizables como limpiadores por contacto, rociadores, aerosoles lubricantes y similares, y aerosoles de consumo tales como productos para el cuidado personal, productos para el hogar y productos para el automóvil. En algunas realizaciones, el aerosol o composición pulverizable es un aerosol medicinal, como un inhalador de dosis medida. En algunas realizaciones, el aerosol medicinal y/o las composiciones propulsoras y/o pulverizables incluyen, además de la composición de la presente invención, un medicamento como un beta-agonista, un corticosteroide u otro medicamento, y, opcionalmente, otros ingredientes, como tensioactivos, disolventes, otros propulsores, aromatizantes y otros excipientes.
Esterilización
Muchos artículos, dispositivos y materiales, especialmente para su uso en el campo de la medicina, deben esterilizarse antes de su uso por razones de salud y seguridad, como la salud y la seguridad de los pacientes y del personal hospitalario. En este documento se proporcionan métodos de esterilización que comprenden poner en contacto los artículos, dispositivos o material a esterilizar con una composición que comprende la composición de acuerdo con la reivindicación 1. Además se describen composiciones que son una mezcla como se define en la Tabla 1 anterior. En algunas realizaciones, la composición se combina opcionalmente con uno o más agentes esterilizantes adicionales.
En algunas realizaciones de los métodos de esterilización, la cantidad de Z-HCFO-1224yd en la composición es de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 99 % en peso, como aproximadamente el 30 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 50 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 75 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 85 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; aproximadamente el 90 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 95 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 50 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 60% en peso; aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 80% en peso; aproximadamente el 10 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; o aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso.
Si bien en la técnica se conocen muchos agentes esterilizantes y se considera que son adaptables para su uso en relación con la presente invención, en algunas realizaciones, el agente esterilizante comprende óxido de etileno, formaldehído, peróxido de hidrógeno, dióxido de cloro, ozono y combinaciones de estos. En algunas realizaciones, el agente esterilizante es el óxido de etileno. Los expertos en la materia podrán determinar fácilmente las proporciones relativas del agente esterilizante y los otros compuestos, incluyendo Z-HCFO-1224yd, para ser utilizados en relación con las presentes composiciones y métodos esterilizantes.
Como saben los expertos en la materia, ciertos agentes esterilizantes, como el óxido de etileno, son componentes extremadamente inflamables, y los compuestos de acuerdo con la presente invención están incluidos en las presentes composiciones en cantidades efectivas, junto con otros componentes presentes en la composición, para reducir la inflamabilidad de la composición esterilizante a niveles aceptables. En algunas realizaciones, los métodos de esterilización son esterilización a alta o baja temperatura. En algunas realizaciones, la esterilización implica el uso de una composición que comprende la composición de acuerdo con la reivindicación 1 a una temperatura de aproximadamente 121,1 °C (250 °F) a aproximadamente 132,2 °C (270 °F). En algunas realizaciones, la esterilización es en una cámara sustancialmente sellada. En algunas realizaciones, el proceso de esterilización se completa en menos de dos horas. En algunas realizaciones, algunos artículos, como artículos de plástico y componentes eléctricos, no pueden soportar temperaturas tan altas y requieren esterilización a baja temperatura.
En algunas realizaciones, el método de esterilización es un método de esterilización a baja temperatura. En algunas realizaciones del método de esterilización a baja temperatura, el artículo que se va a esterilizar se expone a un fluido que comprende la composición de la presente invención a una temperatura de aproximadamente la temperatura ambiente a aproximadamente 93,3 °C (200 °F), como a una temperatura de aproximadamente temperatura ambiente a aproximadamente 37,8 °C (100 °F).
En algunas realizaciones, la esterilización a baja temperatura es al menos un proceso de dos etapas realizado en una cámara sustancialmente sellada. En algunas realizaciones, la cámara es una cámara hermética. En algunas realizaciones, la primera etapa (la etapa de esterilización) comprende colocar artículos que han sido limpiados y envueltos en bolsas permeables al gas en la cámara. En algunas realizaciones, el aire se evacua de la cámara haciendo el vacío. En algunas realizaciones, el aire se evacua desplazando el aire con vapor. En algunas realizaciones, el aire se evacua de la cámara haciendo el vacío y desplazando el aire con vapor. En algunas realizaciones, se inyecta vapor en la cámara para lograr una humedad relativa que varía entre un 30 % y un 70 % aproximadamente. En algunas realizaciones, dicha humedad maximiza la eficacia esterilizante del esterilizante, que se introduce en la cámara una vez alcanzada la humedad relativa deseada. En algunas realizaciones, después de un período de tiempo suficiente para que el esterilizante penetre el envoltorio y llegue a los intersticios del artículo, el esterilizante y el vapor son evacuados de la cámara.
En algunas realizaciones, la segunda etapa del proceso (la etapa de aireación) comprende airear los artículos para eliminar los residuos de esterilizante. En algunas realizaciones, los residuos son esterilizantes tóxicos. En algunas realizaciones, la aireación es opcional, por ejemplo, en aquellos casos en los que se utilicen compuestos sustancialmente no tóxicos. En algunas realizaciones, los compuestos sustancialmente no tóxicos son composiciones que comprenden la composición de acuerdo con la reivindicación 1. En algunas realizaciones, el proceso de aireación incluye lavados de aire, aireación continua, y una combinación de los dos. Un lavado de aire es un proceso por lotes y en algunas realizaciones comprende evacuar la cámara durante un período relativamente corto, por ejemplo, 12 minutos, y luego introducir aire a presión atmosférica o superior en la cámara.
Como se usa en el presente documento, la expresión "no tóxico" se refiere a compuestos y composiciones que tienen un nivel de toxicidad aguda sustancialmente menor que, y preferentemente al menos aproximadamente un 30 por ciento relativo menor que, el nivel de toxicidad de HFO-1223xd, medido por el método publicado en Anesthesiology, Vol. 14, págs. 466-472, 1953.
En algunas realizaciones, este ciclo se repite cualquier número de veces hasta que se logre la eliminación deseada del esterilizante. En algunas realizaciones, la aireación continua consiste en introducir aire a través de una entrada en un lado de la cámara y luego sacarlo a través de una salida en el otro lado de la cámara aplicando un ligero vacío a la salida. En algunas realizaciones, los dos enfoques se combinan. En algunas realizaciones, el método comprende realizar lavados de aire y luego un ciclo de aireación.
Extracción de sabores y fragancias
En algunas realizaciones, las composiciones de la presente invención pueden usarse para transportar, extraer o separar materiales deseables de la biomasa. En algunas realizaciones, las composiciones son mezclas como se describe en la Tabla 1 anterior. En algunas realizaciones, los materiales incluyen, pero no se limitan a, aceites esenciales como sabores y fragancias, aceites que pueden ser utilizados como combustible, medicinas, productos nutracéuticos, etc. Así, en el presente documento se proporcionan métodos para transportar, extraer o separar materiales deseables de la biomasa.
En algunas realizaciones de los métodos de extracción, la cantidad de Z-HCFO-1224yd en la composición es de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 99 % en peso, como aproximadamente el 30 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 50 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 75 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 85 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; aproximadamente el 90 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 95 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 50 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 60% en peso; aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 80% en peso; aproximadamente el 10 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; o aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso.
En algunas realizaciones, las composiciones de la presente invención se utilizan como extractantes, portadores o parte de un sistema de dispensación para formulaciones de sabor y fragancia. En algunas realizaciones, la formulación es una formulación en aerosol. En algunas realizaciones, las composiciones de la presente invención se utilizan como extractores de sabores y fragancias. En algunas realizaciones, los sabores y fragancias se extraen de la materia vegetal.
Métodos de reducción de la inflamabilidad
En el presente documento se proporcionan métodos para reducir la inflamabilidad de los fluidos, que comprenden añadir una composición de acuerdo con la reivindicación 1 al fluido. Se describen además composiciones que comprenden Z-HCFO-1224yd que es una mezcla como se define en la Tabla 1. En algunas realizaciones, el método reduce la inflamabilidad asociada con cualquiera de una amplia gama de fluidos que de otro modo serían inflamables. En algunas realizaciones, se reduce la inflamabilidad asociada con fluidos como el óxido de etileno, hidrofluorocarbonos e hidrocarburos inflamables, incluyendo: HFC-152a, 1,1,1-trifluoroetano (HFC-143a), difluorometano (HFC-32), propano, hexano, octano, y similares. Para los fines de la presente invención, un fluido inflamable es cualquier fluido que muestre intervalos de inflamabilidad en el aire medidos mediante cualquier método de prueba convencional estándar, como ASTM E-681, y similares.
En algunas realizaciones del método para reducir la inflamabilidad, la cantidad de Z-HCFO-1224yd en la composición es de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 99 % en peso; aproximadamente el 30 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 50 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 75 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 85 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; aproximadamente el 90 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 95 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 50 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 60% en peso; aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 80% en peso; aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 90% en peso; aproximadamente el 20% en peso y aproximadamente el 80 % en peso; o aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso.
Se puede añadir cualquier cantidad adecuada de los presentes compuestos o composiciones para reducir la inflamabilidad de un fluido de acuerdo con la presente invención. Como reconocerán los expertos en la materia, la cantidad añadida dependerá, al menos en parte, del grado en que el fluido en cuestión es inflamable y el grado en que se desea reducir la inflamabilidad del mismo. En algunas realizaciones, la cantidad de la composición de la presente invención añadida al fluido inflamable es eficaz para hacer que el fluido resultante sea sustancialmente no inflamable.
Métodos de supresión de llama
La presente invención proporciona además métodos para suprimir una llama, que comprende poner en contacto una llama con una composición similar a un azeótropo que consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii)(a) formiato de metilo o (ii)(b) E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz). En algunas realizaciones, se utilizan agentes supresores de llama adicionales con las composiciones de la presente invención, ya sea en mezcla o como un agente supresor de llama secundario. En algunas realizaciones, el compuesto es una fluorocetona. En algunas realizaciones, la fluorocetona es dodecafluoro-2-metilpentan-3-ona, vendida por 3M Company con el nombre comercial Novec 1230.
En algunas realizaciones de los métodos de supresión de llama, la cantidad de Z-HCFO-1224yd en la composición es de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 99 % en peso, como aproximadamente el 30 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 50 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 75 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 85 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso; aproximadamente el 90 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 95 % en peso y aproximadamente el 99 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 1 % en peso y aproximadamente el 50 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 40 % en peso; aproximadamente el 5 % en peso y aproximadamente el 60 % en peso; aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 80% en peso; aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 90% en peso; aproximadamente el 20% en peso y aproximadamente el 80 % en peso; o aproximadamente el 20 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso.
Puede usarse cualquier método adecuado para poner en contacto la llama con la presente composición. En algunas realizaciones, la composición se rocía, vierte y similares sobre la llama, o al menos una parte de la llama se sumerge en la composición.
Métodos de decapado
Los gases de decapado utilizados en la industria de los semiconductores se utilizan para decapar depósitos de una superficie. Las cámaras de deposición química de vapor (CVD) y de deposición química de vapor mejorada con plasma (PECVD) deben limpiarse regularmente para eliminar los depósitos de las paredes y placas de la cámara. Este proceso de limpieza reduce la capacidad productiva de la cámara ya que la cámara está fuera de servicio activo durante un ciclo de limpieza. El proceso de limpieza puede incluir, por ejemplo, la evacuación de los gases reactivos y su sustitución por un gas de limpieza, activación de ese gas, seguido de una etapa de lavado para eliminar el gas de limpieza de la cámara utilizando un gas portador inerte. Los gases de limpieza generalmente funcionan decapando la acumulación de contaminantes de las superficies interiores, por lo tanto, la velocidad de decapado del gas de limpieza es un parámetro importante en la utilidad y el uso comercial de los gases, y algunos gases de limpieza también se pueden usar como gases de decapado. Estos gases pueden generar cantidades relativamente altas de gases residuales tóxicos, que pueden suponer un GWP adicional o ambiental, Cuestiones de salud y seguridad (EHS) aparte del GWP del propio gas de limpieza o decapado.
Así, existe la necesidad de reducir el daño del calentamiento global causado por la limpieza y el funcionamiento de los reactores CVD con un gas de limpieza/decapado eficaz y económico que tenga una alta tasa de decapado y un menor impacto de GWP y ESH que los gases existentes. En algunas realizaciones, se proporciona una mezcla de gas limpia que tiene EHS y GWP bajos, de modo que incluso si se liberan gases sin reaccionar, tienen un impacto ambiental reducido. En algunas realizaciones, se proporcionan métodos para usar estos gases, que comprende activar el gas, ya sea en una cámara remota o in situ en la cámara de proceso, en donde la mezcla de gases comprende una fuente de oxígeno y una hidrofluoroolefina, y poner en contacto el gas activado con los depósitos superficiales durante un tiempo suficiente para eliminar dichos depósitos. En algunas realizaciones, la mezcla de gases se activa mediante una fuente de radiofrecuencia (RF) usando suficiente energía durante un tiempo suficiente de modo que la mezcla de gases alcanza una temperatura neutra de aproximadamente 1000-3000 K para formar una mezcla de gases activados. En algunas realizaciones, se utiliza una descarga luminiscente para activar el gas. En algunas realizaciones, la mezcla de gas activado se pone en contacto con los depósitos superficiales y, por lo tanto, elimina al menos algunos de los depósitos superficiales. Las mezclas de gases pueden comprender la composición de la presente invención.
En algunas realizaciones, los depósitos superficiales eliminados incluyen aquellos materiales comúnmente depositados por deposición química de vapor (CVD) o deposición química de vapor mejorada con plasma (PECVD) o procesos similares. Dichos materiales incluyen depósitos que contienen nitrógeno tales como, aunque no de forma limitativa, nitruro de silicio, oxinitruro de silicio, carbonitruro de silicio (SiCN), boronitruro de silicio (SiBN) y nitruros metálicos, como el nitruro de tungsteno, nitruro de titanio o nitruro de tantalio. En algunas realizaciones, un depósito superficial es nitruro de silicio.
En algunas realizaciones, los depósitos superficiales se eliminan del interior de una cámara de proceso que se utiliza en la fabricación de dispositivos electrónicos. En algunas realizaciones, la cámara de proceso es una cámara CVD o una cámara PECVD. En algunas realizaciones, la mezcla de gases se utiliza para eliminar los depósitos superficiales de los metales. En algunas realizaciones, la mezcla de gases se utiliza para limpiar las cámaras de decapado con plasma. En algunas realizaciones, la mezcla de gases se usa para eliminar películas delgadas que contienen N de una oblea. En algunas realizaciones, el gas se utiliza en una aplicación de decapado.
En algunas realizaciones, el proceso implica una etapa de activación en donde se activa una mezcla de gases de limpieza en una cámara remota. La activación se puede lograr por cualquier medio que permita lograr la disociación de una gran fracción del gas de alimentación, tales como: energía de radiofrecuencia (RF), energía de corriente continua (CC), iluminación láser y energía de microondas. En algunas realizaciones, se utiliza un transformador acoplado inductivamente a fuentes de potencia de RF de baja frecuencia en el que el plasma tiene una configuración toroidal y actúa como secundario del transformador. En algunas realizaciones, el uso de potencia RF de baja frecuencia permite el uso de núcleos magnéticos que mejoran el acoplamiento inductivo con respecto al acoplamiento capacitivo, permitiendo así una transferencia de energía más eficiente al plasma sin un bombardeo iónico excesivo que limita la vida útil del interior de la cámara de la fuente de plasma remota. En algunas realizaciones, la potencia de Rf tiene una frecuencia inferior a 1000 kHz. En algunas realizaciones, la fuente de alimentación es un microondas remoto, fuente de plasma acoplada inductivamente o capacitivamente. En algunas realizaciones, el gas se activa mediante una descarga luminiscente.
Métodos dieléctricos
Las composiciones de la presente invención se pueden usar como dieléctrico en un aparato eléctrico. En un aparato eléctrico de media o alta tensión, las funciones de aislamiento eléctrico y extinción del arco eléctrico se realizan normalmente mediante un gas aislante que está confinado dentro del aparato. En el sentido generalmente aceptado del término, "media tensión" denota un voltaje superior a 1000 voltios CA y estrictamente superior a 1500 voltios CC, pero que no supera los 52.000 voltios CA ni los 75.000 voltios CC, mientras que el término "alta tensión" denota un voltaje estrictamente superior a 52.000 voltios CA y superior a 75.000 CC.
El gas aislante utilizado en el interior de estos aparatos puede contener Z-HCFO-1224yd. En algunas realizaciones, el gas aislante utilizado en el interior de estos aparatos es la composición de acuerdo con la reivindicación 1.
Ejemplos
La presente divulgación se define adicionalmente en los siguientes Ejemplos. Se debe entender que estos Ejemplos, aunque indican realizaciones preferidas, se proporcionan solamente a modo de ilustración.
EJEMPLO DE REFERENCIA 1: Datos de rendimiento de enfriamiento y calentamiento
Se midió el rendimiento de enfriamiento y calentamiento para fluidos puros y composiciones que contienen Z-HCFO-1224yd. Las mediciones incluyeron presión en el evaporador (Evap) y el condensador (Cond), temperatura de descarga (T desc) y deslizamiento de temperatura promedio para el evaporador y el condensador (deslizamiento de temperatura promedio). Se midieron la eficiencia energética relativa (COP) y la capacidad (Cap) de mezclas que contienen Z-HCFO-1224yd (1224ydZ) en comparación con Z-HCFO-1224yd y fluidos puros HFC-245fa, HCFC-123 y HCFO-1233zd£. Los resultados se muestran en la Tabla 4 a continuación.
Los datos se basan en las siguientes condiciones:
Temperatura del evaporador 4,44 °C
Temperatura del condensador 37,78 °C
Cantidad de subenfriamiento 0 K
Temperatura del gas de retorno 25 °C
Eficiencia del compresor 75 %
TABLA 4
Figure imgf000034_0001
Los resultados mostraron que Z-HCFO-1224yd (1224ydZ) es una buena alternativa a HFC-245fa, HCFC-123 and 1233zd£. Es una alternativa particularmente similar en capacidad a 1233zd£. Las mezclas mostradas también fueron buenas alternativas a los fluidos puros mostrados con capacidades y eficiencias similares. Las mezclas con deslizamiento a baja temperatura (<~1K) son especialmente adecuadas para su uso en enfriadores centrífugos. Las mezclas con alto deslizamiento son adecuadas para su uso en intercambiadores de calor con flujo en contracorriente o flujo en contracorriente cruzada.
Las temperaturas de descarga del compresor para las mezclas y los fluidos puros también fueron similares.
EJEMPLO DE REFERENCIA 2: Datos de rendimiento de enfriamiento y calentamiento
Se midieron el rendimiento de enfriamiento y calentamiento de las composiciones que contienen Z-HCFO-1224yd. Las mediciones incluyeron presión en el evaporador (Evap) y el condensador (Cond), temperatura de descarga (T desc) y deslizamiento de temperatura promedio para el evaporador y el condensador (deslizamiento de temperatura promedio). Se midieron la eficiencia energética relativa (COP) y la capacidad (Cap) de mezclas que contienen Z-HCFO-1224yd (1224ydZ) en comparación con HFC-236fa y también con HCFC-124. Los resultados se muestran en la Tabla 5 a continuación.
Los datos se basan en las siguientes condiciones:
Temperatura del evaporador 4,44 °C
Temperatura del condensador 37,78 °C
Cantidad de subenfriamiento 0 K
Temperatura del gas de retorno 25 °C
Eficiencia del compresor 75 %
Tabla 5
Figure imgf000035_0001
Los resultados mostraron que las mezclas que contienen Z-HCFO-1224yd presentaban una gran coincidencia tanto con HFC-236fa como con HCFC-124. Las mezclas mostradas tenían capacidades y eficiencias de enfriamiento y calentamiento similares. Las temperaturas de descarga del compresor para las mezclas también fueron similares.
EJEMPLO DE REFERENCIA 3: Datos de rendimiento de enfriamiento y calentamiento
Se midieron el rendimiento de enfriamiento y calentamiento de las composiciones que contienen Z-HCFO-1224yd. Las mediciones incluyeron presión en el evaporador (Evap) y el condensador (Cond), temperatura de descarga (T desc) y deslizamiento de temperatura promedio para el evaporador y el condensador (deslizamiento de temperatura promedio). Se midieron la eficiencia energética relativa (COP) y la capacidad (Cap) de mezclas que contienen Z-HCFO-1224yd (1224ydZ) en comparación con HFO-1234yf, HFC-134a y HFO-t-1234ze. Los resultados se muestran en la Tabla 6 a continuación.
Los datos se basan en las siguientes condiciones:
Temperatura del evaporador 4,44 °C
Temperatura del condensador 37,78 °C
Cantidad de subenfriamiento 0 K
Temperatura del gas de retorno 25 °C
La eficiencia del compresor es 75 %
TABLA 6
Figure imgf000035_0002
Los resultados mostraron que las mezclas que contienen Z-HCFO-1224yd presentaban una gran coincidencia con HFO-1234yf, HFC-134a y HFO-t-1234ze. Las mezclas mostradas tenían capacidades y eficiencias de enfriamiento y calentamiento similares. Las temperaturas de descarga del compresor para las mezclas también fueron similares.
EJEMPLO DE REFERENCIA 4: Datos de rendimiento de enfriamiento y calentamiento
Se midieron el rendimiento de enfriamiento y calentamiento de las composiciones que contienen Z-HCFO-1224yd. Las mediciones incluyeron presión en el evaporador (Evap) y el condensador (Cond), temperatura de descarga (T desc) y deslizamiento de temperatura promedio para el evaporador y el condensador (deslizamiento de temperatura promedio). Se midieron la eficiencia energética relativa (COP) y la capacidad (Cap) de mezclas que contienen Z-HCFO-1224yd (1224ydZ) en comparación con R-407C, HCFC-22 y R-410A. Los resultados se muestran en la Tabla 7 a continuación.
Los datos se basan en las siguientes condiciones.
Temperatura del evaporador 4,44 °C
Temperatura del condensador 37,78 °C
Cantidad de subenfriamiento 0 K
Temperatura del gas de retorno 25 °C
La eficiencia del compresor es 75 %
TABLA 7
Figure imgf000036_0001
Los resultados mostraron que las mezclas que contenían HCFO-1224yd presentaban una gran coincidencia con R-407C, R-22 y R-410A. Las mezclas mostradas tenían capacidades y eficiencias de enfriamiento y calentamiento similares. Las temperaturas de descarga del compresor para las mezclas también fueron similares.
EJEMPLO DE REFERENCIA 5: Ciclo de energía con Z-HCFO-1224yd como fluido de trabajo
La eficiencia del ciclo de un sistema ORC que utiliza HFC-245fa como fluido de trabajo se comparó con la eficiencia del ciclo del sistema ORC que utiliza Z-HCFO-1224yd como fluido de trabajo. Se supuso que la presión de trabajo máxima factible del sistema ORC era de aproximadamente 2,5 MPa y que se disponía de una fuente de calor que permitiría mantener la temperatura de cualquiera de los fluidos de trabajo en la entrada del expansor a 160 °C. La Tabla 8 es una tabla comparativa que muestra la utilización de HFC-245fa y Z-HCFO-1224yd como fluidos de trabajo en un ciclo de potencia Rankine subcrítico. Los parámetros operativos del sistema ORC que usa HFC-245fa como fluido de trabajo se muestran debajo de la columna denominada "HFC-245fa". Los parámetros operativos del sistema ORC que usa HCFO-1224yd(Z) como fluido de trabajo se muestran debajo de la columna denominada "Z-HCFO-1224yd".
Tabla 8
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La temperatura de evaporación con HFC-245fa se limitó a 133,5 °C para garantizar que la presión dentro del evaporador se mantuviera por debajo de la presión de trabajo de diseño máxima permitida para componentes de equipos comerciales comúnmente disponibles (por ejemplo, intercambiadores de calor) para sistemas ORC.
El ejemplo anterior mostró que cuando se usaba Z-HCFO-1224yd se lograba una eficiencia de ciclo un 8,97 % mayor en comparación con HFC-245fa cuando se usaba en un sistema ORC diseñado para usar con HFC-245fa como fluido de trabajo y se reducía el GWP del fluido de trabajo en más del 99,88 %. Esto demuestra que el fluido de trabajo que contiene HFC-245fa en un sistema ORC existente se puede reemplazar evacuando el fluido de trabajo, enjuagando el sistema ORC con un lubricante o fluido de trabajo que contenga Z-HCFO-1224yd y cargando el sistema ORC con un fluido de trabajo que contenga Z-HCFO-1224yd.
EJEMPLO DE REFERENCIA 6: Rendimiento de la bomba de calor de alta temperatura con Z-HCFO-1224yd para elevar el calor de 80 °C a 126 °C
Se usó una bomba de calor para elevar el calor de 80 °C a 126 °C, operando con Z-HCFO-1224yd o HFC-245fa como fluido de trabajo. Los datos del rendimiento se muestran en la Tabla 9.
Tabla 9
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Como se muestra en la tabla 9, Z-HCFO-1224yd esencialmente coincide con la COPh de HFC-245fa, al tiempo que ofrece un GWP de fluido de trabajo inferior al GWP de HFC-245fa en más del 99,88 %.
EJEMPLO DE REFERENCIA 7: Supresión de llama
Una composición que contiene Z-HCFO-1224yd se utilizó como composición de supresión de llama. Para evaluar las aplicaciones de supresión de incendios por inundación total, se utilizó el quemador de taza NFPA 2001. Aquí, un pequeño fuego de heptano estaba ubicado en una chimenea que tenía aire que fluía alrededor de la llama para suministrar el oxígeno necesario. A esta corriente de aire se añadió Z-HCFO-1224yd hasta que se extinguió la llama. La Tabla 10, a continuación, muestra la concentración de extinción para heptano usando Z-HCFO-1224yd como extintor de incendios.
Tabla 10
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EJEMPLO DE REFERENCIA 8: Composiciones de azeótropos de Z-HCFO-1224yd y 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (Z-HFO-1336mzz)
Se probó la existencia de composiciones similares a azeótropos entre el par binario Z-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno y Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno. Para determinar la volatilidad relativa de cada par binario, se utilizó el Método PTx. En este procedimiento, para cada par binario, se midió la presión absoluta total en una celda de muestra que tenía un volumen de 85 ml a temperatura constante para varias composiciones binarias. A continuación, estas mediciones se redujeron a composiciones líquidas y de vapor en equilibrio utilizando la ecuación del modelo de dos líquidos no aleatorios (NRTL). La presión de vapor medida frente a la composición en la celda de muestra PTx para este sistema binario se muestra en la FIG. 1.
Se formaron composiciones similares a azeótropos de Z-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (Z-HFO-1336mzz) y Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno (Z-HCFO-1224yd) a 31,8 °C, como lo indican las mezclas de aproximadamente 1 a 22 % en moles de Z-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno y aproximadamente 78 a 99 % en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno, y mezclas de aproximadamente 93 a 99% en moles de Z-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno y aproximadamente 1 a 7 % en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno (Véase FIG. 1).
Las composiciones similares a azeótropos de ebullición sustancialmente constante incluían las mezclas de Z-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (Z-HFO-1336mzz) y Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno (Z-HCFO-1224yd) que se muestran en la Tabla 11A a continuación (en este intervalo de temperatura, la diferencia en la presión del punto de rocío y la presión del punto de burbujeo de la composición a una temperatura particular es menor o igual al 5 por ciento (basado en la presión del punto de burbujeo). Se formaron composiciones similares a azeótropos de 1-24 % en moles y 62-99 % en moles de Z-HCFO-1224yd y 1-38 % en moles y 76-99 % en moles de Z-HFO-1336mzz a temperaturas que oscilan de aproximadamente -40 °C a aproximadamente 140 °C (en este intervalo de temperatura, la diferencia en la presión del punto de rocío y la presión del punto de burbujeo de la composición a una temperatura particular es menor o igual a 3 por ciento (basado en la presión del punto de burbujeo)) (Tabla 11B).
Tabla 11A
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Tabla 11B
Figure imgf000038_0002
EJEMPLO 9: Z-HCFO-1224yd y composiciones azeotrópicas de formiato de metilo
Para determinar la volatilidad relativa del par binario de Z-HCFO-1224yd y formiato de metilo, se usó el método PTx descrito anteriormente en el Ejemplo 8. Se midió la presión en una celda PTx de volumen conocido a temperatura constante para varias composiciones binarias. Estas mediciones se redujeron luego a composiciones líquidas y de vapor de equilibrio en la celda utilizando la ecuación NRTL.
Las presiones medidas frente a las composiciones en la celda PTx para las mezclas de Z-HCFO-1224yd/formiato de metilo se muestran en la FIG. 2, que ilustra gráficamente la formación de composiciones similares a azeótropos de 1-3% en moles de Z-HCFO-1224yd y 97-99 % en moles de formiato de metilo a 31,8 °C y una presión de aproximadamente 103,4 kPa (15 psia), y también ilustra la formación de composiciones similares a azeótropos de 64­ 99 % en moles de Z-HCFO-1224yd y 1-36 % en moles de formiato de metilo a 31,8 °C y presiones que oscilan de aproximadamente 172,3 a 193,0 (25 a 28 psia).
Se forman composiciones similares a azeótropos de 1-99% en moles de Z-HCFO-1224yd y 1-99 % en moles de formiato de metilo a temperaturas que varían de aproximadamente -40 °C a aproximadamente 140 °C (en este intervalo de temperatura, la diferencia en la presión del punto de rocío y la presión del punto de burbujeo de la composición a una temperatura particular es inferior o igual al 5 por ciento (basado en la presión del punto de burbujeo) (Tabla 12A). Se formaron composiciones similares a azeótropos de 1-99 % en moles de Z-HCFO-1224yd y 1-99 % en moles de formiato de metilo a temperaturas que varían de aproximadamente -40 °C a aproximadamente 140 °C (en este intervalo de temperatura, la diferencia en la presión del punto de rocío y la presión del punto de burbujeo de la composición a una temperatura particular es inferior o igual al 3 por ciento (basado en la presión del punto de burbujeo)). A 20 °C se formaron composiciones similares a azeótropos de 85 a 99 % en moles de Z-HCFO-1224yd y de 1 a 15 % en moles de formiato de metilo. Las composiciones similares a azeótropos se enumeran en las Tablas 12A-12B a continuación.
Tabla 12A
Figure imgf000039_0001
Tabla 12B
Figure imgf000039_0002
EJEMPLO DE REFERENCIA 10: Composiciones azeotrópicas Z-HCFO-1224yd y E-HCFO-1233zd
Para determinar la volatilidad relativa del par binario de Z-HCFO-1224yd y E-HCFO-1233zd, se usó el método PTx descrito anteriormente en el Ejemplo 8. Se midió la presión en una celda PTx de volumen conocido a temperatura constante para varias composiciones binarias. Estas mediciones se redujeron luego a composiciones líquidas y de vapor de equilibrio en la celda utilizando la ecuación NRTL.
Las presiones medidas frente a las composiciones en la celda PTx para las mezclas de E-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno/Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno se muestran en la FIG. 3 que ilustra gráficamente la formación de composiciones similares a azeótropos de 1-99 % en moles de E-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno y 1-99 % en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno a 31,8 °C y presiones que oscilan de aproximadamente 165,4 a 262 kPa (24 a 38 psia).
Se forman composiciones similares a azeótropos de 1-99 % en moles de E-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno y 1-99 % en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno a temperaturas que varían de aproximadamente -40 °C a aproximadamente 140 °C (en este intervalo de temperatura, la diferencia en la presión del punto de rocío y la presión del punto de burbujeo de la composición a una temperatura particular es inferior o igual al 3 por ciento (basado en la presión del punto de burbujeo) (Tabla 13).
Tabla 13
Figure imgf000040_0001
EJEMPLO DE REFERENCIA 11: Composiciones azeotrópicas Z-HCFO-1224yd y E-HFO-1336mzz
Para determinar la volatilidad relativa del par binario de Z-HCFO-1224yd y E-HFO-1336mzz, se usó el método PTx descrito anteriormente en el Ejemplo 8. Se midió la presión en una celda PTx de volumen conocido a temperatura constante para varias composiciones binarias. Estas mediciones se redujeron luego a composiciones líquidas y de vapor de equilibrio en la celda utilizando la ecuación NRTL.
Las presiones medidas frente a las composiciones en la celda PTx para las mezclas E-HFO-1336mzz/Z-HCFO-1224yd se muestran en la FIG. 4, que ilustra gráficamente la formación de composiciones similares a azeótropos de 1-99 % en moles de E-HFO-1336mzz y 1-99% en moles de E-HCFO-1224yd a 31,7 °C y presiones varían de aproximadamente 193 a 248,2 (28 a 36 psia).
Se forman composiciones similares a azeótropos de 1-99 % en moles de E-HFO-1336mzz y 1-99 % en moles de Z-HCFO-1224yd a temperaturas que varían de aproximadamente -40 °C a aproximadamente 120 °C (en este intervalo de temperatura, la diferencia en la presión del punto de rocío y la presión del punto de burbujeo de la composición a una temperatura particular es inferior o igual al 5 por ciento (basado en la presión del punto de burbujeo) (Tabla 14A). Se forman composiciones similares a azeótropos de 5-95 % en moles de E-HFO-1336mzz y 5-95 % en moles de Z-HCFO-1224yd a temperaturas que varían de aproximadamente -40 °C a aproximadamente 120 °C (en este intervalo de temperatura, la diferencia en la presión del punto de rocío y la presión del punto de burbujeo de la composición a una temperatura particular es inferior o igual al 3 por ciento (basado en la presión del punto de burbujeo) (Tabla 14B).
Tabla 14A
Figure imgf000040_0002
Tabla 14B
Figure imgf000040_0003
EJEMPLO 12: Composiciones azeotrópicas Z-HCFO-1224yd y E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz)
Para determinar la volatilidad relativa del par binario de Z-HCFO-1224yd y E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz), se utilizó el método PTx descrito anteriormente en el Ejemplo 8. Se midió la presión en una celda PTx de volumen conocido a temperatura constante para varias composiciones binarias. Estas mediciones se redujeron luego a composiciones líquidas y de vapor de equilibrio en la celda utilizando la ecuación NRTL.
Las presiones medidas frente a las composiciones en la celda PTx para las mezclas E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno/Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno se muestran en la FIG. 5, que ilustra gráficamente la formación de composiciones similares a azeótropos de 1-33% en moles de E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno y 67-99 % en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno a 31,8 °C y presiones que varían de aproximadamente 172,3 a 193,0 kPa (25 a 28 psia) y también ilustra la formación de composiciones similares a azeótropos de 84-99 % en moles de E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno y 1-16 % en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno a 31,8 °C y presiones que varían de aproximadamente 110,3 a 131 kPa (16 a 19 psia).
Se forman composiciones similares a azeótropos de 1-99 % en moles de E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno y 1­ 99 % en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno a temperaturas que varían de aproximadamente -40 °C a aproximadamente 140 °C (en este intervalo de temperatura, la diferencia en la presión del punto de rocío y la presión del punto de burbujeo de la composición a una temperatura particular es inferior o igual al 5 por ciento (basado en la presión del punto de burbujeo) (Tabla 15A). Se forman composiciones similares a azeótropos de 1-99 % en moles de E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno y 1-99 % en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno a temperaturas que varían de aproximadamente -40 °C a aproximadamente 140 °C (en este intervalo de temperatura, la diferencia en la presión del punto de rocío y la presión del punto de burbujeo de la composición a una temperatura particular es inferior o igual al 3 por ciento (basado en la presión del punto de burbujeo) (Tabla 15B). A 20 °C, se formaron composiciones similares a azeótropos de 1 a 12 % en moles y de 89 a 99 % en moles de Z-HCFO-1224yd y de 1 a 11 % en moles y de 88 a 99 % en moles de E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno.
Tabla 15A
Figure imgf000041_0001
Tabla 15B
Figure imgf000041_0002
EJEMPLO DE REFERENCIA 13: Mezclas azeotrópicas y similares a azeótropos Z-HCFO-1224yd y HFC-245eb Para determinar la volatilidad relativa del par binario de Z-HCFO-1224yd y HFC-245eb, se usó el método PTx descrito anteriormente en el Ejemplo 8. La temperatura en una celda PTx de volumen conocido se midió a presión constante para varias composiciones binarias. Estas mediciones se redujeron luego a composiciones líquidas y de vapor de equilibrio en la celda utilizando la ecuación NRTL.
Las temperaturas medidas frente a las composiciones en la celda PTx para las mezclas Z-HCFO-1224yd/HFC-245eb se muestran en la FIG. 6, que ilustra gráficamente la formación de una composición azeotrópica de Z-HCFO-1224yd y HFC-245eb como se indica en una mezcla de aproximadamente 78,8 % en moles de Z-HCFO-1224yd y 21,2 % en moles de HFC-245eb que tienen la presión más alta del tipo de composiciones a aproximadamente 31,7 °C.
Se forman composiciones azeotrópicas Z-HCFO-1224yd y HFC-245eb que varían de aproximadamente 65,6 por ciento en moles a aproximadamente 86,7 por ciento en moles de Z-HCFO-1224yd y de aproximadamente 34,4 por ciento en moles a aproximadamente 13,3 por ciento en moles de HFC-245eb (que forman composiciones azeotrópicas que hierven a una temperatura de aproximadamente -40 °C a aproximadamente 130 °C y a una presión de aproximadamente 6,76 kPa (0,98 psia) a aproximadamente 2296 kPa (333 psia).
A 20,0 °C y 130 kPa (18,8 psia), la composición azeotrópica fue de 81,4 % en moles de Z-HCFO-1224yd y 18,6 % en moles de HFC-245eb. A 13,4 °C y presión atmosférica 101 kPa (14,7 psia) la composición azeotrópica fue de 82,7 % en moles de Z-HCFO-1224yd y 17,3 % en moles de HFC-245eb. Las composiciones azeotrópicas se enumeran en las Tablas 16 y 17 a continuación.
Tabla 16
Figure imgf000042_0002
Tabla 17
Figure imgf000042_0001
continuación
Figure imgf000043_0001
Asimismo, también se forman composiciones similares a azeótropos que contienen Z-HCF0-1224yd y HFC-245eb. Se forman composiciones similares a azeótropos de 1-99 % en moles de Z-HCF0-1224yd y 99-1 % en moles de HFC-245eb a temperaturas que varían de aproximadamente -40 °C a aproximadamente 120 °C (en este intervalo de temperatura, la diferencia en la presión del punto de rocío y la presión del punto de burbujeo de la composición a una temperatura particular es inferior o igual al 5 por ciento (basado en la presión del punto de burbujeo) (Tabla 18A). Se forman composiciones similares a azeótropos de 1-99 % en moles de Z-HCFO-1224yd y 99-1 % en moles de HFC-245eb a temperaturas que varían de aproximadamente -40 °C a aproximadamente 120 °C (en este intervalo de temperatura, la diferencia en la presión del punto de rocío y la presión del punto de burbujeo de la composición a una temperatura particular es inferior o igual al 3 por ciento (basado en la presión del punto de burbujeo) (Tabla 18B). A 20 °C se formaron composiciones similares a azeótropos de 1 a 9 % en moles y de 58 a 99 % en moles de Z-HCFO-1224yd y de 1 a 42 % en moles y de 91 a 99 % en moles de HFC-245eb. Tales composiciones similares a azeótropos existen alrededor de composiciones azeotrópicas.
Tabla 18A
Figure imgf000043_0002
Tabla 18B
Figure imgf000043_0003
EJEMPLO DE REFERENCIA 14: Mezclas azeotrópicas y similares a azeótropos Z-HCFO-1224yd y HCFO-1233xf
Para determinar la volatilidad relativa del par binario de Z-HCFO-1224yd y HCFO-1233xf, se usó el método PTx descrito anteriormente en el Ejemplo 8. La temperatura en una celda PTx de volumen conocido se midió a presión constante para varias composiciones binarias. Estas mediciones se redujeron luego a composiciones líquidas y de vapor de equilibrio en la celda utilizando la ecuación NRTL.
Las temperaturas medidas frente a las composiciones en la celda PTx para las mezclas Z-HCFO-1224yd/ HCFO-1233xf se muestran en la FIG. 7, que ilustra gráficamente la formación de una composición azeotrópica de Z-HCFO-1224yd y HCFO-1233xf como se indica en una mezcla de aproximadamente 16 % en moles de Z-HCFO-1224yd y 84 % en moles de HCFO-1233xf que tienen la presión más alta del tipo de composiciones a aproximadamente 31,8 °C.
EJEMPLO DE REFERENCIA 15: Valores R envejecidos mejorados con mezclas de HCFO-1224yd y HFO-1336mzz-E
Se usó un método de mezcla manual para hacer muestras de espuma en un molde de 20,3 cm x 20,3 cm x 6,3 cm (8" x 8" x 2,5"). Las espumas se curaron durante la noche y se cortaron a 15,2 x 15,2 cm x 3,81 cm (6" x 6" x 1,5" y se analizaron en un medidor de flujo de calor calibrado. Se analizaron las muestras y se consideró que el valor en cada punto de ajuste era el valor del factor k de la línea base. Un método de mezcla manual de ejemplo consistió en agregar y mezclar una cantidad adecuada de HCFO o HFO y agua en el componente B (mezcla genérica de poliuretano de componente B). Luego se mezcló una cantidad apropiada de componente A (mezcla de componente A de poliuretano genérico) utilizando un mezclador Arrowhead de alta velocidad a 4000 rpm durante 1,5 s y la mezcla se vertió en el molde. Los porcentajes en peso de cada componente del agente de expansión utilizado para preparar las espumas se proporcionan en la Tabla 19 (porcentajes en peso basados en la cantidad total de componente A y componente B, combinados) y se utilizó una proporción de 100:123 de componente B:componente A para preparar las muestras. Los resultados de los experimentos del análisis térmico se muestran en las Tablas 20-24 y las FIG. 8-11.
Tabla 19.
Figure imgf000044_0003
Tabla 20.
Figure imgf000044_0001
Tabla 21.
Figure imgf000044_0002
Tabla 22.
Figure imgf000045_0001
Tabla 23.
Figure imgf000045_0002
Tabla 24.
Figure imgf000045_0003
Tabla 25.
Figure imgf000045_0004
Como se muestra en los datos de las Tablas 20-25, combinando HFO-1336mzz-E con HCFO-1224yd, se formó una combinación sinérgica que proporcionó un rendimiento de aislamiento mejorado en una amplia gama de temperaturas. Además, el efecto fue de larga duración y continuó proporcionando un mejor aislamiento. A mayores temperaturas, la combinación de HFO-1336mzz-Z y HCFO-1224yd también mostró buenos resultados en comparación con el control y las mezclas de HCFO-1233zd con HCFO-1224yd.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una composición similar a un azeótropo que consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii)(a) formiato de metilo o (ii)(b) £-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz).
2. La composición similar a un azeótropo de la reivindicación 1, en donde la composición similar a un azeótropo consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) formiato de metilo, en donde la composición similar a un azeótropo preferentemente consiste esencialmente en (i) el 1-99 % en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) el 1-99 % en moles de formiato de metilo a una temperatura de -40 °C a aproximadamente 140 °C, y en donde la composición similar a un azeótropo consiste más preferentemente esencialmente en (i) el 85-99 % en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) el 1-15 % en moles de formiato de metilo a 20 °C.
3. La composición similar a un azeótropo de la reivindicación 1, en donde la composición similar a un azeótropo consiste esencialmente en (i) Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz), en donde la composición similar a un azeótropo preferentemente consiste esencialmente en (i) el 1-99 % en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) el 1-99 % en moles de E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz) a una temperatura de -40 °C a aproximadamente 140 °C, y en donde la composición similar a un azeótropo consiste más preferentemente esencialmente en (i) el 1-12 % en moles y el 89-99 % en moles de Z-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno (Z-HCFO-1224yd) y (ii) el 1-11 % en moles y el 88-99 % en moles de E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (E-HFO-1438mzz) a una temperatura de 20 °C.
4. Un proceso de formación de una espuma que comprende:
(a) añadir una composición espumable a un agente de expansión; y,
(b) hacer reaccionar la composición espumable en condiciones eficaces para formar una espuma,
en donde el agente de expansión comprende la composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
5. Un proceso de formación de una espuma, que comprende:
(a) agregar una composición espumable que comprende uno o más polímeros termoplásticos a un agente de expansión; y
(b) procesar la composición espumable en condiciones eficaces para formar una espuma,
en donde el agente de expansión comprende la composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
6. El proceso de la reivindicación 5, en donde el proceso comprende extrudir una mezcla de la composición espumable y el agente de expansión.
7. Una espuma formada mediante el proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 6.
8. Una espuma que comprende un polímero y la composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
9. Un proceso para producir enfriamiento, que comprende;
(a) condensar la composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3; y
(b) evaporar la composición en las proximidades de un cuerpo a enfriar.
10. Un proceso para producir calentamiento que comprende:
(a) condensar la composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en la proximidad de un cuerpo a calentar; y
(b) evaporar posteriormente dicha composición.
11. Un sistema de transferencia de calor que comprende un medio de transferencia de calor, en donde el medio de transferencia de calor comprende la composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
12. Una bomba de calor de alta temperatura que comprende un fluido de trabajo que comprende una composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
13. Un producto en aerosol que comprende un componente para ser dispensado y un propulsor, en donde el propulsor comprende la composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
14. Un método para extinguir o suprimir una llama, que comprende dispensar en la llama la composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
15. Un sistema para prevenir o suprimir una llama, que comprende un recipiente que comprende la composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y una boquilla para dispensar la composición hacia una ubicación anticipada o real de la llama.
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