JP2015110795A - 2,3,3,3−テトラフルオロプロペンおよび炭化水素を含む組成物ならびにその使用 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234yf)1〜86質量%及びプロピレン99〜14質量%、HFO−1234yf95〜99質量%及びプロピレン5〜1質量%又はHFO−1234yf1〜98質量%、1,1−ジフルオロエタン(HFC−152a)1〜98質量%及びプロパン20〜98質量%を含む近共沸組成物から選択される組成物。
【選択図】なし
Description
本出願は、2008年11月19日出願の米国仮特許出願第61/116,041号明細書の優先権を主張するものである。
HFO−1234yfおよびプロピレン;
HFO−1234yf、HFC−152a、およびシクロプロパン;
HFO−1234yf、HFC−152a、およびプロパン;ならびに
HFO−1234yf、HFC−134a、およびシクロプロパン
を含む組成物が本明細書に開示される。
本明細書で用いるところでは、用語伝熱組成物は、熱を熱源からヒートシンクに運ぶために使用される組成物を意味する。
い。幾つかの実施形態では、本開示の組成物は、スーパーマーケット冷凍システムに使用されてもよい。さらに、固定システムには、一次冷媒および二次伝熱流体を利用する二次ループシステムが含まれる。
トが除去された後に残る組成物との間の蒸気圧の差が約10パーセント未満である場合に組成物は近共沸である。
成物、プロセス、方法、物品、もしくは装置は、それらの要素のみに必ずしも限定されないが、明確にリストされないかまたはかかる組成物、プロセス、方法、物品、もしくは装置に固有の他の要素を包含してもよい。さらに、それとは反対を明確に述べられない限り、「または(or)」は包括的なまたはを意味し、排他的なまたはを意味しない。例えば、条件AまたはBは次のいずれか1つで満たされる:Aは真であり(または存在し)かつBは偽である(または存在しない);Aは偽であり(または存在せず)かつBは真である(または存在する);ならびにAおよびBの両方とも真である(または存在する)。
2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234yf)および少なくとも1つの他の化合物を含む組成物が開示される。HFO−1234yfは、当該技術分野で公知の方法によって製造されてもよい。
HFO−1234yfおよびシクロプロパン;
HFO−1234yfおよびプロピレン;
HFO−1234yf、HFC−152a、およびシクロプロパン;
HFO−1234yf、HFC−152a、およびプロパン;ならびに
HFO−1234yf、HFC−134a、およびシクロプロパン
を含む組成物が開示される。
パーフルオロポリエーテル、摩耗防止剤、極圧剤、腐食および酸化防止剤、金属表面エネルギー低減剤、金属表面不活性化剤、フリーラジカル捕捉剤、発泡制御剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、洗剤、粘度調整剤、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される1つ以上の成分を含んでもよい。実際に、これらの随意の他の成分の多くは、これらのカテゴリーの1つ以上に適合し、それらが1つ以上の性能特性を達成するのに役立つ品質を有するかもしれない。
Calumet(登録商標)RO−30(Calumet Lubricantsによって販売されるナフテン系鉱油)、Zerol(登録商標)75、Zerol(登録商標)150およびZerol(登録商標)500(Shrieve Chemicalsによって販売される線状アルキルベンゼン)およびHAB 22(新日本石油によって販売される分岐アルキルベンゼン)、Castrol(登録商標)100(Castrol,United Kingdom)などのポリオールエステル(POE)、Dow(Dow Chemical,Midland,Michigan)からのRL−488Aなどのポリアルキレングリコール(PAG)、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの潤滑油を含有する。
化マグネシウム(Mg(OH)2)、水酸化アルミニウム(Al(OH)3)、ホウ酸亜鉛(3ZnO:2B2O3)、酸化亜鉛(ZnO)、モリブデン酸亜鉛(ZnMoO4)、モリブデン酸カルシウム(CaMoO4)、酸化銅(Cu2OおよびCuO)、ならびに、三酸化アンチモン(Sb2O3)および五酸化アンチモン(Sb2O5)を含むがそれらに限定されない酸化アンチモンなどが含まれるがそれらに限定されない。かかる塩は、Aldrich,Milwaukee,Wisconsinなどの多数の化学薬品供給業者から入手可能である。
H)2、Specialchem FR−522);トリスブロモネオペンチルホスフェート(Specialchem FR−370/FR−372、(C(CH2Br)3CH2O)PO)、トリスブロモネオペンチルアルコール(TBNPA、CH2(CH2Br)OH)、およびヘキサブロモシクロドデカン(HBCD、シクロ−(−CHBrCHBrCH2CH2CHBrCHBrCH2CH2CHBrCHBrCH2CH2−))などの脂肪族化合物がさらに含まれる。
物をさらに含んでもよい。水での調合物は、Uniqema(Gouda,The Netherlands)によって商標EMKAROX(登録商標)HV 45およびEMKAROX(登録商標)HV 20(PAG)で販売されるものなど、30重量パーセント以上の水を含んでもよい。記載されるようなPAG/水およびPOE/水はまた潤滑油としても機能するので、追加の潤滑油は必要ではないかもしれない。あるいはまた、追加の潤滑油が、潤滑のために必要に応じてPAG/水またはPOE/水混合物に加えられてもよい。
,6,6,6−ウンデカフルオロ−2−(トリフルオロメチル)−3−ヘキサノン;および1,1,2,2,4,5,5,5−オクタフルオロ−1−(トリフルオロメトキシ)−4−(トリフルオロメチル)−3−ペンタノンである。PEIKは3M(商標)(St.Paul,MN)から入手可能であり、リストされた他のフルオロケトンは、参照により本明細書に援用される、米国特許第3,185,734号明細書および同第6,478,979号明細書ならびにJ.Am.Chem.Soc.,vol 84,pp.4285−88、1962に記載されているように製造されてもよい。
ーテル、フルオロエーテルおよび1,1,1−トリフルオロアルカンならびにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物が含まれる。
Chemical(USA)から商業的に入手可能なもの、Aromatic 150(C9〜C11芳香族)、Aromatic 200(C9〜C15芳香族)およびNaptha 140ならびにそれらの混合物からなる群から選択される炭化水素である。
01(東亞合成株式会社)などの、3−エチル−3−ヒドロキシメチル−オキセタン;OXT−211(東亞合成株式会社)などの、3−エチル−3−((フェノキシ)メチル)−オキセタン;OXT−212(東亞合成株式会社)などの、3−エチル−3−((2−エチル−ヘキシルオキシ)メチル)−オキセタン;アスコルビン酸;メタンチオール(メチルメルカプタン);エタンチオール(エチルメルカプタン);補酵素A;ジメルカプトコハク酸(DMSA);グレープフルーツメルカプタン((R)−2−(4−メチルシクロヘキセ−3−ニル)プロパン−2−チオール));システイン((R)−2−アミノ−3−スルファニル−プロパン酸);リポアミド(1,2−ジチオラン−3−ペンタンアミド);商標Irganox(登録商標)HP−136でCibaから商業的に入手可能な、5,7−ビス(1,1−ジメチルエチル)−3−[2,3(または3,4)−ジメチルフェニル]−2(3H)−ベンゾフラノン;ベンジルフェニルスルフィド;ジフェニルスルフィド;ジイソプロピルアミン;商標Irganox(登録商標)PS 802(Ciba)でCibaから商業的に入手可能な、ジオクタデシル3,3’−チオジプロピオネート;商標Irganox(登録商標)PS 800でCibaから商業的に入手可能な、ジドデシル3,3’−チオプロピオネート;商標Tinuvin(登録商標)770でCibaから商業的に入手可能な、ジ−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート;商標Tinuvin(登録商標)622LD(Ciba)でCibaから商業的に入手可能な、ポリ−(N−ヒドロキシエチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ヒドロキシ−ピペリジルスクシネート;メチルビス牛脂アミン;ビス牛脂アミン;フェノール−アルファ−ナフチルアミン;ビス(ジメチルアミノ)メチルシラン(DMAMS);トリス(トリメチルシリル)シラン(TTMSS);ビニルトリエトキシシラン;ビニルトリメトキシシラン;2,5−ジフルオロベンゾフェノン;2’,5’−ジヒドロキシアセトフェノン;2−アミノベンゾフェノン;2−クロロベンゾフェノン;ベンジルフェニルスルフィド;ジフェニルスルフィド;ジベンジルスルフィド;イオン性液体;ならびにそれらの混合物および組み合わせからなる群から選択される。
第三ブチルフェノール)などを含むヒドロキシル化チオジフェニルエーテル、アルキリデンビスフェノール類、例えば4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−第三ブチルフェノール);4,4’−ビス(2,6−ジ−第三ブチルフェノール);2,2’−または4,4−ビフェノールジオールの誘導体;2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−第三ブチルフェノール);2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−第三ブチルフェノール);4,4−ブチリデンビス(3−メチル−6−第三ブチルフェノール);4,4−イソプロピリデンビス(2,6−ジ−第三ブチルフェノール);2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−ノニルフェノール);2,2’−イソブチリデンビス(4,6−ジメチルフェノール);2,2’−メチレビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−ジ−第三ブチルフェノール)を含む2,2−または4,4−ビフェニルジオール;ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT、または2,6−ジ−第三ブチル−4−メチルフェノール)、2,6−ジ−第三−アルファ−ジメチルアミノ−p−クレゾール、4,4−チオビス(6−第三ブチル−m−クレゾール)などを含むヘテロ原子を含むビスフェノール;アシルアミノフェノール;2,6−ジ−第三−4(N,N’−ジメチルアミノメチルフェノール);ビス(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−第三ブチルベンジル)スルフィド;ビス(3,5−ジ−第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィドを含むスルフィド、ならびにそれらの混合物および組み合わせである。
に含んでもよい。パーフルオロポリエーテルの共通の特徴は、パーフルオロアルキルエーテル部分の存在である。パーフルオロポリエーテルはパーフルオロポリアルキルエーテルの同義語である。頻繁に用いられる他の同義語には、「PFPE」、「PFAE」、「PFPEオイル」、「PFPE流体」、および「PFPAE」が含まれる。幾つかの実施形態では、パーフルオロポリエーテルは、CF3−(CF2)2−O−[CF(CF3)−CF2−O]j’−R’fの式を有し、商標Krytox(登録商標)でDuPontから商業的に入手可能である。直前の式において、j’は2〜100(両端を含む)であり、R’fは、CF2CF3、C3〜C6のパーフルオロアルキル基、またはそれらの組み合わせである。
本明細書に開示される組成物は、R134a(またはHFC−134a、1,1,1,2−テトラフルオロエタン)、R22(またはHCFC−22、クロロジフルオロメタン)、R12(CFC−12、ジクロロジフルオロメタン);R407C(52重量パーセントのR134a、25重量パーセントのR125(ペンタフルオロエタン)、および23重量パーセントのR32(ジフルオロメタン)のブレンドに対するASHRAE呼称);R410A(50重量パーセントのR125および50重量パーセントのR32のブレンドに対するASHRAE呼称);R417A(46.6 重量パーセントのR125、
50.0重量パーセントのR134a、および3.4重量パーセントのn−ブタンのブレンドに対するASHRAE呼称);R419A(R125、R134aおよびDMEを含有するブレンドに対するASHRAE呼称);R422A、R422B、R422CおよびR422D(異なる成分濃度でのR125、R134a、イソブタンのブレンドに対するASHRAE呼称);R404A(44重量パーセントのR125、52重量パーセントのR143a(1,1,1−トリフルオロエタン)、および4.0重量パーセントのR134aのブレンドに対するASHRAE呼称);R413A(R218、R134a、およびイソブタンを含有するブレンドに対するASHRAE呼称);R423A(52.5重量パーセントのR134aおよび47.5重量パーセントのR227ea(1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン)を含有するブレンドに対するASHRAE呼称);R424A(R125、R134a、イソブタン、n−ブタン、およびイソペンタンを含有するブレンドに対するASHRAE呼称);R426A(R125、R134a、n−ブタン、およびイソペンタンを含有するブレンドに対するASHRAE呼称);R428A(R125、R143a、プロパンおよびイソブタンを含有するブレンドに対するASHRAE呼称);R430A(R152aおよびイソブタンを含有するブレンドに対するASHRAE呼称);R434A(約63.2重量パーセントのR125、約16重量パーセントのR134a、約18重量パーセントのR143a、および約2.8重量パーセントのイソブタンを含有するブレンドに対するASHRAE呼称);R437A(約19.5重量パーセントのR125、約78.5重量パーセントのR134a、約1.4重量パーセントのn−ブタン、および約0.6重量パーセントのn−ペンタンを含有するブレンドに対するASHRAE呼称);R438A(約8.5重量パーセントのR32、約45重量パーセントのR125、約44.2重量パーセントのR134a、約1.7重量パーセントのn−ブタン、および約0.6重量パーセントのイソペンタンを含有するブレンドに対するASHRAE呼称);ならびにR507A(50重量パーセントのR125および50重量パーセントのR143aのブレンドに対するASHRAE呼称)を含むがそれらに限定されない、現在使用されている冷媒の低地球温暖化係数(GWP)代替品として有用であるかもしれない。さらに、本明細書に開示される組成物は、R12(CFC−12、ジクロロジフルオロメタン)またはR502(51.2重量パーセントのCFC−115(クロロペンタフルオロエタン)および48.8重量パーセントのHCFC−22のブレンドに対するASHRAE呼称)の代替品として有用であるかもしれな
い。
HFO−1234yfおよびシクロプロパン;
HFO−1234yfおよびプロピレン;
HFO−1234yf、HFC−152a、およびシクロプロパン;
HFO−1234yf、HFC−152a、およびプロパン;ならびに
HFO−1234yf、HFC−134a、およびシクロプロパン
からなる群から選択される方法が提供される。
HFO−1234yfおよびシクロプロパン;
HFO−1234yfおよびプロピレン;
HFO−1234yf、HFC−152a、およびシクロプロパン;
HFO−1234yf、HFC−152a、およびプロパン;ならびに
HFO−1234yf、HFC−134a、およびシクロプロパン
からなる群から選択される組成物を提供する工程をさらに含んでもよい。
蒸気漏洩の影響
示される温度で容器に初期組成物を装入し、組成物の初期蒸気圧を測定する。温度を一定に保ちながら、組成物を、初期組成物の50重量パーセントが除去されるまで、容器から漏洩させ、その時点で容器に残っている組成物の蒸気圧を測定する。推定値を表3に示す。
サイクル性能
表4は、HFC−134a、HCFC−22、R407C、およびHFO−1234yfと比べて本明細書に開示されるような様々な冷媒組成物の冷却性能を示す。この表で、Evap Presはエバポレーター圧力であり、Cond Presは凝縮器圧力であり、Comp Exit Tは圧縮機出口温度であり、COPは性能係数(エネルギー効率に類似の)であり、Capは冷却能力である。データは次の条件に基づいている:
凝縮器温度 54℃
エバポレーター温度 4℃
サブクール温度 4℃
リターンガス温度 18℃
圧縮機効率 70%
なブレンドが、表4に示されるようにHFC−134a、HCFC−22、またはR407Cの潜在的な代替品であることを理解することができる。
地球温暖化係数
ある種の開示組成物についての地球温暖化係数(GWP)についての値を表5に示す。純成分についてのGWPを参考のためにリストする。HFCおよび炭化水素についての値は、「Climate Change 2007−IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Chang(気候変動に関する政府間パネル))Fourth Assessment Report on Climate
Change(気候変動に関する第4次評価報告)」、「Working Group
1 Report:The Physical Science Basis(作業グループ1報告:物理科学的基礎)」という表題のセクション、Chapter 2,pp.212−215、表2.14および2.15から取られたものである。HFO−1234yfおよびHFO−1234zeについての値は、Papadimitriou et
al.,Physical Chemistry Chemical Physics,2007,vol.9,pp.1−13に発表された。本明細書で参照される表にリストされる値は全くないので、シクロプロパンについてはGWP=3(*)の推定値を用いる。特に100年対象期間を使用する。2つ以上の成分を含有する組成物についてのGWP値は、個々の成分のGWP値の加重平均として計算する。
されるような他のものだけでなくHFC−134aおよびHCFC−22についてのものより低い。
Claims (15)
- HFO−1234yfおよびシクロプロパン;
HFO−1234yfおよびプロピレン;
HFO−1234yf、HFC−152a、およびシクロプロパン;
HFO−1234yf、HFC−152a、およびプロパン;ならびに
HFO−1234yf、HFC−134a、およびシクロプロパン
を含む組成物からなる群から選択される組成物。 - 約1質量パーセント〜約99質量パーセントのHFO−1234yfおよび約99質量パーセント〜約1質量パーセントのシクロプロパン;
約1質量パーセント〜約86質量パーセントのHFO−1234yf、約99質量パーセント〜約14質量パーセントのプロピレン;
約95質量パーセント〜約99質量パーセントのHFO−1234yf、約5質量パーセント〜約1質量パーセントのプロピレン;
約1質量パーセント〜約98質量パーセントのHFO−1234yf、約1質量パーセント〜約98質量パーセントのHFC−152a、および約1質量パーセント〜約98質量パーセントのシクロプロパン;
約1質量パーセント〜約98重量パーセントのHFO−1234yf、約1質量パーセント〜約98質量パーセントのHFC−152a、および約20質量パーセント〜約98質量パーセントのプロパン;ならびに
約1質量パーセント〜約98質量パーセントのHFO−1234yf;約1質量パーセント〜約98質量パーセントのHFC−134a、および約1質量パーセント〜約98質量パーセントのシクロプロパン
を含む近共沸組成物を含む請求項1に記載の組成物。 - 25℃および約123.8psia(kPa)で約65.4質量パーセントのHFC−1234yfおよび約34.6質量パーセントのシクロプロパン;
25℃および約167.7psia(kPa)で約23.9質量パーセントのHFO−1234yfおよび約76.1質量パーセントのプロピレン;
25℃および約124.4psia(kPa)で約52.6質量パーセントのHFO−1234yf、約11.1質量パーセントのHFC−152a、および約36.3質量パーセントのシクロプロパン;ならびに
約0℃および約76.0psia(kPa)で約18.2質量パーセントのHFO−1234yf、約27.5質量パーセントのHFC−152a、および約54.3質量パーセントのプロパン
を含む共沸組成物を含む請求項1に記載の組成物。 - 鉱油、アルキルベンゼン、ポリアルファオレフィン、ポリアルキレングリコール、ポリオールエステル、ポリビニルエーテル、およびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの滑剤をさらに含む請求項1に記載の組成物。
- アセテート、ボレート、カーボネート、ビカーボネート、ホスフェート、ニトレート、水酸化物、酸化物、モリブデート、臭化物、ブロメート、クロレート、塩化物、またはヨウ化物、ホスフェートエステル、有機ホスホネート、およびホスホニウム塩、ホウ酸、有機ホウ素化合物、臭素化化合物、塩素化パラフィン、ポリリン酸アンモニウム、メラミン、水とポリアルキレングリコールまたはポリオールエステルとの混合物、パーフルオロ化滑剤、フルオロケトン、フルオロヨード化合物、またはそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの添加剤をさらに含む請求項1に記載の組成物。
- 請求項1に記載の組成物を凝縮させ、該組成物をその後冷却すべき本体の近くで蒸発させる工程を含む冷却をもたらすための方法。
- 加熱すべき本体の近くで請求項1に記載の組成物を凝縮させ、該組成物をその後蒸発させる工程を含む加熱をもたらすための方法。
- R134a、R22、R12、R404A、R410A、R407C、R413A、R417A、R422A、R422B、R422CおよびR422D、R423A、R424A、R426A、R428A、R430A、R434A、R437A、R438A、R507A、R502、およびR437Aを使用するシステム、それを使用したシステムまたはそれを使用するよう設計されたシステムでR134a、R22、R12、R404A、R410A、R407C、R413A、R417A、R422A、R422B、R422CおよびR422D、R423A、R424A、R426A、R428A、R430A、R434A、R437A、R438A、R507A、R502、およびR437Aを置き換える方法であって、該システムに請求項1に記載の組成物を提供する工程を含む、上記方法。
- 請求項1に記載の組成物を含有する冷凍、空調またはヒートポンプ装置。
- 請求項1に記載の組成物を含有する業務用空調装置。
- 請求項1に記載の組成物を含有する固定式冷蔵システム。
- 請求項1に記載の組成物を含む発泡剤。
- (a)請求項1に記載の組成物を発泡性組成物に加える工程と、
(b)発泡性組成物を発泡体を形成するのに有効な条件下で反応させる工程と
を含む発泡体の成形方法。 - 請求項1に記載の組成物を含むスプレー可能な組成物。
- 請求項1に記載の組成物をエアゾール容器中の活性成分に加える工程を含むエアゾール製品の生産方法であって、該組成物が噴射剤として機能する、上記方法。
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