JP2021526566A - 1234yfを含む、共沸混合物組成物又は共沸混合物様組成物 - Google Patents

1234yfを含む、共沸混合物組成物又は共沸混合物様組成物 Download PDF

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Abstract

本発明は、1234yfと、R−134及びR−134aからなる群から選択される少なくとも1つの成分とを含む、共沸性組成物又は共沸混合物様組成物を提供する。本発明の組成物は、冷却剤、伝熱流体、起泡発泡剤、エアロゾル噴霧剤、ならびに鎮火剤及び消火剤として有用である。【選択図】なし

Description

本発明は、1234yfと、R−134及びR−134aからなる群から選択される少なくとも1つの成分とを含む、共沸性組成物又は共沸混合物様組成物を提供する。
フルオロカーボン系流体には、冷却剤、エアロゾル噴霧剤、発泡剤、伝熱媒体、及びガス状誘電体とすることを含めた多数の用途で、産業上の広範な使用がある。関連する比較的高い地球温暖化係数を含めて、これら流体の一部の使用に付随した疑わしい環境問題を理由として、オゾン層破壊係数が低い又はゼロである流体を使用することが望ましい。
現在使用されている市販の冷却剤の大部分が純粋な流体又は共沸混合物であり、これら冷却剤の多くが、大気に放出される際にオゾン層破壊係数を有する。
多くの共沸混合物は、それらを冷却剤、発泡剤、噴霧剤、溶媒等として有用にさせる性質を保持する。例えば、共沸混合物は、プロセス中及び使用中に沸点の変動を起こさない定沸点を有する。
米国特許第7,524,805号は、実質的に、有効量のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(トランスHFO−1234ze)と、1,1−ジフルオロエタン(“R−152a”)、1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(“R−227ea”)、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(“R−134a”)、1,1,1,2,2−ペンタフルオロエタン(“R−125”)及びこれらのうちの2以上の組み合わせからなる群から選択される化合物とからなる共沸混合物様組成物を開示する。
米国特許第8,592,538号は、クロロメタンと、1,1,1,3−テトラフルオロエタン(54〜81重量%)もしくは1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(47〜99.7重量%)からなる群から選択される少なくとも1つのハイドロフルオロカーボン又はハイドロフルオロオレフィンとを含む、共沸性組成物又は共沸混合物様組成物を開示する。
米国特許第9,023,233号は、63モル%の2,3,3,3−テトラフルオロプロペンと37モル%のクロロメタンとを含む、共沸性組成物を開示する。
米国特許第9,574,123号は、R及びHFOを含む冷却剤組成物であって、1)RとしてR−32、R−125、R−134a及びR−134;2)HFOとしてHFO−1234yf及びHFO−1234zeのうちの少なくとも1つ、ならびに3)第3の成分として、HCC−40、HCFC−22、HCFC−124、CFC−115、HCFC−1122、CFC−1113及び3,3,3−トリフルオロプロピンからなる群から選択された少なくとも1つの構成要素、を含む当該組成物を開示する。
上記した特許は、共沸性組成物又は共沸混合物様組成物について言及していない。
共沸混合物の形成が容易に予想できないという事実により、商業上有用である新規の、環境上安全な、分留されない混合物を特定することが複雑になっている。したがって、産業においては、依然として、新規の共沸混合物及び共沸混合物様混合物が、特に低い地球温暖化係数(GWP)を有する化合物の組み合わせが、要望されている。
この事実が、この分野において用途がある新規の共沸混合物の探索を明らかに複雑にしている。それにもかかわらず、所望の特性を有する新規の共沸性組成物を発見するという、この技術分野における絶え間ない努力が存在する。
HFOと少なくとも1つのRとを含む本発明の共沸性組成物又は共沸混合物様組成物により、とりわけこの要望が満たされる。
発明の目的
本発明の目的は、1234yfと、R−134及びR−134aからなる群から選択される少なくとも1つの成分とを含む組成物を提供することである。
本発明は、R−1234yfと、R−134aと、R−134とを含む組成物を提供する。
本発明は、R−1234yfと、R−134とを含む組成物を提供する。
本発明は、R−1234yfと、R−134aとを含む組成物を提供する。
本明細書で用いる場合、R−1234yfの語は2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを指し;134aは1,1,1,2−テトラフルオロエタンを指し;R−134は1,1,2,2−テトラフルオロエタンを指し;R−1243zfは3,3,3−トリフルオロプロパ−1−エンを指し;R−32はジフルオロメタンを指し;R−125は1,1,1,2,2−ペンタフルオロエタンを指し;R−143aは1,1,1−トリフルオロエタンを指し;R−152aは1,1−ジフルオロエタンを指し;R−161はモノフルオロエタンを指し;R−227eaは1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパンを指し;R−236eaは1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパンを指し;R−236faは1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンを指し;R−245faは1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンを指し;R−600aはイソブタンを指し;R−600はn−ブタンを指し、またR−365mfcは1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを指す。
本明細書で用いる場合、「共沸混合物又は共沸混合物様」の語は、その広義の意味を意図しており、厳密に共沸性である組成と、共沸性混合物のように振舞う組成との両方を含める。共沸性混合物は、液体組成と蒸気組成とが、一定の圧力及び温度において等しいものである2以上の成分の系である。実際には、このことは、共沸性混合物の成分は定沸点であり、相転移中に分離させることができないということを意味している。本発明の共沸混合物様組成物は、新しい共沸混合物様の系を形成するものではない追加成分を含んでもよい。
本発明は、R−1234yfと、R−134又はR−134aから選択される少なくとも1つとを含む、共沸性組成物又は共沸混合物様組成物を提供する。
本発明は、R−1234yfと、R−134とを含む、共沸性組成物又は共沸混合物様組成物を提供する。
一実施形態においては、本発明は、約50モル%から約99モル%のR−1234yfと、約1モル%から約50モル%のR−134とを含む組成物に関する。
別の実施形態においては、本発明は、約80モル%から約98モル%のR−1234yfと、約2モル%から約20モル%のR−134とを含む、2成分の共沸性組成物又は共沸混合物様組成物に関する。
別の実施形態においては、2成分の共沸性組成物は、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、鉱油、アルキルベンゼン、合成パラフィン、合成ナプテン(synthetic napthene)、及びポリ(アルファ)オレフィンからなる群から選択される潤滑剤をさらに含む。
別の実施形態においては、本発明の2成分の共沸性組成物は、冷却をもたらす又は熱を生成させるプロセスにおいて、伝熱流体、冷却剤、起泡発泡剤(foam blowing agent)、エアロゾル噴霧剤、ならびに鎮火剤(fire suppression agent)及び消火剤(fire extinguishing agent)として有用である。
別の実施形態においては、本発明は、80モル%から約98モル%のR−1234yfと、約2モル%から約20モル%のR−134とを含む共沸性組成物を含む冷却剤組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、約90モル%のR−1234yfと、約10モル%のR−134とを含む2成分の共沸性組成物又は共沸混合物様組成物に関する。
別の実施形態においては、2成分の共沸性組成物は、GWPが1500未満である。
別の実施形態においては、2成分の共沸性組成物は、GWPが750未満である。
別の実施形態においては、2成分の共沸性組成物は、GWPが500未満である。
別の実施形態においては、本発明は、ほぼ共沸性の組成物又は非共沸性の組成物であり得る、R−1234yf、R−134を含む冷却剤組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−1234ye、R−1243zf、R−32、R−125、R−134a、R−143a、R−152a、R−161、R−227ea、R−236ea、R−236fa、R−245fa、R−365mfc、プロパン、n−ブタン、イソブタン、2−メチルブタン、n−ペンタンからなる群から選択される、1又は複数の追加成分と、を含む組成物を提供する。
別の実施形態においては、組成物は、R−1234yfと、R−134と、R−32とを含む。別の実施形態においては、冷却剤組成物は、30%から60%のR−1234yfと、4%から15%のR−134と、20%から65%のR−32とを含む。
別の実施形態においては、組成物は、R−1234yfと、R−134と、R−32とを含む。別の実施形態においては、冷却剤組成物は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、50%から55%のR−32とを含むものであって、当該組成物は、GWPが750未満である。
別の実施形態においては、組成物は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−152aとを含む。別の実施形態においては、冷却剤組成物は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、20%から65%のR−32と、2%から15%のR−152aとを含む。
別の実施形態においては、組成物は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−125とを含む。別の実施形態においては、冷却剤組成物は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、20%から65%のR−32と、2%から15%のR−125とを含む。
別の実施形態においては、組成物は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−152aと、R−143aとを含む。別の実施形態においては、冷却剤組成物は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、20%から65%のR−32と、2%から15%の152aと、2%から10%のR−143aとを含む。
別の実施形態においては、組成物は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−152aと、R−125とを含む。別の実施形態においては、冷却剤組成物は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、20%から65%のR−32と、2%から15%の152aと、2%から10%のR−125とを含む。
別の実施形態においては、組成物は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−600aと、R−125とを含む。別の実施形態においては、冷却剤組成物は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、20%から65%のR−32と、2%から15%の600aと、2%から10%のR−125とを含む。
別の実施形態においては、組成物は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−227eaと、R−125とを含む。別の実施形態においては、冷却剤組成物は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、20%から65%のR−32と、2%から15%の227eaと、2%から10%のR−125とを含む。
別の実施形態においては、冷却剤組成物は、R−1234yfと、R−134と、R−152aとを含む。別の実施形態においては、冷却剤組成物は、30%から80%のR−1234yfと、4%から15%のR−134と、5%から55%のR−152aとを含む。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、GWPが1500未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、GWPが750未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、GWPが500未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、鉱油、アルキルベンゼン、合成パラフィン、合成ナプテン、及びポリ(アルファ)オレフィンからなる群から選択される潤滑剤をさらに含む。
別の実施形態においては、本発明の、R−1234yfと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、冷却をもたらす又は熱を生成させるプロセスにおいて、伝熱流体、起泡発泡剤、エアロゾル噴霧剤、ならびに鎮火剤及び消火剤として有用である。
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134aと、R−1234ye、R−1243zf、R−32、R−125、R−143a、R−152a、R−161、R−227ea、R−236ea、R−236fa、R−245fa、R−365mfc、プロパン、n−ブタン、イソブタン、2−メチルブタン、n−ペンタンから選択される1又は複数の追加成分とを含む冷却剤組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、10モル%から55モル%のR−134aと、35モル%から90モル%の1234yfとを含む組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、10モル%から35モル%のR−134aと、60モル%から90モル%の1234yfと、R−1234ye、R−1243zf、R−32、R−125、R−143a、R−152a、R−161、R−227ea、R−236ea、R−236fa、R−245fa、R−365mfc、プロパン、n−ブタン、イソブタン、2−メチルブタン、n−ペンタンから選択される1又は複数の追加成分とを含む冷却剤組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、R−1244yfと、R−134と、さらにR−134aとを含む、共沸性組成物又は共沸混合物様組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、約35モル%から80%モル%の1234yfと、約1モル%から約49%のR−134aと、約1モル%から約49%のR−134とを含む組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、約65モル%から85モル%の1234yfと、約4モル%から約20%のR−134aと、約5モル%から約15%のR−134とを含む、3成分の共沸性組成物又は共沸混合物様組成物を提供する。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、R−134aと、追加成分とを含む組成物は、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、鉱油、アルキルベンゼン、合成パラフィン、合成ナプテン、及びポリ(アルファ)オレフィンからなる群から選択される潤滑剤をさらに含む。
別の実施形態においては、本発明の、R−1234yfと、R−134と、R−134aとを含む組成物は、冷却をもたらす又は熱を生成させるプロセスにおいて、伝熱流体、起泡発泡剤、エアロゾル噴霧剤、ならびに鎮火剤及び消火剤として有用である。
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−134aとを含む共沸性組成物を含む冷却剤を提供する。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、R−134aとを含む組成物は、GWPが1500未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、R−134aとを含む組成物は、GWPが750未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、R−134aとを含む組成物は、GWPが500未満である。
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134aと、R−134とを含む組成物を提供し、またR−1234ye、R−1243zf、R−32、R−125、R−143a、R−152a、R−161、R−227ea、R−236ea、R−236fa、R−245fa、R−365mfc、プロパン、n−ブタン、イソブタン、2−メチルブタン、n−ペンタンから選択される1又は複数の追加成分をさらに含む。
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134aと、R−134と、R−32とを含む組成物を提供する。
別の実施形態においては、冷却剤組成物は、40%から45%のR−1234yfと、2%から6%のR−134と、5%から45%の134aと、10%から45%のR−32とを含む。
別の実施形態においては、冷却剤組成物は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、5%から45%の134aと、2%から10%のR−600aとを含む。
別の実施形態においては、冷却剤組成物は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、5%から45%の134aと、25から10%のR−600aと、2%から10%のR−125とを含む。
別の実施形態においては、組成物は、R−1234yfと、R−134と、R−134aと、R−32と、R−152aと、R−143aとを含む。別の実施形態においては、冷却剤組成物は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、5%から35%の134aと、20%から65%のR−32と、2%から15%の152aと、2%から10%のR−143aとを含む。
別の実施形態においては、組成物は、R−1234yfと、R134aと、R−134と、R−32と、R−152aとを含む。別の実施形態においては、冷却剤組成物は、30%から65%のR−1234yfと、4%から8%のR−134と、5%から50%の134aと、20%から65%のR−32と、2%から25%の152aとを含む。
別の実施形態においては、組成物は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−134aと、R−125とを含む。別の実施形態においては、冷却剤組成物は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、5%から35%の134aと、20%から65%のR−32と、2%から10%のR−125とを含む。
別の実施形態においては、組成物は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−134aと、R−227eaとを含む。別の実施形態においては、冷却剤組成物は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、5%から35%の134aと、20%から65%のR−32と、2%から10%のR−227eaとを含む。
別の実施形態においては、組成物は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−134aと、R−600aとを含む。別の実施形態においては、冷却剤組成物は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、5%から35%の134aと、20%から65%のR−32と、2%から10%のR−600aとを含む。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、R−134aとを含む組成物は、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、鉱油、アルキルベンゼン、合成パラフィン、合成ナプテン、及びポリ(アルファ)オレフィンからなる群から選択される潤滑剤をさらに含む。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134aと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、GWPが1500未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134aと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、GWPが750未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134aと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、GWPが500未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134aと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、冷却をもたらす又は熱を生成させるプロセスにおいて、伝熱流体、起泡発泡剤、エアロゾル噴霧剤、ならびに鎮火剤及び消火剤として有用である。
本発明の組成物は、特に、ジフルオロクロロメタン(R−22)/テトラフルオロエテン(TFE)及びクロロメタン(R−40)/メタンの反応によって調製可能である。ジフルオロクロロメタン(R−22)/テトラフルオロエテン(TFE)及びクロロメタン(R−40)/メタンの反応は、四塩化炭素、ヘキサクロロエタン、塩化トリクロロアセチル、クロロホルム、ホスゲン、塩化チオニル、塩化スルフォニル、トリクロロメチルベンゼン、有機次亜塩素酸塩、及び無機次亜塩素酸塩、又はその混合物からなる群から選択される開始剤の存在下で実行してもよい。
ジフルオロクロロメタン(R−22)/テトラフルオロエテン(TFE)及びクロロメタン(R−40)/メタンの反応は、500から850℃の範囲の温度で実行する。
本発明の共沸性組成物又は共沸混合物様組成物は、TFE及びR40の反応で得られたアウトレット組成物(outlet composition)より単離する。
本組成物は、幅広い用途で有用性がある。例えば、本発明の一実施形態は、本共沸混合物様組成物を含む、発泡剤、伝熱組成物、エアロゾル及びクリーニング、ならびに冷却剤の組成物に関する。
本発明のこの態様の別の実施形態においては、共沸混合物又は共沸混合物様組成物は、約0.5%未満の非吸収性の気体をさらに含む。
本発明のこの態様の別の実施形態においては、冷却剤組成物は、潤滑剤、色素(紫外色素を含む)、可溶化剤、相溶化剤(compatibilizer)、安定剤、トレーサー、パーフルオロポリエーテル、摩耗防止剤、極圧剤、腐食防止剤及び酸化防止剤、金属表面エネルギー還元剤、金属表面不活性化剤、フリーラジカル消去剤、泡制御剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、界面活性剤、粘度調整剤、ならびにその混合物からなる群から選択される任意の成分を含有してもよい。実際には、これら任意の他の成分の多くは、これらカテゴリのうちの1又は複数に該当し、また1又は複数の性能上の特性をそれら自体が達成するのに役立つ品質を有し得る。
この態様の別の実施形態においては、本発明は、本発明の冷却剤組成物を用いた冷却プロセスを提供するものであって、これは、
a)冷却剤組成物を凝縮するステップと、
b)冷却剤組成物を蒸発させるステップとを含む。
本発明のこれら組成物は、比較的低い地球温暖化係数(「GWP」)を呈する傾向がある。
この背景、及び完全な明細書でのより詳細なやり方でやがて出願されるものである他の背景に対して、本発明は、以下の非限定的な実施例において明らかになり、説明される。
本発明の共沸混合物組成物又は共沸混合物様組成物を冷却剤組成物として用いて、屋内を27℃の乾球温度(DBT)及び19℃の湿球温度(WBT)ならびに屋外を35DBT及び24WBTに維持して、標準ASHRAEモデル化プログラムで試験することが可能である。
本発明の冷却剤組成物を表1に列記している。
本発明の組成物のR−22との比較を表2に列記している。本発明のR−404との比較を表3に列記している。
表1
全ての量は質量%として計算している。
Figure 2021526566
Figure 2021526566
Figure 2021526566
蒸発エンタルピーの比較データを、以下の表4で与える。
Figure 2021526566
上記の表に示したように、本発明の冷却剤組成物は、良好な冷却性能を呈し、またレガシーであるR22及び404Aの冷却剤と実質的に同様の手法で、同一条件下で運用されることとなる。性能係数は、R22とほぼ近く、またODPはゼロであり、そして非常に低GWPである。
本発明の冷却剤組成物は、以下の表5に与えるとおりより高い比熱容量を有する。Cp(定圧比熱)は、定圧で熱を与えた場合に、温度を1℃上昇させるのに必要な熱の量であり、Cv(定積比熱)は、定容積で熱を与えた場合に、温度を1℃上昇させるのに必要な熱の量を意味する。
Figure 2021526566
本発明は、1234yfと、R−134及びR−134aからなる群から選択される少なくとも1つの成分とを含む、共沸性組成物又は共沸混合物様組成物を提供する。
フルオロカーボン系流体には、冷却剤、エアロゾル噴霧剤、発泡剤、伝熱媒体、及びガス状誘電体とすることを含めた多数の用途で、産業上の広範な使用がある。関連する比較的高い地球温暖化係数を含めて、これら流体の一部の使用に付随した疑わしい環境問題を理由として、オゾン層破壊係数が低い又はゼロである流体を使用することが望ましい。
現在使用されている市販の冷却剤の大部分が純粋な流体又は共沸混合物であり、これら冷却剤の多くが、大気に放出される際にオゾン層破壊係数を有する。
多くの共沸混合物は、それらを冷却剤、発泡剤、噴霧剤、溶媒等として有用にさせる性質を保持する。例えば、共沸混合物は、プロセス中及び使用中に沸点の変動を起こさない定沸点を有する。
米国特許第7,524,805号は、実質的に、有効量のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(トランスHFO−1234ze)と、1,1−ジフルオロエタン(“R−152a”)、1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(“R−227ea”)、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(“R−134a”)、1,1,1,2,2−ペンタフルオロエタン(“R−125”)及びこれらのうちの2以上の組み合わせからなる群から選択される化合物とからなる共沸混合物様組成物を開示する。
米国特許第8,592,538号は、クロロメタンと、1,1,1,3−テトラフルオロエタン(54〜81重量%)もしくは1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(47〜99.7重量%)からなる群から選択される少なくとも1つのハイドロフルオロカーボン又はハイドロフルオロオレフィンとを含む、共沸性組成物又は共沸混合物様組成物を開示する。
米国特許第9,023,233号は、63モル%の2,3,3,3−テトラフルオロプロペンと37モル%のクロロメタンとを含む、共沸性組成物を開示する。
米国特許第9,574,123号は、R及びHFOを含む冷却剤組成物であって、1)RとしてR−32、R−125、R−134a及びR−134;2)HFOとしてHFO−1234yf及びHFO−1234zeのうちの少なくとも1つ、ならびに3)第3の成分として、HCC−40、HCFC−22、HCFC−124、CFC−115、HCFC−1122、CFC−1113及び3,3,3−トリフルオロプロピンからなる群から選択された少なくとも1つの構成要素、を含む当該組成物を開示する。
共沸混合物の形成が容易に予想できないという事実により、商業上有用である新規の、環境上安全な、分留されない混合物を特定することが複雑になっている。したがって、産業においては、依然として、新規の共沸混合物及び共沸混合物様混合物が、特に低い地球温暖化係数(GWP)を有する化合物の組み合わせが、要望されている。
この事実が、この分野において用途がある新規の共沸混合物の探索を明らかに複雑にしている。それにもかかわらず、所望の特性を有する新規の共沸性組成物を発見するという、この技術分野における絶え間ない努力が存在する。
ハイドロフルオロオレフィン(HFOと少なくとも1つのハイドロフルオロカーボンとを含む本発明の共沸性組成物又は共沸混合物様組成物により、とりわけこの要望が満たされる。
発明の目的
本発明の目的は、1234yfと、R−134及びR−134aからなる群から選択される少なくとも1つの成分とを含む組成物を提供することである。
本発明は、R−1234yfと、R−134aと、R−134とを含む組成物を提供する。
本発明は、R−1234yfと、R−134とを含む組成物を提供する。
本発明は、R−1234yfと、R−134aとを含む組成物を提供する。
本明細書で用いる場合、R−1234yfの語は2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを指し;134aは1,1,1,2−テトラフルオロエタンを指し;R−134は1,1,2,2−テトラフルオロエタンを指し;R−1243zfは3,3,3−トリフルオロプロパ−1−エンを指し;R−32はジフルオロメタンを指し;R−125は1,1,1,2,2−ペンタフルオロエタンを指し;R−143aは1,1,1−トリフルオロエタンを指し;R−152aは1,1−ジフルオロエタンを指し;R−161はモノフルオロエタンを指し;R−227eaは1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパンを指し;R−236eaは1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパンを指し;R−236faは1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンを指し;R−245faは1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンを指し;R−600aはイソブタンを指し;R−600はn−ブタンを指し、またR−365mfcは1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを指す。
本明細書で用いる場合、「共沸混合物又は共沸混合物様」の語は、その広義の意味を意図しており、厳密に共沸性である組成と、共沸性混合物のように振舞う組成との両方を含める。共沸性混合物は、液体組成と蒸気組成とが、一定の圧力及び温度において等しいものである2以上の成分の系である。実際には、このことは、共沸性混合物の成分は定沸点であり、相転移中に分離させることができないということを意味している。本発明の共沸混合物様組成物は、新しい共沸混合物様の系を形成するものではない追加成分を含んでもよい。
本発明は、R−1234yfと、R−134又はR−134aから選択される少なくとも1つとを含む、共沸性組成物又は共沸混合物様組成物を提供する。
本発明は、R−1234yfと、R−134とを含む、共沸性組成物又は共沸混合物様組成物を提供する。
一実施形態においては、本発明は、約50モル%から約99モル%のR−1234yfと、約1モル%から約50モル%のR−134とを含む組成物に関する。
別の実施形態においては、本発明は、約80モル%から約98モル%のR−1234yfと、約2モル%から約20モル%のR−134とを含む、2成分の共沸性組成物又は共沸混合物様組成物に関する。
別の実施形態においては、2成分の共沸性組成物は、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、鉱油、アルキルベンゼン、合成パラフィン、合成ナプテン(synthetic napthene)、及びポリ(アルファ)オレフィンからなる群から選択される潤滑剤をさらに含む。
別の実施形態においては、本発明の2成分の共沸性組成物は、冷却をもたらす又は熱を生成させるプロセスにおいて、伝熱流体、冷却剤、起泡発泡剤(foam blowing agent)、エアロゾル噴霧剤、ならびに鎮火剤(fire suppression agent)及び消火剤(fire extinguishing agent)として有用である。
別の実施形態においては、本発明は、80モル%から約98モル%のR−1234yfと、約2モル%から約20モル%のR−134とを含む共沸性組成物を含む冷却剤組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、約90モル%のR−1234yfと、約10モル%のR−134とを含む2成分の共沸性組成物又は共沸混合物様組成物に関する。
別の実施形態においては、2成分の共沸性組成物は、GWPが1500未満である。
別の実施形態においては、2成分の共沸性組成物は、GWPが750未満である。
別の実施形態においては、2成分の共沸性組成物は、GWPが500未満である。
別の実施形態においては、本発明は、ほぼ共沸性の組成物又は非共沸性の組成物であり得る、R−1234yf、R−134を含む冷却剤組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−1234ye、R−1243zf、R−32、R−125、R−134a、R−143a、R−152a、R−161、R−227ea、R−236ea、R−236fa、R−245fa、R−365mfc、プロパン、n−ブタン、イソブタン、2−メチルブタン、n−ペンタンからなる群から選択される、1又は複数の追加成分と、を含む組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−32とを含む組成物を提供する。別の実施形態においては、本発明は、30%から60%のR−1234yfと、4%から15%のR−134と、20%から65%のR−32とを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、30%から50%のR−1234yfと、4%から15%のR−134と、30%から45%のR−32とを含む組成物であって、GWPが750未満である、当該組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、45%から48%のR−1234yfと、15%から20%のR−134と、32%から35%のR−32とを含む組成物であって、GWPが750未満である、当該組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、50%から55%のR−32とを含む冷却剤組成物であって、GWPが750未満である当該組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、40%から49%のR−1234yfと、10%から15%のR−134と、30%から45%のR−32とを含む冷却剤組成物であって、GWPが750未満である当該組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、48%から49%のR−1234yfと、14%から15%のR−134と、38%から42%のR−32とを含む冷却剤組成物であって、GWPが750未満である当該組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−152aとを含む組成物を提供する。別の実施形態においては、本発明は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、20%から65%のR−32と、2%から15%のR−152aとを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−125とを含む組成物を提供する。別の実施形態においては、本発明は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、20%から65%のR−32と、2%から15%のR−125とを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−152aと、R−143aとを含む組成物を提供する。別の実施形態においては、本発明は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、20%から65%のR−32と、2%から15%の152aと、2%から10%のR−143aとを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−152aと、R−125とを含む組成物を提供する。別の実施形態においては、本発明は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、20%から65%のR−32と、2%から15%の152aと、2%から10%のR−125とを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−600aと、R−125とを含む組成物を提供する。別の実施形態においては、本発明は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、20%から65%のR−32と、2%から15%の600aと、2%から10%のR−125とを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−227eaと、R−125とを含む組成物を提供する。別の実施形態においては、本発明は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、20%から65%のR−32と、2%から15%の227eaと、2%から10%のR−125とを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−152aとを含む冷却剤組成物を提供する。別の実施形態においては、本発明は、30%から80%のR−1234yfと、4%から15%のR−134と、5%から55%のR−152aとを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、GWPが1500未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、GWPが750未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、GWPが500未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、鉱油、アルキルベンゼン、合成パラフィン、合成ナプテン、及びポリ(アルファ)オレフィンからなる群から選択される潤滑剤をさらに含む。
別の実施形態においては、本発明の、R−1234yfと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、冷却をもたらす又は熱を生成させるプロセスにおいて、伝熱流体、起泡発泡剤、エアロゾル噴霧剤、ならびに鎮火剤及び消火剤として有用である。
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134aと、R−1234ye、R−1243zf、R−32、R−125、R−143a、R−152a、R−161、R−227ea、R−236ea、R−236fa、R−245fa、R−365mfc、プロパン、n−ブタン、イソブタン、2−メチルブタン、n−ペンタンから選択される1又は複数の追加成分とを含む冷却剤組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、10モル%から55モル%のR−134aと、35モル%から90モル%の1234yfとを含む組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、10モル%から35モル%のR−134aと、60モル%から90モル%の1234yfと、R−1234ye、R−1243zf、R−32、R−125、R−143a、R−152a、R−161、R−227ea、R−236ea、R−236fa、R−245fa、R−365mfc、プロパン、n−ブタン、イソブタン、2−メチルブタン、n−ペンタンから選択される1又は複数の追加成分とを含む冷却剤組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、R−1244yfと、R−134と、さらにR−134aとを含む、共沸性組成物又は共沸混合物様組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、約35モル%から80%モル%の1234yfと、約1モル%から約49%のR−134aと、約1モル%から約49%のR−134とを含む組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、約65モル%から85モル%の1234yfと、約4モル%から約20%のR−134aと、約5モル%から約15%のR−134とを含む、3成分の共沸性組成物又は共沸混合物様組成物を提供する。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、R−134aと、追加成分とを含む組成物は、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、鉱油、アルキルベンゼン、合成パラフィン、合成ナプテン、及びポリ(アルファ)オレフィンからなる群から選択される潤滑剤をさらに含む。
別の実施形態においては、本発明の、R−1234yfと、R−134と、R−134aとを含む組成物は、冷却をもたらす又は熱を生成させるプロセスにおいて、伝熱流体、起泡発泡剤、エアロゾル噴霧剤、ならびに鎮火剤及び消火剤として有用である。
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−134aとを含む共沸性組成物を含む冷却剤を提供する。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、R−134aとを含む組成物は、GWPが1500未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、R−134aとを含む組成物は、GWPが750未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、R−134aとを含む組成物は、GWPが500未満である。
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134aと、R−134とを含む組成物を提供し、またR−1234ye、R−1243zf、R−32、R−125、R−143a、R−152a、R−161、R−227ea、R−236ea、R−236fa、R−245fa、R−365mfc、プロパン、n−ブタン、イソブタン、2−メチルブタン、n−ペンタンから選択される1又は複数の追加成分をさらに含む。
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134aと、R−134と、R−32とを含む組成物を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、40%から45%のR−1234yfと、2%から6%のR−134と、5%から45%の134aと、10%から45%のR−32とを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、5%から45%の134aと、2%から10%のR−600aとを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、5%から45%の134aと、25から10%のR−600aと、2%から10%のR−125とを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−134aと、R−32と、R−152aと、R−143aとを含む組成物を提供する。別の実施形態においては、本発明は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、5%から35%の134aと、20%から65%のR−32と、2%から15%の152aと、2%から10%のR−143aとを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R134aと、R−134と、R−32と、R−152aとを含む組成物を提供する。別の実施形態においては、本発明は、30%から65%のR−1234yfと、4%から8%のR−134と、5%から50%の134aと、20%から65%のR−32と、2%から25%の152aとを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−134aと、R−125とを含む組成物を提供する。別の実施形態においては、本発明は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、5%から35%の134aと、20%から65%のR−32と、2%から10%のR−125とを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−134aと、R−227eaとを含む組成物を提供する。別の実施形態においては、本発明は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、5%から35%の134aと、20%から65%のR−32と、2%から10%のR−227eaとを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、本発明は、R−1234yfと、R−134と、R−32と、R−134aと、R−600aとを含む組成物を提供する。別の実施形態においては、本発明は、40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、5%から35%の134aと、20%から65%のR−32と、2%から10%のR−600aとを含む冷却剤組成物を提供する
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134と、R−134aとを含む組成物は、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、鉱油、アルキルベンゼン、合成パラフィン、合成ナプテン、及びポリ(アルファ)オレフィンからなる群から選択される潤滑剤をさらに含む。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134aと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、GWPが1500未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134aと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、GWPが750未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134aと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、GWPが500未満である。
別の実施形態においては、R−1234yfと、R−134aと、R−134と、追加成分とを含む組成物は、冷却をもたらす又は熱を生成させるプロセスにおいて、伝熱流体、起泡発泡剤、エアロゾル噴霧剤、ならびに鎮火剤及び消火剤として有用である。
本発明の組成物は、特に、ジフルオロクロロメタン(R−22)/テトラフルオロエテン(TFE)及びクロロメタン(R−40)/メタンの反応によって調製可能である。ジフルオロクロロメタン(R−22)/テトラフルオロエテン(TFE)及びクロロメタン(R−40)/メタンの反応は、四塩化炭素、ヘキサクロロエタン、塩化トリクロロアセチル、クロロホルム、ホスゲン、塩化チオニル、塩化スルフォニル、トリクロロメチルベンゼン、有機次亜塩素酸塩、及び無機次亜塩素酸塩、又はその混合物からなる群から選択される開始剤の存在下で実行してもよい。
ジフルオロクロロメタン(R−22)/テトラフルオロエテン(TFE)及びクロロメタン(R−40)/メタンの反応は、500から850℃の範囲の温度で実行する。
本発明の共沸性組成物又は共沸混合物様組成物は、TFE及びR40の反応で得られたアウトレット組成物(outlet composition)より単離する。
本組成物は、幅広い用途で有用性がある。例えば、本発明の一実施形態は、本共沸混合物様組成物を含む、発泡剤、伝熱組成物、エアロゾル及びクリーニング、ならびに冷却剤の組成物に関する。
本発明のこの態様の別の実施形態においては、共沸混合物又は共沸混合物様組成物は、約0.5%未満の非吸収性の気体をさらに含む。
本発明のこの態様の別の実施形態においては、冷却剤組成物は、潤滑剤、色素(紫外色素を含む)、可溶化剤、相溶化剤(compatibilizer)、安定剤、トレーサー、パーフルオロポリエーテル、摩耗防止剤、極圧剤、腐食防止剤及び酸化防止剤、金属表面エネルギー還元剤、金属表面不活性化剤、フリーラジカル消去剤、泡制御剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、界面活性剤、粘度調整剤、ならびにその混合物からなる群から選択される任意の成分を含有してもよい。実際には、これら任意の他の成分の多くは、これらカテゴリのうちの1又は複数に該当し、また1又は複数の性能上の特性をそれら自体が達成するのに役立つ品質を有し得る。
この態様の別の実施形態においては、本発明は、本発明の冷却剤組成物を用いた冷却プロセスを提供するものであって、これは、
a)冷却剤組成物を凝縮するステップと、
b)冷却剤組成物を蒸発させるステップとを含む。
本発明のこれら組成物は、比較的低い地球温暖化係数(「GWP」)を呈する傾向がある。
この背景、及び完全な明細書でのより詳細なやり方でやがて出願されるものである他の背景に対して、本発明は、以下の非限定的な実施例において明らかになり、説明される。
本発明の共沸混合物組成物又は共沸混合物様組成物を冷却剤組成物として用いて、屋内を27℃の乾球温度(DBT)及び19℃の湿球温度(WBT)ならびに屋外を35DBT及び24WBTに維持して、標準ASHRAEモデル化プログラムで試験することが可能である。
本発明の冷却剤組成物を表1に列記している。
本発明の組成物のR−22との比較を表2に列記している。本発明のR−404との比較を表3に列記している。
表1
全ての量は質量%として計算している。
Figure 2021526566
Figure 2021526566
Figure 2021526566
蒸発エンタルピーの比較データを、以下の表4で与える。
Figure 2021526566
上記の表に示したように、本発明の冷却剤組成物は、良好な冷却性能を呈し、またレガシーであるR22及び404Aの冷却剤と実質的に同様の手法で、同一条件下で運用されることとなる。性能係数は、R22とほぼ近く、またODPはゼロであり、そして非常に低GWPである。
本発明の冷却剤組成物は、以下の表5に与えるとおりより高い比熱容量を有する。Cp(定圧比熱)は、定圧で熱を与えた場合に、温度を1℃上昇させるのに必要な熱の量であり、Cv(定積比熱)は、定容積で熱を与えた場合に、温度を1℃上昇させるのに必要な熱の量を意味する。
Figure 2021526566

Claims (15)

  1. 50モル%から99モル%のR−1234yfと、1モル%から50モル%のR−134とを含む、組成物。
  2. 80モル%から98モル%のR−1234yfと、2モル%から20モル%のR−134とを含む、組成物。
  3. R−1234yfと、R−134と、R−1234ye、R−1243zf、R−32、R−125、R−134a、R−143a、R−152a、R−161、R−227ea、R−236ea、R−236fa、R−245fa、R−365mfc、プロパン、n−ブタン、イソブタン、2−メチルブタン、n−ペンタンからなる群から選択される1又は複数の追加成分とを含む、組成物。
  4. R−1234yfと、R−134と、R−32とを含む、組成物。
  5. 30%から60%のR−1234yfと、4%から15%のR−134と、20%から65%のR−32とを含む、組成物。
  6. 40%から45%のR−1234yfと、4%から6%のR−134と、50%から55%のR−32とを含む、組成物。
  7. R−1234yfと、R−134と、R−152aとを含む、組成物。
  8. 30%から80%のR−1234yfと、4%から15%のR−134と、5%から55%のR−152aとを含む、組成物。
  9. 約35モル%から90%モル%の1234yfと、約1モル%から約49%のR−134aと、約1モル%から約49%のR−134とを含む、組成物。
  10. 65モル%から85モル%の1234yfと、約4モル%から約20%のR−134aと、約5モル%から約15%のR−134とを含む、組成物。
  11. R−1234yfと、R−134aと、R−134と、R−1234ye、R−1243zf、R−32、R−125、R−143a、R−152a、R−161、R−227ea、R−236ea、R−236fa、R−245fa、R−365mfc、プロパン、n−ブタン、イソブタン、2−メチルブタン、n−ペンタンから選択される1又は複数の追加成分とを含む、組成物。
  12. 10モル%から35モル%のR−134aと、65モル%から90モル%の1234yfとを含む、組成物。
  13. ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、鉱油、アルキルベンゼン、合成パラフィン、合成ナプテン(synthetic napthene)、及びポリ(アルファ)オレフィンからなる群から選択される潤滑剤をさらに含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の組成物。
  14. 前記組成物は、GWPが1500未満である、請求項1から13のいずれか一項に記載の組成物。
  15. 前記組成物は、伝熱流体、冷却剤、起泡発泡剤(foam blowing agent)、エアロゾル噴霧剤、ならびに鎮火剤(fire suppression agent)及び消火剤(fire extinguishing agent)として有用である、請求項1から14のいずれか一項に記載の組成物。
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