JP6730292B2 - E−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンを含む組成物及びその使用 - Google Patents

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Description

本開示は、冷媒、伝熱組成物、熱力学サイクル(例えば、加熱又は冷却サイクル)作動流体、エアロゾル推進剤、発泡剤(噴射剤)、溶媒、洗浄剤、分散媒、置換乾燥剤、バフ研磨剤、重合媒体、ポリオレフィン及びポリウレタン用の発泡剤、ガス誘電体、動力サイクル作動流体、消火剤並びに液体又は気体の形態の火災抑制剤として有用であり得る組成物分野に関する。
新たな環境規制により、冷却、空調、ヒートポンプ及び動力サイクル機器での使用及び多くの他の分野での使用のための新たな組成物が求められている。低地球温暖化係数を有する化合物が特に注目されている。
出願人は、そのような新たな、低地球温暖化係数を有する化合物、例えば、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン、を作成するにあたり、特定の付加化合物が存在することを発見した。
したがって、本発明に基づいて、E−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンと、HFO−1243zf、HCC−40、HCFO−1223、CFC−113a、CFC−113、HFO−1429、HFC−449、HFC−365、HFO−1327、HFO−1132、HCFC−123a、クロロブタン、エチルベンゼン、o−キシレン、m−キシレン、及びp−キシレンからなる群から選択される少なくとも1つの付加化合物とを含む組成物を提供する。この組成物は、組成物の合計重量に基づき、約1重量パーセント未満の少なくとも1つの付加化合物を含んでよい。
組成物
E−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン(E−HFO−1336mzz)は、他の使用の中でも、冷媒、伝熱液、泡膨張剤、動力サイクル作動流体としての使用が示唆されている。また、E−HFO−1336mzzが、低地球温暖化係数(GWP)、GWP=32を有することが有利に見出された。したがって、E−HFO−1336mzzは、高GWP飽和CFC(クロロフルオロ炭素)、HCFC(ヒドロクロロフルオロ炭素)、又はHFC(ヒドロフルオロ炭素)冷媒のいくつかに取って代わる良好な候補である。
E−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン(E−HFO−1336mzz又はcis−HFO−1336mzzとしても知られ、cis−CF3CH=CHCF3構造を有する)は、米国特許出願公開第2009/0012335A1号に記載され、本明細書に参照により組み込まれる、2,3−ジクロロ−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンの水素化脱塩素反応によるなどの当技術分野で既知の方法により作製され得る。
1つの実施形態では、本開示は、E−HFO−1336mzzと、HFO−1243zf(3,3,3−トリフルオロプロペン)、HCC−40(クロロメタン、CH3Cl)、HCFO−1223(C3HF3Cl2)、CFC−113a(CF3CCl3)、CFC−113(CF2ClCCl2F)、HFO−1429(C5HF9)、HFC−449(C539)、HFC−365(C455)、HFO−1327(C4HF7)、HFO−1132(CHFCHF)、HCFC−123a(CHClFCClF2)、クロロブタン、エチルベンゼン、o−キシレン、m−キシレン、及びp−キシレン、HCFO−1334(C424Cl2)、HCFO−1333(C423Cl3)、CFC−11(トリクロロフルオロメタン、CFCl3)、並びにそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つの付加化合物とを含む組成物を提供する。HFO−1243zf、HCC−40、CFC−113、CFC−113a、CFC−11、クロロブタン、エチルベンゼン、m−キシレン、及びp−キシレンは一般に購入でき、当業者に既知のプロセスによって作成することもできる。他のフルオロカーボン化合物は、専門のフルオロケミカルサプライヤ、例えば、SynQuest Laboratories,Inc.(Alachua,Florida,USA)から購入でき、当業者に既知のプロセスによって作成することもできる。
本発明の組成物は、E−HFO−1336mzz及び1つの付加化合物、又は2つの付加化合物、又は3つ以上の付加化合物を含み得る。
一実施形態では、E−HFO−1336mzzを含む組成物中の付加化合物(単数又は複数)の合計量は、組成物の合計重量に基づき、ゼロ重量パーセントを超え、1.0重量パーセント未満の範囲におよぶ。別の実施形態では、付加化合物(単数又は複数)の合計量は、組成物の合計重量に基づき、ゼロ重量パーセントを超え、0.5重量パーセント未満の範囲におよぶ。別の実施形態では、付加化合物(単数又は複数)の合計量は、0.01ppm(重量)から約1重量パーセントの範囲におよぶ。別の実施形態では、付加化合物(単数又は複数)の合計量は、0.1ppm(重量)から約1重量パーセントの範囲におよぶ。別の実施形態では、付加化合物(単数又は複数)の合計量は、0.001重量パーセントから約1重量パーセントの範囲におよぶ。別の実施形態では、付加化合物(単数又は複数)の合計量は、0.001重量パーセントから約0.5重量パーセントの範囲におよぶ。
一実施形態では、E−HFO−1336mzz及び他の化合物を含む組成物は、少なくとも1つのトレーサー化合物を更に含んでもよい。トレーサー化合物の含有は、希釈、混入、又は汚濁の判定、又は組成物のソースの実証に有用である。トレーサー化合物(単数又は複数)は、HFC−356(例えば、HFC−356mff)、HCFC−123(2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタン、CF3CHCl2)、HCFC−133a(2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタン、CF3CH2Cl)、HFC−143a(1,1,1−トリフルオロエタン、CF3CH3)、HCFO−1122(1−クロロ−2,2−ジフルオロエタン、CF2=CHCl)、HCFO−1122a(1−クロロ−1,2−ジフルオロエタン、CFH=CFCl)、HCFO−1335(C425Cl)、HFO−1345(C435)、HCFO−1326(C4HF6Cl)、CFO−1316(C46Cl2)、HCFO−1334(C424Cl2)、HCFO−1333(C423Cl3)、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。本実施形態では、トレーサー化合物(単数又は複数)は、組成物内にて、約0.01百万分率(ppm)から約1000ppmの濃度で存在してもよい。別の実施形態では、トレーサー化合物(単数又は複数)は、約0.01ppmから約500ppmの濃度で存在してもよい。別の実施形態では、トレーサー化合物(単数又は複数)は、約0.1ppmから約500ppmの濃度で存在してもよい。別の実施形態では、トレーサー化合物(単数又は複数)は、約1ppmから約500ppmの濃度で存在してもよい。別の実施形態では、トレーサー化合物(単数又は複数)は、約10ppmから約500ppmの濃度で存在してもよい。代替的に、トレーサー化合物(単数又は複数)は、約10ppmから約300ppmの濃度で存在してもよい。
別の実施形態では、本発明の組成物は:
E−HFO−1336mzz、HFO−1429、及びHCFO−1335;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429、及びHFO−1345;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429、HCFO−1335、及びHFO−1345;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429、HCFO−1335、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429、HCFO−1335、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429、HFO−1345、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429、HFO−1345、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429、HCFO−1335、HFO−1345、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HCFO−1335、及びHFO−1345;
E−HFO−1336mzz、HCFO−1335、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HCFO−1335、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HCFO−1335、及びHCFO−1334;
E−HFO−1336mzz、HCFO−1335、HFO−1345、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1345、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1345、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFC−365、及びHCFO−1326;
E−HFO−1336mzz、HFC−365、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1243zf、及びHCFO−1122;
E−HFO−1336mzz、HFO−1243zf、及びHCC−40;
E−HFO−1336mzz、HCFO−1122、及びHCC−40;
E−HFO−1336mzz、HFO−1243zf、HCFO−1122、及びHCC−40;
E−HFO−1336mzz、CFC−113a、及びHFC−365;並びに
E−HFO−1336mzz、CFC−113a、及びCFC−11
からなる群から選択される組成物を含む。
本明細書に開示される組成物の一実施形態では、HFO−356は、HFO−356mff(1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン、又はCF3CH2CH2CF3)である。
本明細書に開示する組成物の1つの実施形態では、CFO−1316は、E−CFO−1316mxx(E−CF3CCl=CClCF3)、Z−CFO−1316mxx(Z−CF3CCl=CClCF3)、又はそれらの組み合わせである。
本明細書に開示する組成物の1つの実施形態では、HFO−1327は、E−HFO−1327mzx(E−CF3CH=CFCF3)、Z−HFO−1327mzx(Z−CF3CH=CFCF3)、又はそれらの組み合わせである。
本明細書に開示する組成物の1つの実施形態では、HCFO−1335は、HCFO−1335mzz(CF3CH=CHCF2Cl)、HCFO−1335mzx(CF3CH=CClCF2H)、又はそれらの組み合わせである。別の実施形態では、HCFO−1335は、E−HCFO−1335mzz、Z−HFO−1335mzz、又はそれらの組み合わせである。別の実施形態では、HCFO−1335は、E−HCFO−1335mzx、Z−HCFO−1335mzx、又はそれらの組み合わせである。
本明細書に開示する組成物の1つの実施形態では、HFO−1345は、HFO−1345mzz(CF3CH=CHCF2H)、HFO−1345cm(CF3(CH3)C=CF2)、又はそれらの組み合わせである。別の実施形態では、HFO−1345は、E−HFO−1345mzz又はZ−HFO−1345mzzである。別の実施形態では、HFO−1345はHFO−1345cmである。
本明細書に開示する組成物の1つの実施形態では、HCFO−1326は、E−HCFO−1326mxz(E−CF3CCl=CHCF3)、Z−HCFO−1326mxz(Z−CF3CCl=CHCF3)、又はそれらの組み合わせである。
本明細書に開示する組成物の1つの実施形態では、HFO−1429は、HFO−1429mzy(CF3CH=CFCF2CF3)、HFO−1429myz(CF3CF=CHCF2CF3)、HFO−1429cz(CF2=CHCF2CF2CF3)、HFO−1429cye(CF2=CFCHFCF2CF3)、又はそれらの組み合わせである。別の実施形態では、HFO−1429は、E−HFO−1429mzy又はZ−HFO−1429mzyである。別の実施形態では、HFO−1429は、E−HFO−1429myz又はZ−HFO−1429myzである。別の実施形態では、HFO−1429はHFO−1429czである。別の実施形態では、HFO1429はHFO−1429cyeである。
本明細書に開示する組成物の1つの実施形態では、HFC−449は、HFC−449mfe(CF3CF2CHFCH2CF3)、HFC−449mmzf((CF32CHCH2CF3)、又はそれらの組み合わせである。別の実施形態では、HFC−449はHFC−449mfeである。別の実施形態では、HFC−449はHFC−449mmzfである。
本明細書に開示する組成物の1つの実施形態では、HCFO−1223はHCFO−1223za(CF3CH=CCl2)である。
本明細書に開示する組成物の1つの実施形態では、HFO−356は、HFC−356mfcである。
本明細書に開示する組成物の1つの実施形態では、クロロブタンは、1−クロロブタン、2−クロロブタン、又はそれらの組み合わせである。
本明細書に開示する組成物の1つの実施形態では、HCFO−1334は、E−HCFO−1334mzz(E−CF3CH=CHCFCl2)、Z−HCFO−1334mzz(Z−CF3CH=CHCFCl2)、又はそれらの組み合わせである。
本明細書に開示する組成物の1つの実施形態では、HCFO−1333は、E−HCFO−1333mzz(E−CF3CH=CHCCl3)、Z−HCFO−1333mzz(Z−CF3CH=CHCCl3)、又はそれらの組み合わせである。
したがって、別の実施形態では、本発明の組成物は:
E−HFO−1336mzz、HFO−1429myz、及びHCFO−1335mzz;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429myz、及びHFO−1345mzz;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429myz、及びHFO−1345cm;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429myz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429myz、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429myz、HCFO−1335mzz、及びHFO−1345mzz;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429myz、HCFO−1335mzz、及びHFO−1345cm;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429myz、HCFO−1335mzz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429myz、HCFO−1335mzz、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429myz、HFO−1345mzz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429myz、HFO−1345mzz、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429myz、HFO−1345cm、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429myz、HFO−1345cm、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429myz、HCFO−1335mzz、HFO−1345mzz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429myz、HCFO−1335mzz、HFO−1345cm、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429mzy、及びHCFO−1335mzz;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429mzy、及びHFO−1345mzz;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429mzy、及びHFO−1345cm;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429mzy、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429mzy、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429mzy、HCFO−1335mzz、及びHFO−1345mzz;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429mzy、HCFO−1335mzz、及びHFO−1345cm;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429mzy、HCFO−1335mzz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429mzy、HCFO−1335mzz;及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429mzy、HFO−1345mzz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429mzy、HFO−1345mzz、及びHCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429mzy、HFO−1345cm、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429mzy、HFO−1345cm、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429mzy、HCFO−1335mzz、HFO−1345mzz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429mzy、HCFO−1335mzz;HFO−1345cm、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cz、及びHCFO−1335mzz;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cz、及びHFO−1345mzz;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cz、及びHFO−1345cm;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cz、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cz、HCFO−1335mzz、及びHFO−1345mzz;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cz、HCFO−1335mzz;及びHFO−1345cm;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cz、HCFO−1335mzz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cz、HCFO−1335mzz、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cz、HFO−1345mzz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cz、HFO−1345mzz、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cz、HFO−1345cm、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cz、HFO−1345cm、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cz、HCFO−1335mzz、HFO−1345mzz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cz、HCFO−1335mzz、HFO−1345cm、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cye、及びHCFO−1335mzz;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cye、及びHFO−1345mzz;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cye、及びHFO−1345cm;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cye、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cye、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cye、HCFO−1335mzz、及びHFO−1345mzz;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cye、HCFO−1335mzz、及びHFO−1345cm;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cye、HCFO−1335mzz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cye、HCFO−1335mzz、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cye、HFO−1345mzz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cye、HFO−1345mzz、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cye、HFO−1345cm、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cye、HFO−1345cm、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cye、HCFO−1335mzz、HFO−1345mzz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1429cye、HCFO−1335mzz、HFO−1345cm、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HCFO−1335mzz、及びHFO−1345mzz;
E−HFO−1336mzz、HCFO−1335mzz、及びHFO−1345cm;
E−HFO−1336mzz、HCFO−1335mzz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HCFO−1335mzz、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HCFO−1335mzz;HFO−1345mzz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HCFO−1335mzz、HFO−1345cm、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1345mzz、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1345mzz、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1345cm、及びHCFC−123;
E−HFO−1336mzz、HFO−1345cm、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFC−365mfc、及びHCFO−1326mxz;
E−HFO−1336mzz、HFC−365mfc、及びCFC−11;
E−HFO−1336mzz、HFO−1243zf、及びHCFO−1122;
E−HFO−1336mzz、HFO−1243zf、及びHCFO−1122a;
E−HFO−1336mzz、HFO−1243zf、及びHCC−40;
E−HFO−1336mzz、HCFO−1122、及びHCC−40;
E−HFO−1336mzz、HCFO−1122a、及びHCC−40;
E−HFO−1336mzz、HFO−1243zf、HCFO−1122、及びHCC−40;
E−HFO−1336mzz、HFO−1243zf、HCFO−1122a、及びHCC−40;
E−HFO−1336mzz、CFC−113a、及びHFC−365mfc;及び
E−HFO−1336mzz、CFC−113a、及びCFC−11
からなる群から選択される組成物を含む。
E−HFO−1336mzzのサンプル内における付加化合物及び/又はトレーサー化合物の存在は、化合物が製造されたプロセスを特定するために使用されてよい。したがって、付加化合物及び/又はトレーサー化合物は、サンプルが製造されてよいプロセスを主張する化学品製造特許の侵害を検出するために使用されてよい。加えて、付加化合物及び/又はトレーサー化合物は、生成物が、特許権所有者又は製品関連特許を侵害し得るいずれの他のエンティティにより作成されたか否かを特定するために使用されてよい。
付加化合物及び/又はトレーサー化合物は、エアロゾル又は泡のポリマー成分内の有効成分に対する向上した溶解性を提供してよい。加えて、空調、ヒートポンプ、冷却、及び動力サイクル(例えば、有機ランキンサイクル)での使用等の冷媒用途について、付加化合物は、鉱物油、アルキルベンゼン、合成パラフィン、合成ナフテン、ポリ(アルファ)オレフィン、ポリオールエステル(POE)、ポリアルキレングリコール(PAG)、ポリビニルエーテル(PVE)、又はペルフルオロポリエーテル(PFPE)若しくはそれらの混合物、等の冷却潤滑油との向上した溶解性を提供してよい。
特定の実施形態では、少なくとも1つの塩素原子を含む付加化合物及び/又はトレーサー化合物は、エアロゾル又は泡のポリマー成分内の有効成分に対する向上した溶解性を提供してよい。
不飽和フルオロカーボン、例えばE−HFO−1336mzzは、他の一般的に使用されるフルオロカーボン推進剤とは異なる溶解性を示す。それらの低い溶解性は、単相水性均質エアロゾル配合物の生成を困難にし得る。低レベルの塩素系不純物の存在は、混合を向上し、配合及びエアロゾル生成物の使用を容易にし得る。
不飽和フルオロカーボン、例えばE−HFO−1336mzzはまた、他の一般的に使用される噴射剤とは異なる溶解性を示す。それらの低い溶解性は、発泡反応中の、元となる小型セルの成長を助長するよう作用し得るが、混合が困難となり得る。低レベルの塩素系不純物の存在は、低HFO溶解性の利点を損なうことなく、混合及び発泡処理性能を向上し得る。また、塩素化合物は一般的に低蒸気熱伝導性を有し、したがって、発泡断熱製品に対して向上した断熱性能を与える。
加えて、空調、ヒートポンプ、冷却、及び動力サイクル(例えば、有機ランキンサイクル)での使用等の冷媒用途について、少なくとも1つの塩素原子を含む付加化合物は、鉱物油、アルキルベンゼン、合成パラフィン、合成ナフテン、ポリ(アルファ)オレフィン、ポリオールエステル(POE)、ポリアルキレングリコール(PAG)、ポリビニルエーテル(PVE)、又はペルフルオロポリエーテル(PFPE)若しくはそれらの混合物、等の冷却潤滑油との向上した溶解性を提供してよい。
更に、付加化合物は、漏洩検出性能を向上するよう作用してよい。冷媒の漏洩はシステムからの冷媒の損失をもたらし得、したがって、冷媒補充の必要性により運転コストを引き上げる。システムからの冷媒の損失が微量であっても、正常な運転を妨げ得る。最終的には、冷媒の漏洩は過剰な環境汚染につながり得る。特に、塩素化合物は低レベルであっても、漏洩箇所での冷媒の検出能力を向上し得る。したがって、そのシステムは、冷媒の漏洩を防ぐよう修理又は再設計され得る。
塩素化合物のレベルは低く維持しなければならない。なぜなら、これが高レベルであると、建材との適合性問題を引き起こし得るからである。エアロゾルでは、これらの適合性問題は、エアロゾル容器(例えば、缶)との間、又は、プラスチックバルブ部品との間に起こり得る。発泡では、これらの適合性問題は、機器のシール材及びガスケットとの間に起こり得る。加えて、エアロゾル生成物では、高レベルの塩素化合物の相互作用により、配合物が不安定になり得る。発泡生成物では、高レベルの塩素化合物は発泡を軟弱にし、不安定な形状及び不完全な発泡強度を引き起こし得る。
E−HFO−1336mzzを含む本明細書に開示する組成物は、低地球温暖化係数(GWP)を有する伝熱組成物、冷媒、動力サイクル作動流体、エアロゾル推進剤、発泡剤、噴射剤、溶剤、洗浄剤、分散媒、置換乾燥剤、バフ研磨剤、重合媒体、ポリオレフィン及びポリウレタン用膨張剤、ガス誘電体、消火剤、並びに液体又は気体の形態の火災抑制剤として有用である。開示する組成物は、熱源からヒートシンクに熱を運ぶために使用される作動流体として作用し得る。そのような伝熱組成物はまた、流体が相転移する、つまり、液体から気体及びその逆に変化するサイクル内の冷媒としても有用であってよい。
伝熱システムの例としては、空調装置、冷凍庫、冷蔵庫、ヒートポンプ、ウォーターチラー、満液式蒸発チラー、直接膨張式チラー、ウォークインクーラー、ヒートポンプ、可動式冷蔵庫、可動式空調ユニット、及びそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
1つの実施形態では、E−HFO−1336mzzを含む組成物は、冷却、空調、又はヒートポンプシステム若しくは機器を含む可動式伝熱システムにて有用である。別の実施形態では、この組成物は、冷却、空調、又はヒートポンプシステム若しくは機器を含む固定式伝熱システムにて有用である。
本発明で使用する場合、可動式伝熱システムは、道路、鉄道、海上、又は航空用の輸送ユニットに組み込まれる任意の冷却、空調装置、又は加熱器具である。加えて、可動式冷却ユニット又は空調装置ユニットは、任意の移動キャリアから独立しており、「インターモーダル」システムとして知られる器具を含む。そのようなインターモーダルシステムにはとしては、「容器」(海上/陸上輸送と組み合わせられる)並びに「スワップボディ」(道路/鉄道輸送と組み合わせたもの)が挙げられる。
本明細書で使用するとき、固定伝熱システムは、動作中に適所に固定されるシステムである。固定伝熱システムは、任意の様々な建物内に関連付けられるか、若しくは取り付けられてもよく、又は、ソフトドリンク自動販売機等の戸外に位置する独立型装置であり得る。これらの固定式用途は、固定式空調及びヒートポンプであってよい((50℃、70℃、80℃、100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、又は200℃を超える凝縮器温度を伴う)遷移臨界ヒートポンプ、住宅用、商用、又は産業用空調システム、及び、窓、ダクトレス、ダクト付き、パッケージ済みターミナルチラー、並びに建物に接続されたそれらの外装、例えば、ルーフトップシステム、を含む、チラー及び高温ヒートポンプを含むがこれらに限定されない)。固定式冷却用途において、開示する組成物は、商業用、産業用、又は住宅用冷却庫及び冷凍庫、製氷機、内蔵型クーラー及び冷凍庫、満液式蒸発チラー、直接膨張式チラー、ウォークイン及びリーチインクーラー及び冷凍庫、並びに組み合わせシステムを含む、高温、中温、及び/又は低温冷却設備において有用であり得る。いくつかの実施形態では、開示する組成物は、スーパーマーケットの冷蔵システムにおいて使用され得る。
したがって、本発明によると、E−HFO−1336mzzを含む、本明細書に開示するような組成物は、冷却を実現するための方法、加熱を実現するための方法、及び伝熱のための方法に有用であってよい。
1つの実施形態では、冷却対象物の近傍において、E−HFO−1336mzzを含む本組成物のいずれかを蒸発させる工程と、その後、その組成物を凝縮する工程と、を含む、冷却を実現するための方法が提供される。
別の実施形態では、加熱対象物の近傍において、E−HFO−1336mzzを含む本組成物のいずれかを凝縮する工程と、その後、その組成物を蒸発させる工程と、を含む、加熱を実現するための方法が提供される。
別の実施形態では、伝熱液組成物として、E−HFO−1336mzzを含む本組成物を使用する方法が開示される。この方法は、その組成物を熱源からヒートシンクに運ぶことを含む。
本明細書に開示する組成物は、他の組成物の中で、R−123(又は、HFC−123、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタン)、R−11(又は、CFC−11、トリクロロフルオロメタン)、R−245fa(又は、HFC−245fa、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン)、R−114(又は、CFC−114、1,2−ジクロロ−1,1,2,2−テトラフルオロエタン)、R−236fa(又は、HFC−236a、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン)、R−236ea(又は、HFC−236ea、1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン)、及びR−124(又は、HCFC−124、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタン)を含むがこれらに限定されない、現在使用されている冷媒に対する、低地球温暖化係数(GWP)を有する代替品として有用であってよい。
多くの用途において、E−HFO−1336mzzを含む本組成物のいくつかの実施形態は冷媒として有用であり、置換が求められる冷媒として、少なくとも同等の冷却能力(冷却能力及びエネルギー効率を意味する)を提供する。加えて、本発明の組成物は、置換対象冷媒と同等の加熱性能(加熱能力及びエネルギー効率を意味する)を提供する。
別の実施形態では、置換される冷媒及び潤滑剤を含有する伝熱システムを再充填するための方法が提供され、該方法は、置換対象の冷媒を伝熱システムから除去し、その一方で、該システムにおいて潤滑剤のかなりの部分を保持し、E−HFO−1336mzzを含む本組成物の1つを伝熱システムに導入することを含む。いくつかの実施形態では、システム内の潤滑油は部分的に置き換えられる(例えば、CFC−114等と共に使用された鉱物潤滑油の一部をPOE潤滑油に置き換える)。
別の実施形態では、Z−HFO−1336mzz含む本発明の組成物は、チラー内の冷媒の補充に使用されてよい。例えば、HCFC−114を使用するチラーの性能が、冷媒の漏洩により低下した場合、本来の仕様に見合う性能を維持するために、本明細書に開示するような組成物を補充してよい。
別の実施形態では、E−HFO−1336mzzを含む本組成物のいずれかを含む熱交換システムが提供される。このシステムは、空調装置、冷凍庫、冷蔵庫、ヒートポンプ、ウォーターチラー、満液式蒸発チラー、直接膨張式チラー、ウォークインクーラー、ヒートポンプ、可動式冷蔵庫、可動式空調ユニット、及びそれらの組み合わせを有するシステムからなる群から選択される。加えて、E−HFO−1336mzzを含む組成物は、これらの組成物が主冷媒として用いられることで副伝熱液の冷却を提供し、それにより遠隔地を冷却する二次ループシステムに有用であってよい。
蒸気圧縮冷蔵、空気調節、又はヒートポンプシステムには、蒸発器、圧縮機、凝縮器、及び膨張装置が含まれる。蒸気圧縮サイクルは、多重の工程において冷媒を再使用し、一つの工程において冷却効果を実現し、かつ、別の工程において加熱効果を実現する。このサイクルは、以下のように単純に記載し得る。液体の冷媒が、膨張装置を通って蒸発器に入り、液体の冷媒は蒸発器において沸騰し、環境から熱を奪うことによって、低温にて蒸気が生じ、冷却が実現される。低圧の蒸気は、圧縮機へ入り、そこで蒸気は圧縮され、その圧力及び温度が上がる。次に、高圧の(圧縮された)蒸気の冷媒は、凝縮器へ入り、そこで冷媒は凝縮し、その熱を環境へ放出する。冷媒は、膨張装置に戻り、そこを通して液体を凝縮器のより高圧レベルから蒸発器の低圧レベルに膨張し、このようにして、サイクルを繰り返す。
1つの実施形態では、E−HFO−1336mzzを含む本組成物のいずれかを含む伝熱システムが提供される。別の実施形態では、E−HFO−1336mzzを含む本組成物のいずれかを含む冷却、空調又はヒートポンプ機器が開示される。別の実施形態では、E−HFO−1336mzzを含む本組成物のいずれかを含む固定式冷却又は空調機器が開示される。更に別の実施形態では、本明細書に開示するような組成物を含む可動式冷却又は空調機器が開示される。
別の実施形態では、本発明は、泡の作成に使用される、E−HFO−1336mzzを含む泡膨張剤組成物に関する。他の実施形態では、本発明は、発泡性組成物、好適には、熱硬化性(ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、又はフェノール等)発泡組成物、及び熱可塑性(ポリスチレン、ポリエチレン、又はポリプロピレン等)発泡組成物、並びに、泡の作成方法を提供する。そのような発泡実施形態では、E−HFO−1336mzzを含む本組成物の1つ以上は、発泡性組成物内に泡膨張剤として含まれ、その組成物は、適切な条件下での反応、及び/又は混合並びに発泡が可能で、泡又はセル構造を形成する追加成分の1つ以上を好適に含む。
本発明は更に、(a)発泡性組成物に、本発明の、E−HFO−1336mzzを含む組成物を加える工程と、(b)泡の形成に有効な条件下にて発泡性組成物を処理する工程と、を含む、泡を形成する方法に関する。
本発明の別の実施形態は、本発明の、E−HFO−1336mzzを含む組成物の、噴霧可能な組成物内の推進剤としての使用に関する。加えて、本発明は、E−HFO−1336mzzを含む噴霧可能な組成物に関する。不活性成分、溶剤、及び他の材料と共に噴霧される有効成分はまた、噴霧可能な組成物内に存在してよい。1つの実施形態では、噴霧可能な組成物はエアロゾルである。本組成物は、種々の産業用エアロゾル又は他の噴霧可能な組成物、例えば、コンタクトクリーナー、ダスター、潤滑油スプレー、離型スプレー、殺虫剤、等、及び、消費者向けエアロゾル、例えば、パーソナルケア製品(例えば、ヘアスプレー、防臭剤、及び香水)、家庭用製品(例えば、ワックス、研磨剤、パンスプレー、室内清浄剤、及び家庭用殺虫剤)、及び自動車製品(例えば、クリーナー及びポリッシャー)、並びに、医療用薬剤、例えば、抗ぜんそく薬及び口臭予防剤、を組成するために使用され得る。これらの例として、ぜんそく処置及び他の慢性閉そく性肺疾患用、並びにアクセス可能な粘膜又は鼻腔内への薬剤の投与用の定量吸入器(MDI)が挙げられる。
本発明は更に、エアロゾル容器内の有効成分を含め、本発明の、E−HFO−1336mzzを含む組成物であって、推進剤として機能するその組成物を、ある配合物に加える工程を含む、エアロゾル生成物を作成するためのプロセスに関する。加えて、本発明は更に、本発明の、E−HFO−1336mzzを含む組成物を、その組成物が、エアロゾル容器内の他の配合物成分とは分けられており、その組成物が推進剤として機能する、あるバリアタイプエアロゾルパッケージ(缶内バッグ又はピストン缶、等)に加える工程を含む、エアロゾル生成物を作成するためのプロセスに関する。加えて、本発明は更に、本発明の、E−HFO−1336mzzを含む組成物のみを、その組成物が有効成分として機能する(例えば、ダスター、又は冷却若しくは冷凍スプレー)エアロゾルパケージに加える工程を含む、エアロゾル生成物を作成するためのプロセスに関する。
熱源からの熱を機械エネルギーに変換するための方法が提供される。このプロセスは、E−HFO−1336mzz及び少なくとも1つの付加化合物、並びに、任意選択的に、少なくとも1つのトレーサー化合物を含む作動流体を加熱する工程と、加熱された作動流体をその後膨張させる工程と、を含む。このプロセスでは、作動流体の加熱は熱源から供給される熱を使用し、作動流体の圧力が低下したときに、加熱された作動流体の膨張により機械エネルギーを発生させる。
この熱を変換するためのプロセスは、亜臨界サイクル、遷移臨界サイクル、又は超臨界サイクルであってよい。遷移臨界サイクルでは、作動流体は、加熱前にその臨界圧を超える圧力にて圧縮され、その後の膨張中に、作動流体圧はその臨界圧未満に減じられる。超臨界サイクルでは、作動流体は、完全サイクル(例えば、圧縮、加熱、膨張、及び冷却)に渡ってその臨界圧を超える圧力に維持される。
熱源としては、低圧蒸気、産業排熱、太陽エネルギー、地熱熱水、低圧地熱蒸気(一次又は二次配列)、又は、燃料電池若しくは原動力、例えば、タービン、マイクロタービン、又は内燃エンジン、を用いる分散発電が挙げられる。1つの低圧蒸気源は、バイナリー地熱ランキンサイクルとして知られているプロセスであってよい。多量の低温蒸気は、化石燃料動力発電所等、多くの場所で見出すことができる。他の熱源としては、移動内燃機関(例えばトラック若しくは鉄道のディーゼルエンジン又は船)から排出されるガスから回収される廃熱、固定内燃機関(例えば固定ディーゼルエンジン発電機)からの排気ガスからの廃熱、燃料電池からの廃熱、複合冷暖房発電又は地域冷暖房プラントにおいて利用可能な熱、バイオマス燃料のエンジンからの廃熱、バイオガス、埋立地ガス、及び炭層メタンなどの種々の供給源からのメタンで動作する、天然ガス若しくはメタンガスバーナー又はメタン燃焼ボイラー又はメタン燃料電池(例えば、分散発電施設)からの熱、紙/パルプ工場における樹皮及びリグニンの燃焼からの熱、焼却炉からの熱、(「ボトミング」ランキンサイクルを運転するための)従来のスチーム発電所における低圧蒸気からの熱、及び地熱を含む熱源が挙げられる。
本発明のプロセスは、典型的に、有機ランキン動力サイクルにおいて用いられる。蒸気(無機)動力サイクルと比べて比較的低い温度で入手可能な熱を利用して、本明細書に記載するように、作動流体を使用するランキンサイクルによって機械力を発生させることができる。本発明のプロセスでは、作動流体は、加熱される前に圧縮される。圧縮は、熱源からの熱を用いて作動流体を加熱する熱伝達ユニット(例えば、熱交換機又は蒸発機)に作動流体を注入するポンプによって提供され得る。次いで、加熱された作動流体を膨張させて、その圧力を低下させる。機械エネルギーは、膨張機を用いて作動流体を膨張させている間に発生する。膨張機の例としては、ターボ又は動的膨張機(例えば、タービン)、及び容積式膨張機(例えば、スクリュー膨張機、スクロール膨張機、及びピストン膨張機)が挙げられる。膨張機の例としてはまた、ロータリーベーン膨張機が挙げられる。
機械力は、直接(例えば、圧縮機を駆動するために)用いてもよく、又は発電機の使用を通して電力に変換してもよい。作動流体を再利用する動力サイクルでは、膨張した作動流体は冷却される。冷却は、作動流体冷却ユニット(例えば、熱交換器又は凝縮機)において行ってよい。次いで、冷却した作動流体を繰り返しサイクル(すなわち、圧縮、加熱、膨張等)において使用することができる。冷却段階から作動流体を移行させるために、圧縮に使用するのと同じポンプを使用してよい。
容器からの漏洩を検出するための方法であって、その容器近傍の空気をサンプリングする工程と、少なくとも1つの付加化合物又は少なくとも1つのトレーサー化合物を、漏洩を検出するための手段を用いて検出する工程と、を含む方法であって、HFO−1336mzz−Eを含む本発明の組成物はその容器内に含まれている、方法もまた提供される。
容器は、HFO−1336mzz−Eを含む、いずれの既知の容器、システム、又は機器であってよい。容器としては、保管容器、移送容器、エアロゾル缶、消化システム、チラー機器、ヒートポンプ機器、伝熱容器、及び動力サイクル機器(例えば、有機ランキンサイクルシステム)が挙げられるがこれらに限定されない。
漏洩を検出するための手段は、漏洩を検出するために設計されたいずれのセンサであってよい。特に、漏洩を検出するための手段は、電気化学漏洩検出器、コロナ放電漏洩検出器、及び質量分光漏洩検出器が挙げられるがこれらに限定されない。
容器の「近傍」とは、容器の外面から30センチメートル(12インチ)以内を意味する。代替的に、近傍は、容器の外面から15センチメートル(6インチ)以内、8センチメートル(3インチ)以内、又は3センチメートル(1インチ)以内であってよい。
更に詳述することなく、当業者は、本明細書の説明に基づいて、本発明を最大限に活用し得ると信ずる。以下の特定の実施形態は、したがって、単なる例示であるものと解釈され、本開示のリマインダを形はどうであれ制約しない。
(実施例1)
ポリイソシアネートに基づく発泡実施例
HFO−1336mzz−E噴射剤における低レベル塩素化合物の有効性を実証するため、ポリウレタン及びポリイソシアヌレート発泡サンプルを、以下の実施例1A及び実施例1Bに説明する2つの基本ポリウレタン発泡配合物を用いて、手動混合にて作成する。噴射剤は、利便性のため、一般的に、ポリオール又はB−サイドと共に予備混合されてよい。発泡は、フリーライズ又はモールドサンプルのいずれかとして作成されてよい。フリーライズ発泡について、反応混合物は、開いた、丸い厚紙容器内に満たされる。モールド発泡について、反応混合物は、6.35cm×30.02cm×38.1cm(2 1/2”×13”×15”)の加熱されたアルミニウムモールドに満たされる。
実施例1A:ポリイソシアヌレート発泡
イソシアナート以外のすべての成分が、B−サイドとして予備混合される。イソシアナート(A−サイド)が続いて加えられ、機械式撹拌機にて10秒間混合される。発泡反応混合物は、膨張するよう約38℃(約100°F)に加熱された、密閉されたアルミニウムモールドに満たされる。硬化後、2.54cm×2.54cm×30cm(1”×1”×12”)のサンプルが、モールド発泡のコアから切断される。
Figure 0006730292
実施例1B:ポリウレタン充填発泡
イソシアナート以外のすべての成分が、B−サイドとして予備混合される。イソシアナート(A−サイド)が続いて加えられ、機械式撹拌機にて10秒間混合される。発泡反応混合物は、膨張するよう約38℃(約100°F)に加熱された、密閉されたアルミニウムモールドに満たされる。硬化後、2.54cm×2.54cm×30cm(1”×1”×12”)のサンプルが、モールド発泡のコアから切断される。
Figure 0006730292
(実施例2)
低レベル塩素化化合物の、
エアロゾル推進剤の溶解性における効果
不飽和フルオロカーボンは、他の一般的に使用されるフルオロカーボン推進剤とは異なる溶解性を示す。それらの低い溶解性は、単相水性均質エアロゾル配合物の生成を困難にし得る。低レベルの塩素化合物の存在は、混合を向上し、配合及びエアロゾル生成物の使用を容易にし得る。
実施例2A:55%VOCヘアスプレー
55%VOC(揮発性有機化合物)ヘアスプレーは以下のように組成される:
Figure 0006730292
実施例2B:空気清浄剤
空気清浄剤は以下のように組成される:
Figure 0006730292
実施例2C:香気
香気は以下のように組成される:
Figure 0006730292
(実施例3)
費用のかかる冷媒の再充填を排除し、適切な動作を約束し、過剰な環境汚染を防ぐよう、冷媒システム内の漏洩を特定できることが重要である。
(実施例3A)
本発明の組成物は適切な容器内に作成される。トレーサー組成物を含まない比較組成物もまた調製される。組成物はその後、携帯型の加熱された電気化学検出器(Ritchie Yellow Jacket(登録商標)Accuprobe(登録商標))の存在下で気相内にて漏洩される。デジタル読み出しスケールは、不検出を0とし、最大検出を9とする。結果を以下に示す。
Figure 0006730292
データは、E−HFO−1336mzzの漏洩を検出する検出器の能力が、付加化合物/トレーサーの追加により向上したことを示す。
(実施例3B)
本発明の組成物は適切な容器内に調製される。トレーサーを含まない比較組成物もまた調製される。組成物はその後、携帯型の、TIF Instruments 5650コロナ放電ハロゲン漏洩検出器が用意された気相内にて漏洩され、検出器の読み出しが、点灯する赤色灯の数に基づいて記録される。結果を以下に示す。
Figure 0006730292
データは、E−HFO−1336mzzの漏洩を検出する検出器の能力が、付加化合物/トレーサーの追加により向上したが、トレーサーなくして漏洩の検出ができないことを示す。

Claims (5)

  1. E−HFO−1336mzzと、HCC−40、HCFO−1223、CFC−113a、CFC−113、CFC−11、HCFC−123a、クロロブタン、HCFO−1334、及びHCFO−1333からなる群から選択される付加化合物とを含み、前記付加化合物の合計量は、組成物の合計重量に基づいて1重量%未満である、組成物。
  2. HFC−356、HCFC−123、HCFC−133a、HFC−143a、HCFO−1122、HCFO−1122a、CFO−1316、HCFO−1335、HFO−1345、及びHCFO−1326からなる群から選択される少なくとも1つのトレーサー化合物を更に含み、前記トレーサー化合物は、前記組成物の0.01ppmから1000ppmの濃度で存在する、請求項1に記載の組成物。
  3. 泡を形成する方法であって、(a)発泡性組成物に、請求項1または2に記載の組成物を加える工程と、(b)泡の形成に有効な条件下にて前記発泡性組成物を処理する工程と、を含む、方法。
  4. エアロゾル生成物を生成するためのプロセスであって、請求項1または2に記載の組成物を、エアロゾル容器内の有効成分を含む配合物に加える工程を含み、前記組成物は、推進剤として機能する、プロセス。
  5. 容器からの漏洩を検出するための方法であって、前記容器近傍の空気をサンプリングする工程と、少なくとも1つの付加化合物又は少なくとも1つのトレーサー化合物を、漏洩を検出するための手段を用いて検出する工程と、を含む方法であって、請求項2に記載の前記組成物が前記容器内に含まれている、方法。
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