JPH05506648A - ハロカーボン混合物 - Google Patents

ハロカーボン混合物

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JPH05506648A
JPH05506648A JP91506612A JP50661291A JPH05506648A JP H05506648 A JPH05506648 A JP H05506648A JP 91506612 A JP91506612 A JP 91506612A JP 50661291 A JP50661291 A JP 50661291A JP H05506648 A JPH05506648 A JP H05506648A
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JP91506612A
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ビベンス、ドナルド・ベルナルド
ランガー、ブルックス・ショーン
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イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 ハロカーボン混合物 発明の分野 本発明は、ここに述へるように特に3成分、4成分および5成分のハロカーボン 混合物に関する。このような混合物は、冷媒、熱移行媒体、消炎剤、気体誘電体 、膨張剤、エアゾールの噴射剤およびパワーサイクル作動流体として有用である 。
これらの混合物は、ジクロロジフルオロメタン(CFC−12)に対して潜在的 かつ環境的に安全な代用品である。
発明の背景 冷凍機応用、特に自動車空気調節設備において、冷媒は軸シール、ホース結合部 、半田接合部、その他のような漏れ部を通して大気に排気される恐れがある。さ らに、冷媒はまた装置修理または自動車事故のような装置損傷で大気に排気され る恐れがある。
成層圏オゾン減損についての世界的な懸念は、冷媒として最も広く用いられてい るCFC−12に比べてオゾン減損能の低い代替化合物に対する協調した調査を もたらした。代替化合物の将来の使用は、その比較的高いオゾン減損能のために 示差的に低減されることをが期待されている。
最近、生産されている商業的な冷媒は、純粋流体または共沸混合物のいずれかで ある。これら冷媒の多くはオゾン減損能を有する。
いくつかの非共沸混合物は、冷媒として用いられが、それらは冷媒充填部が大気 にリークまたは排気する場合、分別することの不利益を有する。これらの非共沸 混合物は、可燃性成分を含むので、それらはそれら自身可燃性になるか、大気に 可燃性成分を排気することができた。冷凍装置操作は、混合および蒸気圧の変化 のために逆に影響が及ぼされる。
したがって、必要とされることは広い混合範囲に亘って冷媒特性を維持し、かつ オゾン減損能を有意に低減する代替冷媒混合物である。
発明の概要 本発明によれば、有効な量の1. 1. 1.2−テトラフルオロエタン(RF C−1348)と1,1−ジフルオロエタン(RFC−152a)と2−クロロ −1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HCFC−124) 、2−クロロ −1゜1.2.2−テトラフルオロエタン(HCFC−124a)、1−ヒドロ パーフルオロプロパン(RFC−227ca) 、。
2−ヒドロパーフルオロプロパン(RFC−22Tea)、パーフルオロシクロ ブタン(FC−C318) 、1.2−ジクロロテトラフルオロエタン(CFC −114)および1゜1−ジクロロテトラフルオロエタン(CFC−114a) からなる群から選ばれるハロカーボンとを備える共沸様混合物が発見された。
本発明の共沸様混合物は、約2〜96重量%の1. 1. 1゜2−テトラフル オロエタンと、約2〜96重量%の1,2−ジフルオロエタンと、2−クロロ− 1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HCFC−124) 、2−クロロ− 1,1゜2.2−テトラフルオロエタン(HCFC−124a) 、1−ヒドロ パーフルオロプロパン(HFC−227ca) 、2−ヒドロパーフルオロプロ パン(RFC−227ea)、パーフルオロシクロブタン(FC−C318)  、1.2−ジクロロテトラフルオロエタン(CFC−114)および1.1−ジ クロロテトラフルオロエタン(CFC−114a)からなる群から選ばれる約2 〜50重量%のハロカーボンとの混合物にしてもよい。前記成分は、得られた混 合物が約0℃〜100℃の温度範囲に亘ってジクロロジフルオロメタン(CFC −12)の蒸気圧と実質的に等しい蒸気圧を持つように選ばれることにより割り 当てる。前述した共沸様混合物の全ては、CFC−12に比べて実質的に低いオ ゾン減損能を有する。
前記新規な共沸様混合物は、前記混合物を凝縮し、それから前記凝縮物を冷却さ れるべき基体の付近で蒸発することによって冷凍機を生産するのに使用されても よい。
前記新規な共沸様混合物は、また前記混合物を加熱されるべき基体の付近で凝縮 し、それから前記凝縮物を蒸発することによって熱を生産するのに使用されても よい。
前記新規な共沸様混合物は、熱移行媒体、消炎剤、気体誘電体、膨張剤、エアゾ ールの噴射剤およびパワーサイクル作動流体として使用されてもよい。
共沸様混合物の使用は、共沸様混合物は実質的に単一物質のように振舞うので、 成分分別およびシステム操作における取扱いの問題を最小限にする。
発明の詳細 “共沸様混合物”とは、3つまたはそれ以上の化合物の実質的に単一化合物とし て振舞う混合物を意味し、前記混合物の蒸気圧は初期混合物の約50重量%の蒸 発中に実質的に変化しないでとどまる。換言すれば、実質的な蒸発後の残存混合 物は実質的に初期混合物と同様な蒸気圧を維持し、具体的には前記混合物は実質 的に蒸気圧変化せずに蒸発する。
“前記混合物の蒸気圧が初期混合物の約50重量%の蒸発中に実質的に変化しな いで維持すること”とは、約50重量%蒸発中の蒸気圧が出発混合物の蒸気圧か ら10%以上下がらないことを意味する。
“有効な量”とは、本発明混合物の各々の成分の量が組み合わせた時に本発の共 沸様混合物の形態を生じることを意味する。
“冷媒”とは、熱移行適用で物理的変化を受ける物質を意味する。
“オゾン減損能”とは、1.0に置かれたトリクロロフルオロメタン(CFC− 11)と同様な放射割合に由来するオゾン減損能と比較されるある化合物の放射 に由来して成層圏で計算されたオゾン減損の割合を意味する。オゾン減損能を計 算する方法は、J、Wuebbles、Lawrence。
Ltvermore Laboratory Report。
UCID−18924、January 1981によるrThe Re1at ive Effeciency ofa Number of Halocar bons forDestroying 5tratosphric Oz。
neJおよびJ、Wuebbles、JournalGe。
physic Re5each、88. 1433−1443゜1983による “Chlorof IuorocarbonEmissionScenario s:PotenciaI Impact on 5tratosphric 0 zone”に述べられている。
“非可燃性″とは、Bulletin 503.H,F。
Coward et al、、US Bureau ofMines、Wash ington、D、C,,1952による一Limits of Flamma bility Ga5es and Vapours”に述べられているように 空気中のガス混合物が点火器で点火したときに燃えないことを意味する。
“ジクロロジフルオロメタン(CFC−12)の蒸気圧と実質的に等しい”とは 、約0℃〜100℃の温度範囲に亘る同じ温度におけるジクロロジフルオロメタ ンの蒸気圧の約±25%である蒸気圧を意味する。ジクロロジフルオロメタンの 蒸気圧は、“Handbook of Chemistry and Phys ics” 50th ED、、pageD−163に述べられている。
“ジクロロジフルオロメタンのオゾン減損能に比べて実質的に低い“とは、ジク ロロジフルオロメタンのオゾン減損能より約50%低いオゾン減損能を意味する 。
本発明は、ジクロロジフルオロメタン(CFC−12)の蒸気圧と実質的に等し い蒸気圧/温度関係を有する共沸様混合物を提供する。さらに、本発明の共沸様 混合物は、実質的に初期充填の約50重量%の蒸発損失後でさえ、CFC−12 の蒸気圧/温度関係と近似した釣り合いを維持する。CFC−12のそれと類似 した蒸気圧/温度関係は、CFC−12使用のために始めから設計され、ここで 説明した共沸様混合物を僅かな変更または変更なしで使用されることができる冷 凍機に存在させるために特に望ましい。本発明の混合物の蒸気圧は、初期混合物 の約50重量%の蒸発中に実質的に変化しないで維持する。
本発明の共沸様混合物は、有効な量の1. 1. 1.2−テトラフルオロエタ ン(CF −CH2F、沸点−−26,5℃)と1,1−ジフルオロエタン(C F3I−CH3、沸点−−24,7℃)と2−クロロ−1,1,1,2−テトラ フルオロエタン(CF3−CHCI F、沸点−一12℃)、2−クロロ−1, 1,2,2−テトラフルオロエタン(CF3I−CF2CL沸点−−10,2℃ )、1−ヒドロパーフルオロプロパン(CF −CF −CHF2、沸点−−1 7℃)、2−ヒドロパーフルオロプロパン(CF3−CHF−CF3、沸点−一 18℃)、パーフルオロシクロブタン(CF −CF −CF −CF2、沸点 −一6.1℃)、1.2−ジクロロテトラフルオロエタン(CCIF2CCIF 2、沸点−3,6℃)および1,1−ジクロロテトラフルオロエタン(CCI  FeF2、沸点−3,0℃)からなる群から選ばれるハロカーボンとの混合物を 備える。
本発明は、またオゾン減損能がジクロロジフルオロメタンのそれに比べて十分に 低い共沸様混合物を提供する。
本発明は、また大部分が非可燃性である種々の共沸様混合物を提供する。
本発明の前記共沸様混合物は、所望の成分量を混合または結合することを含む任 意の従来方法によって調製することができる。好ましい方法は、所望成分量を秤 量し、その後適切な容器中でそれらを結合することである。
本発明で述べられた前記共沸様混合物は、次の配合:約2〜60重量%の1.  1. 1.2−テトラフルオロエタン、約2〜60重量%の1,1−ジフルオロ エタン、および2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HCFC −124)、2−クロロ−1,1,2,2−テトラフルオロエタン(HCFC− 124a)、1−ヒドロパーフルオロプロパン(HFC−227ca) 、2− ヒドロパーフルオロプロパン(RFC−227ea) 、パーフルオロシクロブ タン(FC−C318)、1.2−ジクロロテトラフルオロエタン(CFC−1 14)および1.1−ジクロロテトラフルオロエタン(CFC−114a)から なる群から選ばれる約2〜50重量%のハロカーボンにしてもよい。
本発明で述べられた前記共沸様混合物は、次の好ましい配合:約40〜60重量 %の1. 1. 1.2−テトラフルオロエタン、約2〜40重量%の1,1− ジフルオロエタン、および2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタン (HCFC−124) 、2−クロロ−1,1,2,2−テトラフルオロエタン (HCFC−124a) 、1−ヒドロパーフルオロプロパン(RFC−227 ca) 、2−ヒドロパーフルオロプロパン(RFC−227ea) 、パーフ ルオロシクロブタン(FC−C318) 、1.2−ジクロロテトラフルオロエ タン(CFC−114)および1,1−ジクロロテトラフルオロエタンCCFC −114a)からなる群から選ばれる約2〜40重量%のハロカーボンにしても よい。
本発明で述べられた前記共沸様混合物は、次のより好ましい配合ニ ー 約50重量%1,1.l、2−テトラフルオロエタン、約25重量%1,1 −ジフルオロエタンおよび約25重量%2−クロロ−1,1,1,2−テトラフ ルオロエタン。
−約50重量%1.1.1.2−テトラフルオロエタン、約25重量%1,1− ジフルオロエタンおよび約25重量%2−クロロ−1,1,2,2−テトラフル オロエタン。
−約50重量%1,1.1.2−テトラフルオロエタン、約25重量%1,1− ジフルオロエタンおよび約25を量%1−ヒドロパーフルオロプロパン。
−約50重量%1,1.1.2−テトラフルオロエタン、約25重量%1,1− ジフルオロエタンおよび約25重量%2−ヒドロパーフルオロプロパン。
−約50重量%1.1,1.2−テトラフルオロエタン、約25重量%1.1− ジフルオロエタンおよび約25重量%パーフルオロシクロブタン。
−約50重量%1,1.1.2−テトラフルオロエタン、約25重量%1,1− ジフルオロエタン、約12.5重量%2−クロロ−1,1,1,2−テトラフル オロエタンおよび約12.5重量%2−ヒドロパーフルオロプロパン。
−約50重量%1. 1. 1. 2−テトラフルオロエタン、約25重量%1 ,1−ジフルオロエタンおよび約25重量%1,2−ジクロロテトラフルオロエ タン。
−約50重量%1.1.1.2−テトラフルオロエタン、約25重量%1,1− ジフルオロエタンおよび約25重量%1,1−ジクロロテトラフルオロエタン。
 、本発明の特定の例は、今、明らかにされる。別の方法で述べないほかは、全 てのパーセントは重量である。以下の例は、本発明の態様を提示するが、それら の例は本発明を限定するものではない。
(”)ここで説明される共沸混合物様混合物は、RFC−22Tea異性体を含 む下記混合物と同様な役目を果たすことが予想される。
HCFC−22=クロ口ジフルオ口メタン例1は、本発明の共沸様混合物の全て は全混合物の50重量%蒸発中に非常に少ない蒸気圧変化を示すことを証明して いる。これら混合物の漏洩挙動に対する蒸気圧は、適切なCFC−12のそれに 非常に等しく接近する。部分混合物蒸発後の蒸気圧性能は、前述した混合物の全 てが前記混合物の50%が消失上後でさえ、実質的にそれら蒸気圧を維持するこ とを示す。
本例は、またRFC−134aおよびRFC−152aの両方を含む本発明で述 べられた共沸様混合物がHCFC−22およびRFC−152Hの両方を含む米 国特許第4.810.403で述べられた3成分の混合物に比べて低い蒸気圧変 化を示すことを証明している。本発明の混合物は、驚くべきことにより共沸様で あり、それゆえ前述の特許で引用されたそれらより良好な冷媒候補である。
例2 げ 冷凍試験条件は:凝縮器温度−190°F;蒸発温度40°F;超加熱−1 0°F:補助冷却−10゜F;圧縮機排出−3,51−/分であった。
(り ΔTは、凝縮器における露点と沸点の間の温度微分である。
(b) ここで述べられた共沸様混合物はHCFC−124異性体を含む混合物 と同様な役目を果たすことが予想される。
(c) ここで述べられた共沸様混合物はRFC−22Tea異性体を含む混合 物と同様な役目を果たすことが予想される。
fd) ここで述べられた共沸様混合物はCFC−114異性体を含む混合物と 同様な役目を果たすことが予想される。
(e) COPは、性能の係数、エネルギー効率の測定であある。
これらのデータは、RFC−1348を含む共沸様混合物である多成分の冷媒性 能がCFC−12と全く有利に比較し、かつ圧縮機排気圧に関し、提示された自 動車代替冷媒であるRFC−134aに比べて良好であることを示している。
例2は、またRFC−1348およびRFC−152aの両方を含む本発明で述 べられた共沸様混合物がHCFC−22およびRFC−152Hの両方を含む米 国特許第4,810.403で述べられた3成分の混合物に比べて低い凝縮温度 微分を示すことを証明している。また、これらのデータは本発明の混合物が共沸 様であり、それゆえ前述の特許で引用されたそれらより良好な冷媒候補であるこ とを証明している。
例3 自動車空気調節機風洞試験 RFC−13hとCFC−12との性能比較下げる 僅かにゆっくり 通常速度 +1〜2°F 空転させる +4〜6°F 圧縮機吸入: 圧力、p川 温度、°F1−――■騨−――−―−−−呻“1− 一一噛−−−■−閘−−−通常速度 同じ +2〜4 空転させる +I(1−15+5〜10圧縮機排気; 圧力、 ps目 温度、 °F通常速度 +20〜25 −13〜−15空転させる +75〜80 −8 〜−10BFC−134x/IIFC−152i/IICFC−124(50, 0+25.0+25.0)下げる 同じ 通常速度 +1.2°F 空転させる +2.6°F 圧縮機吸入: 圧力、 psig 温度2°F通常速度 同じ −5 空転させる 同じ −5 圧縮機排気: 圧力、 psig 温度、・F通常速度 −9〜13 空転させる−5−14 − これらのデータは、上に引用した共沸様混合物が提示された代替冷媒である 1、1.1.2−テトラフルオロエタン(HFC−134a)に比べて意外に良 好な自動車空気調節良好な冷却を提供し、かつ最も重要なことにRFC−134 8より低い30〜85 psigである圧縮機排気圧を有する。HFC−134 aに関連するより高い圧縮排気圧は、高価な装置再設計を必要とし、これに対し 引用された共沸様混合物を用いることによって圧力考慮で要求されるべき装置変 更が不要である。
例4 2、 (40%±20%+40%) BCFC−22/RFC−152a/CFC−1140,403、(36%+2 4%+40%) HCFC−22/IIFC−152&/BCFC−1240,094、(50% +25%+25%) RFC−134a/IIFC−152x/HCFC−1240,055、(50 %+25%+25%) )IFC−134x/IIFC−152a/lIcFc−124z O,056 、(50%+25%+25%) HFc−13ts/IIFC−152x/IIFC−227cx O,007、 +50%+25%+25%) 11Fc−1341/IIFC−1521/RFC−227et O,00B、 +50%+25%+25%) RFC−134s/EIFC−152a/FC−C3180,009、(50% +25%+25!%) RFC−1341/IIFC−] ]52コ/CFC−114 0.2010、  (50%+25%+25%) 11Fc−1341/RFC−1521/CFC−11410,2011、+5 0%÷25%+12.5%+12,5%)RFC−134*/IIFC−152 x/HCFC−124/!IFC−227e直0.0312、 (40%+20 %÷40%) RFC−1341/IIFC−152J/CFC−1140,32これらのデー タは、本発明の共沸様混合物の全てが実質的にジクロロジフルオロメタン(CF C−12)より低いオゾン減損能を示すことを証明している。
例4は、またRFC−134aおよびRFC−1528の両方を含む本発明で述 べられた共沸様混合物がHCFC−22およびRFC−152aの両方を含む米 国特許第4,810.403で述べられた3成分の混合物に比べて低いオゾン減 損能を示すことを証明している。
要 約 書 共沸様混合物は、有効な量の1. 1. 1. 2−テトラフルオロエタン(R FC−134a)と1,1−ジフルオロエタン(RFC−152a)と2−りo o−1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HCFC−124) 、2−クロ ロ−1゜1、.2.2−テトラフルオロエタ:/(HCFC124a)、1−ヒ ドロパーフルオロプロパン(RFC−227ca)、2−ヒドロパーフルオロプ ロパ:/ (HFC−227ea)、パーフルオロシクロブタン(FC−C31 8) 、1.2−ジクロロテトラフルオロエタン(CFC−114)および1゜ 1−ジクロロテトラフルオロエタン(CFC−1148)からなる群から選ばれ るハロカーボンとを備えることを開示される。
国際調査報告 1i↑#+ロ一1m*sl^m(jlmlte、p+”:Tl+tqo11n+ ant

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.有効な量の1,1,1,2−テトラフルオロエタンと、1,1−ジフルオロ エタンと、 2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタン、2−クロロ−1,1,2 ,2−テトラフルオロエタン、1−ヒドロパーフルオロプロパン、 2−ヒドロパーフルオロプロパン、 パーフルオロシクロブタン、 1,2−ジクロロテトラフルオロエタンおよび1,1−ジクロロテトラフルオロ エタンからなる群から選ばれるハロカーボンとを備える共沸様混合物。 2.特許請求の範囲第1項記載の共沸様混合物において、約2〜96重量%の1 ,1,1,2−テトラフルオロエタン、約2〜96重量%の1,1,ジフルオロ エタンおよび約2〜50重量%のハロカーボンが存在される。 3.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、前記ハロカーボンは2 −クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタンである。 4.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、前記ハロカーボンは2 −クロロ−1,1,2,2−テトラフルオロエタンである。 5.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、前記ハロカーボンは1 −ヒドロパーフルオロプロパンである。 6.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、前記ハロカーボンは2 −ヒドロパーフルオロプロパンである。 7.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、前記ハロカーボンはパ ーフルオロシクロブタンである。 8.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、前記ハロカーボンは1 ,2−ジクロロテトラフルオロエタンである。 9.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、前記ハロカーボンは1 ,1−ジクロロテトラフルオロエタンである。 10.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、前記ハロカーボンは 2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタンおよび2−ヒドロパーフル オロプロパンの混合物である。 11.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、約50重量%1,1 ,1,2−テトラフルオロエタン、約25重量%1,1,ジフルオロエタンおよ び約25重量%2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタンが存在され る。 12.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、約50重量%1,1 ,1,2−テトラフルオロエタン、約25重量%1,1,ジフルオロエタンおよ び約25重量%2−クロロ−1,1,2,2−テトラフルオロエタンが存在され る。 13.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、約50重重%1,1 ,1,2−テトラフルオロエタン、約25重量%1,1−ジフルオロエタンおよ び約25重量%1−ヒドロパーフルオロプロパンが存在される。 14.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、約50重量%1,1 ,1,2−テトラフルオロエタン、約25重量%1,1,ジフルオロエタンおよ び約25重量%2−ヒドロパーフルオロプロパンが存在される。 15.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、約50重量%1,1 ,1,2−テトラフルオロエタン、約25重量%1,1,ジフルオロエタンおよ び約25重量%パーフルオロシクロブタンが存在される。 16.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、約50重量%1,1 ,1,2−テトラフルオロエタン、約25重量%1,1,ジフルオロエタンおよ び約25重量%1,2−ジクロロテトラフルオロエタンが存在される。 17.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、約50重量%1,1 ,1,2−テトラフルオロエタン、約25重量%1,1,ジフルオロエタンおよ び約25重量%1,1−ジクロロテトラフルオロエタンが存在される。 18.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、約50重量%1,1 ,1,2−テトラフルオロエタン、約25重量%1,1−ジフルオロエタン、約 12.5重量%2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタンおよび約1 2.5重量%2−ヒドロパーフルオロプロパンが存在される。 19.特許請求の範囲第2項記載の共沸様混合物において、約55重量%1,1 ,1,2−テトラフルオロエタン、約20重量%1,1−ジフルオロエタンおよ び25重量%2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタンが存在される 。 20.冷却されるべき基体の付近で特許請求の範囲第1項記載の混合物を蒸発さ せることを備える冷却生産方法。 21.加熱されるべき基体の付近で特許請求の範囲第1項記載の混合物を凝縮さ せることを備える加熱生産方法。 22.熱移行媒体、消炎剤、気体誘電体、膨張剤、エアゾールの噴射剤およびパ ワーサイクル作動流体からなる群がら選ばれる応用の特許請求の範囲第1項記載 の共沸様混合物の利用方法。
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