KR20110095896A - 테트라플루오로프로펜 조성물 및 그의 용도 - Google Patents

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도날드 버나드 비벤스
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Abstract

본 발명은 테트라플루오로프로펜 및 적어도 하나의 기타 성분을 포함하는, 냉장, 공조, 및 열펌프 시스템에 사용하기 위한 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 냉각 또는 열을 생성하기 위한 공정에서 열전달 유체, 발포제, 에어로졸 추진제, 및 화재 억제제 및 소화제로서 유용하다.

Description

테트라플루오로프로펜 조성물 및 그의 용도 {TETRAFLUOROPROPENE COMPOSITIONS AND USES THEREOF}
관련 출원과의 상호 참조
본 출원은 2008년 11월 19일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/116,029호, 및 2009년 5월 21일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/180,281호의 우선권을 주장한다.
본 발명은 테트라플루오로프로펜 및 적어도 하나의 기타 화합물을 포함하는, 냉장 시스템, 공조 시스템 및 열펌프 시스템에 사용하기 위한 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 냉각 또는 열을 생성하기 위한 공정에서 열전달 유체, 발포제, 에어로졸 추진제, 및 화재 억제제 및 소화제로서 유용하다.
냉장 산업계는 지난 수십년 동안 몬트리올 의정서(Montreal Protocol)의 결과로서 단계적으로 폐지되는 오존 파괴 클로로플루오로카본(CFC) 및 하이드로클로로플루오로카본(HCFC)의 대체 냉매를 찾기 위하여 연구해 왔다. 대부분의 냉매 생산자들의 해결책은 하이드로플루오로카본(HFC) 냉매의 상업화였다. 새로운 HFC 냉매 - HFC-134a가 현재 가장 널리 사용됨 - 는 0의 오존 파괴 지수를 가지며, 따라서 몬트리올 의정서의 결과로서 현재의 규제에 의한 단계적 폐지에 의해 영향을 받지 않는다.
추가의 환경 규제는 궁극적으로 소정의 HFC 냉매의 지구상에서의 단계적 폐지를 야기할 수도 있다. 현재, 자동차 산업계는 이동식 공조에 사용되는 냉매의 지구 온난화 지수와 관련된 규제에 직면하고 있다. 그러므로, 이동식 공조 시장에 있어서 지구 온난화 지수가 감소된 신규한 냉매를 확인할 필요성이 현재 많이 존재한다. 예를 들어, 고정식 공조 및 냉장 시스템에 대해, 앞으로 규제가 더 광범위하게 적용된다면, 냉장 및 공조 산업의 모든 분야에서 사용될 수 있는 냉매에 대해 훨씬 더 큰 요구가 느껴질 것이다.
HFC-134a에 대한 현재 제안된 대체 냉매에는 HFC-152a, 순수 탄화수소, 예를 들어 부탄 또는 프로판, 또는 "천연" 냉매, 예를 들어 CO2가 포함된다. 이들 제안된 대체물 중 다수는 유독하고/하거나, 가연성이고/이거나, 에너지 효율이 낮다. 특히 HCFC-22, R404A, R407C, 및 R410A에 대한 새로운 대체물이 또한 제안되고 있다. 따라서, 새로운 대안적인 냉매가 조사되고 있다.
본 발명의 목적은 낮거나 0인 오존 파괴 지수 및 현재의 냉매와 비교하여 더 낮은 지구 온난화 지수의 요구를 충족시키도록 특별한 특성을 제공하는 신규한 냉매 조성물 및 열전달 유체 조성물을 제공하는 것이다.
다음을 포함하는 조성물들로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물이 개시된다:
HFO1234yf, HFC-152a, 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-125, 및 HFC-152a;
HFO1234yf, HFC-125, 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-32, 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-32, HFC-125, 및 HFC-134a;
HFO1234ze 및 HFC-32;
HFO-1234ze 및 HFC-125;
HFO1234ze, HFC-125, 및 HFC-152a;
HFO1234ze, HFC-125, 및 HFC-134a;
HFO1234ze, HFC-32, 및 HFC-134a; 및
HFO1234ze, HFC-32, HFC-125, 및 HFC-134a;
약 60 중량% 이하의 HFO-1234yf 및 약 40 중량% 이상의 HFC-134a를 포함하는 불연성 조성물이 또한 개시된다.
약 85 중량% 이상의 HFO-1234yf 및 약 15 중량% 이하의 HFC-32를 포함하는 조성물이 또한 개시된다.
이하에서 설명되는 실시 형태의 상세 사항을 다루기 전에, 몇몇 용어를 정의하거나 또는 명확히 하기로 한다.
정의
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 열전달 조성물이라는 용어는 열을 열원(heat source)으로부터 열 싱크(heat sink)로 운반하는 데 사용되는 조성물을 의미한다.
열원은 그로부터 열을 부가하거나, 전달하거나, 이동시키거나 또는 제거하는 것이 바람직한 임의의 공간, 위치, 물건 또는 물체로서 정의된다. 열원의 예는 냉장 또는 냉각을 필요로 하는 (개방 또는 밀폐) 공간, 예를 들어, 슈퍼마켓의 냉장고 또는 냉동기(freezer) 케이스, 공조를 필요로 하는 건물 공간, 산업용수 냉각기 또는 공조를 필요로 하는 자동차의 객실이다. 일부 실시 형태에서, 열전달 조성물은 전달 과정 동안 일정한 상태로 남아 있을 수 있다 (즉, 증발하거나 응축하지 않음). 다른 실시 형태에서, 증발 냉각 방법이 마찬가지로 열전달 조성물을 이용할 수 있다.
열 싱크는 열을 흡수할 수 있는 임의의 공간, 위치, 물건 또는 물체로서 정의된다. 증기 압축 냉장 시스템이 그러한 열 싱크의 한 예이다.
열전달 시스템은 특정 공간에서 가열 또는 냉각 효과를 생성하는 데 사용되는 시스템 (또는 장치)이다. 열전달 시스템은 이동식 시스템 또는 고정식 시스템일 수 있다.
열전달 시스템의 예에는 공조기(air conditioner), 냉동기, 냉장고, 열 펌프, 수 냉각기(water chiller), 만액식 증발 냉각기(flooded evaporator chiller), 직접 팽창식 냉각기(direct expansion chiller), 워크인 쿨러(walk-in cooler), 이동식 냉장고, 이동식 공조 유닛, 제습기 및 그 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 이동식 열전달 시스템은 도로, 철도, 해상 또는 항공용 운송 유닛에 포함된 임의의 냉장, 공조기, 또는 가열 장치를 지칭한다. 또한, 이동식 냉장 또는 공조기 유닛은, 임의의 이동 캐리어와 독립적이며 "복합"(intermodal) 시스템으로 알려져 있는 장치를 포함한다. 그러한 복합 시스템은 "컨테이너"(해상/육지 운송 겸용)뿐만 아니라 "스왑 바디(swap body)"(도로/철도 운송 겸용)를 포함한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 고정식 열전달 시스템은 작동 중에 제자리에 고정되는 시스템이다. 고정식 열전달 시스템은 임의의 다양한 건물 내에 결합되거나 그에 부착될 수 있거나, 또는 청량음료 자판기와 같이 옥외에 위치하는 독립형(stand alone) 장치일 수 있다. 이러한 고정식 응용은 고정식 공조 및 열 펌프일 수 있다(냉각기, 고온 열 펌프, 주거용, 상업용 또는 산업용 공조 시스템을 포함하나 이로 한정되지 않으며, 창문, 무덕트(ductless), 덕트형(ducted), 패키지형(packaged) 터미널, 냉각기, 및 옥상 시스템과 같이 외장형이지만 건물에 연결되는 것들을 포함함). 고정식 냉장 응용에서, 개시된 조성물은 상업용, 산업용 또는 주거용 냉장고 및 냉동기, 제빙기, 자립형(self-contained) 쿨러 및 냉동기, 만액식 증발 냉각기, 직접 팽창식 냉각기, 워크인 및 리치인(reach-in) 쿨러 및 냉동기, 및 조합 시스템을 포함하는 장비에서 유용할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 슈퍼마켓 냉장 시스템에 사용될 수 있다. 또한, 고정식 응용은 1차 냉매를 사용하여 한 위치에서 냉각을 생성하고 이를 2차 열전달 유체를 통해 멀리 떨어진 위치로 전달하는 2차 루프 시스템을 이용할 수 있다.
냉장 용량 (때때로 냉각 용량으로 지칭됨)은 순환되는 냉매 파운드당 증발기에서의 냉매의 엔탈피 변화, 즉 주어진 시간당 증발기에서 냉매에 의해 제거되는 열을 정의하기 위한 용어이다. 냉장 용량은 냉각을 생성하는 냉매 또는 열전달 조성물의 능력의 척도이다. 따라서, 용량이 클수록 생성되는 냉각이 더 크다.
성능 계수(coefficient of performance, COP)는 제거된 열의 양을 사이클을 작동시키기 위해서 필요한 에너지 입력으로 나눈 값이다. COP가 높을수록, 에너지 효율이 더 높다. COP는 내부 및 외부 온도의 특정 설정에서 냉장 또는 공조 장비에 대한 효율 등급인 에너지 효율 비(energy efficiency ratio, EER)와 직접 관계되어 있다.
용어 "과냉"(subcooling)은 주어진 압력에 대한 액체의 포화점 미만으로의 액체의 온도의 감소를 의미한다. 포화점은 증기가 액체로 완전히 응축되는 온도이나, 과냉은 액체를 주어진 압력에서 더 낮은 온도의 액체로 계속 냉각한다. 액체를 포화 온도 (또는 기포점 온도) 미만으로 냉각함으로써, 순 냉장 용량이 증가될 수 있다. 그에 의해 과냉은 시스템의 냉장 용량 및 에너지 효율을 개선한다. 과냉량(subcool amount)은 포화 온도 미만으로의 냉각의 양 (도 단위)이다.
과열은 증기 조성물이 그의 포화 증기 온도 (조성물이 냉각되는 경우, 액체의 첫 번째 방울이 형성되는 온도를 또한 "이슬점"이라 지칭함)를 초과하여 얼마나 많이 가열되는 지를 정의하는 용어이다.
온도 구배 (때때로 "구배"로 단순하게 지칭함)는 임의의 과냉 또는 과열을 제외한, 냉장 시스템의 구성요소 내에서 냉매에 의한 상 변화 과정의 출발 온도와 종료 온도 사이의 차의 절대값이다. 이러한 용어는 근사 공비 (near azeotropic) 또는 비-공비 조성물의 응축 또는 증발을 설명하는 데 사용될 수 있다.
공비 조성물은 단일한 물질인 것처럼 거동하는 2가지 이상의 물질들의 정비점(constant-boiling) 혼합물을 의미한다. 공비 조성물을 특성화하는 한 가지 방법으로는 당해 액체의 부분적 증발 또는 증류에 의해 생성되는 증기가 그 액체 - 그로부터 증기가 증발 또는 증류됨 - 와 동일한 조성을 갖는다는 것이 있는데, 즉, 혼합물은 조성 변화 없이 증류/환류된다. 정비점 조성물은 공비 혼합물로서 특성화되는데, 그 이유는 정비점 조성물이 동일 화합물의 비-공비 혼합물의 비등점과 비교했을 때 최대 또는 최소 비등점을 나타내기 때문이다. 공비 조성물은 작동 동안에는 냉장 또는 공조 시스템 내에서 분별되지 않을 것이다. 부가적으로, 공비 조성물은 냉장 또는 공조 시스템으로부터의 누출 시에 분별되지 않을 것이다.
근사-공비 조성물(일반적으로 공비 혼합물-유사 조성물로도 지칭됨)은 본질적으로 단일 물질처럼 거동하는 2가지 이상의 물질의 사실상 정비점의 액체 혼합물이다. 근사-공비 조성물을 특성화하는 한 가지 방법으로는 당해 액체의 부분적 증발 또는 증류에 의해 생성되는 증기가 그 액체 - 그로부터 증기가 증발 또는 증류됨 - 와 사실상 동일한 조성을 갖는다는 것이 있는데, 즉, 혼합물은 상당한 조성 변화 없이 증류/환류된다. 근사-공비 조성물을 특성화하는 다른 방법으로는 특정 온도에서 조성물의 기포점 증기압과 이슬점 증기압이 사실상 동일하다는 것이 있다. 본 발명에서, 조성물의 50 중량%를 증발 또는 비등 제거에 의한 것 등에 의해 제거한 후에, 원래 조성물과, 원래 조성물의 50 중량%를 제거한 후 남아있는 조성물 사이의 증기압 차이가 약 10 퍼센트 미만일 경우 조성물은 근사-공비 조성물이다.
비-공비 조성물은 단일한 물질이라기보다는 오히려 단순 혼합물처럼 거동하는 2가지 이상의 물질의 혼합물이다. 비-공비 조성물을 특성화하는 한 가지 방법으로는 당해 액체의 부분적 증발 또는 증류에 의해 생성되는 증기가 그 액체 - 그로부터 증기가 증발 또는 증류됨 - 와 사실상 상이한 조성을 갖는다는 것이 있는데, 즉, 혼합물은 조성이 상당히 변화하면서 증류/환류된다. 비-공비 조성물을 특성화하는 다른 방법으로는 특정 온도에서 조성물의 기포점 증기압과 이슬점 증기압이 사실상 상이하다는 것이 있다. 본 발명에서, 조성물의 50 중량%를 증발 또는 비등 제거에 의한 것 등에 의해 제거한 후에, 원래 조성물과, 원래 조성물의 50 중량%를 제거한 후 남아있는 조성물 사이의 증기압 차이가 약 10 퍼센트 초과일 경우 조성물은 비-공비 조성물이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "윤활제"는 부품이 정지되는 것을 방지하는 데 도움이 되도록 압축기에 윤활을 제공하는, 조성물 또는 압축기에 부가되는 (그리고 임의의 열전달 시스템 내에서 사용 중에 임의의 열전달 조성물과 접촉하는) 임의의 물질을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 상용화제(compatibilizer)는 열전달 시스템 윤활제에서의 개시된 조성물의 하이드로플루오로카본의 용해도를 개선하는 화합물이다. 일부 실시 형태에서, 상용화제는 압축기로의 오일 회수를 개선한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 오일-농후상(oil-rich phase) 점도를 감소시키기 위하여 시스템 윤활제와 사용된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 오일 회수는 열전달 조성물이 열전달 시스템을 통해 윤활제를 운반하고 압축기로 회수하는 능력을 지칭한다. 즉, 사용 중에, 압축기 윤활제의 일부분이 열전달 조성물에 의해 압축기로부터 시스템의 다른 부분으로 멀리 운반되는 것은 드문 일이다. 그러한 시스템에서, 윤활제가 압축기로 효율적으로 회수되지 않으면, 압축기가 윤활의 결여로 인해 결국 고장날 것이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "자외선" 염료는 전자기 스펙트럼의 자외선 또는 "근"자외선 영역의 빛을 흡수하는 UV 형광 또는 인광 조성물로서 정의된다. 파장이 10 나노미터 내지 약 775 나노미터 범위인 적어도 일부의 방사선을 방출하는 UV 광에 의한 조명 하에 UV 형광 염료에 의해서 생성되는 형광이 검출될 수 있다.
가연성은 조성물이 화염을 발화시키고/시키거나 전파시키는 능력을 의미하기 위해 사용되는 용어이다. 냉매 및 기타 열전달 조성물의 경우, 가연성 하한 ("LFL")은 ASTM (American Society of Testing and Materials; 미국 재료 시험 협회) E681에 명시된 시험 조건 하에서 조성물과 공기의 균질한 혼합물을 통해 화염을 전파할 수 있는, 공기 중 열전달 조성물의 최소 농도이다. 가연성 상한 ("UFL")은 동일한 시험 조건 하에서 조성물과 공기의 균질한 혼합물을 통해 화염을 전파할 수 있는 공기 중 열전달 조성물의 최대 농도이다. 가연성 시험, ASTM E681은 ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers; 미국 냉난방공조기술자협회)에 의해 ASHRAE 표준 34에 명시된 바와 같은 특정 온도에서 액체 위의 밀폐된 용기 내에 존재하는 액체 상 및 증기 상에 대해 실시된다. ASHRAE에 의해 불연성으로 분류되기 위해서는, 액체 상 및 기체 상 둘 모두에 대해 체계화된 ASTM E681의 조건 하에서 뿐만 아니라 누출 시나리오(leakage scenario) 동안에도 냉매가 불연성이어야만 한다.
지구 온난화 지수(GWP)는 1 킬로그램의 이산화탄소의 방출과 비교하여, 1 킬로그램의 특정 온실 가스의 대기 방출로 인한 상대 지구 온난화 기여도를 평가하기 위한 지수이다. GWP는 주어진 가스에 대하여 대기 수명의 효과를 나타내는 상이한 시계(time horizon)에 대하여 계산될 수 있다. 100년 시계에 대한 GWP가 통상 기준이 되는 값이다. 혼합물의 경우, 각 성분에 대한 개별 GWP를 기초로 하여 가중 평균이 계산될 수 있다.
오존 파괴 지수 (ODP)는 물질에 의해 야기되는 오존 파괴의 양을 지칭하는 수치이다. ODP는 오존에 대한 화학물질의 영향을 유사한 질량의 CFC-11 (플루오로트라이클로로메탄)의 영향과 비교한 비율이다. 즉, CFC-11의 ODP가 1.0인 것으로 정의된다. 다른 CFC 및 HCFC는 ODP가 0.01 내지 1.0의 범위이다. HFC는 염소를 포함하지 않기 때문에 ODP가 0이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "포함하다", "포함하는", "함유하다", "함유하는", "갖는다", "갖는" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 망라하고자 한다. 예를 들어, 요소들의 목록을 포함하는 조성물, 공정, 방법, 용품, 또는 장치는 반드시 그러한 요소만으로 제한되지는 않고, 명확하게 열거되지 않거나 그러한 조성물, 공정, 방법, 용품, 또는 장치에 내재적인 다른 요소를 포함할 수도 있다. 더욱이, 명백히 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 '또는'을 말하며 배타적인 '또는'을 말하는 것은 아니다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 하기 중 어느 하나에 의해 만족된다: A는 참(또는 존재함)이고 B는 거짓(또는 존재하지 않음), A는 거짓(또는 존재하지 않음)이고 B는 참(또는 존재함), A 및 B 모두가 참(또는 존재함).
연결구 "이루어지는"은 명시되지 않은 임의의 요소, 단계, 또는 성분을 제외한다. 특허청구범위 중에서라면, 그러한 것은 통상적으로 관련된 불순물을 제외하고는 인용된 것 이외의 물질을 포함하는 것으로 특허청구범위를 축소시킬 것이다. 어구 "~로 이루어진"이 청구항 전문의 직후라기보다는 청구항 본문의 절에 나타날 경우, 이것은 그 절에 개시된 요소만을 제한하며; 다른 요소들은 청구항 전체로부터 배제되지 않는다.
연결구 "실질적으로 이루어지는"은 문자 그대로 개시된 것 이외에도, 물질, 단계, 특성, 성분, 또는 요소를 포함하는 조성물, 방법 또는 장치를 정의하는데 사용되나, 단, 이들 추가의 포함된 재료, 단계, 특성, 성분, 또는 요소는 청구된 발명의 기본적이고 신규한 특성(들)에 실질적으로 영향을 미친다. 용어 '실질적으로 이루어지는'은 "구성하는"과 '이루어지는' 사이의 중간 입장을 차지한다.
본 발명자가 무제한 용어, 예컨대 "구성하는"으로 발명 또는 이의 부분을 정의하는 경우에는, (달리 언급되지 않는 한) 용어 "실질적으로 이루어지는" 또는 "이루어지는"을 사용하여 이러한 발명을 기술하는 것으로 해석되어야 한다는 것을 용이하게 이해할 것이다.
또한, 부정관사("a" 또는 "an")의 사용은 본 명세서에서 설명되는 요소들 및 성분들을 설명하기 위해 적용된다. 이는 단지 편의상 그리고 본 발명의 범주의 전반적인 의미를 제공하기 위해 행해진다. 이러한 표현은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 파악되어야 하며, 단수형은 그 수가 명백하게 단수임을 의미하는 것이 아니라면 복수형을 또한 포함한다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 등가인 방법 및 재료가 개시된 조성물의 실시 형태의 실시 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 후술된다. 본 명세서에서 언급되는 모든 간행물, 특허 출원, 특허, 및 다른 참조 문헌은 특정 구절이 인용되지 않으면 전체적으로 참고로 본 명세서에 통합된다. 상충되는 경우에는, 정의를 비롯하여 본 명세서가 좌우할 것이다. 게다가, 재료, 방법, 및 실시예는 단지 예시적인 것이며 제한하고자 하는 것은 아니다.
조성물
테트라플루오로프로펜과 적어도 하나의 기타 화합물을 포함하는 조성물이 개시된다. 테트라플루오로프로펜은 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO-1234ze) 또는 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO-1234yf) 중 어느 하나 일 수 있다. HFO-1234ze는 상이한 배위 이성체, E- (트랜스-) 또는 Z- (시스-), 또는 입체 이성체로서 존재할 수 있다. 본 발명은 모든 단일한 배위 이성체, 단일한 입체 이성체 또는 그의 임의의 조합 또는 혼합물을 포함하고자 한다.
HFO-1234ze 및 HFO-1234yf 둘 모두는 본 기술 분야에 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다.
개시된 조성물은 또한 다이플루오로메탄 (HFC-32), 테트라플루오로에탄, 펜타플루오로에탄 (HFC-125), 및 다이플루오로에탄 (1,1-다이플루오로에탄 또는 HFC-152a)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 기타 플루오르화 화합물을 포함한다. 테트라플루오로에탄은 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 (HFC-134a) 또는 1,1,2,2-테트라플루오로에탄 (HFC-134)일 수 있다. 이러한 플루오르화 화합물은 구매가능하거나 또는 본 기술 분야에 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다.
일 실시 형태에서, 다음을 포함하는 조성물이 개시된다:
HFO1234yf 및 HFC-32;
HFO1234yf 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-152a, 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-125, 및 HFC-152a;
HFO1234yf, HFC-125, 및 HFC-134a;HFO1234yf, HFC-32, 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-32, 및 HFC-125;
HFO1234yf, HFC-32, HFC-125, 및 HFC-134a;
HFO1234ze 및 HFC-32;
HFO-1234ze 및 HFC-125;
HFO1234ze, HFC-125, 및 HFC-152a;
HFO1234ze, HFC-125, 및 HFC-134a;
HFO1234ze, HFC-32, 및 HFC-134a;
HFO1234ze, HFC-32, 및 HFC-125; 및
HFO1234ze, HFC-32, HFC-125, 및 HFC-134a.
다른 실시 형태에서, 다음으로 본질적으로 이루어지는 조성물이 개시된다:
HFO1234yf 및 HFC-32;
HFO1234yf 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-152a, 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-125, 및 HFC-152a;
HFO1234yf, HFC-125, 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-32, 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-32, 및 HFC-125;
HFO1234yf, HFC-32, HFC-125, 및 HFC-134a;
HFO1234ze 및 HFC-32;
HFO-1234ze 및 HFC-125;
HFO1234ze, HFC-125, 및 HFC-152a;
HFO1234ze, HFC-125, 및 HFC-134a;
HFO1234ze, HFC-32, 및 HFC-134a;
HFO1234ze, HFC-32, 및 HFC-125; 및
HFO1234ze, HFC-32, HFC-125, 및 HFC-134a.
일 실시 형태에서, 임의의 개시된 조성물은 일반적으로 테트라플루오로프로펜이 전체 조성물의 약 1 중량% 내지 약 99 중량%로 존재하는 경우에 유용하다. 다른 실시 형태에서, 유용한 조성물은 약 20 중량% 내지 약 99 중량%의 테트라플루오로프로펜을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 유용한 조성물은 약 40 중량% 내지 약 99 중량%의 테트라플루오로프로펜을 포함한다. 그리고, 또 다른 실시 형태에서, 유용한 조성물은 약 50 중량% 내지 약 99 중량%의 테트라플루오로프로펜을 포함한다.
본 명세서에 기재된 바와 같은 3성분 조성물의 경우, 일 실시 형태에서, 조성물은 약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 테트라플루오로프로펜을 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 조성물은 약 20 중량% 내지 약 98 중량%의 테트라플루오로프로펜을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 조성물은 약 40 중량% 내지 약 98 증량%의 테트라플루오로프로펜을 포함한다. 그리고, 또 다른 실시 형태에서, 조성물은 약 50 중량% 내지 약 98 중량%의 테트라플루오로프로펜을 포함한다. 소정 실시 형태에서, 트랜스-HFO-1234ze 및 HFC-125를 포함하는 개시된 조성물은 약 80 중량% 내지 약 99 중량%의 트랜스-HFO-1234ze 및 약 20 중량% 내지 약 1 중량%의 HFC-125를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 조성물은 약 85 중량% 내지 약 95 중량%의 HFO-1234ze 및 약 15 중량% 내지 약 5 중량%의 HFC-125를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 트랜스-HFO-1234ze 및 HFC-32를 포함하는 개시된 조성물은 약 20 중량% 내지 약 90 중량%의 트랜스-HFO-1234ze 및 약 80 중량% 내지 약 10 중량%의 HFC-32를 포함한다.
일 실시 형태에서, 개시된 조성물은 일반적으로 성분들이 열거된 농도 +/- 2 중량%로 존재할 때 원하는 특성 및 기능을 유지할 것으로 예상된다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 근사-공비 조성물인 것으로 나타난다. 테트라플루오로프로펜을 포함하는 근사-공비 조성물이 표 1에 열거된 특정 온도에서 확인되었다.
Figure pct00001
본 발명의 조성물 중 소정의 조성물은 비-공비 조성물이다. 비-공비 조성물은 공비 또는 근사-공비 혼합물에 비하여 소정의 이점을 가질 수 있다. 비-공비 조성물의 온도 구배는 역류 열교환기 배열에 있어서 이점을 제공한다.
일부 실시 형태에서, 냉매의 가연성을 측정하는 데 사용되는 표준 시험인, ASTM (미국 재료 시험 협회) E681-2004를 사용하여 결정할 때 개시된 조성물은 불연성이다.
일 실시 형태에서, 조성물은 약 60 중량% 이하의 HFO-1234yf 및 약 40 중량% 이상의 HFC-134a를 포함하는 약 60℃에서 불연성인 조성물이다.
다른 실시 형태에서, 조성물은 약 53 중량% 이하의 HFO-1234yf 및 약 47 중량% 이상의 HFC-134a를 포함하는 약 100℃에서 불연성인 조성물이다.
일 실시 형태에서, 약간의 온도 구배를 갖는 냉매 혼합물이 산업에 있어서 허용가능할 수 있거나, 심지어 본 명세서에서 앞서 언급된 바와 같은 이점을 가질 수 있다. R407C가 구배를 갖는 시판용 냉매 제품의 예이다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 소정 조성물이 R407C의 온도 구배에 근접한 온도 구배를 갖는 냉매 조성물을 제공한다는 것이 입증되었다.
일 실시 형태에서, 조성물은 약 85 중량% 이상의 HFO-1234yf 및 약 15 중량% 이하의 HFC-32를 포함한다. 그러한 조성물은 최소한의 온도 구배를 가지며 R407C와 유사한 수준으로 냉각 용량 및 에너지 효율을 유지하는 것으로 입증되었다. 다른 실시 형태에서, 조성물은 약 90 중량% 이상의 HFO-1234yf 및 약 10 중량% 이하의 HFC-32를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 조성물은 약 95 중량% 이상의 HFO-1234yf 및 약 5 중량% 이하의 HFC-32를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 테트라플루오로프로펜 및 플루오르화 화합물에 더하여, 개시된 조성물은 선택적인 기타 성분들을 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물 중의 선택적인 기타 성분 (본 명세서에서 첨가제라고도 지칭함)은 윤활제, 염료, 가용화제, 상용화제, 안정제, 추적자(tracer), 퍼플루오로폴리에테르, 마모방지제, 극압제, 부식 및 산화 억제제, 금속 표면 에너지 감소제, 금속 표면 불활성화제(metal surface deactivator), 자유 라디칼 포착제(free radical scavenger), 발포 조절제(foam control agent), 점도 지수 개선제, 유동점 강하제(pour point depressant), 세제, 점도 조절제, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다. 실제로, 다수의 이러한 선택적인 기타 성분이 하나 이상의 이러한 카테고리에 들어 맞으며 하나 이상의 성능 특성을 달성하는 데 적합한 품질을 가질 수 있다.
일부 실시 형태에서, 하나 이상의 첨가제가 전체 조성물에 비해 소량으로 개시된 조성물 중에 존재한다. 일부 실시 형태에서, 개시된 조성물 중에 존재하는 첨가제(들)의 양은 첨가제 전체가 약 0.1 중량% 미만 내지 최대 약 5 중량%이다. 일부 경우, 첨가제는 약 0.1 중량% 내지 약 3.5 중량%의 양으로 개시된 조성물 중에 존재한다. 개시된 조성물을 위해 선택되는 첨가제 성분(들)은 유용성 및/또는 개별 장비 구성요소 또는 시스템 요건에 기초하여 선택된다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 광유 (광물 유래 오일), 합성 윤활유, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 윤활제를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 광유, 알킬벤젠, 합성 파라핀, 합성 나프텐, 폴리알파올레핀, 폴리알킬렌 글리콜, 2염기산 에스테르, 폴리에스테르, 네오펜틸 에스테르, 폴리비닐 에테르, 실리콘, 실리케이트 에스테르, 플루오르화 화합물, 포스페이트 에스테르 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 윤활제를 추가로 포함한다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 냉장 또는 공조 장비와 사용하기에 적합한 것들로부터 선택되는 적어도 하나의 윤활제를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 압축 냉장 윤활 분야에 잘 알려진 것들로부터 선택되는 적어도 하나의 합성유를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 적어도 하나의 선택적인 성분은 광유 윤활제이다. 일부 실시 형태에서, 광유 윤활제는 파라핀 (탄소 직쇄 포화 탄화수소, 탄소 분지쇄 포화 탄화수소, 및 그 혼합물을 포함함), 나프텐 (포화 환형 및 고리 구조체를 포함함), 방향족 (교번하는 탄소-탄소 이중 결합을 특징으로 하는 하나 이상의 고리를 포함하는 불포화 탄화수소를 갖는 것들) 및 비-탄화수소 (황, 질소, 산소 및 그 혼합물과 같은 원자를 포함하는 분자), 및 그 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시 형태는 하나 이상의 합성 윤활제를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 합성 윤활제는 알킬 치환된 방향족 (예를 들어, 선형, 분지형, 또는 선형 및 분지형이 조합된 알킬 기로 치환된 벤젠 또는 나프탈렌, 흔히 일반적으로 알킬벤젠이라고 지칭됨), 합성 파라핀 및 나프텐, 폴리(알파 올레핀), 폴리글리콜 (폴리알킬렌 글리콜 포함), 2염기산 에스테르, 폴리에스테르, 네오펜틸 에스테르, 폴리비닐 에테르 (PVE), 실리콘, 실리케이트 에스테르, 플루오르화 화합물, 포스페이트 에스테르 및 그 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 적어도 하나의 구매가능한 윤활제를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 BVM 100 N (비브이에이 오일스(BVA Oils)에 의해 판매되는 파라핀 광유), 서니소(Suniso)(등록상표) 1GS, 서니소(등록상표) 3GS 및 서니소(등록상표) 5GS (크롬프톤 컴퍼니(Crompton Co.)에 의해 판매되는 나프텐 광유), 선텍스(Sontex)(등록상표) 372LT (펜조일(Pennzoil)에 의해 판매되는 나프텐 광유), 칼루메트(Calumet)(등록상표) RO-30 (칼루메트 루브리컨츠(Calumet Lubricants)에 의해 판매되는 나프텐 광유), 제롤(Zerol)(등록상표) 75, 제롤(등록상표) 150 및 제롤(등록상표) 500 (쉬리브 케미칼스(Shrieve Chemicals)에 의해 판매되는 선형 알킬벤젠) 및 HAB 22 (니폰 오일(Nippon Oil)에 의해 판매되는 분지형 알킬벤젠), 폴리올 에스테르 (POE), 예를 들어, 카스트롤(Castrol)(등록상표) 100 (영국 소재의 카스트롤(Castrol)), 폴리알킬렌 글리콜 (PAG), 예를 들어, 다우(미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼(Dow Chemical))로부터의 RL-488A, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 윤활제를 포함한다.
다른 실시 형태에서, 적어도 하나의 윤활제는 하이드로플루오로카본 냉매와 사용하기 위해 설계된 그러한 윤활제를 추가로 포함하며 압축 냉장 및 공조 장치의 작동 조건 하에서 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물과 혼화가능하다. 일부 실시 형태에서, 윤활제는 주어진 압축기의 요건 및 윤활제가 노출될 환경을 고려하여 선택된다.
일부 실시 형태에서, 윤활제는 총 조성물에 대해 5.0 중량% 미만의 양으로 존재한다. 다른 실시 형태에서, 윤활제의 양은 총 조성물의 약 0.1 내지 3.5 중량%이다.
본 명세서에 개시된 조성물에 대한 상기 중량 비에도 불구하고, 일부 열전달 시스템에서는, 조성물이 사용되는 동안, 그러한 열전달 시스템의 하나 이상의 장비 구성요소로부터 추가의 윤활제가 얻어질 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 일부 냉장, 공조 및 열펌프 시스템에 있어서, 윤활제는 압축기 및/또는 압축기 윤활제 섬프(sump)에 충전될 수 있다. 그러한 윤활제가 그러한 시스템의 냉매 중에 존재하는 임의의 윤활제 첨가제에 더해 질 것이다. 사용 중, 압축기 내에 있을 때 냉매 조성물이 소정량의 장비 윤활제를 흡수하여 냉매-윤활제 조성을 시작 비율로부터 변화시킬 수 있다.
그러한 열전달 시스템에서, 대부분의 윤활제가 시스템의 압축기 부분 내에 머무를 때조차, 전체 시스템은 조성물의 최대 약 75 중량% 내지 최소 약 1.0 중량%가 윤활제인 총 조성물을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 일부 시스템, 예를 들어, 슈퍼마켓의 냉장 진열 케이스에서, 시스템은 약 3 중량%의 윤활제 (시스템 충전 이전 냉매 조성물 중 임의의 윤활제 퍼센트를 훨씬 초과함) 및 97 중량%의 냉매를 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 일부 시스템, 예를 들어, 이동식 공조 시스템에서, 시스템은 약 20 중량%의 윤활제 (시스템 충전 이전 냉매 조성물 중 임의의 윤활제 퍼센트를 훨씬 초과함) 및 약 80 중량%의 냉매를 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 적어도 하나의 염료를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 적어도 하나의 자외선 (UV) 염료를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 형광 염료인, 적어도 하나의 UV 염료를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 나프탈이미드, 페릴렌, 쿠마린, 안트라센, 페난트라센, 잔텐, 티오잔텐, 나프토잔텐, 플루오레세인, 및 상기 염료의 유도체 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 형광 염료인, 적어도 하나의 UV 염료를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 약 0.001 중량% 내지 약 1.0 중량%의 UV 염료를 포함한다. 다른 실시 형태에서, UV 염료는 약 0.005 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재하며; 다른 실시 형태에서, UV 염료는 총 조성물의 0.01 중량% 내지 약 0.25 중량%의 양으로 존재한다.
일부 실시 형태에서, UV 염료는 장치 (예를 들어, 냉장 유닛, 공조기 또는 열펌프)의 누출 지점에서 또는 그 근처에서 염료의 형광을 관찰할 수 있게 함으로써 조성물의 누출을 검출하는 데 유용한 성분이다. 자외광 하에서 염료로부터의 UV 방출, 예를 들어, 형광을 관찰할 수 있다. 따라서, UV 염료를 포함하는 조성물이 장치의 소정 지점으로부터 누출되는 경우, 누출 지점에서, 또는 누출 지점의 근처에서 형광이 검출될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 개시된 조성물에서의 하나 이상의 염료의 용해도를 개선하도록 선택된 적어도 하나의 안정제를 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 염료 대 안정제의 중량 비는 약 99:1 내지 약 1:1의 범위이다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물 중의 안정제는 탄화수소, 탄화수소 에테르, 폴리옥시알킬렌 글리콜 에테르 (예를 들어, 다이프로필렌 글리콜 다이메틸 에테르), 아미드, 니트릴, 케톤, 클로로카본 (예를 들어, 메틸렌 클로라이드, 트라이클로로에틸렌, 클로로포름, 또는 그 혼합물), 에스테르, 락톤, 방향족 에테르, 플루오로에테르 및 1,1,1-트라이플루오로알칸 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 적어도 하나의 상용화제가 하나 이상의 윤활제와 개시된 조성물의 상용성을 개선하도록 선택된다. 일부 실시 형태에서, 상용화제는 탄화수소, 탄화수소 에테르, 폴리옥시알킬렌 글리콜 에테르 (예를 들어, 다이프로필렌 글리콜 다이메틸 에테르), 아미드, 니트릴, 케톤, 클로로카본 (예를 들어, 메틸렌 클로라이드, 트라이클로로에틸렌, 클로로포름, 또는 그 혼합물), 에스테르, 락톤, 방향족 에테르, 플루오로에테르, 1,1,1-트라이플루오로알칸 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, 하나 이상의 안정제 및/또는 상용화제가 오직 탄소, 수소 및 산소만을 포함하는 에테르로 이루어지는 탄화수소 에테르, 예를 들어, 다이메틸 에테르 (DME) 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 5 내지 15개의 탄소 원자를 포함하는 적어도 하나의 선형 또는 환형 지방족 또는 방향족 탄화수소 상용화제를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 상용화제는 적어도 하나의 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택되며; 다른 실시 형태에서, 상용화제는 미국 소재의 엑손 케미칼 (Exxon Chemical)로부터 상표명 아이소파(Isopar)(등록상표) H (고순도 C11 내지 C12 아이소-파라핀), 아로마틱(Aromatic) 150 (C9 내지 C11 방향족), 아로마틱 200 (C9 내지 C15 방향족) 및 나프타(Naptha) 140으로 구매가능한, 적어도 펜탄, 헥산, 옥탄, 노난, 데칸 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 탄화수소이다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 적어도 하나의 중합체 상용화제를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 플루오르화 및 비플루오르화 아크릴레이트의 랜덤 공중합체인 것들로부터 선택되는 적어도 하나의 중합체 상용화제를 포함하며, 여기서, 중합체는 화학식 CH2=C(R1)CO2R2, 화학식 CH2=C(R3)C6H4R4, 및 화학식 CH2=C(R5)C6H4XR6 (여기서, X는 산소 또는 황이고; R1, R3, 및 R5 는 독립적으로 H 및 C1-C4 알킬 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고; R2, R4, 및 R6 는 독립적으로 F, 및 C를 포함하는 탄소-사슬계 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고, H, Cl, 에테르 산소, 또는 티오에테르, 설폭사이드, 또는 설폰 기 형태의 황을 추가로 포함할 수 있음)으로 나타내어지는 적어도 하나의 단량체의 반복 단위 및 그 혼합물을 포함한다. 그러한 중합체 상용화제의 예에는 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(E. I. du Pont de Nemours & Co.) (미국 델라웨어주 19898 윌밍턴 소재)로부터 상표명 조닐(Zonyl)(등록상표) PHS로 구매가능한 것들이 포함된다. 조닐(등록상표) PHS는 40 중량%의 CH2=C(CH3)CO2CH2CH2(CF2CF2)mF (조닐(등록상표) 플루오로메타크릴레이트 또는 ZFM이라고도 지칭됨) (여기서, m은 1 내지 12이고, 주로 2 내지 8임)와 60 중량%의 라우릴 메타크릴레이트 (LMA라고도 지칭되는, CH2=C(CH3)CO2(CH2)11CH3)를 중합하여 제조된 랜덤 공중합체이다.
일부 실시 형태에서, 상용화제 성분은 금속에 대한 윤활제의 점착을 감소시키는 방식으로 열교환기에서 발견되는 금속 구리, 알루미늄, 강, 또는 기타 금속 및 이들의 금속 합금의 표면 에너지를 감소시키는 첨가제를 (상용화제의 총량을 기준으로) 약 0.01 내지 30 중량% 함유한다. 금속 표면 에너지 감소 첨가제의 예에는 듀폰으로부터 상표명 조닐(등록상표) FSA, 조닐(등록상표) FSP, 및 조닐(등록상표) FSJ로 구매가능한 것들이 포함된다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 금속 표면 불활성화제를 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 적어도 하나의 금속 표면 불활성화제는 아레옥살릴 비스 (벤질리덴) 하이드라지드 (CAS 등록 번호 6629-10-3), N,N'-비스(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나모일하이드라진 (CAS 등록 번호 32687-78-8), 2,2,'-옥사미도비스-에틸-(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트 (CAS 등록 번호 70331-94-1), N,N'-(다이살리시클리덴)-1,2-다이아미노프로판 (CAS 등록 번호 94-91-7) 및 에틸렌다이아민테트라-아세트산 (CAS 등록 번호 60-00-4) 및 이의 염, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 장애 페놀, 티오포스페이트, 부틸화 트라이페닐포스포로티오네이트, 오가노포스페이트, 또는 포스파이트, 아릴 알킬 에테르, 테르펜, 테르페노이드, 에폭사이드, 플루오르화 에폭사이드, 옥세탄, 아스코르브산, 티올, 락톤, 티오에테르, 아민, 니트로메탄, 알킬실란, 벤조페논 유도체, 아릴 설파이드, 다이비닐 테레프탈산, 다이페닐 테레프탈산, 이온성 액체, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 안정제를 추가로 포함한다.
일부 실시 형태에서, 상기 적어도 하나의 안정제는 토코페롤; 하이드로퀴논; t-부틸 하이드로퀴논; 모노티오포스페이트; 및 다이티오포스페이트[스위스의 바젤 소재의 시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals)(이하, "시바")로부터 상표명 이르가루베(Irgalube)(등록상표) 63으로 구매가능함]; 다이알킬티오포스페이트 에스테르[시바로부터 상표명 이르가루베(등록상표) 353 및 이르가루베(등록상표) 350으로 각각 구매가능함]; 부틸화 트라이페닐포스포로티오네이트[시바로부터 상표명 이르가루베(등록상표) 232로 구매가능함]; 아민 포스페이트[시바로부터 상표명 이르가루베(등록상표) 349 (시바)로 구매가능함]; 장애 포스파이트[시바로부터 이르가포스(Irgafos)(등록상표) 168로 구매가능함], 및 트리스-(다이-tert-부틸페닐)포스파이트[시바로부터 상표명 이르가포스(등록상표) OPH로 구매가능함]; (다이-n-옥틸 포스파이트); 및 아이소-데실 다이페닐 포스파이트[시바로부터 상표명 이르가포스(등록상표) DDPP로 구매가능함]; 트라이알킬 포스페이트, 예를 들어, 트라이메틸 포스페이트, 트라이에틸포스페이트, 트라이부틸 포스페이트, 트라이옥틸 포스페이트, 및 트라이(2-에틸헥실)포스페이트; 트라이페닐 포스페이트, 트라이크레실 포스페이트, 및 트라이자일레닐 포스페이트를 포함하는 트라이아릴 포스페이트; 및 아이소프로필페닐 포스페이트 (IPPP), 및 비스(t-부틸페닐)페닐 포스페이트 (TBPP)를 포함하는 혼합 알킬-아릴 포스페이트; 부틸화 트라이페닐 포스페이트, 예를 들어, Syn-O-Ad(등록상표) 8784를 비롯한 상표명 Syn-O-Ad(등록상표)로 구매가능한 것들; tert-부틸화 트라이페닐 포스페이트, 예를 들어, 상표명 듀래드(Durad)(등록상표) 620으로 구매가능한 것들; 아이소프로필화 트라이페닐 포스페이트, 예를 들어, 상표명 듀래드(등록상표) 220 및 듀래드(등록상표) 110으로 구매가능한 것들; 아니솔; 1,4-다이메톡시벤젠; 1,4-다이에톡시벤젠; 1,3,5-트라이메톡시벤젠; 미르센, 알로오시멘, 리모넨 (특히, d-리모넨); 레티날; 피넨; 멘톨; 게라니올; 파르네솔; 피톨; 비타민 A; 테르피넨; 델타-3-카렌; 테르피놀렌; 펠란드렌; 펜첸(fenchene); 다이펜텐; 카라테노이드, 예를 들어, 라이코펜, 베타 카로틴, 및 잔토필, 예를 들어, 제아잔틴; 레티노이드, 예를 들어, 헤파잔틴 및 아이소트레티노인; 보르난; 1,2-프로필렌 옥사이드; 1,2-부틸렌 옥사이드; n-부틸 글리시딜 에테르; 트라이플루오로메틸옥시란; 1,1-비스(트라이플루오로메틸)옥시란; 3-에틸-3-하이드록시메틸-옥세탄, 예를 들어 OXT-101(토아고세이 컴퍼니, 엘티디(Toagosei Co., Ltd)); 3-에틸-3-((페녹시)메틸)-옥세탄, 예를 들어 OXT-211(토아고세이 컴퍼니, 엘티디); 3-에틸-3-((2-에틸-헥실옥시)메틸)-옥세탄, 예를 들어 OXT-212(토아고세이 컴퍼니, 엘티디); 아스코르브산; 메탄티올 (메틸 메르캅탄); 에탄티올(에틸 메르캅탄); 조효소 A; 다이메르캅토석신산(DMSA); 그레이프프루트 메르캅탄((R)-2-(4-메틸사이클로헥스-3-엔일)프로판-2-티올)); 시스테인((R)-2-아미노-3-설파닐-프로판산); 리포아미드(1,2-다이티올란-3-펜탄아미드); 5,7-비스(1,1-다이메틸에틸)-3-[2,3(또는 3,4)-다이메틸페닐]-2(3H)-벤조푸라논[시바로부터 상표명 이르가녹스(Irganox)(등록상표) HP-136으로 구매가능함]; 벤질 페닐 설파이드; 다이페닐 설파이드; 다이아이소프로필아민; 다이옥타데실 3,3'-티오다이프로피오네이트[시바로부터 상표명 이르가녹스(등록상표) PS 802(시바)로 구매가능함]; 다이도데실 3,3'-티오프로피오네이트[시바로부터 상표명 이르가녹스(등록상표) PS 800으로 구매가능함]; 다이-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트[시바로부터 상표명 티누빈(Tinuvin)(등록상표) 770으로 구매가능함]; 폴리-(N-하이드록시에틸-2,2,6,6-테트라메틸-4-하이드록시-피페리딜 석시네이트[시바로부터 상표명 티누빈(등록상표) 622LD(시바)로 구매가능함]; 메틸 비스 탤로우 아민; 비스 탤로우 아민; 페놀-알파-나프틸아민; 비스(다이메틸아미노)메틸실란(DMAMS); 트리스(트라이메틸실릴)실란(TTMSS); 비닐트라이에톡시실란; 비닐트라이메톡시실란; 2,5-다이플루오로벤조페논; 2 ,5'-다이하이드록시아세토페논; 2-아미노벤조페논; 2-클로로벤조페논; 벤질 페닐 설파이드; 다이페닐 설파이드; 다이벤질 설파이드; 이온성 액체; 및 그 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 피리디늄, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 이미다졸륨, 피라졸륨, 티아졸륨, 옥사졸륨, 및 트라이아졸륨 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 양이온; 및 [BF4]-, [PF6]-, [SbF6]-, [CF3SO3]-, [HCF2CF2SO3]-, [CF3HFCCF2SO3]-, [HCClFCF2SO3]-, [(CF3SO2)2N]-, [(CF3CF2SO2)2N]-, [(CF3SO2)3C]-, [CF3CO2]-, 및 F- 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 음이온을 포함하고, 실온 (대략 25℃)에서 액체인 유기염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 이온성 액체 안정제를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 이온성 액체 안정제는 emim BF4 (1-에틸-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트); bmim BF4(1-부틸-3-메틸이미다졸륨 테트라보레이트); emim PF6(1-에틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트); 및 bmim PF6(1-부틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트)로 이루어진 군으로부터 선택되며, 이들 모두는 플루카(Fluka)(시그마-알드리치(Sigma-Aldrich))로부터 입수가능하다.
일부 실시 형태에서, 적어도 하나의 안정제는 하나 이상의 치환된, 또는 환형, 직쇄, 또는 분지형 지방족 치환기를 포함하는 페놀을 포함하는 임의의 치환된 페놀 화합물인 장애 페놀, 예를 들어, 2,6-다이-tert-부틸-4-메틸페놀; 2,6-다이-tert-부틸-4-에틸페놀; 2,4-다이메틸-6-tert부틸페놀을 포함하는 알킬화 모노페놀; 토코페롤 등;하이드로퀴논 및 t-부틸 하이드로퀴논을 포함하는 알킬화 하이드로퀴논, 하이드로퀴논의 기타 유도체 등; 4,4'-티오-비스(2-메틸-6-tert-부틸페놀); 4,4'-티오비스(3-메틸-6-tert부틸페놀); 2,2'-티오비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀)을 포함하는 하이드록실화 티오다이페닐 에테르 등; 4,4'-메틸렌비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 4,4'-비스(2,6-다이-tert-부틸페놀)을 포함하는 알킬리덴-비스페놀; 2,2'- 또는 4,4-바이페놀다이올의 유도체; 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert부틸페놀); 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert부틸페놀); 4,4-부틸리덴비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀); 4,4-아이소프로필리덴비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-노닐페놀); 2,2'-아이소부틸리덴비스(4,6-다이메틸페놀; 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-사이클로헥실페놀; 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀)을 포함하는 2,2- 또는 4,4-바이페닐다이올; 부틸화 하이드록시톨루엔 (BHT, 또는 2,6-다이-tert-부틸-4-메틸페놀); 2,6-다이-tert-알파-다이메틸아미노-p-크레졸, 4,4-티오비스(6-tert-부틸-m-크레졸)을 포함하는 헤테로원자를 포함하는 비스페놀 등; 아실아미노페놀; 2,6-다이-tert-부틸-4(N,N'-다이메틸아미노메틸페놀); 비스(3-메틸-4-하이드록시-5-tert-부틸벤질)설파이드, 비스(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시벤질)설파이드를 포함하는 설파이드, 및 그 혼합물 및 조합이다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 적어도 하나의 추적자를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 개시된 조성물 중의 추적자 첨가제는 동일한 부류의 화합물 또는 상이한 부류의 화합물로부터의 둘 이상의 추적자 화합물로 이루어진다.
일부 실시 형태에서, 추적자 성분 또는 추적자 블렌드는 약 50 ppm(part per million) 내지 약 1000 ppm의 총 농도로 조성물에 존재한다. 다른 실시 형태에서, 추적자 화합물 또는 추적자 블렌드는 약 50 ppm내지 약 500 ppm의 총 농도로 존재한다. 다른 실시 형태에서, 추적자 화합물 또는 추적자 블렌드는 약 100 ppm 내지 약 300 ppm의 총 농도로 존재한다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 하이드로플루오로카본 (HFC), 중수소화 하이드로플루오로카본, 퍼플루오로카본, 플로오로에테르, 브롬화 화합물, 요오드화 화합물, 알코올, 알데히드 및 케톤, 아산화질소 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 추적자를 포함한다. 개시된 조성물의 일부 실시 형태는 플루오로에탄, 1,1,-다이플루오로에탄, 1,1,1-트라이플루오로에탄, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판, 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄, 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-데카플루오로펜탄, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,7,7,7-트라이데카플루오로헵탄, 요오도트라이플루오로메탄, 중수소화 탄화수소, 중수소화 하이드로플루오로카본, 퍼플루오로카본, 플루오로에테르, 브롬화 화합물, 요오드화 화합물, 알코올, 알데하이드, 케톤, 아산화질소 (N2O) 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 추적자를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 추적자 첨가제는 둘 이상의 하이드로플루오로카본, 또는 하나의 하이드로플루오로카본과 하나 이상의 퍼플루오로카본의 조합을 포함하는 추적자 블렌드이다.
일부 실시 형태에서, 적어도 하나의 추적자 조성물은 개시된 조성물에 조성물의 임의의 희석, 오염, 또는 기타 변화의 검출이 가능하도록 미리 결정된 양으로 첨가된다.
다른 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 퍼플루오로폴리에테르를 추가로 포함할 수 있다. 퍼플루오로폴리에테르의 통상적인 특징은 퍼플루오로알킬 에테르 부분이 존재한다는 것이다. 퍼플루오로폴리에테르는 퍼플루오로폴리알킬에테르와 동의어이다. 동일한 의미로 자주 사용되는 다른 용어는 "PFPE", "PFAE", "PFPE 오일", "PFPE 유체", 및 "PFPAE"를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 퍼플루오로폴리에테르는 화학식 CF3-(CF2)2-O-[CF(CF3)-CF2-O]j'-R'f를 가지며, 듀폰으로부터 상표명 크라이톡스(Krytox)(등록상표)로 구매가능하다. 직전의 식에서, j'는 2 내지 100 (종점 포함)이고, R'f는 CF2CF3, C3 내지 C6 퍼플루오로알킬 기, 또는 그 조합이다.
퍼플루오로올레핀 광산화에 의해서 생성되며, 이탈리아 밀라노 소재의 오지몬트(Ausimont), 및 이탈리아 밀라노 소재의 몬테디손 에스.피.에이.(Montedison S.p.A.)로부터, 각각 상표명 폼브린(Fomblin)(등록상표) 및 갈덴(Galden)(등록상표)으로 구매가능한, 다른 PFPE가 또한 사용될 수 있다.
상표명 폼브린(등록상표)-Y로 구매가능한 PFPE는 화학식 CF3O(CF2CF(CF3)-O-)m' (CF2-O-)n'-R1f를 가질 수 있다. CF3O[CF2CF(CF3)O]m'(CF2CF2O)o'(CF2O)n'-R1f가 또한 적합하다. 이 화학식에서, R1f는 CF3, C2F5, C3F7이거나, 또는 이들 중 둘 이상의 조합이고; (m' + n')는 8 내지 45 (종점 포함)이고; m/n은 20 내지 1000 (종점 포함)이고; o'는 1이고; (m'+n'+o')는 8 내지 45 (종점 포함)이고; m'/n'는 20 내지 1000 (종점 포함)이다.
상표명 폼브린(등록상표)-Z로 구매가능한 PFPE는 화학식이 CF3O(CF2CF2-O-)p' (CF2-O)q'CF3을 가질 수 있으며, 여기서, (p' + q')는 40 내지 180이고, p'/q'는 0.5 내지 2이다(종점 포함).
일본 소재의 다이킨 인더스트리즈(Daikin Industries)로부터 상표명 뎀넘(Demnum™)으로 구매가능한 PFPE의 다른 부류가 또한 사용될 수 있다. 이는 2,2,3,3-테트라플루오로옥세탄의 순차적 올리고머화 및 플루오르화에 의해, 화학식 F-[(CF2)3-O]t'-R2f (여기서 R2f는 CF3, C2F5, 또는 이들의 조합이고 t'는 2 내지 200 (종점 포함)임)을 얻음으로써 생성될 수 있다.
일부 실시 형태에서, PFPE는 비작용화된다. 비작용화된 퍼플루오로폴리에테르에서, 말단기는 분지쇄 또는 직쇄 퍼플루오로알킬 라디칼 말단기일 수 있다. 그러한 퍼플루오로폴리에테르의 예는 화학식 Cr'F(2r'+1)-A-Cr'F(2r'+1)을 가질 수 있으며, 여기서 각각의 r'은 독립적으로 3 내지 6이고; A는 O-(CF(CF3)CF2-O)w', O-(CF2-O)x'(CF2CF2-O)y', O-(C2F4-O)w', O-(C2F4-O)x'(C3F6-O)y', O-(CF(CF3)CF2-O)x'(CF2-O)y', O-(CF2CF2CF2-O)w', O-(CF(CF3)CF2-O)x'(CF2CF2-O)y'-(CF2-O)z', 또는 이들 중 둘 이상의 조합일 수 있으며; 바람직하게는 A는 O-(CF(CF3)CF2-O)w', O-(C2F4-O)w', O-(C2F4-O)x'(C3F6-O)y', O-(CF2CF2CF2-O)w', 또는 이들 중 둘 이상의 조합이며; w'는 4 내지 100이고; x' 및 y'는 각각 독립적으로 1 내지 100이다. 구체적인 예에는 F(CF(CF3)-CF2-O)9-CF2CF3, F(CF(CF3)-CF2-O)9-CF(CF3)2, 및 그의 조합이 포함되지만, 이로 한정되지 않는다. 그러한 PFPE에서, 할로겐 원자의 최대 30%가 예를 들어 염소 원자와 같은 불소 이외의 할로겐일 수 있다.
다른 실시 형태에서, 퍼플루오로폴리에테르의 두 개의 말단기는 독립적으로 동일하거나 상이한 기에 의해서 작용화될 수 있다. 작용화된 PFPE는 퍼플루오로폴리에테르의 두 개의 말단기 중 적어도 하나에서 그의 할로겐 원자 중 적어도 하나가 에스테르, 하이드록실, 아민, 아미드, 시아노, 카르복실산, 설폰산 또는 그 조합으로부터 선택된 기로 치환되어 있는 PFPE이다.
일부 실시 형태에서, 대표적인 에스테르 말단기에는 -COOCH3, -COOCH2CH3, -CF2COOCH3, -CF2COOCH2CH3, -CF2CF2COOCH3, -CF2CF2COOCH2CH3, -CF2CH2COOCH3, -CF2CF2CH2COOCH3, -CF2CH2CH2COOCH3, -CF2CF2CH2CH2COOCH3이 포함된다.
일부 실시 형태에서, 대표적인 하이드록시 말단기에는 -CF2OH, -CF2CF2OH, -CF2CH2OH, -CF2CF2CH2OH, -CF2CH2CH2OH, -CF2CF2CH2CH2OH가 포함된다.
일부 실시 형태에서, 대표적인 아민 말단기에는-CF2NR1R2, -CF2CF2NR1R2, -CF2CH2NR1R2, -CF2CF2CH2NR1R2, -CF2CH2CH2NR1R2, -CF2CF2CH2CH2NR1R2가 포함되며, 여기서, R1 및 R2는 독립적으로 H, CH3, 또는 CH2CH3이다.
일부 실시 형태에서, 대표적인 아미드 말단기에는-CF2C(O)NR1R2, -CF2CF2C(O)NR1R2, -CF2CH2C(O)NR1R2, -CF2CF2CH2C(O)NR1R2, -CF2CH2CH2C(O)NR1R2, -CF2CF2CH2CH2C(O)NR1R2가 포함되며, 여기서 R1 및 R2는 독립적으로 H, CH3, 또는 CH2CH3이다.
일부 실시 형태에서, 대표적인 시아노 말단기에는-CF2CN, -CF2CF2CN, -CF2CH2CN, -CF2CF2CH2CN, -CF2CH2CH2CN, 및-CF2CF2CH2CH2CN가 포함된다.
일부 실시 형태에서, 대표적인 카르복실산 말단기에는 -CF2COOH, -CF2CF2COOH, -CF2CH2COOH, -CF2CF2CH2COOH, -CF2CH2CH2COOH, -CF2CF2CH2CH2COOH가 포함된다.
일부 실시 형태에서, 설폰산 말단기는 -S(O)(O)OR3, -S(O)(O)R4, -CF2OS(O)(O)OR3, -CF2CF2OS(O)(O)OR3, -CF2CH2OS(O)(O)OR3, -CF2CF2CH2OS(O)(O)OR3, -CF2CH2CH2OS(O)(O)OR3, -CF2CF2CH2CH2OS(O)(O)OR3, -CF2S(O)(O)OR3, -CF2CF2S(O)(O)OR3, -CF2CH2S(O)(O)OR3, -CF2CF2CH2S(O)(O)OR3, -CF2CH2CH2S(O)(O)OR3, -CF2CF2CH2CH2S(O)(O)OR3, -CF2OS(O)(O)R4, -CF2CF2OS(O)(O)R4, -CF2CH2OS(O)(O)R4, -CF2CF2CH2OS(O)(O)R4, -CF2CH2CH2OS(O)(O)R4, -CF2CF2CH2CH2OS(O)(O)R4로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서, R3은 H, CH3, CH2CH3, CH2CF3, CF3, 또는 CF2CF3이고, R4는 CH3, CH2CH3, CH2CF3, CF3, 또는 CF2CF3이다.
일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 EP(극압) 윤활 첨가제의 트라이아릴 포스페이트 부류의 구성원, 예를 들어 부틸화 트라이페닐 포스페이트 (BTPP), 또는 기타 알킬화 트라이아릴 포스페이트 에스테르, 예를 들어, 악조 케미칼스(Akzo Chemicals)로부터의 Syn-0-Ad(등록상표) 8478, 트라이크레실 포스페이트 및 관련 화합물인 첨가제를 포함한다. 부가적으로, 구매가능한 루브리졸(Lubrizol) 1375를 포함하는, 금속 다이알킬 다이티오포스페이트(예컨대, 아연 다이알킬 다이티오포스페이트(또는 ZDDP)) 및 이러한 화학물질 부류의 기타 구성원들이 개시된 조성물의 조성물에 사용된다. 다른 마모방지 첨가제는 천연 생성물 오일 및 비대칭 폴리하이드록실 윤활 첨가제, 예를 들어, 구매가능한 시너골(Synergol) TMS(인터내셔널 루브리컨츠(International Lubricants))를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 안정제, 예를 들어 산화방지제, 자유 라디칼 포착제, 및 물 포착제 및 그 혼합물이 포함된다. 이러한 카테고리의 그러한 첨가제는 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT), 에폭사이드, 및 그의 혼합물을 포함할 수 있지만, 이로 한정되지 않는다. 부식 억제제는 도데실 석신산(DDSA), 아민 포스페이트(AP), 올레오일 사코신, 이미다존 유도체 및 치환된 설포네이트를 포함한다.
일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 원하는 양의 개별 성분들을 조합하기 위한 임의의 편리한 방법에 의해 제조될 수 있다. 바람직한 방법은 목적하는 성분의 양을 칭량하고 그 후 적절한 용기에서 그 성분들을 조합하는 것이다. 필요하다면, 교반이 사용될 수 있다.
다른 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 (i) 적어도 하나의 냉매 용기로부터 냉매 조성물의 소정 부피의 하나 이상의 성분을 재생시키는 단계, (ii) 상기 하나 이상의 재생 성분들의 재사용을 가능하게 하기에 충분하도록 불순물을 제거하는 단계, (iii) 및 선택적으로, 상기 재생된 부피의 성분들의 전부 또는 일부를 적어도 하나의 추가의 냉매 조성물 또는 성분과 조합하는 단계를 포함하는 방법에 의해서 제조될 수 있다.
냉매 용기는 냉장 장치, 공조 장치 또는 열펌프 장치에 사용된 냉매 블렌드 조성물을 보관하는 임의의 용기일 수 있다. 상기 냉매 용기는 냉매 블렌드가 사용된 냉장 장치, 공조 장치 또는 열펌프 장치일 수 있다. 부가적으로, 냉매 용기는 가압 가스 실린더를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 재생 냉매 블렌드 성분들을 수집하기 위한 보관 용기일 수 있다.
잔여 냉매는 냉매 블렌드 또는 냉매 블렌드 성분을 전달하기 위한 임의의 공지된 방법으로 냉매 용기로부터 이동될 수 있는 임의의 양의 냉매 블렌드 혹은 냉매 블렌드 성분을 의미한다.
불순물은 냉매 블렌드 또는 냉매 블렌드 성분 내에 냉장 장치, 공조 장치 또는 열펌프 장치에서의 그의 사용으로 인하여 존재하게 되는 임의의 성분일 수 있다. 그러한 불순물은 본 명세서에서 보다 앞서 기재된 것인 냉장 윤활제; 냉장 장치, 공조 장치 또는 열펌프 장치로부터 나왔을 수도 있는 금속, 금속 염 또는 탄성중합체 입자를 포함하지만 이에 한정되지 않는 미립자; 및 냉매 블렌드 조성물의 성능에 악영향을 미칠 수도 있는 임의의 기타 오염물질을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그러한 불순물들은, 냉매 블렌드 또는 냉매 블렌드 성분이 내부에서 사용될 장비 또는 성능에 악영향을 미치지 않고서 냉매 블렌드 또는 냉매 블렌드 성분의 재사용을 허용하기에 충분하도록 제거될 수 있다.
주어진 제품에 필요한 규격을 충족시키는 조성물을 제조하기 위해 잔여 냉매 블렌드 또는 냉매 블렌드 성분에 추가의 냉매 블렌드 또는 냉매 블렌드 성분을 제공할 필요가 있을 수도 있다. 예를 들어, 냉매 블렌드가 특정 중량 백분율 범위의 3가지의 성분을 가진다면, 규격의 제한 내로 조성물을 복구하기 위해 하나 이상의 성분을 주어진 양으로 첨가할 필요가 있을 수도 있다.
본 발명의 조성물은 0의 오존 파괴 지수 및 낮은 지구 온난화 지수 (GWP)를 갖는다. 또한, 본 발명의 조성물은 현재 사용 중인 많은 하이드로플루오로카본 냉매보다 지구 온난화 지수가 더 낮을 것이다. 본 발명의 일 태양은 지구 온난화 지수가 1000 미만, 500 미만, 150 미만, 100 미만 또는 50 미만인 냉매를 제공하는 것이다.
사용 방법
본 명세서에 개시된 조성물은 열전달 조성물, 에어로졸 추진제, 기포제(foaming agent), 발포제(blowing agent), 용매, 세정제, 캐리어 유체, 변위 건조제(displacement drying agent), 버핑 연마제(buffing abrasion agent), 중합 매질, 폴리올레핀 및 폴리우레탄용 팽창제(expansion agent), 기체 유전체(gaseous dielectric), 소화제, 및 화재 억제제로서 유용하다. 부가적으로, 액체 또는 기체 형태에서, 개시된 조성물은 열원으로부터 열 싱크로 열을 운반하는 데 사용되는 작동 유체로서 작용할 수 있다. 그러한 열전달 조성물은 또한 유체가 상변화를 겪는, 즉, 액체로부터 기체로 변화하고 원래대로 돌아오거나 또는 그 반대인 사이클에서 냉매로서 유용할 수 있다.
본 명세서에 개시된 조성물은 R134a (또는 HFC-134a, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄), R22 (또는 HCFC-22, 클로로다이플루오로메탄), R404A (44 중량% R125, 52 중량% R143a (1,1,1-트라이플루오로에탄), 및 4.0 중량% R134a의 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명), R407A, R407B, R407C, R407D, 및 R407E (성분 농도를 달리하는 R134a, R125 (펜타플루오로에탄), 및 R32 (다이플루오로메탄)의 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명), R408A (7 중량% R125, 46 중량% R143a, 및 47 중량% R22의 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R410A (50 중량% R125 및 50 중량% R32의 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명), R413A (R218, R134a, 및 아이소부탄을 함유하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R417A, (46.6 중량% R125, 50.0 중량% R134a, 및 3.4 중량% n-부탄의 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명), R419A (R125, R134a 및 DME를 함유하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R422A, R422B, R422C 및 R422D (성분 농도를 달리하는 R125, R134a, 아이소부탄의 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명), R423A (R134a 및 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판 (R227ea)을 함유하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R424A (R125, R134a, 아이소부탄, n-부탄, 및 아이소펜탄을 함유하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R426A (R125, R134a, n-부탄, 및 아이소펜탄을 함유하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R427A (15 중량% R32, 25 중량% R125, 50 중량% R134a, 및 10 중량% R143a의 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R428A (R125, R143a, 프로판 및 아이소부탄을 함유하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R430A (R152a 및 아이소부탄을 함유하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R434A (R125, R134a, R143a, 및 아이소부탄을 함유하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R437A (R125, R134a, n-부탄, 및 n-펜탄을 함유하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R438A (R32, R125, R134a, n-부탄, 및 아이소펜탄을 함유하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R507A 및 R507B (성분 함량을 달리하는 R125 및 R143a의 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); 및 R508A 및 R508B (성분 함량을 달리하는 트라이플루오로메탄 (R23) 및 헥사플루오로에탄 (R116)의 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명)를 포함하지만 이로 한정되지 않는, 현재 사용되는 냉매에 대한 저 GWP (지구 온난화 지수) 대체물로서 유용할 수 있다.
부가적으로, 본 명세서에 개시된 조성물은 R12 (CFC-12, 다이클로로다이플루오로메탄) 또는 R502 (51.2 중량% CFC-115 (클로로펜타플루오로에탄) 및 48.8 중량% HCFC-22의 블렌드의 ASHRAE 표기명)에 대한 대체물로서 유용할 수 있다.
흔히 대체 냉매는 다른 냉매를 위해 설계된 원래의 냉장 장비에서 사용될 수 있을 경우 가장 유용하다. 특히, 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물은 원래의 장비에서, 특히 R12, R134a, R22, R404A, R407A, R407C, R408A, R410A, R413A, R417A, R419A, R422A, R422B, R422C, R422D, R423A, R424A, R426A, R428A, R430A, R434A, R437A, R438A, R502, R507A, R507B, 및 R508에 대한 대체물로서 유용할 수 있다. 부가적으로, 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물은 특히 R12, R134a, R22, R404A, R407A, R407C, R408A, R410A, R413A, R417A, R419A, R422A, R422B, R422C, R422D, R423A, R424A, R426A, R428A, R430A, R434A, R437A, R438A, R502, R507A, R507B, 및 R508에 대한 대체물로서, 일부 시스템 변형을 갖는 이러한 냉매를 위해 설계된 장비에서 유용할 수 있다. 게다가, 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물은 이러한 새로운 조성물을 위해 특별히 변형되거나 전체적으로 생산된 장비에서 앞서 언급된 냉매 중 임의의 것을 대체하는 데 유용할 수 있다.
많은 응용에서, 개시된 조성물의 일부 실시 형태는 냉매로서 유용하며, 대체하고자 하는 냉매에 적어도 필적하는 냉각 성능 (냉각 용량 및 에너지 효율을 의미함)을 제공한다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 임의의 수의 열전달 조성물을 위해 설계된 임의의 용적형 압축기(positive displacement compressor) 시스템에 유용하다. 부가적으로, 다수의 개시된 조성물은 용적형 압축기를 이용하는 새로운 장비에서 유용하여 전술한 냉매와 유사한 성능을 제공한다.
일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물을 응축시키는 단계 및 그 후에 상기 조성물을 냉각될 물체 근처에서 증발시키는 단계를 포함하는 냉각 생성 방법이 본 명세서에 개시된다.
다른 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물을 가열될 물체 근처에서 응축시키는 단계 및 그 후에 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하는 열 생성 방법이 본 명세서에 개시된다.
일부 실시 형태에서, 상기에 개시된 조성물의 용도는 냉각 생성 방법에서 열전달 조성물로서 상기 조성물을 사용하는 것을 포함하며, 여기서 상기 조성물은 먼저 냉각되고 압력 하에서 보관되며 그리고 더 따뜻한 환경에 노출될 때, 조성물은 주위 열의 일부를 흡수하여 팽창하고, 따라서 더 따뜻한 환경을 냉각시킨다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물은, 냉각기, 고온 열펌프, 주거용, 상업용, 또는 산업용 공조 시스템 (주거용 열펌프 포함)을 포함하지만 이로 한정되지 않으며, 창문, 무덕트(ductless), 덕트형(ducted), 패키지형(packaged) 터미널, 냉각기, 및 옥상 시스템과 같이 외장형이지만 건물에 연결되는 것들을 포함하는 공조 응용에 특히 유용할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물은 고온, 중온, 또는 저온 냉장 및 기타 특정 용도, 예를 들어, 상업용, 산업용 또는 주거용 냉장고 및 냉동기, 제빙비, 자립형 쿨러 및 냉동기, 슈퍼마켓 랙(rack) 및 분산 시스템(distributed system), 만액식 증발 냉각기, 직접 팽창식 냉각기, 워크인 및 리치인 쿨러 및 냉동기, 및 조합 시스템을 포함하는 냉장 응용에 특히 유용할 수 있다.
부가적으로, 일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 2차 열전달 유체를 사용하여 멀리 떨어진 위치에 냉각을 제공하는 2차 루프 시스템에서 1차 냉매로서 기능할 수 있다.
다른 실시 형태에서, 대체될 냉매 및 윤활제를 포함하는 열전달 시스템을 재충전하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 상기 시스템 내의 윤활제의 상당 부분을 유지하면서 열전달 시스템으로부터 대체될 냉매를 제거하는 단계와, 본 명세서에 개시된 조성물 중 하나를 열전달 시스템으로 도입하는 단계를 포함한다.
다른 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물을 포함하는 열교환 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 공조기, 냉동기, 냉장고, 수 냉각기, 만액식 증발 냉각기, 직접 팽창식 냉각기, 워크인 쿨러, 열펌프, 이동식 냉장고, 이동식 공조 유닛, 및 그 조합을 갖는 시스템으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
다른 실시 형태에서, 냉장, 공조, 또는 열펌프 장치에서 고 GWP 냉매를 대체하는 방법이 제공되며, 상기 고 GWP 냉매는 R134a, R22, R12, R404A, R410A, R407A, R407C, R413A, R417A, R422A, R422B, R422C 및 R422D, R423A, R427A, R507A, R507B, R502,및 R437A로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 방법은 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물을 상기 고 GWP 냉매를 사용하거나, 사용하였거나 또는 사용하도록 설계된 상기 냉장, 공조, 또는 열펌프 장치에 제공하는 단계를 포함하고; 상기 조성물은 다음으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
HFO1234yf 및 HFC-32;
HFO1234yf 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-152a, 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-125, 및 HFC-152a;
HFO1234yf, HFC-125, 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-32, 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-32, 및 HFC-125;
HFO1234yf, HFC-32, HFC-125, 및 HFC-134a;HFO1234ze 및 HFC-32;
HFO-1234ze 및 HFC-125;
HFO1234ze, HFC-125, 및 HFC-152a;
HFO1234ze, HFC-125, 및 HFC-134a;
HFO1234ze, HFC-32, 및 HFC-134a;
HFO1234ze, HFC-32, 및 HFC-125; 및
HFO1234ze, HFC-32, HFC-125, 및 HFC-134a.
다른 실시 형태에서, 고 GWP 냉매를 대체하는 방법은 상기 고 GWP 냉매를 사용하거나, 사용하였거나 또는 사용하도록 설계된 상기 냉장, 공조 또는 열펌프 장치에 다음으로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물을 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있다:
HFO1234yf 및 HFC-32;
HFO1234yf 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-152a, 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-125, 및 HFC-152a;
HFO1234yf, HFC-125, 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-32, 및 HFC-134a;
HFO1234yf, HFC-32, 및 HFC-125;
HFO1234yf, HFC-32, HFC-125, 및 HFC-134a;
HFO1234ze 및 HFC-32;HFO-1234ze 및 HFC-125;
HFO1234ze, HFC-125, 및 HFC-152a;
HFO1234ze, HFC-125, 및 HFC-134a;
HFO1234ze, HFC-32, 및 HFC-134a;
HFO1234ze, HFC-32, 및 HFC-125; 및
HFO1234ze, HFC-32, HFC-125, 및 HFC-134a.
증기-압축 냉장, 공조 또는 열펌프 시스템은 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창 장치를 포함한다. 증기-압축 사이클은 일 단계에서는 냉각 효과를 그리고 다른 단계에서는 가열 효과를 생성하는 다중 단계에서 냉매를 재사용한다. 이 사이클은 간단히 하기와 같이 설명될 수 있다. 액체 냉매는 팽창 장치를 통해 증발기로 들어가고, 액체 냉매는 저온에서 외부 환경으로부터 열을 빼앗아, 증발기에서 비등하여 기체를 형성하고 냉각을 생성한다. 저압 기체는 압축기로 들어가서 압축되어 그 압력과 온도가 상승된다. 이어서, 고압 (압축된) 기체 냉매는 응축기로 들어가서 응축되고 그 열을 외부 환경으로 배출한다. 이 냉매는 팽창 장치로 돌아가며, 이를 통해 액체는 응축기에서의 고압 수준으로부터 증발기에서의 저압 수준으로 팽창하여 사이클을 반복한다.
일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물을 포함하는 열전달 시스템이 제공된다. 다른 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물을 포함하는 냉장, 공조, 또는 열펌프 장치가 개시된다. 다른 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물을 포함하는 고정식 냉장, 공조, 또는 열펌프 장치가 개시된다. 또 다른 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물을 포함하는 이동식 냉장 또는 공조 장치가 개시된다.
다른 실시 형태에서, 본 발명의조성물을 열전달 유체 조성물로서 사용하는 방법이 개시된다. 본 방법은 상기 조성물을 열원으로부터 열싱크로 운송하는 단계를 포함한다.
실시예
본 명세서에서 개시된 개념은 하기의 실시예에서 추가로 기술될 것이며, 이는 특허청구범위에서 기술되는 본 발명의 범주를 한정하지 않는다.
실시예 1
증기 누출의 영향
약 23℃의 온도에서 초기 조성물로 용기를 충전하고, 조성물의 초기 증기압을 측정한다. 초기 조성물의 50 중량%가 제거될 때까지 온도를 일정하게 유지하면서 조성물이 용기로부터 누출될 수 있게 하며, 이때 용기에 남아 있는 조성물의 증기압을 측정한다. 결과는 표 2에 나타나있다.
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
50 중량%가 제거된 후에 남아있는 조성물이 약 10% 미만인 경우에는, 표 2에 열거된 조성물은 근사-공비 조성물이다.
실시예 2
구배 감소
HFO-1234yf 및 HFC-32를 함유하는 조성물에 대한 온도 구배 및 기타 냉각 성능 파라미터를 결정하고, R407C (23 wt% HFC-32, 25 wt% HFC 125 및 52 wt% HFC-134a를 함유하는 냉매 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명)와 비교하여 표 3에 나타낸다. 하기 조건에 대해 구배, 압력, 배출 온도, COP (에너지 효율) 및 냉각 용량을 결정한다:
증발기 온도 5℃ (41℉)
응축기 온도 40℃ (104℉)
과냉량 5℃ (41℉)
복귀 가스 온도 15℃ (59℉)
압축기 효율 70%.
Figure pct00008
R407C는 심지어 상기 표에 보고된 바와 같은 구배를 갖는 현재 시판 중인 냉매 제품이다. 이러한 데이터는 15 중량% 이하의 HFC-32 농도가 R407C에 대한 온도 구배에 더욱 가깝게 접근한다는 것을 나타내며, 이는 소정 응용에서 허용가능한 양이다.
실시예 3
가연성
전자 발화원(electronic ignition source)을 사용하여, ASTM (미국 재료 시험 협회) E681-2004 하에 시험하여 가연성 화합물을 확인할 수 있다. 가연성인지 결정하고, 가연성이라면 가연성 하한 (LFL) 및 가연성 상한 (UFL)을 찾기 위하여, 이러한 가연성 시험을 101 ㎪ (14.7 psia), 50% 상대 습도, 및 60℃ 또는 100℃에서 다양한 공기 중 농도로 본 발명의 조성물에 대해 수행하였다. 결과를 표 4에 제공한다.
Figure pct00009
결과는 약 60 중량% 이하의 HFO-1234yf 및 나머지의 HFC-134a를 포함하는 조성물이 60℃에서 불연성임을 나타낸다. 또한, 약 53 중량% 이하의 HFC-1234yf 및 나머지의 HFC-134a를 포함하는 조성물이 100℃에서 불연성이다. 불연성인 플루오로올레핀을 포함하는 그러한 조성물은 냉매 또는 열전달 유체 조성물로서 더욱 허용가능한 후보자이다.
실시예 4
지구 온난화 지수
개시된 조성물 중 일부의 지구 온난화 지수 (GWP) 값을 HCFC-22, HFC-134a, R404A, R407C, R410A 및 기타 현재 사용되는 냉매의 GWP 값과 비교하여 표 5에 열거한다. 순수한 성분의 GWP를 참조로 열거한다. 하나를 초과하는 성분을 함유하는 조성물의 GWP 값은 개별 성분 GWP 값의 가중 평균으로서 계산한다. HFC에 대한 값은 문헌["Climate Change 2007 - IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) Fourth Assessment Report on Climate Change", from the section entitled "Working Group 1 Report: "The Physical Science Basis", Chapter 2, pp. 212-213, Table 2.14]으로부터 취한다. HFO-1234yf에 대한 값은 문헌[Papadimitriou et al., Physical Chemistry Chemical Physics, 2007, vol. 9, pp. 1-13. Specifically]에서 공개되었다. 구체적으로, 100년 시계 GWP 값을 사용한다.
Figure pct00010
Figure pct00011
표 5에 열거된 것들과 같은, 본 명세서에 개시된 많은 조성물이 HCFC-22, HFC-134a, R404A, R407C, 및/또는 R410A 등에 대한 더 낮은 GWP의 대체물을 제공한다.
실시예 5
냉각 성능
표 6은 HCFC-22, HFC-134a, HFO-1234yf, R410A, 및 R407C와 비교한 일부 예시적인 조성물의 성능을 나타낸다. 표 6에서, Evap Pres는 증발기 압력이며, Cond Pres는 응축기 압력이며, Comp Disch T는 압축기 배출 온도이며, COP는 성능 계수 (에너지 효율과 유사함)이며, CAP는 용량이다. 데이터는 하기 조건에 기초한다.
증발기 온도 7.2℃ (45℉)
응축기 온도 43.3℃ (110℉)
과냉량 5℃ (2.8℉)
복귀 가스 온도 18℃ (65℉)
압축기 효율 70%.
증발기 과열 엔탈피가 냉각 용량 및 에너지 효율 측정에 포함됨에 유의하라.
Figure pct00012
몇몇 개시된 조성물은 HFC-134a, HFO-1234yf의 용량보다 더 크고 R407C의 용량의 10% 이내의 용량을 가진다. 에너지 효율 (COP로 나타냄)은 R407C의 효율의 2% 이내이다.
실시예 6
가열 성능
표 7은 HCFC-22, HFC-134a, HFO-1234yf, 및 R410A와 비교한 일부 예시적인 조성물의 성능을 나타낸다. 표 7에서, Evap Pres는 증발기 압력이며, Cond Pres는 응축기 압력이며, Comp Disch T는 압축기 배출 온도이며, COP는 성능 계수 (에너지 효율과 유사함)이며, CAP는 용량이다. 데이터는 하기 조건에 기초한다.
응축기 온도 20℉ (-6.7℃)
증발기 온도 80℉ (26.7℃)
과냉량 10℉ (5.6℃)
복귀 가스 온도 65℉ (18℃)
압축기 효율 70%
Figure pct00013
몇몇 개시된 조성물은 HCFC-22의 용량의 7% 이내의 용량을 갖는다. 이들 조성물의 에너지 효율 (COP로 표시됨)은 HCFC-22의 효율의 4% 이내이거나 그보다 더 우수하다.
실시예 7
가열 성능
표 8은 HCFC-22, 및 HFO-1234yf/HFC-32 조성물과 비교한 일부 예시적인 조성물의 성능을 나타낸다. 표 8에서, Evap Pres는 증발기 압력이며, Cond Pres는 응축기 압력이며, 그리고 Comp Disch T는 압축기 배출 온도이며, COP는 성능 계수 (에너지 효율과 유사함)이며, CAP는 용량이다. 데이터는 하기 조건에 기초한다.
증발기 온도 32℃
응축기 온도 -12℃
과냉량 9℃
복귀 가스 온도 -9℃
압축기 효율 70%
Figure pct00014
가열 방식에서, 79 내지 85 wt%의 HFO-1234yf와 15 내지 21 wt%의 HFC-32의 조성물은 R-22와 비슷한 에너지 효율 및 R-22의 88 내지 97%의 용량을 갖는다. 이들 조성물은 또한 100년 GWP가 150 미만이며, 이는 이들이 열펌프에서 R-22에 대한 탁월한 저 GWP 대체물일 수 있음을 나타낸다.
실시예 8
냉각 성능
표 9는 HFC-134a와 비교한 일부 예시적인 조성물의 성능을 나타낸다. 표 9에서, Evap Pres는 증발기 압력이며, Cond Pres는 응축기 압력이며, Comp Disch T는 압축기 배출 온도이며, COP는 성능 계수 (에너지 효율과 유사함)이며, CAP는 냉각 용량이고, 평균 온도 구배는 증발기 및 응축기에서의 온도 구배의 평균이며, GWP는 지구 온난화 지수이다. 데이터는 하기 조건에 기초한다.
증발기 온도 -10℃
응축기 온도 40.0℃
과냉량 40.0℃
복귀 가스 온도 10℃
압축기 효율 70%
증발기 과열 엔탈피가 냉각 용량 및 에너지 효율 측정에 포함되지 않음에 유의하라.
Figure pct00015
표 9의 데이터는 HFO-1234ze/HFC-125 조성물이 HFC-134a와 유사한 성능을 가지고 HFC-134a에 대한 대체물의 역할을 할 수 있었음을 나타낸다. 특히, 이들 조성물은 냉각 성능만 약간 감소될 뿐, GWP 값이 더 낮으며, 시스템에서 대등한 에너지 효율 (COP로 나타냄), 압력 및 온도를 제공한다. 게다가, 모든 조성물이 비교적 낮은 온도 구배를 가지며, 이때에는 결정되지 않은, GWP에 대한 규제 요건에 기초하여 특정 조성물을 선택할 수 있다.
실시예 9
냉각 성능
표 10은 소정 조성물의 성능을 CO2, R404A (HFC-125, HFC-134a, 및 HFC-143a를 함유하는 혼합물에 대한 ASHRAE 표기명), R410A (HFC-32 및 HFC-125를 함유하는 혼합물에 대한 ASHRAE 표기명) 및 HFC-32와 비교하여 나타낸다. 표 10에서, Evap Pres는 증발기 압력이며, Cond Pres는 응축기 압력이며, Comp Disch T는 압축기 배출 온도이며, COP는 성능 계수 (에너지효율과 유사함)이며, CAP는 용량이고, 평균 온도 구배는 증발기 및 응축기에서의 온도 구배의 평균이며, GWP는 지구 온난화 지수이다. 데이터는 하기 조건에 기초한다.
증발기 온도 -35℃
응축기 온도 -6℃
과냉량 0℃
복귀 가스 온도 -25℃
압축기 효율 70%
증발기 과열 엔탈피가 냉각 용량 및 에너지 효율 측정에 포함되지 않음에 유의하라.
Figure pct00016
63 wt% HFO-1234yf 및 37 wt% HFC-32를 함유하는 조성물은 실제로 개선된 COP 및 R404A 대비 용량을 나타내며 또한 실질적으로 더 낮은 GWP를 갖는다. 27.5 wt% HFO-1234yf 및 72.5 wt% HFC-32를 함유하는 조성물은 R410A의 COP 및 용량과 대등하며, 공비 혼합물-유사 거동을 나타내는 매우 낮은 온도 구배를 가지며, 또한 실질적으로 더 낮은 GWP를 갖는다. 테트라플루오로프로펜 (HFO-1234yf 및 HFO-1234ze 둘 모두)과 HFC-32의 모든 혼합물이 CO2와 비교하여 개선된 COP (에너지 효율)를 가지며, 다수가 R404A 및 R410A와 비교하여 마찬가지로 개선된 COP를 가짐에 유의하라.

Claims (14)

  1. HFO-1234yf, HFC-152a, 및 HFC-134a를 포함하는 조성물;
    HFO-1234yf, HFC-125, 및 HFC-152a를 포함하는 조성물;
    HFO-1234yf, HFC-125, 및 HFC-134a를 포함하는 조성물;
    HFO-1234yf, HFC-32, 및 HFC-134a를 포함하는 조성물;
    HFO-1234yf, HFC-32, HFC-125, 및 HFC-134a를 포함하는 조성물;
    HFO-1234ze 및 HFC-32를 포함하는 조성물;
    HFO-1234ze 및 HFC-125를 포함하는 조성물;
    HFO-1234ze, HFC-125, 및 HFC-152a를 포함하는 조성물;
    HFO-1234ze, HFC-125, 및 HFC-134a를 포함하는 조성물;
    HFO-1234ze, HFC-32, 및 HFC-134a를 포함하는 조성물; 및
    HFO-1234ze, HFC-32, HFC-125, 및 HFC-134a를 포함하는 조성물로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    약 20 중량% 내지 약 90 중량%의 트랜스-HFO-1234ze와 약 80 중량% 내지 약 10 중량%의 HFC-32; 및
    약 80 중량% 내지 약 99 중량%의 트랜스-HFO-1234ze와 약 20 중량% 내지 약 1 중량%의 HFC-125로부터 선택되는 조성물을 포함하는 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 HFO-1234yf, 약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 HFC-152a, 및 약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 HFC-134a;
    약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 HFO-1234yf, 약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 HFC-152a, 및 약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 HFC-125;
    약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 HFO-1234yf, 약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 HFC-125, 및 약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 HFC-134a;
    약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 HFO-1234yf, 약 1 중량% 내지 약 4 중량%의 HFC-32, 및 약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 HFC-134a;
    약 1 중량% 내지 약 55 중량%의 HFO-1234yf, 약 45 중량% 내지 약 98 중량%의 HFC-32, 및 약 1 중량% 내지 약 55 중량%의 HFC-134a;
    약 1 중량% 내지 약 97 중량%의 HFO-1234yf, 약 1 중량% 내지 약 97 중량%의 HFC-134a, 약 1 중량% 내지 약 97 중량%의 HFC-125, 및 약 1 중량% 내지 약 5 중량%의 HFC-32;
    약 1 중량% 내지 약 35 중량%의 HFO-1234yf, 약 1 중량% 내지 약 40 중량%의 HFC-134a, 약 30-78 중량% 내지 약 97 중량%의 HFC-125, 및 약 6 중량% 내지 약 39 중량%의 HFC-32; 또는
    약 1 중량% 내지 약 50 중량%의 HFO-1234yf, 약 1 중량% 내지 약 40 중량%의 HFC-134a, 약 1 중량% 내지 약 50 중량%의 HFC-125, 및 약 40 중량% 내지 약 97 중량%의 HFC-32를 포함하는 근사-공비(near-azeotropic) 조성물을 포함하는 조성물.
  4. 약 60 중량% 이하의 HFO-1234yf 및 약 40 중량% 이상의 HFC-134a를 포함하는 60℃에서 불연성인 조성물.
  5. 약 53 중량% 이하의 HFO-1234yf 및 약 47 중량% 이상의 HFC-134a를 포함하는 100℃에서 불연성인 조성물.
  6. 약 78 중량% 이상의 HFO-1234yf 및 약 22 중량% 이하의 HFC-32를 포함하는 조성물.
  7. 약 85 중량% 이상의 HFO-1234yf 및 약 15 중량% 이하의 HFC-32를 포함하는 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 광유, 알킬벤젠, 합성 파라핀, 합성 나프텐, 폴리알파올레핀, 폴리알킬렌 글리콜, 2염기산 에스테르, 폴리에스테르, 네오펜틸 에스테르, 폴리비닐 에테르, 실리콘, 실리케이트 에스테르, 플루오르화 화합물, 포스페이트 에스테르 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 윤활제를 추가로 포함하는 조성물.
  9. 제1항의 조성물을 응축시키는 단계, 및 냉각될 물체의 근처에서 상기 조성물을 그 후에 증발시키는 단계를 포함하는 냉각 생성 방법.
  10. 제1항의 조성물을 가열될 물체의 근처에서 응축시키는 단계, 및 상기 조성물을 그 후에 증발시키는 단계를 포함하는 열 생성 방법.
  11. R12, R134a, R22, R404A, R407A, R407C, R408A, R410A, R413A, R417A, R419A, R422A, R422B, R422C, R422D, R423A, R424A, R426A, R428A, R430A, R434A, R437A, R438A, R502, R507A, R507B, 및 R508을 사용하거나, 사용하였거나, 또는 사용하도록 설계된 시스템에서, R12, R134a, R22, R404A, R407A, R407C, R408A, R410A, R413A, R417A, R419A, R422A, R422B, R422C, R422D, R423A, R424A, R426A, R428A, R430A, R434A, R437A, R438A, R502, R507A, R507B, 및 R508을 대체하는 방법으로서, 제1항의 조성물을 상기 시스템에 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제1항의 조성물을 포함하는 냉장, 공조 또는 열펌프 장치.
  13. 제1항의 조성물을 포함하는 고정식 공조 장치.
  14. 제1항의 조성물을 포함하는 고정식 냉장 시스템.
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