KR20110097849A

KR20110097849A - 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 및 탄화수소를 포함하는 조성물 및 그의 용도

Info

Publication number: KR20110097849A
Application number: KR1020117014003A
Authority: KR
Inventors: 바바라 하빌랜드 마이너; 토마스 제이. 레크; 도날드 버나드 비벤스; 아끼미치 요꼬제끼
Original assignee: 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2011-08-31
Also published as: JP2012509392A; JP6030675B2; ES2700288T3; CN102216411A; MX2011005244A; CN104788708A; CA2742112C; WO2010059685A1; TR201818961T4; AU2009316676A1; AR074382A1; BRPI0915258A2; AU2009316676B2; CN104788708B; EP2899247B1; ES2548018T3; CA2742112A1; CN102216411B; US8871112B2; US20150007592A1

Abstract

본 발명은 냉장, 공조, 및 열 펌프 시스템에 사용하기 위한 조성물에 관한 것으로서, 여기서 조성물은 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFC-1234yf) 및 적어도 하나의 탄화수소를 포함한다. 본 발명의 조성물은 냉각 또는 가열을 생성시키기 위한 방법에서, 열전달 유체, 발포제, 및 에어로졸 추진제로서 유용하다.

Description

2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 및 탄화수소를 포함하는 조성물 및 그의 용도 {COMPOSITIONS COMPRISING 2,3,3,3-TETRAFLUOROPROPENE AND HYDROCARBONS AND USES THEREOF}

관련 출원과의 상호 참조

본 출원은, 2008년 11월 19일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/116,041호의 우선권을 주장한다.

본 개시는 냉장(refrigeration), 공조(air-conditioning), 및 열 펌프 시스템에 사용하기 위한 조성물에 관한 것으로서, 여기서 조성물은 테트라플루오로프로펜 및 적어도 하나의 탄화수소를 포함한다. 본 발명의 조성물은, 냉각 또는 가열을 생성시키기 위한 방법에서, 열전달 유체, 발포제(foam blowing agent), 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: chlorofluorocarbon) 및 하이드로클로로플루오로카본(HCFC: hydrochlorofluorocarbon)의 대체 냉매를 찾기 위하여 연구해 왔다. 대부분의 냉매 생산자들의 해결책은 하이드로플루오로카본(HFC: hydrofluorocarbon) 냉매의 상업화였다. 새로운 HFC 냉매(HFC-134a가 현재 가장 널리 사용됨)는 0의 오존 파괴 지수(ozone depletion potential)를 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 새로운 냉매를 확인할 지대한 필요성이 현재 존재한다. 앞으로 규제가 더욱 광범위하게, 예를 들어 고정식 공조 및 냉장 시스템에까지 적용되면, 냉장 및 공조 산업의 모든 분야에 사용할 수 있는 냉매에 대하여 더욱더 지대한 필요성이 대두될 것이다.

HFC-134a에 대하여 현재 제안된 대체 냉매는, HFC-152a, 순수 탄화수소, 예를 들어 부탄 또는 프로판, 또는 "천연" 냉매, 예를 들어 CO₂를 포함한다. 이들 제시된 대체물 중 다수는 유독하고/하거나, 인화성이고/이거나, 에너지 효율이 낮다. 특히 HCFC-22, R404A, R407C, R410A에 대한 새로운 대체물 또한 제안되고 있다. 그러므로, 새로운 대안적인 냉매가 모색되고 있다.

발명의 개요

본 개시의 목적은, 현재의 냉매에 비해 낮거나 0인 오존 파괴 지수 및 낮은 지구 온난화 지수의 요구에 부응하는 고유의 특성을 제공하는 신규의 냉매 조성물 및 열전달 유체 조성물을 제공하는 것이다.

본 명세서에는,

HFO-1234yf 및 사이클로프로판;

HFO-1234yf 및 프로필렌;

HFO-1234yf, HFC-152a, 및 사이클로프로판;

HFO-1234yf, HFC-152a, 및 프로판; 및

HFO-1234yf, HFC-134a, 및 사이클로프로판을 포함하는 조성물이 개시된다.

본 명세서에는 또한, 냉각 및 가열을 생성시키는 방법 및 다른 냉매를 대체하는 방법이 개시된다.

이하에서 기술되는 구현예의 상세 사항을 다루기 전에, 일부 용어를 정의하거나 해설하기로 한다.

정의

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 열전달 조성물은 열을 열원(heat source)으로부터 열 싱크(heat sink)로 운반하기 위해 사용되는 조성물을 의미한다.

열원은 그로부터 열을 부가하거나, 전달하거나, 이동시키거나, 제거하는 것이 바람직한 임의의 공간, 위치, 물건 또는 물체로 정의된다. 열원의 예는 냉장 또는 냉각을 필요로 하는(개방 또는 밀폐) 공간, 예를 들어, 슈퍼마켓의 냉장기(refrigerator) 또는 냉동기(freezer) 케이스, 공조를 필요로 하는 건물 공간, 산업용수 냉각기 또는 공조를 필요로 하는 자동차의 객실이다. 일부 구현예에서, 열전달 조성물은 전달 과정 동안 일정한 상태로 유지될 수 있다(즉, 증발하거나 응축되지 않음). 다른 구현예에서는 또한, 증발 냉각 방법이 열전달 조성물을 이용할 수 있다.

열 싱크는 열을 흡수할 수 있는 임의의 공간, 위치, 물건 또는 물체로 정의된다. 증기 압축 냉장 시스템이 이러한 열 싱크의 일례이다.

열전달 시스템은 특정 공간에서 가열 또는 냉각 효과를 생성시키기 위해 사용되는 시스템(또는 장치)이다. 열전달 시스템은 이동식 시스템 또는 고정식 시스템일 수 있다.

열전달 시스템의 예는 공조기(air conditioner), 냉동기, 냉장기, 열 펌프, 수냉각기(water chiller), 만액식 증발 냉각기(flooded evaporator chiller), 직접 팽창식 냉각기(direct expansion chiller), 워크인 쿨러(walk-in cooler), 열 펌프, 이동식 냉장기, 이동식 공조 유닛 및 그의 조합을 포함하나 이에 한정되지 않는다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 이동식 열전달 시스템은 도로, 철도, 해상 또는 항공용 수송 유닛에 혼입되는 임의의 냉장, 공조기, 또는 가열 장치를 지칭한다. 또한, 이동식 냉장 또는 공조기 유닛은 임의의 이동 캐리어에 독립적이며 "복합 운송(intermodal)" 시스템으로 알려져 있는 장치를 포함한다. 이러한 복합 운송 시스템은 "컨테이너"(해상/육상 통합 수송)와 함께 "스왑 바디(swap body)"(도로/철도 통합 수송)를 포함한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 고정식 열전달 시스템은 작동 중에 정위치에 고정된 시스템이다. 고정식 열전달 시스템은, 소프트 드링크 자동 판매기와 같이, 실외에 위치한 독립 디바이스일 수도 있고, 임의의 다양한 건물에 부착되거나 그 내부에 연계될 수도 있다. 이러한 고정식 응용은 고정식 공조 및 열 펌프일 수 있다(냉각기, 고온 열 펌프, 주거용, 상업용 또는 산업용 공조 시스템을 포함하나 이에 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 냉장기 및 냉동기, 제빙기, 독립형(self-contained) 쿨러 및 냉동기, 만액식 증발 냉각기, 직접 팽창식 냉각기, 워크인 및 리치인(reach-in) 쿨러 및 냉동기, 및 조합 시스템을 포함하는 장비에 유용할 수 있다. 일부 구현예에서, 개시된 조성물은 슈퍼마켓 냉장 시스템에 사용될 수 있다. 부가적으로, 고정식 시스템은 제1 냉매 및 제2 열전달 유체를 이용하는 제2 순환계 시스템을 포함한다.

냉장 용량(냉각 용량이라고도 지칭함)은, 순환되는 냉매 파운드 당 증발기 내의 냉매의 엔탈피 변화, 또는 증발기에서 나오는 냉매 증기의 단위 부피 당 증발기 내의 냉매에 의해 제거되는 열(부피 용량)을 정의하는 용어이다. 냉장 용량은 냉각을 생성시키는 냉매 또는 열전달 조성물의 능력의 척도이다. 그러므로, 용량이 높을수록 생성되는 냉각이 더 크다. 냉각 속도는 단위 시간 당 증발기 내의 냉매에 의해 제거되는 열을 지칭한다.

성능 계수(COP: coefficient of performance)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 효율비(EER: energy efficiency ratio)와 직접 관련된다.

용어 "과냉각"은, 액체의 온도가, 주어진 압력에 대한 그 액체의 포화점 미만으로 감소함을 의미한다. 포화점은 증기 조성물이 완전히 액체로 응축되는 온도이다(기포점이라고도 지칭함). 그러나 과냉각은 주어진 압력에서 액체를 더 낮은 온도의 액체로 계속 냉각시킨다. 포화 온도 미만으로 액체를 냉각시킴으로써, 정미 냉장 용량(net refrigeration capacity)이 증가될 수 있다. 이로써 과냉각은 시스템의 냉장 용량 및 에너지 효율을 개선한다. 과냉각량(Subcool amount)은 포화 온도 미만으로 냉각된 양(도 단위) 또는 액체 조성물이 그의 포화 온도 미만으로 얼마나 많이 냉각되는지를 나타낸다.

과열은 증기 조성물이 그의 포화 증기 온도(조성물이 냉각될 경우에 액체의 첫 번째 방울이 형성되는 온도로서, "이슬점"이라고도 지칭됨)를 얼마나 초과하여 가열되는지를 정의하는 용어이다.

온도 글라이드(간혹 단순히 "글라이드"로도 지칭됨)는 임의의 과냉각 또는 과열을 제외한, 냉매 시스템의 구성요소 내에서 냉매에 의한 상 변화 과정의 시작 및 종료 온도 사이의 차의 절대값이다. 이 용어는 근사 공비 혼합물(near azeotrope) 또는 비-공비 조성물의 응축 또는 증발을 기술하기 위해 사용될 수 있다.

공비 조성물은 단일 물질인 것처럼 거동하는 2가지 이상의 물질들의 정비점(constant-boiling) 혼합물을 의미한다. 공비 조성물을 특성화하는 한 가지 방법으로는 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 중에는 냉장 또는 공조 시스템 내에서 분별되지 않을 것이며, 이는 시스템의 열전달 및 효율을 감소시킬 수 있다. 부가적으로, 공비 조성물은 냉장 또는 공조 시스템으로부터의 누출시에 분별되지 않을 것이다.

근사-공비 조성물(통상적으로 공비 혼합물-유사 조성물로도 지칭됨)은 본질적으로 단일 물질처럼 거동하는 2가지 이상의 물질의 사실상 정비점의 액체 혼합물이다. 근사-공비 조성물을 특성화하는 한 가지 방법으로는 액체의 부분적 증발 또는 증류에 의해 생성되는 증기가 그 액체(그로부터 증기가 증발 또는 증류됨)와 사실상 동일한 조성을 갖는다는 것이 있는데, 즉, 혼합물은 사실상 조성 변화 없이 증류/환류된다. 근사-공비 조성물을 특성화하는 다른 방법으로는 특정 온도에서 조성물의 기포점 증기압과 이슬점 증기압이 사실상 동일하다는 것이 있다. 본 명세서에서, 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 경우에, 조성물은 근사-공비 조성물이다.

비-공비 조성물은 단일 물질이라기보다는 오히려 단순 혼합물처럼 거동하는 2가지 이상 물질의 혼합물이다. 비-공비 조성물을 특성화하는 한 가지 방법으로는 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 경우에, 조성물은 비-공비 조성물이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "윤활제"는, 부품의 고착 방지를 보조하기 위하여 압축기에 윤활을 제공하는, 조성물 또는 압축기에 첨가되는(그리고 임의의 열전달 시스템 내에서 사용되는 임의의 열전달 조성물에 접촉되는) 임의의 재료를 의미한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 상용화제(compatibilizer)는, 개시된 조성물의 하이드로플루오로카본의 열전달 시스템 윤활제 중의 용해도를 개선하는 화합물이다. 일부 구현예에서, 상용화제는 압축기로의 오일 회수를 개선한다. 일부 구현예에서, 조성물은 오일-농후상(oil-rich phase) 점도를 저감하기 위하여 시스템 윤활제와 함께 사용된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 오일-회수는, 열전달 시스템을 통해 윤활제를 운반하고 이를 압축기로 회수하는 열전달 조성물의 능력을 지칭한다. 즉, 사용 중에, 압축기 윤활제의 일부분이 열전달 조성물에 의해 압축기로부터 시스템의 다른 부분으로 운반되어 가는 것은 드문 일이 아니다. 이러한 시스템에서, 윤활제가 압축기에 효율적으로 회수되지 않을 경우에는 윤활 부족으로 인해 압축기가 결국 고장을 일으킬 것이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "자외선" 염료는 전자기 스펙트럼의 자외선 또는 "근"자외선 영역의 광을 흡수하는 UV 형광 또는 인광 조성물로 정의된다. 10 나노미터 내지 약 775 나노미터 범위의 파장을 가진 적어도 일부의 방사를 방출하는 UV 광에 의한 조명 하에 UV 형광 염료에 의해 생성된 형광이 검출될 수 있다.

지구 온난화 지수(GWP: global warming potential)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 기준으로 하여 가중 평균이 계산될 수 있다.

오존 파괴 지수(ODP)는 물질에 의해 야기되는 오존 파괴량을 지칭하는 수치이다. ODP는, 유사한 질량의 CFC-11(플루오로트라이클로로메탄)의 영향에 비교한, 화학 물질의 오존에 대한 영향의 비율이다. 따라서, CFC-11의 ODP를 1.0으로 정의한다. 다른 CFC 및 HCFC의 ODP는 0.01 내지 1.0의 범위이다. HFC는 염소를 포함하지 않으므로 ODP가 0이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "포함하다", "포함하는", "함유하다", "함유하는", "갖는다", "갖는"이라는 용어 또는 이들의 임의의 다른 변형은 배타적이지 않은 포함을 망라하고자 한다. 예를 들어, 요소들의 목록을 포함하는 조성물, 공정, 방법, 용품, 또는 장치는 반드시 그러한 요소만으로 제한되지는 않고, 명시적으로 열거되지 않거나 그러한 조성물, 공정, 방법, 용품, 또는 장치에 내재적인 다른 요소를 포함할 수도 있다. 또한, 명백히 반대로 기술되지 않는 한, "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 "구성된"은 명시되지 않은 임의의 요소, 단계, 또는 성분을 제외한다. 특허청구범위 중에서라면, 이는 통상적으로 연계된 불순물을 제외하고는 인용된 것 이외의 재료를 포함하지 않는 것으로 특허청구범위를 한정할 것이다. 어구 "~로 구성된"이 청구항 전문의 직후가 아닌 청구항 본문의 절에 나타날 경우, 이것은 그 절에 개시된 요소만을 한정하며; 다른 요소들은 청구항 전체로부터 배제되지 않는다.

부가적으로 포함된 재료, 단계, 특징부, 성분, 또는 요소가 특허청구된 발명의 기본적이고 신규한 특성(들)에 실질적으로 영향을 미친다면, 연결구 "본질적으로 구성된"은 문자 그대로 개시된 것 이외에도, 이들 재료, 단계, 특징부, 성분, 또는 요소를 포함하는 조성물, 방법 또는 장치를 정의하는데 사용된다. 용어 '본질적으로 구성된'은 "포함하는"과 '구성된' 사이의 중간 입장을 차지한다.

출원인이 무제한 용어, 예를 들어 "포함하는"으로 발명 또는 그의 부분을 정의한 경우에는, (달리 언급되지 않는 한)이러한 발명을 또한 용어 "본질적으로 구성된" 또는 "구성된"을 사용하여 기술하는 것으로도 명세서를 해석해야 한다는 것이 용이하게 이해되어야 한다.

또한, 부정관사("a" 또는 "an")의 사용은 본 명세서에 기술되는 요소들 및 성분들을 기술하기 위해 채용된다. 이는 단지 편의상 그리고 본 발명의 범주의 일반적인 의미를 제공하기 위해 행해진다. 이러한 기술은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 파악되어야 하며, 단수형은 그 수가 명백하게 단수임을 의미하는 것이 아니라면 복수형을 또한 포함한다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에 기술되는 것들과 유사하거나 균등한 방법 및 재료를 개시된 조성물의 구현예의 실시 또는 시험에 사용할 수 있지만, 적합한 방법 및 재료는 하기에 기술된다. 본 명세서에 언급되는 모든 간행물, 특허 출원, 특허, 및 다른 참조 문헌은 특정 구절이 인용되지 않으면 원용에 의해 그 전체 내용이 본 명세서에 포함된다. 상충되는 경우에는, 정의를 포함하여 본 명세서가 우선할 것이다. 또한, 재료, 방법, 및 실시예는 단지 예시적인 것이며 한정하고자 하는 것은 아니다.

조성물

2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf) 및 적어도 하나의 다른 화합물을 포함하는 조성물이 개시된다. HFO-1234yf는 당업계에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.

한 구현예에서, HFO-1234yf를 포함하는 본 발명의 조성물에서는 다른 화합물이 적어도 하나의 탄화수소를 포함한다. 다른 구현예에서, HFO-1234yf를 포함하는 본 발명의 조성물에서는 다른 화합물이 프로판, 사이클로프로판 및 프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 탄화수소를 포함한다.

다른 구현예에서, 개시된 조성물은 또한, 테트라플루오로에탄, 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및 다이플루오로에탄(1,1-다이플루오로에탄 또는 HFC-152a)으로 이루어진 군으로부터 선택된 다른 플루오르화 화합물을 포함한다. 테트라플루오로에탄은 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(HFC-134a) 또는 1,1,2,2-테트라플루오로에탄(HFC-134)일 수 있다. 이들 플루오르화 화합물은 구매가능하거나 당업계에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.

한 구현예에는,

HFO-1234yf 및 사이클로프로판;

HFO-1234yf 및 프로필렌;

HFO-1234yf, HFC-152a, 및 사이클로프로판;

HFO-1234yf, HFC-152a, 및 프로판; 및

본 명세서에 개시된 조성물은 열전달 조성물, 에어로졸 추진제, 기포제(foaming agent), 발포제, 담체 유체, 대체 건조제(displacement drying agent), 절삭연마제(buffing abrasion agent), 중합화 매체(polymerization media), 폴리올레핀 및 폴리우레탄의 팽창제(expansion agent), 및 가스 절연체(gaseous dielectric)로서 유용하다. 액체 또는 가스 형태에서, 개시된 조성물은 열원으로부터 열 싱크로 열을 운반하기 위해 사용되는 작동 유체로서 작용한다. 이러한 열전달 조성물은 또한 유체가 상변이를 겪는, 즉, 액체로부터 가스로 되고 다시 되돌아오거나, 또는 그 반대인, 사이클에서 냉매로서 유용할 수 있다.

한 구현예에서, 개시된 2원 조성물은 HFO-1234yf가 약 1 중량% 내지 약 99 중량%로 존재하는 경우에 일반적으로 유용할 수 있다. 다른 구현예에서, 유용한 조성물은 약 20 중량% 내지 약 99 중량%의 HFO-1234yf를 포함한다. 다른 구현예에서, 유용한 조성물은 약 40 중량% 내지 약 98 중량%의 HFO-1234yf를 포함한다. 그리고 또 다른 구현예에서, 유용한 조성물은 약 50 중량% 내지 약 98 중량%의 HFO-1234yf를 포함한다.

한 구현예에서, HFO-1234yf, 탄화수소 및 부가적 플루오로카본을 포함하는 개시된 3원 조성물은 HFO-1234yf가 전체 조성물의 약 1 중량% 내지 약 98 중량%로 존재하는 경우에 일반적으로 유용할 수 있다. 다른 구현예에서, 유용한 조성물은 약 20 중량% 내지 약 98 중량%의 테트라플루오로프로펜을 포함한다. 다른 구현예에서, 유용한 조성물은 약 40 중량% 내지 약 98 중량%의 테트라플루오로프로펜을 포함한다. 그리고 또 다른 구현예에서, 유용한 조성물은 약 50 중량% 내지 약 98 중량%의 테트라플루오로프로펜을 포함한다.

한 구현예에서, 개시된 조성물은 일반적으로 성분들이 열거된 농도 +/- 2 중량%로 존재할 경우에 목적하는 특성 및 기능성을 유지할 것으로 예상된다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 근사-공비 조성물임이 발견된다. 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜을 포함하는 근사-공비 조성물은 표 1에 열거된 특정 온도에서 확인되었다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 공비 조성물임이 발견된다. 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜을 포함하는 공비 조성물은 표 2에 열거된 특정 온도에서 확인되었다.

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 조성물은 단일 물질이라기보다는 오히려 혼합물처럼 거동하는 2가지 이상 물질의 혼합물이다. 비-공비 조성물을 특성화하는 한 가지 방법으로는 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 명세서에서, 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 경우에, 조성물은 비-공비 조성물이다.

일부 구현예에서는, HFO-1234yf, 탄화수소, 및 임의의 부가적 플루오르화 화합물에 부가하여, 개시된 조성물이 임의의 다른 성분들을 포함할 수 있다.

일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물 내의 임의의 다른 성분들(본 명세서에서 첨가제로도 지칭됨)은 윤활제, 염료, 가용화제(solubilizing agent), 상용화제, 안정화제, 추적제(tracer), 퍼플루오로폴리에테르, 내마모제(anti wear agent), 극압제(extreme pressure agent), 부식 및 산화 억제제, 금속 표면 에너지 저감제(metal surface energy reducer), 금속 표면 불활성제(metal surface deactivator), 자유 라디칼 포착제(free radical scavenger), 포말 조절제(foam control agent), 점도 지수 향상제(viscosity index improver), 유동점 강하제(pour point depressant), 세제(detergent), 점도 조절제(viscosity adjuster), 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다. 사실상, 이들 임의의 다른 성분 중 다수는 하나 이상의 이들 범주에 들어가며, 하나 이상의 성능 특성을 달성하기에 적합한 특질을 가질 수 있다.

일부 구현예에서는, 개시된 조성물 내에 하나 이상의 첨가제가 전체 조성물에 대해 소량으로 존재한다. 일부 구현예에서, 개시된 조성물 내의 첨가제(들) 농도의 양은 총 첨가제의 약 0.1 중량% 미만 내지 약 5 중량% 이하이다. 일부 경우에는 첨가제가 약 0.1 중량% 내지 약 3.5 중량%의 양으로 개시된 조성물 내에 존재한다. 개시된 조성물에 선택되는 첨가제 성분(들)은, 유틸리티(utility) 및/또는 개별적 장비 구성요소 또는 시스템 요건을 기준으로 선택된다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 광유(광물질 기원의 오일), 합성 윤활제, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 윤활제를 포함한다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 냉장 또는 공조 장비와 함께 사용하기에 적합한 것들로부터 선택된 적어도 하나의 윤활제를 포함한다. 일부 구현예에서, 개시된 조성물은 압축 냉장 윤활 분야에 용이하게 공지된 것들로부터 선택된 적어도 하나의 합성 오일을 포함한다.

일부 구현예에서, 적어도 하나의 임의의 성분은 광유 윤활제이다. 일부 구현예에서, 광유 윤활제는 파라핀(예를 들어, 직선형 탄소쇄 포화 탄화수소, 분지형 탄소쇄 포화 탄화수소, 및 그 혼합물), 나프텐(예를 들어, 포화 환형 및 고리 구조), 방향족(하나 이상의 고리를 포함하며, 여기서 하나 이상의 고리는 교번되는 탄소-탄소 이중 결합을 특징으로 하는 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 구현예는 하나 이상의 합성 윤활제를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 합성 윤활제는 알킬 치환된 방향족(예를 들어, 종종 알킬벤젠으로 총칭되는, 선형 알킬 기, 분지형 알킬 기, 또는 선형 및 분지형 알킬 기의 혼합물로 치환된 벤젠 또는 나프탈렌), 합성 파라핀 및 나프텐, 폴리 (알파 올레핀), 폴리글리콜(예를 들어, 폴리알킬렌 글리콜), 2염기성 산 에스테르, 폴리에스테르, 네오펜틸 에스테르, 폴리비닐 에테르(PVE), 실리콘, 실리케이트 에스테르, 플루오르화 화합물, 포스페이트 에스테르 및 그 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 광유, 알킬벤젠, 폴리알파올레핀, 폴리알킬렌 글리콜, 폴리올 에스테르, 폴리비닐 에테르, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 윤활제를 추가로 포함한다.

일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 적어도 하나의 구매가능한 윤활제를 포함한다. 일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 BVM 100 N(BVA 오일(BVA Oil)에서 판매하는 파라핀계 광유), 서니소(Suniso)(등록상표) 1GS, 서니소(등록상표) 3GS 및 서니소(등록상표) 5GS(크롬프톤 컴퍼니(Crompton Co.)에서 판매하는 나프텐계 광유), 손텍스(Sontex)(등록상표) 372LT(펜조일(Pennzoil)에서 판매하는 나프텐계 광유), 캘러멧(Calumet)(등록상표) RO-30(캘러멧 루브리컨츠(Calumet Lubricants)에서 판매하는 나프텐계 광유), 제롤(Zerol)(등록상표) 75, 제롤(등록상표) 150 및 제롤(등록상표) 500(쉬리브 케미칼스(Shrieve Chemicals)에서 판매하는 선형 알킬벤젠) 및 HAB 22(니폰 오일(Nippon Oil)에서 판매하는 분지형 알킬벤젠), 폴리올 에스테르(POE), 예를 들어 카스트롤(Castrol)(등록상표) 100(영국 소재의 카스트롤), 폴리알킬렌 글리콜(PAG), 예를 들어 다우(Dow)(미시간주 미드랜드 소재의 다우 케미칼(Dow Chemical))의 RL-488A, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 윤활제를 포함한다.

일부 구현예에서, 윤활제는 총 조성물에 대해 5.0 중량% 미만의 양으로 존재한다. 다른 구현예에서, 윤활제의 양은 총 조성물의 약 0.1 내지 3.5 중량%이다.

본 명세서에 개시된 조성물에 대한 상기 중량비에 불구하고, 일부 열전달 시스템에서는, 조성물이 사용되는 동안, 그것이 이러한 열전달 시스템의 하나 이상의 장비 구성요소로부터 부가적인 윤활제를 얻을 수 있음이 이해된다. 예를 들어, 일부 냉장, 공조 및 열 펌프 시스템에서는, 압축기 및/또는 압축기 윤활제 섬프(sump)에 윤활제를 충전할 수 있다. 이러한 윤활제는 임의의 윤활제 첨가제에 부가하여 이러한 시스템의 냉매 내에 존재할 것이다. 사용 중에, 냉매 조성물이 압축기 내에 있을 때 소정량의 장비 윤활제를 얻어, 냉매-윤활제 조성이 시작 비율로부터 변화할 수 있다.

이러한 열전달 시스템에서는, 윤활제의 대부분이 시스템의 압축기 부분 내부에 체류할 때에도, 조성물의 약 75 중량% 이하 내지 약 1.0 중량% 이상이 윤활제인 총 조성물을 전체 시스템이 포함할 수 있다. 한 구현예에서, 일부 시스템, 예를 들어 슈퍼마켓 냉장 진열 케이스에서는, 시스템이 약 3 중량%의 윤활제(시스템에 충전하기 전에 냉매 조성물 내에 존재하는 임의의 윤활제에 부가하여) 및 97 중량%의 냉매를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 일부 시스템, 예를 들어 이동식 공조 시스템에서는, 시스템이 약 20 중량%의 윤활제(시스템에 충전하기 전에 냉매 조성물 내에 존재하는 임의의 윤활제에 부가하여) 및 약 80 중량%의 냉매를 포함할 수 있다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 조성물의 인화성 특성을 저감하기 위한 첨가제를 포함할 수 있다. 탄화수소 냉매는 인화성 화합물로 알려져 있으며, 일부 응용에서는 인화성 특성의 저감이 요구된다. 개시된 조성물에 포함될 수 있는 첨가제는, 염(예를 들어, 아세테이트, 보레이트, 카보네이트, 바이카보네이트, 포스페이트, 니트레이트, 하이드록사이드, 옥사이드, 몰리브데이트, 브로마이드, 브로메이트, 클로레이트, 클로라이드, 또는 요오다이드), 인 함유 화합물, 예를 들어, 포스페이트 에스테르, 유기 포스포네이트, 및 포스포늄 염, 붕산, 유기 붕소 화합물, 브롬화 화합물, 염소화 파라핀, 암모늄 폴리포스페이트, 멜라민, 폴리알킬렌 글리콜 또는 폴리올 에스테르와 물의 혼합물, 퍼플루오르화 윤활제, 플루오로케톤, 플루오로요오도 화합물, 또는 그 혼합물을 포함한다.

인화성 저감을 위한 대표적인 염은, 소듐 아세테이트(CH₃CO₂Na), 포타슘 아세테이트(CH₃CO₂K), 포타슘 카보네이트(K₂CO₃), 철(II) 카보네이트(FeCO₃), 소듐 카보네이트(Na₂CO₃), 암모늄 카보네이트((NH₄)₂CO₃), 소듐 바이카보네이트(NaHCO₃), 포타슘 바이카보네이트, (KHCO₃), 암모늄 포스페이트((NH₄)₃PO₄), 포타슘 니트레이트(KNO₃), 소듐 클로라이드(NaCl), 포타슘 클로라이드(KCl), 코발트 클로라이드(CoCl₂), 루비듐 클로라이드(RbCl), 티타늄 클로라이드(TiCl₄), 소듐 브로마이드(NaBr), 포타슘 브로마이드(KBr), 루비듐 브로마이드(RbBr), 포타슘 요오다이드(KI), 루비듐 요오다이드(RbI), 마그네슘 하이드록사이드(Mg(OH)₂), 알루미늄 하이드록사이드(Al(OH)₃), 아연 보레이트(3ZnO:2B₂O₃), 아연 옥사이드(ZnO), 아연 몰리브데이트(ZnMoO₄), 칼슘 몰리브데이트(CaMoO₄), 구리 옥사이드, (Cu₂O 및 CuO), 및 안티몬 옥사이드(안티몬 트라이옥사이드(Sb₂O₃) 및 안티몬 펜트옥사이드(Sb₂O₅를 포함하나 이에 한정되지 않음) 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 이러한 염은 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치(Aldrich)와 같은 다수의 화학물질 공급업체로부터 이용가능하다.

일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은, 포스페이트 에스테르를 포함하나 이에 한정되지 않는 인화성 저감을 위한 인 화합물을 추가로 포함할 수 있으며, 이는 트라이알킬 포스페이트, 트라이아릴 포스페이트, 혼합 알킬-아릴 포스페이트(알킬다이아릴, 다이알킬아릴 또는 알킬화된 아릴), 및 환형 포스페이트를 포함하나 이에 한정되지 않는다. 대표적인 트라이알킬 포스페이트는, 트라이메틸 포스페이트((CH₃)₃PO₄); 트라이에틸 포스페이트((CH₃CH₂)₃PO₄); 트라이부틸 포스페이트((C₄H₉)₃PO₄); 트라이옥틸 포스페이트((C₈H₁₇)₃PO₄); 및 트라이(2-에틸헥실)포스페이트((CH₃CH(C₂H₅)(CH₂)₄)₃PO₄)를 포함한다. 대표적인 트라이아릴 포스페이트는, 트라이페닐 포스페이트((C₆H₅O)₃PO); 트라이크레실 포스페이트(TCP, (CH₃C₆H₄O)₃PO); 및 트라이자일렌일 포스페이트(((CH₃)₂C₆H₃O)₃PO)를 포함한다. 대표적인 혼합 알킬-아릴 포스페이트는, 아이소프로필페닐 페닐 포스페이트(IPPP, (C₆H₅O)₂((CH₃)₂CHO)PO) 및 비스(t-부틸페닐) 페닐 포스페이트(TBPP, (C₆H₅O)₂((CH₃)₃C)PO)를 포함한다. 이러한 인 화합물은 알드리치(위스콘신주 밀워키 소재); 알파 아에사르(Alfa Aesar)(마이애미주 워드 힐 소재); 또는 악조 노벨(Akzo Nobel)(네덜란드 아른헴 소재)과 같은 다수의 화학물질 공급업체로부터 이용가능하다. 추가의 대표적인 인 화합물은, 악조 노벨(네덜란드 아른헴 소재)의 부틸화 트라이페닐 포스페이트인 Syn-O-Ad 8784; 그레이트 레익스 케미칼 코포레이션(GLCC: Great Lakes Chemical Corporation)(인디애나주 웨스트 라파예트 소재)의 tert-부틸화 트라이페닐 포스페이트인 듀라드(Durad) 620; 및, 또한 GLCC의 아이소-프로필화 트라이페닐 포스페이트인 듀라드 220 및 110이다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 인화성 저감을 위한 유기 포스포네이트 및 포스포늄 염을 추가로 포함할 수 있으며, 이는 특히 트리스 모노클로로프로필 포스페이트(TMCPP, 상이한 이성질체, 트리스(2-클로로아이소프로필) 포스페이트, 및 트리스(2-클로로프로필) 포스페이트); 트리스 (1,3-다이클로로-2-프로필) 포스페이트(TDCPP, P(OCH₂OH)₄Cl); 다이메틸 포스포네이트(PHO(OCH₃)₂); 및 테트라키스(하이드록시메틸)포스포늄 클로라이드(P(CH₂OH)₄Cl)를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 이들 인 화합물 또한 알드리치, 알파 아에사르, 또는 악조 노벨로부터 이용가능하다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 붕소 화합물, 예를 들어 붕산(H₃BO₃), 트라이페닐 보란(B(C₆H₅)₃) 및 다른 붕소 염, 예를 들어 소듐 보레이트를 추가로 포함할 수 있다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 브롬화 유기 화합물, 예를 들어 헥사브로모사이클로도데칸 또는 데카브로모다이페닐 옥사이드를 추가로 포함할 수 있다. 브롬화 유기 화합물은 지방족 화합물, 예를 들어 다이브로모네오펜틸 글리콜(DBNPG, C(CH₂Br)₂(CH₂OH)₂, 스페셜켐(Specialchem) FR-522); 트리스브로모네오펜틸 포스페이트(스페셜켐 FR-370/FR-372, (C(CH₂Br)₃CH₂O)PO), 트리스브로모네오펜틸 알코올(TBNPA, CH₂(CH₂Br)OH), 및 헥사브로모사이클로도데칸(HBCD, 사이클로-(-CHBrCHBrCH₂CH₂CHBrCHBrCH₂CH₂CHBrCHBrCH₂CH₂-))을 추가로 포함한다.

브롬화 유기 화합물은 방향족 화합물, 예를 들어 데카브로모다이페닐 옥사이드(DECA, O(C₆Br₅)₂, 스페셜켐 FR-1210); 트리스(트라이브로모페닐)트라이아진(스페셜켐 FR-245); 테트라브로모비스페놀 A 비스 (2,3-다이브로모프로필 에테르)(스페셜켐 FR-720,); 옥타브로모다이페닐 옥사이드(OCTA, 스페셜켐 FR-1208); 테트라브로모비스페놀 A (CH₃)₂C(C₆H₂Br₂OH)₂ (스페셜켐 FR-1524); 및 브롬화 트라이메틸페닐 인단(스페셜켐 FR-1808)을 추가로 포함한다.

본 명세서에 개시된 바와 같이 조성물 내에서 인화성 저감 첨가제로서 작용하는 브롬화 유기 화합물은 특히, 브롬화 에폭시 화합물, 예를 들어 스페셜켐 F-2016(올리고머)를 포함한다. 상기 열거된 브롬화된 지방족, 브롬화된 방향족 및 브롬화 에폭시 화합물은 모두 스페셜켐 S. A.(프랑스 파리 소재)로부터 이용가능하다.

일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은, 10 내지 30개의 탄소 원자를 가지며 분자 내에 약 35 중량% 내지 약 70 중량%의 염소를 갖는 염소화 파라핀을 추가로 포함할 수 있다. 염소화 파라핀은, 도버 케미칼 코포레이션(Dover Chemical Corporation)(오하이오주 도버 소재)에서 클로레즈(Chlorez)(등록상표)/호다레진(Hordaresin)(등록상표) 난연 첨가제; 도버스퍼즈(Doversperse)(등록상표) 수지상(resinous) 및 액체 염소화 파라핀의 분산액 및 에멀젼; 도버가드(Doverguard)(등록상표) 브롬화 염소화 파라핀; 파로일(Paroil)(등록상표); 및 클로로왁스(Chlorowax)(등록상표) 액체 염소화 파라핀의 상표로 판매하는 것들을 포함한다. 또한, 본 발명의 염소화 파라핀은, 파이오니어(Pioneer)(텍사스주 휴스턴 소재)에서 세레클로르(Cereclor)(등록상표) 42, 42SS, 48, 70, LCCP 44, 및 46 방염 염소화 파라핀 왁스 및 세레클로르(등록상표) S-45, 51L, S-52, S-52HV, S-55, S-56, S-56B, 및 MCCP 54 C₁₄-C₁₇ 염소화 파라핀의 상표로 판매하는 화합물을 포함한다.

일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 인화성 저감 첨가제로서 암모늄 폴리포스페이트(APP), [NH₄PO₃]_n을 추가로 포함할 수 있다. 암모늄 폴리포스페이트는 직쇄 또는 분지형 및 가교-결합된 분자일 수 있다. 실란, 멜라민 또는 다른 물질로 코팅된 암모늄 폴리포스페이트가 이용가능하다. 본 발명은 코팅되거나 코팅되지 않은 암모늄 폴리포스페이트 제형을 포함하고자 한다. 대표적인 이들 APP 제형은 FR CROS 484(코팅되지 않음), RF CROS 486(표면 반응시킨 실란 코팅), 및 FR CROS 484(표면 반응시킨 멜라민 코팅)이며, 이들은 모두 스페셜켐 S. A.(프랑스 파리 소재)로부터 이용가능하다.

일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은, 인화성 저감 첨가제로서, 임의로 부식 방지, 내마모, 안정화제 및/또는 윤활성 첨가제와 함께 폴리알킬렌 글리콜(PAG) 또는 폴리올 에스테르(POE) 윤활제와 물의 혼합물을 추가로 포함할 수 있다. 네덜란드 고다 소재의 유니케마(Uniqema)에서 엠카록스(EMKAROX)(등록상표) HV 45 및 엠카록스(등록상표) HV 20(PAG)의 상표로 판매하는 것들과 같은 물과의 제형은 30 중량% 이상의 물을 포함할 수 있다. 기술된 바와 같이 PAG/물 및 POE/물은 윤활제로서도 작용할 수 있으므로, 부가적인 윤활제는 필요하지 않을 수 있다. 대안적으로, 윤활을 위한 필요에 따라 PAG/물 또는 POE/물 혼합물에 부가적인 윤활제를 첨가할 수 있다.

일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 인화성 저감 첨가제로서 퍼플루오로카본 또는 퍼플루오로폴리에테르 윤활제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 크리톡스(Krytox)(등록상표)(델라웨어주 윌밍턴 소재의 듀폰(DuPont)); 폼블린(Fomblin)(등록상표) (이탈리아 소재의 솔베이 솔렉시스); 및 뎀넘(Demnum)(상표) (일본 오사카 소재의 다이킨 아메리카 인코포레이티드(Daikin America, Inc.) 제공)의 상표로 판매되는 퍼플루오로폴리에테르를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 이 유형의 대표적인 윤활제는 크리톡스(등록상표) 1531XP 또는 크리톡스(등록상표) GLP 시리즈, 폼블린(등록상표) Z-돌(Z-Dol), Z-테트라올(Z-Tetraol), AM 2001, 또는 AM 3001, 뎀넘(상표) LR-200 또는 S-65 및 다른 뎀넘(상표) 오일이다. 상기의 퍼플루오르화 윤활제는 윤활제로도 작용할 수 있으므로, 상기의 퍼플루오르화 화재 위험-저감제(fire hazard-reducing agent)를 포함하는 조성물에 다른 윤활제가 필요하지 않을 수 있다. 대안적으로, 본 명세서에 기술된 바와 같이 다른 윤활제에 퍼플루오르화 윤활제가 첨가제로서 포함될 수 있다.

일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 인화성 저감 첨가제로서 멜라민을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 멜라민은 멜라민(2,4,6-트라이아미노-1,3,5-트라이아진) 및 멜라민의 동족체 및 유도체를 포함한다. 이러한 멜라민 동족체는 멜람(1,3,5-트라이아진-2,4,6-트라이아민-n-(4,6-다이아미노-1,3,5-트라이아진-2-일), 멜렘(2,5,8-트라이아미노-1,3,4,6,7,9,9b-헵타아자페날렌), 및 멜론(폴리[8-아미노-1,3,4,6,7,9,9b-헵타아자페날렌-2,5-다이일)])과 같은 다중-고리 구조를 포함한다. 이러한 멜라민 유도체는 멜라민 시아누레이트 및 멜라민 (모노/파이로/폴리) 포스페이트, 예를 들어 스페셜켐 S. A.(프랑스 파리 소재)에서 멜라푸르(Melapur)(등록상표) MP(멜라민 모노포스페이트) 및 멜라푸르(등록상표) 200(멜라민 폴리포스페이트)의 상표로 판매하는 멜라민을 포함한다.

일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 인화성 저감 첨가제로서 플루오로케톤을 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 상기 플루오로케톤은 화학식 R¹COR²로 나타내고, 여기서 R¹ 및 R²는 직쇄 또는 분지쇄, 포화 또는 불포화, 지방족 또는 지환족의, 부분적으로 또는 완전히 플루오르화된 탄화수소 라디칼로부터 독립적으로 선택된다. 또한, R¹ 및 R²는 결합되어 환형 플루오로케톤 고리를 형성할 수 있다. 플루오로케톤은 약 2 내지 10개의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 바람직한 플루오로케톤은 4 내지 8개의 탄소 원자를 포함한다. 본 발명의 플루오로케톤은 산소와 같은 헤테로원자를 추가로 포함함으로써 부가적인 케톤 기, 에테르 기, 알데하이드 기, 또는 에스테르 기를 형성할 수 있다. 이러한 플루오로케톤의 예는, 1,1,1,2,2,4,5,5,5-노나플루오로-4-(트라이플루오로메틸)-3-펜탄온 또는 퍼플루오로에틸 아이소프로필 케톤(PEIK); 1,1,1,3,4,4,4-헵타플루오로-3-(트라이플루오로메틸)-2-부탄온 또는 퍼플루오로메틸 아이소프로필 케톤(PMIK); 1,1,1,2,4,5,5,5-옥타플루오로-2,4-비스(트라이플루오로메틸)-3-펜탄온; 1,1,1,2,4,4,5,5-옥타플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-3-펜탄온; 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6-운데카플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-3-헥산온; 및 1,1,2,2,4,5,5,5-옥타플루오로-1-(트라이플루오로메톡시)-4-(트라이플루오로메틸)-3-펜탄온이다. PEIK는 3M(상표)(미네소타주 세인트 폴 소재)으로부터 이용가능하고, 열거된 다른 플루오로케톤은 원용에 의해 본 명세서에 포함된 미국 특허 제3,185,734호 및 제6,478,979호, 및 문헌[J. Am. Chem. Soc., vol 84, pp. 4285-88, 1962]에 기술된 바와 같이 제조될 수 있다.

일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 플루오로요오도 화합물, 예를 들어 트라이플루오로메틸 요오다이드(CF₃I,)를 인화성 저감 첨가제로서 추가로 포함할 수 있다.

인화성 저감 첨가제의 농도는 이들 첨가제가 첨가될 조성물의 인화성 특성에 따라 변동될 것이다. 임의의 개시된 조성물에서 인화성 저감 첨가제의 농도는 인화성을 허용가능한 수준으로 저감하거나 상기 조성물의 인화성을 완전히 제거하기에 충분할 수 있다. 한 구현예에서, 개시된 조성물에 대한 인화성 저감 첨가제의 농도는 총 조성물을 기준으로 약 0 중량% 초과 내지 약 50 중량%일 수 있다. 다른 구현예에서 인화성 저감 첨가제의 농도는 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량%일 것이다. 또 다른 구현예에서, 인화성 저감 첨가제의 농도는 총 조성물을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%일 것이다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 적어도 하나의 염료를 포함한다. 일부 구현예에서, 개시된 조성물은 적어도 하나의 자외선(UV: ultra-violet) 염료를 포함한다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 형광 염료인 적어도 하나의 UV 염료를 포함한다. 일부 구현예에서, 기술된 조성물은 나프탈이미드, 페릴렌, 쿠마린, 안트라센, 페난트라센, 잔텐, 티오잔텐, 나프토잔텐, 플루오레신, 및 상기 염료의 유도체 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 형광 염료인 적어도 하나의 UV 염료를 포함한다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 약 0.001 중량% 내지 약 1.0 중량%의 UV 염료를 포함한다. 다른 구현예에서, UV 염료는 약 0.005 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재하고; 다른 구현예에서, UV 염료는 총 조성물의 0.01 중량% 내지 약 0.25 중량%의 양으로 존재한다.

일부 구현예에서 UV 염료는, 장치(예를 들어, 냉장 유닛, 공조기 또는 열 펌프)의 누출 지점 또는 그 근처에서 염료의 형광을 관찰할 수 있게 함으로써, 조성물의 누출 감지에 있어서 유용한 성분이다. UV 방출, 예를 들어, 자외선 광 하에서 염료로부터의 형광을 관찰할 수 있다. 그러므로, 이러한 UV 염료를 포함하는 조성물이 장치의 주어진 지점으로부터 누출되고 있다면, 누출 지점 또는 누출 지점의 근처에서 형광이 검출될 수 있다.

일부 구현예에서, 기술된 조성물은 개시된 조성물 내의 하나 이상의 염료의 용해도를 개선하기 위해 선택된 적어도 하나의 가용화제를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 염료 대 가용화제의 중량비는 약 99:1 내지 약 1:1의 범위이다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물 내의 가용화제는, 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 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함한다.

일부 구현예에서, 적어도 하나의 상용화제는 하나 이상의 윤활제와 개시된 조성물의 상용성을 개선하기 위해 선택된다. 일부 구현예에서, 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 구현예에서, 하나 이상의 가용화제 및/또는 상용화제는, 탄소, 수소 및 산소만을 포함하는 에테르, 예를 들어 다이메틸 에테르(DME) 및 그 혼합물로 구성된 탄화수소 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 5 내지 15개의 탄소 원자를 포함하는 적어도 하나의 선형 또는 환형 지방족 또는 방향족 탄화수소 상용화제를 포함한다. 일부 구현예에서, 상용화제는 적어도 하나의 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택되고; 다른 구현예에서, 상용화제는 적어도 펜탄, 헥산, 옥탄, 노난, 데칸, 엑손 케미칼(Exxon Chemical)(미국 소재)로부터 아이소파르(Isopar)(등록상표) H(고순도 C₁₁ 내지 C₁₂ 아이소-파라핀계), 아로마틱(Aromatic) 150(C₉ 내지 C₁₁ 방향족), 아로마틱 200(C₉ 내지 C₁₅ 방향족) 및 나프타(Naptha) 140의 상표로 구매가능한 것들 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 탄화수소이다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 적어도 하나의 중합체성 상용화제를 포함한다. 일부 구현예에서, 개시된 조성물은 플루오르화 및 비-플루오르화 아크릴레이트의 랜덤 공중합체인 것들로부터 선택된 적어도 하나의 중합체성 상용화제를 포함하며, 여기서 중합체는 화학식 CH₂=C(R¹)CO₂R², CH₂=C(R³)C₆H₄R⁴, 및 CH₂=C(R⁵)C₆H₄XR⁶으로 나타내는 적어도 하나의 단량체의 반복 유닛을 포함하고, 여기서 X는 산소 또는 황이며; R¹, R³, 및 R⁵는 H 및 C₁ 내지 C₄ 알킬 라디칼로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고; R², R⁴, 및 R⁶은, C 및 F를 포함하고, H, Cl, 에테르 산소, 또는 티오에테르, 설폭사이드, 또는 설폰 기 형태의 황을 추가로 포함할 수 있는 탄소쇄 기제의 라디칼 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다. 이러한 중합체성 상용화제의 예는, E. I. 듀폰 드 느무르 앤드 컴퍼니(E. I. du Pont de Nemours & Co.)(미국 19898 델라웨어주 윌밍턴 소재)로부터 조닐(Zonyl)(등록상표) PHS의 상표로 구매가능한 것들을 포함한다. 조닐(등록상표) PHS는 40 중량%의 CH₂=C(CH₃)CO₂CH₂CH₂(CF₂CF₂)_mF(조닐(등록상표) 플루오로메트아크릴레이트 또는 ZFM으로도 지칭됨)(여기서 m은 1 내지 12, 주로 2 내지 8임), 및 60 중량%의 라우릴 메트아크릴레이트(CH₂=C(CH₃)CO₂(CH₂)₁₁CH₃, LMA로도 지칭됨)를 중합화함으로써 제조되는 랜덤 공중합체이다.

일부 구현예에서 상용화제 성분은, 약 0.01 내지 30 중량%(상용화제의 총량을 기준으로)의 첨가제를 포함하며, 이는 금속에 대한 윤활제의 점착을 저감하는 방식으로 열교환기에서 발견되는 금속성 구리, 알루미늄, 강철, 또는 다른 금속 및 그의 금속 합금의 표면 에너지를 저감한다. 금속 표면 에너지 저감 첨가제의 예는, 듀폰으로부터 조닐(등록상표) FSA, 조닐(등록상표) FSP, 및 조닐(등록상표) FSJ의 상표로 구매가능한 것들을 포함한다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 금속 표면 불활성제를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 금속 표면 불활성제는 아레옥살릴 비스 (벤질리덴) 하이드라자이드(CAS 등록번호 6629-10-3), N,N'-비스(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나모일하이드라진(CAS 등록번호 32687-78-8), 2,2,'- 옥사미도비스-에틸-(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트(CAS 등록번호 70331-94-1), N,N'-(다이살리사이클리덴)-1,2-다이아미노프로판(CAS 등록번호 94-91-7) 및 에틸렌다이아민테트라-아세트산(CAS 등록번호 60-00-4) 및 그의 염, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 장애 페놀, 티오포스페이트, 부틸화 트라이페닐포스포로티오네이트, 유기 포스페이트, 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 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 안정화제를 추가로 포함한다.

일부 구현예에서, 상기의 적어도 하나의 안정화제는, 토코페롤; 하이드로퀴논; t-부틸 하이드로퀴논; 모노티오포스페이트; 및 스위스 바젤 소재의 시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals)(이하, "시바")로부터 이르갈루베(Irgalube)(등록상표) 63의 상표로 구매가능한 다이티오포스페이트; 시바로부터 각각 이르갈루베(등록상표) 353 및 이르갈루베(등록상표) 350의 상표로 구매가능한 다이알킬티오포스페이트 에스테르; 시바로부터 이르갈루베(등록상표) 232의 상표로 구매가능한 부틸화 트라이페닐포스포로티오네이트; 시바로부터 이르갈루베(등록상표) 349(시바)의 상표로 구매가능한 아민 포스페이트; 시바로부터 이르가포스(Irgafos)(등록상표) 168로 구매가능한 장애 포스파이트, 및 시바로부터 이르가포스(등록상표) OPH의 상표로 구매가능한 트리스-(다이-tert-부틸페닐)포스파이트; (다이-n-옥틸 포스파이트); 및 시바로부터 이르가포스(등록상표) DDPP의 상표로 구매가능한 아이소-데실 다이페닐 포스파이트; 트라이알킬 포스페이트, 예를 들어 트라이메틸 포스페이트, 트라이에틸포스페이트, 트라이부틸 포스페이트, 트라이옥틸 포스페이트, 및 트라이(2-에틸헥실)포스페이트; 트라이아릴 포스페이트, 예를 들어 트라이페닐 포스페이트, 트라이크레실 포스페이트, 및 트라이자일렌일 포스페이트; 및 혼합 알킬-아릴 포스페이트, 예를 들어 아이소프로필페닐 포스페이트(IPPP), 및 비스(t-부틸페닐)페닐 포스페이트(TBPP); 부틸화 트라이페닐 포스페이트, 예를 들어 Syn-O-Ad(등록상표)의 상표로 구매가능한 것들, 예를 들어 Syn-O-Ad(등록상표) 8784; tert-부틸화 트라이페닐 포스페이트, 예를 들어 듀라드(등록상표)620의 상표로 구매가능한 것들; 아이소프로필화 트라이페닐 포스페이트, 예를 들어 듀라드(등록상표) 220 및 듀라드(등록상표)110의 상표로 구매가능한 것들; 아니솔; 1,4-다이메톡시벤젠; 1,4-다이에톡시벤젠; 1,3,5-트라이메톡시벤젠; 미르센, 알로오시멘, 리모넨(특히, d-리모넨); 레티날; 피넨; 멘톨; 제라니올; 파네솔; 피톨; 비타민 A; 테르피넨; 델타-3-카렌; 테르피놀렌; 펠란드렌; 펜첸; 다이펜텐; 카라티노이드, 예를 들어 리코펜, 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, 리미티드(Toagosei Co., Ltd)); 3-에틸-3-((페녹시)메틸)-옥세탄, 예를 들어 OXT-211(토아고세이 컴퍼니, 리미티드); 3-에틸-3-((2-에틸-헥실옥시)메틸)-옥세탄, 예를 들어 OXT-212(토아고세이 컴퍼니, 리미티드); 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); 시바로부터 이르가녹스(Irganox)(등록상표) HP-136의 상표로 구매가능한 5,7-비스(1,1-다이메틸에틸)-3-[2,3(또는 3,4)-다이메틸페닐]-2(3H)-벤조퓨란온^;벤질 페닐 설파이드; 다이페닐 설파이드; 다이아이소프로필아민; 시바로부터 이르가녹스(등록상표) PS 802(시바)의 상표로 구매가능한 다이옥타데실 3,3'-티오다이프로피오네이트; 시바로부터 이르가녹스(등록상표) PS 800의 상표로 구매가능한 다이도데실 3,3'-티오프로피오네이트; 시바로부터 티누빈(Tinuvin)(등록상표) 770의 상표로 구매가능한 다이-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트; 시바로부터 티누빈(등록상표) 622LD (시바)의 상표로 구매가능한 폴리-(N-하이드록시에틸-2,2,6,6-테트라메틸-4-하이드록시-피페리딜 석시네이트; 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 구현예에서, 개시된 조성물은, 실온(대략 25℃)에서 액체인 유기 염, 피리디늄, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 이미다졸륨, 피라졸륨, 티아졸륨, 옥사졸륨 및 트라이아졸륨 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 양이온을 포함하는 염; 및 [BF₄]-, [PF₆]-, [SbF₆]-, [CF₃SO₃]-, [HCF₂CF₂SO₃]-, [CF₃HFCCF₂SO₃]-, [HCClFCF₂SO₃]-, [(CF₃SO₂)₂N]-, [(CF₃CF₂SO₂)₂N]-, [(CF₃SO₂)₃C]-, [CF₃CO₂]-, 및 F- 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 이온성 액체 안정화제를 포함한다. 일부 구현예에서, 이온성 액체 안정화제는 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 이용가능하다.

일부 구현예에서, 적어도 하나의 안정화제는 장애 페놀이며, 이는 임의의 치환된 페놀 화합물, 예를 들어 하나 이상의 치환되거나 환형, 직쇄, 또는 분지형인 지방족 치환기를 포함하는 페놀, 예를 들어, 알킬화 모노페놀, 예를 들어 2,6-다이-tert-부틸-4-메틸페놀; 2,6-다이-tert-부틸-4-에틸페놀; 2,4-다이메틸-6-tert부틸페놀; 토코페롤; 등, 하이드로퀴논 및 알킬화 하이드로퀴논, 예를 들어 t-부틸 하이드로퀴논, 하이드로퀴논의 다른 유도체; 등, 하이드록실화 티오다이페닐 에테르, 예를 들어 4,4'-티오-비스(2-메틸-6-tert-부틸페놀); 4,4'-티오비스(3-메틸-6-tert부틸페놀); 2,2'-티오비스(4메틸-6-tert-부틸페놀); 등, 알킬리덴-비스페놀, 예를 들어, 4,4'-메틸렌비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 4,4'-비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 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-논일페놀); 2,2'-아이소부틸리덴비스(4,6-다이메틸페놀; 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-사이클로헥실페놀, 2,2- 또는 4,4- 바이페닐다이올, 예를 들어 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀); 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT, 또는 2,6-다이-tert-부틸-4-메틸페놀), 헤테로원자를 포함하는 비스페놀, 예를 들어 2,6-다이-tert-알파-다이메틸아미노-p-크레졸, 4,4-티오비스(6-tert-부틸-m-크레졸); 등; 아실아미노페놀; 2,6-다이-tert-부틸-4(N,N'-다이메틸아미노메틸페놀); 설파이드, 예를 들어; 비스(3-메틸-4-하이드록시-5-tert-부틸벤질)설파이드; 비스(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시벤질)설파이드 및 그 혼합물 및 조합이다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 적어도 하나의 추적제를 포함한다. 일부 구현예에서, 개시된 조성물 내의 추적제 첨가제는, 동일한 부류의 화합물 또는 상이한 부류의 화합물로부터의 2가지 이상의 추적제 화합물로 구성된다.

일부 구현예에서, 추적제 성분 또는 추적제 블렌드는 약 50 중량 백만분율(ppm: parts per million) 내지 약 1000 ppm의 총 농도로 조성물 내에 존재한다. 다른 구현예에서, 추적제 화합물 또는 추적제 블렌드는 약 50 ppm 내지 약 500 ppm의 총 농도로 존재한다. 다른 구현예에서, 추적제 화합물 또는 추적제 블렌드는 약 100 ppm 내지 약 300 ppm의 총 농도로 존재한다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 하이드로플루오로카본(HFC), 중수소화 하이드로플루오로카본, 퍼플루오로카본, 플루오로에테르, 브롬화 화합물, 요오드화 화합물, 알코올, 알데하이드 및 케톤, 아산화질소 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 추적제를 포함한다. 개시된 조성물의 일부 구현예는, 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, 요오드트라이플루오로메탄, 중수소화 탄화수소, 중수소화 하이드로플루오로카본, 퍼플루오로카본, 플루오로에테르, 브롬화 화합물, 요오드화 화합물, 알코올, 알데하이드, 케톤, 아산화질소(N₂O) 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 추적제를 포함한다. 일부 구현예에서 추적제 첨가제는, 2가지 이상의 하이드로플루오로카본, 또는 하나 이상의 퍼플루오로카본과 조합된 하나의 하이드로플루오로카본을 포함하는 추적제 블렌드이다.

일부 구현예에서는, 조성물의 임의의 희석, 오염 또는 다른 변경을 감지할 수 있도록, 적어도 하나의 추적제 조성물을 사전에 결정된 양으로 개시된 조성물에 첨가한다.

다른 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 퍼플루오로폴리에테르를 추가로 포함할 수 있다. 퍼플루오로폴리에테르의 공통적인 특성은 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 구현예에서, 퍼플루오로폴리에테르는 화학식 CF₃-(CF₂)₂-O-[CF(CF₃)-CF₂-O]j'-R'f를 가지며, 듀폰으로부터 크리톡스(등록상표)의 상표로 구매가능하다. 바로 앞의 화학식에서, j'은 2 내지 100이고, R'f는 CF₂CF₃, C3 내지 C6 퍼플루오로알킬 기, 또는 그의 조합이다.

이탈리아 밀란 소재의 오시몬트(Ausimont) 및 이탈리아 밀란 소재의 몬테디슨(Montedison) S.p.A.로부터 각각 폼블린(등록상표) 및 갈덴(Galden)(등록상표)의 상표로 구매가능하며, 퍼플루오로올레핀 광산화에 의해 제조되는 다른 PFPE 또한 사용할 수 있다.

폼블린(등록상표)-Y의 상표로 구매가능한 PFPE는 화학식 CF₃O(CF₂CF(CF₃)-O-)_m' (CF₂-O-)_n'-R_1f를 가질 수 있다. CF₃O[CF₂CF(CF₃)O]_m'(CF₂CF₂O)_o'(CF₂O)_n'-R_1f 또한 적합하다. 이 화학식에서, R_1f는 CF₃, C₂F₅, C₃F₇이거나, 또는 이들 중 2가지 이상의 조합이고; (m' + n')는 8 내지 45이며; m/n은 20 내지 1000이고; o'는 1이며; (m'+n'+o')는 8 내지 45이고; m'/n'는 20 내지 1000이다.

폼블린(등록상표)-Z의 상표로 구매가능한 PFPE는 화학식 CF₃O(CF₂CF₂-O-)_p'(CF₂-O)_q'CF₃를 가질 수 있으며, 여기서 (p' + q')는

40 내지 180이고 p'/q'은 0.5 내지 2이다.

일본 소재의 다이킨 인더스트리스(Daikin Industries)로부터 뎀넘(상표)의 상표로 구매가능한 PFPE의 다른 패밀리 또한 사용할 수 있다. 2,2,3,3-테트라플루오로옥세탄의 순차적 올리고머화 및 플루오르화에 의해, 화학식 F-[(CF₂)₃-O]_t'-R_2f를 산출함으로써 이를 제조할 수 있으며, 여기서 R_2f는 CF₃, C₂F₅, 또는 그의 조합이고 t'은 2 내지 200이다.

일부 구현예에서, PFPE는 비작용화된다(unfunctionalized). 비작용화된 퍼플루오로폴리에테르에서, 말단기는 분지쇄 또는 직쇄 퍼플루오로알킬 라디칼 말단기일 수 있다. 이러한 퍼플루오로폴리에테르의 예는 화학식 C_r'F_(2r'+1)-A-C_r'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 2가지 이상의 조합일 수 있으며; 바람직하게 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 2가지 이상의 조합이고; w'은 4 내지 100이며; x' 및 y'은 각각 독립적으로 1 내지 100이다. 구체적인 예는 F(CF(CF₃)-CF_2-O)_9-CF₂CF₃, F(CF(CF₃)-CF₂-O)₉-CF(CF₃)₂, 및 그의 조합을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 이러한 PFPE에서, 할로겐 원자의 최대 30%가 예를 들어 염소 원자와 같은 불소 이외의 할로겐일 수 있다.

다른 구현예에서, 퍼플루오로폴리에테르의 2개 말단기는, 독립적으로, 동일하거나 상이한 기에 의해 작용화될 수 있다. 작용화된 PFPE는, 퍼플루오로폴리에테르의 2개 말단기 중 적어도 하나의 할로겐 원자 중 적어도 하나가 에스테르, 하이드록실, 아민, 아미드, 시아노, 카복실산, 설폰산 또는 그의 조합으로부터 선택된 기에 의해 치환된 PFPE이다.

일부 구현예에서, 대표적인 에스테르 말단기는 -COOCH₃, -COOCH₂CH₃, -CF₂COOCH₃, -CF₂COOCH₂CH₃, -CF₂CF₂COOCH₃, -CF₂CF₂COOCH₂CH₃, -CF₂CH₂COOCH₃, -CF₂CF₂CH₂COOCH₃, -CF₂CH₂CH₂COOCH₃, -CF₂CF₂CH₂CH₂COOCH₃를 포함한다.

일부 구현예에서, 대표적인 하이드록실 말단기는 -CF₂OH, -CF₂CF₂OH, -CF₂CH₂OH,-CF₂CF₂CH₂OH, -CF₂CH₂CH₂OH, -CF₂CF₂CH₂CH₂OH를 포함한다.

일부 구현예에서, 대표적인 아민 말단기는 -CF₂NR¹R², -CF₂CF₂NR¹R², -CF₂CH₂NR¹R², -CF₂CF₂CH₂NR¹R², -CF₂CH₂CH₂NR¹R², -CF₂CF₂CH₂CH₂NR¹R²를 포함하며, 여기서 R¹ 및 R²는 독립적으로 H, CH₃, 또는 CH₂CH₃이다.

일부 구현예에서, 대표적인 아미드 말단기는 -CF₂C(O)NR¹R², -CF₂CF₂C(O)NR¹R², -CF₂CH₂C(O)NR¹R², -CF₂CF₂CH₂C(O)NR¹R², -CF₂CH₂CH₂C(O)NR¹R², -CF₂CF₂CH₂CH₂C(O)NR¹R²를 포함하며, 여기서 R¹ 및 R²는 독립적으로 H, CH₃, 또는 CH₂CH₃이다.

일부 구현예에서, 대표적인 시아노 말단기는 -CF₂CN, -CF₂CF₂CN, -CF₂CH₂CN,-CF₂CF₂CH₂CN, -CF₂CH₂CH₂CN, -CF₂CF₂CH₂CH₂CN을 포함한다.

일부 구현예에서, 대표적인 카복실산 말단기는 -CF₂COOH, -CF₂CF₂COOH, -CF₂CH₂COOH, -CF₂CF₂CH₂COOH, -CF₂CH₂CH₂COOH, -CF₂CF₂CH₂CH₂COOH를 포함한다.

일부 구현예에서, 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 R³는 H, CH₃, CH₂CH₃, CH₂CF₃, CF₃, 또는 CF₂CF₃이고, R⁴는 CH₃, CH₂CH₃, CH₂CF₃, CF₃, 또는 CF₂CF₃이다.

일부 구현예에서, 개시된 조성물은 극압(EP: extreme pressure) 윤활성 첨가제의 트라이아릴 포스페이트 패밀리의 구성원인 첨가제, 예를 들어 부틸화 트라이페닐 포스페이트(BTPP), 또는 다른 알킬화 트라이아릴 포스페이트 에스테르, 예를 들어 악조 케미칼스(Akzo Chemicals)의 Syn-0-Ad(등록상표)8478, 트라이크레실 포스페이트 및 관련 화합물을 포함한다. 또한, 금속 다이알킬 다이티오포스페이트(예를 들어, 아연 다이알킬 다이티오포스페이트(또는 ZDDP), 예를 들어 구매가능한 루브리졸(Lubrizol) 1375 및 이 화학물질 패밀리의 다른 구성원이 개시된 조성물의 조성물에 사용된다. 다른 내마모 첨가제는 천연 산물 오일 및 비대칭 폴리하이드록실 윤활 첨가제, 예를 들어 구매가능한 시너골(Synergol) TMS(인터내셔널 루브리컨츠(International Lubricants))를 포함한다.

일부 구현예에서는, 항산화제, 자유 라디칼 포착제, 및 물 포착제 및 그 혼합물과 같은 안정화제가 포함된다. 이 범주의 이러한 첨가제는, 부틸화 하이드록시 톨루엔(BHT), 에폭사이드, 및 그 혼합물을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 부식 억제제는 도데실 석신산(DDSA), 아민 포스페이트(AP), 올레오일 사코신, 이미다존 유도체 및 치환된 설포네이트를 포함한다.

한 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 개별적인 성분의 목적량을 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 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은, (i) 적어도 하나의 냉매 용기로부터 냉매 조성물의 하나 이상의 성분의 소정량을 회수하는 단계, (ii) 상기의 하나 이상의 회수된 성분의 재사용이 가능하도록 불순물을 충분히 제거하는 단계, 및 (iii) 임의로, 상기 성분의 회수된 부피의 전부 또는 일부를 적어도 하나의 부가적인 냉매 조성물 또는 성분과 조합하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.

냉매 용기는 냉장 장치, 공조 장치 또는 열 펌프 장치에 사용된 냉매 블렌드 조성물을 보관하는 임의의 용기일 수 있다. 상기 냉매 용기는 냉매 블렌드가 사용된 냉장 장치, 공조 장치 또는 열 펌프 장치일 수 있다. 또한, 냉매 용기는 가압 가스 실린더를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 회수 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 또는 냉매 블렌드 성분을 의미한다.

불순물은 냉매 블렌드 또는 냉매 블렌드 성분 내에 냉장 장치, 공조 장치 또는 열 펌프 장치에서의 그의 사용으로 인하여 존재하게 되는 임의의 성분일 수 있다. 이러한 불순물은 본 명세서에 앞서 기재된 것인 냉장기용 윤활제; 냉장 장치, 공조 장치 또는 열 펌프 장치로부터 나왔을 수도 있는 금속, 금속 염 또는 탄성중합체 입자를 포함하나 이에 한정되지 않는 미립자; 및 냉매 블렌드 조성물의 성능에 악영향을 미칠 수도 있는 임의의 기타 오염물질을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.

이러한 불순물들은, 냉매 블렌드 또는 냉매 블렌드 성분이 내부에서 사용될 장비 또는 성능에 악영향을 미치지 않으면서 냉매 블렌드 또는 냉매 블렌드 성분의 재사용이 가능하도록 충분히 제거될 수 있다.

주어진 산물에 필요한 규격을 충족시키는 조성물을 제조하기 위해 잔여 냉매 블렌드 또는 냉매 블렌드 성분에 부가적인 냉매 블렌드 또는 냉매 블렌드 성분을 제공할 필요가 있을 수도 있다. 예를 들어, 냉매 블렌드가 특정 중량 백분율 범위의 3가지의 성분을 가진다면, 규격의 한계 내로 조성물을 복구하기 위해 하나 이상의 성분을 주어진 양으로 첨가할 필요가 있을 수도 있다.

본 발명의 조성물은 오존 파괴 지수가 0이고 지구 온난화 지수(GWP)가 낮다. 또한, 본 발명의 조성물은 현재 사용 중인 많은 하이드로플루오로카본 냉매보다 낮은 지구 온난화 지수를 가질 것이다. 본 발명의 한 태양은 지구 온난화 지수가 1000 미만, 500 미만, 150 미만, 100 미만 또는 50 미만인 냉매를 제공하기 위한 것이다.

사용 방법

본 명세서에 개시된 조성물은, R134a(또는 HFC-134a, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄), R22(또는 HCFC-22, 클로로다이플루오로메탄), R12(CFC-12, 다이클로로다이플루오로메탄); R407C(52 중량% R134a, 25 중량% R125(펜타플루오로에탄), 및 23 중량% R32(다이플루오로메탄)의 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R410A(50 중량% R125 및 50 중량% R32의 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 포함하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R422A, R422B, R422C 및 R422D (상이한 성분 농도의 아이소부탄, R125, R134a의 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R404A(44 중량% R125, 52 중량% R143a(1,1,1-트라이플루오로에탄), 및 4.0 중량% R134a의 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R413A(R218, R134a, 및 아이소부탄을 포함하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R423A (52.5 중량% R134a 및 47.5 중량% R227ea(1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판)을 포함하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R424A(R125, R134a, 아이소부탄, n-부탄, 및 아이소펜탄을 포함하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R426A(R125, R134a, n-부탄, 및 아이소펜탄을 포함하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R428A(R125, R143a, 프로판 및 아이소부탄을 포함하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R430A(R152a 및 아이소부탄을 포함하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R434A(약 63.2 중량% R125, 약 16 중량% R134a, 약 18 중량% R143a, 및 약 2.8 중량% 아이소부탄을 포함하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R437A(약 19.5 중량% R125, 약 78.5 중량% R134a, 약 1.4 중량% n-부탄, 및 약 0.6 중량% n-펜탄을 포함하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); R438A(약 8.5 중량% R32, 약 45 중량% R125, 약 44.2 중량% R134a, 약 1.7 중량% n-부탄, 및 약 0.6 중량% 아이소펜탄을 포함하는 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명); 및 R507A(50 중량% R125 및 50 중량% R143a의 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명)를 포함하나 이에 한정되지 않는 현재 사용중인 냉매에 대한, 지구 온난화 지수(GWP)가 낮은 대체물로서 유용할 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 조성물들은 R12(CFC-12, 다이클로로다이플루오로메탄) 또는 R502(51.2 중량% CFC-115(클로로펜타플루오로에탄) 및 48.8 중량% HCFC-22의 블렌드에 대한 ASHRAE 표기명)에 대한 대체물로서 유용할 수 있다.

대체 냉매는 종종 다른 냉매를 위해 설계된 원래의 냉장 장비에서 사용될 수 있을 경우 가장 유용하다. 특히, 본 명세서에 개시된 조성물은, 특히 R12, R134a, R407C, R417A, 및 R422D에 대한 대체물로서, 원래의 장비에서 유용할 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 조성물은, 특히 R410A, R507, R404A, 502, 및 R422A에 대한 대체물로서, 이들 냉매를 위해 설계된 장비에서 일부 시스템 변형을 수반하여 유용할 수 있다. 추가로, 본 명세서에 개시된 조성물은, 이들 새로운 조성물을 위해 특수하게 변형되거나 전체적으로 제조된 장비에서, 상기 언급된 임의의 냉매의 대체를 위해 유용할 수 있다.

다수의 응용에서, 개시된 조성물의 일부 구현예는 냉매로서 유용하며, 대체물을 모색하고 있는 냉매에 비해 적어도 비교할 만한 냉각 성능(냉각 용량 및 에너지 효율을 의미함)을 제공한다.

일부 구현예에서, 상기 개시된 조성물의 사용은 본 명세서에 개시된 조성물을 가열될 물체 근처에서 응축시키고 그 후에 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하는 열 생성 방법에서 열전달 조성물로서 조성물을 사용하는 것을 포함한다.

본 명세서에는 또한, 본 명세서에 개시된 조성물을 응축시키고 그 후에 상기 조성물을 냉각될 물체 근처에서 증발시키는 단계를 포함하는 냉각 생성 방법에서 열전달 조성물로서의 상기 개시된 조성물의 사용이 개시된다.

일부 구현예에서, 상기 개시된 조성물의 사용은 냉각 생성 방법에서 열전달 조성물로서 조성물을 사용하는 것을 포함하며, 여기서 조성물은 먼저 냉각되고 압력 하에 보관되며, 더 따뜻한 환경에 노출될 때 조성물이 주위 열의 일부를 흡수하여 팽창하고, 따라서 더 따뜻한 환경이 냉각된다.

다른 구현예에서는, 열전달 시스템 내의 윤활제의 실질적 부분을 유지하면서 상기 시스템으로부터 대체하고자 하는 냉매를 제거하고 본 명세서에 개시된 조성물 중 하나를 열전달 시스템에 도입하는 단계를 포함하여, 대체하고자 하는 냉매 및 윤활제를 포함하는 열전달 시스템을 재충전하는 방법을 제공한다. 다른 구현예에는, 본 명세서에 개시된 조성물을 포함하는 열전달 시스템이 제공되며, 여기서 상기 시스템은 공조기, 냉동기, 냉장기, 열 펌프, 수냉각기, 만액식 증발 냉각기, 직접 팽창식 냉각기, 워크인 쿨러, 열 펌프, 이동식 냉장기, 이동식 공조 유닛, 및 그의 조합을 갖는 시스템으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또한, 본 명세서에 개시된 조성물은 제2 순환계 시스템에 유용할 수 있으며, 여기서 이들 조성물은 제1 냉매로 작용함으로써 제2 열전달 유체에 냉각을 제공하고, 이는 따라서 원격 위치를 냉각시킨다.

다른 구현예에는, 냉장, 공조, 또는 열 펌프 장치 내의 GWP가 높은 냉매를 대체하는 방법이 제공되며, 여기서 상기의 GWP가 높은 냉매는 R134a, R22, R12, R404A, R410A, R407C, R413A, R417A, R422A, R422B, R422C 및 R422D, R423A, R507A, R502, 및 R437A로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 방법은 상기의 GWP가 높은 냉매를 사용하거나, 사용하였거나, 사용하도록 설계된 상기의 냉장, 공조, 또는 열 펌프 장치에 본 명세서에 개시된 조성물을 제공하는 단계를 포함하며; 여기서 상기 조성물은,

HFO-1234yf 및 사이클로프로판;

HFO-1234yf 및 프로필렌;

HFO-1234yf, HFC-152a, 및 사이클로프로판;

HFO-1234yf, HFC-152a, 및 프로판; 및

HFO-1234yf, HFC-134a, 및 사이클로프로판으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

다른 구현예에서, GWP가 높은 냉매를 대체하는 방법은 상기의 GWP가 높은 냉매를 사용하거나, 사용하였거나, 사용하도록 설계된 상기의 냉장, 공조, 또는 열 펌프 장치에 조성물을 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 조성물은,

HFO-1234yf 및 사이클로프로판;

HFO-1234yf 및 프로필렌;

HFO-1234yf, HFC-152a, 및 사이클로프로판;

HFO-1234yf, HFC-152a, 및 프로판; 및

증기-압축 냉장, 공조 또는 열펌프 시스템은 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창 디바이스를 포함한다. 증기-압축 사이클은 한 단계에서는 냉각 효과를, 그리고 다른 단계에서는 가열 효과를 생성하는 다중 단계에서 냉매를 재사용한다. 이 사이클은 간단히 하기와 같이 기술될 수 있다. 액체 냉매가 팽창 디바이스를 통해 증발기로 들어가고, 증발기 내에서 액체 냉매는 낮은 온도에서 환경으로부터 열을 흡인함으로써 비등하여 가스를 형성하고 냉각을 생성시킨다. 저압 가스는 압축기로 들어가서 압축되어 그 압력과 온도가 상승된다. 이어서, 고압(압축된) 가스 냉매는 응축기로 들어가서 응축되고 그 열을 환경으로 배출한다. 이 냉매는 팽창 디바이스로 돌아가며, 이를 통해 액체는 응축기에서의 고압 수준으로부터 증발기에서의 저압 수준으로 팽창하여 사이클을 반복한다.

한 구현예에는, 본 명세서에 개시된 조성물을 포함하는 열전달 시스템이 제공된다. 다른 구현예에는, 본 명세서에 개시된 조성물을 포함하는 냉장, 공조 또는 열 펌프 장치가 개시된다. 다른 구현예에는, 본 명세서에 개시된 조성물을 포함하는 고정식 냉장 또는 공조 장치가 개시된다. 또 다른 구현예에는, 본 명세서에 개시된 조성물을 포함하는 이동식 냉장 또는 공조 장치가 개시된다.

다른 구현예에는, 임의의 개시된 조성물을 냉각될 물체 근처에서 증발시키고, 그 후에 상기 조성물을 응축시키는 단계를 포함하는 냉각 생성 방법이 제공된다.

다른 구현예에는, 본 명세서에 개시된 임의의 조성물을 냉각될 물체 근처에서 응축시키고, 그 후에 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하는 열 생성 방법이 제공된다.

다른 구현예에는, 본 발명의 조성물을 열전달 유체 조성물로서 사용하는 방법이 개시된다. 본 방법은 상기 조성물을 열원으로부터 열 싱크로 수송하는 단계를 포함한다.

다른 구현예에서, 본 발명은, 본 명세서에 기술된 바와 같이 포말 제조에 사용하기 위한 본 발명의 플루오로올레핀 포함 조성물을 포함하는 포말 팽창제 조성물에 관한 것이다. 다른 구현예에서, 본 발명은 발포성 조성물, 및 바람직하게는 폴리우레탄 및 폴리아이소시아네이트 포말 조성물, 및 포말 제조 방법을 제공한다. 이러한 포말 구현예에서는, 본 발명의 플루오로올레핀 포함 조성물 중 하나 이상이 발포성 조성물에 포말 팽창제로서 포함되며, 이 조성물은 바람직하게는 적절한 조건 하에서 반응하고 발포하여 포말 또는 셀 구조를 형성할 수 있는 하나 이상의 부가적 성분을 포함한다.

추가로, 본 발명은 (a) 본 발명의 플루오로올레핀 포함 조성물을 발포성 조성물에 첨가하는 단계; 및 (b) 포말을 형성하기에 효과적인 조건 하에서 발포성 조성물을 반응시키는 단계를 포함하는 포말 형성 방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 구현예는 분무성 조성물에 추진제로서 사용하도록 본 명세서에 기술된 플루오로올레핀 포함 조성물의 용도에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 본 명세서에 기술된 플루오로올레핀 포함 조성물을 포함하는 분무성 조성물에 관한 것이다. 불활성 성분, 용매 및 다른 재료와 함께 분무될 활성 성분이 분무성 조성물에 또한 존재할 수 있다. 바람직하게는, 분무성 조성물은 에어로졸이다. 분무될 적합한 활성 재료는 화장 재료, 예를 들어, 탈취제, 향수, 헤어 스프레이, 세정제, 및 연마제 뿐만 아니라 의약 재료, 예를 들어, 항천식 약제 및 항구취 약제를 비한정적으로 포함한다.

추가로, 본 발명은 에어로졸 산물을 제조하는 방법에 관한 것이며, 이 방법은 본 명세서에 기술된 플루오로올레핀 포함 조성물을 에어로졸 용기 내의 활성 성분에 첨가하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 조성물은 추진제로 작용한다.

실시예

본 명세서에 개시된 개념은 하기의 실시예에서 추가로 기술될 것이며, 이는 특허청구범위에서 기술되는 본 발명의 범주를 한정하지 않는다.

실시예 1

증기 누출의 영향

용기를 표시된 온도의 초기 조성물로 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. 평가는 표 3에 나타낸다.

표 3은 어느 조성물이, 원래의 조성물과 50 중량% 제거 후에 잔류하는 조성물 사이의 증기압 차이가 약 10% 미만인 조성물과 같이 근사 공비인지를 나타낸다.

실시예 2

사이클 성능

표 4는 HFC-134a, HCFC-22, R407C, 및 HFO-1234yf에 비교하여, 본 명세서에 개시된 다양한 냉매 조성물의 냉각 성능을 나타낸다. 표에서, Evap Pres는 증발기 압력(evaporator pressure)이고, Cond Pres는 응축기 압력(condenser pressure)이며, Comp Exit T는 압축기 출구 온도(compressor exit temperature)이고, COP는 성능 계수(coefficient of performance)(에너지 효율과 유사함)이며, Cap는 냉각 용량(cooling capacity)이다. 데이터는 하기 조건을 기준으로 한다:

상기 열거된 모든 블렌드의 냉각 용량이 순수한 HFO-1234yf 보다 높음에 유의해야 한다. 또한, 대부분의 블렌드가 R407C(현재 사용 중인 허용된 냉매 블렌드) 보다 적은 글라이드를 갖는다. 최종적으로, 표 4에 나타낸 바와 같이 다양한 블렌드가 HFC-134a, HCFC-22, 또는 R407C의 잠재적 대체물임을 알 수 있다.

실시예 3

지구 온난화 지수

소정의 개시된 조성물의 지구 온난화 지수(GWP) 값이 표 5에 제공된다. 순수한 성분의 GWP를 참조로 열거한다. HFC 및 탄화수소에 대한 값은, 문헌["Climate Change 2007 - IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) Fourth Assessment Report on Climate Change"]에서 섹션["Working Group 1 Report: "The Physical Science Basis", Chapter 2, pp. 212-215] 제하의 표 2.14 및 표 2.15로부터 발췌된다. HFO-1234yf 및 HFO-1234ze에 대한 값은 문헌[Papadimitriou et al., Physical Chemistry Chemical Physics, 2007, vol. 9, pp. 1-13]에 공개되었다. 본 명세서에 참조된 표에 열거된 값이 없으므로, 사이클로프로판에 대해서는 GWP=3 (*)으로 추산된 값을 사용한다. 구체적으로 100 년 시계값(100 year time horizon value)을 사용한다. 하나 초과의 성분을 포함하는 조성물에 대한 GWP 값은 개별 성분 GWP 값의 가중 평균으로서 계산된다.

상기 열거된 본 명세서에 개시된 조성물에 대한 GWP 값은, HFC-134a 및 HCFC-22와 더불어 상기 표에 열거된 현재 사용 중인 냉매 블렌드, R404A, R407C, R410A 등에 대한 GWP 값에 비해 낮다.

Claims

HFO-1234yf 및 사이클로프로판을 포함하는 조성물;
HFO-1234yf 및 프로필렌을 포함하는 조성물;
HFO-1234yf, HFC-152a, 및 사이클로프로판을 포함하는 조성물;
HFO-1234yf, HFC-152a, 및 프로판을 포함하는 조성물; 및
HFO-1234yf, HFC-134a, 및 사이클로프로판을 포함하는 조성물로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
제1항에 있어서,
약 1 중량% 내지 약 99 중량%의 HFO-1234yf 및 약 99 중량% 내지 약 1 중량%의 사이클로프로판;
약 1 중량% 내지 약 86 중량%의 HFO-1234yf, 약 99 중량% 내지 약 14 중량%의 프로필렌;
약 95 중량% 내지 약 99 중량%의 HFO-1234yf, 약 5 중량% 내지 약 1 중량%의 프로필렌;
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 사이클로프로판;
약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 HFO-1234yf, 약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 HFC-152a, 및 약 20 중량% 내지 약 98 중량%의 프로판; 및
약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 HFO-1234yf; 약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 HFC-134a, 및 약 1 중량% 내지 약 98 중량%의 사이클로프로판을 포함하는 근사-공비 조성물(near-azeotropic composition)을 포함하는 조성물.
제1항에 있어서,
25℃ 및 약 853.6 ㎪(123.8 psia)에서 약 65.4 중량%의 HFC-1234yf 및 약 34.6 중량%의 사이클로프로판;
25℃ 및 약 1156.3 ㎪(167.7 psia)에서 약 23.9 중량%의 HFO-1234yf 및 약 76.1 중량%의 프로필렌;
25℃ 및 약 857.9 ㎪(124.4 psia)에서 약 52.6 중량%의 HFO-1234yf, 약 11.1 중량%의 HFC-152a, 및 약 36.3 중량%의 사이클로프로판; 및
약 0℃ 및 약 524.0 ㎪(76.0 psia)에서 약 18.2 중량%의 HFO-1234yf, 약 27.5 중량%의 HFC-152a, 및 약 54.3 중량%의 프로판을 포함하는 공비 조성물을 포함하는 조성물.
제1항에 있어서, 광유, 알킬벤젠, 폴리알파올레핀, 폴리알킬렌 글리콜, 폴리올 에스테르, 폴리비닐 에테르, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 윤활제를 추가로 포함하는 조성물.
제1항에 있어서, 아세테이트, 보레이트, 카보네이트, 바이카보네이트, 포스페이트, 니트레이트, 하이드록사이드, 옥사이드, 몰리브데이트, 브로마이드, 브로메이트, 클로레이트, 클로라이드, 또는 요오다이드, 포스페이트 에스테르, 유기 포스포네이트, 및 포스포늄 염, 붕산, 유기 붕소 화합물, 브롬화 화합물, 염소화 파라핀, 암모늄 폴리포스페이트, 멜라민, 폴리알킬렌 글리콜 또는 폴리올 에스테르와 물의 혼합물, 퍼플루오르화 윤활제, 플루오로케톤, 플루오로요오도 화합물, 또는 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함하는 조성물.
제1항의 조성물을 응축시키는 단계 및 냉각될 물체의 근처에서 상기 조성물을 그 후에 증발시키는 단계를 포함하는 냉각 생성 방법.
제1항의 조성물을 가열될 물체의 근처에서 응축시키는 단계 및 상기 조성물을 그 후에 증발시키는 단계를 포함하는 열 생성 방법.
R134a, R22, R12, R404A, R410A, R407C, R413A, R417A, R422A, R422B, R422C 및 R422D, R423A, R424A, R426A, R428A, R430A, R434A, R437A, R438A, R507A, R502, 및 R437A를 사용하거나, 사용하였거나, 사용하도록 설계된 시스템에서, R134a, R22, R12, R404A, R410A, R407C, R413A, R417A, R422A, R422B, R422C 및 R422D, R423A, R424A, R426A, R428A, R430A, R434A, R437A, R438A, R507A, R502, 및 R437A를 대체하는 방법으로서, 제1항의 조성물을 상기 시스템에 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항의 조성물을 포함하는 냉장, 공조(air-conditioning) 또는 열 펌프 장치.
제1항의 조성물을 포함하는 고정식 공조 장치.
제1항의 조성물을 포함하는 고정식 냉장 시스템.
제1항의 조성물을 포함하는 발포제.
(a) 제1항의 조성물을 발포성 조성물에 첨가하는 단계; 및
(b) 포말을 형성하기에 효과적인 조건 하에서 발포성 조성물을 반응시키는 단계를 포함하는 포말 형성 방법.
제1항의 조성물을 포함하는 분무성 조성물.
제1항의 조성물을 에어로졸 용기 내의 활성 성분에 첨가하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 조성물이 추진제로 작용하는, 에어로졸 산물의 제조 방법.