KR20220088762A

KR20220088762A - 저온 냉각기 응용에서 사용하기 위한 열전달 유체

Info

Publication number: KR20220088762A
Application number: KR1020227017570A
Authority: KR
Inventors: 해리슨 케이. 무시미; 레이몬드 우; 마이클 알. 프레이저; 루크 데이비드 시모니
Original assignee: 더 케무어스 컴퍼니 에프씨, 엘엘씨
Priority date: 2019-10-28
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2022-06-28
Also published as: EP4051750A1; CA3153966A1; CN114641552A; US20230374360A1; WO2021086804A1; JP2023501203A

Abstract

본 출원은 냉장 및 열전달 응용에서 사용하기 위한 조성물(예를 들어, 열전달 유체)에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 냉각 및 가열을 생성하는 방법 및 냉매를 대체하는 방법에서, 그리고 냉장, 공조 및 열 펌프 장치에서 유용하다.

Description

저온 냉각기 응용에서 사용하기 위한 열전달 유체

다수의 오늘날의 반도체 제조 공정, 전력 전자 장치, 전력 항공 전자 장치, 및 컴퓨팅 데이터 센터는 장기간에 걸쳐 최적의 성능을 유지하기 위해 진보된 열전달 유체를 필요로 한다. 퍼플루오로카본(PFC)은 양호한 안전성 및 건강 속성, 유전 특성, 및 넓은 작동 온도 범위를 겸비하기 때문에 열전달 응용에서 성공적으로 사용되어 왔다. 그러나, PFC의 대기 중 수명(atmospheric lifetime)은 수백년 내지 10,000년 초과의 범위이고 전형적인 지구 온난화 지수(GWP)가 8,600 초과인 강력한 온실 가스이다.

본 출원은 특히,

(i) 알킬 퍼플루오로알켄 에테르 및 제1 하이드로플루오로에테르로부터 선택되는 화합물; 및

(ii) 제2 하이드로플루오로에테르, 퍼플루오로카본, 및 퍼플루오로폴리에테르로부터 선택되는 화합물을 포함하는 조성물을 제공한다.

본 출원은 본 명세서에 제공된 조성물을 응축시키는 단계, 및 그 후에 상기 조성물을 냉각될 물체 근처에서 증발시키는 단계를 포함하는 냉각 생성 방법을 추가로 제공한다.

본 출원은 본 명세서에 제공된 조성물을 열전달 유체로서 사용하는 방법을 추가로 제공하며, 여기서, 열전달 유체는 냉각 또는 가열될 물체 근처로부터 열을 제거하거나, 냉각 또는 가열될 물체 근처에 열을 부가하거나, 또는 냉각 또는 가열될 물체 근처의 온도를 유지하는 작업 유체이다.

본 출원은 냉각 유체 분포 유닛, 냉장 시스템, 또는 열 펌프 시스템에서 열전달 유체를 대체하는 방법을 추가로 제공하며, 이 방법은 본 명세서에 제공된 조성물을 상기 열전달 유체에 대한 대체물로서 제공하는 단계를 포함한다.

본 출원은 본 명세서에 제공된 조성물을 포함하는 냉장 시스템(예를 들어, 초저온 냉장 또는 냉각기 시스템)을 추가로 제공한다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 용어 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 사용하기 위한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재되어 있으며; 당업계에 공지된 다른 적합한 방법 및 재료가 또한 사용될 수 있다. 재료, 방법 및 예는 단지 예시적인 것이며 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 언급되는 모든 간행물, 특허 출원, 특허, 서열, 데이터베이스 항목, 및 다른 참고 문헌은 전체적으로 참고로 포함된다. 상충되는 경우, 정의를 비롯한 본 명세서가 우선할 것이다.

도 1은 혼합물의 전체 조성 범위에 걸친 70 중량% MPHE/30 중량% HFE-7200의 블렌드의 계산된 고체-액체 평형을 나타낸다.
도 2는 순수한 MPHE, 및 70 중량% MPHE/30 중량% HFE-7200의 블렌드의 절대 점도의 비교를 나타낸다.
도 3은 전체 조성 범위에 걸친 MPHE와 베르트렐(Vertrel)™ XF의 블렌드의 계산된 고체-액체 평형을 나타낸다.
도 4는 전체 조성 범위에 걸친 MPHE와 DR CFX70의 블렌드의 계산된 고체-액체 평형을 나타낸다.
도 5는 혼합물의 전체 조성 범위에 걸친 HFE-7500/HFE-7000의 블렌드의 계산된 고체-액체 평형을 나타낸다.

최근의 환경 문제 및 정부 규제는 지구 온난화(글로벌 조약, EU/캐나다의 F-가스 규제, 및 미국에서의 SNAP 판결)를 완화하는 데 초점을 맞추고 있으며, 글로벌 시장 수요에 대응하여 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르(MPHE)가 개발되었고 이는 2.5의 낮은 GPW(100년 ITH) 및 0의 ODP를 나타낸다. MPHE는 PFC와 유사하지만 GPW가 유의하게 더 낮은 응용 프로파일을 나타낸다.

냉각기 열전달 유체(HFT) 또는 순환 유체는 냉각기의 냉장 회로를 통해 열을 제거하거나, 열을 부가하거나, 온도를 유지할 수 있다. 최근의 진보된 냉각기 개발은 자동차, 에너지, 화학적 처리 및 반도체 제조 산업에서 가공 툴링을 위해 초저온에서 작동하는 방향으로 이동해 왔다. 초저온 냉각기의 경우, 작동 온도는 예를 들어 -80℃ 내지 +60℃일 수 있다. 그러한 초저온 시스템에서, 열전달 유체는 또한 열전달, 유전체, 및 유체 특성을 유지하면서 (예를 들어, -80°의 온도를 일정하게 유지하기 위해) -95℃ 미만의 온도에서 펌핑 가능할(예를 들어, 점도가 약 10 cSt 이하일) 필요가 있을 수 있다.

MPHE의 외삽된 빙점은 -94℃로 추정되지만, 실험 데이터는 MPHE의 첫 번째 "고체"가 -87°에서 나타나기 시작함을 나타내었다. 추가 데이터는 또한 냉각기 냉매 온도 설정점이 -85℃ 미만일 때 MPHE가 "동결"(freeze out)되고 그의 열전달 특성을 감소시키는 것으로 보이고, 따라서 단일상 냉각기 열전달 유체로서 사용할 수 없음을 나타낸다. 냉각기가 넓은 온도 범위(≥70℃)에 걸쳐 작동할 것으로 예상됨에 따라, 3M™ 노벡(Novec)™ HFE-7200(비점: 76℃)과 같은 대안적인 열전달 유체는 낮은 비점으로 인해 과도한 유체 손실을 초래할 수 있다.

예시적인 초저온 냉장 회로에서, 냉각기의 냉장 사이클은 증발기/열 교환기로 들어가는 저압 액체로 시작한다. 증발기에서, 열전달 유체로부터의 열은 냉매를 비등시키고, 이는 저압 액체로부터 저압 기체로 냉매를 변화시키고, 저압 기체는 압축기로 들어가고, 여기서 저압 기체는 고압 기체로 압축된다. 고압 기체는 응축기로 들어가며, 여기서 주변 공기 또는 냉각수가 열을 제거하여 고압 기체가 고압 액체로 냉각된다. 고압 액체는 팽창 밸브로 이동하며, 열전달 유체 온도가 설정 온도보다 높게 상승할 때, 팽창 밸브가 개방되어 열 교환기에 더 낮은 온도의 냉매를 도입할 것이다. 이와 함께, 열전달 유체는 원하는 온도로 냉각될 것이다. 초저온 냉장 회로는 예를 들어 다음의 응용에 유용할 수 있다:

반도체 제조 - 에칭, 리소그래피, 세정, 다이싱, 코팅 및/또는 시험 장비의 온도를 유지하는 데 사용됨.

의료 응용 - 의료 이미징 기기(예를 들어, X-선 이미징, 자기 공명 이미징(MRI) 등) 및/또는 혈액 또는 다른 생물학적 샘플 또는 조직 보존 장비를 위한 온도를 유지하는 데 사용됨.

기계 툴링 응용 - 와이어 절단, 플라즈마 용접, 레이저 기계가공 등을 위한 온도를 유지하는 데 사용됨.

분석 장비 응용 - 전자 현미경(예를 들어, 주사 전자 현미경, 투과 전자 현미경 등), 가스 크로마토그래피(GC), X-선 분석 기기 등의 온도를 유지하는 데 사용됨.

본 출원은, 큰 온도 범위에 걸쳐 열전달 유체로서 유용할 수 있고, 본 명세서에 기재된 바와 같은 초저온 냉장 응용에서 특히 유용할 수 있는 새로운 조성물을 제공한다.

정의 및 약어

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "포함하다", "포함하는", "구비하다", "구비하는", "갖는다", "갖는" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 망라하고자 한다. 예를 들어, 요소들의 목록을 포함하는 공정, 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 그러한 요소만으로 제한되지는 않고, 명확하게 열거되지 않거나 그러한 공정, 방법, 물품, 또는 장치에 내재적인 다른 요소를 포함할 수 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 둘 모두가 참(또는 존재함).

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "~로 본질적으로 이루어지는"은 문자 그대로 개시된 것 이외에도, 재료, 단계, 특징부, 성분, 또는 요소를 포함하는 조성물, 방법을 정의하는 데 사용되나, 단, 이러한 부가적으로 포함된 재료, 단계, 특징부, 성분, 또는 요소는 청구된 발명, 특히 본 발명의 임의의 공정의 원하는 결과를 달성하기 위한 작용 모드의 기본적이고 신규한 특징(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는다. 용어 "~로 본질적으로 이루어지는"은 "포함하는"과 "~로 이루어지는" 사이의 중간 입장을 차지한다.

또한, 단수 형태("a" 또는 "an")의 사용은 본 명세서에서 설명되는 요소 및 구성요소를 설명하기 위해 이용된다. 이는 단순히 편의상 그리고 본 발명의 범주의 일반적 의미를 제공하기 위하여 행해진다. 이러한 기재는 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 파악되어야 하며, 단수형은 그 수가 명백하게 단수임을 의미하는 것이 아니라면 복수형을 또한 포함한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 실험 오차로 인한 변동(예를 들어, 표시된 값의 플러스 또는 마이너스 약 10%)을 설명하고자 하는 것이다. 본 명세서에 보고된 모든 측정치는, 명시적으로 달리 언급되지 않는 한, 용어가 명시적으로 사용되든 그렇지 않든 간에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해된다.

양, 농도, 또는 다른 값 또는 파라미터가 범위, 바람직한 범위 또는 바람직한 상한값 및/또는 바람직한 하한값의 열거로서 주어지는 경우, 범위가 별도로 개시되는지에 상관없이 임의의 한 쌍의 임의의 범위 상한 또는 바람직한 값 및 임의의 범위 하한 또는 바람직한 값으로 형성된 모든 범위를 구체적으로 개시하는 것으로 이해되어야 한다. 수치 값의 범위가 본 명세서에서 언급될 경우, 달리 기술되지 않는다면, 범위는 그 종점 및 범위 내의 모든 정수와 분수를 포함하고자 한다.

지구 온난화 지수(GWP)는, 1 킬로그램의 이산화탄소의 방출과 비교하여, 1 킬로그램의 특정 온실 가스의 대기 방출로 인한 상대적인 지구 온난화 기여도를 추정하는 지수이다. GWP는 주어진 가스에 대하여 대기 중 수명의 효과를 나타내는 상이한 시평(time horizon)에 대하여 계산될 수 있다. 100년 시평에 대한 GWP가 통상 기준이 되는 값이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "오존 파괴 지수"(ODP)는 문헌["The Scientific Assessment of Ozone Depletion, 2002, A report of the World Meteorological Association's Global Ozone Research and Monitoring Project," section 1.4.4, pages 1.28 to 1.31(본 섹션의 첫 번째 단락을 참조)]에서 정의된다. ODP는 플루오로트라이클로로메탄(CFC-11) 대비 질량-대-질량(mass-for-mass) 기준으로 화합물로부터 예상되는 성층권에서의 오존 파괴의 정도를 나타낸다.

냉장 용량(refrigeration capacity; 때때로 냉각 용량(cooling capacity)으로 지칭됨)은 순환되는 냉매 또는 작업 유체의 단위 질량당 증발기에서의 냉매 또는 작업 유체의 엔탈피 변화를 정의하는 용어이다. 체적 냉각 용량은 증발기를 나온 냉매 증기의 단위 체적당 증발기에서 냉매 또는 작업 유체에 의해 제거되는 열의 양을 지칭한다. 냉장 용량은 냉각을 생성하는 냉매, 작업 유체 또는 열전달 조성물의 능력의 척도이다. 따라서, 작업 유체의 체적 냉각 용량이 높을수록, 주어진 압축기로 성취될 수 있는 최대 체적 유량을 사용하여 증발기에서 생성될 수 있는 냉각 속도가 더 커진다. 냉각 속도는 단위 시간당 증발기 내의 냉매에 의해 제거되는 열을 지칭한다.

유사하게, 체적 가열 용량은 압축기로 들어가는 냉매 또는 작업 유체 증기의 단위 체적당 응축기에서 냉매 또는 작업 유체에 의해 공급되는 열의 양을 정의하는 용어이다. 냉매 또는 작업 유체의 체적 가열 용량이 높을수록, 주어진 압축기로 성취될 수 있는 최대 체적 유량을 사용하여 응축기에서 생성되는 가열 속도가 더 커진다.

성능 계수(coefficient of performance; COP)는 증발기에서 제거된 열의 양을, 압축기를 작동시키는 데 필요한 에너지로 나눈 것이다. COP가 높을수록 에너지 효율이 더 높다. COP는 내부 및 외부 온도의 특정 설정에서의 냉장 또는 공조 장비에 대한 효율 등급인 에너지 효율비(energy efficiency ratio; EER)와 직접 관련된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 열전달 매질은 열을 열원(heat source)으로부터 열 싱크(heat sink)로 운반하는 데 사용되는 조성물을 포함한다. 예를 들어, 열을 냉각될 대상으로부터 냉각기(chiller) 증발기로 또는 냉각기 응축기로부터 냉각 탑 또는 열이 주변으로 배출될 수 있는 다른 구성으로.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 작업 유체 또는 냉매는 작업 유체가 반복되는 사이클로 액체로부터 기체로 그리고 다시 액체로의 상변화를 겪는 사이클에서 열을 전달하는 기능을 하는 화합물 또는 화합물들의 혼합물(예를 들어, 본 명세서에 제공된 조성물)을 포함한다.

과냉(subcooling)은 주어진 압력에 대한 액체의 포화점 미만으로의 액체의 온도 저하이다. 포화점은 증기 조성물이 완전히 액체로 응축되는 온도이다(기포점으로도 지칭됨). 그러나 과냉은 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 과냉은 시스템의 냉장 용량 및 에너지 효율을 개선한다. 과냉량(subcool amount)은 포화 온도 미만으로 냉각된 양(도 단위) 또는 액체 조성물이 그의 포화 온도 미만으로 얼마나 많이 냉각되는지를 나타낸다.

용어 "과열"(superheat)은 증기 조성물이 증기 조성물의 포화 증기 온도를 초과하여 얼마나 많이 가열되는지를 정의한다. 포화 증기 온도는 증기 조성물이 냉각될 때 첫 번째 액체 방울이 형성되는 온도이며, "이슬점"으로도 지칭된다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "실질적으로 없는"은 약 1% 미만, 예를 들어 약 0.5% 미만, 약 0.25% 미만, 약 0.1% 미만, 약 0.01% 미만, 약 0.001% 미만, 약 0.0001% 미만, 약 0.00001% 미만 등을 지칭한다.

화학물질, 약어, 및 두문자어

CAP: 냉각(또는 가열) 용량

COP: 성능 계수

cSt (또는 CSt): 센티스토크

DR CFX70: 테트라데카플루오로헵텐 (비점: 71.5℃; MW: 350 g/mol)

FC77 또는 플루오리너트(Fluorinert) ^TM 전자 액체 FC-77: 열적으로 안정한 완전-플루오르화 액체 (주로 8개의 탄소를 갖는 화합물; 3M으로부터 구매가능함).

GWP: 지구 온난화 지수

HFE: 하이드로플루오로에테르

HFE-7000: 1-메톡시헵타플루오로프로판

HFE-7100: 메틸 노나플루오로부틸 에테르와 메틸 비-플루오로아이소부틸 에테르의 혼합물

HFE-7200 또는 HFE-569mccc: 1-에톡시 퍼플루오로부탄과 1-에톡시 퍼플루오로-아이소부탄의 혼합물

HFE-7500: 2-(트라이플루오로메틸)-3-에톡시도데카플루오로헥산

HFT: 열전달 유체

HT110 또는 갈덴(Galden)(등록상표) HT-110: 1-프로펜 1,1,2,3,3,3-헥사플루오로- 산화됨, 중합됨.

MPHE: 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르

ODP: 오존 파괴 지수

PFC: 퍼플루오로카본

PFPE: 퍼플루오로폴리에테르

베르트렐™ XF 또는 HFC-43-10mee: 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄

중량% : 중량 퍼센트

조성물

본 출원은

일부 실시 형태에서, 조성물은 약 10 cSt 이하, 예를 들어 약 9 cSt 이하, 약 8 cSt 이하, 약 7 cSt 이하 또는 약 6 cSt 이하, 약 5 cSt 이하, 약 4 cSt 이하, 약 3 cSt 이하, 약 2 cSt 이하, 또는 약 1 cSt 이하의 최대 동점도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 6 cSt 이하의 최대 동점도를 나타낸다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 약 -90℃ 내지 약 -100℃의 온도에서 약 10 cSt 이하, 예를 들어 약 -90℃ 내지 약 -100℃의 온도에서 약 8 cSt 이하, 약 6 cSt 이하, 약 4 cSt 이하, 약 2 cSt 이하, 또는 약 1 cSt 이하의 최대 동점도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 -90℃ 내지 약 -100℃의 온도에서 약 6 cSt 이하의 최대 동점도를 나타낸다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 약 0.1 cSt 내지 약 10 cSt, 예를 들어, 약 0.1 cSt 내지 약 8 cSt, 약 0.1 cSt 내지 약 6 cSt, 약 0.1 cSt 내지 약 4 cSt, 약 0.1 cSt 내지 약 2 cSt, 약 0.1 cSt 내지 약 1 cSt, 약 1 cSt 내지 약 10 cSt, 약 1 cSt 내지 약 8 cSt, 약 1 cSt 내지 약 6 cSt, 약 1 cSt 내지 약 4 cSt, 약 1 cSt 내지 약 2 cSt, 약 2 cSt 내지 약 10 cSt, 약 2 cSt 내지 약 8 cSt, 약 2 cSt 내지 약 6 cSt, 약 2 cSt 내지 약 4 cSt, 약 4 cSt 내지 약 10 cSt, 약 4 cSt 내지 약 8 cSt, 약 4 cSt 내지 약 6 cSt, 약 6 cSt 내지 약 10 cSt, 약 6 cSt 내지 약 8 cSt, 또는 약 8 cSt 내지 약 10 cSt의 최대 동점도를 나타낸다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 약 -90℃ 내지 약 -100℃의 온도에서 약 0.1 cSt 내지 약 10 cSt, 예를 들어, 약 -90℃ 내지 약 -100℃의 온도에서 약 0.1 cSt 내지 약 8 cSt, 약 0.1 cSt 내지 약 6 cSt, 약 0.1 cSt 내지 약 4 cSt, 약 0.1 cSt 내지 약 2 cSt, 약 0.1 cSt 내지 약 1 cSt, 약 1 cSt 내지 약 10 cSt, 약 1 cSt 내지 약 8 cSt, 약 1 cSt 내지 약 6 cSt, 약 1 cSt 내지 약 4 cSt, 약 1 cSt 내지 약 2 cSt, 약 2 cSt 내지 약 10 cSt, 약 2 cSt 내지 약 8 cSt, 약 2 cSt 내지 약 6 cSt, 약 2 cSt 내지 약 4 cSt, 약 4 cSt 내지 약 10 cSt, 약 4 cSt 내지 약 8 cSt, 약 4 cSt 내지 약 6 cSt, 약 6 cSt 내지 약 10 cSt, 약 6 cSt 내지 약 8 cSt, 또는 약 8 cSt 내지 약 10 cSt의 최대 동점도를 나타낸다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 불연성이다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 약 15 내지 약 95 중량%의 알킬 퍼플루오로알켄 에테르, 예를 들어, 약 15 내지 약 90, 약 15 내지 약 80, 약 15 내지 약 70, 약 15 내지 약 60, 약 15 내지 약 50, 약 15 내지 약 40, 약 15 내지 약 30, 약 15 내지 약 20, 약 20 내지 약 95, 약 20 내지 약 90, 약 20 내지 약 80, 약 20 내지 약 70, 약 20 내지 약 60, 약 20 내지 약 50, 약 20 내지 약 40, 약 20 내지 약 30, 약 30 내지 약 95, 약 30 내지 약 90, 약 30 내지 약 80, 약 30 내지 약 70, 약 30 내지 약 60, 약 30 내지 약 50, 약 30 내지 약 40, 약 40 내지 약 95, 약 40 내지 약 90, 약 40 내지 약 80, 약 40 내지 약 70, 약 40 내지 약 60, 약 40 내지 약 50, 약 50 내지 약 95, 약 50 내지 약 90, 약 50 내지 약 80, 약 50 내지 약 70, 약 50 내지 약 60, 약 60 내지 약 95, 약 60 내지 약 90, 약 60 내지 약 80, 약 60 내지 약 70, 약 70 내지 약 95, 약 70 내지 약 90, 약 70 내지 약 80, 약 80 내지 약 95, 약 80 내지 약 90, 또는 약 90 내지 약 95 중량%의 알킬 퍼플루오로알켄 에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 60 내지 약 90 중량%의 알킬 퍼플루오로알켄 에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 60 내지 약 80 중량%의 알킬 퍼플루오로알켄 에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 65 내지 약 75 중량%의 알킬 퍼플루오로알켄 에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 70 중량%의 알킬 퍼플루오로알켄 에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 5 내지 약 15 중량%의 알킬 퍼플루오로알켄 에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 10 중량%의 알킬 퍼플루오로알켄 에테르를 포함한다.

일부 실시 형태에서, 알킬 퍼플루오로알켄 에테르는 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르이다. 일부 실시 형태에서, 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르는 둘 이상의 구조 이성질체 및/또는 입체이성질체의 혼합물을 포함한다.

일부 실시 형태에서, 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르는 약 48 내지 약 52 중량%의 5-메톡시 퍼플루오로-3-헵텐, 약 18 내지 약 22 중량%의 3-메톡시 퍼플루오로-3-헵텐, 약 18 내지 약 22 중량%의 4-메톡시 퍼플루오로-2-헵텐, 및 약 6 내지 약 10 중량%의 4-메톡시 퍼플루오로-3-헵텐의 혼합물을 포함한다.

일부 실시 형태에서, 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르는 약 50 중량%의 5-메톡시 퍼플루오로-3-헵텐, 약 20 중량%의 3-메톡시 퍼플루오로-3-헵텐, 약 20 중량%의 4-메톡시 퍼플루오로-2-헵텐, 및 약 8 중량%의 4-메톡시 퍼플루오로-3-헵텐의 혼합물을 포함한다.

일부 실시 형태에서, 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르는 약 48 내지 약 52 중량%의 5-메톡시 (E)-퍼플루오로-3-헵텐, 약 12 내지 약 16 중량%의 3-메톡시 (E)-퍼플루오로-3-헵텐, 약 4 내지 약 8 중량%의 3-메톡시 (Z)-퍼플루오로-3-헵텐, 약 18 내지 약 22 중량%의 4-메톡시 (E)-퍼플루오로-2-헵텐, 약 1 내지 약 3 중량%의 4-메톡시 (Z)-퍼플루오로-3-헵텐, 및 약 4 내지 약 8 중량%의 4-메톡시 (E)-퍼플루오로-3-헵텐의 혼합물을 포함한다.

일부 실시 형태에서, 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르는 약 50 중량%의 5-메톡시 (E)-퍼플루오로-3-헵텐, 약 14 중량%의 3-메톡시 (E)-퍼플루오로-3-헵텐, 약 6 중량%의 3-메톡시 (Z)-퍼플루오로-3-헵텐, 약 20 중량%의 4-메톡시 (E)-퍼플루오로-2-헵텐, 약 2 중량%의 4-메톡시 (Z)-퍼플루오로-3-헵텐, 및 약 6 중량%의 4-메톡시 (E)-퍼플루오로-3-헵텐의 혼합물을 포함한다.

일부 실시 형태에서, 조성물은

(i) 알킬 퍼플루오로알켄 에테르; 및

(ii) 제2 하이드로플루오로에테르, 퍼플루오로카본, 및 퍼플루오로폴리에테르로부터 선택되는 화합물을 포함한다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 알킬 퍼플루오로알켄 에테르 및 제2 하이드로플루오로에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 제2 하이드로플루오로에테르를 포함한다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 약 5 내지 약 85 중량%의 제2 하이드로플루오로에테르, 예를 들어, 약 5 내지 약 80, 약 5 내지 약 70, 약 5 내지 약 60, 약 5 내지 약 50, 약 5 내지 약 40, 약 5 내지 약 30, 약 5 내지 약 20, 약 5 내지 약 10, 약 10 내지 약 85, 약 10 내지 약 80, 약 10 내지 약 70, 약 10 내지 약 60, 약 10 내지 약 50, 약 10 내지 약 40, 약 10 내지 약 30, 약 10 내지 약 20, 약 20 내지 약 85, 약 20 내지 약 80, 약 20 내지 약 70, 약 20 내지 약 60, 약 20 내지 약 50, 약 20 내지 약 40, 약 20 내지 약 30, 약 30 내지 약 85, 약 30 내지 약 80, 약 30 내지 약 70, 약 30 내지 약 60, 약 30 내지 약 50, 약 30 내지 약 40, 약 40 내지 약 85, 약 40 내지 약 80, 약 40 내지 약 70, 약 40 내지 약 60, 약 40 내지 약 50, 약 50 내지 약 85, 약 50 내지 약 80, 약 50 내지 약 70, 약 50 내지 약 60, 약 60 내지 약 85, 약 60 내지 약 80, 약 60 내지 약 70, 약 70 내지 약 85, 약 70 내지 약 80, 또는 약 80 내지 약 85 중량%의 제2 하이드로플루오로에테르를 포함한다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 약 10 내지 약 40 중량%의 제2 하이드로플루오로에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 20 내지 약 40 중량%의 제2 하이드로플루오로에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 25 내지 약 35 중량%의 제2 하이드로플루오로에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 30 중량%의 제2 하이드로플루오로에테르를 포함한다.

일부 실시 형태에서, 제2 하이드로플루오로에테르는 HFE-7000, HFE-7100, HFE-7200, 및 HFE-7500으로부터 선택된다. 일부 실시 형태에서, 제2 하이드로플루오로에테르는 HFE-7000이다. 일부 실시 형태에서, 제2 하이드로플루오로에테르는 HFE-7100이다. 일부 실시 형태에서, 제2 하이드로플루오로에테르는 HFE-7200이다. 일부 실시 형태에서, 제2 하이드로플루오로에테르는 HFE-7500이다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 HFE-7200을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 60 내지 약 80 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 약 40 내지 약 20 중량%의 HFE-7200을 포함한다 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 65 내지 약 75 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 약 35 내지 약 25 중량%의 HFE-7200을 포함한다 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 70 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 약 30 중량%의 HFE-7200을 포함한다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 알킬 퍼플루오로알켄 에테르 및 퍼플루오로카본을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 퍼플루오로카본을 포함한다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 약 15 내지 약 5 중량%의 퍼플루오로카본, 예를 들어 약 15 내지 약 10 또는 약 10 내지 약 5 중량%의 퍼플루오로카본을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 10 중량%의 퍼플루오로카본을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 퍼플루오로카본은 FC77이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "FC77"은 플루오리너트^TM 전자 액체 FC-77을 지칭하며, 이는 3M으로부터 구매가능하며 숙련자에게 쉽게 이해될 것이다. FC77의 물리적 특성이 하기에 제공되어 있다. 추가 정보는, 예를 들어 3M으로부터의 제품 정보 시트(Product Information Sheet)에서 찾아볼 수 있으며, 이의 개시 내용은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 약 85 내지 약 95 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 약 15 내지 약 5 중량%의 FC77을 포함한다 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 90 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 약 10 중량%의 FC77을 포함한다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 알킬 퍼플루오로알켄 에테르 및 퍼플루오로폴리에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 퍼플루오로폴리에테르를 포함한다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 약 15 내지 약 5 중량%의 퍼플루오로폴리에테르, 예를 들어 약 15 내지 약 10 또는 약 10 내지 약 5 중량%의 퍼플루오로폴리에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 10 중량%의 퍼플루오로폴리에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 퍼플루오로폴리에테르는 HT110이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "HT110"은 갈덴(등록상표) HT-110 (1-프로펜 1,1,2,3,3,3-헥사플루오로- 산화됨, 중합됨)을 지칭하며, 이는 솔베이(Solvay)로부터 구매가능하고 숙련자에게 쉽게 이해될 것이다. HT110의 물리적 특성이 하기에 제공되어 있다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 약 85 내지 약 95 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 약 15 내지 약 5 중량%의 HT110을 포함한다 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 90 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 약 10 중량%의 HT110을 포함한다.

일부 실시 형태에서, 조성물은

(i) 제1 하이드로플루오로에테르; 및

(ii) 제2 하이드로플루오로에테르를 포함한다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 약 70 내지 약 90 중량%의 제1 하이드로플루오로에테르, 예를 들어, 약 70 내지 약 85, 약 70 내지 약 80, 약 70 내지 약 75, 약 75 내지 약 90, 약 75 내지 약 85, 약 75 내지 약 80, 약 80 내지 약 90, 약 80 내지 약 85, 또는 약 85 내지 약 90 중량%의 제1 하이드로플루오로에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 제1 하이드로플루오로에테르는 HFE-7500이다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 약 30 내지 약 10 중량%의 제2 하이드로플루오로에테르, 예를 들어, 약 30 내지 약 15, 약 30 내지 약 20, 약 30 내지 약 25, 약 25 내지 약 10, 약 25 내지 약 15, 약 25 내지 약 20, 약 20 내지 약 10, 약 20 내지 약 15, 또는 약 15 내지 약 10 중량%의 제2 하이드로플루오로에테르를 포함한다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 약 70 내지 약 90 중량%의 제1 하이드로플루오로에테르 및 약 30 내지 약 10 중량%의 제2 하이드로플루오로에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 80 중량%의 제1 하이드로플루오로에테르 및 약 20 중량%의 제2 하이드로플루오로에테르를 포함한다.

일부 실시 형태에서, 조성물은 약 70 내지 약 90 중량%의 HFE-7500 및 약 30 내지 약 10 중량%의 제2 하이드로플루오로에테르를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 약 80 중량%의 HFE-7500 및 약 20 중량%의 제2 하이드로플루오로에테르를 포함한다.

일부 실시 형태에서, 제2 하이드로플루오로에테르는 HFE-7000, HFE-7100, 및 HFE-7200으로부터 선택된다. 일부 실시 형태에서, 제2 하이드로플루오로에테르는 HFE-7000이다. 일부 실시 형태에서, 제2 하이드로플루오로에테르는 HFE-7100이다. 일부 실시 형태에서, 제2 하이드로플루오로에테르는 HFE-7200이다.

사용 방법

본 명세서에 제공된 조성물은 열원으로부터 열 싱크로 열을 운반하는 데 사용되는 작업 유체로서 작용할 수 있다. 이러한 열전달 조성물은 또한 유체가 상변화를 겪는, 즉, 액체로부터 기체로 되고 되돌아오거나, 또는 그 반대인, 사이클에서 냉매로서 유용할 수 있거나; 또는 단일상 작업 유체로서(예를 들어, 냉각기 열전달 유체(HFT) 또는 순환 유체로서) 유용할 수 있다. 열전달 시스템의 예에는 공조기, 냉동고, 냉장고, 열 펌프, 수냉각기(water chiller), 만액식 증발 냉각기(flooded evaporator chiller), 직접 팽창식 냉각기(direct expansion chiller), 워크인 쿨러(walk-in cooler), 고온 열 펌프, 이동식 냉장고, 이동식 공조 유닛, 침지 냉각 시스템, 데이터-센터 냉각 시스템, 및 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 예시적인 열전달 시스템은 단일상 열전달에 유용한 성분을 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 따라서, 본 출원은 본 명세서에 제공된 조성물을 포함하는, 본 명세서에 기재된 바와 같은 열전달 시스템(예를 들어, 열전달 장치)을 제공한다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 열전달 시스템에서 작업 유체 또는 열전달 유체(예를 들어, 냉장 또는 가열 응용을 위한 작업 유체)로서 유용하다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 고온 열 펌프(예를 들어, 약 50℃ 초과의 온도에서 작동하는 열 교환기를 포함하는 열 펌프)를 포함하는 장치 또는 시스템에 유용하다. 일부 실시 형태에서, 고온 열 펌프는 원심 압축기를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 냉각기 장치를 포함하는 장치 또는 시스템에 유용하다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 원심 냉각기 장치를 포함하는 장치 또는 시스템에 유용하다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 원심 고온 열 펌프에 유용하다.

일부 실시 형태에서, 제공된 조성물은 열전달 유체(예를 들어, 냉각기 열전달 유체 또는 순환 유체)로서 유용할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 열전달 유체(HFT) 또는 순환 유체는 냉각될 물체(예를 들어, 냉각기의 냉장 회로) 근처에서 열을 제거하거나, 열을 부가하거나, 또는 온도를 유지할 수 있는 작업 유체이다. 예시적인 열전달 시스템에서, 펌핑 시스템은 냉각기로부터 공정(또는, 예를 들어, 반도체 제조 도구)으로 차가운 열전달 유체를 순환시킨다. 열전달 유체는 공정으로부터 열을 제거하고, 가온된 열전달 유체는 열 교환기를 통해 냉각기의 탱크로 복귀한다. 열전달 유체는 열 교환기에서 재냉각되고 다시 열을 획득할 공정 측으로 다시 순환된다. 공정은 온도 제어를 필요로 하고, 순환 유체는 전체 공정 온도 범위에 걸쳐 단일상으로 유지되어야 한다. 단일상 열전달 유체를 사용하는 시스템에서, 유체의 특성(예를 들어. 점도, 비점 등)은 비교적 일정하게 유지되어야 한다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 열전달 유체로서 유용하며, 여기서 조성물은 열전달 시스템의 작동 온도 범위(예를 들어, 약 -140℃ 내지 약 120℃)에 걸쳐 단일상(예를 들어, 액체)을 유지한다.

기계적 증기-압축 냉장, 공조 및 열 펌프 시스템은 증발기, 압축기, 응축기, 및 팽창 장치를 포함한다. 냉장 사이클은 다수의 단계에서 냉매를 재사용하여, 한 단계에서는 냉각 효과를, 그리고 다른 단계에서는 가열 효과를 생성한다. 다중상 사이클(예를 들어, 응축/증발)은 다음과 같이 설명될 수 있다: 액체 냉매가 팽창 장치를 통해 증발기로 들어가고, 액체 냉매는 저온에서, 주위 환경으로부터 열을 빼앗음으로써, 증발기 내에서 비등하여 기체를 형성하고 냉각을 생성한다. 종종 공기 또는 열전달 유체가 증발기 위로 또는 주위로 유동하여, 증발기 내에서의 냉매의 증발에 의해 야기되는 냉각 효과를 냉각될 물체로 전달한다. 저압 기체는 압축기로 들어가서 압축되어 그의 압력과 온도가 상승된다. 이어서, 고압 (압축된) 기체 냉매는 응축기로 들어가서 응축되고 그 열을 외부 환경으로 배출한다. 냉매는 팽창 장치로 복귀하며, 이를 통해 액체는 응축기 내의 고압 수준으로부터 증발기 내의 저압 수준으로 팽창하며, 따라서 사이클을 반복한다.

냉각 또는 가열될 물체는 냉각 또는 가열을 제공하는 것이 바람직한 임의의 공간, 위치, 물건 또는 물체로서 정의될 수 있다. 예에는 공조, 냉각 또는 가열을 필요로 하는(개방 또는 밀폐) 공간, 예를 들어, 방, 아파트 또는 건물, 예를 들어 아파트 건물, 대학교 기숙사, 타운하우스, 또는 다른 연립 주택 또는 단독 주택, 병원, 사무용 건물, 슈퍼마켓, 대학 강의실 또는 관공서 건물 및 자동차 또는 트럭 객실이 포함된다. 추가적으로, 냉각될 물체는 특히 컴퓨터 장비, 중앙 처리 유닛(cpu), 데이터 센터, 서버 뱅크, 및 개인용 컴퓨터와 같은 전자 장치를 포함할 수 있다.

"근처에서"란, 냉매를 수용하는 시스템의 증발기 위로 이동하는 공기가 냉각될 물체 내로 또는 그 주위로 이동하도록, 상기 증발기가 냉각될 물체 내에 또는 그에 인접하게 위치되는 것을 의미한다. 가열 생성 방법에서, "근처에서"는, 증발기 위로 이동하는 공기가 가열될 물체 내로 또는 그 주위로 이동하도록, 냉매를 수용하는 시스템의 응축기가 가열될 물체 내에 또는 그에 인접하게 위치되는 것을 의미한다. 일부 실시 형태에서, 열전달의 경우, "근처에서"는 냉각될 물체가, 예를 들어 전자 장비의 안과 밖에서 주위를 흐르는 열전달 조성물 또는 열전달 조성물이 담긴 튜브 내에 직접 침지되는 것을 의미할 수 있다.

예시적인 냉장 시스템에는 상업용, 산업용 또는 주거용 냉장고 및 냉동고, 제빙기, 자립형(self-contained) 쿨러 및 냉동고, 자동 판매기, 만액식 증발 냉각기, 직접 팽창식 냉각기, 수냉각기, 원심 냉각기, 워크인 및 리치인(reach-in) 쿨러 및 냉동고, 및 조합 시스템을 포함하는 장비가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 슈퍼마켓 냉장 시스템에 사용될 수 있다. 또한, 고정식 응용은 1차 냉매를 사용하여 한 위치에서 냉각을 생성하고 이를 2차 열전달 유체를 통해 원격 위치로 전달하는 2차 루프 시스템을 이용할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 단일상 냉각기 시스템(예를 들어, 단일상 열전달 조성물을 사용하여 작동할 수 있는 냉각기)에 유용하다. 일부 실시 형태에서, 단일상 냉각기 시스템은 단일상 반도체 냉각기를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 냉각 및 가열 응용을 위한 광범위한 온도 범위에 걸쳐 유용하다. 예를 들어, 본 명세서에 제공된 조성물은 약 -140℃ 내지 약 120℃, 예를 들어, 약 -140℃ 내지 약 110℃, 약 -140℃ 내지 약 100℃, 약 -140℃ 내지 약 50℃, 약 -140℃ 내지 약 25℃, 약 -140℃ 내지 약 0℃, 약 -140℃ 내지 약 -25℃, 약 -140℃ 내지 약 -50℃, 약 -140℃ 내지 약 -100℃, 약 -140℃ 내지 약 -120℃, 약 -120℃ 내지 약 120℃, 약 -120℃ 내지 약 110℃, 약 -120℃ 내지 약 100℃, 약 -120℃ 내지 약 50℃, 약 -120℃ 내지 약 25℃, 약 -120℃ 내지 약 0℃, 약 -120℃ 내지 약 -25℃, 약 -120℃ 내지 약 -50℃, 약 -120℃ 내지 약 -100℃, 약 -100℃ 내지 약 120℃, 약 -100℃ 내지 약 110℃, 약 -100℃ 내지 약 100℃, 약 -100℃ 내지 약 50℃, 약 -100℃ 내지 약 25℃, 약 -100℃ 내지 약 0℃, 약 -100℃ 내지 약 -25℃, 약 -100℃ 내지 약 -50℃, 약 -75℃ 내지 약 120℃, 약 -75℃ 내지 약 110℃, 약 -75℃ 내지 약 100℃, 약 -75℃ 내지 약 50℃, 약 -75℃ 내지 약 25℃, 약 -75℃ 내지 약 0℃, 약 -75℃ 내지 약 -25℃, 약 -50℃ 내지 약 120℃, 약 -50℃ 내지 약 110℃, 약 -50℃ 내지 약 100℃, 약 -50℃ 내지 약 50℃, 약 -50℃ 내지 약 25℃, 약 -50℃ 내지 약 0℃, 약 -25℃ 내지 약 120℃, 약 -25℃ 내지 약 110℃, 약 -25℃ 내지 약 100℃, 약 -25℃ 내지 약 50℃, 약 -25℃ 내지 약 25℃, 약 0℃ 내지 약 120℃, 약 0℃ 내지 약 110℃, 약 0℃ 내지 약 100℃, 약 0℃ 내지 약 50℃, 약 0℃ 내지 약 25℃, 약 25℃ 내지 약 120℃, 약 25℃ 내지 약 110℃, 약 25℃ 내지 약 100℃, 약 25℃ 내지 약 50℃, 약 50℃ 내지 약 120℃, 약 50℃ 내지 약 110℃, 약 50℃ 내지 약 100℃, 약 100℃ 내지 약 120℃, 약 100℃ 내지 약 110℃, 또는 약 110℃ 내지 약 120℃의 온도에서 작업 유체로서 적합할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 -135℃ 내지 약 110℃의 온도에서 작업 유체로서 적합할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 -95℃ 내지 약 100℃의 온도에서 작업 유체로서 적합할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 -70℃ 내지 약 60℃의 온도에서 작업 유체로서 적합할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 냉장, 공조, 또는 열 펌프 시스템 또는 장치를 포함하는 이동식 열전달 시스템에 유용하다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 냉장, 공조, 또는 열 펌프 시스템 또는 장치를 포함하는 고정식 열전달 시스템에 유용하다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 이동식 냉장, 공조 또는 열 펌프 시스템은 도로, 철도, 해상 또는 항공용 운송 유닛에 포함된 임의의 냉장, 공조기 또는 열 펌프 장치를 지칭한다. 이동식 공조 또는 열 펌프 시스템은 자동차, 트럭, 철도 차량 또는 다른 운송 시스템에 사용될 수 있다. 이동식 냉장은 트럭, 항공기, 또는 철도 차량에서의 운송 냉장을 포함할 수 있다. 또한, 임의의 이동 캐리어(moving carrier)와 무관한 시스템 - 이는 "통합운송"(intermodal) 시스템으로 알려짐 - 을 위한 냉장을 제공하고자 의도된 장치가 본 발명에 포함된다. 그러한 통합운송 시스템은 "컨테이너"(container)(해상/육상 겸용 운송)뿐만 아니라 "스왑 바디"(swap body)(도로 및 철도 겸용 운송)를 포함한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 고정식 공조 또는 열 펌프 시스템은 작동 중에 제자리에 고정되는 시스템이다. 고정식 공조 또는 열 펌프 시스템은 임의의 다양한 건물 내에 결합되거나 그에 부착될 수 있다. 이러한 고정식 응용은, 냉각기, 주거용 및 고온 열 펌프를 포함하는 열 펌프, 주거용, 상업용 또는 산업용 공조 시스템을 포함하지만 이에 한정되지 않으며 창문형, 무덕트형(ductless), 덕트형(ducted), 패키지형(packaged) 터미널, 및 외장형이지만 건물에 연결되는 것들, 예를 들어, 옥상(rooftop) 시스템을 포함하는 고정식 공조 및 열 펌프일 수 있다.

고정식 열전달은 침지 냉각 시스템, 잠김(submersion) 냉각 시스템, 상 변화 냉각 시스템, 데이터-센터 냉각 시스템 또는 단순히 액체 냉각 시스템과 같이, 전자 장치를 냉각하기 위한 시스템을 지칭할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 본 발명의 조성물을 열전달 유체로서 사용하는 방법이 제공된다. 본 방법은 상기 조성물을 열원으로부터 열 싱크로 수송하는 단계를 포함한다.

일부 실시 형태에서, 본 발명의 화합물 또는 조성물 중 임의의 것을 냉각될 물체 근처에서 증발시키는 단계, 및 그 후에 상기 조성물을 응축시키는 단계를 포함하는 냉각 생성 방법이 제공된다.

일부 실시 형태에서, 본 발명의 조성물 중 임의의 것을 가열될 물체 근처에서 응축시키는 단계, 및 그 후에 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하는 가열 생성 방법이 제공된다.

일부 실시 형태에서, 본 조성물은 작업 유체가 열전달 성분인 열전달에 사용하기 위한 것이다.

일부 실시 형태에서, 본 발명의 조성물은 냉장 또는 공조에 사용하기 위한 것이다.

일부 실시 형태에서, 본 발명의 조성물은 본 명세서에 제공된 가연성 냉매의 가연성을 감소시키거나 없애는 데 유용할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 본 출원은, 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물을 포함하는 조성물을 가연성 냉매에 첨가하는 단계를 포함하는, 가연성 냉매의 가연성을 감소시키는 방법이다.

본 명세서에 제공된 조성물은 현재 사용되는("기존") 냉매 또는 오일에 대한 대체물로서 유용할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "기존 냉매" 또는 "기존 오일"은 열전달 시스템이 작동하도록 설계된 냉매 또는 오일, 또는 열전달 시스템에 내재하는 냉매 또는 오일을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 퍼플루오로카본, 퍼플루오로폴리에테르, 실리콘 오일, 탄화수소 오일, 및 에틸렌 글리콜 수용액으로부터 선택되는 기존 냉매에 대한 대체물로서 유용할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 대체 조성물(즉, 본 명세서에 제공된 조성물)은 열전달 유체와 비교하여 냉장 또는 열 펌프 시스템의 작동 온도 범위를 증가시킨다(예를 들어, 작동 온도를 본 명세서에 기재된 바와 같이 약 -140℃ 내지 약 120℃의 온도로 증가시킴).

종종, 대체 냉매는, 예를 들어, 최소한의 시스템 변경으로 또는 시스템 변경 없이, 다른 냉매를 위해 설계된 원래의 냉장 장비에서 사용될 수 있는 경우 가장 유용하다. 다수의 응용에서, 개시된 조성물의 일부 실시 형태는 냉매로서 유용하며, 대체하고자 하는 냉매로서 적어도 필적하는 냉각 성능(냉각 용량을 의미함)을 제공한다.

일부 실시 형태에서, 고온 열 펌프는 약 50℃ 초과의 온도에서 작동하는 응축기를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 고온 열 펌프는 약 100℃ 초과의 온도에서 작동하는 응축기를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 고온 열 펌프는 약 120℃ 초과의 온도에서 작동하는 응축기를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 고온 열 펌프는 약 150℃ 초과의 온도에서 작동하는 응축기를 포함한다.

일부 실시 형태에서, 본 출원은 기존 냉매를 포함하는 열전달 시스템 또는 장치의 에너지 효율을 개선하는 방법을 제공하며, 이 방법은 기존 냉매를 본 명세서에 제공된 대체 냉매 조성물로 실질적으로 대체하여 열전달 시스템의 효율을 개선하는 단계를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 열전달 시스템은 본 명세서에 제공된 냉각기 시스템 또는 냉각기 장치이다.

일부 실시 형태는 비어 있는 시스템을 본 발명의 조성물로 충전함으로써, 또는 상기 기존 냉매를 본 발명의 조성물로 실질적으로 대체함으로써, 기존 냉매로 작동하도록 설계된 열전달 시스템을 작동시키거나 열을 전달하는 방법을 제공한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로 대체하는"은 기존 냉매가 시스템으로부터 배출되게 두거나, 시스템으로부터 기존 냉매를 펌핑하고, 이어서 시스템을 본 발명의 조성물로 충전하는 것을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 시스템은 충전되기 전에 하나 이상의 양의 대체 냉매로 플러싱될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 시스템이 본 발명의 조성물로 충전된 후에 일부 소량의 기존 냉매가 시스템에 존재할 수 있음이 이해될 것이다.

다른 실시 형태에서, 기존 냉매 및 윤활제를 수용하는 열전달 시스템을 재충전하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 상기 시스템 내의 윤활제의 상당 부분을 유지하면서 열전달 시스템으로부터 기존 냉매를 실질적으로 제거하는 단계, 및 본 조성물 중 하나를 열전달 시스템으로 도입하는 단계를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 시스템 내의 윤활제는 부분적으로 대체된다.

일부 실시 형태에서, 본 발명의 조성물은 냉각기에 냉매 충전을 가득 채우는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 기존 냉매를 사용하는 냉각기가 냉매의 누출로 인해 성능이 약화된 경우, 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물을 첨가하여 성능을 규격까지 다시 회복시킬 수 있다.

일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물 중 임의의 것을 함유하는 열 교환 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 공조기, 냉동고, 냉장고, 열 펌프, 수냉각기, 만액식 증발 냉각기, 직접 팽창식 냉각기, 워크인 쿨러, 열 펌프, 이동식 냉장고, 이동식 공조 유닛, 및 이들의 조합을 갖는 시스템으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또한, 본 명세서에 제공된 조성물은 2차 루프 시스템에 유용할 수 있으며, 여기서 이들 조성물은 1차 냉매로 작용함으로써 2차 열전달 유체에 냉각을 제공하고, 이에 의해 원격 위치를 냉각시킨다.

일부 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 시스템은 열 교환기가 역류 모드(counter-current mode) 또는 역류 추세(tendency)를 갖는 횡류 모드(cross-current mode)로 작동하는 경우에 더 효율적으로 작동할 수 있다. 역류 추세는 열 교환기가 역류 모드에 더 가까울수록 열전달이 더 효율적임을 의미한다. 따라서, 공조 열 교환기, 특히 증발기는 역류 추세의 일부 양상을 제공하도록 설계된다.

일부 실시 형태에서, 본 출원은 공조 또는 열 펌프 시스템을 제공하는데, 이때 상기 시스템은 역류 모드 또는 역류 추세를 갖는 횡류 모드에서 작동하는 하나 이상의 열 교환기(증발기, 응축기 또는 둘 모두)를 포함한다.

일부 실시 형태에서, 냉장 시스템이 본 명세서에서 제공되는데, 이때 상기 시스템은 역류 모드 또는 역류 추세를 갖는 횡류 모드에서 작동하는 하나 이상의 열 교환기(증발기, 응축기 또는 둘 모두)를 포함한다.

일부 실시 형태에서, 냉장, 공조 또는 열 펌프 시스템은 고정식 냉장, 공조 또는 열 펌프 시스템이다. 일부 실시 형태에서, 냉장, 공조 또는 열 펌프 시스템은 이동식 냉장, 공조 또는 열 펌프 시스템이다.

추가적으로, 일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은, 물, 염 수용액(예를 들어, 염화칼슘), 글리콜, 이산화탄소, 또는 플루오르화 탄화수소 유체(HFC, HCFC, 하이드로플루오로올레핀("HFO"), 하이드로클로로플루오로올레핀("HCFO"), 클로로플루오로올레핀("CFO"), 또는 퍼플루오로카본("PFC")을 의미함)를 포함할 수 있는 2차 열전달 유체를 사용하여 원격 위치에 냉각을 제공하는 2차 루프(secondary loop) 시스템에서 1차 냉매로서 기능할 수 있다. 이러한 경우에, 2차 열전달 유체는 냉각될 물체인데, 그 이유는 상기 유체가 증발기에 인접하며, 냉각될 제2의 원격 물체로 이동하기 전에 냉각되기 때문이다. 일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 2차 열전달 유체로서 기능할 수 있으며, 따라서 원격 위치로 냉각(또는 가열)을 전달 또는 제공할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 윤활제, 염료(UV 염료를 포함함), 가용화제, 상용화제(compatibilizer), 안정제, 추적자(tracer), 마모방지제, 극압제, 부식 및 산화 억제제, 중합 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, 세제, 점도 조정제, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 비-냉매 성분(본 명세서에서 첨가제로도 지칭됨)을 추가로 포함한다. 실제로, 다수의 이러한 선택적인 비-냉매 성분이 하나 이상의 이러한 카테고리에 들어맞으며 하나 이상의 성능 특성을 달성하는 데 적합한 품질을 가질 수 있다.

일부 실시 형태에서, 하나 이상의 비-냉매 성분이 전체 조성물에 대해 소량으로 존재한다. 일부 실시 형태에서, 개시된 조성물 중의 첨가제(들)의 농도의 양은 전체 조성물의 약 0.1 중량% 미만 내지 최대 약 5 중량%이다. 본 발명의 일부 실시 형태에서, 첨가제는, 전체 조성물의 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로, 또는 약 0.1 중량% 내지 약 3.5 중량%의 양으로, 개시된 조성물에 존재한다. 개시된 조성물을 위해 선택되는 첨가제 성분(들)은 유용성 및/또는 개별 장비 구성요소 또는 시스템 요건에 기초하여 선택된다.

일 실시 형태에서, 윤활제는 광유, 알킬벤젠, 폴리올 에스테르, 폴리알킬렌 글리콜, 폴리비닐 에테르, 폴리카르보네이트, 실리콘, 실리케이트 에스테르, 포스페이트 에스테르, 파라핀, 나프텐, 폴리알파-올레핀, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

본 명세서에 개시된 바와 같은 윤활제는 구매가능한 윤활제일 수 있다. 예를 들어, 윤활제는, 비브이에이 오일스(BVA Oils)에 의해 BVM 100 N으로 판매되는 파라핀 광유, 크롬프톤 컴퍼니(Crompton Co.)에 의해 상표명 서니소(Suniso)(등록상표) 1GS, 서니소(등록상표) 3GS 및 서니소(등록상표) 5GS로 판매되는 나프텐 광유, 펜조일(Pennzoil)에 의해 상표명 선텍스(Sontex)(등록상표) 372LT로 판매되는 나프텐 광유, 칼루메트 루브리컨츠(Calumet Lubricants)에 의해 상표명 칼루메트(Calumet)(등록상표) RO-30으로 판매되는 나프텐 광유, 쉬리브 케미칼스(Shrieve Chemicals)에 의해 상표명 제롤(Zerol)(등록상표) 75, 제롤(등록상표) 150 및 제롤(등록상표) 500으로 판매되는 선형 알킬벤젠 및 니폰 오일(Nippon Oil)에 의해 HAB 22로 판매되는 분지형 알킬벤젠, 영국 소재의 카스트롤(Castrol)에 의해 상표명 카스트롤(등록상표) 100으로 판매되는 폴리올 에스테르 (POE), 다우(다우 케미칼(Dow Chemical), 미국 미시간주 미들랜드 소재)로부터의 RL-488A와 같은 폴리알킬렌 글리콜 (PAG), 및 이들의 혼합물일 수 있다.

본 명세서에 개시된 조성물에 대한 중량비에도 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 열 펌프 시스템에서는, 압축기 및/또는 압축기 윤활제 섬프(sump)에 윤활제가 충전될 수 있다. 그러한 윤활제는, 임의의 윤활제 첨가제에 부가하여, 그러한 시스템의 냉매에 존재할 것이다. 사용 중, 압축기 내에 있을 때 냉매가 소정량의 장비 윤활제를 흡수하여 냉매-윤활제 조성이 시작 비율로부터 변화될 수 있다.

본 발명의 조성물과 함께 사용되는 비-냉매 성분은 적어도 하나의 염료를 포함할 수 있다. 염료는 적어도 하나의 자외선(UV) 염료일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "자외선" 염료는 전자기 스펙트럼의 자외선 또는 "근"자외선 영역의 광을 흡수하는 UV 형광 또는 인광 조성물로 정의된다. UV 형광 염료에 의해 생성된 형광은 10 나노미터 내지 약 775 나노미터 범위의 파장을 갖는 적어도 일부 방사선을 방출하는 UV 광에 의한 조명 하에서 검출될 수 있다.

UV 염료는 장치(예를 들어, 냉장 유닛, 공조기 또는 열 펌프)의 누출 지점에서 또는 그 근처에서 염료의 형광을 관찰할 수 있게 함으로써 조성물의 누출을 검출하는 데 유용한 성분이다. 염료로부터의 UV 방출, 예를 들어, 형광은 자외광 하에서 관찰될 수 있다. 그러므로, 이러한 UV 염료를 함유하는 조성물이 장치의 소정 지점으로부터 누출되고 있다면, 누출 지점 또는 누출 지점의 근처에서 형광이 검출될 수 있다.

일부 실시 형태에서, UV 염료는 형광 염료일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 형광 염료는 나프탈이미드, 페릴렌, 쿠마린, 안트라센, 페난트라센, 잔텐, 티오잔텐, 나프토잔텐, 플루오레세인, 및 상기 염료의 유도체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

본 발명의 조성물과 함께 사용될 수 있는 다른 비-냉매 성분은, 개시된 조성물에서의 하나 이상의 염료의 용해도를 개선하도록 선택되는 적어도 하나의 가용화제를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 염료 대 가용화제의 중량비는 약 99:1 내지 약 1:1의 범위이다. 가용화제는 탄화수소, 탄화수소 에테르, 폴리옥시알킬렌 글리콜 에테르(예를 들어, 다이프로필렌 글리콜 다이메틸 에테르), 아미드, 니트릴, 케톤, 클로로카본 (예를 들어, 메틸렌 클로라이드, 트라이클로로에틸렌, 클로로포름, 또는 이들의 혼합물), 에스테르, 락톤, 방향족 에테르, 플루오로에테르 및 1,1,1-트라이플루오로알칸, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함한다.

일부 실시 형태에서, 비-냉매 성분은, 하나 이상의 윤활제와 개시된 조성물과의 상용성을 개선하도록 적어도 하나의 상용화제를 포함한다. 상용화제는 탄화수소, 탄화수소 에테르, 폴리옥시알킬렌 글리콜 에테르(예를 들어, 다이프로필렌 글리콜 다이메틸 에테르), 아미드, 니트릴, 케톤, 클로로카본(예를 들어, 메틸렌 클로라이드, 트라이클로로에틸렌, 클로로포름, 또는 이들의 혼합물), 에스테르, 락톤, 방향족 에테르, 플루오로에테르, 1,1,1-트라이플루오로알칸, 및 이들의 혼합물 - 본 문단에 개시된 임의의 상용화제들의 혼합물을 의미함 - 로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

가용화제 및/또는 상용화제는 오직 탄소, 수소 및 산소만을 함유하는 에테르, 예를 들어, 다이메틸 에테르(DME) 및 이들의 혼합물 - 본 문단에 개시된 임의의 탄화수소 에테르들의 혼합물을 의미함 - 로 이루어진 탄화수소 에테르로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

상용화제는 3 내지 15개의 탄소 원자를 함유하는 선형 또는 환형 지방족 또는 방향족 탄화수소 상용화제일 수 있다. 상용화제는 특히 적어도 프로필렌 및 프로판을 포함하는 프로판류, n-부탄 및 아이소부텐을 포함하는 부탄류, n-펜탄, 아이소펜탄, 네오펜탄 및 사이클로펜탄을 포함하는 펜탄류, 헥산류, 옥탄류, 노난, 및 데칸류로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있는 적어도 하나의 탄화수소일 수 있다. 구매가능한 탄화수소 상용화제에는 엑손 케미칼(Exxon Chemical; 미국 소재)로부터 상표명 아이소파(Isopar)(등록상표) H로 판매되는 것, 운데칸(C₁₁)과 도데칸(C₁₂)의 혼합물(고순도 C₁₁ 내지 C₁₂ 아이소-파라핀), 아로마틱(Aromatic) 150(C₉ 내지 C₁₁ 방향족), 아로마틱 200(C₉ 내지 C₁₅ 방향족) 및 나프타(Naphtha) 140(C₅ 내지 C₁₁ 파라핀, 나프텐, 및 방향족 탄화수소의 혼합물), 및 이들의 혼합물 - 본 문단에 개시된 임의의 탄화수소들의 혼합물을 의미함 - 이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.

상용화제는 대안적으로 적어도 하나의 중합체 상용화제일 수 있다. 중합체 상용화제는 플루오르화 및 비-플루오르화 아크릴레이트의 랜덤 공중합체일 수 있으며, 여기서, 중합체는 화학식 CH₂=C(R¹)CO₂R², CH₂=C(R³)C₆H₄R⁴, 및 CH₂=C(R⁵)C₆H₄XR⁶으로 표시되는 적어도 하나의 단량체의 반복 단위를 포함하며; 상기 식에서, X는 산소 또는 황이고; R¹, R³, 및 R⁵는 독립적으로 H 및 C₁-C₄ 알킬 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고; R², R⁴, 및 R⁶은 독립적으로 F, 및 C를 함유하는 탄소-사슬-기반 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고, H, Cl, 에테르 산소, 또는 황을 티오에테르, 설폭사이드, 또는 설폰 기 및 이들의 혼합물의 형태로 추가로 함유할 수 있다. 그러한 중합체 상용화제의 예에는 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(E. I. du Pont de Nemours and Company)(미국 델라웨어주 19898 윌밍턴 소재)로부터 상표명 조닐(Zonyl)(등록상표) PHS로 구매가능한 것이 포함된다. 조닐(등록상표) PHS는 40 중량%의 CH₂=C(CH₃)CO₂CH₂CH₂(CF₂CF₂)_mF(조닐(등록상표) 플루오로메타크릴레이트 또는 ZFM으로도 지칭됨)(여기서, m은 1 내지 12, 주로 2 내지 8임)와, 60 중량%의 라우릴 메타크릴레이트(CH₂=C(CH₃)CO₂(CH₂)₁₁CH₃, LMA로도 지칭됨)를 중합함으로써 제조되는 랜덤 공중합체이다.

일부 실시 형태에서, 상용화제 성분은, 금속에 대한 윤활제의 접착력을 감소시키는 방식으로, 열 교환기에서 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.

본 발명의 조성물과 함께 사용될 수 있는 다른 비-냉매 성분은 금속 표면 불활성화제일 수 있다. 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'-(다이살리사이클리덴)-1,2-다이아미노프로판(CAS 등록 번호: 94-91-7) 및 에틸렌다이아민테트라-아세트산(CAS 등록 번호: 60-00-4) 및 그의 염, 및 이들의 혼합물 - 본 문단에 개시된 임의의 금속 표면 불활성화제들의 혼합물을 의미함 -로 이루어진 군으로부터 선택된다.

본 발명의 조성물과 함께 사용되는 비-냉매 성분은 대안적으로 안정제일 수 있는데, 안정제는 장애 페놀, 티오포스페이트, 부틸화 트라이페닐포스포로티오네이트, 오르가노포스페이트, 오르가노포스파이트, 아릴 알킬 에테르, 테르펜, 테르페노이드, 에폭사이드, 플루오르화 에폭사이드, 옥세탄, 아스코르브산, 티올, 락톤, 티오에테르, 아민, 니트로메탄, 알킬실란, 벤조페논 유도체, 아릴 설파이드, 다이비닐 테레프탈산, 다이페닐 테레프탈산, 하이드라존(예를 들어, 아세트알데하이드 다이메틸하이드라존), 이온성 액체, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 테르펜 또는 테르페노이드 안정제는 파르네센을 포함할 수 있다. 포스파이트 안정제는 다이페닐 포스파이트를 포함할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 안정제는 토코페롤, 하이드로퀴논, t-부틸 하이드로퀴논, 모노티오포스페이트, 및 스위스 바젤 소재의 시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals, 이하 "시바")로부터 상표명 이르가루브(Irgalube)(등록상표) 63으로 구매가능한 다이티오포스페이트; 시바로부터 각각 상표명 이르가루브(등록상표) 353 및 이르가루브(등록상표) 350으로 구매가능한 다이알킬티오포스페이트 에스테르; 시바로부터 상표명 이르가루브(등록상표) 232로 구매가능한 부틸화 트라이페닐포스포로티오네이트; 시바로부터 상표명 이르가루브(등록상표) 349(시바)로 구매가능한 아민 포스페이트; 시바로부터 이르가포스(Irgafos)(등록상표) 168로 구매가능한 장애 포스파이트, 및 시바로부터 상표명 이르가포스(등록상표) OPH로 구매가능한 트리스-(다이-tert-부틸페닐)포스파이트; (다이-n-옥틸 포스파이트); 및 시바로부터 상표명 이르가포스(등록상표) DDPP로 구매가능한 아이소-데실 다이페닐 포스파이트; 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 포함하는 상표명 Syn-O-Ad(등록상표)로 구매가능한 것; tert-부틸화 트라이페닐 포스페이트, 예를 들어, 상표명 듀라드(Durad)(등록상표) 620으로 구매가능한 것; 아이소프로필화 트라이페닐 포스페이트, 예를 들어, 상표명 듀라드(등록상표) 220 및 듀라드(등록상표) 110으로 구매가능한 것; 아니솔; 1,4-다이메톡시벤젠; 1,4-다이에톡시벤젠; 1,3,5-트라이메톡시벤젠; 미르센, 알로오시멘, 리모넨(특히, d-리모넨); 레티날; 피넨(® 또는 β); 멘톨; 제라니올; 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, 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); 코엔자임 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 상표명 이르가녹스(Irganox)(등록상표) HP-136으로 구매가능한 5,7-비스(1,1-다이메틸에틸)-3-[2,3(또는 3,4)-다이메틸페닐]-2(3H)-벤조푸라논; 벤질 페닐 설파이드; 다이페닐 설파이드; 다이아이소프로필아민; 시바로부터 상표명 이르가녹스(등록상표) PS 802(시바)로 구매가능한 다이옥타데실 3,3'-티오다이프로피오네이트; 시바로부터 상표명 이르가녹스(등록상표) PS 800으로 구매가능한 다이도데실 3,3'-티오프로피오네이트; 시바로부터 상표명 티누빈(Tinuvin)(등록상표) 770으로 구매가능한 다이-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트; 시바로부터 상표명 티누빈(등록상표) 622LD (시바)로 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 이들의 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 이온성 액체 안정제를 추가로 포함한다. 이온성 액체 안정제는 실온(약 25℃)에서 액체인 유기 염; 피리디늄, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 이미다졸륨, 피라졸륨, 티아졸륨, 옥사졸륨 및 트라이아졸륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 양이온 및 이들의 혼합물; 및 [BF₄]^-, [PF₆]^-, [SbF₆]^-, [CF₃SO₃]^-, [HCF₂CF₂SO₃]^-, [CF₃HFCCF₂SO₃]^-, [HCClFCF₂SO₃]^-, [(CF₃SO₂)₂N]^-, [(CF₃CF₂SO₂)₂N]^-, [(CF₃SO₂)₃C]^-, [CF₃CO₂]^-, 및 F^-로 이루어진 군으로부터 선택되는 음이온, 및 이들의 혼합물을 함유하는 그러한 염으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 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, 안정제는, 하나 이상의 치환된, 또는 환형, 직쇄, 또는 분지형의 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-tert-부틸페놀, 토코페롤 등을 포함하는 알킬화 모노페놀; t-부틸 하이드로퀴논, 하이드로퀴논의 다른 유도체 등을 포함하는 하이드로퀴논 및 알킬화 하이드로퀴논; 4,4'-티오-비스(2-메틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-티오비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-티오비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀) 등을 포함하는 하이드록실화 티오다이페닐 에테르; 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-tert-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 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-바이페닐다이올을 포함하는, 알킬리덴-비스페놀; 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) 등을 포함하는, 헤테로원자를 포함하는 비스페놀; 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)설파이드를 포함하는 설파이드; 및 이들의 혼합물 - 본 문단에 개시된 임의의 페놀들의 혼합물을 의미함 - 일 수 있다.

일부 실시 형태에서, 본 명세서에 제공된 조성물은 추적자를 추가로 포함한다. 추적자는 동일한 화합물 부류 또는 상이한 화합물 부류로부터의 둘 이상의 추적자 화합물일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 추적자는, 전체 조성물의 중량을 기준으로, 약 50 ppm(part per million) 내지 약 1000 ppm의 총 농도로 조성물에 존재한다. 일부 실시 형태에서, 추적자는 약 50 ppm 내지 약 500 ppm의 총 농도로 존재한다. 대안적으로, 추적자는 약 100 ppm 내지 약 300 ppm의 총 농도로 존재한다.

추적자는 하이드로플루오로카본(HFC), 중수소화 하이드로플루오로카본, 퍼플루오로카본(예를 들어, 추가 퍼플루오로카본), 플루오로에테르, 브롬화 화합물, 요오드화 화합물, 알코올, 알데하이드 및 케톤, 아산화질소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 추적자는 트라이플루오로메탄(HFC-23), 플루오로에탄(HFC-161), 1,1,1,2,2,3,3-헵타플루오로프로판(HFC-227ca), 1,1,1,2,2,3-헥사플루오로프로판(HFC-236cb), 1,1,1,2,3,3-헥사플루오로프로판(HFC-236ea), 1,1,1,2,2-펜타플루오로프로판(HFC-245cb), 1,1,2,2-테트라플루오로프로판(HFC-254cb), 1,1,1,2-테트라플루오로프로판(HFC-254eb), 1,1,1-트라이플루오로프로판(HFC-263fb), 2,2-다이플루오로프로판(HFC-272ca), 2-플루오로프로판(HFC-281ea), 1-플루오로프로판(HFC-281fa), 1,1,1,2,2,3,3,4-노나플루오로부탄(HFC-329p), 1,1,1-트라이플루오로-2-메틸프로판(HFC-329mmz), 1,1,1,2,2,4,4,4-옥타플루오로부탄(HFC-338mf), 1,1,2,2,3,3,4,4-옥타플루오로부탄(HFC-338pcc), 1,1,1,2,2,3,3-헵타플루오로부탄(HFC-347s), 헥사플루오로에탄(퍼플루오로에탄, PFC-116), 퍼플루오로-사이클로프로판(PFC-C216), 퍼플루오로프로판(PFC-218), 퍼플루오로-사이클로부탄(PFC-C318), 퍼플루오로부탄(PFC-31-10mc), 퍼플루오로-2-메틸프로판(CF₃CF(CF₃)₂), 퍼플루오로-1,3-다이메틸사이클로부탄(PFC-C51-12mycm), 트랜스-퍼플루오로-2,3-다이메틸사이클로부탄(PFC-C51-12mym, 트랜스), 시스-퍼플루오로-2,3-다이메틸사이클로부탄(PFC-C51-12mym, 시스), 퍼플루오로메틸사이클로펜탄, 퍼플루오로메틸사이클로헥산, 퍼플루오로다이메틸사이클로헥산(오르토, 메타, 또는 파라), 퍼플루오로에틸사이클로헥산, 퍼플루오로인단, 퍼플루오로트라이메틸사이클로헥산 및 이의 이성질체, 퍼플루오로아이소프로필사이클로헥산, 시스-퍼플루오로데칼린, 트랜스-퍼플루오로데칼린, 시스- 또는 트랜스-퍼플루오로메틸데칼린 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 실시 형태에서, 추적자는 둘 이상의 하이드로플루오로카본을 함유하거나, 또는 하나의 하이드로플루오로카본과 하나 이상의 퍼플루오로카본의 조합을 함유하는 블렌드이다.

추적자는 본 발명의 조성물의 임의의 희석, 오염, 또는 다른 변화의 검출이 가능하도록 미리 결정된 양으로 조성물에 첨가될 수 있다.

본 발명의 조성물과 함께 사용될 수 있는 첨가제는 대안적으로 미국 특허 출원 공개 제2007-0284555호에 기재된 바와 같은 퍼플루오로폴리에테르일 수 있으며, 상기 미국 특허 출원 공개의 개시 내용은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.

비-냉매 성분에 적합한 것으로 상기에 언급된 첨가제들 중 몇몇은 잠재적인 냉매로서 확인되었음을 알 것이다. 그러나, 본 발명에 따르면, 이들 첨가제가 사용될 때, 이들은 본 발명의 냉매 혼합물의 신규하고 기본적인 특징에 영향을 주는 양으로 존재하지 않는다.

일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 냉매 조성물은, 당업계에서 표준인 바와 같이, 원하는 양의 개별 성분들을 조합하기 위한 임의의 편리한 방법에 의해 제조될 수 있다. 바람직한 방법은 원하는 성분의 양을 칭량하고 그 후에 적절한 용기에서 그 성분들을 조합하는 것이다. 원하는 경우, 교반을 사용할 수 있다.

실시예

본 발명은 구체적인 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명될 것이다. 하기 실시예는 예시적인 목적을 위해 제공되며, 어떠한 방식으로도 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 당업자는 본질적으로 동일한 결과를 산출하기 위해 변경되거나 수정될 수 있는 다양한 중요하지 않은 파라미터를 쉽게 인식할 것이다.

실시예 1. MPHE와 노벡™ HFE-7200 블렌드의 고체-액체 평형

빙점 측정

티에이 인스트루먼트(TA Instrument) RDA III 레오미터 및 50 mm 평행판을 사용하여 1 ㎐의 진동수에서 25℃로부터 -150℃까지 MPHE와 노벡™ HFE-7200 블렌드의 점도 변화를 측정하였다. 측정 동안 블렌드 주위에 질소 퍼지를 유지하였다. MPHE/HFE-7200(70 중량%/30 중량%)의 블렌드에 대해 온도의 함수로서의 액체 점도 프로파일이 도 2에 나타나 있다.

비점 측정

열전대 온도계 프로브가 추가로 장착된, 상단에 콘덴서를 갖는 3구 둥근 바닥 플라스크를 갖는 비점 측정기를 사용하여 표 1에 기재된 혼합물의 대기 비점(atmospheric boiling point)을 측정하였다. 약 14 g의 MPHE를 비점 측정기에 충전하고 대기 비점으로 가열하였다. 측정된 작은 증분의 HFE-7200을 첨가하고 온도를 기록하였다. MPHE/HFE-7200 블렌드에 대한 비점의 대표적인 목록이 하기 표 1에 나타나 있다.

[표 1]

도 1은 혼합물의 전체 조성 범위에 걸친 MPHE/HFE-7200 블렌드의 고체-액체 평형의 대표적인 컴퓨터 시뮬레이션을 나타낸다. 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 70 중량% MPHE(비점: 110℃) 및 30 중량% HFE-7200(비점: 76℃)에서, 혼합물의 첫 번째 고체는 -95℃에서 나타날 것으로 예상되고 마지막 액체는 -116℃에서 고체로 되어서 평균 빙점은 대략 -106℃일 것으로 예상된다. 70/30 혼합물의 비점은 88.3℃이고, 혼합물의 작동 온도는 단일상 열전달 유체 응용에 대해 -95℃ 내지 69℃일 것으로 예상된다.

실시예 2. MPHE와 저비점 플루오르화 유체 블렌드의 고체-액체 평형의 비교예

도 3은 MPHE와 저비점 플루오르화 유체, 즉 베르트렐™ XF(비점: 55℃)의 블렌드에 대한 전체 조성 범위에 걸쳐 수행된 고체-액체 평형의 컴퓨터 시뮬레이션의 결과를 나타낸다. 2원 혼합물의 첫 번째 고체는 -91.5℃에서 나타날 것으로 예상되고 마지막 액체는 -92.5℃ 고체로 되어서 평균 빙점은 대략 -92℃일 것으로 예상된다. MPHE/XF 혼합물의 비점은 74.3℃이고 예상되는 작동 온도 범위는 -91.5℃ 내지 54℃이다.

도 4는 MPHE와 저비점 플루오르화 유체, 즉 DR CFX70(비점: 71.5℃)의 블렌드에 대한 전체 조성 범위에 걸쳐 수행된 고체-액체 평형의 컴퓨터 시뮬레이션의 결과를 나타낸다. 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 이러한 2원 혼합물은 임의의 조성비에서 순수한 MPHE와 비교할 때 작동 온도 한계를 연장시키지 못하였다.

실시예 3. HFE-7000과 HFE-7500 블렌드의 고체-액체 평형

실시예 1에 기재된 일반적인 절차에 따라 빙점 및 비점 측정을 수행하였다. 도 5는 혼합물의 전체 조성 범위에 걸친 HFE-7000/HFE-7500 블렌드의 고체-액체 평형의 대표적인 컴퓨터 시뮬레이션을 나타낸다. HFE-7000/HFE-7500 블렌드에 대한 비점 및 빙점의 대표적인 목록이 하기 표 2에 나타나 있다.

[표 2]

실시예 4. 액체상 밀도 및 동점도 분석

표 3은 MPHE와 HFE-7200(70 중량%/30 중량%)의 블렌드에 대해 계산된 액체상 밀도 및 동점도를 나타내고, 표 4는 순수한 MPHE에 대해 계산된, 온도의 함수로서 동점도를 나타낸다. 밀도 및 동점도 값은 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 결정하였다.

[표 3]

[표 4]

실시예 5. 유체 빙점의 비교

티에이 인스트루먼트 RDA III 레오미터 및 50 mm 평행판을 사용하여 1 ㎐의 진동수에서 25℃로부터 -150℃까지 샘플의 점도 변화를 측정하였다. 측정 동안 블렌드 주위에 질소 퍼지를 유지하였다. 온도의 함수로서의 점도 프로파일에 기초하여 열전달 유체의 빙점을 외삽하였다.

표 5는 순수한 MPHE, 순수한 HFE-7200, 70 중량% MPHE/30 중량% HFE-7200의 블렌드, 및 75 중량% HFE-7500/ 25 중량% HFE-7000의 블렌드에 대해 계산된 유체 빙점의 비교를 나타낸다.

[표 5]

기타 실시 형태

1. 일부 실시 형태에서, 본 출원은

2.

(i) 알킬 퍼플루오로알켄 에테르; 및

(ii) 제2 하이드로플루오로에테르, 퍼플루오로카본, 및 퍼플루오로폴리에테르로부터 선택되는 화합물을 포함하는, 실시 형태 1의 조성물.

3. 알킬 퍼플루오로알켄 에테르는 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르인, 실시 형태 1 또는 실시 형태 2의 조성물.

4. 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르는 약 50 중량%의 5-메톡시 퍼플루오로-3-헵텐, 약 20 중량%의 3-메톡시 퍼플루오로-3-헵텐, 약 20 중량%의 4-메톡시 퍼플루오로-2-헵텐, 및 약 8 중량%의 4-메톡시 퍼플루오로-3-헵텐의 혼합물을 포함하는, 실시 형태 3의 조성물.

5. 약 60 내지 약 80 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르를 포함하는, 실시 형태 3의 조성물.

6. 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 제2 하이드로플루오로에테르를 포함하는, 실시 형태 3 내지 실시 형태 5 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

7. 제2 하이드로플루오로에테르는 HFE-7000, HFE-7100, HFE-7200, 및 HFE-7500으로부터 선택되는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 6 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

8. 제2 하이드로플루오로에테르는 HFE-7200인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 6 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

9. 약 40 내지 약 20 중량%의 HFE-7200을 포함하는, 실시 형태 8의 조성물.

10. 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 HFE-7200을 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 9 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

11. 약 60 내지 약 80 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 약 40 내지 약 20 중량%의 HFE-7200을 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 10 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

12. 약 70 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 약 30 중량%의 HFE-7200을 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 11 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

13. 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 퍼플루오로카본을 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 5 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

14. 퍼플루오로카본은 FC77인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 5 및 실시 형태 13 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

15. 약 85 내지 약 95 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 약 15 내지 약 5 중량%의 FC77을 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 5, 실시 형태 13 및 실시 형태 14 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

16. 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 퍼플루오로폴리에테르를 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 5 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

17. 퍼플루오로폴리에테르는 HT110인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 5 및 실시 형태 16 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

18. 약 85 내지 약 95 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 약 15 내지 약 5 중량%의 HT110을 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 5, 실시 형태 16 및 실시 형태 17 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

19.

(i) 제1 하이드로플루오로에테르; 및

(ii) 제2 하이드로플루오로에테르를 포함하는, 실시 형태 1의 조성물.

20. 제1 하이드로플루오로에테르는 HFE-7500인, 실시 형태 1 또는 실시 형태 19의 조성물.

21. 제2 하이드로플루오로에테르는 HFE-7000, HFE-7100, 및 HFE-7200으로부터 선택되는, 실시 형태 1, 실시 형태 19, 및 실시 형태 20 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

22. 약 70 내지 약 90 중량%의 HFE-7500 및 약 30 내지 약 10 중량%의 제2 하이드로플루오로에테르를 포함하는, 실시 형태 1, 및 실시 형태 19 내지 실시 형태 21 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

23. 약 10 cSt 이하의 최대 동점도를 나타내는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 22 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

24. 약 -90℃ 내지 약 -100℃의 온도에서 약 6 cSt 이하의 최대 동점도를 나타내는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 23 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

25. 불연성인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 24 중 어느 한 실시 형태의 조성물.

26. 일부 실시 형태에서, 본 출원은 실시 형태 1 내지 실시 형태 25 중 어느 한 실시 형태의 조성물을 응축시키는 단계, 및 그 후에 상기 조성물을 냉각될 물체 근처에서 증발시키는 단계를 포함하는 냉각 생성 방법을 추가로 제공한다.

27. 실시 형태 1 내지 실시 형태 25 중 어느 한 실시 형태의 조성물을 포함하는 열전달 유체를 냉각될 물체 근처에서 순환시키는 단계를 포함하며, 열전달 유체는 냉각될 물체 근처로부터 열을 제거하거나, 냉각될 물체 근처에 열을 부가하거나, 또는 냉각될 물체 근처의 온도를 유지하는 작업 유체인, 냉각 생성 방법.

28. 일부 실시 형태에서, 본 출원은 냉각 유체 분포 유닛, 냉장 시스템, 또는 열 펌프 시스템에서 열전달 유체를 대체하는 방법을 추가로 제공하며 이 방법은 실시 형태 1 내지 실시 형태 25 중 어느 한 실시 형태의 조성물을 상기 열전달 유체에 대한 대체물로서 제공하는 단계를 포함한다.

29. 열전달 유체는 퍼플루오로카본, 퍼플루오로폴리에테르, 실리콘 오일, 탄화수소 오일, 및 에틸렌 글리콜 수용액으로부터 선택되는, 실시 형태 28의 방법.

30. 대체물 조성물은 열전달 유체와 비교하여 냉장 또는 열 펌프 시스템의 작동 온도 범위를 증가시키는, 실시 형태 28 또는 실시 형태 29의 방법.

31. 일부 실시 형태에서, 본 출원은 실시 형태 1 내지 실시 형태 25 중 어느 한 실시 형태의 조성물을 포함하는 냉장 시스템을 추가로 제공한다.

32. 조성물은 시스템에서 작업 유체로서 사용하기에 적합한, 실시 형태 31의 냉장 시스템.

33. 조성물은 약 -135℃ 내지 약 110℃의 온도에서 작업 유체로서 사용하기에 적합한, 실시 형태 31 또는 실시 형태 32의 냉장 시스템.

34. 조성물은 약 -95℃ 내지 약 100℃의 온도에서 작업 유체로서 사용하기에 적합한, 실시 형태 31 내지 실시 형태 33 중 어느 한 실시 형태의 냉장 시스템.

35. 조성물은 약 -70℃ 내지 약 60℃의 온도에서 작업 유체로서 사용하기에 적합한, 실시 형태 31 내지 실시 형태 34 중 어느 한 실시 형태의 냉장 시스템.

36. 조성물을 포함하는 냉각기를 포함하는, 실시 형태 31 내지 실시 형태 35 중 어느 한 실시 형태의 냉장 시스템.

37. 냉각기는 단일상 냉각기인, 실시 형태 31 내지 실시 형태 36 중 어느 한 실시 형태의 냉장 시스템.

38. 냉각기는 단일상 반도체 냉각기인, 실시 형태 31 내지 실시 형태 37 중 어느 한 실시 형태의 냉장 시스템.

본 발명이 그의 상세한 설명과 관련하여 설명되었지만, 전술한 설명은 예시하고자 하는 것이지 첨부된 청구범위의 범주에 의해 한정되는 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 다른 태양, 이점, 및 수정이 하기의 청구범위의 범주 내에 있다. 본 발명의 임의의 특정 태양 및/또는 실시 형태에 관하여 본 명세서에 기재된 임의의 특징이 본 명세서에 기재된 본 발명의 임의의 다른 태양 및/또는 실시 형태의 임의의 다른 특징 중 하나 이상과 조합될 수 있으며 이 조합의 상용성을 보장하도록 적절히 수정될 수 있음이 본 발명이 관련된 기술 분야(들)의 숙련자에게 인식될 것이다. 그러한 조합은 본 개시 내용에 의해 고려되는 본 발명의 일부인 것으로 간주된다.

Claims

(i) 알킬 퍼플루오로알켄 에테르 및 제1 하이드로플루오로에테르로부터 선택되는 화합물; 및
(ii) 제2 하이드로플루오로에테르, 퍼플루오로카본, 및 퍼플루오로폴리에테르로부터 선택되는 화합물을 포함하는, 조성물.
제1항에 있어서,
(i) 알킬 퍼플루오로알켄 에테르; 및
(ii) 제2 하이드로플루오로에테르, 퍼플루오로카본, 및 퍼플루오로폴리에테르로부터 선택되는 화합물을 포함하는, 조성물.
제2항에 있어서, 알킬 퍼플루오로알켄 에테르는 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르인, 조성물.
제3항에 있어서, 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르는 약 50 중량%의 5-메톡시 퍼플루오로-3-헵텐, 약 20 중량%의 3-메톡시 퍼플루오로-3-헵텐, 약 20 중량%의 4-메톡시 퍼플루오로-2-헵텐, 및 약 8 중량%의 4-메톡시 퍼플루오로-3-헵텐의 혼합물을 포함하는, 조성물.
제3항에 있어서, 약 60 내지 약 80 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르를 포함하는, 조성물.
제3항에 있어서, 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 제2 하이드로플루오로에테르를 포함하는, 조성물.
제6항에 있어서, 제2 하이드로플루오로에테르는 HFE-7000, HFE-7100, HFE-7200, 및 HFE-7500으로부터 선택되는, 조성물.
제6항에 있어서, 제2 하이드로플루오로에테르는 HFE-7200인, 조성물.
제8항에 있어서, 약 40 내지 약 20 중량%의 HFE-7200을 포함하는, 조성물.
제6항에 있어서, 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 HFE-7200을 포함하는, 조성물.
제10항에 있어서, 약 60 내지 약 80 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 약 40 내지 약 20 중량%의 HFE-7200을 포함하는, 조성물.
제10항에 있어서, 약 70 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 약 30 중량%의 HFE-7200을 포함하는, 조성물.
제6항에 있어서, 약 10 cSt 이하의 최대 동점도를 나타내는, 조성물.
제6항에 있어서, 약 -90℃ 내지 약 -100℃의 온도에서 약 6 cSt 이하의 최대 동점도를 나타내는, 조성물.
제6항에 있어서, 불연성인, 조성물.
제2항에 있어서, 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 퍼플루오로카본을 포함하는, 조성물.
제16항에 있어서, 퍼플루오로카본은 FC77인, 조성물.
제17항에 있어서, 약 85 내지 약 95 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 약 15 내지 약 5 중량%의 FC77을 포함하는, 조성물.
제2항에 있어서, 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 퍼플루오로폴리에테르를 포함하는, 조성물.
제19항에 있어서, 퍼플루오로폴리에테르는 HT110인, 조성물.
제20항에 있어서, 약 85 내지 약 95 중량%의 메틸 퍼플루오로헵텐 에테르 및 약 15 내지 약 5 중량%의 HT110을 포함하는, 조성물.
제1항에 있어서,
(i) 제1 하이드로플루오로에테르; 및
(ii) 제2 하이드로플루오로에테르를 포함하는, 조성물.
제22항에 있어서, 제1 하이드로플루오로에테르는 HFE-7500인, 조성물.
제22항에 있어서, 제2 하이드로플루오로에테르는 HFE-7000, HFE-7100, 및 HFE-7200으로부터 선택되는, 조성물.
제23항에 있어서, 약 70 내지 약 90 중량%의 HFE-7500 및 약 30 내지 약 10 중량%의 제2 하이드로플루오로에테르를 포함하는, 조성물.
제1항의 조성물을 응축시키는 단계, 및 그 후에 상기 조성물을 냉각될 물체 근처에서 증발시키는 단계를 포함하는, 냉각 생성 방법.
제1항의 조성물을 포함하는 열전달 유체를 냉각될 물체 근처에서 순환시키는 단계를 포함하며, 열전달 유체는 냉각될 물체 근처로부터 열을 제거하거나, 냉각될 물체 근처에 열을 부가하거나, 또는 냉각될 물체 근처의 온도를 유지하는 작업 유체인, 냉각 생성 방법.
냉각 유체 분포 유닛, 냉장 시스템, 또는 열 펌프 시스템에서 열전달 유체를 대체하는 방법으로서, 제1항의 조성물을 상기 열전달 유체에 대한 대체물로서 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
제28항에 있어서, 열전달 유체는 퍼플루오로카본, 퍼플루오로폴리에테르, 실리콘 오일, 탄화수소 오일, 및 에틸렌 글리콜 수용액으로부터 선택되는, 방법.
제28항에 있어서, 대체물 조성물은 열전달 유체와 비교하여 냉장 또는 열 펌프 시스템의 작동 온도 범위를 증가시키는, 방법.
제1항의 조성물을 포함하는, 냉장 시스템.
제31항에 있어서, 조성물은 시스템에서 작업 유체로서 사용하기에 적합한, 냉장 시스템.
제31항에 있어서, 조성물은 약 -135℃ 내지 약 110℃의 온도에서 작업 유체로서 사용하기에 적합한, 냉장 시스템.
제31항에 있어서, 조성물은 약 -95℃ 내지 약 100℃의 온도에서 작업 유체로서 사용하기에 적합한, 냉장 시스템.
제31항에 있어서, 조성물은 약 -70℃ 내지 약 60℃의 온도에서 작업 유체로서 사용하기에 적합한, 냉장 시스템.
제35항에 있어서, 조성물을 포함하는 냉각기를 포함하는, 냉장 시스템.
제36항에 있어서, 냉각기는 단일상 냉각기인, 냉장 시스템.
제37항에 있어서, 냉각기는 단일상 반도체 냉각기인, 냉장 시스템.