KR920009972B1 - 플루오로알칸을 기재로 한 저비등점을 갖는 신규 공비 혼합물 및 그의 용도 - Google Patents

플루오로알칸을 기재로 한 저비등점을 갖는 신규 공비 혼합물 및 그의 용도 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

플루오로알칸을 기재로 한 저비등점을 갖는 신규 공비 혼합물 및 그의 용도
제1도는 20.3℃의 온도에서 설정된 R218/R134a 혼합물에 대한 액체/기체 평형곡선을 나타낸다. 그래프에서 가로축은 R218의 질량 분획을 나타내며, 세로축은 절대압력을 바아로 나타내고, -부호는 실험점에 대응한다.
본 발명은 환경에 거의 영향을 주지 않으며, 저온 압축 냉각계에서 클로로플루오로카아본류(CFCs)를 대체하고, 소염제(extingnishing agent)로서의 트리플루오로브로모메탄 및 디플루오로클로로브로모메탄올 대체하여 사용할 수 있는 저비등점을 갖는 플루오로알칸 혼합물에 관한 것이다.
현재, CFCs는 오존에 대한 영향의 상관도가 크기 때문에, 조만간에 염소를 적게 함유하며 동시에 환경에 대해 공격성이 적은 냉매로 대치시키려고 시도되고 있다. 환경에 대해 더욱 적은 영향을 고려한다면, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(R134a)가 CFCs의 대체물로서 이미 제안되었다. 그러나, 그것의 높은 비등점(-26.5℃) 때문에, R134a 단독으로의 사용은 중간 증발온도용(-25℃; -26℃)에 국한되고, 저 비등온도용(예 -40℃)의 경우에는 상상할 수 없다. 사실상, 계의 정상조작을 방해하는 위험이 존재할 때, 증발기에서의 누출의 경우에 설비내에 공기 또는 염수의 침입을 피하기 위해, 증발기에 도달되는 최소온도는 실제로 냉매의 정상 비등온도의 값에 의해 제한된다.
소염 및 소방분야에서는, 클로로브로모플루오로알칸 및 브로모플루오로알칸, 더욱 특별하게는 트리플루오로브로모메탄, 디플루오로클로로브로모메탄 및 1,1,2,2-테트라플루오로-1,2-디브로모에탄이 주로 사용된다. 상기 화합물은 부식-감지 전기 및 전자장치가 발견되는 시설물(데이타 처리실, 전화교환기, 선박내의 기관실)에서 주로 사용된다. 그러나, CFCs와 마찬가지로 상기 화합물은 높은 ODPs(오존고갈전위)를 갖는다.
현재, 1,1,2,2-테트라플루오로에탄(R134a) 및 퍼플루오로프로판(R218)은 1.013 바아에서 대략 -41.1℃의 최소 비등점을 가지며, 정상적인 비등점에서의 R218 함량이 질량기준으로 대략 76%인 공비 혼합물을 형성함을 발견하였다. 상기 조성비는 자연히 혼합물의 압력의 함수로서 변화하며, 주어진 압력하에서 하기의 공지 방법에 의해 용이하게 결정할 수 있다.
본 발명에 따른 공비 혼합물은 ODP가 0을 나타내는 이점을 갖는다. 이는 성층권의 오존층에 어떠한 파괴 작용이 없음을 의미한다. ODP는 단위 질량의 물질이 방출하는 동안 기록되는 오존 컬럼의 감소와 표준으로 선택된 트리클로로플루오로메탄(ODP=1)의 경우의 동일한 감소의 비로서 정의된다. 지침에 의하여, 트리플루오로브로모메탄은 ODP가 10이다. 그의 낮은 비등점 때문에, 본 발명에 따른 공비 혼합물은, 통상적인 저온 냉동의 경우에서와 마찬가지로, R218 단독으로는 평범한 열역학적 특성을 갖고, R134a 단독으로는 상술한 이유 때문에 사용될 수 없는, 저비등 온도(-40℃; -41℃)에서의 용도에서 냉매로서 사용될 수 있다.
또한, 상기 공비 화합물은 소염제로서, 특히 트리플루오로브로모메탄 및 디플루오로클로로브로모메탄올 대체하여 사용될 수 있음을 발견하였다. 사실상, 그것은 10% 이하의 컵 버너 값(Cup Burner value)을 가지며, 동시에 높은 소염력을 나타낸다.
본 발명에 따른 공비 혼합물은 트리플루오로브로모메탄 및 디플루오로클로로브로모메탄과 동일한 기술에 따라 소방용으로 사용될 수 있다. 따라서, 그것은 소위 완전한 침적기술을 사용하는 시설물의 보호를 위해 유리하게 사용될 수 있다. 질소등의 비활성기체로 가압시킬 수 있으며, 그의 유출속도를 증가시킬 수도 있다. 또한 휴대용 소염기 기술에 사용될 수도 있다. CFCs의 성질과 유사한 물리적 성질이 주어진다면, 본 발명에 따른 혼합물은 또한 에어로졸 분사제로서 또한 플라스틱 발포용 발포제로서 사용될 수 있다.
하기 실시예로 본 발명을 설명하나, 그것을 제한하지는 않는다.
[실시예 1]
본 발명에 따른 공비 혼합물은 R134a 및 R218의 여러가지 혼합물에 대하여 기체상 크로마토그래피를 사용하여 액체상 및 기체상 조성물의 분석에 의해 여러온도에서 실험적으로 연구되었다. 압력은 하이제(Heise) 압력계에 의해 0.02바아 이상의 정확도로 측정하였다. 온도는 10000 오옴 백금 탐침(probe)에 의해 0.02℃이내에 측정하였다. 첨부된 제1도는 20.3℃의 온도에서 설정된 R218/R134a 혼합물에 대한 액체/기체 평형곡선을 나타낸다. 그래프에서, 가로축은 R218의 질량 분획을 나타내며 세로축은 절대압력을 바아로 나타내고; -부호는 실험점에 대응한다. 제1도의 곡선과 유사한 곡선은 각각의 온도에서 수득된다. 계속해서 R134a에 R218을 첨가시키면, 혼합물에 의해 전개된 압력은 점차 증가한 다음, 최대값을 지나고, 점차 감소하며, 이는 최소 비등점을 갖는 공비 혼합물의 존재를 입증한다. 하기 표1은 순수한 물질과 비교하여 상기 공비 혼합물에 대한 압력-온도 관계를 나타낸다.
[표 1]
공비 혼합물의 증기압은 전범위의 온도에 걸쳐 순수한 물질의 증기압보다 높다. 상기 데이타는 혼합물이 상기 온도 범위를 통하여 공비 혼합물로 남아있음을 나타낸다.
[실시예 2]
정상 비등점에서의 공비 혼합물의 특징은 비점계로 여러 가지 R218/R134a의 비등온도를 직접 측정함에 의해 수행하였다. 표2는 수득된 결과를 요약하고, 공비 혼합물을 하기로 특정지울 수 있다.
-대략 -41.1℃의 정상 비등점
-대략 76%의 R218의 질량 함량
[표 2]
[실시예 3]
이 실시예는 냉매로서의 본 발명에 따른 공비 혼합물의 용도를 설명한다.
본 발명에 따른 공비 혼합물의 열역학적 성능은 시판용 냉동계에서 마주치는 조건, 즉 하기와 유사한 조건하에서 두성분 자체의 성능을 비교 하였다.
-냉각온도 : +30℃
-증발온도 : -30℃
-액체 과냉각 : -5℃
- 압축 흡입에서의 증기 과열 : +15℃
표3는 순수한 R134a, 순수한 R218 및 본 발명에 따른 공비 혼합물에 대해 상기 조건하에서 관찰된 열역학적 성능을 요약한다.
[표 3]
본 발명에 따른 공비 혼합물은 순수한 R134a 또는 R218보다 많은 장점, 특히 하기를 제공함을 알 수 있다.
-낮은 압축비 및 압축기의 부피 효율에서의 개선 및 동시에 낮은 설비 비용.
-실제로, 주어진 냉동 능력을 위해, 순수한 R134a 또는 R218을 사용하기 위해 정의된 것보다 낮은 압축기를 사용할 수 있는 비교적 높게 사용 가능한 부피 냉동 능력.
본 발명에 따른 공비 혼합물의 경우에, 사용 가능한 부피 냉동 능력에서의 증가는 R134a에서 정의된 기존 설비의 사용가능한 냉동 능력을 37% 증가시킬 수 있다.
[실시예 4]
이 실시예는 소염제로서의 본 발명에 따른 공비 혼합물의 용도를 설명한다. 소염 효율은 일반적으로 소위 컵 버너 방법에 의해 측정된다.
상기 방법은 기초적인 ISO/DIS 7075-1 규격에 기재되어 있으며, 타오르는 액체연료를 소염하는데 필요한 공기 및 소염 화합물의 혼합물 중에 소염 화합물의 최소 퍼센트(부피로 측정)를 나타낸다. 컵 버너값이 낮을 수록, 소염 화합물은 더욱 효율적 이다.
본 발명자들은 액체 연료로서 에탄올을 사용하였다.
본 발명에 따른 R218/R134a 공비 혼합물에 대한 컵 버너값은 9.5%이다.

Claims (5)

1,1,2,2-테트라플루오로에탄 및 퍼플루오로프로판의 혼합물로 구성되고, 그의 정상 비등점(대략 1.013바아에서 -41.1℃)에서 질량 기준으로 대략 76%인 퍼플루오로프로판 및 질량 기준으로 24%인 1,1,1,2-테트라플루오로에탄을 함유함을 특징으로 하는 최소 비등점을 갖는 공비 혼합물.
1,1,2,2-테트라플루오로에탄 및 퍼플루오로프로판의 혼합물로 구성되고, 그의 정상 비등점(대략 1.013바아에서 -41.1℃)에서 질량 기준으로 대략 76%인 퍼플루오로프로판 및 질량 기준으로 24%인 1,1,1,2-테트라플루오로에탄을 함유함을 특징으로하는 최소 비등점을 갖는 공비 혼합물의 냉매로서의 용도.
1,1,2,2-테트라플루오로에탄 및 퍼플루오로프로판의 혼합물로 구성되고, 그의 정상 비등점(대략 1.013바아에서 -41.1℃)에서 질량 기준으로 대략 76%인 퍼플루오로프로판 및 질량 기준으로 24%인 1,1,1,2-테트라플루오로에탄을 함유함을 특징으로하는 최소 비등점을 갖는 공비 혼합물의 에어로졸 분사제로서의 용도.
1,1,2,2-테트라플루오로에탄 및 퍼플루오로프로판의 혼합물로 구성되고, 그의 정상 비등점(대략 1.013바아에서 -41.1℃)에서 질량 기준으로 대략 76%인 퍼플루오로프로판 및 질량 기준으로 24%인 1,1,1,2-테트라플루오로에탄을 함유함을 특징으로하는 최소 비등점을 갖는 공비 혼합물의 플라스틱 발포용 발포제로서의 용도.
1,1,2,2-테트라플루오로에탄 및 퍼플루오로프로판의 혼합물로 구성되고, 그의 정상 비등점(대략 1.013바아에서 -41.1℃)에서 질량 기준으로 대략 76%인 퍼플루오로프로판 및 질량 기준으로 24%인 1,1,1,2-테트라플루오로에탄을 함유함을 특징으로하는 최소 비등점을 갖는 공비 혼합물의 소염제로서의 용도.
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