TW200923060A - Compositions containing difluoromethane - Google Patents

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200923060 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發月係關於在包括特定冷H统之許多應財具有效 用之組合物，且係關於利用該等組合物之方法及系統。在 較佳態樣中，本發明係針對包含二氟甲燒及至少-種多氟 化烯烴及/或至少一種氟碘碳化物之致冷劑組合物。 本申請案係關於且主張以下美國中請案中之每—者之優 先權益：雇年6月26日申請之第U/475’605號；2_年4 月29曰申請之第1〇/837,525號；及2〇〇3年1〇月27曰申請之 第10/694,273號’其每-者在申請中且以引用之方式併入 本文中。 本申凊案亦係關於且主張以下美國申請案中之每一者之 優先權姐且以下美國申請案中之每一者以引用之方式併入 本文中·現在申請中之2006年3月2〇日申請之第1 1/385,259 號，其又主張2003年10月23曰申請之第10/695,212號（現已 作廢）之權益；及申請中之2006年6月4曰申請之第 1 1/757782號，其又主張2〇〇3年1〇月27曰申請之第 1〇/694,272號（申請中）之優先權益。 【先前技術】 碳氟化合物基流體已在許多商業及工業應用中獲得廣泛 應用。舉例而言，碳氟化合物基流體常常用作諸如空氣調 節、熱系及冷康應用之系統中之工作流體。蒸氣壓縮循環 為冷凍系統中完成冷卻或加熱所最常使用之典型方法。蒸 氣壓縮循環通常包括致冷劑經由在相對低壓下吸收熱自液 132893.doc • 6 · 200923060 相相變至蒸氣相且接著經由在相對低的壓力及溫声下移& 熱自蒸氣相相變至液相，將蒸氣壓縮至相對高壓，經由示 此相對高的壓力及溫度下移除熱使蒸氣相冷凝為液相， 接著降低壓力以再一次開始循環。 某些碳氟化合物多年來在許多應用中已為許多熱交換产 體（諸如致冷劑）中之較佳組份。舉例而言，諸如氯氣甲= 及氯氟乙烷衍生物之氟烷烴由於其化學及物理性質之獨^ 組合已在包括空氣調節及熱泵應用之應用中作為致冷劑而 獲得廣泛使用。蒸氣壓縮系統中通常使用之許多致冷劑為 單一組份流體或共沸混合物。 近年來對於地球大氣及氣候之潛在損害之擔憂曰益增 加，而在此方面已確定某些氯基化合物尤其成為問題。^ 用含氯組合物（諸如氣氟碳化物（CFC)、氫氯氟碳化物 (HCFC)及其類似物）作為空氣調節系統及冷凍系統中之致 冷劑已不受歡迎，因為消耗臭氧之性質與許多此類化合物 相關。因此對於提供用於冷凍及熱泵應用之替代物之新穎 碳氟化合物及氫氟碳化合物及組合物存在增加之需求。舉 例而言，藉由用不會消耗臭氧層之非含氣致冷劑化合物 (諸如氫氟碳化物（HFC))替代含氯致冷劑來更新含氯冷凍 系統已成為必要。 關於許多現有致冷劑之另一擔憂為許多此類產品傾向於 導致全球暖化。此特徵通常量測為全球暖化可能（Gwp)。 化s物之GWP為化學製品對比已知參照分子（亦即c〇2，其 具有GWP=1)對於溫室效應之潛在貢獻的量度。舉例而 132893.doc 200923060

吕’以下已知致冷劑具有以下全球暖化可能： 致冷劑 GWP R410A 1975 R3〇7 3850 R404A ~ 3784 R4U7C " 1653 | 雖然上述致冷劑中之每一者在許多方面證明有效，但此 等物質變得愈來愈不受青睞，因為使用具有大於約刚之 GWP之物質通常不受歡迎。因此對於此等及其他具有不理 想GWP之現有致冷劑之替代物存在需求。 然而’通常認為以下事項重要’亦即任何潛在替代致冷 劑須亦具有在許多最廣泛使用之流體中所存在之性質，尤 其諸如優良熱傳遞性質、化學穩定性、低毒性或無毒性、 不可燃性及潤滑劑相容性。

旦關於使用效率，重要的是應注意致冷劑熱力學效能或能 量效率之損失可經由起因於對電能需求增加所導致之化石 燃料使用增加而具有次生環境影響。 此外，通常認為有效但無需對目前用於現有致 如含CFC致冷劑）之習知蒸氣壓縮技術作出較大工程改變之 致冷劑替代物為理想的。 對於許多應用而言，可燃性為另―重要性f。亦即 多應用中（包括尤其在熱傳遞應用中）認為使用不可燃之租 合物為重要的或基本的。因此，在 ^ 隹°亥等組合物中使用不可 ‘…之化合物常常有益。如本文中所使 1之用術语不可辦，，係 才日如根據2002年生效之ASTM標準p 朴 ’、 早匕681(其以引用之方式 132893.doc 200923060 併入本文中）所測定確定為不可燃之化合物或組合物。不 幸的是’許多HFC並非不可燃，否則其可理想地用於致冷 劑組合物中。例如，氟烷烴二氟乙烷（HFC_152a)及氟烯烴 1，1，1-二氟丙烯（HFO-1243zf)各自為可燃的且因此通常在 許多應用中不欲單獨使用。 因此，申請者已開始瞭解到對於以下組合物，且尤其熱 傳遞組合物之需求，該等組合物潛在地適用於包括蒸氣壓

縮加熱及冷卻系統及方法之眾多應用中，同時避免一或多 種以上所述之缺點。 【發明内容】 申請者已發現上述需求及其他需求可由以下組合物滿 足，該等組合物包含以下各物，且較佳基本上由以下各物 組成："氟甲烧（R_32)，及選自由CF3l、my·五i丙 烯(HFO 1225ye)及其組合組成之群之第二組份及視情況 (但較佳）=少一種選自由氟化C2_C3化合物，包括兩種或 兩種以上氟化C2_C3化合物之任何組合組成之群之第三組 份。、如本文中所使用，術語”氟化C2_C3化合物"意謂具有2 個或3個碳原子及至少一個氟取代基之有機分子。 在某_較佳實施例中’第二組份為可燃性降低劑。如本 文中所使用，術語可燃性降低劑係、指具有使組合物之可燃 =相對於單獨：氟甲烧之可燃性有所降低之淨效應的化合 物或化合物組合。 隹杲些較佳實施例中 必w 1乐選自由氟化乙炕、氟 化稀煙(較佳氟化丙烯)及此等化合物中之任何兩者或兩者 I32893.doc 200923060 以上之組合組成之群。 本發明亦提供利用本發明組 遞熱之方法及手统 、、及系統，包括傳 熱傳遞流體上及=於替換現有熱傳遞系統中之現有 中，選擇替代性熱傳遞流體之方法及系統包含== :體替代現有熱傳遞系統，之以τ熱傳遞流體;= =兩::4A、R，C、R，A、R〜 中之任何兩者或兩者以上之組合。 【實施方式】 組合物 在一態樣中’本發明係針對包含基本上由二氟甲烷 (HFC-32)|a成之第—組份的組合物。預期所存在之 罝可在本發明之寬泛範疇内廣泛變化。在較佳實施例中， ，.且口物中所存在之HFC_32之量係基於流體之所要熱傳遞容 罝，通常基於將使用流體或流體所存在之系統加以選擇。 對於組合物用於或欲用於初始經設計以供R-22、R-404A、 H_407C、R-410A、R-507(為方便起見，下文稱為（但不限 於）”現有致冷劑群"）中之一或多者使用之系統中之實施例 而吕’二氣曱烧較佳以約1 wt%至約60 wt0/〇之量、更佳以 約5 wt%至約55 wt%之量，且甚至更佳以約1〇 wt°/〇至約50 wt°/〇之量存在於組合物中。 在某些較佳實施例中，第一組份進一步包含量較佳不大 於組合物之約5 wt%的C02。 132893.doc •10· 200923060 本發明組合物之第二組份亦可在本發明之寬泛範疇内廣 泛變化。在較佳實施例中，特定第二組份及其在組合物中 之里係基於降低總組合物可燃性之能力加以選擇。對於組 合物係用於或欲用於初始經設計以供現㈣冷劑群中致冷 劑中之-或多者使用之系統中之實施例而纟，第二組份較 仏以組合物之約5至約99重量％之量存在於組合物中。在 ”他較仫實施例中，第二組份以組合物之約丨至約Μ重量 %之量存在。

第三組份之量亦可在本發明之寬泛範疇内廣泛變化。在 車又佳實施例中’第二組份於組合物中之存在量亦係基於組 合物之所要熱傳遞性質（尤其且較佳為熱容量）加以選擇， 且所有該等量係在本發明之料内。在某些較佳實施例 中本發明之第二組份以組合物之約1至約99重量％之量 存在於熱傳遞組合物中。 如上#文所述，第三組份較佳選自由氣化乙炫、氣化稀煙 (較佳氟化丙烯）及此等化合物中之任何兩者或兩者以上之 組合組成之群。氟化乙院中之尤其較佳者為單氣乙貌 (齡161)、：氧乙院（HFC_152a)、三氟乙烧（齡 14叫、u，l52-四氟乙燒⑽c_134a)及五氣乙烧__ 叫。若本發明之氟烯烴化合物含有至少—個氫，則為方 便起見本文中有時將其稱作氫氟稀烴或"Hf〇"。儘管預期 本發明之HFO可含有兩個碳_碳雙鍵，但目前認為此類化 合物並非較佳。 在某些較佳實施例中 本發明組合物包含根據式Ϊ之一 132893.doc • 11 - 200923060 或多種化合物。在較佳實施例中，組合物包括下式i化合 物：

R R

(I) 其中各R獨立地為Cl、F、Br、I或Η， R'為（CR2)nY， Y為 CRF2，

且η為0或1，然而通常較佳地，當化合物中有Br存在 時’化合物中無氫存在。在某些實施例中，化合物中無Br 存在。 在南度較佳實施例中 Y為CF3，η為〇孰U取佳為0)且其 餘R中之至少一者為F’且較佳r均不為Br或當Br存在時， 化合物中無氫存在。 申喷者相k，通常以上鑑別之式I化合物通常有效且展 現致冷劑組合物之效用；然而，已令人驚奇且出乎意料地 ^現某些具有上述式之結構的化合物與其他此類化合物相 比展現尚度合乎需要之低毒性程度。如可易於瞭解，對於 致冷劑組合物以及任何及所有另外含有滿足上述式之相對 毒性化合物的組合物之調配物而言，此發現具有潛在巨大 優勢及ϋ處。更特定言之，中請者相信相對低毒性程度係 化合物（較佳其中γ為CF3，其中不飽和末端碳上之至 少一個及/或不飽和末端碳上存在至多_ 申請者亦相信該等化合物之所有結構異構體、幾何異構體 132893.doc -12- 200923060 及立體異構體為有效的且有利地具有低毒性。 在某些實施例中，以包含具有3至5個氣取代基、同時有 或無其他取代基存在之丙烯之式丨化合物為高度較佳。在 某些較佳實施例中，R均不為Br，且較佳不飽和基團不含 Br取代基。 在丙烯中，以四氟丙烯（HF〇_1234)及五氟丙烯較佳尤 其包括在末端不飽和碳上有氫取代基存在之五氟丙烯，諸 如CF3CF = CFH(HFO-1225yez及/或yz) ’尤其因為申請者已 發現該等化合物至少與化合物CF3CH=CF2(HF〇_1225zc)相 比具有相對低的毒性程度。在高度較佳實施例中，尤其包 含上述低毒性化合物之實施例中，〇。在某些高度較佳 貫施例中，本發明之組合物包含一或多種四氟丙烯。本文 中使用術語’’HFO-1234”來指所有四氟丙烯。在四氟丙烯 中，以順式及反式-1，3,3,3-四氟丙烯（HFO-1234ze)尤其較 佳。本文中使用術語”HFO-1225"來指所有五氟丙烯。在該 等分子中包括1，1，1,2,3-五氟丙烯（1^0-1225丫62)，包括其 順式及反式形式兩者。因此本文中使用術語HF〇_i225yez 來一般性總稱1，1，1，2，3 -五氟丙稀，而與其為順式或反式形 式無關。因此術語"HFO-1225yez"之範疇包括順_Hf〇_ 1225yez、反-HFO-l225yez及此等化合物之所有組合及混 合物。 本文中使用術語HFO-1234ze來一般性總稱1，3,3，3 -四氣 丙烯，而與其為順式或反式形式無關。本文中使用術語 順-HFO-1234ze"及·ι反_HFO_1234zel，來分別描述丨^弘四 132893.doc • 13- 200923060 氣丙婦之順式及反式形式。因此術語"HFO-1234ze”之範 包括順-HFO-1234Ze、反_HF0_丨234ze及此等化合物之所有 組合及混合物。 雖然順-HFO-1234ze及反-HFO-1234ze之性質至少在一些 方面不同，但預期此等化合物中之每一者皆適合單獨或與 其他化合物（包括其立體異構體）一起結合本文所述之應 用、方法及系統中之每一者使用。舉例而言，雖然反_ HF〇-1234Ze因為其相對低之沸點（_19Ί〇)而可較佳供某些冷 凍系統使用，但仍預期沸點為+9t：之順_HF〇_1234ze在本 發明之某些冷凍系統中亦具有效用。因此，應瞭解除非另 有說明，否則術語”HFO-1234Ze”及1，3,3,3-四氟丙烯係指 兩種立體異構體，且此術語之使用意欲說明順式及反式形 式中之每一者可用於及/或適用於所述目的。 HFO-1234化合物為已知物質且列於化學文摘（chemical Abstracts)貧料庫中。藉由各種飽和及不飽和含鹵素^化 i_j 合物之催化氣相氟化反應製備氟丙烯（諸如cf3ch=ch2)係 描述於美國專利第2,889,379號；第4,798,818號及第 4,465,786號中，該等專利案中之每一者係以引用之方式併 入本文中。EP 974,571(亦以引用之方式併入本文中）揭示 ' 藉由在咼溫下使丨，1，1，3,3·五氟丙烷（HFC-245fa)以氣相與 鉻基催化劑接觸’或以液相與K〇H、Na〇H、Ca(〇H)2或 Mg(OH)2之醇溶液接觸來製備^，弘四氟丙烯。此外，用 於製備本發明化合物之方法係結合具有代理人案號 (H〇〇〇3789(26267))且標題為”Process f〇r Producing 132893.doc 200923060 FIU〇r〇propenes"之申請中 、閎寻扪甲靖案進行一般性描 述’亦將射請案以引用之方式併人本文中。 咸信本發明之組合物（尤其彼等包含咖伯仏者）具有 出於許多重要原因而有益之性質。舉例而纟，至少部分基 於數學建模，申請者相信，本發明之就婦煙對大氣化料 會具有實質上負面之影響，與一些其他齒化物質相比對臭 氧消耗所起之作用可忽略不計。因此本發明之較佳組合物 :有貫質上不促進臭氧消耗之優勢。較佳組合物與許多目 前所使用之氫氟烷烴相比亦實質上不促進全球暖化。 在某些較佳形式中，本發明組合物具有不大於則剛之 全球暖化可能(GWP)’更佳不大於約5〇〇,且甚至更佳不 大於約150。在某些實施例中’本發明組合物之不大 於約100且甚至更佳不大於約75。如本文中所使用， GWP係相對於二氧化碳且相對於1G()_年之時間層量測， 如"臭氧消耗之科學評估（The Scientific Assessment 〇f

Ozone Depletion)，2〇〇2，世界氣象協會之全球臭氧研究 及監測項目（World Meteor〇l〇gical Ass〇ciati〇n，s

Ozone Research and Monitoring Project)之報導"中所定 義’該報導以引用之方式併入本文中。 在某些較佳形式中，本發明組合物亦較佳具有不大於 0.05之臭氧消耗可能（0DP)，更佳不大於〇 〇2且甚至更佳為 約〇。如本文中所使用，” 0DP，，係如"臭氧消耗之科學評 估，2002，世界氣象協會之全球臭氧研究及監測項目之報 導π中所定義，該報導以引用之方式併入本文中。 132893.doc 15 200923060 通常，本發明之較佳熱傳遞組合物在使用之大部分溫度 及壓力範圍内’且可能在整個溫度及塵力範圍内為非共沸 系統。亦即，組份之混合物產生具有非恆定沸騰溫度之液 體，因此在蒸發器及冷凝器中產生稱為"溫度滑移n之現 象。”溫度滑移"為當非共沸物質冷凝或蒸發時發生之溫度 改變。較佳結合本發明之方法及組合物態樣考慮此滑移以 便提供最有效匹配所替代致冷劑組合物之組合物。在單一 組份或共沸混合物中，溫度滑移為0。R_407c為在典型應 用中具有5°C滑移之非共沸混合物，且在某些較佳實施例 中’本發明組合物在實際或預期使用條件下產生約5。〇之 溫度滑移。 出於增強組合物之某些功能或對組合物提供某些功能之 目的起見’或在一些情況下為降低組合物之成本，本發明 組合物可包括其他組份。舉例而言，本發明之致冷劑組合 物’尤其彼等用於蒸氣壓縮系統中者，通常包括組合物之 約30至約50重量％之量的潤滑劑。此外，本發明組合物亦 可包括諸如丙烷之配伍劑，以便幫助潤滑劑之相容性及/ 或/谷解性。當存在時’包括丙烧、丁烧及戊燒之該等配伍 劑較佳以組合物之約〇.5至約5重量％之量存在。亦可將界 面活性劑及增溶劑之組合添加至本發明組合物中以幫助油 溶解性’如美國專利第6,5 16,837號中所述，該專利案之揭 示内谷以引用之方式併入本文中。與氫氟碳化物（HFC)致 冷劑一起用於冷凍機械中之常用冷凍潤滑劑（諸如多元醇 酯（POE)及聚伸烷二醇（PAG)、矽油、礦物油、烷基苯（AB) 132893.doc • 16· 200923060 及聚（α-稀煙）(PAO))可與本發明之致冷劑組合物一起使 用。 許夕現有冷;東系統目前適合結合現有致冷劑使用，且咸 信本發明組合物適合用於許多該等系統中，無論進行或未 進行系統改造。在許多應用中，本發明組合物作為目前基 於具有相對高容量之致冷劑之系統中之替代物時可提供優 勢。此外，例如出於成本原因，在欲使用本發明之較低容 里致冷劑組合物來替代較高容量致冷劑之實施例中，本發 明組合物之該等實施例提供潛在優勢。在某些應用中，本 發明致冷劑潛在地允許有利地使用較大排量壓縮機，由此 產生與其他致冷劑（諸如HFC_134a)相比較佳之能量效率。 因此，本發明之致冷劑組合物，尤其包含反 之組合物，對於致冷劑替代應用而言提供獲得能量基礎上 之競爭優勢之可能性。 預期本發明組合物，尤其包括彼等包含HF〇_ 1234以者， 在通 < 結合商業空氣調節系統使用之冷卻器中亦具有優勢 (無論在初始系統中或當用作致冷劑之替代物時）。 因此本發明方法、系統及組合物適合結合汽車空氣調節 系，，充及裝置、商業冷凍系統及裝置、冷卻器、家用冰箱及 冷來機、一般空氣調節系統、熱泵及其類似物使用。 下文描述本發明組合物之尤其較佳實施例。 HFC-32/CF3I基組合物 在本發明之一較佳實施例中，組合物包含第一組份，其 包含較大比率之HFC_32，且較佳基本上由HFC_32組成， 132893.doc -17- 200923060 且甚至更佳由HFC-32組成。在該等實施例中，HFC-32於 組合物中之存在量通常較佳為組合物之約1至約60重量 %。 在該等較佳實施例中之組合物亦包含第二組份，其包含 CF3〗。在某些該等實施例中，第二組份包含較大比率之 CFJ ’且較佳基本上由cfj組成，且甚至更佳由CF3l組 成° CFJ於組合物中之存在量較佳為組合物之約5至約％ 重直％。對於彼等第二組份包含(：1731及1117〇_1225兩者之實 施例而言，CFSI及HFO-1225之相對量可廣泛變化，但在該 等實施例中，較佳CFJ之量為組合物之約5至約98重量％， 且HF0_1225之量為組合物之約1至約65重量％。對於第二 組份包含CFaI及HF01225之實施例而言，第三組份可選， 但若存在，則較佳以組合物之約i至94重量％之量存在。 在第二組份基本上由CFSI組成之實施例中，亦即，組合物 不包括實質量之HFO-1225，則需要第三組份且較佳以組 合物之至少約1重量。/。之量存在於組合物中。 在此特定實施例中’預期大量化合物之組合可用作本發 明之第三組份，且其以多種相對濃度使用，且咸信所有量 及組合適合根據本文所含之教示内容使用。然而在某些較 佳實施例中’其中第三組份包含單氟乙烷（HFC_丨6丨）、二 氟乙烷（HFC-152a)、三氟乙烷（HFC-143a)、l，U，2·四氟乙 烧（HFC-134a)、五氟乙烷（HFC_125)、Μ，。·四氟丙烯 (HFO-1234ze，包括所有異構體）及1，U，2-四氟丙烯（册〇_ 1234yf)中之一或多者，若存在，則較佳該等組份係選自下 I32893.doc -18 - 200923060 表1中所指示之範圍内（希望所指示之量應理解為前置修飾 語"約"且以組合物之重量百分比計）： 表1 第三組份1 重量百分比 R-152a 1-65 R-134a ' 1-70 I234ze 1-80 1234-vf 1-80 R-125 1-30 R-161 ' 1-94 R-143a 1-20 HFC-32/HFO-1225基組合物 在本發明之此等實施例中，組合物包含第一組份，其包 含較大比率之HFC-32，且較佳基本上由HFC_32組成，且 甚至更佳由HFC-32組成。在該等實施例中，HFC_32於組 合物中之存在量通常較佳為組合物之約i至約6〇重量％。 在該等較佳實施例中’組合物亦包含第二組份，其包含 HFO-1225 ’較佳HF〇-1225ye-Z。在某些該等實施例中， 第二組份包含較大比率之HF〇_1225，且較佳基本上由 HF〇-1225ye-Z組成，且甚至更佳由则_122一2組成。 HFO- i 225ye_Z於組合物中之存在量較佳為組合物之約5至 約98重| %。在該等實施例中’第三組份可選用，但若存 在，則較佳以組合物之約！至94重量％之量存在。 在此特定實施例中，預期可使用多種化合物組合作為本 發明之第三組份’且其相對濃度變化範圍寬廣並咸信所有 用量及組合係適合根墟太& ^ 1 w ^ 尿本文所含之教不内容使用。然而在 某些較佳實施例中，其中第三組份包含單說乙烧⑽C· 132893.doc 200923060 U、二氟乙烷（HFC-152a)、三氟乙烷（HFC_143a)、 m，2-四氟乙烷（HFC_134a)、五氟乙烷（HFC_125)、 四氟丙烯（HF〇_1234ze ’包括所有異構體）及 m2-四氟丙烯（HFO_1234yf)中之一或多者，若存在則 較佳該等組份係選自下表2中所指示之範圍内（希望將所指 不之量理解為經修飾語"約，，置於前且係以組合物之重量百 分比計）：

表2 第三組份丨 重量百分比 R-152a 1-65 ----- R-134a 1-70 1234ze 1-80 1234-vf 1-80 R-125 1-30 R-161 1-94 R-143a 1-20 選擇方法 本發明之一態樣包括選擇供結合現有熱傳遞系統使用之 熱傳遞組合物之方法。如本文中所使用，術語"現有熱傳 遞系統"不僅包括已建立且已位於適當位置處之實際熱傳 遞系統，而且包括尚未建立但正在構想及/或處於設計階 段之系統。一較佳實施例提供選擇用於結合已設計與先前 已知組合物結合使用之現有熱傳遞系統的熱傳遞組合物之 方法。在該等情況下，先前已知之組合物將通常具有所要 或預期之熱容量，但將亦展現一或多種不想要之性質。舉 例而言，以下先前已知之致冷劑中之每一者對使用其之系 、·充而5係具有合意的熱容量，但亦展現不想要之高Gwp， 132893.doc -20- 200923060 如所表明般： GWP 1300 3400 4300 致冷劑

Rl34a R125

Rl43a

右佳方去乂驟包含以足以允許接近現有或設計之熱傳遞 體之谷里的方式分析系統參數，及在現有或設計系統之 條件下提供允許接近兩種或兩種以上本發明組合物之容量 2工具’及利用該工具來選擇供現有或設計系統使用之組 °物j ji具之貫例為以下實例中所說明之圖。根據本文 所含之教示内容配置之電腦程式為另一該工具之實例。在 車乂佳實施例中’該工具亦能夠接近、測定或合併本發明組 合物之GWP及/或可燃性，且選擇步驟包含選擇組合物以 在預定參數内具有小於約1〇〇〇、且甚至更佳小於約15〇之 GWP，及/或不具可燃性或具可燃性。 熱傳遞方法及系統 本發明組合物可結合許多方法及系統使用，包括作為方 法^系、統中供傳遞熱之熱傳遞流體，冑如用於冷康、空氣 調節及熱泵系統中之致冷劑。 較L熱傳冑方法if f包含提供纟發明組合物且使熱被傳 遞至組合物或自組合物傳遞熱，從而改變組合物之相。舉 例而言，本發明方法藉由自流體或物品吸收熱而提供冷 部’較佳藉由在#冷卻之物冑或流體附近蒸發本發明致冷 劑組合物以產生包含本發明組合物之蒸氣。較佳地，該等 方法包括通常使用壓縮機或類似設備壓縮致冷劑蒸氣之另 132893.doc -21 - 200923060 V驟U在相對高塵下產生本發明组合物之蒸氣。通 ，望縮:、、氣之步驟使得將熱添加至蒸氣’因此使得相關 门堡蒸氣之Μ度升馬。較佳地，本發明方法包括自此相對 高溫高廢蒸氣移除至少一部分藉由蒸發及壓縮步驟添加之 ........移除步驟較佳包括在蒸氣處於相對高壓條件下時使 高溫高壓蒸氣冷凝以產生包含本發明組合物之相對高壓液 體接著較it使此相蜚十高壓液體經歷標稱等給降麼以產生 相對低服低;1液體。在該等實施例中，接著藉由自待冷卻 之物體或流體傳遞之熱使此低溫致冷劑液體氣化。 在本發明之另一方法實施例中，本發明組合物可用於產 生.’、、之方法中，該方法包含在待加熱之液體或物體附近冷 凝包含該等組合物之致冷劑。如上文所述之該等方法通常 為上文所述之冷凍循環之逆循環。 實例 提供以下實例以說明本發明，但並非限制其範疇。 實例1-使用HFC-32及CFaI之中等溫度系統 熱傳遞組合物（且尤其致冷劑）之容量代表冷卻或加熱容 置且提供壓縮機向給定容積流速之致冷劑泵送熱量之能力 的些i測。換s之，給定一特定壓縮機，具有較高容量 之致冷劑將傳遞更多冷卻或加熱能力。 以冷凝器溫度為約40T：、蒸發器溫度為約2。〇、過熱溫 又為約10C及過冷溫度為約5C，及壓縮機效率為〇.7(通常 認為此為典型”中等溫度"條件）模擬或提供冷凍/空氣調節 循環系統。基於由HFC-32組成之第一組份、由CF3l組成之 132893.doc -22- 200923060 第二組份及如上所述之一系列第三組份中之一者模擬及/ 或測試若干本發明組合物。對於各第三組份，測定在上述 條件下貫貝上匹配1 〇a之容量之所有三種組份的相對濃 度。接著繪製或模擬（以直觀方式、數學方式或其組合）容 量實質上匹配R0410A之容量的各種濃度之各組份之曲 線。接著將星號置放於曲線上以表示彼等組合物具有1〇〇〇 或小於1000之GWP且將菱形置放於曲線上以表示彼等組合 物具有大於1000之GWP。對於以上鑑別之所有第三組份化 合物及第二組份化合物HFO_1225ye_z重複此程序。因此形 成選擇用於此系統之致冷劑之"工具"之一實例且該實例呈 示為圖1中之圖表。分析圖1中之圖表以鑑別位於曲線上或 曲線附近且GWP小於約1000之組合物。此鑑別較佳在分析 組合物可燃性之前或之後進行，且接著對用作該系統之初 始組份或用作該現有系統之替代物或更新物之組合物進行 選擇。 實例使用HFC-32/C〇2及CFJ之中等溫度系統 重複實例1，其例外為熱傳遞組合物之第一組份由3重量 %之〇：〇2及97重量％iHFC-32組成，且容量欲匹配之致冷 劑為R-410A。形成且分析圖2中之圖表以鑑別位於曲線上 或曲線附近且GWP小於約1000之組合物。此鑑別較佳在分 析組合物可燃性之前或之後進行，且接著利作該系統之 初始組份或用作該現有系統之替代物或更新物之組合物進 行選擇。 實例3_使用HFC-32/C〇2及之中等溫度系統 132893.doc •23· 200923060 重複實例1 ’其例外為熱傳遞組合物之第一組份由1重量 /〇之C〇2及99重量％之HFC-32組成，且容量欲匹配之致冷 劑為R - 410 A。形成且分析圖3中之圖表以鑑別位於曲線上 或曲線附近且GWP小於約1000之組合物。此鑑別較佳在分 析組合物可燃性之前或之後進行，且接著對用作該系統之 初始組份或用作該現有系統之替代物或更新物之組合物進 行選擇。 實例4-使用HFC-32/C〇2及CFJ之低溫系統 重複貫例1，其例外為熱傳遞組合物之第一組份由3重量 %之CO,及99重量％iHFC_32組成，且容量欲匹配之致冷 劑為R-410A，且條件為冷凝器溫度為約45t：、蒸發器溫度 為約-34°C、過熱溫度為約1〇。(：且過冷溫度為約5。〇，且壓 縮機效率為0·7，通常認為此為典型"低溫，，條件。形成且分 析圖4中之圖表以鑑別位於曲線上或曲線附近且Gwp小於 約1000之組合物。此鑑別較佳在分析組合物可燃性之前或 之後進行，且接著對用作該系統之初始組份或用作該現有 系統之替代物或更新物之組合物進行選擇。 實例5_使用HFC-32/C〇2及CFaI之低溫系統 重複實例1，其例外為熱傳遞組合物之第一組份由丨重量 %之（：〇2及99重量％iHFC_32組成，且容量欲匹配之致冷 劑為R-410A，且條件為冷凝器溫度為約衫它、蒸發器溫度 為，力-34 C、過熱溫度為約1 〇 c且過冷溫度為約5。匚，且壓 縮機效率為0.7，通常認為此為典型"低溫，，條件。形成且分 析圖5中之圖表以鑑別位於曲線上或曲線附近且Gwp小於 132893.doc -24· 200923060 約1000之組合物。此鑑別較佳在分析組合物可燃性之前或 之後進行，且接著對用作該系統之初始組份或用作該現有 糸統之替代物或更新物之組合物進行選擇。 實例6-使用HFC-32及HFO-1225之中等溫度系統 以冷凝器溫度為約40°C、蒸發器溫度為約2。〇、過熱溫 度為約10C及過冷溫度為約5C ’及壓縮機效率為〇.7(通常 認為此為典型"中等溫度"條件）模擬或提供冷凍/空氣調節 循環系統。基於由HFC-32組成之第一組份、由hF0_ 1225ye-Z組成之第二組份及如上所述之一系列第三組份中 之一者模擬及/或測試若干本發明組合物。對於各第三組 份’測定在上述條件下實質上匹配R_41〇A之容量之所有三 種組份之相對濃度《接著繪製或模擬（以直觀方式、數學 方式或其組合）容量實質上匹配R0410A之容量的各種濃度 之各組份之曲線。接著將星號置放於曲線上以表示彼等組 合物具有1000或小於1000之GWP且將菱形置放於曲線上以 表示彼等組合物具有大於1000之GWP。對於以上鑑別之所 有第三組份化合物及第二組份化合物CF3〗重複此程序。因 此形成選擇用於此系統之致冷劑之”工具”之一實例且該實 例呈示為圖6中之圖表。分析圖6中之圖表以鐘別位於曲線 上或曲線附近且GWP小於約1 000之組合物。此鑑別較佳在 分析組合物可燃性之前或之後進行，且接著對用作該系統 之初始組份或用作該現有系統之替代物或更新物之組合物 進行選擇。 實例7_使用HFC-32及HFO-1225之低溫系統 132893.doc •25· 200923060 重複實例6，其例外為冷凝器溫度為約45t、蒸發器溫 度為約-34°C、過熱溫度為約10t：及過冷溫度為約5t，及 壓縮機效率為0.7，通常認為此為典型，，低溫"條件。形成且 分析圖7中之圖表以鑑別位於曲線上或曲線附近且Gwp小 於約1000之組合物。此鑑別較佳在分析組合物可燃性之前 或之後進行，且接著對用作該系統之初始組份或用作該現 有系統之替代物或更新物之組合物進行選擇。 實例8-使用HFC-32/C〇2及HFO-1225之中等溫度系統 重複實例6，其例外為熱傳遞組合物之第一組份由3重量 %之0〇2及97重量％iHFC-32組成。形成且分析圖8中之圖 表以鑑別位於曲線上或曲線附近且Gwp小於約丨〇〇〇之組合 物。此鑑別較佳在分析組合物可燃性之前或之後進行，且 接著對用作該系統之初始組份或用作該現有系統之替代物 或更新物之組合物進行選擇。 實例9-使用HFC-32/C02及HFO-1225之中等溫度系統 重複實例6，其例外為熱傳遞組合物之第一組份由丨重量 %之C〇2及97重量％2HFC-32組成。形成且分析圖9中之圖 表以鑑別位於曲線上或曲線附近且GWP小於約ι000之組合 物。此鑑別較佳在分析組合物可燃性之前或之後進行，且 接著對用作該系統之初始組份或用作該現有系統之替代物 或更新物之組合物進行選擇。 實例10-使用HFC-32/C02及HFO-1225之低溫系統 重複實例6 ’其例外為熱傳遞組合物之第一組份由3重量 之C〇2及97重量％之册(：_32組成且冷凝器溫度為約 132893.doc •26- 200923060 45 C、瘵發器溫度為約_34〇c、過熱溫度為約1〇它及過冷溫 度為約5 C，及壓縮機效率為〇 7，通常認為此為典型"低溫" 條件。形成且分析圖丨〇中之圖表以鑑別位於曲線上或曲線 附近且GWP小於約1〇〇〇之組合物。此鑑別較佳在分析組合 物可燃性之前或之後進行，且接著對用作該系統之初始組 知或用作該現有系統之替代物或更新物之組合物進行選 擇。 實例11-使用HFC-32/C〇2及HFO-1225之低溫系統 重複實例6 ’其例外為熱傳遞組合物之第一組份由1重量 %之C〇2及99重量％iHFC_32組成且冷凝器溫度為約 45 C、瘵發器溫度為約_34°c '過熱溫度為約丨及過冷溫 度為約5°C，及壓縮機效率為〇7，通常認為此為典型"低溫，， 條件。形成且分析圖11中之圖表以鑑別位於曲線上或曲線 附近且GWP小於約1000之組合物。此鑑別較佳在分析組合 物可燃性之珂或之後進行，且接著對用作該系統之初始組 份或用作該現有系統之替代物或更新物之組合物進行選 擇。 實例12-使用HFC-32&CF3l之低溫系統 重複實例1，其例外為條件為冷凝器溫度為約45它、蒸 發器溫度為約-34°C、過熱溫度為約抓及過冷溫度為約 5 C，及壓縮機效率為07，通常認為此為典型，，低溫"條 件。形成且分析圖12中之圖表以鑑別位於曲線上或曲線附 近且GWP小於約1〇〇〇之組合物。此鑑別較佳在分析組合物 可燃性之前或之後進行，且接著對用作該系統之初始組份 132893.doc -27· 200923060 或用作該現有系統之替代物或更新物之組合物進行選擇。 【圖式簡單說明】 ' ° 圖1-12為容量實質上匹配已知致冷劑的本發明之某些較 佳組合物當各組份在各種濃度下之三元組合物曲線，如本 文之實例中所述。

132893.doc -2S -

Claims (1)

1. 200923060 十、申請專利範圍： 1 · 一種熱傳遞組合物，其包含： ’其包含二氟曱烷（R-32) (a)第一組份 (b)第二組份’其係選自 田CF31 1，2,3,3,3-五氟丙稀 (HFO-1225)及其組合組成之群； (0及視情況至少一種第= 禾一、、且伤，其係選自由氟化c2_ C3化合物組成之群。

   2.如請求項1之熱傳遞組合物， 降低劑。 其中該第二組份為可燃性 3.如請求項！之熱傳絲合物，纟中該第三組份係存在的 且係選自由氟化乙烷、氟化烯烴及此等化合物中之任何 兩者或兩者以上之組合組成之群。 4，如請求項3之熱傳遞組合物，其中該第三組份係選自由 以下各物組成之群：單氟乙烷（HFC_161)、二 一氣乙燒 (HFC-152a)、三氟乙烧（HFC_143a)、mi 弗I*乙燒

   (HFCM34a)、五氟乙烧(齡125)、至少—種式汰敦歸煙： >4- (丨）， 其中各R獨立地為Cl、F、Br、I或H， W為（CR2)nY， Y為 CRF2， 且η為0或1 組合。 及此等化合物中之任何兩者或兩 $从上之 132893.doc 200923060 士月求項4之熱傳遞組合物，其中Y為CF3。 ，項5之熱傳遞組合物，其中不飽和 少-個Μη。 蝻反上之至 如。月求項6之熱傳遞組合物，其中η為0。 8. 9. 如:求項4之熱傳遞組合物，其中γ為Cf3且η為〇。 人月，項3之熱傳遞組合物，其中該至少一種氟烯烴包 含至少—種四氟丙烯（HFCM 234)。 10. Γ 3求項9之熱傳遞組合物，其中該至少一種四氟 為 HF〇-1234ze。 月求員1之熱傳遞組合物，其中該第一組份、該第二 、-且伤及δ亥第三組份在存在時係以在低溫應用中可有效提 供谷里實質上不小於R-22、R-404A、R-407C、r_41〇a 或R-507及其中任何兩者或兩者以上之組合中之至少一 者的容量的熱傳遞組合物之量存在。 如β求項1之熱傳遞組合物其中該第一組份、該第二 組伤及该第三組份在存在時係以在中等溫度應用中可有 效提供容量實質上不小於R-22、R-404A、R-407C、R-41 〇A或r_507及其中任何兩者或兩者以上之組合中之至 少一者的容量的熱傳遞組合物之量存在。 13.種將熱傳遞至流體或物體或將熱自流體或物體傳出之 法其包3使如请求項1之組合物發生相變及在該相 變期間與該流體或物體交換熱。 如知求項11之方法，其中該Hf〇_i234ze包含至少約9〇重 ϊ%之反-1，3,3,3-四氟丙烯（反_HF〇-l234ze)。 132893.doc 200923060 1 5 ·如請来TS 〜項11之方法，其中該HFO-1234ze包含至少約95重 量°/。之κ; 〜久、1，3,3,3-四氟丙烯（反-HFO-1234ze)。 1 6.如 §青 1 八喝11之方法，其中該HFO-1234ze包含至少約97重 里 /〇之反-1，3,3,3-四氟丙烯（反-HFO-1234ze)。 種冷/東系統，其包含如請求項1之熱傳遞組合物。 18.如印求項17之冷凍系統，其係選自由以下各系統組成之 群.Ά車空氣調節系統、家用空氣調節系統、商業空氣 ^. 凋即系統、家用冰箱系統、家用冷凍機系統、商業冰箱 系統、商業冷凍機系統、冷卻器空氣調節系統、冷卻器 冷凍系統、熱泵系統及此等系統中之兩者或兩者以上之 組合。 1 9. 一種選擇用於現有熱傳遞系統之組合物之方法，該方法 包含： a)以足以允許接近該現有熱傳遞系統中所使用之流體 之容量的方式分析該現有熱傳遞系統； c； b)使兩種或兩種以上之熱傳遞組合物之容量接近，該 等兩種或兩種以上之組合物包含： (0第一組份，其包含二氟甲烷（R_32); (U)第二組份，其係選自由CF3l、五氟丙 烯（HFO-I225)及其組合組成之群； (iii)及視情況至少一種第=έ於 裡乐一組伤，其係選自由氟化 C2-C3化合物組成之群；及 c)選擇該等兩種或兩種以上之熱傳遞組合物中之至少 一者以供該現有熱傳遞系統使用。 I32893.doc