包含四氟丙烯和二氟甲烷的制冷剂混合物及其用图_3

文档序号:8268778阅读:来源:国知局

[0069] 包含HF0-1234yf、HFC-32和反式-HF0-1234ze的本发明的组合物提供标称组合物 以及WCFF组合物,所述WCFF组合物具有按照ASHRAE标准34-2010表示A类较低毒性的超 过400ppm的OEL。另外,这些组合物具有小于IOcm/秒的燃烧速度,从而根据ASHRAE标准 34-2010建立2L低易燃性分类。
[0070] 在一个实施例中,组分(A) (1)选自具有约200或更小的OEL的制冷剂。此类制冷 剂可包括HF0-1225ye和HF0-1234yf。在另一个实施例中,组分(A) (1)选自具有约100或 更小的OEL的制冷剂。此类制冷剂可包括HF0-1225ye和HF0-1234yf。
[0071] 认为HF0-1234yf和包含HF0-1234yf的混合物是具有较高GWP的某些制冷剂和 制冷剂混合物的低GWP替换物。具体地讲,R-410A(包含50重量% HFC-125和50重量% HFC-32的混合物的ASHRAE名称)具有2088的GWP,并且需要被替换。
[0072] 在一些实施例中,除了四氟丙烯和二氟甲烷以外,本发明所公开的组合物还可包 含任选的非制冷剂组分。
[0073] 在一些实施例中,本文所公开组合物中的任选的非制冷剂组分(本文中还称为添 加剂)可包括一种或多种选自下列的组分:润滑剂、染料(包括紫外线染料)、增溶剂、增容 剂、稳定剂、示踪剂、全氟聚醚、抗磨剂、极压剂、腐蚀和氧化抑制剂、金属表面能减小剂、金 属表面去活化剂、自由基清除剂、泡沫控制剂、粘度指数改善剂、降凝剂、洗涤剂、粘度调节 剂、以及它们的混合物。实际上,这些任选的非制冷剂组分中的许多属于这些类别中的一种 或多种,并且可具有使它们自身获得一种或多种性能特征的品质。
[0074] 在一些实施例中,一种或多种非制冷剂组分相对于总体组合物以少量存在。在一 些实施例中,本发明所公开的组合物中一种或多种添加剂的浓度量为所述总体组合物的小 于约0. 1重量%至多达约5重量%。在本发明的一些实施例中,添加剂在本发明所公开的 组合物中的含量介于所述总体组合物的约0. 1重量%至约5重量%之间,或介于约0. 1重 量%至约3. 5重量%之间。所选择的用于本发明所公开的组合物中的一种或多种添加剂组 分是基于实用性和/或各个设备组件或系统要求来选择的。
[0075] 在一些实施例中,润滑剂为矿物油润滑剂。在一些实施例中,矿物油润滑剂选自链 烷烃(包括直碳链饱和烃、支碳链饱和烃、以及它们的混合物)、环烷烃(包括饱和环状和环 结构)、芳族化合物(具有包含一个或多个环的不饱和烃的那些,其中一个或多个环的特征 在于交替的碳-碳双键)和非烃类(包含原子诸如硫、氮、氧、以及它们的混合物的那些分 子)、以及它们的混合物和组合。
[0076] 某些实施例可包含一种或多种合成润滑剂。在一些实施例中,合成润滑剂选自烷 基取代的芳族化合物(诸如被直链、支链、或直链和支链烷基基团的混合物取代的苯或萘, 通常称为烷基苯)、合成链烷烃和环烷烃、聚(α -烯烃)、聚二醇(包括聚亚烷基二醇)、二 元酸酯、聚酯、多元醇酯、新戊酯、聚乙烯醚(PVE)、硅氧烷、硅酸酯、氟化化合物、磷酸酯、聚 碳酸酯、以及它们的混合物,即本段中公开的任何润滑剂的混合物。
[0077] 本文所公开的润滑剂可为可商购获得的润滑剂。例如,润滑剂可以为由BVA Oils 出售的商品名为BVM 100N的石蜡矿物油,由Crompton Co.出售的商品名为Suniso" 1GS、 Suniso'8' 3GS和SunisO'hGS的环烧径矿物油,由Pennzoil出售的商品名为s〇ntex?+'372LT 的环烧径矿物油,由Calumet Lubricants出售的商品名为Calumet_H_ R〇_30的环烧径矿 物油,由 Shrieve Chemicals 出售的商品名为Zerol? 75、Zerol? 150 和Zerol? 500 的直 链烷基苯以及由Nippon Oil出售的商品名为HAB 22的支链烷基苯,由Castrol (United Kingdompolyol)出售的商品名为Castrol? 100 的多元醇醋(POE),得自 Dow(Dow Chemical, Midland,Michigan)的聚亚烷基二醇类(PAG)诸如RL-488A、以及它们的混合物,即该段中 公开的任何润滑剂的混合物。
[0078] 与本发明一起使用的润滑剂可被设计为与氢氟烃制冷剂一起使用,并且在压缩制 冷和空调设备的操作条件下,可与本文所公开的组合物混溶。在一些实施例中,通过考虑给 定压缩机的要求以及润滑剂将暴露的环境,选择所述润滑剂。
[0079] 在包含润滑剂的本发明的组合物中,所述润滑剂以所述总体组合物的小于5. 0重 量%的量存在。在其它实施例中,所述润滑剂的量介于所述总体组合物的约〇. 1和3. 5重 量%之间。
[0080] 尽管本文已公开上述组合物的重量比,但是应当理解,在一些热传递系统中,虽然 已使用所述组合物,但此类热传递系统的一个或多个设备组件仍可能需要另外的润滑剂。 例如,在一些制冷、空调和热泵系统中,可将润滑剂加入到压缩机和/或压缩机的润滑剂贮 槽中。此类润滑剂为存在于此类系统中的制冷剂中的任何润滑添加剂的补充。在使用中, 所述制冷剂组合物在压缩机中时,可拾取一定量的设备润滑剂而使制冷剂-润滑剂组合物 变得不同于起始比率。
[0081] 在此类热传递系统中,即使润滑剂大部分留置于所述系统的压缩机部分内,整个 系统仍可包含具有多达约75重量%至至少约I. 0重量%的为润滑剂的组合物的总体组合 物。在一些系统中,如超市冷冻展示柜中,所述系统可包含约3重量%的润滑剂(超过和高 于制冷剂组合物注入系统前已存在于其中的任何润滑剂)和97重量%的制冷剂。
[0082] 与本发明组合物一起使用的非制冷剂组分可包含至少一种染料。所述染料可为至 少一种紫外(UV)染料。所述UV染料可为荧光染料。所述荧光染料可选自萘酰亚胺、茈、香 豆素、蒽、菲、咕吨、噻吨、苯并夹氧杂蒽、荧光素、以及所述染料的衍生物和它们的组合,所 述组合是指该段中公开的任何前述染料或它们衍生物的混合物。
[0083] 在一些实施例中,本发明所公开的组合物包含约0. 001重量%至约I. 0重量%的 UV染料。在其它实施例中,所述UV染料以约0. 005重量%至约0. 5重量%的量存在;并且 在其它实施例中,所述UV染料以所述总体组合物的约0. 01重量%至约0. 25重量%的量存 在。
[0084] UV染料是用于通过允许人在设备(例如制冷设备、空调或热泵)中的渗漏点的位 置处或邻近渗漏点的位置处观察染料的荧光来检测组合物渗漏的可用的组分。可在紫外光 下观察到来自染料的紫外射线例如荧光。因此,如果包含此类紫外染料的组合物从设备中 的给定点渗漏,则能够在渗漏点处或邻近渗漏点的位置处检测到荧光。
[0085] 可与本发明组合物一起使用的另一种非制冷剂组分可包含至少一种增溶剂,选择 所述增溶剂以改善一种或多种染料在所公开组合物中的溶解度。在一些实施例中,染料与 增溶剂的重量比范围为约99 : 1至约1 : 1。增溶剂包含至少一种选自以下的化合物:烃、 烃醚、聚亚氧烷基二醇醚(诸如双丙二醇二甲醚)、酰胺、腈、酮、氯烃(诸如二氯甲烷、三氯 乙烯、氯仿、或它们的混合物)、酯、内酯、芳香醚、氟代醚和1,1,1-三氟烷烃以及它们的混 合物,即本段中公开的任何增溶剂的混合物。
[0086] 在一些实施例中,所述非制冷剂组分包含至少一种增容剂以改善一种或多种润滑 剂与所公开组合物的相容性。增容剂可选自烃、烃醚、聚亚氧烷基二醇醚(诸如双丙二醇二 甲醚)、酰胺、腈、酮、氯烃(诸如二氯甲烷、三氯乙烯、氯仿、或它们的混合物)、酯、内醋、芳 香醚、氟代醚、1,1,1-三氟烷烃、以及它们的混合物,即本段中公开的任何增容剂的混合物。
[0087] 增溶剂和/或增容剂可选自由仅含碳、氢和氧的醚组成的烃醚诸如二甲醚(DME) 以及它们的混合物,即本段中公开的任何烃醚的混合物。
[0088] 所述增容剂可为包含6至15个碳原子的直链或环状脂族或芳族烃增容剂。所述增 容剂可为至少一种烃,所述烃至少选自己烷、辛烷、壬烷和癸烷等。可商购获得的烃增容剂 包括但不限于由Exxon Chemical (USA)出售的商品名为丨sopar" H( ^ 烧(C11)和十二烧 (C12)的混合物)(高纯度C11至C 12异链烧径)、Aromatic 150 (C 9至C n芳族化物)、Aromatic 200 ((:9至C 15芳族化物)、和Naptha 140 (C 5至C n链烷烃、环烷烃和芳族烃的混合物)的那 些、以及它们的混合物,即本段中公开的任何烃的混合物。
[0089] 另选地,所述增容剂可为至少一种聚合物增容剂。所述聚合物增容剂可为氟化 和非氟化丙烯酸酯的无规共聚物,其中所述聚合物包含至少一种单体的重复单元,所述单 体由式 CH2 = C (R 〇 CO2R2、CH2 = C (R 3) C6H4R4、和 CH2 = C (R 5) C6H4XR6表示,其中 X 为氧或硫; R1、R3和R5独立地选自!1和C1-C 4烷基基团;并且R2、R4和R6独立地选自基于碳链的含C 和F的基团,并且还可包含H、C1、醚氧、或者硫醚、亚砜或砜基团形式的硫、以及它们的混合 物。此类聚合物增溶剂的例子包括以商品名Zoiiy广1 PHS从E. I. du Pont de Nemours and Company (Wilmington,DE,19898, USA)商购获得的那些。Zonyik PHS为无规共聚物,其通过 使40重量% CH2= C (CH3) CO2CH2CH2 (CF2CF2) mF(还称为Zonyl?氟甲基丙烯酸酯或ZFM)(其 中m为1至12,主要为2至8)和60重量%甲基丙烯酸月桂酯(CH 2= C (CH 3) CO2 (CH2) nCH3, 还称为LMA)聚合制得。
[0090] 在一些实施例中,所述增容剂组分包含约0. 01至30重量% (基于增容剂的总量 计)的添加剂,其以减小润滑剂对金属粘附性的方式,减小存在于换热器中的金属铜、铝、 钢、或其它金属、以及它们的金属合金的表面能。减小金属表面能的添加剂的例子包括可以 商品名Zonyi li FSA、Z〇nyl? FSP和Zonyl? FSJ从DuPont商购获得的那些。
[0091] 可与本发明组合物一起使用的另一种非制冷剂组分可为金属表面去活化剂。金属 表面去活化剂选自草酰基双(亚苄基)酰肼(CAS注册号6629-10-3)、N,f -双(3, 5-二 叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰肼)(CAS注册号32687-78-8)、2,2< -草酰胺基双乙基-(3, 5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)(CAS注册号70331-94-1)、N,N'-(双亚水杨基)-1, 2_二氨基丙烷(CAS注册号94-91-7)和乙二胺四乙酸(CAS注册号60-00-4)及其盐、以及 它们的混合物,即本段中公开的任何金属表面去活化剂的混合物。
[0092] 另选地,与本发明组合物一起使用的非制冷剂组分可为稳定剂,所述稳定剂选自 受阻酚、硫代磷酸盐、丁基化硫代磷酸三苯酯、有机磷酸盐或亚磷酸盐、芳基烷基醚、萜烯、 萜类化合物、环氧化物、氟化环氧化物、氧杂环丁烷、抗坏血酸、硫醇、内酯、硫醚、胺、硝基甲 烷、烷基硅烷、二苯甲酮衍生物、芳基硫化物、二乙烯基对苯二甲酸、二苯基对苯二甲酸、离 子液体、以及它们的混合物,即本段中公开的任何稳定剂的混合物。
[0093] 所述稳定剂可选自生育酚;对苯二酚;叔丁基对苯二酚;单硫代磷酸酯;和二硫代 磷酸盐,可以商标Irgalube? 63 从 Ciba
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