四氟丙烯组合物及其使用
【专利说明】四氣丙婦组合物及其使用
[0001] 本申请是专利申请号为200980146245. 2、国际申请日为2009年11月18日（国际 申请号为PCT/US2009/064921)、发明名称为"四氣丙締组合物及其使用"的发明专利申请的 分案申请。
[0002] 相关申请的香叉引用
[0003] 本专利申请要求2008年11月19日提交的美国临时专利申请61/116, 029和2009 年5月21日提交的美国临时专利申请61/180, 281的优先权利益。
技术领域
[0004] 本公开设及用于致冷、空调和热累系统中的组合物，其中所述组合物包含四氣丙 締和至少一种其他化合物。本发明的组合物可用于制冷或制热的过程，作为热传递流体、泡 沫发泡剂、气溶胶推进剂W及阻燃和灭火剂。
【背景技术】
[0005] 在过去几十年来，制冷工业一直在致力于寻找替代制冷剂，W替代蒙特利尔议定 书中逐步淘汰的损耗臭氧层的氯氣姪（CFC)和氨氯氣姪（HCFC)。对大多数制冷剂生产商 而言，解决方案一直是氨氣姪（HFC)制冷剂的商品化。目前应用最广泛的新型HFC制冷剂 HFC-134a具有零臭氧损耗潜势，因此不受当前蒙特利尔议定书逐步淘汰规定的影响。
[0006] 另外的环保法规可能会最终导致全球性地逐步淘汰某些HFC制冷剂。目前，汽车 工业正面临着与移动式空调所用制冷剂引起的全球变暖潜势有关的法规。因此，就移动式 空调市场而言，目前迫切需要找到全球变暖潜势较低的新型制冷剂。将来所述的法规将会 应用得更加广泛，例如就固定式空调和制冷系统而言，对于可用于所有致冷和空调工业领 域中制冷剂将会有更大的需求。
[0007] 目前建议的HFC-134a替代性制冷剂包括HFC-152a、诸如了烧或丙烷之类的纯姪、 或诸如C0之类的"天然"制冷剂。该些建议的替代物中许多是有毒、易燃和/或低能量效 率的。也建议了 HCFC-22、R404A、R407C和R410A等等的新替代物。因此，正在寻找新型供 选择的替代制冷剂。
【发明内容】
[0008] 本公开的目的是提供新型制冷剂组合物和热传递流体组合物，所述组合物提供独 特的特征W满足与现有制冷剂相比低或零臭氧损耗潜势和低全球变暖潜势的要求。
[0009] 本文公开了组合物，所述组合物选自包含下列的组合物：
[0010] HF0-12：Myf，HFC-152a 和 HFC-134a ;
[0011] HF0-12：Myf，HFC-125 和 HFC-152a ;
[0012] HF0-12：Myf，HFC-125 和 HFC-134a ;
[0013] HF0-12：Myf，HFC-32 和 HFC-134a ;
[0014] HF0-12：Myf，HFC-32, HFC-125 和 HFC-134a ;
[00巧]HF0-12：Mze和HFC-32 ;
[0016] HF0-12：Mze 和 HFC-125;
[0017] HF0-12：Mze，HFC-125 和 HFC-152a;
[0018] HF0-12：Mze，HFC-125 和 HFC-134a;
[0019] HF0-12：Mze，HFC-32 和 HFC-134a;
[0020] 和
[0021] HF0-12：Mze，HFC-32, HFC-125 和 HFC-134a。
[0022] 本文还公开了包含不超过约60重量％ HF0-1234W和至少约40重量％ HFC-134a 的不易燃组合物。
[0023]本文还公开了包含至少约85重量％邸0-1234钟和至多约15重量％HFC-32的组 合物。
[0024]发巧详巧
[00巧]在提出下述实施方案详情之前，先定义或阐明一些术语。
[0026]定交
[0027] 如本文所用，术语热传递组合物是指用于将热量从热源传递到散热器的组合物。
[0028] 热源被定义为希望从此处添加、转移、迁移或转运热量的任何空间、场所、实物或 物体。热源的实例为需要制冷或冷却的空间（开放或密闭的），如超市内的冷藏机或冰冻 机、需要空调的建筑空间、工业水冷却器或需要空调的汽车乘客室。在一些实施方案中，热 传递组合物可在整个转移过程中保持恒定状态（即不蒸发或冷凝）。在其它实施方案中，蒸 发冷却过程也可使用热传递组合物。
[0029]散热器被定义为能够吸热的任何空间、场所、物体或主体。蒸汽压缩制冷系统是此 类散热器的一个实例。
[0030] 热传递系统是用于在特定空间内产生加热或冷却效果的系统（或设备）。热传递 系统可为移动式系统或固定式系统。
[0031] 热传递体系的实例包括但不限于空调、冷冻机、冷藏机、热累、水冷却器、满液式蒸 发冷却器、直接膨胀式冷却器、步入式冷藏柜、移动式冷藏机、移动式空调装置，除湿器W及 它们的组合。
[0032] 如本文所用，移动式热传递体系是指整合到公路、铁路、海洋或空中运输装置中的 任何制冷、空调或加热设备。此外，移动式制冷或空调装置包括独立于任何移动载体并被称 为"联合运输"系统的那些设备。此类联合运输系统包括"集装箱"（海路/陆路联合运输） W及"可折卸货厢"（公路/铁路联合运输）。
[0033] 如本文所用，固定式热传递系统为在运转期间固定在一个地方的系统。固定式热 传递系统可结合到任何类型建筑之中或连结到其上，或者可W是户外的独立式装置，诸如 软饮料自动贩卖机。该些固定式应用可W是固定式空调和热累（包括但不限于冷却器，高 温热累，住宅、商业或工业空调体系，并且包括窗式、无管式、导管式、整体式末端冷却器，W 及在建筑外部但与建筑连接的那些，如屋顶体系）。在固定式制冷应用中，所公开的组合物 可用于设备中，所述设备包括商业、工业或家用冷藏机和冷冻机、制冰机、整体式冷却机和 冷冻机、满液式蒸发冷却器、直接膨胀式冷却器、步入式和手取式冷却机和冷冻机，W及组 合系统。在一些实施方案中，所公开的组合物可用于超市制冷系统中。此外，固定式应用可 使用二次回路系统，该系统使用初级制冷剂在一个位置制冷，然后通过次级热传递流体将 其传送到远处的位置。
[0034]制冷量（有时称为冷却容量）是定义蒸发器中每磅循环制冷剂的制冷剂洽变的术 语，即在给定时间内，由蒸发器中的制冷剂移走的热量。制冷量是制冷剂或热传递组合物制 冷能力的量度。因此，制冷量越高，产生的冷却效果越大。
[00巧]性能系数（OP)是移走的热量与运转循环所需的能量输入的比值。COP越高，能量 效率越高。COP与能量效率比巧ER)直接相关，所述能量效率比为制冷或空调设备在一组具 体内部和外部温度下的效率等级。
[0036] 术语"过冷"是指液体温度降至给定压力下液体的饱和点W下。饱和点是在给定 压力下蒸汽完全冷凝成液体，但不过冷（继续使液体冷却至更低温度的液体）的温度。通 过将液体冷却至饱和温度（或泡点温度）W下，可增加净制冷量。因此过冷提高了系统的 制冷量和能量效率。过冷量是冷却到饱和温度W下的量（单位为度）。
[0037] 术语过热定义为蒸汽组合物被加热超过其饱和蒸汽温度（在此温度下，如果组合 物冷却，将形成第一滴液体，也称为"露点"）的多少。
[0038] 温度滑移（有时简称为滑移）定义为除任何过冷或过热外，制冷系统组件内制冷 剂相变过程的起始温度与最终温度之差的绝对值。此术语可用于描述近共沸或非共沸组合 物的冷凝或蒸发。
[0039] 共沸组合物是指表现得如同单一物质的两种或更多种物质的恒沸混合物。一种表 征共沸组合物的方法是：由液体部分蒸发或蒸馈产生的蒸汽与它从其中蒸发或蒸馈的液体 具有相同的组成，即混合物蒸馈/回流无组成变化。恒沸组合物的特征为共沸，因为与相同 化合物的非共沸混合物的沸点相比，它们表现出最高或最低沸点。操作期间，制冷或空调系 统中的共沸组合物不分馈。此外，共沸组合物在从制冷或空调系统中渗漏时不分馈。
[0040] 近共沸组合物（还通常被称为"类共沸组合物"）是表现得基本上如同单一物质的 两种或更多种物质的基本上恒沸的液体混合物。一种表征近共沸组合物的方法是；由液体 部分蒸发或蒸馈产生的蒸汽与它从其中蒸发或蒸馈的液体具有基本上相同的组成，即所述 混合物蒸馈/回流无显著组成变化。表征近共沸组合物的另一种方法是，具体温度下组合 物的泡点蒸汽压和露点蒸汽压基本上相同。本文中，如果在通过诸如蒸发或煮沸除去50重 量％的组合物后，原组合物与50重量％原组合物被除去后剩余组合物之间的蒸汽压差小 于约10%，则组合物是近共沸的。
[0041] 非共沸组合物为两种或更多种物质的混合物，它表现得如同简单混合物而不是单 一物质。一种表征非共沸组合物的方法是：由液体部分蒸发或蒸馈产生的蒸汽与它从其中 蒸发或蒸馈的液体具有显著不同的组成，也就是说，所述混合物蒸馈/回流，发生了基本的 组成变化。表征非共沸组合物的另一种方法是，具体温度下组合物的泡点蒸汽压和露点蒸 汽压显著不同。本文中，如果通过例如蒸发或煮沸除去50重量％的组合物后，原组合物与 50重量％原组合物被除去后剩余的组合物之间的蒸汽压差大于约10%，则该组合物是非 共沸的。
[0042] 如本文所用，术语"润滑剂"是指加入到组合物或压缩机中（并且接触任何热传递 系统中所使用的任何热传递组合物）为压缩机提供润滑作用W防止部件卡住的任何材料。
[0043] 如本文所用，增容剂为改善所公开组合物的氨氣姪在热传递系统润滑剂中溶解度 的化合物。在一些实施方案中，增容剂增加了压缩机的回油性。在一些实施方案中，所述组 合物与系统润滑剂一起使用，W降低富油相粘度。
[0044] 如本文所用，回油性是指热传递组合物携带润滑剂通过热传递系统并将其返回压 缩机的能力。也就是说，在使用时，常见的是一部分压缩机润滑剂被热传递组合物从压缩机 带走到系统的其它部分。在此类系统中，如果润滑剂未有效地返回压缩机，则压缩机将因缺 少润滑而最终失效。
[0045] 如本文所用，"紫外"染料被定义为可吸收电磁波频谱在紫外或"近"紫外区域内光 的紫外巧光组合物或磯光组合物。在至少一些福射下发出的波长在10纳米至约775纳米 范围内的紫外光照射下，可检测到紫外巧光染料发出的巧光
[0046] 使用术语易燃性来表示组合物点燃和/或蔓延火焰的能力。就制冷剂和其他热传 递组合物而言，易燃下限（"LFL")为热传递组合物在空气中能够在ASTM(美国材料与测试 协会化681指定的测试条件下通过组合物的均匀混合物和空气产生火焰的最小浓度。易燃 上限（"UFL")是在相同的测试条件下热传递组合物在空气中能够通过组合物的均匀混合 物和空气产生火焰的最大浓度。易燃性测试ASTM E681是在ASHRAE (美国加热、制冷和空 调工程师协会）在ASHRAE标准34中所指定的特定温度下，在存在于液体上方的密闭容器 内的液相和蒸汽相进行的。为了被ASHRAE分类为不易燃，当配制在液相和蒸汽相中W及在 渗漏事件中，制冷剂必须在ASTM E681的条件下为不易燃的。
[0047] 全球变暖潜势（GW巧是由大气排放一千克具体温室气体与排放一千克二氧化碳 相比而得的评估相对全球变暖影响的指数。计算不同时间范围的GWP，显示指定气体的大气 寿命效应。100年时间范围的GWP通常是参考值。就混合物而言，可根据每种组分的单个 GWP来计算加权平均值。
[0048] 臭氧损耗潜势（0D巧是指由物质所导致臭氧损耗量的数值。0DP是一种化学物质 对臭氧的影响与相同质量的CFC-11 ( S氯氣甲烧）影响的比率。因此，CFC-11的0DP被定 义为1. 0。其它CFC和HC