含有经氟取代的烯烃的组合物的制作方法
【专利摘要】本发明揭示四氟丙烯、尤其是(HFO-1234)的e在包括致冷设备在内的多种应用中的用途。所述材料通常用作加热和冷却的致冷剂、用作发泡剂、用作气雾剂推进剂、用作溶剂组合物以及用作灭火剂和火灾抑制剂。
【专利说明】含有经氟取代的烯烃的组合物
[0001]本申请是分案申请，其母案是申请日为2005年4月29日、申请号为200580013536.6、发明名称为“含有经氟取代的烯烃的组合物”。
【技术领域】
[0002]本发明是关于在尤其包括致冷系统的多种应用中具有效用的组合物，并且也是关于利用所述组合物的方法和系统。在优选方面，本发明是针对包含本发明的至少一种多氟代烯烃的致冷剂组合物。
【背景技术】
[0003]已发现碳氟化合物基流体广泛用于多种商业和工业应用中。举例而言，碳氟化合物基流体通常用作诸如空气调节、热泵和致冷应用的系统中的工作流体。蒸气压缩循环是在致冷系统中实现冷却或加热的最常用类型的方法之一。蒸气压缩循环通常涉及致冷剂在相对低的压力下通过吸热由液相变为气相且随后在相对低的压力和温度下通过热移除由气相变为液相的相变；将蒸气压缩至相对高的压力；在此相对高的压力和温度下通过热移除将气相冷凝成液相；及随后降低压力以再次起始循环。
[0004]致冷的主要目的是在相对低的温度下将热量自目标流体或其它流体中移除，而热泵的主要目的是在相对环境更高的温度下增加热量。
[0005]多年来，在许多应用中，某些碳氟化合物已成为诸如致冷剂的许多热交换流体中的优选组份。举例而言，诸如氯氟甲烷和氯氟乙烷衍生物的氟代烷已由于其独特的化学和物理特性组合而在包括空气调节和热泵应用的应用中广泛用作致冷剂。蒸气压缩系统中常用的多种致冷剂都为单一组份流体或共沸混合物。
[0006]近年来，已愈来愈关注对于地球大气和气候的潜在危害，且已将某些氯基化合物识别为在此点上尤其有问题的化合物。由于与许多此类化合物有关的臭氧损耗特性，在空气调节和致冷系统中用作致冷剂的含氯组合物(诸如氯氟碳化物(CFC)、氢氯氟碳化物(HCFC)及其类似物)已变得不受欢迎。因此，已愈来愈需要可提供致冷和热泵应用的替代选择的新碳氟化合物和氢氟碳化合物和组合物。举例而言，通过用不会损耗臭氧层的不含氯致冷剂化合物(诸如氢氟碳化物(HFC))替代含氯致冷剂来改进含氯致冷系统已变得合乎需要。
[0007]然而，通常认为重要的是任何潜在的代用致冷剂也必须具有许多最广泛使用的流体中所存在的那些特性，诸如极佳的传热特性、化学稳定性、低毒性或无毒性、不易燃性和润滑剂相容性等。
[0008]申请者已开始意识到润滑剂相容性在许多应用中尤为重要。更尤其是，非常需要致冷流体与大多数致冷系统中使用的用于压缩机组中的润滑剂相容。不幸的是，包括HFC的许多不含氯致冷流体相对不溶和/或不混溶于传统上与CFC和HFC —起使用的润滑剂类型中，所述润滑剂包括(例如)矿物油、烷基苯或聚(α-烯烃)。为使致冷流体-润滑剂组合以在压缩致冷、空气调节和/或热泵系统内有效的理想水平工作，润滑剂应在各种操作温度下充分溶于致冷液体中。所述溶解性降低润滑剂的粘性，并使其更易于在整个系统中流动。在缺少所述溶解性的情况下，润滑剂易于积存在致冷、空气调节或热泵系统的蒸发器旋管以及所述系统的其它部分中，且因此降低系统效率。
[0009]关于使用效率，重要的是应注意致冷剂热力学效能或能效的损失可通过因电能需求增加而增加的化石燃料使用对环境造成次级影响。
[0010]此外，通常认为需要对当前用于CFC致冷剂中的习知蒸气压缩技术不会造成主要工程改变的有效CFC致冷剂代用品。
[0011]对于许多应用而言，易燃性是另一重要特性。也就是说，应认为在尤其包括传热应用的许多应用中使用不易燃组合物是重要或必要的。因此，使用所述不易燃组合物化合物通常是有益的。如本文所使用的术语“不易燃”是指当根据2002年实施的ASTM标准E-681(其是以引用的方式并入本文)确定时经确定为不易燃的化合物或组合物。不幸的是，可能另外需要用于致冷剂组合物中之许多HFC也并非不易燃的。举例而言，氟代烷二氟乙烷(HFC-152a)和氟代烯1，1，1-三氟丙烯(HF0_1234zf)各为易燃的，且因此不可用于许多应用中。
[0012]已建议将较高碳数的氟代烯，亦即经氟取代的具有至少五个碳原子的烯烃用作致冷剂。Smutny的美国专利第4，788，352号是针对具有至少某一不饱和度的氟代C5至C8化合物的制备。Smutny专利识别出已知所述较高碳数的烯烃可用作致冷剂、杀虫剂、介电流体、传热流体、溶剂和多种化学反应中的中间体(参看第I列，第11-22行)。
[0013]尽管Smutny中所述的氟代烯烃可在传热应用中具有某种程度的效用，但据信所述化合物也可以具有某些缺点。举例而言，所述化合物中的一些可易于侵蚀衬底，尤其通用塑料，诸如丙烯酸树脂和ABS树脂。此外，Smutny中所述的较高碳数的烯烃化合物也可以由于所述化合物可由Smutny中所述的杀虫剂活性引起潜在程度的毒性而不适用于某些应用中。另外，所述化合物也可具有因过高而致使其不能在某些应用中用作致冷剂的沸点。
[0014]溴氟甲烷和溴氯氟甲烷衍生物，尤其溴三氟甲烷(哈龙(Halon) 1301)和溴氯二氟甲烷(哈龙1211)已在封闭区域(诸如飞机舱和电脑室)中日益广泛地用作灭火剂。然而，多种哈龙因其高臭氧损耗而正逐渐退出使用。而且，由于哈龙通常用于人类出现的区域中，所以适当的代用品也必须在抑制或灭火所需的浓度下对人类安全。
[0015]因此，申请者已开始意识到需要潜在可用于多种应用(包括蒸气压缩加热和冷却系统及方法)中并避免上述缺点中的一个或一个以上缺点的组合物，且尤其需要传热组合物、灭火/抑制火灾组合物、发泡剂、溶剂组合物和相容剂。
【发明内容】
[0016]申请者已发现上述需求和其它需求可通过一些组合物来满足，所述组合物包含一种或一种以上的C3或C4氟代烯，优选具有下式I的化合物:
[0017]XCFzR3_z (I)，
[0018]其中X为C2或C3不饱和、经取代或未经取代的烷基，各R独立为Cl、F、Br、I或H，且z为I至3。在式I化合物中，尤其优选1，3，3，3_四氟丙烯的顺和反异构体(HF0-1234ze)。
[0019]本发明也提供利用本发明组合物的方法和系统，其包括用于传热、发泡、溶剂化、调味剂和芳香剂提取和/或传递及气雾剂产生的方法和系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]无
【具体实施方式】
[0021]组合物
[0022]本发明是针对包含至少一种含有3至4个碳原子(优选3个碳原子)和至少一个碳碳双键的氟代烯的组合物。如果本发明的氟代烯化合物含有至少一个氢，则在本文中有时出于便利的目的将其称为氢氟-烯烃或“HF0”。尽管预期本发明的HFO可含有两个碳碳双键，但目前认为所述化合物并非优选的。
[0023]如上文所提及，本发明组合物包含一种或一种以上根据式I的化合物。在优选实施例中，所述组合物包括下式II的化合物:
[0024]
【权利要求】
1.一种传热组合物，其包含: (a)至少一种式I的氟代烯:
XCFzR3_z (I) 其中X为C2或C3不饱和、经取代或未经取代烷基；R独立地为Cl、F、Br、I或H ;且z为I至3， 所述组合物具有不高于约1000的全球变暖潜能(GWP)。
2.一种替换致冷剂系统中所含有的现存致冷剂的方法，其包含自所述系统中替换所述现存致冷剂中的至少一部分，以及通过将包含至少一种式I的氟代烯的致冷剂组合物引入所述系统中来替换所述现存致冷剂中的至少一部分:
XCFzR3_z (I) 其中X为C2或C3不饱和、经取代或未经取代烷基；R独立地为Cl、F、Br、I或H ;且z为I至3。
3.一种将热传送至流体或物体或自流体或物体传送热的方法，其包含使所述流体或物体与包含式I的氟代烯的组合物接触:
XCFzR3_z (I) 其中X为C2或C3不饱和、经取代或未经取代烷基；各R独立为Cl、F、Br、I或H ;且Z为I至3，所述组合物具有不大于1000的全球变暖潜能(GWP)。
4.一种发泡组合物，其包含发泡聚合物或预聚物和包含至少一种式I的氟代烯的发泡剂:
XCFzR3_z (I) 其中X为C2或C3不饱和、经取代或未经取代烷基；R独立地为Cl、F、Br、I或H ;且z为I至3，所述发泡剂具有不大于约1000的全球变暖潜能(GWP)。
5.一种发泡体,其由根据权利要求4所述的发泡组合物制成。
6.一种发泡体预混组合物，其包含聚合物或预聚物和包含至少一种式I的氟代烯的发泡剂:
XCFzR3_z (I) 其中X为C2或C3不饱和、经取代或未经取代烷基；各R独立为Cl、F、Br、I或H ;且Z为I至3。
7.一种组合物，其包含: (a)至少一种式I的氟代烯:
XCFzR3_z (I) 其中X为C2或C3不饱和、经取代或未经取代烷基；各R独立为Cl、F、Br、I或H ;且z为I至3 ;及 (b)至少一种佐剂，其是选自由多元醇预混物组份、调味剂、芳香剂和所述物质中的两种或两种以上的组合组成的群组。
8.一种推进剂组合物，其包含至少一种式I的氟代烯:
XCFzR3_z (I) 其中X为C2或C3不饱和、经取代或未经取代烷基；R独立地为Cl、F、Br、I或H ;且z为I至3，所述组合物具有不大于约1000的全球变暖潜能(GWP)。
9.一种发泡剂，其包含至少一种式I的氟代烯:
XCFzR3_z (I) 其中X为C2或C3不饱和、经取代或未经取代烷基；R独立地为Cl、F、Br、I或H ;且z为I至3，且所述发泡剂具有不大于约1000的全球变暖潜能(GWP)。
10.一种自植物中提取调味剂或芳香剂化合物的方法，其包含使所述植物与包含至少一种式I的氟代烯的提取剂接触:
XCFzR3_z (I) 其中X为C2或C3不饱和、经取代或未经取代烷基；R独立地为Cl、F、Br、I或H ;且z为I至3。
【文档编号】B01D11/00GK104178089SQ201410381845
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2005年4月29日 优先权日:2004年4月29日
【发明者】拉吉夫.R.辛格, 汉.T.范, 戴维.P.威尔逊, 雷蒙德.H.托马斯 申请人:霍尼韦尔国际公司