单氯三氟丙烯化合物和使用其的组合物和方法

文档序号:3505303阅读:431来源:国知局
专利名称:单氯三氟丙烯化合物和使用其的组合物和方法
技术领域
本发明涉及可用于许多用途的组合物、方法和系统,特别包括传热系统,如制冷系统、发泡剂、可发泡组合物、泡沫和用或由泡沫制成的制品、溶剂、气溶胶、推进剂和清洁组合物。在优选方面中,本发明涉及包含至少一种单氯三氟丙烯的这样的组合物。
背景技术
碳氟化合物类流体已广泛用于许多商业和工业用途,包括作为如空调、热泵和制冷系统之类的系统中的工作流体、作为气溶胶推进剂、作为发泡剂、作为传热介质和作为气体电介质。由于与迄今用于这些用途的一些组合物的使用相关的某些可疑的环境问题,包括相对较高的全球变暖潜势,越来越希望使用具有低或甚至零臭氧消耗潜势的流体,如氢氟烃(“HFCs”)。因此,希望使用不含氯氟烃(“CFCs”)或氢氯氟烃(“HCFCs”)的流体。此外,一些HFC流体可能具有相对较高的与其相关的全球变暖潜势,并且希望使用在保持使用性质的所需性能的同时具有尽可能低的全球变暖潜势的氢氟烃或其它氟化流体。另外,在某些情况下希望使用在沸腾和蒸发时基本不分馏的单组分流体或共沸混合物。某些碳氟化合物多年来是许多用途中的许多热交换流体,如制冷剂中的优选组分。例如,氟代烷,如氯氟甲烷和氯氟乙烷衍生物,由于它们的化学和物理性质的独特组合作为包括空调和热泵用途在内的用途中的制冷剂获得广泛应用。蒸汽压缩系统中常用的许多制冷剂是单组分流体或共沸混合物。如上所示,近年来越来越担心对地球大气和气候的潜在破坏,某些氯基化合物已被确定为在这方面特别成问题。含氯组合物(如氯氟烃(CFC)、氢氯氟烃(HCF)等)作为传热系统,如制冷和空调系统中的工作流体的应用,由于与许多这样的化合物相关的臭氧消耗性质而受到冷遇。因此越来越需要作为这些和其它用途中此前使用的组合物的有吸引力的替代品的新型碳氟化合物和氢氟烃化合物和组合物。例如,已希望通过将含氯化合物换成不消耗臭氧层的非含氯化合物,如氢氟烃(HFC)来改造含氯系统,如发泡剂系统或制冷系统。笼统而言工业,特别是传热和发泡剂工业部门不断寻找提供CFC和HCFC的替代品并被视为它们的环保代用品的新型碳氟化合物基混合物。但是,在许多情况下通常被认为重要的是,任何可能的代用品还必须具有许多最广泛使用的这样的材料中存在的那些性质,尤其例如优异的传热性质、适当的化学稳定性、低毒性或无毒性、不可燃性和/或润滑剂相容性和在用作发泡剂时的其它合意的泡沫特性。申请人:已认识到,润滑剂相容性在许多用途中特别重要。更特别地,非常希望制冷流体与大多数制冷系统中所用的压缩机单元中所用的润滑剂相容。不幸地,许多非含氯制冷流体,包括HFC,在传统上与CFC和HFC —起使用的类型的润滑剂,包括例如矿物油、烷基苯或聚(α -烯烃)中相对不可溶和/或不混溶。为使制冷流体/润滑剂组合在压缩制冷、空调和/或热泵系统内以合意水平的效率工作,该润滑剂应在宽的工作温度范围内足够可溶于制冷液。这种可溶性降低润滑剂的粘度并使其更容易流遍该系统。在不存在这种可溶性的情况下,润滑剂倾向于积存在制冷、空调或热泵系统的蒸发器的线圈以及该系统的其它部分中,并由此降低系统效率。就使用效率而言,重要的是指出,制冷剂热力学性能或能量效率的损失通过由电能需求的增加造成的化石燃料用量的增加而具有二次环境影响。此外,CFC制冷剂和发泡剂代用品在不对传统系统,如蒸汽压缩技术和发泡系统作出重大工程改变的情况下有效工作通常被认为合意。用于制造传统发泡材料,例如热塑性材料和热固性材料的方法和组合物早就为人所知。这些方法和组合物通常使用化学和/或物理发泡剂以在聚合基质中形成发泡结构。这样的发泡剂包括例如偶氮化合物、各种挥发性有机化合物(VOC)和氯氟烃(CFC)。化学发泡剂通常发生一定形式的化学改变,包括与形成聚合物基质的材料的化学反应(通常在预定温度/压力下),这造成气体释放,如氮气、二氧化碳或一氧化碳。最常用的化学发泡剂之一是水。通常将物理发泡剂溶解在聚合物或聚合物前体材料中,然后在体积上膨胀(仍在预定温度/压力下)以助于形成发泡结构。物理发泡剂常与热塑性泡沫一起使用,尽管对热塑性泡沫而言,可以使用化学发泡剂代替或补充物理发泡剂。例如,对聚氯乙烯基泡沫的形成而言,已知使用化学发泡剂。对热固性泡沫而言,通常使用化学发泡和/或物理发泡剂。当然,某些化合物和含有它们的组合物可能既构成化学发泡剂又构成物理发泡剂。CFC过去常用作异氰酸酯-基泡沫,如硬质和弹性聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫制备中的标准发泡剂。例如,由CFC材料,如CCl3F (CFC-Il)构成的组合物已成为标准发泡剂。但是,由于其释放到大气中会破坏平流层中的臭氧层,国际条约已禁止使用这种材料。因此,不再常使用纯CFC-Il作为用于形成热固性泡沫,如异氰酸酯-基泡沫和酚醛泡沫的标准发泡剂。可燃性是许多用途中的另一重要性质。也就是说,使用具有低可燃性或不可燃的组合物在许多用途中被认为重要或基本,特别包括在传热和发泡剂用途中。因此,在这种组合物中使用不可燃化合物通常有益。本文所用的术语“不可燃”是指根据经此引用并入本文的ASTM标准Ε-681 (2002年)测得为不可燃的化合物或组合物。不幸地,在其它方面适用于制冷剂或发泡剂组合物的许多HFC并非不可燃。例如,氟代烷二氟乙烷(HFC-15h)和氟代烯1,1,1-三氟丙烯(HF0-1243zf)各自可燃并因此不可用于许多用途。高级氟代烯,即具有至少5个碳原子的氟取代烯,已被提议用作制冷剂。美国专利No. 4,788,352 - Smutny涉及具有至少一定程度不饱和的氟化C5至C8化合物的制造。该Smutny专利确定这样的高级烯烃已知可用作制冷剂、农药、介电流体、传热流体、溶剂和各种化学反应中的中间体(见第1栏,第11-22行)。相对易燃材料的另一实例是氟化醚1,1,22-四氟乙基甲基醚(其被称作HFE-254pc或有时被称作HFE_2Mcb),其经测量具有大约5. 4%至大约24. 4%的易燃极限(体积%)。这一大类的氟化醚在经此引用并入本文的美国专利No. 5,137,932 - Beheme等人中据公开用作发泡剂。在美国专利5,900,185 - Tapscott中已建议使用含溴的卤化碳添加剂降低某些材料,包括发泡剂的可燃性。添加剂在此专利中据说以高效率和短大气寿命,即低臭氧消耗潜势(ODP)和低全球变暖潜势(GWP)为特征。据信,Smutny和Tapscott中描述的烯烃具有某些缺点。例如,这些化合物中的一些倾向于侵蚀基底,特别是通用塑料,如丙烯酸系树脂和ABS树脂。此外,Smutny中描述的高烯烃化合物由于这些化合物的可能由Smutny中指出的农药活性产生的潜在毒性而在某些用途中也不合意。这些化合物还具有太高的沸点以致它们不能用作某些用途中的制冷剂。溴氟甲烷和溴氯氟甲烷衍生物,特别是溴三氟甲烷(Halon 1301)和溴氯二氟甲烷(Halon 1211)已广泛用作封闭区域,如机舱和计算机房中的灭火剂。但是,由于它们的高臭氧消耗,正逐步淘汰各种卤代烃(halon)的使用。此外,由于卤代烃常用在有人的区域中,合适的替代品也必须在抑火或灭火必需的浓度下对人安全。申请人:因此已认识到需要可能可用在许多用途,包括蒸汽压缩加热和冷却系统和方法中,同时避免上述一个或多个缺点的组合物,特别是传热组合物、灭火/抑火组合物、发泡剂、溶剂组合物、推进剂、清洁组合物和增容剂。发明概述
申请人已经发现,包含一种或多种单氯三氟丙烯的组合物,包括传热组合物、发泡剂组合物、泡沫和泡沫预混物、溶剂组合物、推进剂、清洁组合物和增容剂满足上述需要和其它需要,所述单氯三氟丙烯优选为选自下列的化合物反式 CF3CH=CClH (1233zdE);顺式 CF3CH=CClH (1233zdZ);反式 CHF2CF=CCiH (1233ydE);顺式 CHF2CF=CCiH (1233ydZ);反式 CHF2CH=CCiF (1233zbE);顺式 CHF2CH=CCiF (1233zbZ);反式 CHF2CCi=CHF (1233xeE);顺式 CHF2CCi=CHF (1233xeZ);CH2FCCl=CF2 (1233xc);反式 CHFC1CF=CFH (1233yeE);顺式 CHFC1CF=CFH (1233yeZ);CH2C1CF=CF2 (1233yc);CF2C1CF=CH2 (1233xf);和这些中两种或更多种的组合。如上规定的所有这样的化合物预计适用于本发明的某些实施方案。根据本发明的组合物和方法的优选化合物优选表现出一种或多种,优选所有的下列性质化学稳定性;基本没有臭氧消耗潜势(ODP);相对较高程度的与常见污染物,特别是矿物油和/或硅油的混溶性;低或无可燃性;低或无毒性;和低或无全球变暖潜势(GWP)。用在本组合物中的优选化合物据发现同时具有若干这些合意的有益性质。更具体地,该优选化合物具有基本无臭氧消耗潜势,优选为不大于大约0. 5,再更优选不大于大约0. 25,最优选不大于大约0. 1的ODP ;不大于大约150,再更优选不大于大约50的GWP。在许多优选实施方案中,本发明的化合物具有大约10° C至大约60° C,再更优选大约15° C至大约50° C,再更优选大约10° C至大约25° C的标准沸点。该化合物也通常优选没有通过标准闪点方法之一,例如ASTM-1310-86 "Flash point of liquids by tag Open-cup apparatus”测得的闪点和不大于大约100天,再更优选不大于大约50天的大气寿命。优选化合物也与大于20重量%的矿物油和/或硅油混溶,更优选以至少大约80:20至大约20:80的重量比,再更优选以基本所有比例混溶。本发明的优选化合物表现出相对较低的毒性值。本文所用的ODP如经此引用
并入本文的"The Scientific Assessment of Ozone Depletion, 2002” -World
Meteorological association的报告中所规定。本文所用的GWP相对于二氧化碳并经100年期规定,并在与上文提到的ODP相同的参考资料中规定。本文所用的混溶性如本领域技术人员已知的那样根据将两种液体混合在一起时的相形成或分离的目测测量。本发明的组合物因此通常具有非常适用于许多不同用途,包括许多不同类型的清洁和除污用途的性质和特征。在某些实施方案中,本发明的单氯三氟丙烯可以与一种或多种具有下式I的其它氟化烯烃(为方便起见而非作为限制,在下文中被称作“附加氟代烯”)联合使用
XCFzIVz (I)
其中X是C2、C3、C4或C5不饱和的取代或未取代基团,各R独立地为Cl、F、Br、I或H,且ζ是1至3,条件是这种化合物不是单氯三氟丙烯。在某些优选实施方案中,本发明的所述附加氟代烯具有至少四个(4)卤素取代基,其中至少三个是F。优选在某些实施方案中,取代基无一是Br。在某些优选实施方案中,式I的化合物包含其中各非末端不饱和碳具有至少一个卤素取代基,更优选至少一个选自氯和氟的取代基的化合物,优选为三碳化合物,在某些实施方案中具有至少三个氟的化合物尤其优选。在某些优选实施方案,尤其是涉及传热组合物、发泡剂组合物、溶剂组合物和清洁组合物的实施方案中,式I的化合物是三碳烯烃,其中ζ是1或2。因此,式I的化合物在某些实施方案中包含式(IA)的化合物
CFwH2_w =CR-CFzR3_z (ΙΑ)
其中各R独立地为Cl、F、Br、I或H,w是1或2,且ζ是1或2。在式IA的某些优选化合物中,各R是F或H,其实例是CF2=CF-CH2F (HF0-1234yc);CF2=CH-CF2H (HF0-1234zc);反式-CHF=CF-CF2H (HF0-1234ye(E));禾口顺式-CHF=CF-CF2H (HF0-1234ye (Z))。对存在至少一个Br取代基的式(IA)的实施方案而言,该化合物优选不含氢。在这样的实施方案中,Br取代基也通常优选在不饱和碳上,Br取代基再更优选在非末端不饱和碳上。这类中的一种特别优选的实施方案是CF3CBr=CF2,包括其所有异构体。在某些实施方案中,式I的附加氟代烯化合物非常优选包含具有3至5个氟取代基的丙烯、丁烯、戊烯和己烯,存在或不存在其它取代基。在某些优选实施方案中,R都不是Br,不饱和基团优选不含Br取代基。在丙烯中,四氟丙烯(HF0-1234)在某些实施方案中尤其优选。在某些实施方案中,五氟丙烯是优选的,特别包括其中在末端不饱和碳上存在氢取代基的那些五氟丙烯,如CF3CF=CFH (HF0-1225yeZ和/或yeE),特别因为申请人已经发现,这些化合物与至少化合物CF3CH=CF2 (HF0-1225zc)相比具有相对较低的毒性。在丁烯中,氟氯丁烯在某些实施方案中尤其优选。术语“HF0-1234”在本文中用于表示所有四氟丙烯。在四氟丙烯中包括1,1,1,2-四氟丙烯(HF0-1234yf )、顺式-和反式 _1,1,1,3-四氟丙烯(HF0_1234ze)、CF2=CF-Ql2F(HF0-1234yc)、CF2=CH-CF2H(HF0-1234zc)、反式-CHF=CF-CF2H(HF0_1234ye (E))和顺式-CHF=CF-CF2H (HF0-1234ye (Z))。术语HF0_123^e在本文中类属地用于表示1,1,1,3-四氟丙烯,无论其是顺式-还是反式-形式。术语“顺式HF0-1234ze"和“反式HF0-1234ze”在本文中分别用于描述1,1,1,3-四氟丙烯的顺式-和反式-形式。术语“HF0-1234ze”因此在其范围内包括顺式HF0_1234ze、反式HF0_1234ze和这些的所有组合和混合物。术语HF0-1234ye在本文中类属地用于表示1,2,3,3-四氟丙烯(CHF=CF-CF2H),无论其是顺式-还是反式-形式。术语“顺式HF0-1234ye”和“反式HF0-1234ye”在本文中分别用于描述1,2,3,3-四氟丙烯的顺式-和反式-形式。术语“HF0-1234ye”因此在其范围内包括顺式HF0-1234ye、反式HF0-1234ye和这些的所有组合和混合物。术语“HF0-1225”在本文中用于表示所有五氟丙烯。在这些分子中包括1,1,1,2,3五氟丙烯(HF0-1225yez)、它们的顺式-和反式-形式。术语HF0-1225yez因此在本文中类属地用于表示1,1,1,2,3五氟丙烯,无论其是顺式-还是反式-形式。术语“HF0-1225yez”因此在其范围内包括顺式HF0-1225yez、反式HF0-1225yez和这些的所有组合和混合物。在某些优选的实施方案中,该组合物包含至少一种单氯三氟丙烯化合物和至少一种附加的氟化烯烃,包括四氟丙烯,各自以大约20重量%至大约80重量%,更优选大约30重量%至大约70重量%,再更优选大约40重量%至大约60重量%的量存在于该组合物中。本发明还提供利用本发明的组合物的方法和系统。一方面,该方法包括用于传热、用于改造现有传热设备和用于替换现有传热系统中的现有传热流体的方法和系统。在另一些方面中,本组合物用于泡沫、发泡、形成泡沫和泡沫预混物、溶剂化、清洁、香料和芳香剂萃取和/或输递、气溶胶发生、非气溶胶推进剂和作为膨胀剂。发明详述A.组合物
本组合物据信具有由于许多重要的原因而有利的性质。例如,申请人相信,至少一部分基于数学建模,本发明的优选组合物对大气化学没有显著的不利影响,与其它一些卤化物类相比对臭氧消耗的影响可忽略不计。本发明的优选组合物因此具有基本不造成臭氧消耗的优点。优选组合物与目前使用的许多氢氟烷相比基本不造成全球变暖。当然,在本组合物中还可包括调节该组合物的特定性质(例如成本)的其它化合物和/或组分,所有这样的化合物和组分的存在在本发明的宽范围内。在某些优选形式中,本发明的组合物具有不大于大约1500,更优选不大于大约1000,更优选不大于大约500,再更优选不大于大约150的全球变暖潜势(GWP)。在某些实施方案中,本组合物的GWP不大于大约100,再更优选不大于大约75。本文所用的“GWP”如
经此引用并入本文的 “The Scientific Assessment of Ozone Depletion, 2002-the
World Meteorological Association's Global Ozone Research and Monitoring Project的报告”中所规定相对于二氧化碳并经100年期测量。在某些优选形式中,本组合物还优选具有不大于0. 05,更优选不大于0. 02,再更优选大约0的臭氧消耗潜势(0DP)。本文所用的“0DP”如经此引用并入本文的“The
Scientific Assessment of Ozone Depletion, 2002-the World Meteorological
Association's Global Ozone Research and Monitoring Project 的报告,,中所规定。本组合物中所含的单氯三氟丙烯的量可根据特定用途广泛变化,含有超过痕量和少于100%该化合物的组合物在本发明的宽范围内。此外,本发明的组合物可以是共沸的、类共沸物或非共沸的。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含大约5重量%至大约99重量%,再更优选大约5%至大约95%的量的反式CF3CH=CClH (1233zdE)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含大约5重量%至大约99重量%,再更优选大约5%至大约95%的量的顺式CF3CH=CClH (1233zdZ)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含大约5重量%至大约99重量%,再更优选大约5%至大约95%的量的反式CHF2CF=CCiH (1233ydE)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含大约5重量%至大约99重量%,再更优选大约5%至大约95%的量的顺式CHF2CF=CCiH (1233ydZ)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含大约5重量%至大约99重量%,再更优选大约5%至大约95%的量的反式CHFC1CF=CFH (1233yeE)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含大约5重量%至大约99重量%,再更优选大约5%至大约95%的量的顺式CHFC1CF=CFH (1233yeZ)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含该组合物的至少大约50重量%,再更优选至少大约70重量%的量的反式CF3CH=CClH (1233zbE)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含该组合物的至少大约50重量%,再更优选至少大约70重量%的量的顺式CF3CH=CClH (1233ybZ)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含该组合物的至少大约50重量%,再更优选至少大约70重量%的量的反式CHF2CF=CCiH (1233ydE)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含该组合物的至少大约50重量%,再更优选至少大约70重量%的量的顺式CHF2CF=CCiH (1233ydZ)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含该组合物的至少大约50重量%,再更优选至少大约70重量%的量的反式CHFC1CF=CFH (1233yeE)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含该组合物的至少大约50重量%,再更优选至少大约70重量%的量的顺式CHFC1CF=CFH (1233yeZ)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含该组合物的至少大约50重量%,再更优选至少大约70重量%的量的CH2ClCF=CF2 (1233cf)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含该组合物的至少大约50重量%,再更优选至少大约70重量%的量的CF2ClCF=CH2 (1233yf)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含该组合物的至少大约50重量%,再更优选至少大约70重量%的量的反式CHF2CCi=CHF (1233xeE)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含该组合物的至少大约50重量%,再更优选至少大约70重量%的量的顺式CHF2CCi=CHF (1233xeZ)。在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂和传热组合物,包含该组合物的至少大约50重量%,再更优选至少大约70重量%的量的CH2FCCl=CF2 (1233xc)。在本组合物中可包括许多附加化合物或组分,包括润滑剂、稳定剂、金属钝化剂、缓蚀剂、阻燃剂和调节该组合物的特定性质(例如成本)的其它化合物和/或组分,所有这样的化合物和组分的存在在本发明的宽范围内。在某些优选实施方案中,本组合物除上文提到的一种或多种单氯三氟丙烯化合物外还包括下列一种或多种
三氯氟甲烷(CFC-Il);
二氯二氟甲烷(CFC-12);
二氟甲烷(HFC-32);
五氟乙烷(HFC-125);
1,1,2, 2-四氟乙烷(HFC-134);
1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a);
二氟乙烷(HFC-152a);
1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(HFC-227ea);
1,1,1,3,3,3-六氟丙烷(HFC-236fa);
1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa);
1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC-365mfc);
水;和
CO2。本发明的任何上述化合物以及本组合物中可包括的任何附加组分的相对量可根据该组合物的特定用途在本发明的大致宽范围内广泛变动,所有这样的相对量都被认为在其范围内。因此,申请人已经认识到,本发明的某些组合物可极其有利地用于许多用途,例如在本发明中包括与传热用途、泡沫和发泡剂用途、推进剂用途、可喷组合物用途、消毒用途、气溶胶用途、增容剂用途、芳香剂和香料用途、溶剂用途、清洁用途、膨胀剂用途等相关的方法和组合物。据信,本领域技术人员无需过度实验就容易使本组合物适用于任何和所有这样的用途。本组合物通常可用作制冷剂、气溶胶和其它用途中的CFC,如二氯二氟甲烷(CFC-12),HCFC,如氯二氟甲烷(HCFC-22),HFC,如四氟乙烷(HFC_134a)以及 HFC 和CFC的组合,如CFC-12和1,1-二氟乙烷(冊(-15加)的组合(质量比为73.8:26. 2的CFC-12:HFC-152a的组合被称作R-500)的替代品。B.传热用途
本发明的组合物通常适用于传热用途,即作为加热和/或冷却介质,包括作为蒸发冷却剂。关于蒸发冷却用途,使本发明的组合物直接或间接与要冷却的物体接触,此后在这种接触的同时蒸发或沸腾,优选结果在于本组合物的沸腾气体从要冷却的物体上吸热。在这种用途中,优选液体形式的本发明的组合物优选通过将该液体喷施或以其它方式施加到要冷却的物体上来使用。在其它蒸发冷却用途中,可能优选使本发明的液体组合物从相对高压容器逸出到相对低压环境中,在此要冷却的物体直接或间接与封装本发明的液体组合物的容器接触,优选不回收或再压缩逸出的气体。这种类型的实施方案的一个具体用途是饮料、食品、新产品(novelty item)等的自冷却。在本文所述的本发明之前,现有组合物,如HFC-15^i和HFC-13^用于这些用途。但是,由于由这些材料释放到大气中造成的不利环境影响,这种组合物最近在这种用途中被视为不利。例如,United States EPA已确定这些现有化学品在此用途中的使用由于这些化学品的高全球变暖性质和可能由它们的使用造成的对环境的有害作用而不可接受。本发明的组合物由于如本文所述的它们的低全球变暖潜势和低臭氧消耗潜势而在这方面具有显著优点。另外,本组合物也预计基本可用于电或电子部件在制造过程中或在加速寿命测试过程中的冷却。在加速寿命测试中,该部件在快速演替中相继加热和冷却以模拟该部件的使用。这种用途因此在半导体和计算机板制造工业中特别有利。本组合物在这方面的另一优点是它们在用于这些用途时预计表现出合意的电性质。另一蒸发冷却用途包括暂时使流经导管的流体流中止的方法。这些方法优选包括使导管,如水流过的水管与本发明的液体组合物接触并使本发明的液体组合物在与该导管接触的同时蒸发以冻结其中所含的液体并由此暂时中止流体流经该导管。这些方法在允许在这种导管或与该导管相连的系统上在施加本组合物的位置下游的位置进行检修或其它作业方面具有明显优点。优选选择根据本发明使用的氢氟烯烃的相对量以产生具有所需传热能力,特别是制冷能力的传热流体,优选同时不可燃。本文所用的术语不可燃是指如通过ASTM E-681测得在空气中在所有比例下都不可燃的流体。本发明的组合物可包括用于增强或为该组合物提供某些功能或在一些情况下降低该组合物的成本的其它组分。例如,本发明的制冷剂组合物,尤其是用在蒸气压缩系统中的那些,包括通常为该组合物的大约30至大约50重量%的量的润滑剂。此外,该组合物还可包括辅助制冷剂或增容剂,如丙烷,以助于润滑剂的相容性和/或可溶性。此类增容剂,包括丙烷、丁烷和戊烷优选以该组合物的大约0. 5至大约5重量%的量存在。表面活性剂和增溶剂的组合也可添加到本组合物中以如美国专利No. 6,516,837所公开助于油溶性,其公开内容经此引用并入本文。制冷机械中与氢氟烃(HFC)制冷剂一起使用的常用制冷润滑剂,如多元醇酯(POE)和聚亚烷基二醇(PAG)、PAG油、硅油、矿物油、烷基苯(AB)和聚(α-烯烃)(PAO)可以与本发明的制冷剂组合物一起使用。市售矿物油包括来自Witco的Witco LP 250 (注册商标)、来自 Shrieve Chemical 的 krol 300 (注册商标)、来自 Witco的Sunisco 3GS和来自Calumet的Calumet R015。市售烧基苯润滑剂包括krol 150 (注册商标)。市售酯包括可作为Emery 2917 (注册商标)和Hatcol 2370 (注册商标)供应的新戊二醇二壬酸酯。其它可用的酯包括磷酸酯、二元酸酯和氟代酯。在一些情况下,烃基油与包含碘烃(iodocarbon)的制冷剂一起具有充足溶解度,碘烃和烃油的组合可能比其它类型的润滑剂更稳定。这种组合因此是有利的。优选润滑剂包括聚亚烷基二醇和酯。聚亚烷基二醇在某些实施方案中非常优选,因为它们目前用于特定用途,如汽车空调。当然,可以使用不同类型的润滑剂的不同混合物。在某些优选实施方案中,该传热组合物包含大约10%至大约95重量%的一种或多种如上所述的单氯三氟丙烯和大约5%至大约90重量%的辅助剂,特别在某些实施方案中辅助制冷剂(如HFC-152、HFC-125和/或CF3I )。术语辅助制冷剂的使用在本文中在单氯三氟丙烯化合物的相对性能方面无意在限制意义上使用,而是用于大致表示该制冷剂组合物的有助于该组合物的对预期用途而言合意的传热特征的其它组分。在某些这样的实施方案中,该辅助制冷剂包含和优选基本由一种或多种HFC和/或一种或多种氟碘Cl - C3化合物,如三氟碘甲烷和这些与相互和与其它组分的组合构成。在辅助制冷剂包含HFC,优选HFC-125的优选实施方案中,该组合物包含总传热组合物的大约50重量%至大约95重量%,更优选大约60重量%至大约90重量%,再更优选该组合物的大约70重量%至大约90重量%的量的HFC。在这样的实施方案中,本发明的单氯三氟丙烯化合物优选占总传热组合物的大约5重量%至大约50重量%,更优选大约10重量%至大约40重量%,再更优选为该组合物的大约10重量%至大约30重量%。在辅助制冷剂包含氟碘烃,优选CF3I的优选实施方案中,该组合物包含总传热组合物的大约15重量%至大约50重量%,更优选大约20重量%至大约40重量%,再更优选该组合物的大约25重量%至大约35重量%的量的氟碘烃。在这样的实施方案中,本发明的单氯三氟丙烯化合物优选占总传热组合物的大约50重量%至大约90重量%,更优选大约60重量%至大约80重量%,再更优选为该组合物的大约65重量%至大约75重量%。本方法、系统和组合物因此适用于笼统而言多种传热系统,特别是制冷系统,如空调(包括固定和汽车空调系统)、制冷、热泵系统等。在某些优选实施方案中,在原始设计成使用HFC制冷剂,例如HFC-13^,或HCFC制冷剂,例如HCFC-22的制冷系统中使用本发明的组合物。本发明的优选组合物倾向于表现出HFC-13^和其它HFC制冷剂的许多合意特征,包括与传统HFC制冷剂一样低或更低的GWP和与这些制冷剂一样高或更高的能力和与这些制冷剂基本类似或基本匹配并优选一样高或更高的能力。特别地,申请人已认识到,本组合物的某些优选实施方案倾向于表现出相对较低的全球变暖潜势(“GWPs”),优选小于大约1000,更优选小于大约500,再更优选小于大约150。此外,某些本组合物,包括经此引用并入本文的共同待审的专利申请中描述的类共沸物组合物的相对恒沸性质使它们比在许多用途中用作制冷剂的某些传统HFC,如R-404A,或HFC-32、HFC-125和HFC_13^的组合(大致23:25:52重量比的组合HFC-32HFC-125HFC 134a被称作R-407C)更合意。本发明的传热组合物特别优选作为HFC-134、HFC-15h、HFC-22、R-12和R-500的替代品。在某些其它优选实施方案中,在原始设计成使用CFC-制冷剂的制冷系统中使用本组合物。本发明的优选制冷组合物可用在含有照惯例与CFC-制冷剂,如矿物油、聚烷基苯、聚亚烷基二醇油等一起使用的润滑剂的制冷系统中,或可以与传统上与HFC制冷剂一起使用的其它润滑剂一起使用。本文所用的术语“制冷系统”大致是指使用制冷剂提供冷却的任何系统或装置或这种系统或装置的任何部件或部分。这种制冷系统包括例如空调机、电冰箱、冷冻机(包括使用离心压缩机的冷冻机)、运输制冷系统、商业制冷系统等。许多现有制冷系统目前适合与现有制冷剂结合使用,本发明的组合物据信适用于许多这样的系统,进行或不进行系统修改。在许多用途中,本发明的组合物可以在目前基于某些制冷剂的较小系统,例如需要小制冷能力并因此需要相对较小压缩机排量的那些中提供作为替代品的优点。此外,在出于例如效率原因而希望使用较低能力的本发明的制冷剂组合物替代较高能力的制冷剂的实施方案中,本组合物的这些实施方案提供潜在优点。因此,在某些实施方案中优选使用本发明的组合物,特别是包含显著比例的本组合物和在一些实施方案中基本由本组合物构成的组合物替代现有制冷剂,如HFC-13^ ;CFC-12 ;HCFC-22 ;HFC-152a ;五氟乙烷(HFC-125)、三氟乙烷(HFC_143a)和四氟乙烷(HFC_134a)的组合(大致 44524 重量比的组合 HFC-125:HFC-143aHFC134a 被称作 R-404A) ;HFC-32、HFC-125 和 HFC-134a 的组合(大致 23:25:52 重量比的组合 HFC-32:HFC_125:HFC134a 被称作R-407C) ;二氟甲烷(HFC-32)和五氟乙烷(HFC-125)的组合(大致50:50重量比的组合HFC-32:HFC-125 被称作 R-410A);CFC-12 禾口 1,1-二氟乙烷(HFC_152a)的组合(73. 8:26. 2重量比的组合CFC-12: HFC-152a被称作R-500);和HFC-125和HFC-143a的组合(大致50 50重量比的组合HFC-125 :HFC143a被称作R-507A)。在某些实施方案中,也可以有益地使用本组合物替代由大致20 40 40重量比(其被称作R-407A)或大致15 15 70重量比(其被称作R-407D)的组合HFC-32:HFC-125:HFC13^形成的制冷剂。本组合物也据信适合在如本文其它地方解释的其它用途,如气溶胶、发泡剂等中替代上述组合物。在某些用途中,本发明的制冷剂可能允许有利地使用更大排量的压缩机,由此造成比其它制冷剂,如HFC-13^更好的能量效率。因此,本发明的制冷剂组合物为制冷剂替代用途,包括汽车空调系统和装置、商业制冷系统和装置、冷冻机、住宅冰箱和冷冻室、通用空调系统、热泵等提供在能量基础上实现竞争优势的可能性。许多现有制冷系统目前适合与现有制冷剂结合使用,本发明的组合物据信适用于许多这样的系统,进行或不进行系统修改。在许多用途中,本发明的组合物可以在目前基于具有相对较高能力的制冷剂的系统中提供作为替代品的优点。此外,在出于例如成本原因而希望使用较低能力的本发明的制冷剂组合物替代较高能力的制冷剂的实施方案中,本组合物的这些实施方案提供潜在优点。因此,在某些实施方案中优选使用本发明的组合物,特别是包含显著比例和在一些实施方案中基本由HF0-1233构成的组合物替代现有制冷剂,如HFC-13^。在某些用途中,本发明的制冷剂可能允许有利地使用更大排量的压缩机,由此造成比其它制冷剂,如HFC-13^更好的能量效率。因此,本发明的制冷剂组合物为制冷剂替代用途提供在能量基础上实现竞争优势的可能性。预计本组合物在通常与商业空调系统一起使用的冷水机中也具有优点(在原始系统中或在用作制冷剂,如 CFC-11、CFC-12, HCFC-22、HFC-134a, HFC_152a、R-500 和 R-507A的替代品时)。在某些这样的实施方案中,在重量基础上,优选在本组合物中包括大约0. 5至大约30%的补充阻燃剂,在某些情况下,更优选0. 5%至大约15重量%,再更优选大约0. 5至大约10%。C.发泡剂、泡沫和可发泡用途发泡剂也可包含或由一种或多种本组合物构成。如上提到,本发明的组合物可包括宽范围的量的本发明的化合物。但是,通常优选的是,对根据本发明用作发泡剂的优选组合物而言,一种或多种单氯三氟丙烯化合物以该组合物的至少大约5重量%,再更优选至少大约15重量%的量存在。在某些优选实施方案中,发泡剂包含至少大约50重量%的本组合物,在某些实施方案中发泡剂基本由本组合物构成。在某些优选实施方案中,本发明的发泡剂组合物除单氯三氟丙烯化合物外还包括助发泡剂、填料、蒸气压调节剂、阻燃剂、稳定剂和类似辅助剂中的一种或多种。本发明的助发泡剂可包含物理发泡剂、化学发泡剂(其在某些实施方案中优选包含水)或具有物理和化学发泡剂性质的组合的发泡剂。还会认识到,本组合物中所包括的发泡剂,包括式I的化合物以及助发泡剂,可能表现出除被表征为发泡剂所需的那些性质以外的性质。例如,本发明的发泡剂组合物预计可包括也为该发泡剂组合物或为其添加到的可发泡组合物提供一些有益性质的组分,包括上述式I的化合物。例如,在本发明的范围内的是,式I的化合物或助发泡剂也充当聚合物改性剂或充当减粘改性剂。例如,在本发明的某些优选发泡剂中可以以广为不同的量包括一种或多种下列组分烃、氢氟烃(HFC)、醚、醇、醛、酮、甲酸甲酯、甲酸、水、反式-1,2- 二氯乙烯、二氧化碳和其中任何两种或更多种的组合。在醚中,在某些实施方案中优选使用具有1至6个碳原子的醚。在醇中,在某些实施方案中优选使用具有1至4个碳原子的醇。在醛中,在某些实施方案中优选使用具有1至4个碳原子的醛。下面描述可根据本发明使用的某些助剂。1.醚
在某些优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂组合物包括至少一种醚,优选充当该组合物中的助发泡剂。根据本发明的这一方面使用的醚包含氟化醚(FE),更优选一种或多种氢氟化醚(hydro-fluorinated ether) (HFE),再更优选一种或多种根据下式(III)的C3至C5氢氟化醚
CaHbFc-O-CdHeFf (III)其中
a = 1-6,更优选2-5,再更优选3-5,b = 1-12,更优选1-6,再更优选3-6,c = 1-12,更优选1-6,再更优选2-6,d = 1-2
e = 0-5,更优选1-3f = 0-5,更优选 0-2,
且其中所述Ca之一可键合到所述Cd之一上以形成环氟醚。本发明的某些优选实施方案涉及包含至少一种如本文所述的氟代烯,优选在某些实施方案中氯氟代烯,如HFC0-1233xd,和至少一种氟醚,更优选至少一种含有2至8,优选2至7,再更优选2至6个碳原子和在某些实施方案中最优选3个碳原子的氢氟醚的组合物。本发明的氢氟醚化合物如果含有至少一个氢则在本文中有时为方便起见被称作氢氟醚或 “Hras ”。申请人:相信,通常,根据本公开,特别是根据上述式(III)的氟醚通常有效并可以与根据本文所含的教导的氟代烯化合物一起使用。但是,申请人已经发现,在氟醚中,在某些实施方案,尤其是涉及发泡剂组合物和泡沫和发泡方法的实施方案中优选使用至少二氟化,更优选至少三氟化,再更优选至少四氟化的氢氟醚。在某些实施方案中尤其优选的是具有3至5个碳原子,更优选3至4个碳原子,再更优选3个碳原子的四氟化氟醚。在某些优选实施方案中,本发明的醚化合物包含1,1,2, 2-四氟乙基甲基醚(其在本文中有时被称作HFE-245pc或HFE-M5(A2),包括其任何和所有异构形式。本组合物中所含的式III化合物,特别是1,1,2,2-四氟乙基甲基醚的量可根据特定用途广泛变化,含有超过痕量和少于100%该化合物的组合物在本发明的宽范围内。在优选实施方案中,本组合物,特别是发泡剂组合物,包含大约1重量%至大约99重量%,更优选大约5%至大约95重量%,再更优选40%至大约90重量%的量的式III化合物,包括优选类别的化合物。一种或多种下列化合物优选根据本发明的某些优选实施方案使用CHF2OCH2F (HFE- 143E);
CH2FOCH2F (HFE- 152E);CH2FOCH3 (HFE- 161E);环-CF2CH2OCF2O (HFE- c234fE α β );环-CF2CF2CH2O (HFE- c234fE β γ );CHF20CF2CHF2 (HFE- 236caE);CF3CF2OCH2F (HFE- 236cbE β γ );CF30CHFCHF2 (HFE- 236eaEα β );CHF20CHFCF3 (HFE- 236eaE β γ );CHF2OCF2CH2F (HFE- 245caE α β );CH2F0CF2CHF2 (HFE- 245caE β γ );CF3OCF2CH3 (HFE- 245cbE β γ );CHF2CHF0CHF2 (HFE- 245eaE);CF30CHFCH2F (HFE- 245ebE α β );CF3CHFoCH2F (HFE- 245ebE β γ );CF3OCH2CF2H (HFE- 245faE α β );CHF2OCH2CF3 (HFE- 245faE β γ );CH2FCF2OCH2F (HFE- 254caE);CHF2OCF2CH3 (HFE- 254cbE α β );CHF2CF2OCH3 (HFE- 254caE β γ );CH2F0CHFCH2F (HFE- 254eaE α β );CF3OCHFCH3 (HFE- 254ebE α β );CF3CHFoCH3 (HFE- 254ebE β γ );CHF20CH2CHF2 (HFE- 254faE);CF3OCH2CH2F (HFE- 254fbE α β );CF3CH2OCH2F (HFE- 254fbE β γ );CH3OCF2CH2F (HFE- 263caE β γ );CF3CH2OCH3 (HFE- 263fbE β γ );CH3OCH2CHF2 (HFE- 272fbE β γ );CHF20CHFCF2CF3 (HFE- 338mceE γ δ );CHF20CF2CHFCF3 (HFE- 338mceE γ δ );CF3CF2OCH2CF3 (HFE- 338mfE β γ );(CF3)2CH0CHF2 (HFE- 338mmzE β γ );CF3CF2CF2OCH3 (HFE- 347sE γ δ );ChF2OCh2CF2CF3 (HFE- 347mfcE γ δ );CF3OCh2CF2ChF2 (HFE- 347mfcE α β );CH30CF2CHFCF3 (HFE- 356mecE γ δ );CH3OCH(CF3)2 (HFE- 356mmzE β γ );CF3CF2OCH2CH3 (HFE- 365mcE β γ );CF3CF2CH2OCH3 (HFE- 365mcE γ δ );CF3CF2CF20CHFCF3 (HFE- 42-1 ImeE γ δ );CF3CFCF3CF20CH3 ;CF3CF2CF2CF2OCH3 ;CF3CFCF3CF2Oai2CH3 ;CF3CF2CF2CF2OCH2CH3 ;和CF3CF2CF2OCH3 ο应该理解的是,本发明人预计任何两种或更多种上述HFE可以根据本发明的优选方面结合使用。例如,3M以商品名HFE-7100出售的材料——其被理解为是大约20%至大约80%的甲基九氟异丁基醚和大约20%至大约80%的甲基九氟丁基醚的混合物——预计可根据本发明的某些优选实施方案有利地使用。作为另一实例,3M以商品名HFE-7200出售的材料——其被理解为是指大约20%至大约80%的乙基九氟异丁基醚和大约20%至大约80%的乙基九氟丁基醚的混合物——预计可根据本发明的某些优选实施方案有利地使用。任何一种或多种上列HFE预计也可以与其它化合物,包括本文中没有明确列举的其它HFE和/或已知与所指定的氟醚形成共沸物的其它化合物联合使用。例如,各下列化合物已知与反式-二氯乙烯形成共沸物,预计对本发明而言,这些共沸物的使用被认为在本发明的宽范围内
CF3CFCF3CF20CH3 ;CF3CF2CF2CF2OCH3 ;CF3CFCF3CF2Oai2CH3 ;CF3CF2CF2CF2OCH2CH3 ;和CF3CF2CF2OCH3 ο2.氢氟烃
在某些实施方案中,本发明的组合物,特别包括本发明的发泡剂组合物,优选包括一种或多种HFC作为助发泡剂,更优选一种或多种C1-C4 HFC0例如,本发泡剂组合物可包括二氟甲烷(HFC-32)、氟乙烷(HFC-161)、二氟乙烷(HFC-152)、三氟乙烷(HFC-143)、四氟乙烷(HFC-134)、五氟乙烷(HFC-125)、五氟丙烷(HFC-M5)、六氟丙烷(HFC-236)、七氟丙烷(HFC-227ea)、五氟丁烷(HFC-365 )、六氟丁烷(HFC-356 )和所有这些HFC的所有异构体中的一种或多种。在某些实施方案中,一种或多种下列HFC异构体优选用作本发明的组合物中的助发泡剂
氟乙烷(HFC-161);
1,1,1,2,2-五氟乙烷(HFC-125);
1,1,2, 2-四氟乙烷(HFC-134);
1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a);
1,1,1-三氟乙烷(HFC-143a);
1,1- 二氟乙烷(HFC-152a);
1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(HFC-227ea);
1,1,1,3,3,3-六氟丙烷(HFC-236fa);
1,1,1,2,3,3-六氟丙烷(HFC-236ea);
1,1,1,2,3-五氟丙烷(HFC-2妨eb);
1,1,2,2,3-五氟丙烷(HFC-245ca);
1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa);
1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC-365mfc);和
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟戊烷(HFC-43-lO-mee)。3.烃
在某些实施方案中,本发明的组合物,特别包括本发明的发泡剂组合物,优选包括一种或多种烃,更优选C3-C6烃。本发泡剂组合物在某些优选实施方案中可包括例如丙烷;异-和正-丁烷(这些丁烷各自优选用作热塑性泡沫的发泡剂);异_、正_、新-和/或环-戊烷(这些戊烷各自优选用作热固性泡沫的发泡剂) ’异-和正-己烷;和庚烷。本组合物,特别包括发泡剂组合物的某些优选实施方案,包含一种或多种单氯三氟丙烯,特别是HFC0-1233zd和至少一种选自异-戊烷、正-戊烷、环_戊烷和这些的组合的烃,包含大约50%至大约85重量%的环-戊烷,再更优选大约65%至大约75重量%的环-戊烷的组合是优选的。4.醇
在某些实施方案中,本发明的组合物,特别包括本发明的发泡剂组合物,优选包括一种或多种醇,优选一种或多种C1-C4醇。例如,本发泡剂组合物、本发明的气溶胶、清洁和溶剂组合物可包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇和辛醇中的一种或多种。在辛醇中,异辛醇(即2-乙基-1-己醇)优选用在发泡剂配方和溶剂组合物中。本组合物,特别包括发泡剂组合物的某些优选实施方案,包含一种或多种单氯三氟丙烯,特别是HFC0-1233zd和至少一种选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇和这些的组合的醇。5.醛
在某些实施方案中,本发明的组合物,特别包括本发明的发泡剂、气溶胶、清洁和溶剂组合物,优选包括一种或多种醛,特别是C1-C4醛、包括甲醛、乙醛、丙醛、丁醛和异丁醛。6.酮在某些实施方案中,本发明的组合物,特别包括本发明的发泡剂组合物、气溶胶、清洁和溶剂组合物优选包括一种或多种酮,优选C1-C4酮。例如,本发泡剂、气溶胶、清洁和溶剂组合物可包括丙酮、甲乙酮和甲基异丁基酮中的一种或多种。7.氯碳化合物
在某些实施方案中,本发明的组合物,特别包括本发明的发泡剂、气溶胶、清洁和溶剂组合物优选包括一种或多种氯碳化合物,更优选C1-C3氯碳化合物。本组合物在某些优选实施方案中可包括例如1-氯丙烷;2-氯丙烷;三氯乙烯;全氯乙烯;二氯甲烷;反式-1,2二氯乙烯和这些的组合,其中反式-1,2 二氯乙烯在某些实施方案,特别是发泡剂实施方案中尤其优选。8.其它化合物
在某些实施方案中,本发明的组合物,特别包括本发明的发泡剂、气溶胶、清洁和溶剂组合物优选包括一种或多种附加化合物,包括水、CO2、甲酸甲酯、甲酸、二甲氧基甲烷(DME)和这些的组合。在上述材料中,DME特别优选根据本发明用于发泡剂组合物和用作气溶胶组合物中的推进剂,特别是与HFC0-1233zd结合。在上述材料中,水和(X)2特别优选根据本发明用于发泡剂和用作推进剂,特别是与HF⑶-1233zd结合。预计在某些实施方案中用作助发泡剂的任何上述附加化合物以及可包括在本组合物中的任何附加组分的相对量可根据该组合物的特定用途在本发明的大致宽范围内广泛变动,所有这样的相对量被认为在其范围内。但是,申请人注意到,至少某些本发明的化合物的一个特定优点是这些化合物的相对较低的可燃性和相对较低的毒性。因此,在某些实施方案中,本发明的组合物优选包含至少一种助剂和足以产生总体不可燃的组合物的量的一种或多种单氯三氟丙烯化合物。本文所用的术语“助剂”意在表示为助于用于预期用途的该组合物的性能的至少一些方面而包括在该组合物中的任何一种或多种化合物。因此,在这些实施方案中,相对于所述一种或多种单氯三氟丙烯化合物,助剂的相对量至少部分取决于该组合物的合意性质,如助剂的可燃性。本发明的组合物可包括宽范围的量的本发明的化合物。但是,通常优选的是,对根据本发明用作发泡剂的优选组合物而言,单氯三氟丙烯化合物以该组合物的至少大约1重量%,更优选至少大约5重量%,再更优选至少大约15重量%的量存在。在某些优选实施方案中,发泡剂包含至少大约50重量%的本发泡剂化合物,在某些实施方案中发泡剂基本由本发明的化合物构成。在这方面要指出,一种或多种助发泡剂的使用与本发明的新颖和基本特征相符。例如,水预计在大量实施方案中用作助发泡剂或与其它助发泡剂(例如戊烷,特别是环戊烷)联合使用。本发明的发泡剂组合物预计可包含,优选该组合物的至少大约15重量%的量的一种或多种单氯三氟丙烯化合物。在许多优选实施方案中,在该组合物中,最优选在涉及热固性泡沫用途的组合物中包括包含水的助发泡剂。在某些实施方案中,本发明的发泡剂组合物优选包含HFC0-1233zd,更优选至少大约90重量% HFC0-1233zd,更优选至少大约95重量% HFC0_1233zd,再更优选至少大约99重量% HFC0-1233zd。在某些优选实施方案中,本发明的发泡剂组合物优选包含至少大约80%,再更优选至少大约90重量%的HFC0-1233zd,再更优选任何一种或多种顺式-HFC0-1233zd 和反式-HFC_1233zd。
本发明的发泡剂组合物在某些实施方案中包含顺式HFC0-1233zd和反式HFC01233zd的组合。在某些实施方案中,顺式反式重量比为大约30:70至大约5:95,再更优选大约20:80至大约5:95,在某些实施方案中尤其优选10:90的比率。在某些优选实施方案中,该发泡剂组合物包含大约30%至大约95重量%,更优选大约30%至大约96%,更优选大约30%至大约97%,再更优选大约30%至大约98重量%,再更优选大约30%至大约99重量%的一种或多种单氯三氟丙烯化合物,和大约5重量%至大约90重量%,更优选大约5重量%至大约65重量%的助发泡剂,包括一种或多种氟醚。在某些这样的实施方案中,该助发泡剂包含,并优选基本由选自H20、HC、HE、HFC、HFE、烃、醇(优选C2、C3和/或C4醇)、酮、CO2和其中任何两种或更多种的组合的化合物构成。在另一些实施方案,本发明提供可发泡组合物。本发明的可发泡组合物通常包括一种或多种能形成泡沫的组分。在某些实施方案中,所述一种或多种组分包含能形成泡沫的热固性组合物和/或可发泡组合物。热固性组合物的实例包括聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫组合物,以及酚醛泡沫组合物。就泡沫类型,特别是聚氨酯泡沫组合物而言,本发明提供硬质泡沫(闭孔、开孔和它们的任何组合)、弹性泡沫和半弹性泡沫,包括整皮泡沫(integral skin foam)。本发明还提供单组分泡沫,包括可喷单组分泡沫。可以使用各种添加剂,如用于控制和调节泡孔尺寸和在形成过程中稳定泡沫结构的催化剂和表面活性剂材料增强该反应和发泡过程。此外,上文就本发明的发泡剂组合物描述的任何一种或多种附加组分预计可并入本发明的可发泡组合物中。在这样的热固性泡沫实施方案中,包括一种或多种本组合物作为可发泡组合物中的发泡剂或其一部分或作为双组分或更多组分的可发泡组合物的一部分,其优选包括一种或多种能在适当条件下反应和/或发泡以形成泡沫或多孔结构的组分。在某些其它实施方案中,所述一种或多种组分包含热塑性材料,特别是热塑性聚合物和/或树脂。热塑性泡沫组分的实例包括聚烯烃,例如式Ar-CHCH2的单乙烯基芳族化合物,其中Ar是苯系列的芳烃基团,如聚苯乙烯(PS),(PS)。根据本发明的合适的聚烯烃树脂的其它实例包括各种乙烯树脂,包括乙烯均聚物,如聚乙烯(PE)和乙烯共聚物,聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和由其形成的泡沫,优选低密度泡沫。在某些实施方案中,该热塑性可发泡组合物是可挤出组合物。本发明还涉及由含有含本发明的组合物的发泡剂的聚合物泡沫制剂制成的泡沫,优选闭孔泡沫。在另一些实施方案中,本发明提供包含热塑性或聚烯烃泡沫,如聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)泡沫,优选低密度泡沫的可发泡组合物。D.含有三氟单氯丙烯的组合物
申请人已开发出几种组合物,其作为基本组分包括一种或多种三氟单氯丙烯化合物,包括反式 CF3CH=CClH(1233zdE)、顺式 CF3CH=CClH(1233zdZ)、反式 CHF2CF=CC1H(1233ydE)、顺式 CHF2CF=CCiH (1233ydZ)、反式 CHF2CH=CC1F (1233zbE)、顺式 CHF2CH=CC1F (1233zbZ)、反式 CHF2CC1=CHF (1233xeE)、顺式 CHF2CC1=CHF(1233xeZ)、CH2FCC1=CF2 (1233xc)、反式CHFC1CF=CFH (1233yeE)、顺式 CHFC1CF=CFH (1233yeZ)、CH2ClCF=CF2 (1233yc),包括所有比例的所有这些的组合,和至少一种附加化合物。在这种组合物中,所述一种或多种三氟单氯丙烯的量可广泛变化,在所有情况下包括构成计算组合物中的所有其它组分后该组合物的余量。在某些优选实施方案中,该组合物中各上述三氟单氯丙烯的量以及其中两种或更多种的任何和所有比例的任何组合的量可符合下列范围大约1重量%至大约99重量% ;大约80重量%至大约99重量% ;大约1重量%至大约20重量% ;大约1重量%至大约25重量% ;大约1重量%至大约30重量% ;和大约1重量%至大约50重量%。在下表中描述了这种类型的优选组合物,关于表中规定的附加化合物,所有百分比为重量百分比并被理解为前面用词语“大约”修饰。此外,要理解的是,下表适用于各反式CF3CH=CClH (1233zdE)、顺式 CF3CH=CClH (1233zdZ)、反式 CHF2CF=CCiH (1233ydE)、顺式 CHF2CF=CC1H (1233ydZ)、反式 CHF2CH=CC1F (1233zbE)、顺式 CHF2CH=CC1F (1233zbZ)、反式 CHF2CC1=CHF (1233xeE)、顺式 CHF2CCl=CHF(1233xeZ)、CH2FCC1=CF2 (1233xc)、反式 CHFC1CF=CFH (1233yeE)、顺式CHFC1CF=CFH (1233yeZ)、CH2C1CF=CF2 (1233yc)和这些两种化合物的所有组合和比例。
权利要求
1.组合物,该组合物包含(a)选自反式CF3CH=CClH (1233zdE)、顺式 CF3CH=CClH (1233zdZ)、反式 CHF2CF=CC1H(1233ydE)、顺式 CHF2CF=CC1H (1233ydZ)、反式 CHF2CH=CC1F (1233zbE)、顺式 CHF2CH=CC1F(1233zbZ)、反式 CHF2CCi=CHF (1233xeE)、顺式 CHF2CC1=CHF(1233xeZ)、CH2FCCl=CF2(1233xc)、反式 CHFC1CF=CFH (1233yeE)、顺式 CHFC1CF=CFH (1233yeZ)、CH2C1CF=CF2(1233yc)、CF2ClCF=CH2 (1233xf)和这些的两种或更多种的组合的至少一种单氯三氟丙烯;和(b)选自C1-C4烃、氢氟烃(HFC)、醚、醇、醛、酮、甲酸甲酯、甲酸、水、反式-1,2-二氯乙烯、二氧化碳、二甲氧基甲烷(DME)、不同于所述第一氟代烯的第二氟代烯和任何这些的两种或更多种的组合的至少一种附加组分。
2.包含权利要求1的组合物的发泡剂,其中所述单氯三氟丙烯以该组合物的大约5重量%至大约95重量%的量存在于该组合物中,且其中所述至少一种附加组分占该组合物的大约5重量%至大约95重量%。
3.包含权利要求1的组合物的发泡剂,其中所述至少一种单氯三氟丙烯以该组合物的大约20重量%至大约90重量%的量存在于该组合物中,且其中所述至少一种附加组分包含大约15重量%至大约85重量%的至少一种选自异-戊烷、正-戊烷、环-戊烷、丁烷和异-丁烷和这些的组合的烃。
4.包含权利要求1的组合物的发泡剂,其中所述至少一种附加组分选自甲酸甲酯、水、CO2,2-乙基-1-己醇、反式-1,2 二氯乙烯和二甲氧基甲烷。
5.包含权利要求1的组合物的发泡剂,其中所述单氯三氟丙烯包含反式-1,1,1,三氟,3-氯-丙烯(反式HFC0-1233zd)和顺式-1,1,1,三氟,3-氯-丙烯(顺式HFC0_1233zd)在大约30:70至大约5:95的顺式反式重量比下的组合。
6.包含权利要求1的组合物的气溶胶,其中所述至少一种附加组分选自至少一种氟代烯、至少一种HFC、反式-1,2- 二氯乙烯和这些的两种或更多种的组合。
7.包含权利要求1的组合物的溶剂,其中所述至少一种附加组分包含至少一种氟代烯、至少一种HFC、至少一种C1-C4醇、反式-1,2- 二氯乙烯及其组合。
8.组合物,该组合物包含(a)选自反式CF3CH=CClH (1233zdE)、顺式 CF3CH=CClH (1233zdZ)、反式 CHF2CF=CC1H(1233ydE)、顺式 CHF2CF=CC1H (1233ydZ)、反式 CHF2CH=CC1F (1233zbE)、顺式 CHF2CH=CC1F(1233zbZ)、反式 CHF2CCi=CHF (1233xeE)、顺式 CHF2CC1=CHF(1233xeZ)、CH2FCCl=CF2(1233xc)、反式 CHFC1CF=CFH (1233yeE)、顺式 CHFC1CF=CFH (1233yeZ)、CH2C1CF=CF2(1233yc)、CF2ClCF=CH2 (1233xf)和这些的两种或更多种的组合的至少一种单氯三氟丙烯;和(b)选自润滑剂、稳定剂、金属钝化剂、缓蚀剂、可燃性抑制剂、三氯氟甲烷(CFC-11)、二氯二氟甲烷(CFC-12)、二氟甲烷(HFC-32)、五氟乙烷(HFC-125)、1,1,2,2-四氟乙烷(HFC-134)、1,1,1,2-四氟乙烷(HFC_134a)、二氟乙烷(HFC_152a)、1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(HFC-227ea)、l,1,1,3,3,3-六氟丙烷(HFC_236fa),1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC_245fa)、.1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC-365mfc)、水、CO2和这些的两种或更多种的组合的至少一种附加组分。
9.包含权利要求8的组合物的传热流体,其中所述组合物包含至少大约50重量%的至少一种单氯三氟丙烯。
10.溶剂萃取法,该方法包括通过使包含至少一种生物碱的材料与至少一种单氯三氟丙烯接触来溶剂萃取所述材料,所述至少一种单氯三氟丙烯选自反式CF3CH=CClH(1233zdE)、顺式 CF3CH=CClH (1233zdZ)、反式 CHF2CF=CC1H (1233ydE)、顺式 CHF2CF=CC1H(1233ydZ)、反式 CHF2CH=CC1F (1233zbE)、顺式 CHF2CH=CC1F (1233zbZ)、反式 CHF2CC1=CHF(1233xeE)、顺式 CHF2CC1=CHF(1233xeZ)、CH2FCCl=CF2 ( 1233xc)、反式 CHFCICF=CFH(1233yeE)、顺式 CHFC1CF=CFH (1233yeZ)、CH2ClCF=CF2 (1233yc)、CF2ClCF=CH2 (1233xf)和这些的两种或更多种的组合。
11.在固体载体上沉积催化剂的方法,该方法包括由选自反式CF3CH=CClH(1233zdE)、顺式 CF3CH=CClH (1233zdZ)、反式 CHF2CF=CCiH (1233ydE)、顺式 CHF2CF=CC1H (1233ydZ)、反式 CHF2CH=CCiF (1233zbE)、顺式 CHF2CH=CCiF (1233zbZ)、反式 CHF2CC1=CHF (1233xeE)、顺式 CHF2CCi=CHF (1233xeZ)、CH2FCCl=CF2 (1233xc)、反式 CHFC1CF=CFH (1233yeE)、顺式CHFC1CF=CFH (1233yeZ)、CH2ClCF=CF2 (1233yc)、CF2ClCF=CH2 (1233xf )和这些的两种或更多种的组合的至少一种单氯三氟丙烯沉淀所述催化剂的颗粒。
全文摘要
公开了与一种或多种其它组分,包括其它氟代烯、烃;氢氟烃(HFC)、醚、醇、醛、酮、甲酸甲酯、甲酸、水、反式-1,2-二氯乙烯、二氧化碳和任何这些的两种或更多种的组合结合的单氯三氟丙烯在各种应用领域中的各种用途,包括作为发泡剂。
文档编号C07C21/18GK102596869SQ201080050644
公开日2012年7月18日 申请日期2010年9月8日 优先权日2009年9月9日
发明者R.R.辛格 申请人:霍尼韦尔国际公司
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