包含氟代烯烃的组合物的制作方法_3

文档序号:9466449阅读:来源:国知局
化合物。此外,给 定化合物的单一或多重异构体可W按任何比例与许多其它化合物结合W充当示踪剂共混 物。
[0169] 示踪剂化合物或示踪剂共混物可W按大约50重量份/ 一百万重量份(ppm)-大 约1000 ppm的总浓度存在于组合物中。优选地,示踪剂化合物或示踪剂共混物W大 约50ppm-大约50化pm的总浓度存在,最优选地,示踪剂化合物或示踪剂共混物W大约 IOOppm-大约30化pm的总浓度存在。
[0170] 本发明的组合物可W进一步包含选自聚亚氧烷基二醇酸,酷胺,腊,酬,氯代控, 醋,内醋,芳基酸,氣代酸和1,1,1-=氣烧控的增容剂。所述增容剂用来改进氨氣碳致冷剂 在常规制冷润滑剂中的溶解性。需要制冷润滑剂来润滑制冷、空调或热累设备的压缩机。润 滑剂必须在整个设备中与致冷剂移动,特别地,它必须从非压缩机区返回到压缩机W继续 起润滑剂作用并避免压缩机失效。
[0171] 氨氣碳致冷剂通常不与常规制冷润滑剂如矿物油、烷基苯、合成石蜡、合成环烧控 和聚(a)締控相容。已经提出了许多代替物润滑剂,然而,建议与氨氣碳致冷剂一起使用 的聚亚烷基二醇、多元醇醋和聚乙締基酸是昂贵的并且容易吸水。在制冷、空调系统或热累 中的水可W引起腐蚀和颗粒的形成,所述颗粒可能堵塞毛细管和系统中的其它小孔,从而 最终导致系统失效。此外,在现有设备中,需要耗时和昂贵的清洗程序根据新的润滑剂作出 改变。因此,如有可能继续使用原始润滑剂是合乎需要的。
[0172] 本发明的增容剂改进氨氣碳致冷剂在常规制冷润滑剂中的溶解性并因此改进向 压缩机的回油。
[0173] 本发明的聚亚氧烷基二醇酸增容剂由通式Ri[(0R2)x0R3]y表示,其中:x是1-3的 整数;y是1-4的整数;Ri选自氨和含1-6个碳原子和y个键接部位的脂族控基;R 2选自含 2-4个碳原子的脂族亚控基;R3选自氨和含1-6个碳原子的脂族和脂环族控基;Ri和R 3中至 少一个选自所述控基;并且其中所述聚亚氧烷基二醇酸具有大约100-大约300原子质量单 位的分子量。本文所使用的键接部位是指可W用来与其它基团形成共价键的部位。亚控基 是指二价控基。在本发明中,优选的聚亚氧烷基二醇酸增容剂由通式Ri [ (0R2) xOR3] y表示, X优选为1-2 ;y优选为1 ;Ri和R3优选独立地选自氨和含1-4个碳原子的脂族控基;R2优 选选自含2或3个碳原子,最优选3个碳原子的脂族亚控基;所述聚亚氧烷基二醇酸分子量 优选为大约100-大约250原子质量单位,最优选为大约125-大约250原子质量单位。含 1-6个碳原子的Ri和R 3控基可W是线性、支化或环状的。代表性的Rl和R3控基包括甲基, 乙基,丙基,异丙基,下基,异下基,仲下基,叔下基,戊基,异戊基,新戊基,叔戊基,环戊基和 环己基。当在该聚亚氧烷基二醇酸增容剂上的游离径基可能与某些压缩制冷设备结构材料 (例如Mylar?)不相容时,R郝R3优选是含1到4个碳原子,最优选1个碳原子的脂族控 基。含2-4个碳原子的R 2脂肪族亚控基形成了重复的氧化亚烷基基团-(OR2)X-,后者包括 氧亚乙基基团,氧亚丙基基团,和氧亚下基基团。在一个聚亚氧烷基二醇酸增容剂分子中的 包含R 2的氧化亚烷基基团可W是相同的,或一个分子可W包含不同的R2氧化亚烷基。本发 明的聚亚氧烷基二醇酸增容剂优选包含至少一个氧亚丙基基团。当Ri是含1-6个碳原子和 y个键接部位的脂肪族或脂环控基团时,该基团可W是线性,支化或环状的。含两个键接部 位的代表性Ri脂族控基包括,例如,亚乙基,亚丙基,亚下基,亚戊基,亚己基,亚环戊基和亚 环已基。含3或4个键接部位的代表性Ri脂族控基包括从多元醇,如=径甲基丙烷,甘油, 季戊四醇,1,2, 3- =?基环己烧和1,3, 5- =?基环己烧,通过除去它们的径基所衍生的残 基。
[0174] 代表性的聚亚氧烷基二醇酸增容剂包括但不限于:邸3〇邸2邸(邸3) 0化或邸3)(丙 二醇甲基(或二甲基)酸)、邸3〇脚2邸畑3)0]2化或邸3)(二丙二醇甲基(或二甲基)酸)、 邸3〇 [邸2邸(邸3) 0] 3化或邸3) ( S丙二醇甲基(或二甲基)酸)、C化0邸2邸(邸3) 0化或C化) (丙二醇乙基(或二乙基)酸)八2馬0[邸2邸(邸3)0]2化或C2H5)(二丙二醇乙基(或二乙基) 酸)、C2H5O [邸2邸(邸3) 0] 3化或C2H5) ( S丙二醇乙基(或二乙基)酸)、C3H7OCH2CH (邸3) 0化 或C3H7)(丙二醇正丙基(或二正丙基)酸)、〔3&0[邸2邸(邸3)0]2化或C3H7)(二丙二醇正丙 基(或二正丙基)酸)、〔3&0[邸2邸(邸3)0]3化或C3H7) ( S丙二醇正丙基(或二正丙基) 酸)、C4H9OCH2CH (邸3) OH (丙二醇正下酸)、C4H9O [邸2邸(邸3) 0] 2化或C4H9)(二丙二醇正下基 (或二正下基)酸)、C4H9O [邸2邸(邸3) 0] 3化或C4H9) ( S丙二醇正下基(或二正下基)酸), 畑3) 3COCH2CH畑3) OH (丙二醇叔T基酸),畑3) 3。0脚2邸畑3) 0]2(H或畑3) 3)(二丙二醇 叔下基(或二叔下基)酸),畑3)3〇}脚2邸畑3)0]3化或畑3)3)(立丙二醇叔下基(或二 叔下基)酸)、C5H11OCH2CH (邸3) OH (丙二醇正戊基酸)、C4H9OCH2CH (C化)OH (下二醇正下酸)、 C4H9O [CHzCH也馬)0] 2H (二下二醇正下酸),S径甲基丙烷S正下酸也馬0 (邸2〇 (邸2) 3邸3) 3) 和^径甲基丙烷二正下酸(C2H5C (CHzOC (邸2) 3邸3) 2邸2地)。
[017引本发明的酷胺增容剂包括由通式RiC做NR2r3和环-[R 4C (0) N (R5)]表示的那些,其 中:Ri、R2、R3和R 5独立地选自含1-12个碳原子的脂族和脂环族控基;R4选自含3-12个碳 原子的脂族亚控基;并且其中所述酷胺具有大约100-大约300原子质量单位的分子量。所 述酷胺的分子量优选为大约160-大约250原子质量单位。Ri, R2, r3和R 5可W任选地包括 取代的控基,即,含有选自面素(例如氣,氯)和烷氧基(例如甲氧基)的非控取代基的基 团。Ri, R2, r3和R可W任选地包括杂原子-取代的控基,即,在另外由碳原子组成的基团链 中含有原子氮(氮杂-),氧(氧杂-)或硫(硫杂-)的基团。通常,对于在Ri 3中的每10 个碳原子将存在不超过=个非控取代基和杂原子,和优选不超过一个,并且在适用上述分 子量限制时必须考虑任何运些非控取代基和杂原子的存在。优选的酷胺增容剂由碳,氨,氮 和氧构成。代表性的Ri, R2, R3和R5脂族和脂环族控基包括甲基,乙基,丙基,异丙基,下基, 异下基,仲下基,叔下基,戊基,异戊基,新戊基,叔戊基,环戊基,环己基,庚基,辛基,壬基, 癸基,十一烷基,十二烷基和它们的构型异构体。酷胺增溶剂的一个优选的实施方案是其中 在上述通式环-[R 4C(O)N(RS)-]中的R4可W由亚控基(CR6R7)H表示的那些,换言之,通式: 环-[(CRV)nC做N(R5)-],其中对于分子量的前面的所述值同样适用;n是3-5的整数;R 5 是含有1-12个碳原子的饱和控基团;r6和r7由前面用于定义Ri 3的规则来独立地选择(对 于各n)。在由通式:环-[(CR6r7) nC做N (r5)-]表示的内酷胺中,全部r6和R 7优选是氨,或 含有在n个亚甲基单元之中的单个饱和控基团,R5是含有3-12个碳原子的饱和控基团。例 如,1-(饱和控基)-5-甲基化咯烧-2-酬。
[0176] 代表性的酷胺增溶剂包括但不限于:1-辛基化咯烧-2-酬,1-癸基化咯烧-2-酬, 1-辛基-5-甲基化咯烧-2-酬,1-下基己内酷胺,1-环己基化咯烧-2-酬,1-下基-5-甲 基赃晚-2-酬,1-戊基-5-甲基赃晚-2-酬,1-己基己内酷胺,1-己基-5-甲基化咯 烧-2-酬,5-甲基-1-戊基赃晚-2-酬,1,3-二甲基赃晚-2-酬,1-甲基己内酷胺,1-下 基-化咯烧-2-酬,1,5-二甲基赃晚-2-酬,1-癸基-5-甲基化咯烧-2-酬,1-十二烷基化 咯烧-2-酬,N,N-二下基甲酯胺和N,N-二异丙基乙酷胺。
[0177] 本发明的酬增容剂包括由通式RiC(O) R2表示的酬,其中Ri和R2独立地选自含1-12 个碳原子的脂族、脂环族和芳基控基,并且其中所述酬具有大约70-大约300原子质量单位 的分子量。所述酬中的Ri和R 2优选独立地选自含1-9个碳原子的脂族和脂环族控基。所 述酬的分子量优选为大约100-200原子质量单位。Ri和R 2可W-起形成亚控基,该亚控基 连接并形成五,六,或屯元环环酬,例如环戊酬,环己酬和环庚酬。Ri, R2, R呀P R5可W任选 地包括取代的控基,即,含有选自面素(例如氣,氯)和烷氧基(例如甲氧基)的非控取代 基的基团。Ri和R 2可W任选地包括杂原子取代的控基,即,在另外由碳原子组成的基团链 中含有原子氮(氮杂-),氧(酬-,氧杂-)或硫(硫杂-)的基团。通常,对于在Ri和R2中 的每10个碳原子将存在不超过=个非控取代基和杂原子,和优选不超过一个,并且在适用 上述分子量限制时必须考虑任何运些非控取代基和杂原子的存在。在通式RiCOR 2中的代表 性的R郝R2脂肪族,脂环族和芳基控基团包括甲基,乙基,丙基,异丙基,下基,异下基,仲下 基,叔下基,戊基,异戊基,新戊基,叔戊基,环戊基,环己基,庚基,辛基,壬基,癸基,^-烧 基,十二烷基和它们的构型异构体,W及苯基,苄基,枯締基,2,4,6-S甲苯基,甲苯基,二甲 基苯基和苯乙基。
[0178] 代表性的酬增溶剂包括但不限于:2-下酬,2-戊酬,乙酷苯,下酷苯,己酷苯,环己 酬,环庚酬,2-庚酬,3-庚酬,5-甲基-2-己酬,甲基己基甲酬(2-辛酬),3-辛酬,二异下基 酬,4-乙基环己酬,2-壬酬,5-壬酬,2-癸酬,4-癸酬,2-糞烧酬,2-十S烧酬,二己基酬和 二环己基甲酬。
[0179] 本发明的腊增容剂包括由通式RiCN表示的腊,其中Ri选自含5-12个碳原子的脂 族、脂环族或芳基控基,并且其中所述腊具有大约90-大约200原子质量单位的分子量。在 所述腊增容剂中的Ri优选选自含8-10个碳原子的脂族和脂环族控基。所述腊增容剂的分 子量优选为大约120-大约140原子质量单位。Ri可W任选地包括取代的控基,即,含有选 自面素(例如氣,氯)和烷氧基(例如甲氧基)的非控取代基的基团。R可W任选地包括 杂原子取代的控基,即,在另外由碳原子组成的基团链中含有原子氮(氮杂-),氧(酬-,氧 杂-)或硫(硫杂-)的基团。通常,对于在Ri中的每10个碳原子将存在不超过=个非控 取代基和杂原子,和优选不超过一个,并且在适用上述分子量限制时必须考虑任何运些非 控取代基和杂原子的存在。在通式RiCN中的代表性的Ri脂族,脂环族和芳基控基团包括戊 基,异戊基,新戊基,叔戊基,环戊基,环己基,庚基,辛基,壬基,癸基,^^一烷基,十二烷基和 它们的构型异构体,W及苯基,苄基,枯締基,2,4,6-S甲苯基,甲苯基,二甲基苯基和苯乙 基。
[0180] 代表性的腊增容剂包括但不限于:1-氯基戊烧,2, 2-二甲基-4-氯基戊烧,1-氯 基己烧,1-氯基庚烧,1-氯基辛烧,2-氯基辛烧,1-氯基壬烧,1-氯基癸烧,2-氯基癸烧, 1-氯基十一烧和1-氯基十二烧。
[0181] 本发明的氯代控增容剂包括由通式RClx表示的氯代控,其中:x选自1或2的整 数;R选自含1-12个碳原子的脂族和脂环族控基;并且其中所述氯代控具有大约100-大约 200原子质量单位的分子量。所述氯代控增容剂的分子量优选为大约120-150原子质量单 位。在通式RClx中的代表性的R脂族和脂环族控基包括甲基,乙基,丙基,异丙基,下基,异 下基,仲下基,叔下基,戊基,异戊基,新戊基,叔戊基,环戊基,环己基,庚基,辛基,壬基,癸 基,十一烷基,十二烷基和它们的构型异构体。
[0182] 代表性的氯代控增容剂包括但不限于:3-(氯甲基)戊烧,3-氯-3-甲基戌烧, 1-氯己烧,1,6-二氯己烧,1-氯庚烧,1-氯辛烧,1-氯壬烧,1-氯癸烧,和1,1,I-S氯癸烧。[018引本发明的醋增容剂包括由通式的02护表示的醋,其中R嘴R2独立地选自线性和环 状、饱和和不饱和烷基和芳基。优选的醋主要由元素C、H和0组成,具有大约80-大约550 原子质量单位的分子量。
[0184] 代表性的醋包括但不限于:(邸3) 2C肥HzOOC (邸2)24OCOCH2CH (邸3)2(二元酸二异下 基醋),己酸乙醋,庚酸乙醋,丙酸正下醋,丙酸正丙基醋,苯甲酸乙醋,邻苯二甲酸二正丙 基醋,苯甲酸乙氧基乙基醋,碳酸二丙醋,"Exxate 700"(商品乙酸口烷基醋)/'Exxate 800"(商品乙酸Cs烷基醋),邻苯二甲酸二下醋,和乙酸叔下醋。
[0185] 本发明的内醋增容剂包括由结构[A]、怔]和[幻表示的内醋:
[0186]
[0187] 运些内醋含有在六个原子的环(A),或优选五个原子的环度)中的官能团-(?,其 中对于结构[A]和怔LRi至R8独立地选自氨或线性,支化,环状,二环,饱和和不饱和的控 基。Ri至R8中的每一个可W与Ri至R8中的另一个相连形成环。该内醋可具有在结构[幻中 的环外烧叉基,其中Ri至R 6独立地选自氨或线性,支化,环状,二环,饱和和不饱和的控基。 Ri至R6中的每一个可W与R 1至R6中的另一个相连形成环。该内醋增容剂具有大约80-大 约300原子质量单位,优选大约80-大约200原子质量单位的分子量。
[018引代表性的内醋增容剂包括但不限于在表8中列出的化合物。
[0189]表 8
[0190]
[0193] 内醋增容剂一般在40°C下具有低于大约7厘拖的动态粘度。例如,在40°C下, 丫-十一烧酸内醋具有5. 4厘拖的动态粘度,顺(3-己基-5-甲基)二氨巧喃-2-酬具有 4.5厘拖的粘度。内醋增容剂可W是商购的或通过如2004年8月3日提交的美国专利申请 10/910, 495所述的方法制备,该文献在此引入作为参考。
[0194] 本发明的芳基酸增容剂进一步包括由通式R10R2表示的芳基酸,其中:Ri选自含 6-12个碳原子的芳基控;R 2选自含1-4个碳原子的脂族控基;并且其中所述芳基酸具有大 约100-大约150原子质量单位的分子量。在通式r1〇r2中的代表性的Ri芳基包括苯基,联 苯基,异丙苯基,2,4,6- S甲苯基,甲苯基,二甲基苯基,糞基和[I比晚基。在通式r10R2中的 代表性R2脂族控基包括甲基,乙基,丙基,异丙基,下基,异下基,仲下基和叔下基。代表性 的芳族酸增溶剂包括但不限于:甲基苯基酸(茵香酸),1,3-二甲氧基苯,乙基苯基酸和下 基苯基酸。
[0195] 本发明的氣代酸增容剂包括由通式RIOCF2CF2H表示的那些,其中Ri选自含大约 5-大约15个碳原子的脂族、脂环族和芳族控基,优选伯、线性、饱和烷基。代表性的氣代酸 增容剂包括但不限于:CsHi7〇CF2CF2H和CeHisOCFzCFzH。应该指出的是,如果该致冷剂是氣代 酸,则该增容剂可W不是相同的氣代酸。
[0196] 氣代酸增容剂可W进一步包括衍生自氣代締控和多元醇的酸。所述氣代締控可 W具有化二CXY型式,其中X是氨、氯或氣,Y是氯、氣、CF 3或ORf,其中Rf是CF 3、C2F5或 C3F7。代表性的氣代締控是四氣乙締、氯代=氣乙締、六氣丙締和全氣甲基乙締基酸。所述 多元醇可W是线性或支化的。线性多元醇可W具有册CH2(C册H)x(CRR' )yCH2〇H型式,其 中R和R'是氨、邸3或C化并且其中X是0-4的整数,y是0-4的整数。支化多元醇具有 C (OH) t佩U (邸2地)V [(邸2) mCHzOH] W型式,其中R可W是氨、邸3或C化,m是0-3的整数,t 和U可W是0或1,V和W是0-4的整数,此外其中t+u+v+w = 4。代表性的多元醇是S美圣 甲基丙烷、季戊四醇、下二醇和乙二醇。
[0197] 本发明的1,1,I-S氣烧控增容剂包括由通式CFsR嗦示的1,1,I-S氣烧控,其中 Ri选自含大约5-大约15个碳原子的脂族和脂环族控基,优选伯、线性、饱和烷基。代表性 的1,1,1-=氣烧控增容剂包括但不限于:1,1,1-=氣己烧和1,1,1-=氣十二烧。
[0198] 增容剂的有效量是指引起润滑剂在组合物中有效增溶并因此提供足够的回油W 优化制冷、空调或热累设备的操作的增容剂的量。
[0199] 本发明的组合物将通常包含占本发明组合物大约0. 1-大约40wt%,优选大约 0. 2-大约20wt %,最优选大约0. 3-大约IOwt %的增容剂。
[0200] 本发明进一步设及致冷剂或热传导流体组合物的增溶方法,该组合物包含在选自 矿物油、烷基苯、合成石蜡、合成环烧控和聚(a)締控的制冷润滑剂中的本发明组合物,其 中所述方法包括在有效量增容剂存在下使所述润滑剂与所述组合物接触,其中所述增容剂 选自聚亚氧烷基二醇酸、酷胺、腊、酬、氯控、醋、内醋、芳基酸、氣代酸和1,1,1-立氣烧控。
[0201] 本发明进一步设及改进压缩制冷、空调或热累设备中向压缩机回油的方法,所述 方法包括在所述设备中使用包含增容剂的组合物。
[0202] 本发明的组合物可W进一步地包含紫外线0JV)染料和任选的增溶剂。该UV染料 是允许人们在致冷、空调或热累设备的泄漏点或在所述设备附近观察组合物中染料巧光W 检测所述组合物的泄漏的有用组分。人们可W在紫外线下观察染料的巧光性。增溶剂是需 要的,归因于此类UV染料在一些组合物中的差的溶解性。
[020引"紫外线"染料是指可W吸收在电磁波谱的紫外线或"近"紫外线区域中的光的UV 巧光组合物。由发射出具有从10纳米-750纳米的任何波长的福射的UV巧光染料在UV光 的照射下产生的巧光都可W检测到。因此,如果含有此类UV巧光染料的组合物在致冷、空 调或热累设备的给定点上泄漏,则该巧光可W在该泄漏点检测到。此类UV巧光染料包括但 不限于糞二甲酯亚胺,巧,香豆素,蔥,菲,咕吨,嚷吨,苯并夹氧杂蔥,巧光素,和它们的衍生 物或组合。
[0204] 本发明的增溶剂可W包括至少一种选自控、控酸、聚亚氧烷基二醇酸,酷胺,腊, 酬,氯控,醋,内醋,芳基控,氣代酸和氣烧控的化合物。所述聚亚氧烷基二醇酸、 酷胺、腊、酬、
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