CN110741062A - 基于三氟乙烯的组合物及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种组合物,其包含:三氟乙烯,五氟乙烷和至少一种选自以下的化合物C:二氟甲烷,1,1,1‑三氟丙烯,三氟乙烷,1,1,1,2‑四氟乙烷,一氟乙烷,1,1,1,4,4,4‑六氟丁‑2‑烯,3,3,4,4,4‑五氟丁‑1‑烯,2,4,4,4‑四氟丁‑1‑烯,1,1,1,3,3‑五氟丙烷,2,3,3,3‑四氟丙烯,1,1,2,2‑四氟乙烷,1,1‑二氟乙烷,1,1,1,3,3‑五氟丁烷,丁烷,1,1,1,2,3,3,3‑七氟丙烷,1‑氯‑三氟丙烯,2‑甲基丁烷,戊烷,丙烷及其混合物。本发明还涉及其在制冷、空调和热泵中的用途。
Description
技术领域
本发明涉及基于三氟乙烯的组合物以及其作为传热流体的用途,尤其是在制冷、空调和热泵中。
背景技术
基于氟烃化合物的流体广泛地被用在用于通过蒸气压缩传热的系统中,尤其是空调、热泵、制冷或冷冻装置。这些装置共有的特点是其基于包括以下的热力学循环:在低压力下蒸发流体(其中流体吸热);压缩被蒸发的流体至高压力;在高压力下冷凝被蒸发的流体以提供液体(其中流体放热);和使流体膨胀以完成循环。
传热流体(其可为纯的化合物或化合物的混合物)的选择一方面由流体的热力学性质决定,且另一方面,由其他约束条件决定。因此,一个特别重要的标准是所考虑的流体对环境的影响。特别地,氯化化合物(氯氟烃和氢氯氟烃)的缺点是破坏臭氧层。因此,非氯化化合物,比如氢氟烃、含氟醚和含氟烯烃现在一般是优选的。
目前使用的传热流体为HFC-134a,R404A(52%HFC-143a、44%HFC-125和4%HFC-134a的三元混合物),R452A(11%HFC-32、59%HFC-125和30%HFO-1234yf的三元混合物),R407C(52%HFC-134a、25%HFC-125和23%HFC-32的三元混合物)等。
然而,有持续发展其他传热流体的需要,其具有以下优点中的至少一种:全球变暖潜势(GWP)低于以上流体的全球变暖潜势(GWP),和/或相当的且优选改进的性能品质,和/或在蒸发器处较小的温度滑移,和/或在压缩机处低的出口温度,和/或是不可燃的或仅轻微可燃的。
发明内容
本发明涉及一种组合物,其包含:
-三氟乙烯(R1123);
-五氟乙烷(HFC-125);和
-至少一种选自以下的化合物C:二氟甲烷(HFC-32),1,1,1-三氟丙烯(HFO-1243zf),三氟乙烷(HFC-143a),1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a),一氟乙烷(HFC-161),1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯(HFO-1336mmz,E或Z异构体),1-氯三氟丙烯(HFO-1233zd),3,3,4,4,4-五氟丁-1-烯(HFO-1345fz),2,4,4,4-四氟丁-1-烯(HFO-1354mfy),1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa),2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf),1,1,2,2-四氟乙烷(HFC-134),1,1-二氟乙烷(HFC-152a),1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(HFC-227ea),1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC-365mfc),丁烷(HC-600),2-甲基丁烷(HC-601a),戊烷(HC-601),丙烷,及其混合物。
根据本发明,所述组合物可包含化合物C或化合物C的混合物。
优选地,上述组合物基本上由以下物质组成,特别是由以下物质组成:
-三氟乙烯(R1123);
-五氟乙烷(HFC-125);和
-至少一种选自以下的化合物C:二氟甲烷(HFC-32),1,1,1-三氟丙烯(HFO-1243zf),三氟乙烷(HFC-143a),1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a),一氟乙烷(HFC-161),1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯(HFO-1336mmz,E或Z异构体),3,3,4,4,4-五氟丁-1-烯(HFO-1345fz),2,4,4,4-四氟丁-1-烯(HFO-1354mfy),1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa),2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf),1,1,2,2-四氟乙烷(HFC-134),1,1-二氟乙烷(HFC-152a),1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC-365mfc),丁烷(HC-600),2-甲基丁烷(HC-601a),戊烷(HC-601),丙烷,及其混合物。
该组合物中可存在杂质,其比例例如为小于1%,优选小于0.5%,优选小于0.1%,优选小于0.05%且特别是小于0.01%。这些杂质对组合物的性质没有显著影响。
根据一个实施方式,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-三氟乙烯(R1123);
-五氟乙烷(HFC-125);和
-至少一种选自以下的化合物C:1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a),2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf),1,1,2,2-四氟乙烷(HFC-134),1,1-二氟乙烷(HFC-152a),及其混合物。
优选地,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-三氟乙烯(R1123);
-五氟乙烷(HFC-125);和
-至少一种选自以下的化合物C:1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a),2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf),及其混合物。
根据本发明的组合物中的三氟乙烯(R1123)的重量含量可例如为,1%-99%,5%-95%,5%-90%,5%-85%,5%-80%,5%-75%,5%-70%,5%-65%,5%-60%,5%-55%,5%-50%,5%-45%,5%-40%,5%-35%,5%-30%,5%-25%,5%-20%,5%-15%,5%-10%,10%-95%,10%-90%,10%-85%,10%-80%,10%-75%,10%-70%,10%-65%,10%-60%,10%-55%,10%-50%,10%-45%,10%-40%,10%-35%,10%-30%,10%-25%,10%-20%,10%-15%,15%-95%,15%-90%,15%-85%,15%-80%,15%-75%,15%-70%,15%-65%,15%-60%,15%-55%,15%-50%,15%-45%,15%-40%,15%-35%,15%-30%,15%-25%,15%-20%,20%-95%,20%-90%,20%-85%,20%-80%,20%-75%,20%-70%,20%-65%,20%-60%,20%-55%,20%-50%,20%-45%,20%-40%,20%-35%,20%-30%,20%-25%,25%-95%,25%-90%,25%-85%,25%-80%,25%-75%,25%-70%,25%-65%,25%-60%,25%-55%,25%-50%,25%-45%,25%-40%,25%-35%,25%-30%,30%-95%,30%-90%,30%-85%,30%-80%,30%-75%,30%-70%,30%-65%,30%-60%,30%-55%,30%-50%,30%-45%,30%-40%,30%-35%,35%-95%,35%-90%,35%-85%,35%-80%,35%-75%,35%-70%,35%-65%,35%-60%,35%-55%,35%-50%,35%-45%,35%-40%,40%-95%,40%-90%,40%-85%,40%-80%,40%-75%,40%-70%,40%-65%,40%-60%,40%-55%,40%-50%,40%-45%,45%-95%,45%-90%,45%-85%,45%-80%,45%-75%,45%-70%,45%-65%,45%-60%,45%-55%,45%-50%,50%-90%,50%-90%,50%-85%,50%-80%,50%-75%,50%-70%,50%-65%,50%-60%,50%-55%,55%-95%,55%-90%,55%-85%,55%-80%,55%-75%,55%-70%,55%-65%,55%-60%,60%-95%,60%-90%,60%-85%,60%-80%,60%-75%,60%-70%,60%-65%,65%-95%,65%-90%,65%-85%,65%-80%,65%-75%,65%-70%,70%-95%,70%-90%,70%-85%,70%-80%,70%-75%,75%-95%,75%-90%,75%-85%,75%-80%,80%-95%,80%-90%,80%-85%,85%-95%,或85%-90%。
优选地,组合物中三氟乙烯(R1123)的重量含量为5%-70%,优选5%-60%,有利地5%-55%。
根据本发明,重量百分比相对于组合物的总重量示出。
组合物中三氟乙烯(R1123)的重量含量可大于等于5%,优选大于等于10%,优选大于等于15%,有利地大于等于20%,例如大于等于25%,优选大于等于30%。
优选地,组合物中三氟乙烯(R1123)的重量含量选自以下含量之一:1重量%,2重量%,3重量%,4重量%,5重量%,6重量%,7重量%,8重量%,9重量%,10重量%,11重量%,12重量%,13重量%,14重量%,15重量%,16重量%,17重量%,18重量%,19重量%,20重量%,21重量%,22重量%,23重量%,24重量%,25重量%,26重量%,27重量%,28重量%,29重量%,30重量%,31重量%,32重量%,33重量%,34重量%,35重量%,36重量%,37重量%,38重量%,39重量%,40重量%,41重量%,42重量%,43重量%,44重量%,45重量%,46重量%,47重量%,48重量%,49重量%,50重量%,51重量%,52重量%,53重量%,54重量%,55重量%,56重量%,57重量%,58重量%,59重量%,或60重量%,相对于组合物的总重量计。
组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量可例如为,1%-99%,1%-95%,1%-90%,1%-85%,1%-80%,1%-75%,1%-70%,1%-65%,1%-60%,1%-55%,1%-50%,1%-45%,1%-40%,1%-35%,1%-30%,1%-25%,1%-20%,1%-15%,1%-10%,2%-95%,2%-90%,2%-85%,2%-80%,2%-75%,2%-70%,2%-65%,2%-60%,2%-55%,2%-50%,2%-45%,2%-40%,2%-35%,2%-30%,2%-25%,2%-20%,2%-15%,2%-10%,3%-95%,3%-90%,3%-85%,3%-80%,3%-75%,3%-70%,3%-65%,3%-60%,3%-55%,3%-50%,3%-45%,3%-40%,3%-35%,3%-30%,3%-25%,3%-20%,3%-15%,3%-10%,4%-95%,4%-90%,4%-85%,4%-80%,4%-75%,4%-70%,4%-65%,4%-60%,4%-55%,4%-50%,4%-45%,4%-40%,4%-35%,4%-30%,4%-25%,4%-20%,4%-15%,4%-10%,5%-95%,5%-90%,5%-85%,5%-80%,5%-75%,5%-70%,5%-65%,5%-60%,5%-55%,5%-50%,5%-45%,5%-40%,5%-35%,5%-30%,5%-25%,5%-20%,5%-15%,5%-10%,10%-95%,10%-90%,10%-85%,10%-80%,10%-75%,10%-70%,10%-65%,10%-60%,10%-55%,10%-50%,10%-45%,10%-40%,10%-35%,10%-30%,10%-25%,10%-20%,10%-15%,15%-95%,15%-90%,15%-85%,15%-80%,15%-75%,15%-70%,15%-65%,15%-60%,15%-55%,15%-50%,15%-45%,15%-40%,15%-35%,15%-30%,15%-25%,15%-20%,20%-95%,20%-90%,20%-85%,20%-80%,20%-75%,20%-70%,20%-65%,20%-60%,20%-55%,20%-50%,20%-45%,20%-40%,20%-35%,20%-30%,20%-25%,25%-95%,25%-90%,25%-85%,25%-80%,25%-75%,25%-70%,25%-65%,25%-60%,25%-55%,25%-50%,25%-45%,25%-40%,25%-35%,25%-30%,30%-95%,30%-90%,30%-85%,30%-80%,30%-75%,30%-70%,30%-65%,30%-60%,30%-55%,30%-50%,30%-45%,30%-40%,30%-35%,35%-95%,35%-90%,35%-85%,35%-80%,35%-75%,35%-70%,35%-65%,35%-60%,35%-55%,35%-50%,35%-45%,35%-40%,40%-95%,40%-90%,40%-85%,40%-80%,40%-75%,40%-70%,40%-65%,40%-60%,40%-55%,40%-50%,40%-45%,45%-95%,45%-90%,45%-85%,45%-80%,45%-75%,45%-70%,45%-65%,45%-60%,45%-55%,45%-50%,50%-90%,50%-90%,50%-85%,50%-80%,50%-75%,50%-70%,50%-65%,50%-60%,50%-55%,55%-95%,55%-90%,55%-85%,55%-80%,55%-75%,55%-70%,55%-65%,55%-60%,60%-95%,60%-90%,60%-85%,60%-80%,60%-75%,60%-70%,60%-65%,65%-95%,65%-90%,65%-85%,65%-80%,65%-75%,65%-70%,70%-95%,70%-90%,70%-85%,70%-80%,70%-75%,75%-95%,75%-90%,75%-85%,75%-80%,80%-95%,80%-90%,80%-85%,85%-95%,或85%-90%。
优选地,组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量为1%-70%,优选1%-60%,有利地1%-55%,特别是5%-55%。
组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量可大于等于1%,优选大于等于5%,优选大于等于10%,有利地大于等于15%,例如大于等于20%,优选大于等于30%。
优选地,组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量选自以下含量之一:1重量%,2重量%,3重量%,4重量%,5重量%,6重量%,7重量%,8重量%,9重量%,10重量%,11重量%,12重量%,13重量%,14重量%,15重量%,16重量%,17重量%,18重量%,19重量%,20重量%,21重量%,22重量%,23重量%,24重量%,25重量%,26重量%,27重量%,28重量%,29重量%,30重量%,31重量%,32重量%,33重量%,34重量%,35重量%,36重量%,37重量%,38重量%,39重量%,40重量%,41重量%,42重量%,43重量%,44重量%,45重量%,46重量%,47重量%,48重量%,49重量%,50重量%,51重量%,52重量%,53重量%,54重量%,55重量%,56重量%,57重量%,58重量%,59重量%,或60重量%,相对于组合物的总重量计。
组合物中化合物C的重量含量可例如为,1%-99%,5%-95%,5%-90%,5%-85%,5%-80%,5%-75%,5%-70%,5%-65%,5%-60%,5%-55%,5%-50%,5%-45%,5%-40%,5%-35%,5%-30%,5%-25%,5%-20%,5%-15%,5%-10%,10%-95%,10%-90%,10%-85%,10%-80%,10%-75%,10%-70%,10%-65%,10%-60%,10%-55%,10%-50%,10%-45%,10%-40%,10%-35%,10%-30%,10%-25%,10%-20%,10%-15%,15%-95%,15%-90%,15%-85%,15%-80%,15%-75%,15%-70%,15%-65%,15%-60%,15%-55%,15%-50%,15%-45%,15%-40%,15%-35%,15%-30%,15%-25%,15%-20%,20%-95%,20%-90%,20%-85%,20%-80%,20%-75%,20%-70%,20%-65%,20%-60%,20%-55%,20%-50%,20%-45%,20%-40%,20%-35%,20%-30%,20%-25%,25%-95%,25%-90%,25%-85%,25%-80%,25%-75%,25%-70%,25%-65%,25%-60%,25%-55%,25%-50%,25%-45%,25%-40%,25%-35%,25%-30%,30%-95%,30%-90%,30%-85%,30%-80%,30%-75%,30%-70%,30%-65%,30%-60%,30%-55%,30%-50%,30%-45%,30%-40%,30%-35%,35%-95%,35%-90%,35%-85%,35%-80%,35%-75%,35%-70%,35%-65%,35%-60%,35%-55%,35%-50%,35%-45%,35%-40%,40%-95%,40%-90%,40%-85%,40%-80%,40%-75%,40%-70%,40%-65%,40%-60%,40%-55%,40%-50%,40%-45%,45%-95%,45%-90%,45%-85%,45%-80%,45%-75%,45%-70%,45%-65%,45%-60%,45%-55%,45%-50%,50%-90%,50%-90%,50%-85%,50%-80%,50%-75%,50%-70%,50%-65%,50%-60%,50%-55%,55%-95%,55%-90%,55%-85%,55%-80%,55%-75%,55%-70%,55%-65%,55%-60%,60%-95%,60%-90%,60%-85%,60%-80%,60%-75%,60%-70%,60%-65%,65%-95%,65%-90%,65%-85%,65%-80%,65%-75%,65%-70%,70%-95%,70%-90%,70%-85%,70%-80%,70%-75%,75%-95%,75%-90%,75%-85%,75%-80%,80%-95%,80%-90%,80%-85%,85%-95%,或85%-90%。
优选地,组合物中化合物C的重量含量为5%-70%,优选5%-60%,有利地5%-55%。
优选地,组合物中化合物C的重量含量为5%-90%,优选5%-85%,有利地60%-85%,或5%-40%。
根据一个实施方式,组合物中化合物C的重量含量大于或等于5%,优选大于或等于10%,优选大于或等于15%,有利地大于或等于20%,例如大于或等于25%,优选大于或等于30%,尤其是大于或等于40%,或甚至例如大于或等于45%。其例如为大于或等于50%,优选大于或等于55%,优选大于或等于60%,有利地大于或等于70%,例如大于或等于80%。
优选地,组合物中化合物C的重量含量选自以下含量之一:1重量%,2重量%,3重量%,4重量%,5重量%,6重量%,7重量%,8重量%,9重量%,10重量%,11重量%,12重量%,13重量%,14重量%,15重量%,16重量%,17重量%,18重量%,19重量%,20重量%,21重量%,22重量%,23重量%,24重量%,25重量%,26重量%,27重量%,28重量%,29重量%,30重量%,31重量%,32重量%,33重量%,34重量%,35重量%,36重量%,37重量%,38重量%,39重量%,40重量%,41重量%,42重量%,43重量%,44重量%,45重量%,46重量%,47重量%,48重量%,49重量%,50重量%,51重量%,52重量%,53重量%,54重量%,55重量%,56重量%,57重量%,58重量%,59重量%,60重量%,61重量%,62重量%,63重量%,64重量%,65重量%,66重量%,67重量%,68重量%,69重量%,70重量%,71重量%,72重量%,73重量%,74重量%,75重量%,76重量%,77重量%,78重量%,79重量%,80重量%,81重量%,82重量%,83重量%,84重量%,85重量%,86重量%,87重量%,88重量%,89重量%,或90重量%,相对于组合物的总重量计。
根据一个实施方式,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-5重量%至95重量%、优选10重量%至90重量%的三氟乙烯(R1123);
-5重量%至95重量%、优选10重量%至90重量%的五氟乙烷(HFC-125);和
-5重量%至95重量%、优选10重量%至90重量%的如上限定的至少一种化合物C,所述化合物C优选选自1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a),2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf),及其混合物。
优选地,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-10重量%至80重量%、优选10重量%至70重量%的三氟乙烯(R1123);
-10重量%至80重量%、优选10重量%至70重量%的五氟乙烷(HFC-125);和
-5重量%至95重量%、优选5重量%至70重量%的如上限定的至少一种化合物C,所述化合物C优选选自1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a),2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf),及其混合物。
优选地,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-10重量%至55重量%的三氟乙烯(R1123);
-10重量%至55重量%的五氟乙烷(HFC-125);和
-10重量%至80重量%的如上限定的至少一种化合物C,所述化合物C优选选自1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a),2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf),及其混合物。
优选地,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-10重量%至55重量%的三氟乙烯(R1123);
-10重量%至55重量%的五氟乙烷(HFC-125);和
-5重量%至55重量%的如上限定的至少一种化合物C,所述化合物C优选选自1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a),2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf),及其混合物。
优选地,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-5重量%至35重量%的三氟乙烯(R1123);
-1重量%至10重量%的五氟乙烷(HFC-125);和
-60重量%至90重量%的如上限定的至少一种化合物C,所述化合物C优选选自1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a),2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf),及其混合物。
根据本发明的组合物可通过任意已知方法制备,例如通过将不同化合物彼此简单混合。
根据本发明的组合物的GWP有利地小于2000,优选小于或等于1500,特别是小于或等于1000,例如小于或等于500,优选小于或等于200,特别是小于或等于150。可根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的第四次报告中给出的说明来计算GWP。混合物的GWP特别地作为质量浓度和各组分的GWP的函数计算。纯的化合物的GWP值典型地列于欧洲F-Gas指令(欧洲议会和理事会的条例(EU)No.517/2014,2014年4月16日)中。
根据本发明的组合物有利地是热稳定的,无论是单独地或与添加剂(比如润滑剂)组合。
根据本发明的组合物有利地是不可燃的或仅轻微可燃的。
根据本发明,组合物有利地具有大于200g/m3的可燃下限。
优选地,组合物有利地产生这样的WCFF组合物(组分),其具有大于230g/m3、优选大于或等于250g/m3、特别是大于或等于280g/m3的可燃下限。
优选的组合物,以及对应的WCF和WCFF具有小于19000kJ/m3的燃烧热(HOC)。根据本发明的燃烧热根据标准ASHRAE 34-2013中的指示定义和测定。
在标准ASHRAE 34-2013中,"可燃下限"被定义为在标准ASTM E681-04中说明的测试条件下,能够使火焰通过组合物和空气的均匀混合物蔓延的组合物的最低浓度。例如,其可以kg/m3或以体积%给出。
在标准ASHRAE 34-2013中"WCF"(可燃性最不利配方(worst case offormulation for flammability))组合物定义为火焰蔓延速率最高的配方的组合物。该组合物非常接近用于具有一定程度的耐受性的标称组合物(所述标称组合物在本发明的上下文中对应于根据本发明的组合物)。
在标准ASHRAE 34-2013中"WCFF"(可燃性最不利馏分(worst case offractionation for flammability))组合物定义为火焰蔓延速率最高的组合物。遵循该该标准中定义的方法来确定该组合物。
在本发明的上下文中,可燃性、火焰蔓延速率和可燃下限根据在标准ASHRAE 34-2013中给出的测试来定义和测定,对于所使用的设备参照标准ASTM E681。
对于火焰蔓延速率,标准ASHRAE 34-2013中描述的测试方法为T.Jabbour在DenisClodic的指导下的论文"Classification de l'inflammabilitédes fluides frigorigènes basée sur la vitesse fondamentale de flamme"[Classification of theflammability of refrigerants based on the fundamental flame velocity].Thesis,Paris,2004中开发的方法。实验装置特别地使用了立式玻璃管方法(管数为2,长度150cm,直径40cm)。使用两个管使得可同时用相同的浓度进行两个测试。所述管尤其地配备有钨电极;这些电极被置于各管的底部,相距6.35mm(1/4英寸),并且连接至15kV和30mA发电机。
根据标准ASHRAE 34-2013中定义的标准将被测试的不同组合物描述为不可燃的或可燃的。
优选的组合物的火焰蔓延速率有利地小于10cm/s,优选小于或等于8cm/s,优选小于或等于6cm/s,有利地小于或等于5cm/s,非常有利地小于或等于4cm/s,小于或等于3cm/s,小于或等于2cm/s,小于或等于1.5cm/s。
根据标准ASHRAE 34-2013,优选的组合物有利地被归类为2L。遵循该标准,2L类别要求火焰蔓延速率小于10cm/s。
优选的组合物有利地在良好的能量性能品质、低或零可燃性以及低GWP、优选小于200的GWP之间取得了良好的折中。
由于其低可燃性,当其用作制冷和空调中的以及用于加热的传热流体时,优选的组合物有利地更为安全。此外,由于根据本发明的组合物具有低可燃性,传热设施(制冷,空调,热泵等)可有利地包括更高载荷的根据本发明的组合物。对于载荷限度,可典型地参照公开在2008-2009的标准EN378。
R1123/HFC-125/HFC-134a
根据一个优选的实施方式,如上限定的的化合物C为1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)。
根据本发明的组合物可包含(优选可基本上由以下物质组成,优选可由以下物质组成):
-三氟乙烯(R1123);
-五氟乙烷(HFC-125);和
-1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)。
优选地,组合物中三氟乙烯(R1123)的重量含量例如为5%-60%,5%-55%,5%-50%,5%-45%,5%-40%,5%-35%,5%-30%,5%-25%,5%-20%,5%-15%,5%-10%,10%-60%,10%-55%,10%-50%,10%-45%,10%-40%,10%-35%,10%-30%,10%-25%,10%-20%,10%-15%,15%-60%,15%-55%,15%-50%,15%-45%,15%-40%,15%-35%,15%-30%,15%-25%,15%-20%,20%-60%,20%-55%,20%-50%,20%-45%,20%-40%,20%-35%,20%-30%,20%-25%,25%-60%,25%-55%,25%-50%,25%-45%,25%-40%,25%-35%,25%-30%,30%-60%,30%-55%,30%-50%,30%-45%,30%-40%,30%-35%,35%-60%,35%-55%,35%-50%,35%-45%,35%-40%,40%-60%,40%-55%,40%-50%,40%-45%,45%-60%,45%-55%,45%-50%,50%-60%,50%-55%,或55%-60%。优选地,组合物中三氟乙烯(R1123)的重量含量为10%-70%,优选10%-60%,有利地10%-55%。
根据一个实施方式,组合物中三氟乙烯(R1123)的重量含量大于或等于5%,优选大于或等于10%,优选大于或等于15%,有利地大于或等于20%,例如大于或等于25%,优选大于或等于30%。
优选地,组合物中三氟乙烯(R1123)的重量含量选自以下含量之一:5重量%,6重量%,7重量%,8重量%,9重量%,10重量%,11重量%,12重量%,13重量%,14重量%,15重量%,16重量%,17重量%,18重量%,19重量%,20重量%,21重量%,22重量%,23重量%,24重量%,25重量%,26重量%,27重量%,28重量%,29重量%,30重量%,31重量%,32重量%,33重量%,34重量%,35重量%,36重量%,37重量%,38重量%,39重量%,40重量%,41重量%,42重量%,43重量%,44重量%,45重量%,46重量%,47重量%,48重量%,49重量%,50重量%,51重量%,52重量%,53重量%,54重量%,55重量%,56重量%,57重量%,58重量%,59重量%,或60重量%,相对于组合物的总重量计。
组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量可例如为10%-60%,10%-55%,10%-50%,10%-45%,10%-40%,10%-35%,10%-30%,10%-25%,10%-20%,15%-60%,15%-55%,15%-50%,15%-45%,15%-40%,15%-35%,15%-30%,15%-25%,15%-20%,20%-60%,20%-55%,20%-50%,20%-45%,20%-40%,20%-35%,20%-30%,20%-25%,25%-60%,25%-55%,25%-50%,25%-45%,25%-40%,25%-35%,25%-30%,30%-60%,30%-55%,30%-50%,30%-45%,30%-40%,30%-35%,35%-60%,35%-55%,35%-50%,35%-45%,35%-40%,40%-60%,40%-55%,40%-50%,40%-45%,45%-60%,45%-55%,45%-50%,50%-60%,50%-55%,或55%-60%。优选地,组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量为10%-70%,优选10%-60%,有利地10%-55%,特别是20%-55%。
根据一个实施方式,组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量大于或等于10%,优选大于或等于15%,优选大于或等于20%,有利地大于或等于25%,例如大于或等于30%,优选大于或等于35%。
优选地,组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量选自以下含量之一:10重量%,11重量%,12重量%,13重量%,14重量%,15重量%,16重量%,17重量%,18重量%,19重量%,20重量%,21重量%,22重量%,23重量%,24重量%,25重量%,26重量%,27重量%,28重量%,29重量%,30重量%,31重量%,32重量%,33重量%,34重量%,35重量%,36重量%,37重量%,38重量%,39重量%,40重量%,41重量%,42重量%,43重量%,44重量%,45重量%,46重量%,47重量%,48重量%,49重量%,50重量%,51重量%,52重量%,53重量%,54重量%,55重量%,56重量%,57重量%,58重量%,59重量%,或60重量%,相对于组合物的总重量计。
组合物中1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)的重量含量可例如为5%-70%,5%-65%,5%-60%,5%-55%,5%-50%,5%-45%,5%-40%,5%-35%,5%-30%,5%-25%,5%-20%,5%-15%,5%-10%,10%-70%,10%-65%,10%-60%,10%-55%,10%-50%,10%-45%,10%-40%,10%-35%,10%-30%,10%-25%,10%-20%,10%-15%,15%-70%,15%-65%,15%-60%,15%-55%,15%-50%,15%-45%,15%-40%,15%-35%,15%-30%,15%-25%,15%-20%,20%-70%,20%-65%,20%-60%,20%-55%,20%-50%,20%-45%,20%-40%,20%-35%,20%-30%,20%-25%,25%-70%,25%-65%,25%-60%,25%-55%,25%-50%,25%-45%,25%-40%,25%-35%,25%-30%,30%-70%,30%-65%,30%-60%,30%-55%,30%-50%,30%-45%,30%-40%,30%-35%,35%-70%,35%-65%,35%-60%,35%-55%,35%-50%,35%-45%,35%-40%,40%-70%,40%-65%,40%-60%,40%-55%,40%-50%,40%-45%,45%-70%,45%-65%,45%-60%,45%-55%,45%-50%,50%-70%,50%-65%,50%-60%,50%-55%,55%-70%,55%-65%,55%-60%,60%-70%,60%-65%,或65%-70%。优选地,组合物中1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)的重量含量为5%-70%,优选5%-60%,有利地5%-55%。
根据一个实施方式,组合物中1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)的重量含量大于或等于5%,优选大于或等于10%,优选大于或等于15%,有利地大于或等于20%,例如大于或等于25%,优选大于或等于30%,尤其是大于或等于40%,或甚至例如大于或等于45%。
优选地,组合物中1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)的重量含量选自以下含量之一:5重量%,6重量%,7重量%,8重量%,9重量%,10重量%,11重量%,12重量%,13重量%,14重量%,15重量%,16重量%,17重量%,18重量%,19重量%,20重量%,21重量%,22重量%,23重量%,24重量%,25重量%,26重量%,27重量%,28重量%,29重量%,30重量%,31重量%,32重量%,33重量%,34重量%,35重量%,36重量%,37重量%,38重量%,39重量%,40重量%,41重量%,42重量%,43重量%,44重量%,45重量%,46重量%,47重量%,48重量%,49重量%,50重量%,51重量%,52重量%,53重量%,54重量%,55重量%,56重量%,57重量%,58重量%,59重量%,或60重量%,相对于组合物的总重量计。
优选地,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-10重量%至55重量%的三氟乙烯(R1123);
-10重量%至55重量%的五氟乙烷(HFC-125);和
-5重量%至60重量%的1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)。
优选地,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-10重量%至30%、优选10重量%至20重量%的三氟乙烯(R1123);
-20重量%至50重量%的五氟乙烷(HFC-125);和
-30重量%至60重量%的1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)。
优选地,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-20重量%至55重量%、优选20重量%至45重量%的三氟乙烯(R1123);
-20重量%至45重量%的五氟乙烷(HFC-125);和
-30重量%至60重量%的1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)。
优选地,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-30重量%至55重量%的三氟乙烯(R1123);
-20重量%至50重量%的五氟乙烷(HFC-125);和
-10重量%至50重量%的1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)。
优选地,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-40重量%至55重量%的三氟乙烯(R1123);
-30重量%至55重量%的五氟乙烷(HFC-125);和
-5重量%至30重量%的1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)。
根据一个实施方式,上述组合物的GWP小于2000,优选小于或等于1500,特别是小于或等于1000。
上述组合物有利地是不可燃的或仅轻微可燃的。
所述组合物有利地在良好的能量性能品质、低或零可燃性和低GWP、优选小于2000的GWP之间具有良好的折中。
R1123/HFC-125/HFO-1234yf
根据一个优选的实施方式,如上限定的化合物C为2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)。
根据本发明的组合物可包含(优选可基本上由以下物质组成,优选可由以下物质组成):
-三氟乙烯(R1123);
-五氟乙烷(HFC-125);和
-2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)。
组合物中三氟乙烯(R1123)的重量含量可例如为10%-50%,10%-45%,10%-40%,10%-35%,10%-30%,10%-25%,10%-20%,10%-15%,15%-50%,15%-45%,15%-40%,15%-35%,15%-30%,15%-25%,15%-20%,20%-50%,20%-45%,20%-40%,20%-35%,20%-30%,20%-25%,25%-50%,25%-45%,25%-40%,25%-35%,25%-30%,30%-50%,30%-45%,30%-40%,30%-35%,35%-50%,35%-45%,35%-40%,40%-50%,40%-45%,或45%-50%。优选地,组合物中三氟乙烯(R1123)的重量含量为10%-70%,优选10%-60%,有利地10%-55%,例如10%-40%或15%-35%。
根据一个实施方式,组合物中三氟乙烯(R1123)的重量含量大于或等于5%,优选大于或等于10%,优选大于或等于15%,有利地大于或等于20%,例如大于或等于25%,优选大于或等于30%。
优选地,组合物中三氟乙烯(R1123)的重量含量选自以下含量之一:10重量%,11重量%,12重量%,13重量%,14重量%,15重量%,16重量%,17重量%,18重量%,19重量%,20重量%,21重量%,22重量%,23重量%,24重量%,25重量%,26重量%,27重量%,28重量%,29重量%,30重量%,31重量%,32重量%,33重量%,34重量%,35重量%,36重量%,37重量%,38重量%,39重量%,40重量%,41重量%,42重量%,43重量%,44重量%,45重量%,46重量%,47重量%,48重量%,49重量%,或50重量%,相对于组合物的总重量计。
组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量可例如为1%-20%,1%-15%,1%-10%,1%-5%,2%-20%,2%-15%,2%-10%,2%-5%,3%-20%,3%-15%,3%-10%,3%-5%,4%-20%,4%-15%,4%-10%,4%-5%,5%-20%,5%-15%,或5%-10%。
优选地,组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量为1%-15%,优选1%-10%,有利地1%-5%,特别是1%-4%。
根据一个实施方式,组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量大于或等于1%,优选小于或等于10%,优选小于或等于8%,有利地小于或等于7%,例如小于或等于5%。
优选地,组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量选自以下含量之一:1重量%,2重量%,3重量%,4重量%,5重量%,6重量%,7重量%,8重量%,9重量%,和10重量%,相对于组合物的总重量计。
组合物中2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的重量含量可例如为50%-99%,55%-99%,60%-99%,65%-99%,70%-99%,75%-99%,80%-99%,85%-99%,90%-99%,50%-95%,55%-95%,60%-95%,65%-95%,70%-95%,75%-95%,80%-95%,85%-95%,90%-95%,50%-90%,55%-90%,60%-90%,65%-90%,70%-90%,75%-90%,80%-90%,85%-90%,50%-85%,55%-85%,60%-85%,65%-85%,70%-85%,75%-85%,80%-85%,50%-80%,55%-80%,60%-80%,65%-80%,70%-80%,75%-80%,50%-75%,55%-75%,60%-75%,65%-75%,或70%-75%。优选地,组合物中2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的重量含量为50%-95%,优选50%-90%,有利地60%-90%,例如60%-85%。
根据一个实施方式,组合物中2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的重量含量大于或等于50%,优选大于或等于60%,优选大于或等于65%,有利地大于或等于70%,例如大于或等于75%,优选大于或等于80%,尤其是大于或等于85%。
优选地,组合物中2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的重量含量选自以下含量之一:50重量%,51重量%,52重量%,53重量%,54重量%,55重量%,56重量%,57重量%,58重量%,59重量%,60重量%,61重量%,62重量%,63重量%,64重量%,65重量%,66重量%,67重量%,68重量%,69重量%,70重量%,71重量%,72重量%,73重量%,74重量%,75重量%,76重量%,77重量%,78重量%,79重量%,79重量%,80重量%,81重量%,82重量%,83重量%,84重量%,85重量%,86重量%,87重量%,88重量%,89重量%,90重量%,91重量%,92重量%,93重量%,94重量%,95重量%,96重量%,97重量%,98重量%,或99重量%,相对于组合物的总重量计。
根据一个实施方式,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-1重量%至50重量%的三氟乙烯(R1123);
-1重量%至20重量%的五氟乙烷(HFC-125);和
-50重量%至98重量%的2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)。
优选地,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-5重量%至50重量%的三氟乙烯(R1123);
-1重量%至10重量%的五氟乙烷(HFC-125);和
-50重量%至90重量%的2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)。
优选地,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-10重量%至40重量%的三氟乙烯(R1123);
-1重量%至5重量%的五氟乙烷(HFC-125);和
-55重量%至85重量%的2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)。
优选地,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-15重量%至35重量%的三氟乙烯(R1123);
-1重量%至5重量%的五氟乙烷(HFC-125);和
-60重量%至84重量%的2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)。
优选的上述组合物的GWP小于200,优选小于或等于150。
上述组合物有利地为不可燃的或仅轻微可燃的。
所述组合物可燃下限有利地大于200g/m3。
上述组合物有利地产生这样的WCFF组合物,其具有大于230g/m3、优选大于或等于250g/m3、特别是大于或等于280g/m3的可燃下限。
优选的组合物,以及对应的WCF和WCFF,具有小于19000kJ/m3的燃烧热(HOC)。根据本发明的燃烧热根据标准ASHRAE 34-2013中的指示定义和测定。
组合物的火焰蔓延速率有利地小于10cm/s,优选小于或等于8cm/s,优选小于或等于6cm/s,有利地小于或等于5cm/s,非常有利地小于或等于4cm/s,小于或等于3cm/s,小于或等于2cm/s,小于或等于1.5cm/s。
根据标准ASHRAE 34-2013,优选的组合物有利地被归类为2L。遵循该标准,2L类别要求火焰蔓延速率小于10cm/s。
组合物有利地在良好的能量性能品质、低或零可燃性以及低GWP、优选小于200的GWP之间取得了良好的折中。
R1123/HFC-125/HFC-134a/HFO-1234yf
根据一个优选的实施方式,根据本发明的组合物包含两种化合物:1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)和2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)。
根据本发明的组合物可包含(优选可基本上由以下物质组成,优选可由以下物质组成):
-三氟乙烯(R1123);
-五氟乙烷(HFC-125);
-1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a);和
-2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)。
组合物中三氟乙烯(R1123)的重量含量可例如为5%-60%,5%-55%,5%-50%,5%-45%,5%-40%,5%-35%,5%-30%,5%-25%,5%-20%,5%-15%,5%-10%,10%-60%,10%-55%,10%-50%,10%-45%,10%-40%,10%-35%,10%-30%,10%-25%,10%-20%,10%-15%,15%-60%,15%-55%,15%-50%,15%-45%,15%-40%,15%-35%,15%-30%,15%-25%,15%-20%,20%-60%,20%-55%,20%-50%,20%-45%,20%-40%,20%-35%,20%-30%,20%-25%,25%-60%,25%-55%,25%-50%,25%-45%,25%-40%,25%-35%,25%-30%,30%-60%,30%-55%,30%-50%,30%-45%,30%-40%,30%-35%,35%-60%,35%-55%,35%-50%,35%-45%,35%-40%,40%-60%,40%-55%,40%-50%,40%-45%,45%-60%,45%-55%,45%-50%,50%-60%,50%-55%,或55%-60%。优选地,组合物中三氟乙烯(R1123)的重量含量为5%-70%,优选5%-60%,有利地5%-55%。
根据一个实施方式,组合物中三氟乙烯(R1123)的重量含量大于或等于5%,优选大于或等于10%,优选大于或等于15%,有利地大于或等于20%,例如大于或等于25%,优选大于或等于30%。
优选地,组合物中三氟乙烯(R1123)的重量含量选自以下含量之一:5重量%,6重量%,7重量%,8重量%,9重量%,10重量%,11重量%,12重量%,13重量%,14重量%,15重量%,16重量%,17重量%,18重量%,19重量%,20重量%,21重量%,22重量%,23重量%,24重量%,25重量%,26重量%,27重量%,28重量%,29重量%,30重量%,31重量%,32重量%,33重量%,34重量%,35重量%,36重量%,37重量%,38重量%,39重量%,40重量%,41重量%,42重量%,43重量%,44重量%,45重量%,46重量%,47重量%,48重量%,49重量%,50重量%,51重量%,52重量%,53重量%,54重量%,55重量%,56重量%,57重量%,58重量%,59重量%,或60重量%,相对于组合物的总重量计。
组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量可例如为5%-60%,5%-55%,5%-50%,5%-45%,5%-40%,5%-35%,5%-30%,5%-25%,5%-20%,10%-60%,10%-55%,10%-50%,10%-45%,10%-40%,10%-35%,10%-30%,10%-25%,10%-20%,15%-60%,15%-55%,15%-50%,15%-45%,15%-40%,15%-35%,15%-30%,15%-25%,15%-20%,20%-60%,20%-55%,20%-50%,20%-45%,20%-40%,20%-35%,20%-30%,20%-25%,25%-60%,25%-55%,25%-50%,25%-45%,25%-40%,25%-35%,25%-30%,30%-60%,30%-55%,30%-50%,30%-45%,30%-40%,30%-35%,35%-60%,35%-55%,35%-50%,35%-45%,35%-40%,40%-60%,40%-55%,40%-50%,40%-45%,45%-60%,45%-55%,45%-50%,50%-60%,50%-55%,或55%-60%。优选地,组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量为10%-70%,优选10%-60%,有利地10%-55%,特别是20%-55%。
根据一个实施方式,组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量大于或等于5%,优选大于或等于10%,优选大于或等于15%,有利地大于或等于20%,例如大于或等于25%,优选大于或等于30%。
优选地,组合物中五氟乙烷(HFC-125)的重量含量选自以下含量之一:5重量%,6重量%,7重量%,8重量%,9重量%,10重量%,11重量%,12重量%,13重量%,14重量%,15重量%,16重量%,17重量%,18重量%,19重量%,20重量%,21重量%,22重量%,23重量%,24重量%,25重量%,26重量%,27重量%,28重量%,29重量%,30重量%,31重量%,32重量%,33重量%,34重量%,35重量%,36重量%,37重量%,38重量%,39重量%,40重量%,41重量%,42重量%,43重量%,44重量%,45重量%,46重量%,47重量%,48重量%,49重量%,50重量%,51重量%,52重量%,53重量%,54重量%,55重量%,56重量%,57重量%,58重量%,59重量%,或60重量%,相对于组合物的总重量计。
组合物中1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)的重量含量可例如为1%-50%,1%-45%,1%-40%,1%-35%,1%-30%,1%-25%,1%-20%,1%-15%,1%-10%,1%-5%,2%-50%,2%-45%,2%-40%,2%-35%,2%-30%,2%-25%,2%-20%,2%-15%,2%-10%,2%-5%,3%-50%,3%-45%,3%-40%,3%-35%,3%-30%,3%-25%,3%-20%,3%-15%,3%-10%,3%-5%,4%-50%,4%-45%,4%-40%,4%-35%,4%-30%,4%-25%,4%-20%,4%-15%,4%-10%,4%-5%,5%-50%,5%-45%,5%-40%,5%-35%,5%-30%,5%-25%,5%-20%,5%-15%,5%-10%,10%-50%,10%-45%,10%-40%,10%-35%,10%-30%,10%-25%,10%-20%,10%-15%,15%-50%,15%-45%,15%-40%,15%-35%,15%-30%,15%-25%,15%-20%,20%-50%,20%-45%,20%-40%,20%-35%,20%-30%,20%-25%,25%-50%,25%-45%,25%-40%,25%-35%,25%-30%,30%-50%,30%-45%,30%-40%,30%-35%,40%-50%,或40%-45%。优选地,组合物中1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)的重量含量为5%-50%,优选5%-45%,有利地5%-40%。
根据一个实施方式,组合物中1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)的重量含量大于或等于5%,优选大于或等于10%,优选大于或等于15%,有利地大于或等于20%,例如大于或等于25%,优选大于或等于30%,尤其是大于或等于40%。
优选地,组合物中1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)的重量含量选自以下含量之一:1重量%,2重量%,3重量%,4重量%,5重量%,6重量%,7重量%,8重量%,9重量%,10重量%,11重量%,12重量%,13重量%,14重量%,15重量%,16重量%,17重量%,18重量%,19重量%,20重量%,21重量%,22重量%,23重量%,24重量%,25重量%,26重量%,27重量%,28重量%,29重量%,30重量%,31重量%,32重量%,33重量%,34重量%,35重量%,36重量%,37重量%,38重量%,39重量%,40重量%,41重量%,42重量%,43重量%,44重量%,45重量%,46重量%,47重量%,48重量%,49重量%,或50重量%,相对于组合物的总重量计。
组合物中2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的重量含量可例如为1%-60%,1%-50%,1%-45%,1%-40%,1%-35%,1%-30%,1%-25%,1%-20%,1%-15%,1%-10%,1%-5%,2%-50%,2%-45%,2%-40%,2%-35%,2%-30%,2%-25%,2%-20%,2%-15%,2%-10%,2%-5%,3%-50%,3%-45%,3%-40%,3%-35%,3%-30%,3%-25%,3%-20%,3%-15%,3%-10%,3%-5%,4%-50%,4%-45%,4%-40%,4%-35%,4%-30%,4%-25%,4%-20%,4%-15%,4%-10%,4%-5%,5%-50%,5%-45%,5%-40%,5%-35%,5%-30%,5%-25%,5%-20%,5%-15%,5%-10%,10%-50%,10%-45%,10%-40%,10%-35%,10%-30%,10%-25%,10%-20%,10%-15%,15%-50%,15%-45%,15%-40%,15%-35%,15%-30%,15%-25%,15%-20%,20%-50%,20%-45%,20%-40%,20%-35%,20%-30%,20%-25%,25%-50%,25%-45%,25%-40%,25%-35%,25%-30%,30%-50%,30%-45%,30%-40%,30%-35%,40%-50%,或40%-45%。优选地,组合物中2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的重量含量为5%-50%,优选5%-45%,有利地5%-40%。
根据一个实施方式,组合物中2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的重量含量大于或等于5%,优选大于或等于10%,优选大于或等于15%,有利地大于或等于20%,例如大于或等于25%,优选大于或等于30%,尤其是大于或等于40%。
优选地,组合物中2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的重量含量选自以下含量之一:1重量%,2重量%,3重量%,4重量%,5重量%,6重量%,7重量%,8重量%,9重量%,10重量%,11重量%,12重量%,13重量%,14重量%,15重量%,16重量%,17重量%,18重量%,19重量%,20重量%,21重量%,22重量%,23重量%,24重量%,25重量%,26重量%,27重量%,28重量%,29重量%,30重量%,31重量%,32重量%,33重量%,34重量%,35重量%,36重量%,37重量%,38重量%,39重量%,40重量%,41重量%,42重量%,43重量%,44重量%,45重量%,46重量%,47重量%,48重量%,49重量%,50重量%,51重量%,52重量%,53重量%,54重量%,55重量%,56重量%,57重量%,58重量%,59重量%,或60重量%,相对于组合物的总重量计。
根据一个实施方式,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-5重量%至60重量%的三氟乙烯(R1123);
-5重量%至60重量%的五氟乙烷(HFC-125);
-1重量%至50重量%的1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a);和
-1重量%至60重量%的2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)。
根据一个实施方式,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-5重量%至60重量%的三氟乙烯(R1123);
-5重量%至60重量%的五氟乙烷(HFC-125);
-5重量%至50重量%的1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a);和
-5重量%至50重量%的2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)。
根据一个实施方式,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-5重量%至55重量%的三氟乙烯(R1123);
-10重量%至55重量%的五氟乙烷(HFC-125);
-5重量%至40重量%的1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a);和
-5重量%至40重量%的2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)。
根据一个实施方式,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-5重量%至25重量%的三氟乙烯(R1123);
-10重量%至55重量%的五氟乙烷(HFC-125);
-10重量%至40重量%的1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a);和
-10重量%至40重量%的2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)。
根据一个实施方式,上述组合物包含(优选基本上由以下物质组成,且优选由以下物质组成):
-30重量%至55重量%的三氟乙烯(R1123);
-20重量%至55重量%的五氟乙烷(HFC-125);
-5重量%至20重量%的1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a);和
-5重量%至20重量%的2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)。
根据一个实施方式,上述组合物的GWP小于2000,优选小于或等于1500,特别是小于或等于1000。
上述组合物有利地为不可燃的或仅轻微可燃的。
组合物有利地在良好的能量性能品质、低或零可燃性以及低GWP、优选小于200的GWP之间取得了良好的折中。
传热组合物
根据一个实施方式,如上限定的组合物是传热流体。
本发明还涉及传热组合物,其包含(优选由其组成)如上限定的根据本发明的组合物和至少一种添加剂,所述至少一种添加剂尤其选自:纳米颗粒,稳定剂,表面活性剂,示踪剂,荧光剂,臭味剂,润滑剂和增溶剂。优选地,添加剂选自润滑剂且特别是基于多元醇酯的润滑剂。
术语"传热化合物”或,分别地,"传热流体"或"制冷剂",是指在蒸气压缩回路中,能够通过在低温蒸发而吸热且通过在高温和高压力下冷凝而放热的化合物,或分别地,流体。一般地,传热流体可包含仅一种、两种、三种或多于三种传热化合物。
术语"传热组合物"是指包含传热流体和任选的一种或多种添加剂的组合物,所述添加剂不是用于所设想的应用的传热化合物。
稳定剂,当其存在时,优选占传热组合物的不超过5质量%。在稳定剂中可尤其提及硝基甲烷,抗坏血酸,对苯二甲酸,唑类,比如甲苯三唑或苯并三唑,酚类化合物,比如生育酚,氢醌,(叔丁基)氢醌或2,6-二(叔丁基)-4-甲基苯酚,环氧化物(烷基,其任选地氟化或全氟化,或烯基或芳族),比如正丁基缩水甘油醚,己二醇二缩水甘油醚,烯丙基缩水甘油醚或丁基苯基缩水甘油醚,亚磷酸酯/盐,膦酸酯/盐,硫醇和内酯。
作为纳米颗粒,可特别地使用木炭纳米颗粒,金属(铜,铝)氧化物,TiO2,Al2O3,MoS2等。
作为示踪剂(能够被检测的试剂),可提及氘代或非氘代的氢氟烃,氘代烃,全氟化碳,含氟醚,溴化物,碘化物,醇,醛,酮,一氧化二氮及其组合。示踪剂不同于构成传热流体的一种或多种传热化合物。
作为增溶剂,可提及烃,二甲醚,聚氧化烯醚,酰胺,酮,腈,氯烃,酯,内酯,芳基醚,含氟醚和1,1,1-三氟烷烃。增溶剂不同于构成传热流体的一种或多种传热化合物。
作为荧光剂,可提及萘二甲酰亚胺,二萘嵌苯,香豆素,蒽,菲蒽,氧杂蒽,噻吨,苯并夹氧杂蒽,荧光素及其衍生物和其组合。
作为臭味剂,可提及丙烯酸烷基酯,丙烯酸烯丙酯,丙烯酸,丙烯酸酯,烷基醚,烷基酯,炔烃,醛,硫醇,硫醚,二硫化物,异硫氰酸烯丙酯,链烷酸,胺,降冰片烯,降冰片烯衍生物,环己烯,芳族杂环化合物,驱蛔素,o-甲氧基(甲基)苯酚及其组合。
在本发明的上下文中,术语"润滑剂"和"润滑油"等同地使用。
作为润滑剂,可尤其使用矿物来源的油,硅油,天然来源的石蜡,环烷烃,合成石蜡,烷基苯,聚(α-烯烃),聚亚烷基二醇,多元醇酯和/或聚乙烯醚。
根据一个实施方式,润滑剂基于多元醇酯。特别地,润滑剂包含一种或多种多元醇酯。
根据一个实施方式,多元醇酯通过至少一种多元醇与羧酸或羧酸的混合物的反应获得。
在本发明的上下文中,术语"羧酸"涵盖一元羧酸和多元羧酸,例如二羧酸。
在本发明的上下文中,且除非另有说明,否则术语"多元醇"意指含有至少两个羟基(-OH)基团的化合物。
多元醇酯A)
根据一个实施方式,根据本发明的多元醇酯对应于以下通式(I):
R1[OC(O)R2]n (I)
其中:
-R1为直链或支链的基于烃的基团,任选地被至少一个羟基取代和/或包含至少一个选自以下的杂原子:-O-,-N-和-S-;
-各个R2彼此独立地选自:
οi)H;
οii)脂族的基于烃的基团;
οiii)支链的基于烃的基团;
οiv)基团ii)和/或iii)的混合,其中脂族的基于烃的基团包含8至14个碳原子;和
-n为至少为2的整数。
在本发明的上下文中,术语”基于烃的基团”意指由碳和氢原子组成的基团。
根据一个实施方式,多元醇具有以下通式(II):
R1(OH)n (II)
其中:
-R1为直链或支链的基于烃的基团,任选地被至少一个羟基取代,优选被两个羟基取代,和/或包含至少一个选自以下的杂原子:-O-,-N-和-S-;和
-n为至少为2的整数。
优选地,R1为包含4至40个碳原子、优选4至20个碳原子的直链或支链的基于烃的基团。
优选地,R1为包含至少一个氧原子的直链或支链的基于烃的基团。
优选地,R1为包含4至10个碳原子、优选5个碳原子的、被两个羟基基团取代的支链的基于烃的基团。
根据一个优选的实施方式,多元醇包含2至10个羟基基团,优选2至6个羟基基团。
根据本发明的多元醇可包含一个或多个氧化烯基;在此特定情况中,其为聚醚多元醇。
根据本发明的多元醇还可包含一个或多个氮原子。例如,多元醇可为含有3至6个OH基团的链烷醇胺。优选地,多元醇为含有至少两个且优选至少3个OH基团的链烷醇胺。
根据本发明,优选的多元醇选自乙二醇,二乙二醇,三乙二醇,丙二醇,二丙二醇,甘油,新戊二醇,1,2-丁烷二醇,1,4-丁烷二醇,1,3-丁烷二醇,季戊四醇,二季戊四醇,三季戊四醇,三甘油,三羟甲基丙烷,山梨糖醇,六甘油及其混合物。优选地,多元醇为季戊四醇或二季戊四醇。
根据本发明,羧酸可对应于以下通式(III):
R2COOH (III)
其中:
-R2选自:
οi)H;
οii)脂族的基于烃的基团;
οiii)支链的基于烃的基团;
οiv)基团ii)和/或iii)的混合,其中脂族的基于烃的基团包含8至14个碳原子。
优选地,R2为包含1至10个碳原子、优选1至7个碳原子且特别是1至6个碳原子的脂族的基于烃的基团。
优选地,R2为包含4至20个碳原子、特别是5至14个碳原子且优选6至8碳原子的支链的基于烃的基团。
根据一个优选的实施方式,支链的基于烃的基团具有以下式(IV):
-C(R3)R4)(R5) (IV)
其中R3、R4和R5彼此独立地为烷基基团,且所述烷基基团中的至少一个含有至少两个碳原子。这样的支链的烷基基团,一旦与羧基基团键合,即被称作"新(neo)基"且对应的酸称作"新酸"。优选地,R3和R4为甲基基团且R10为包含至少两个碳原子的烷基基团。
根据本发明,R2基团可包含一个或多个羧基基团或酯基团比如–COOR6,其中R6代表烷基或羟烷基基团或羟烷基氧基烷基基团。
优选地,式(III)的酸R2COOH为一元羧酸。
其中基于烃的基团是脂族的羧酸的实例尤其为:甲酸,乙酸,丙酸,丁酸,戊酸,己酸和庚酸。
其中基于烃的基团为支链的羧酸的实例尤其为:2-乙基-正丁酸,2-己基癸酸,异硬脂酸,2-甲基己酸,2-甲基丁酸,3-甲基丁酸,3,5,5-三甲基己酸,2-乙基己酸,新庚酸和新癸酸。
可用于制备式(I)的多元醇酯的第三类羧酸为包含脂族的基于烃的基团的羧酸,所述脂族的基于烃的基团包含8至14个碳原子。例如,可提及:癸酸,十二烷酸,月桂酸,硬脂酸,肉豆蔻酸,二十二烷酸等。在二元羧酸中,可提及马来酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸等。
根据一个优选的实施方式,用于制备式(I)的多元醇酯的羧酸包括一元羧酸和二元羧酸的混合物,一元羧酸的比例占主导地位。二元羧酸的存在尤其使得形成高粘度的多元醇酯。
特别地,通过羧酸和多元醇之间的反应形成式(I)的多元醇酯的反应为酸催化的反应。其尤其是可逆反应,其可通过使用大量的酸来完成或通过去除反应期间形成的水来完成。
酯化反应可在有机或无机酸,比如硫酸、磷酸等的存在下进行
优选地,反应在不存在催化剂的情况下进行。
羧酸和多元醇的量可在混合物中根据所期望的结果而变化。在全部羟基基团都被酯化的特别情况中,必须添加足够量的羧酸以与全部羟基反应。
根据一个实施方式,在使用羧酸的混合物期间,其可与多元醇顺序反应。
根据一个优选的实施方式,在使用羧酸的混合物期间,多元醇首先与羧酸,典型地与分子量最高的羧酸反应,接着与带有脂族的基于烃的链的羧酸反应。
根据一个实施方式,酯可通过羧酸(或其酸酐或酯衍生物)和多元醇之间在以下条件下的反应形成:在酸的存在下,在高温下,同时去除反应期间形成的水。典型地,反应可在75至200℃的温度下进行。
根据另一实施方式,所形成的多元醇酯可包含没有全部反应的羟基基团;在此情况中,其为部分酯化的多元醇酯。
根据一个优选的实施方式,多元醇酯从醇季戊四醇和羧酸的混合物而获得,所述羧酸的混合物:异壬酸,至少一种带有包含8至10个碳原子的脂族的基于烃的基团的酸,和庚酸。优选的多元醇酯从季戊四醇与70%的异壬酸、15%的至少一种带有包含8至10个碳原子的脂族的基于烃的羧酸和15%的庚酸的混合物获得。例如,可提及CPI EngineeringServices Inc出售的油Solest 68。
根据一个优选的实施方式,多元醇酯从醇二季戊四醇醇和羧酸的混合物获得,所述羧酸的混合物:异壬酸,至少一种带有包含8至10个碳原子的脂族的基于烃的基团的酸,和庚酸。
优选地,本发明的多元醇酯具有以下通式(I-A)和(I-B)之一:
其中每个R彼此独立地表示:
-包含1至10、优选2至9、优选4至9个碳原子且特别是1至6个碳原子的脂族的基于烃的基团。
-包含4至20个碳原子、特别是4至14个碳原子且优选4至9个碳原子的支链的基于烃的基团。
特别地,式(I-A)或式(I-B)的多元醇酯包含不同的R基团。
优选的多元醇酯是式(I-A)的酯,其中R选自:
-包含4个碳原子的脂族的基于烃的基团;和/或
-包含6个碳原子的脂族的基于烃的基团;和/或
-包含7个碳原子的脂族的基于烃的基团;和/或
-包含8个碳原子的脂族的基于烃的基团;和/或
-包含9个碳原子的脂族的基于烃的基团;和/或
-包含4个碳原子的支链的基于烃的基团;和/或
-包含5个碳原子的支链的基于烃的基团;和/或
-包含7个碳原子的支链的基于烃的基团;和/或
-包含8个碳原子的支链的基于烃的基团;和/或
-包含9个碳原子的支链的基于烃的基团。
优选的多元醇酯是式(I-B)的酯,其中R选自:
-包含4个碳原子的脂族的基于烃的基团;和/或
-包含6个碳原子的脂族的基于烃的基团;和/或
-包含7个碳原子的脂族的基于烃的基团;和/或
-包含8个碳原子的脂族的基于烃的基团;和/或
-包含9个碳原子的脂族的基于烃的基团;和/或
-包含4个碳原子的支链的基于烃的基团;和/或
-包含5个碳原子的支链的基于烃的基团;和/或
-包含7个碳原子的支链的基于烃的基团;和/或
-包含8个碳原子的支链的基于烃的基团;和/或
-包含9个碳原子的支链的基于烃的基团。
多元醇酯B)
根据另一实施方式,本发明的多元醇酯包括一种或多种包含不超过8个碳原子的支链的羧酸的至少一种酯。所述酯尤其是通过所述支链的羧酸与一种或多种多元醇的反应获得。
优选地,支链的羧酸包含至少5个碳原子。特别地,支链的羧酸包含5至8个碳原子且优选其含有5个碳原子。
优选地,上述支链的羧酸不包含9个碳原子。特别地,所述羧酸不是3,5,5-三甲基己酸。
根据一个优选的实施方式,支链的羧酸选自2-甲基丁酸、3-甲基丁酸及其混合物。
根据一个优选的实施方式,多元醇选自新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇及其混合物。
根据一个优选的实施方式,多元醇酯由以下获得:
i)羧酸,其选自2-甲基丁酸、3-甲基丁酸及其混合物;和
ii)多元醇,其选自新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇及其混合物。
优选地,多元醇酯从2-甲基丁酸和季戊四醇获得。
优选地,多元醇酯从2-甲基丁酸和二季戊四醇获得。
优选地,多元醇酯从3-甲基丁酸和季戊四醇获得。
优选地,多元醇酯从3-甲基丁酸和二季戊四醇获得。
优选地,多元醇酯从2-甲基丁酸和新戊二醇获得。
多元醇酯C)
根据另一实施方式,根据本发明的多元醇酯为聚(新戊基多元醇)酯,其通过以下获得:
i)具有下式(V)的新戊基多元醇与至少一种含有2至15个碳原子的一元羧酸且在酸催化剂的存在下的反应以形成部分酯化的聚(新戊基多元醇)组合物:
其中:
-每个R彼此独立地表示CH3、C2H5或CH2OH;
-p为1至4的整数;
羧基基团与羟基基团的摩尔比小于1:1;和
ii)在步骤i)结束时获得的部分酯化的聚(新戊基多元醇)组合物与含有2至15个碳原子的另一种羧酸的反应,以形成最终的聚(新戊基多元醇)酯组合物。
优选地,反应i)以1:4至1:2的摩尔比进行。
优选地,新戊基多元醇具有下式(VI):
其中每个R彼此独立地表示CH3、C2H5或CH2OH。
优选的新戊基多元醇选自季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、四季戊四醇(tetraerythritol)、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷和新戊二醇。特别地,新戊基多元醇为季戊四醇。
优选地,只使用一种新戊基多元醇生产基于POE的润滑剂。在一些情况中,使用两种或更多种新戊基多元醇。在市售季戊四醇产品包含少量的二季戊四醇、三季戊四醇和四季戊四醇时尤其是这种情况。
根据一个优选的实施方式,上述一元羧酸包含5至11个碳原子,优选6至10个碳原子。
一元羧酸尤其具有以下通式(VII):
R'C(O)OH (VII)
其中R'为直链或支链的C1-C12烷基基团、C6-C12芳基基团或C6-C30芳烷基基团。优选地,R'为C4-C10且优选C5-C9烷基基团。
特别地,一元羧酸选自丁酸、戊酸、己酸、庚酸、正辛酸、正壬酸、正癸酸、3-甲基丁酸、2-甲基丁酸、2,4-二甲基戊酸、2-乙基己酸、3,3,5-三甲基己酸、苯甲酸及其混合物。
根据一个优选的实施方式,一元羧酸为正庚酸或正庚酸与另一种直链一元羧酸的混合物,特别是正辛酸和/或正癸酸。这样的一元羧酸混合物可包含15摩尔%-100摩尔%的庚酸和85摩尔%-0摩尔%的其他一元羧酸。特别地,所述混合物包含75摩尔%-100摩尔%的庚酸和25摩尔%-0摩尔%的摩尔比为3:2的辛酸和癸酸的混合物。
根据一个优选的实施方式,多元醇酯包括:
i)45重量%至55重量%的单季戊四醇与至少一种含有2至15个碳原子的一元羧酸的酯;
ii)小于13重量%的二季戊四醇与至少一种含有2至15个碳原子的一元羧酸的酯;
iii)小于10重量%的三季戊四醇与至少一种含有2至15个碳原子的一元羧酸的酯;和
iv)至少25重量%的四季戊四醇和其他的季戊四醇的低聚物与至少一种含有2至15个碳原子的一元羧酸的酯。
多元醇酯D)
根据另一实施方式,根据本发明的多元醇酯具有下式(VIII):
其中:
-R7、R8、R9、R10、R11和R12彼此独立地为H或CH3;
-a、b、c、y、x和z彼此独立地为整数;
-a+x、b+y和c+z彼此独立地为1至20的整数;
-R13、R14和R15彼此独立地选自脂族或支链的烷基、烯基、环烷基、芳基、烷基芳基、芳基烷基、烷基环烷基、环烷基烷基、芳基环烷基、环烷基芳基、烷基环烷基芳基、烷基芳基环烷基、芳基环烷基烷基、芳基烷基环烷基、环烷基烷基芳基和环烷基芳基烷基,
R13、R14和R15含有1至17个碳原子并且可任选地被取代。
根据一个优选的实施方式,R13、R14和R15中的每一个彼此独立地表示直链或支链的烷基基团、烯基基团或环烷基基团,所述烷基、烯基或环烷基基团可包含至少一个选自N、O、Si、F和S的杂原子。优选地,R13、R14和R15中的每一个彼此独立地含有3至8个碳原子,优选5至7个碳原子。
优选地,a+x、b+y和c+z彼此独立地为1至10、优选2至8且甚至更优选2至4的整数。
优选地,R7、R8、R9、R10、R11和R12表示H。
上式(VIII)的多元醇酯可典型地如国际专利申请WO 2012/177742中的[0027]至[0030]段所描述的那样来制备。
特别地,式(VIII)的多元醇酯通过甘油烷氧基酯(如WO 2012/177742的[0027]段所描述的)与含有2至18碳原子的一种或多种一元羧酸的酯化获得。
根据一个优选的实施方式,一元羧酸具有下式之一:
R13COOH
R14COOH和
R15COOH
其中R13、R14和R15为如上限定的那样。还可使用羧酸的衍生物,比如酸酐、酯和酰卤。
可用一种或多种一元羧酸进行酯化。优选的一元羧酸选自:乙酸,丙酸,丁酸,异丁酸,新戊酸,戊酸,异戊酸,己酸,庚酸,辛酸,2-乙基己酸,3,3,5-三甲基己酸,壬酸,癸酸,新癸酸,十一烷酸,十二烷酸,十三烷酸,肉豆蔻酸,十五烷酸,棕榈酸,硬脂酸,油酸,亚油酸,棕榈油酸,香茅酸,十一碳烯酸(undecenoic acid),月桂酸,十一碳烯酸(undecylenicacid),亚麻酸,花生酸,二十二烷酸,四氢苯甲酸,氢化或未氢化的松香酸,2-乙基己酸,糠酸,苯甲酸,4-乙酰基苯甲酸,丙酮酸,4-(叔丁基)苯甲酸,环烷酸,2-甲基苯甲酸,水杨酸,其异构体,其甲基酯,及其混合物。
优选地,酯化用一种或多种选自以下的一元羧酸进行:戊酸,2-甲基丁酸,正己酸,正庚酸,3,3,5-三甲基己酸,2-乙基己酸,正辛酸,正壬酸和异壬酸。
优选地,酯化用一种或多种选自以下的一元羧酸进行:丁酸,异丁酸,正戊酸,2-甲基丁酸,3-甲基丁酸,正己酸,正庚酸,正辛酸,2-乙基己酸,3,3,5-三甲基己酸,正壬酸,癸酸,十一烷酸,十一碳烯酸,月桂酸,硬脂酸,异硬脂酸及其混合物。
根据另一实施方式,根据本发明的多元醇酯具有下式(IX):
其中:
-R17和R18中的每一个彼此独立地为H或CH3;
-m和n中的每一个彼此独立地为整数,其中m+n为1至10的整数;
-R16和R19彼此独立地选自脂族或支链的烷基、烯基、环烷基、芳基、烷基芳基、芳基烷基、烷基环烷基、环烷基烷基、芳基环烷基、环烷基芳基、烷基环烷基芳基、烷基芳基环烷基、芳基环烷基烷基、芳基烷基环烷基、环烷基烷基芳基和环烷基芳基烷基,
R16和R19含有1至17个碳原子并且可任选地被取代。
根据一个优选的实施方式,R16和R19中的每一个彼此独立地表示直链或支链的烷基基团、烯基基团或环烷基基团,所述烷基、烯基或环烷基基团可包含至少一个选自N、O、Si、F和S的杂原子。优选地,R16和R19中的每一个彼此独立地含有3至8个碳原子,优选5至7个碳原子。
根据一个优选的实施方式,R17和R18中的每一个表示H,和/或m+n为2至8、4至10、2至5或3至5的整数。特别地,m+n的值为2、3或4。
根据一个优选的实施方式,上式(IX)的多元醇酯为三乙二醇的二酯或四乙二醇的二酯,特别是与含有4至9个碳原子的一种或两种一元羧酸的二酯。
上式(IX)的多元醇酯可通过乙二醇、丙二醇或低聚亚烷基二醇或聚亚烷基二醇(其可为低聚乙二醇或聚乙二醇、低聚丙二醇或聚丙二醇或乙二醇/丙二醇嵌段共聚物)与一种或两种含有2至18个碳原子的一元羧酸的酯化来被制备。该酯化可与进行上式(VIII)的多元醇酯的制备的酯化反应相同的方式进行。
特别地,可使用与用于制备上式(VIII)的多元醇酯的一元羧酸相同的一元羧酸形成式(IX)的多元醇酯。
根据一个实施方式,根据本发明的基于多元醇酯的润滑剂包含20重量%至80重量%、优选30重量%至70重量%且优选40重量%至60重量%的至少一种式(VIII)的多元醇酯和80重量%至20重量%、优选70重量%至30重量%且优选60重量%至40重量%的至少一种式(IX)的多元醇酯。
一般地,在酯化反应期间,一些醇官能团可能没有被酯化;然而,其比例保持很低。因此,POE可包含0相对摩尔%-5相对摩尔%的CH2OH单元,相对于–CH2-O-C(=O)-单元。
优选的根据本发明的POE润滑剂在40℃下的粘度为1至1000厘沲(cSt),优选10至200cSt,甚至更优选20至100cSt且有利地30至80cSt。
油的国际分类尤其由标准ISO3448-1992(NF T60-141)给出,根据所述标准油以其在40℃的温度下测量的平均粘度品级而被认定。
用途
根据本发明的组合物最特别地适合用作制冷和空调中的以及用于加热的传热流体,且优选用于机动车辆中的冷藏运输、空调和加热。
本发明涉及根据本发明的组合物在发生制冷剂泄漏时降低着火和/或爆炸的风险的用途。
所述组合物的低可燃性有利地允许其在传热设备中以更大的量使用。根据可燃性等级的制冷剂的使用尤其描述在标准ISO5149-1(2014版)中。
本发明还涉及根据本发明的组合物或根据本发明的传热组合物在含有蒸气压缩回路的传热系统中的用途。
根据一个实施方式,传热系统为:
-空调系统;或
-制冷系统;或
-冷冻系统;或
-热泵系统。
本发明还涉及基于使用含有蒸气压缩回路的传热设备的传热方法,所述蒸气压缩回路包含根据本发明的组合物或根据本发明的传热组合物。传热方法可为用于加热或冷却流体或形体的方法。
根据本发明的组合物或传热组合物还可用于产生机械功或发电的方法,特别是根据兰金循环(Rankine cycle)。
本发明还涉及传热设备,其包括蒸气压缩回路,所述蒸汽压缩回路含有根据本发明的组合物或根据本发明的传热组合物。
根据一个实施方式,该设备选自用于制冷、用于加热(热泵)、用于空调的和用于冷冻的移动或固定设备,和热机。
其可特别是热泵设备,在该情况中被加热的流体或形体(一般是空气以及任选地一种或多种产品、物品或生物体)位于房间中或车辆乘客舱(对于移动设备)中。根据一个优选的实施方式,其为空调设备,在该情况中被冷却的流体或形体(一般是空气以及任选地一种或多种产品、物品或生物体)位于房间中或车辆乘客舱(对于移动设备)中。其可为制冷设备或冷冻设备(或低温设备),在该情况中被冷却的流体或形体一般包含位于房间中或容器中的空气以及一种或多种产品、物品或生物体。
根据一个实施方式,传热设备为电功率小于或等于50kW、优选小于或等于30kW、特别是小于或等于22kW且更特别小于或等于10kW且更特别是小于或等于2kW的设备。作为商业制冷中的应用,可提及的实例包括冷藏展示柜、冷藏室、制冰机等;作为加热中的应用,可提及的实例包括热泵、空气/空气热泵、空气/水热泵、热力热水器等;作为住宅空调中的应用,可提及的实例包括单分(mono-split)设备、多分设备、中央空气分配设备、制冷剂体积可变设备等;作为移动空调中的应用,可提及的实例包括热泵和机动车辆空调。
本发明的主题还在于通过蒸气压缩回路加热或冷却流体或形体的方法,所述蒸汽压缩回路含有传热流体或传热组合物,所述方法相继地包括传热流体或组合物的蒸发,传热流体或组合物的压缩,传热流体或组合物的冷凝和传热流体或组合物的膨胀,其中传热流体为根据本发明的组合物,或以上描述的传热组合物。
本发明的主题还在于通过热机发电的方法,所述方法相继地包括传热流体或传热组合物的蒸发,在涡轮机中传热流体或组合物的膨胀,使得可产生电,传热流体或组合物的冷凝以及传热流体或组合物的压缩,其中传热流体为根据本发明的组合物和以上描述的传热组合物。
含有根据本发明的传热流体或组合物的蒸气压缩回路包括至少一个蒸发器,一个压缩机,优选正位移活塞式压缩机(positive displacement piston compressor),一个冷凝器和一个膨胀阀,以及用于在这些元件之间输送传热流体或组合物的管线。蒸发器和冷凝器包括允许在传热流体或组合物和其他流体或形体之间进行热交换的热交换器。优选地,热交换器为空气/制冷剂交换器。
在本发明的上下文中使用的蒸发器可为干膨胀蒸发器或溢流蒸发器。在干膨胀蒸发器中,全部上述传热流体或组合物都在蒸发器的出口处蒸发,并且蒸气相是过热的。
在溢流蒸发器中,液体形式的传热流体/组合物不完全蒸发。溢流蒸发器包括液相和蒸气相的分离器。
作为压缩机,可尤其使用单级或多级离心压缩机或迷你离心压缩机。也可使用旋转、往复或螺杆压缩机。
根据另一实施方式,蒸气压缩回路包括螺杆压缩机,优选双螺杆或单螺杆压缩机。特别地,蒸气压缩回路包括双螺杆压缩机,其可采用相当大的(sizeable)油物流,例如最高达6.3l/s。
离心压缩机的特征在于其使用旋转元件来径向加速传热流体或组合物;其典型地包括容纳在腔室中的至少一个转子和一个扩散器。传热流体或传热组合物被引入到转子的中心并且在进行加速的同时朝着转子的外围循环(circulates)。因此,一方面,转子中的静压力升高并且尤其地,另一方面,在扩散器处,速度被转化为静压力的升高。每一个转子/扩散器组件构成了压缩机的一级。根据期望的最终压力和待处理流体的体积,离心压缩机可包括1至12级。压缩的程度被定义为传热流体/组合物在出口处的绝对压力与所述流体或所述组合物在入口处的绝对压力的比。大型离心压缩机的旋转速度为3000至7000转每分钟。小型离心压缩机(或迷你离心压缩机)一般在40000至70000转每分钟的转速下运行并且包括小尺寸的转子(一般小于0.15m)。可使用多级转子以改进压缩机的效率和限制能量成本(与单级转子相比)。对于两级系统,转子的第一级的出口向第二转子的入口进料。两个转子可安装在单个轴上。各级可提供约4比1的流体的压缩比,也就是说绝对出口压力可等于绝对吸入压力的约四倍。两级离心压缩机的实例,特别是用于机动车辆应用的两级离心压缩机,描述在文献US5065990和US5363674中。
离心压缩机可通过电动机或通过燃气轮机(例如对于移动应用,由车辆的废气提供)或通过传动装置驱动。
设备可包括膨胀阀与涡轮机的耦合以产生电力(兰金循环)。
设备还可任选地包含至少一个热交换流体回路,以用于在传热流体回路或传热组合物回路和待加热或冷却的流体或形体之间传输热量(存在或不存在状态变化)。
设备还可任选地包括两个(更多个)蒸气压缩回路,其含有相同或不同的传热流体/组合物。例如,蒸气压缩回路可彼此耦合。
蒸气压缩回路根据蒸气压缩的常规循环运行。该循环包括在相对较低的压力下将传热流体/组合物的状态从液相(或液/蒸气双相)改变为蒸气相,然后将蒸气相的流体/组合物压缩至相对较高的压力,传热流体/组合物的状态在相对较高的压力下从蒸气相改变为液相(冷凝),以及降低压力以从新开始循环。
在冷却方法的情况下,来自于正被冷却(直接或间接,通过热交换流体)的流体或形体的热量在传热流体/组合物的蒸发期间被传热流体/组合物吸收,其在相对于环境较低的温度下进行。该冷却方法包括空气调节方法(对于移动设备,例如在车辆中,或固定设备)、制冷方法和冷冻方法或低温方法。在空调领域中,可提及家庭、商业或工业空调,其中所使用的设备的部件为冷冻机或设备的直接膨胀部件。在制冷领域中,可提及家庭、商业制冷、冷藏室、食品工业或冷藏运输(卡车,轮船,集装箱)。
在加热方法的情况下,在传热流体/组合物的冷凝期间,热量从传热流体/组合物(直接或间接,通过热交换流体)转移至正被加热的流体或形体,其在相对于环境较高的温度下进行。在该情况中用于进行传热的设备是已知的,称作"热泵"。其可尤其是中温和高温热泵。
任意类型的热交换器可用于实施根据本发明的组合物或根据本发明的传热组合物,且特别是并流热交换器或,优选地,逆流热交换器。也可使用空气/制冷剂类型的交换器,并且其是更优选的。
根据本发明,术语"逆流热交换器"意指其中热量在第一流体和第二流体之间进行交换的热交换器,处于交换器入口处的第一流体与处于交换器出口处的第二流体交换热量,且处于交换器出口处的第一流体第一流体与处于交换器入口处的第二流体交换热量。
例如,逆流热交换器包括其中第一流体的流和第二流体的流方向相反或实质上方向相反的装置。在本专利申请的含义中,以具有逆流趋势的错流模式运行的交换器也包括在逆流热交换器中。
然而,根据一个优选的实施方式,本发明提供了冷却和加热方法,以及对应的设备,以在冷凝器处或在蒸发器处包括空气/制冷剂热交换器。这是因为以上限定的根据本发明的组合物或传热组合物在这些热交换器中是特别有效的。
在"低温制冷"方法中,在蒸发器处的根据本发明的组合物或传热组合物的入口温度优选为-45℃至-15℃,尤其是-40℃至-20℃,更特别优选-35℃至-25℃和,例如,约-30℃或-20℃;并且在冷凝器处的根据本发明的组合物或传热组合物的冷凝开始的温度优选为25℃至80℃,尤其是30℃至60℃,更特别优选35℃至55℃和,例如,约40℃。
在"中温冷却"方法中,在蒸发器处的根据本发明的组合物或传热组合物的入口温度优选为-20℃至10℃,尤其是-15℃至5℃,更特别优选-10℃至0℃和,例如,约-5℃;并且在冷凝器处的根据本发明的组合物或传热组合物的冷凝开始的温度优选为25℃至80℃,尤其是30℃至60℃,更特别优选35℃至55℃和,例如,约50℃。这些方法可为制冷或空调方法。
在"中温加热"方法中,在蒸发器处的根据本发明的组合物或传热组合物的入口温度优选为-20℃至10℃,尤其是-15℃至5℃,更特别优选-10℃至0℃和,例如,约-5℃;并且在冷凝器处的根据本发明的组合物或传热组合物的冷凝开始的温度优选为25℃至80℃,尤其是30℃至60℃,更特别优选35℃至55℃和,例如,约50℃。
根据本发明的组合物可用于替代多种传热应用中的多种传热流体。例如,根据本发明的组合物可用于替代R404A、R452A、R449A、R449C、R448A、R22、R134a、R152a、R422、R502、R407A、R407F、R407C、R1234yf或R1234ze。
在一些实施方式中,本发明提供了与常规传热流体相比,尤其是与R404A相比,具有相当的或改进的能量性能品质的组合物。
根据一些实施方式,替代R404A可有利地在不改变传热设备或其运行参数的情况下进行。特别地,替代R404A可在不改变压缩机技术的情况下进行。
相应地,根据本发明的组合物特别适合用于通常使用R404A的全部应用。本发明的组合物因此特别适合用于冷藏运输应用且特别是冷藏集装箱,机动车辆空调或机动车辆加热。
以上所述的全部实施方式均可相互组合。特别地,上述用途可被应用于本发明的全部优选或非优选的组合物。
在本发明的上下文中,术语"x-y"或"x至y"意指包括端点x和y在内的区间。例如,范围"1%-2%"尤其包括值1%和2%。
Claims (20)
1.组合物,其包含:
-三氟乙烯;
-五氟乙烷;和
-至少一种选自以下的化合物C:二氟甲烷,1,1,1-三氟丙烯,三氟乙烷,1,1,1,2-四氟乙烷,一氟乙烷,1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯,3,3,4,4,4-五氟丁-1-烯,2,4,4,4-四氟丁-1-烯,1,1,1,3,3-五氟丙烷,2,3,3,3-四氟丙烯,1,1,2,2-四氟乙烷,1,1-二氟乙烷,1,1,1,3,3-五氟丁烷,丁烷,1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷,1-氯三氟丙烯,2-甲基丁烷,戊烷,丙烷,及其混合物。
2.如权利要求1所述的组合物,其包含:
-三氟乙烯(R1123);
-五氟乙烷(HFC-125);和
-至少一种选自以下的化合物C:1,1,1,2-四氟乙烷,2,3,3,3-四氟丙烯,及其混合物。
3.如权利要求1和2中任一项所述的组合物,其中三氟乙烯的重量含量大于或等于5%,优选大于或等于10%,优选大于或等于15%,有利地大于或等于20%,例如大于或等于25%,优选大于或等于30%。
4.如权利要求1至3中任一项所述的组合物,其中五氟乙烷的重量含量大于或等于1%,优选大于或等于5%,优选大于或等于10%,有利地大于或等于15%,例如大于或等于20%,优选大于或等于30%。
5.如权利要求1至4中任一项所述的组合物,其中化合物C的重量含量大于或等于5%,优选大于或等于10%,优选大于或等于15%,有利地大于或等于20%,例如大于或等于40%,优选大于或等于55%,优选大于或等于60%,有利地大于或等于70%,例如大于或等于80%。
6.如权利要求1至5中任一项所述的组合物,其特征在于其选自以下组合物之一:
-5重量%至95重量%、优选10重量%至90重量%的三氟乙烯;
-5重量%至95重量%、优选10重量%至90重量%的五氟乙烷;和
-5重量%至95重量%、优选10重量%至90重量%的至少一种化合物C,
或
-10重量%至80重量%、优选10重量%至70重量%的三氟乙烯;
-10重量%至80重量%、优选10重量%至70重量%的五氟乙烷;和
-5重量%至95重量%、优选5重量%至70重量%的至少一种化合物C,
或
-10重量%至55重量%的三氟乙烯;
-10重量%至55重量%的五氟乙烷;和
-10重量%至80重量%的至少一种化合物C,
或
-10重量%至55重量%的三氟乙烯;
-10重量%至55重量%的五氟乙烷;和
-5重量%至55重量%的至少一种化合物C,
或
-5重量%至35重量%的三氟乙烯;
-1重量%至10重量%的五氟乙烷;和
-60重量%至90重量%的至少一种化合物C。
7.如权利要求1至6中任一项所述的组合物,其特征在于化合物C为1,1,1,2-四氟乙烷。
8.如权利要求1至7中任一项所述的组合物,其特征在于其选自以下组合物之一:
-10重量%至55重量%的三氟乙烯;
-10重量%至55重量%的五氟乙烷;和
-5重量%至60重量%的1,1,1,2-四氟乙烷,
或
-10重量%至30%、优选10重量%至20重量%的三氟乙烯;
-20重量%至50重量%的五氟乙烷;和
-30重量%至60重量%的1,1,1,2-四氟乙烷,
或
-20重量%至55重量%、优选20重量%至45重量%的三氟乙烯;
-20重量%至45重量%的五氟乙烷;和
-30重量%至60重量%的1,1,1,2-四氟乙烷,
或
-30重量%至55重量%的三氟乙烯;
-20重量%至50重量%的五氟乙烷;和
-10重量%至50重量%的1,1,1,2-四氟乙烷,
或
-40重量%至55重量%的三氟乙烯;
-30重量%至55重量%的五氟乙烷;和
-5重量%至30重量%的1,1,1,2-四氟乙烷。
9.如权利要求1至6中任一项所述的组合物,其特征在于化合物C为2,3,3,3-四氟丙烯。
10.如权利要求9所述的组合物,其特征在于其选自以下组合物之一:
-1重量%至50重量%的三氟乙烯;
-1重量%至20重量%的五氟乙烷;和
-50重量%至98重量%的2,3,3,3-四氟丙烯,
或
-5重量%至50重量%的三氟乙烯;
-1重量%至10重量%的五氟乙烷;和
-50重量%至90重量%的2,3,3,3-四氟丙烯,
或
-10重量%至40重量%的三氟乙烯;
-1重量%至5重量%的五氟乙烷;和
-55重量%至85重量%的2,3,3,3-四氟丙烯,
或
-15重量%至35重量%的三氟乙烯;
-1重量%至5重量%的五氟乙烷;和
-60重量%至84重量%的2,3,3,3-四氟丙烯。
11.如权利要求1至6中任一项所述的组合物,其包含:
-三氟乙烯;
-五氟乙烷;
-1,1,1,2-四氟乙烷;和
-2,3,3,3-四氟丙烯。
12.如权利要求11所述的组合物,其特征在于其选自以下组合物之一:
-5重量%至60重量%的三氟乙烯;
-5重量%至60重量%的五氟乙烷;
-1重量%至50重量%的1,1,1,2-四氟乙烷;和
-1重量%至60重量%的2,3,3,3-四氟丙烯,
或
-5重量%至60重量%的三氟乙烯;
-5重量%至60重量%的五氟乙烷;
-5重量%至50重量%的1,1,1,2-四氟乙烷;和
-5重量%至50重量%的2,3,3,3-四氟丙烯,
或
-5重量%至55重量%的三氟乙烯;
-10重量%至55重量%的五氟乙烷;
-5重量%至40重量%的1,1,1,2-四氟乙烷;和
-5重量%至40重量%的2,3,3,3-四氟丙烯,
或
-5重量%至25重量%的三氟乙烯;
-10重量%至55重量%的五氟乙烷;
-10重量%至40重量%的1,1,1,2-四氟乙烷;和
-10重量%至40重量%的2,3,3,3-四氟丙烯,
或
-30重量%至55重量%的三氟乙烯;
-20重量%至55重量%的五氟乙烷;
-5重量%至20重量%的1,1,1,2-四氟乙烷;和
-5重量%至20重量%的2,3,3,3-四氟丙烯。
13.如权利要求1至12中任一项所述的组合物,其特征在于其GWP小于2000,优选小于1500,优选小于1000,有利地小于500,例如小于150。
14.如权利要求1至13中任一项所述的组合物作为传热流体的用途。
15.如权利要求1至13中任一项所述的组合物作为以下的替代品的用途:R404A,R452A,R449A,R449C,R448A,R22,R134a,R152a,R422,R502,R407A,R407F,R407C,R1234yf或R1234ze,优选作为R404A的替代品。
16.传热组合物,其包含如权利要求1至13中任一项所述的组合物和至少一种添加剂,其尤其选自:纳米颗粒,稳定剂,表面活性剂,示踪剂,荧光剂,臭味剂,润滑剂,优选基于多元醇酯的润滑剂,和增溶剂。
17.如权利要求1至13中任一项所述的组合物或如权利要求16所述的传热组合物在含有蒸气压缩回路的传热系统中的用途,特别是在冷藏运输中、在机动车辆空调中或在机动车辆加热中的用途。
18.传热设备,其包括蒸气压缩回路,所述蒸汽压缩回路含有如权利要求1至13中任一项所述的组合物或如权利要求16所述的传热组合物,其特别地选自用于通过热泵加热的、用于空调的、用于制冷和用于冷冻的移动或固定设备,和热机。
19.通过蒸气压缩回路加热或冷却流体或形体的方法,所述蒸汽压缩回路含有传热流体,所述方法相继地包括传热流体的蒸发,传热流体的压缩,传热流体的冷凝和传热流体的膨胀,其中传热流体为如权利要求1至13中的一项所述的组合物。
20.如权利要求19所述的方法,其选自:
-冷却流体或形体的方法,其中被冷却的流体或形体的温度为-40℃至-10℃,且优选-35℃至-25℃,更特别优选-30℃至20℃;
-冷却流体或形体的方法,其中被冷却的流体或形体的温度为-15℃至15℃,且优选-10℃至10℃,更特别优选-5℃至5℃;和
-加热流体或形体的方法,其中被加热的流体或形体的温度为30℃至80℃,且优选35℃至55℃,更特别优选40℃至50℃。
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