TWI768009B

TWI768009B - 傳熱流體及其使用方法

Info

Publication number: TWI768009B
Application number: TW107109412A
Authority: TW
Inventors: 威廉馬力歐拉馬納
Original assignee: 美商3M新設資產公司
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2022-06-21
Also published as: KR102515530B1; KR20190132190A; JP2020514420A; EP3601470A1; WO2018172919A1; JP6971253B2; CN109072054B; CN109072054A; US10662359B2; US20200002589A1; EP3601470B1; EP3601470A4; TW201840808A

Abstract

一種用於傳熱之設備包括一裝置與用於傳遞熱至該裝置或自該裝置傳遞熱之一機構。用於傳遞熱之該機構包括具有六氟丙烯三聚物之一工作流體，該六氟丙烯三聚物具有結構式(1) 具有結構式(1)之該六氟丙烯三聚物係以該工作流體中之六氟丙烯三聚物之該總重量計至少85重量%之一量存在於該工作流體中。

Description

傳熱流體及其使用方法

本揭露係關於傳熱流體及製作及使用其等之方法。

包含HFP之三聚物之各種組成物及其等使用作為惰性或分離流體、溶劑、冷卻劑係例如描述在美國專利第US 3,917,724號、第US 2,918,501號、I.L.Knunyants等人，J.Fluorine Chemistry，10,323-327(1977)、R.N.Haszeldine等人，J.Fluorine Chemistry,9,94-96(1977)、及T.Martini等人，Tetrahedron Letters(24),2129-2132(1974)中。

在一些實施例中，提供一種用於傳熱之設備。該設備包括一裝置與一用於傳遞熱至該裝置或自該裝置傳遞熱之機構。用於傳遞熱之該機構包括具有六氟丙烯三聚物之一工作流體，該六氟丙烯三聚物具有結構式(1)

具有結構式(1)之該六氟丙烯三聚物係以該工作流體中之六氟丙烯三聚物之該總重量計至少85重量%之一量存在於該工作流體中。

在一些實施例中，提供一種將熱傳遞之方法。該方法包括提供一裝置以及使用一工作流體將熱傳遞至該裝置或自該裝置將熱傳遞，該工作流體包括上述六氟丙烯三聚物或工作流體。

本揭露之上述發明內容並非意欲描述本揭露之各實施例。本揭露一或多個實施例之細節亦都在底下的說明中提出。本揭露之其他特徵、目的及優點將由本說明書及由申請專利範圍而為顯而易見。

有鑑於針對環境友善及低毒性化學化合物的需求增加，理解到針對提供進一步減少環境及健康衝擊之新穎傳熱流體有持續需求，且該新穎工作流體亦可符合各種不同應用(例如傳熱流體、二相浸沒冷卻、急冷器流體、朗肯循環(Rankine cycle)工作流體)之效能要求(例如不易燃性、熱及化學穩定性、良好介電性質、低傾點、低黏度、及可用的操作溫度範圍)，且可具成本效益地製造。

在電子應用中，傳熱流體提供低傾點、低黏度、及良好介電性質(例如低介電常數、高介電強度、及高體積電阻率)的能力可係特別重要的以保持可接受的低溫傳熱效能，而不對電子裝置之電氣效能造成不利影響。在此應用中，歷史上，全氟碳化物(或PFC) 及全氟聚醚(PFPE)已係選擇的傳熱流體，此係因為其等可提供優異的低溫及介電性質，同時亦在合理的成本下提供低毒性、優異的穩定性、及不易燃性。然而，此材料具有非常高的全球暖化潛勢(GWP)且因此係預期最終被逐步淘汰(自發地或透過政府法規)。

存在更加環境可持續的傳熱流體(諸如氫氟醚(HFE)、全氟酮(PFK)、氫氟醚烯烴(HFEO)、及氫氟烯烴(HFO))，但此等替代物已經證明非PFC及PFPE的通用置換物，此係因為其等不能匹配此等材料之優異介電性質或其等不提供足夠的熱及水解穩定性。因此，存在新的傳熱流體之需求，該新的傳熱流體可提供緊密匹配PFC及PFPE之性質的性質平衡，同時亦提供顯著的GWP降低、可接受之低毒性、及足夠的熱穩定性。

本揭露大致提供異構體純六氟丙烯(HFP)三聚物作為傳熱流體。此材料提供令人驚訝地良好低溫性質，其包含非常低的傾點(pour point)及在低溫下相較於普遍可得之HFP三聚物異構物及其他經高度氟化的流體之混合物的低黏度。另外，其提供良好的介電性質(低介電常數、高介電強度、高體積電阻率)、低急性毒性，並具有短的環境壽命且因此具有低的全球暖化潛勢。此外，本揭露之異構體純HFP三聚物可經由一個步驟(涉及不昂貴的HFP單體之催化寡聚合反應的100%原子效率程序)以低成本製造。此特性的獨特平衡使本揭露之組成物成為目前用於各種傳熱應用之PFC及PFPE的置換物之具吸引力的候選者，其中替代的低GWP流體需要符合現存法規或即將來臨的新法規。

如本文中所使用，在結構式中交叉的雙鍵指示該式可作為E非鏡像異構物、Z非鏡像異構物、或以任何比例之E非鏡像異構物及Z非鏡像異構物之混合物而存在。

如本文中所使用，單數形式「一(a/an)」及「該(the)」皆包括複數個被指稱物(referents)，除非內文明確地另有指示。如本說明書及所附實施例中所使用者，用語「或(or)」通常是用來包括「及/或(and/or)」的意思，除非內文明確地另有指示。

如本文中所使用者，以端點敘述之數字範圍包括所有歸於該範圍內的數字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4、及5)。

除非另有所指，否則本說明書及實施例中所有表達量或成分的所有數字、屬性之測量及等等，在所有情形中都應予以理解成以用語「約(about)」進行修飾。因此，除非另有相反指示，在前述說明書及隨附實施例清單所提出的數值參數，可依據所屬技術領域中具有通常知識者運用本揭露的教示而企圖獲得之所欲性質而有所變化。起碼，至少應鑑於有效位數的個數，並且藉由套用普通捨入技術，詮釋各數值參數，但意圖不在於限制所主張實施例範疇均等論之應用。

在一些實施例中，本揭露係關於包括HFP三聚物之結構異構物的組成物，該HFP三聚物具有結構式(1)：

在一些實施例中，結構式(1)之HFP三聚物可以該兩個非鏡像異構物(E非鏡像異構物或Z非鏡像異構物)形式之任一者或兩者存在，其等係分別以結構式(1A)及結構式(1B)繪示如下：

在各種實施例中，該等組成物可包括以任何比例之E非鏡像異構物及Z非鏡像異構物之混合物。替代地，該等組成物可僅包括E非鏡像異構物或僅包括Z非鏡像異構物。

在一些實施例中，該等組成物可能不包括可觀量的HFP三聚物之其他結構異構物(包括結構式(2)及結構式(3)之結構異構物)。

在此方面，在一些實施例中，以存在於該組成物中之所有HFP三聚物結構異構物之總重量，該等組成物可包括至少85%、至少90%、至少95%、至少97%、至少98%、至少99%、或至少99.9 重量%之式(1)之結構異構物。令人驚訝地，已發現式1之結構異構物提供當相較於HFP三聚物之更普遍可得形式時之優良低溫效能，其一般包含主要由式1、式2、及式3之結構異構物以及HFP三聚物之其他次要結構異構物組成之結構異構物之錯合混合物。結構式1之改善的低溫效能包括在低溫下之明顯較低的傾點及明顯較低的黏度；直接衝擊傳熱流體在低溫下保留流體及有效地傳熱的能力之性質。另外，已發現結構式1之HFP三聚物提供強的介電特性(低介電常數、高介電強度、及高體積電阻率)，同時亦提供不易燃性、足夠的穩定性、低急性毒性、及短的環境壽命且因此提供低的全球暖化潛勢。此性質的獨特平衡使結構式1之HFP三聚物成為目前用於各種應用之PFC及PFPE的置換物之具吸引力的選項，其中替代的低GWP流體需要符合變化的法規全貌。

在一些實施例中，含有本揭露之組成物的異構物純HFP三聚物可係疏水性、相對不具化學反應性、且熱穩定的。該等組成物可對環境具有低衝擊。在此方面，含有組成物之該異構物純HFP三聚物可具有少於1000或少於500的全球暖化潛勢(GWP，100年ITH)。如本文中所使用，GWP係化合物之全球暖化潛勢相對測量值。化合物的GWP如政府間氣候變遷委員會(IPCC)於1990年所定義及2007年更新，係計算為經指定積分時程(integration time horizon，ITH)由於釋出1公斤化合物造成的暖化相對於由於釋出1公斤CO₂造成的暖化。

在此方程式中，a_i為大氣中每單位質量化合物增加所對應之輻射強迫(由於此化合物之IR吸收所產生之穿透大氣之輻射通量變化)，C為化合物之大氣濃度，τ為化合物之大氣壽命，t為時間，且i為所關注之化合物。通常接受之ITH為100年，代表短期作用(20年)與長期作用(500年或更久)之間的折衷。假定有機化合物i在大氣中之濃度符合準一級動力學(亦即指數衰減)。CO₂在此相同時間間隔內之濃度結合了針對大氣中CO₂交換及移除之更複雜模型(伯恩碳循環模型(Bern carbon cycle model))。

在一些實施例中，本揭露係進一步關於以高總體產率(基於HFP起始材料)及高選擇性(相對於經產生之HFP三聚物之所有結構異構物)製作上述結構式(1)之HFP三聚物之方法。在一些實施例中，該方法可以自HFP單體起始之單一催化步驟施行。在各種實施例中，該方法可包括根據方程式1在足以寡聚合HFP之溫度下將HFP單體進料至包括催化量之催化劑及合適有機溶劑(例如二甲基甲醯胺(DMF))之反應混合物：

在一些實施例中，接續反應完成，粗氟化物產物混合物可接著自催化劑/溶劑相經歷液-液相分離(允許包括至少70重量%、至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%、至少90重量%、或至少95重量%之結構式(1)之HFP三聚物的組成物之分離(例如藉由簡單過濾及液-液相分離)，其係以經分離的粗氟化物產物(其可包括各種HFP寡聚物(例如二聚物、三聚物、四聚物)及其他副產物)之總重量計)。此外，所產生之HFP三聚物分率可包括至少85重量%、至少90重量%、至少95重量%、至少97重量%、至少98重量%、至少99重量%、或至少99.9重量%之結構式1之HFP三聚物對所有存在之HFP三聚物(MW 450g/mol)之結構異構物。

在一些實施例中，催化劑可包括金屬氟化物，諸如鹼金屬氟化物或來自週期表之後面的金屬氟化物。在各種實施例中，催化劑包括氟化銫(或基本上由氟化銫組成)。在一些實施例中，該反應混合物可進一步包含共催化劑。在一些實施例中，該共催化劑可係冠醚。在一些實施例中，該有機溶劑係DMF。在一些實施例中，在HFP單體添加期間的該反應溫度可係至少60、至少70、至少80、或至少90℃。在一些實施例中，HFP單體可係以基於所採用之總HFP加料之每小時少於30%、每小時少於20%、每小時少於15%、或每小時少於10%的進料速率連續地進料至反應混合物。

藉由採用本揭露之方法，含有組成物之異構體純HFP三聚物可經由一個步驟(涉及不昂貴的HFP單體之催化寡聚合反應的100%原子效率程序)以高產率及低成本製造。

在一些實施例中，本揭露係進一步關於包括上述含有HFP三聚物之組成物作為主要組分之工作流體。例如，該等工作流體可包括以工作流體之總重量計至少25重量%、至少50重量%，至少70重量%、至少80重量%、至少90重量%、至少95重量%、或至少99重量%的上述含有HFP三聚物之組成物。除了含有HFP三聚物之組成物以外，工作流體可包括以工作流體之總重量計總共至多75重量%、至多50重量%、至多30重量%、至多20重量%、至多10重量%、或至多5重量%的下列組分之一或多者：醇類、醚類、烷烴、烯烴、鹵烯烴、全氟碳化物、全氟化三級胺、全氟醚、環烷烴、酯類、酮類、環氧乙烷類、芳烴、矽氧烷類、氫氯碳化物、氫氯氟碳化物、氫氟碳化物、氫氟烯烴、氫氯烯烴、氫氯氟烯烴、氫氟醚、或其混合物。可選擇此等額外組分以修飾或增強用於特定用途之組成物之性質。

在一些實施例中，本揭露進一步關於一種用於傳熱之設備，其包括一裝置以及用於傳遞熱至裝置或自裝置傳遞熱之一機構。該用於傳遞熱之機構可包括一傳熱工作流體，該傳熱工作流體包括本揭露之含有HFP三聚物之組成物。

所提供之用於傳熱之設備可包括一裝置。該裝置可係待冷卻、待加熱、或待維持在一預定溫度或溫度範圍之一組件、工作件、總成等。此等裝置包括電氣組件、機械組件、及光學組件。本揭露之裝置的例子包括但不限於微處理器、用於製造半導體裝置之晶圓、功率控制半導體、配電開關裝置、電力變壓器、電路板、多晶片模組、封裝及未封裝半導體裝置、雷射、化學反應器、燃料電池、熱交換器、以及電化學電池。在一些實施例中，該裝置可包括一急冷器(chiller)、一加熱器、或其組合。

又於其他實施例中，該等裝置可包括電子裝置，例如處理器，其包括微處理器。隨著這些電子裝置功率變得更高，每單位時間所產生之熱量增加。因此，該傳熱之機構在處理器效能中扮演重要角色。該傳熱流體一般而言具有良好傳熱效能、良好電相容性(即使用在例如利用冷板者之「間接接觸」應用亦然)、還有低毒性、低(或非)可燃性、及低環境衝擊。良好電相容性表示該傳熱流體候選者展現低介電常數、高介電強度、高體積電阻率、以及對極性材料溶解力不佳。此外，該傳熱流體應展現良好機械相容性，即其不應對一般構造材料有不良影響。

所提供之設備可包括用於傳遞熱之機構。該機構可包括傳熱流體。該傳熱流體可包括本揭露之一或多種含有HFP三聚物之組成物。可藉由將該傳熱機構與該裝置熱接觸地置放而傳遞熱。該傳熱機構當與該裝置熱接觸地置放時，自該裝置移除熱或提供熱至該裝置，或將該裝置維持在經選定之溫度或溫度範圍。熱流動方向(自裝置或至裝置)係由該裝置及該傳熱機構之間的相對溫度差所決定。

該傳熱機構可包括用於管理該傳熱流體之設施，其包括但不限於泵、閥、流體圍阻系統、壓力控制系統、冷凝器、熱交換器、熱源、散熱裝置(heat sink)、致冷系統、主動式溫度控制系統、以及被動式溫度控制系統。合適之傳熱機構的實例包括但不限於在電漿增強化學氣相沉積(PECVD)工具中之溫度控制晶圓卡盤、用於晶粒效能試驗之溫度控制測試頭、在半導體製程設備內之溫度控制工作區、熱衝擊試驗浴液貯槽、及恆溫浴。在某些系統中，例如蝕刻器、灰化器、PECVD室、汽相軟焊裝置、以及熱衝擊試驗機，該所欲之上限操作溫度可高至170℃、高至200℃、或甚至高至230℃。

可藉由將該傳熱機構與該裝置熱接觸地置放而傳遞熱。該傳熱機構當與該裝置熱接觸地置放時，自該裝置移除熱或提供熱至該裝置，或將該裝置維持在經選定之溫度或溫度範圍。熱流動方向(自裝置或至裝置)係由該裝置及該傳熱機構之間的相對溫度差所決定。所提供之設備亦可包括致冷系統、冷卻系統、試驗設備、及機械加工(machining)設備。在一些實施例中，所提供之設備可為恆溫浴或熱衝擊試驗浴。

在使用本揭露之組成物及流體作為傳熱劑方面，在一些實施例中，可採用例如描述於美國專利更正第37,119 E號(Sherwood)及美國專利第6,374,907號(Tousignant)中之程序及裝置，其等各者全文皆以引用方式併入。

實施例清單

1.一種用於傳熱之設備，其包含：一裝置；及一機構，其用於傳遞熱至該裝置或自該裝置傳遞熱，該機構包含一工作流體，該工作流體包含具有結構式(1)之六氟丙烯三聚物

其中具有結構式(1)之該六氟丙烯三聚物係以該工作流體中之六氟丙烯三聚物之該總重量計至少85重量%之一量存在於該工作流體中。

2.如實施例1之用於傳熱之設備，其中具有結構式(1)之該六氟丙烯三聚物係以該工作流體之該總重量計至少25重量%之一量存在於該工作流體中。

3.如實施例1至2中任一者之用於傳熱之設備，其中該裝置係選自一微處理器、用於製造一半導體裝置之一半導體晶圓、一功率控制半導體、一電化學電池、一配電開關裝置(switch gear)、一電力變壓器、一電路板、一多晶片模組、一封裝或未封裝半導體裝置、一燃料電池、以及一雷射。

4.如實施例1至3中任一者之用於傳熱之設備，其中用於傳遞熱之該機構係用於維持一裝置之一溫度或溫度範圍之一系統中之一組件。

5.一種傳遞熱之方法，其包含：提供一裝置；及使用一工作流體傳遞熱至該裝置或自該裝置傳遞熱，該工作流體包含具有結構式(1)之六氟丙烯三聚物

一種製作異構體純六氟丙烯三聚物的方法，該方法包含：在溶劑存在下將六氟丙烯單體與催化劑反應，以形成包含六氟丙烯三聚物之一粗氟化物反應產物，該六氟丙烯三聚物具有結構式(1)

及；自該催化劑及溶劑分離該粗氟化物反應產物；其中將六氟丙烯單體與催化劑反應之步驟包含以進料至反應混合物之六氟丙烯單體之該總重量計，以小於每小時30重量%之一進料速率將該六氟丙烯單體連續進料至該反應混合物；其中將六氟丙烯單體與催化劑反應之步驟係在至少60℃之一反應溫度施行；其中以經分離之該粗氟化物反應產物之總重量計，具有結構式(1)之該六氟丙烯三聚物係以至少70重量%之量存在；及其中以存在於經分離之該粗氟化物反應產物中之該六氟丙烯三聚物之總重量計，具有結構式(1)之該六氟丙烯三聚物係以至少85重量%之量存在。

本揭露之作業將以下列詳細之實例予以進一步描述。所提供的這些實例係用於進一步說明各個實施例及技術。然而，應理解的是，可做出許多變異及改良而仍在本揭露之範疇內。

實例

藉由以下比較例及說明性實例進一步說明本揭露之目標及優點。除非另外指出，否則所有材料係購自Sigma-Aldrich Company,MO,USA。

實例1：1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-十二氟-2,4-雙(三氟甲基)庚-3-烯之合成

1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-十二氟-2,4-雙(三氟甲基)庚-3-烯(HFP三聚物結構式1)之選擇性一步驟合成係執行如下。600mL Hastelloy Parr反應器經轉移至乾箱並加入15.774g CsF(獲取自Advance Research Chemicals,Inc.,Catoosa,OK)及171.40g無水二甲基甲醯胺(DMF)溶劑。該反應器經密封，接著自該乾箱移除、配衡、及經設置在反應器架中。Parr反應器在-30℃之乾冰浴中冷卻，稍微排空以移除不凝結氣體，且接著配備以加熱套並在最大攪動下加熱至90℃。一旦達到90℃設定點溫度，HFP單體之連續添加至Parr反應器之頂部空間係透過計量閥以平均添加速率1.5g/min開始。在HFP之連續添加期間觀察到緩和放熱，造成反應溫度上升至117℃之最大值(不存在主動冷卻)。在整體反應之過程期間反應器中的壓力小於20psi，指示HFP係隨著添加而消耗。一旦總共498.5g之HFP單體已被添加至該反應混合物，停止HFP添加且反應溶液係保持在90℃達1小時並伴隨連續攪拌，以允許反應器中的殘餘HFP反應。接著，終止加熱且允許反應混合物逐漸冷卻至室溫整夜並伴隨攪拌。一旦冷卻至室溫，反應器經拆除且液體內容物倒入750mL Erlenmeyer燒瓶中露出兩個液相；一暗橘咖啡色之上層DMF相及一清透無色之下層氟化物相連同一些懸浮CsF催化劑。此混合物藉由透過矽藻土墊之吸力而過濾以移除懸浮體，且該濾液經轉移至500mL分液漏斗並允許相分離。下層氟化物相經分離且包裝在500mL HDPE聚合物瓶供儲存。此粗氟化物產物(實例1)之分離產率係460.78g，對應於基於HFP單體之92.43%理論產率。淨粗氟化物產物之GC-FID分析顯示了對應於1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-十二氟-2,4-雙(三氟甲基)庚-3-烯(HFP三聚物結構式1)之單一主峰(85.58面積%)。如由該粗產物之GC-FID分析判定及由GC-MS and ¹⁹F NMR分析確認之更多完整組成物細節係提供在表1中。

歸納於表1中之資料指示結構式1之HFP三聚物包含85.58%經分離之粗氟化物產物，且其係以相對於此反應中產生之所有HFP三聚物(分子量450g/mol)之結構異構物之97.7%選擇性形成。

實例2及實例3

為了純化此反應中產生之HFP三聚物及移除粗產物混合物之較低及較高MW組分，在大氣壓力下在氮氣中使用20托盤Oldershaw管柱及配備有冷卻至0℃之冷凝器及以60：1分流比之操作自動液體分流器的蒸餾頭來分餾該粗產物。收集兩個中段餾分(heart cut)餾出物流分，在105.3至106.2℃之頭部溫度下收集中段餾分#1(85.57g)，且在106.2至106.4℃之頭部溫度下收集中段餾分#2(252.74g)。中段餾分流分兩者由GC-FID分析並經發現含有如歸納於表2中之非常高的總純度之1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-十二氟-2,4-雙(三氟甲基)庚-3-烯(HFP三聚物結構式1)。

中段餾分#2(實例3)由定量¹⁹F NMR光譜法進一步分析並經顯示包含98.4wt%之1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-十二氟-2,4-雙 (三氟甲基)庚-3-烯(HFP三聚物結構式1)作為E非鏡像異構物(77.6wt%)及Z非鏡像異構物(20.8wt%)之混合物。

比較例

比較例CE1至比較例CE4之描述係在表3中提供。此等比較例包括包含3個主要異構物(CE1)及三個商購傳熱流體(CE2、CE3及CE4)之混合物的HFP三聚物。

試驗程序

實例3及CE2之大氣壽命係判定自測試樣本與羥基之反應速率。氣體測試樣本與羥基之反應的準一級速率係在相對於參考化合物(諸如氯甲烷及乙烷)之一系列實驗中判定。測量係在5.7L之配備有經拋光之半導體級石英窗之經加熱的FTIR氣室中執行。配備有480W汞-氙燈泡之Oriel Instruments UV燈(型號66921)係用以藉由在水蒸氣存在下光解臭氧來產生羥基。測試樣本及參考化合物之濃度係使用來自Midac Corporation之I-Series FTIR依據反應時間而變動地測量。該等大氣壽命係計算自測試樣本相對於參考化合物之反應速率，且所記述之參考化合物壽命顯示如下：

其中τ_x係測試樣本之大氣壽命，τ_r係參考化合物之大氣壽命，且k_x及k_r分別係羥基與測試樣本及參考化合物之反應的速率常數。

已使用此等大氣壽命對實例3及CE2估計全球暖化潛勢(GWP)。該等GWP係根據政府間氣候變遷委員會(IPCC)2013年方法並使用100年之指定積分時程(ITH)來計算。使用在此等計算中之輻射效率係基於在該等測試樣本上測量之紅外光截面。CE3之GWP係獲得自du Pont de Nemours商業文獻。無法找到公開之CE4的GWP，所以CE4之GWP係基於公開之類似結構(CF₃OCF(CF₃)CF₂OCF₂OCF₃之較低分子量全氟聚醚之GWP；C.J.Young等人，Environ.Sci.Technol.2006,40,2242-2246。

實例3及CE2之大鼠中4小時的急性吸入毒性係藉由在空氣中以10,000或619ppm vol/vol(按照表4)向動物給藥4小時繼之以14天給藥後監測來判定。基於動物測試結果及測試化合物之蒸氣濃度，估計LC-50值。CE3之NOEL(無效應之位準)值係獲得自du Pont de Nemours商業文獻。CE4之4hr吸入LC-50值係獲得自Solvay MSDS。

實例3、CE1、及CE2之動黏度係使用一Schott AVS 350 Viscosity Timer，分析儀器第341號測量。對於低於0℃之溫度，使用一Lawler溫度控制浴，分析儀器第320號。用於所有溫度之黏度計係545-03、10及13。黏度計亦使用Hagenbach校正進行校正。CE3及CE4之動黏度資料係分別獲得自du Pont及Solvay商業文獻。

實例3、CE1、及CE2之沸點係使用ASTM D1120-94「Standard Test Method for Boiling Point of Engine Coolants」來測量。CE3及CE4之沸點係分別獲得自du Pont及Solvay商業文獻。

傾點/凝固點係界定為在密封管中水平翻轉之後目視觀察到樣本在5秒內流動之最低溫度。實例3、CE1、及CE2經冷卻低於傾點，並在手動溫度控制浴中以大約2degC/min之速率溫熱。大約每1至2分鐘目視檢查樣本。溫度係使用RTD溫度計(分析儀器第898號)記錄。CE3及CE4之傾點/凝固點係分別獲得自du Pont及Solvay商業文獻。

介電性質及導電率測量係來自Novocontrol之Alpha-A高溫寬頻介電譜儀模組化測量系統以執行。利用40mm直徑之鍍金平行板之樣本槽BDS 1200係介接至該Alpha-A之大型主機，同時利用ZG2介電/阻抗通用介面。各3M測試樣本如上述經製備在平行板電極之間，且複數介電率(介電常數及損失)係評估自電極電壓差(Vs)及電流(Is)之相位靈敏度測量。頻域測量係以在0.00001Hz至20MHz的離散頻率施行。自10毫歐姆至多1×10 E14歐姆之阻抗可以至多4.2伏特AC之最大值測量。然而，用於此實驗，使用固定的1.0伏特之AC電壓。DC導電率係提取自含有至少1項之低頻Havrrilak Negami介電鬆弛函數及一個分開的頻率相依導電率項的最佳化寬頻介電鬆弛適配函數。體積電阻率係計算自DC導電率。CE3及CE4之介電常數及體積電阻率係分別獲得自du Pont及Solvay商業文獻。

實例3、CE1、及CE2之介電擊穿強度(介電強度)測量係依據特別設計用在7至69kV、60Hz擊穿範圍中測試之具有Phenix Technologies型號LD-60之ASTM D149來執行。CE3及CE4之介電強度係分別獲得自du Pont及Solvay商業文獻。

結果

* 值獲得自Nemours產品文獻。所有LC-50已解讀為代表經測試之最高曝露位準。

自歸納在表4中之結果清楚知道實例3提供優異的低溫性質。其傾點低於所列出之其他材料之任一者，並令人驚訝地低於CE1(HFP三聚物混合異構物之樣本)。此優點亦反映在黏度資料，其顯示HFP三聚物(實例3)之單一異構物尤其在低溫下具有明顯比混合異構物(CE1)低的黏度，並大略與商售產品(CE2至CE4)相等。實例3之另一優點係其優異之介電性質，如由介電常數、介電強度、及體積電阻率之值所反映。如所見者，此等係非常類似於商售全氟碳化物(PFC)及全氟聚醚(PFPE)產品(分別係CE2及CE4)，但遠比所列出的氫氟醚烯烴(HFEO)產品(CE3)之值為佳。實例3之又另一明顯優點係其相較於比較例CE2至CE4之顯著較低的GWP。此對應多於一數量級之降低環境衝擊。因此結構式1之HFP三聚物能夠遞送類似於全氟化PFC及PFPE產物或比全氟化PFC及PFPE產物佳之物理性質，同時亦提供明顯改良之環境永續性及低毒性。

本揭露中的各種修改與變更對於所屬技術領域中具有通常知識者將為顯而易見且不悖離本揭露之範圍與精神。應理解，本揭露不意欲受到本文所提出之說明性實施例及實例過度地限制，且此等實例及實施例僅係以舉例方式呈現，其中本揭露之範疇僅意欲由本文提出如下之申請專利範圍所限制。所有本發明所引用之參考資料係以參照方式被完整納入。

Claims

一種用於傳熱之設備，其包含：一裝置；及一機構，其用於傳遞熱至該裝置或自該裝置傳遞熱，該機構包含一工作流體，該工作流體包含具有結構式(1)之六氟丙烯三聚物
其中具有結構式(1)之該六氟丙烯三聚物係以該工作流體中之六氟丙烯三聚物之總重量計至少85重量%之一量存在於該工作流體中。
如請求項1之用於傳熱之設備，其中具有結構式(1)之該六氟丙烯三聚物係以該工作流體之該總重量計至少25重量%之一量存在於該工作流體中。
如請求項1之用於傳熱之設備，其中該裝置係選自一微處理器、用於製造一半導體裝置之一半導體晶圓、一功率控制半導體、一電化學電池、一配電開關裝置(switch gear)、一電力變壓器、一電路板、一多晶片模組、一封裝或未封裝半導體裝置、一燃料電池、以及一雷射。
如請求項1之用於傳熱之設備，其中用於傳遞熱之該機構係用於維持一裝置之一溫度或溫度範圍之一系統中之一組件。
一種傳遞熱之方法，其包含：提供一裝置；及使用一工作流體傳遞熱至該裝置或自該裝置傳遞熱，該工作流體包含具有結構式(1)之六氟丙烯三聚物
其中具有結構式(1)之該六氟丙烯三聚物係以該工作流體中之六氟丙烯三聚物之總重量計至少85重量%之一量存在於該工作流體中。
一種製作異構純的六氟丙烯三聚物的方法，該方法包含：經由一步法，在溶劑存在下使六氟丙烯單體與催化劑反應，以形成包含六氟丙烯三聚物之一粗氟化物反應產物，該六氟丙烯三聚物具有結構式(1)
及；自該催化劑及溶劑分離該粗氟化物反應產物；其中使六氟丙烯單體與催化劑反應之步驟包含以進料至反應混合物之六氟丙烯單體之總重量計，以小於每小時30重量%之進料速率將該六氟丙烯單體連續進料至該反應混合物；其中使六氟丙烯單體與催化劑反應之步驟係在至少60℃之反應溫度施行；其中以經分離之該粗氟化物反應產物之總重量計，具有結構式(1)之該六氟丙烯三聚物係以至少70重量%之量存在；且其中以存在於經分離之該粗氟化物反應產物中之該六氟丙烯三聚物之總重量計，具有結構式(1)之該六氟丙烯三聚物係以至少85重量%之量存在。