[发明专利]包含二氟甲烷和1,3,3,3-四氟丙烯的低GWP传热组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年7月20提交的美国临时申请61/509,845号的优先权，该临时申请的内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及可用于众多应用中的组合物，方法和系统，特别包括传热系统例如制冷系统。在优选的方面，本发明涉及特别适合用于此前使用以及通常使用制冷剂1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)的应用的制冷剂组合物，特别包括加热和/或冷却应用，还涉及改造制冷剂和/或空调系统，包括设计使用HFC-134a的系统。

背景技术

在过去数年间，已付出巨大努力致力于开发替代此前经常用于制冷和空调目的的材料的更加环境友好的替代品。在这个时期内，用于移动式空调(MAC)系统的主要制冷剂是HFC-134a。尽管HFC-134a具备很多性质，使其用于MAC系统具有吸引力，但其具有约1430(100年)的较高的全球变暖潜势(GWP)。

在本发明的受让人作出许多研发努力之后，氟代烯烃HFO-1234yf已经作为在MAC系统中替代HFC-134a的候选材料被知晓。HFO-1234yf被知晓作为MAC系统的下一代候选材料，主要归因于其提供多种难获得的性质的组合的独特能力，例如优异的传热性质，低毒性，低可燃性，以及化学稳定性，和其它性质。而且，HFO-1234yf能够提供这种多性质的组合，而几乎或完全不需要与其它材料混合。

在HFO-1234yf开发前后，多数致力于下一代制冷剂的努力集中于开发由两种或更多种组分的共混物或混合物组成的传热组合物。然而，迄今为止，由于未能充分实现成功的下一代制冷剂所需的种种性质中的一种或多种，这些努力往往未能完全成功。

由于具有多种性质的有利组合，氟代烯烃1，3，3，3-四氟丙烯(HFO-1234ze)在转让给本发明受让人的申请中也被鉴定为下一代制冷剂。例如，参见WO2009/089511。然而，虽然该申请公开了HFO-1234ze在许多应用中作为制冷剂非常具有吸引力，但是该申请还指出，与HFO-1234yf相比，当各自用作唯一的制冷剂时，在某些空调应用中其相对于HFC-134a的能力(capacity)显著更低。

氟代烯烃共混物，例如包括HFO-1234yf或HFO-1234ze的那些，已被建议用于众多应用中，包括传热组合物。例如，WO2009/089511也公开了包含一种或多种具有特定结构的氟代烯烃作为第一组分，和选自包含氯氟烃(CFCs)，氢氟烃(HFCs)，水和二氧化碳的一系列化合物作为第二组分的共混物。然而，该申请未公开本发明所要求的特定浓度范围的各组分的特定组合，并且WO2009/089511中鉴定出的这些组分的特定组合均不具有本文所述的有利和有益的性质。

同样转让给本发明受让人的美国申请2010/0044619号也公开了用于传热组合物相关用途的包含氟代烯烃的共混物。该申请描述了如下的共混物，其包含第一组分二氯甲烷(HFC-32)，第二组分包含具有2-5个碳原子的多氟代烯烃，以及任选的第三组分，其选自具有2-3个碳原子的氟代烷烃，CF3I，及它们的组合。根据该申请，引入该共混物的第二和/或第三组分的目的是充当相对于单独的HFC-32降低材料可燃性的试剂。然而，该申请同样未公开本发明所要求的特定浓度范围的各组分的特定组合，并且美国申请2010/0044619号中鉴定出的这些组分的特定组合均不具有本文所述的有利和有益的性质。

尽管上述申请中公开的材料共混物被认为在某些情况下应用于传热应用中通常是可以接受的，但是申请人已经发现，通过在形成传热组合物共混物的特定浓度范围内对材料进行细致的选择，可以获得预料不到的高度有益的优点，而所述共混物能够立即获得高度期望的和预料不到的传热性质，特别有益的环境性质，以及从燃烧点火角度看无害的组合物。

材料的燃烧速率是迄今用来从可燃性或爆炸性角度评价材料的危险性的一种量度。因此，迄今在很多应用中认为具有数值小于10的燃烧速率(根据下文所述测量)的材料不仅对许多应用是重要的或必不可少的，而且这种材料从可燃性或爆炸性角度看通常被认为是无害的材料。在这点上，应当指出，HFO-1234ze的燃烧速率是大约0，与HFC-32的燃烧速率几乎相同，因此根据上述公开内容形成这些材料的组合没有任何真正的优点或理由。

发明内容