[發明專利]作為熱傳遞流體的氟化環氧化物

無效

• 申請號: 201280015019.2
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN103443238A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: B·O·費伊米;章忠星;M·G·科斯特洛;M·J·布林斯基;J·G·歐文斯;P·E·圖瑪;R·M·明迪;R·M·弗林
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: C09K5/10
• 分類號: C09K5/10
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳長會

技術領域

本發明涉及包含作為熱傳遞流體的氟化環氧化物的設備和方法。

背景技術

目前，多種流體被用于熱傳遞。熱傳遞流體的適宜性取決于應用過程。例如，一些電子應用需要這樣的熱傳遞流體：其為惰性的，具有高的介電強度，具有低毒性，具有良好的環境特性，以及在寬泛的溫度范圍內具有良好的熱傳遞特性。其他應用要求精確的溫度控制，因此要求熱傳遞流體在整個處理溫度范圍內為單相，并且要求熱傳遞流體的特性是可預測的，即組合物保持相對恒定從而粘度、沸點等可以進行預測，從而可維持精確的溫度并且從而可恰當地設計設備。

全氟化碳和全氟聚醚(PFPE)已被用于熱傳遞。全氟化碳(PFC)可具有高介電強度及高電阻率。PFC可為不易燃的并且通常可與構造材料機械相容，其表現出有限的溶解能力。另外，PFC通常表現出低毒性及良好的易操作性。可以產生具有窄分子量分布的產物的方式來制備PFC。然而，PFC和PFPE可表現出一個重要的缺點，即，可產生高全球變暖潛力的長環境持久性。目前用作用于冷卻電子或電氣設備的熱傳遞流體的材料包括PFC、PFPE、有機硅油和烴油。這些熱傳遞流體各具有一些缺點。PFC和PFPE可具有環境持久性。有機硅油和烴油通常為易燃的。

氟化環氧化物用于滅火已在(例如)于2011年1月10日提交的名稱為“Fluorinated?Oxiranes?as?Fire?Extinguishing?Compositions?and?Methods?of?Extinguishing?Fires?Therewith”(氟化環氧化物作為滅火組合物及其用于滅火的方法)的U.S.S.N.61/431，119中公開。氟化環氧化物用作介電流體已在(例如)于2011年1月25日提交的名稱為“Fluorinated?Oxiranes?as?Dielectric?Fluids”(作為介電流體的氟化環氧化物)的U.S.S.N.61/435,867中公開。包含氟化環氧化物的潤滑劑已在(例如)于2011年3月10日提交的名稱為“Lubricant?Compositions?Containing?Fluorooxiranes”(包含氟化環氧化物的潤滑劑組合物)的U.S.S.N.61/448,826中公開。氟化環氧化物在蘭金(Rankine)循環系統中用作有機工作流體在同一天提交的美國代理人案卷號為67219US002，名稱為“Fluorinated?Oxiranes?as?Organic?Rankine?Cycle?Working?Fluids?and?Methods?ofUsing?Same”(作為有機蘭金循環工作流體的氟化環氧化物及其使用方法)的申請人共同待決的專利申請中公開。

發明內容

仍需要適合于市場高溫需求的熱傳遞流體，諸如(例如)在蒸汽相焊接中的使用。還存在著對這類熱傳遞流體的持續需求，該熱傳遞流體在使用溫度下具有熱穩定性并且具有短的大氣壽命以使得它們具有減小的全球變暖潛力。所提供的氟化環氧化物在高溫下作為熱傳遞流體表現良好并且產生可以一致性制備的產物。另外，它們在使用溫度下(典型地從-50℃至130℃，以及甚至在一些實施例中最高至約230℃溫度)可具有熱穩定性，并且比常規材料具有相對更短的大氣壽命。還存在著用于高溫熱傳遞的設備和工藝的需求，包括這些氟化環氧化物。

在本公開中：

“鏈中雜原子”指在碳鏈中與碳原子鍵合以形成碳-雜原子-碳鏈的非碳原子(例如氧和氮)；

“器件”指被加熱、冷卻或維持在預定溫度的對象或設計；

“惰性”指在正常的使用條件下通常不具有化學反應性的化學組合物；

“機構”指部件或機械器具的系統；

“氟化的”指具有由C-F鍵取代的一個或多個C-H鍵的烴類化合物；

“環氧化物”指含有至少一個環氧基團的取代烴類；和

“全氟”(例如，涉及基團或部分，諸如“全氟亞烷基”或“全氟烷羰基”或“全氟化”)是指完全氟化，以使得除非另外指明，否則不存在可由氟置換的與碳鍵合的氫原子；

在一個方面，本發明提供用于熱傳遞的設備，其包括器件；以及用于傳遞熱至該器件或從該器件傳遞熱的機構，該機構包括包含氟化環氧化物的熱傳遞流體。氟化環氧化物可大體上不含與碳原子鍵合的氫原子，并且可具有總共約4個至約12個碳原子。機構可傳遞熱至器件或從器件傳遞熱，在一些實施例中，可將該器件維持在選定的溫度。