[發(fā)明專利]一種用于汽車空調(diào)的環(huán)保型制冷劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410131446.8
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN103965836B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓曉紅;袁曉蓉;管文潔;楊璋璋;徐象國;鹿丁;陳光明
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: C09K5/04
• 分類號: C09K5/04
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制冷劑領(lǐng)域，尤其涉及一種用于汽車空調(diào)的環(huán)保型制冷劑及其制備方法。

背景技術(shù)

汽車空調(diào)系統(tǒng)是實現(xiàn)對車廂內(nèi)空氣進行制冷、加熱、換氣和空氣凈化的裝置。它可以為乘車人員提供舒適的乘車環(huán)境，降低駕駛員的疲勞強度，提高行車安全，空調(diào)裝置已成為衡量汽車功能是否齊全的標(biāo)志之一。而要實現(xiàn)空調(diào)的正常運行，制冷劑是不可缺少的。制冷劑是指在制冷系統(tǒng)中傳導(dǎo)熱能的一種流體，為實現(xiàn)制冷循環(huán)的工作介質(zhì)，也稱為制冷工質(zhì)，或簡稱工質(zhì)?？照{(diào)制冷中主要是采用鹵代烴制冷劑，其中不含氫原子的稱為氯氟烴(CFC)，含氫原子的稱為氫氯氟烴(HCFC)，不含氯原子的稱為氫氟烴(HFC)。

HFC-134a是90年代開始使用的制冷劑品種，由于它不含氯原子，對臭氧層沒有破壞作用，對汽車空調(diào)系統(tǒng)的改動較少，現(xiàn)在國內(nèi)外新車的空調(diào)系統(tǒng)很多都使用了HFC-134a制冷劑。但據(jù)德國科學(xué)家的最新研究表明，盡管它不直接對臭氧層造成破壞，但會加劇溫室效應(yīng)。

《蒙特利爾議定書》和《京都議定書》等要求各簽約國逐步削減并最終禁用制冷劑CFC-12（二氟二氯甲烷），同時對其的替代物的要求越來越高，除了要求新的制冷劑對臭氧層沒有損害這一基本要求外，還要求新的制冷劑具有盡可能低的GWP。

專利文獻CN200810231909.2公開了一種以DME、R1270和R227ea組成的共混物制冷劑，專利文獻CN200710013387.4公開了一種DME、R13I1和HC-600a組成的共混物制冷劑，專利文獻CN200610035399.2公開了一種DME和HCFC-22組成的共混物制冷劑，專利文獻CN101864277A公開了一種以HFC-1234yf、HFC-152a和DME組成的共混物制冷劑，專利文獻CN1977025A公開了一種HFC-1234ze(E)和氟代烴組成的共混物制冷劑，專利文獻CN101679842A公開了一種HFC-1234ze(E)和選自甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、叔丁醇、異丁醇、2-乙基己醇和其任何組合的共混物制冷劑，專利文獻CN102124071A公開了一種HFC-1234yf和HFC-134a組成的共混物制冷劑，專利文獻CN1285699C公開了一種以HFC-161、HFC-152a和HFC-134a組成的共混物制冷劑，專利文獻CN101864276A公開了一種HFC-1234ze(E)、HFC-152a和HFC-32組成的共混物制冷劑，專利文獻CN101864277A公開了一種HFC-1234yf、HFC-152a和DME組成的共混物制冷劑，專利文獻CN102066518A公開了一種以HFC-1234yf、HFC-134a和HFC-152a組成的共混物制冷劑。公開號為CN101275067B的專利文獻公開了一種三元近共沸點制冷劑，該制冷劑由1%～20%（摩爾百分比）的HFC-134（1,1,2,2-四氟乙烷）、1%～40%（摩爾百分比）的DME（二甲醚）和40%～90%（摩爾百分比）的丙烷組成。所述制冷劑用來替代-40℃工況下（蒸發(fā)溫度-40℃，冷凝溫度40.6℃，吸氣溫度4.4℃，過冷度0℃）的R22、R502，這與汽車空調(diào)設(shè)備的工況不同，專利文獻200680054110X公開了一系列用在制冷、空調(diào)和熱泵系統(tǒng)中的組合物，該組合物包含氟烯烴和至少一種其他組分，但組合物中未見與本發(fā)明相同的組分。

上述專利文獻公開的制冷劑組合物存在或GWP值偏高、或不可直接充灌應(yīng)用于HFC-134a系統(tǒng)、或在汽車空調(diào)工況下替代HFC-134a時制冷性能有所降低、或可燃性較大、或不能使用礦物油等不足，因此，需要開發(fā)具有更好制冷性能、與現(xiàn)有系統(tǒng)更好兼容以及具有更好環(huán)保性能的新的混合物制冷劑。

DME（二甲醚），分子式C₂H₆O，標(biāo)準(zhǔn)沸點為-24.9℃，在常溫、常壓下為無色、無味、無臭氣體，在壓力下為液體。DME的其他基本物理性質(zhì)和HFC-134a相似，ODP為0，GWP為0。DME具有一定的可燃性，屬于第3類。在相同的汽車空調(diào)工況下，DME的循環(huán)效率優(yōu)于HFC-134a，并具有很大的飽和液體比體積和單位質(zhì)量制冷量，能減少系統(tǒng)的制冷劑充灌量；同時，DME與潤滑油的相容性好，既能使運轉(zhuǎn)部件形成密封性油膜，但又不會使系統(tǒng)管壁內(nèi)附油而使其傳熱效率降低；DME能同時溶解于合成潤滑油和礦物油，在充灌制冷劑時，可以保留原有潤滑油，不用替換。