JP5639050B2 - ヒドロフルオロオレフィン組成物 - Google Patents

Description

本発明は、ヒドロフルオロオレフィンを含む組成物、ならびに熱伝導流体、発泡剤、溶剤およびエアゾールとしてのこの使用に関する。

大気オゾン層を破壊する物質（ＯＤＰ：オゾン破壊係数）により惹起される問題は、モントリオールにおいて扱われ、クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）の生産および使用の低減を課す議定書が署名された。この議定書は、ＣＦＣの廃止を必要とし、ヒドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）を含む他の製品に対する規制管理に拡張する修正の対象となった。

冷蔵産業および空調生産の産業はこれらの冷媒の代替物に非常に多く投資し、従って、ヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）が上市されている。

発泡剤または溶剤として使用される（ヒドロ）クロロフルオロカーボンも、ＨＦＣにより代替されている。

自動車産業において、多くの国において販売されている車両用空調システムは、クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ−１２）冷媒から、オゾン層に対する害がより少ないヒドロフルオロカーボン（１，１，１，２−テトラフルオロエタン：ＨＦＣ−１３４ａ）冷媒に変わった。しかしながら、京都議定書により設定された目標によれば、ＨＦＣ−１３４ａ（ＧＷＰ＝１３００）は高い温暖化能力を有するとみなされる。冷媒の温室効果への寄与は、基準値を二酸化炭素について１として温暖化能力をまとめるＧＷＰ（地球温暖化係数）の基準により定量化される。

二酸化炭素は非毒性および不燃性であり、非常に低いＧＷＰを有するので、ＨＦＣ−１３４ａの代替物としての空調システム用冷媒として提案されている。しかしながら、二酸化炭素の使用は幾つかの欠点があり、特に既存の装置および技術における冷却剤としてのこの使用の非常に高い圧力に関して欠点がある。

文献ＪＰ４１１０３８８は、熱伝導流体としての、式Ｃ_３Ｈ_ｍＦ_ｎ（式中、ｍおよびｎは、１から５の間（両端を含む。）の整数を表し、ｍ＋ｎ＝６である。）のヒドロフルオロプロペン、特にテトラフルオロプロペンおよびトリフルオロプロペンの使用を記載している。

文献ＷＯ２００４／０３７９１３は、熱伝導流体としての、好ましくは多くとも１５０のＧＷＰを有する、３または４個の炭素原子を有する少なくとも１種のフルオロアルケン、特にペンタフルオロプロペンおよびテトラフルオロプロペンを含む組成物の使用を開示している。

文献ＷＯ２００５／１０５９４７は、テトラフルオロプロペン、好ましくは１，３，３，３−テトラフルオロプロペンへの、助発泡剤、例えば、ジフルオロメタン、ペンタフルオロエタン、テトラフルオロエタン、ジフルオロエタン、ヘプタフルオロプロパン、ヘキサフルオロプロパン、ペンタフルオロプロパン、ペンタフルオロブタン、水および二酸化炭素の添加を教示している。

文献ＷＯ２００６／０９４３０３は、７．４重量％の２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（１２３４ｙｆ）および９２．６重量％のジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）を含む共沸組成物を開示している。この文献は、９１重量％の２，３，３，３−テトラフルオロプロペンおよび９重量％のジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）を含む共沸組成物も開示している。

本出願人の会社は、上記欠点を示さず、ＯＤＰゼロおよび既存の熱伝導流体のＧＷＰより低いＧＷＰの両方を有するヒドロフルオロプロペンを含む組成物、例えば、Ｒ４０４Ａ（ペンタフルオロエタン（４４重量％）、トリフルオロエタン（５２重量％）およびＨＦＣ−１３４ａ（４重量％）の三元混合物）ならびにＲ４０７Ｃ（ＨＦＣ−１３４ａ（５２重量％）、ＨＦＣ−１２５（２５重量％）およびＨＦＣ−３２（２３重量％）の三元混合物）を目下開発している。

特許第４１１０３８８号明細書 国際公開第２００４／０３７９１３号 国際公開第２００５／１０５９４７号 国際公開第２００６／０９４３０３号

本発明による組成物は、２から５５重量％の２，３，３，３−テトラフルオロプロペン、２から５５重量％のＨＦＣ−１５２ａおよび３０から５５重量％のＨＦＣ−３２を含むことを特徴とする。

本発明の好ましい形態によれば、本組成物は、３０から４５重量％のＨＦＣ−３２、３０から５３重量％の２，３，３，３−テトラフルオロプロペンおよび２から２０重量％のＨＦＣ−１５２ａを含む。

４０重量％のＨＦＣ−３２、５０重量％の２，３，３，３−テトラフルオロプロペンおよび１０重量％のＨＦＣ−１５２ａを含む本組成物は、特に有利である。

有利には、本発明による組成物は、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン、ＨＦＣ−１５２ａおよびＨＦＣ−３２をヒドロフルオロカーボン（飽和または不飽和）として本質的に含む。

本発明による組成物は、好ましくは圧縮システムにおいて熱伝導流体として使用することができ、好ましくはＲ４０４ＡおよびＨＣＦＣ−２２（クロロジフルオロメタン）の代替物として冷蔵に特に好適である。

本発明による組成物は、好ましくは、Ｒ４０７ＣおよびＨＦＣ−１３４ａの代替物として、特にヒートポンプにおける冷暖房用の圧縮システムにも好適である。

本発明による組成物は、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン用の安定剤を含むことができる。安定剤は、全組成物に対して多くとも５重量％を表す。

安定剤としては、特に、ニトロメタン、アスコルビン酸、テレフタル酸、アゾール、例えば、トルトリアゾールまたはベンゾトリアゾール、フェノール性化合物、例えば、トコフェロール、ヒドロキノン、ｔ−ブチルヒドロキノンまたは２，６−ジ（ｔｅｒｔ−ブチル）−４−メチルフェノール、（場合によりフッ素化もしくは過フッ素化されているアルキル、またはアルケニルまたは芳香族）エポキシド、例えば、ｎ−ブチルグリシジルエーテル、ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテルもしくはブチルフェニルグリシジルエーテル、ホスファイト、ホスファート、ホスホナートまたはチオールおよびラクトンを挙げることができる。

本発明による組成物は、潤滑剤、例えば、鉱油、アルキルベンゼン、ポリアルキレングリコールおよびポリビニルエーテルを含むことができる。

本発明による組成物は、発泡剤、エアゾールおよび溶剤としてさらに使用することができる。

実験部
冷蔵運転条件下での本発明による組成物の成績を、表１に挙げる。各組成物についての構成成分（１２３４ｙｆ、３２および１５２ａ）の値は、重量パーセントとして挙げる。

Ｒ４０４Ａについては、公称運転圧力は１８２９ｋＰａであり、容量能力は１４７１ｋＪ／ｍ^３であり、ＣＯＰは以下の運転条件下で１．８である：
蒸発温度：−２０℃
凝縮温度：４０℃
圧縮機入口温度：−５℃
サブクール液体の温度：３５℃
圧縮機の等エントロピー効率：７０％
Ｅｖａｐ Ｐ：蒸発器内の圧力
Ｃｏｎｄ Ｐ：凝縮器内の圧力
比：圧縮比
Ｔ ｃｏｍｐ ｏｕｔｌｅｔ：圧縮機出口温度
ＣＯＰ：成績係数であり、冷蔵に関する場合、システムにより供給される有用な冷却能力をシステムにより導入または消費される動力で割ったものと定義される。

容量能力およびＣＯＰは、Ｒ４０４Ａにより得られる値と等しく、またはこの値より大きくさえある。

空調およびヒートポンプ運転条件における本発明による組成物の成績を、表２に挙げる。各組成物についての構成成分（１２３４ｙｆ、３２および１５２ａ）の値は、重量パーセントとして挙げる。

Ｒ４０７Ｃについては、公称運転圧力は３４４２ｋＰａであり、容量能力は１４６１ｋＪ／ｍ^３であり、ＣＯＰは以下の運転条件下で２．１である：
蒸発温度：−５℃
凝縮温度：７０℃
圧縮機入口温度：５℃
サブクール液体の温度：６５℃
圧縮機の等エントロピー効率：７０％
Ｅｖａｐ Ｐ：蒸発器内の圧力
Ｃｏｎｄ Ｐ：凝縮器内の圧力
比：圧縮比
Ｔ ｃｏｍｐ ｏｕｔｌｅｔ：圧縮機出口温度
ＣＯＰ：成績係数であり、ヒートポンプに関する場合、システムにより供給される有用な加熱能力をシステムにより導入または消費される動力で割ったものと定義される。

同一条件下で、本発明による組成物は、Ｒ４０７Ｃの容量より大きい容量を提供し、サイズがより小さい装置の使用、使用されるべき冷媒の量の低減、さらには装置コストの低減を可能にする。

Claims (10)

1. ２から５５重量％の２，３，３，３−テトラフルオロプロペン、２から５５重量％のＨＦＣ−１５２ａおよび３０から５５重量％のＨＦＣ−３２を含む組成物。
2. ３０から４５重量％のＨＦＣ−３２、３０から５３重量％の２，３，３，３−テトラフルオロプロペンおよび２から２０重量％のＨＦＣ−１５２ａを含むことを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
3. ４０重量％のＨＦＣ−３２、５０重量％の２，３，３，３−テトラフルオロプロペンおよび１０重量％のＨＦＣ−１５２ａを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の組成物。
4. ２，３，３，３−テトラフルオロプロペン、ＨＦＣ−１５２ａおよびＨＦＣ−３２からなることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の組成物。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の組成物を含む熱伝導流体。
6. Ｒ４０４ＡおよびＨＣＦＣ−２２の代替物として、冷蔵において使用されることを特徴とする、請求項５に記載の熱伝導流体。
7. Ｒ４０７ＣおよびＨＦＣ−１３４ａの代替物として、冷暖房において使用されることを特徴とする、請求項５に記載の熱伝導流体。
8. 請求項１から４のいずれか一項に記載の組成物を含む発泡剤。
9. 請求項１から４のいずれか一項に記載の組成物を含むエアゾール。
10. 請求項１から４のいずれか一項に記載の組成物を含む溶剤。