[发明专利]二氟甲烷和三氟碘甲烷的类共沸组合物

说明书

本案为分案申请，其母案为申请日为2005年4月18日、申请号为200580019140.2和发明名称为“二氟甲烷和三氟碘甲烷的类共沸组合物”的申请。

发明领域

本发明提供了二氟甲烷和三氟碘甲烷的类共沸组合物及其用途。

背景

发现氟烃基流体广泛用于多种工业用途，包括作为制冷剂、气溶胶推进剂、发泡剂、传热介质和气态电解质。由于怀疑使用某些这类流体会引起环境问题，包括引起臭氧损耗潜势较高，因此希望使用臭氧损耗潜势低或甚至为零的流体，例如氢氟烃(“HFC”)。因此，希望使用不包含氯氟烃(“CFC”)或氢氯氟烃(“HCFC”)的流体。此外，某些HFC流体可能引起全球变暖潜势较高，希望使用全球变暖潜势尽可能低且同时保持所需使用性能的氢氟烃或其他氟化流体。此外，希望使用在沸腾和蒸发时不发生明显分馏的单一组分流体或类共沸混合物。但是，由于不易预测共沸物的形成，因此确定新型、对环境安全、不分馏的混合物很复杂。

工业上持续需要认为对环境更安全的替代CFC和HCFC的新型氟烃基混合物作为替代物。特别感兴趣的是包含氢氟烃和其他氟化化合物的混合物，二者均臭氧损耗潜势低。这种混合物及其用途为本发明的主题。

优选实施方案的说明

本发明者开发了有助于满足替代CFC和HCFC的持续需求的一些组合物。根据某些实施方案，本发明提供了包含二氟甲烷(“HFC-32”)和三氟碘甲烷(“CF₃I”)的类共沸组合物。

本发明的优选的组合物具有许多特性，使得可有很大优势地用于多种应用，包括在制冷剂、气溶胶和其他应用中替代CFC，例如二氯二氟甲烷(CFC-12)；替代HCFC，例如氯二氟甲烷(HCFC-22)；替代HFC，例如四氟乙烷(HFC-134a)；和替代HFC和CFC的组合，例如CFC-12和1，1-二氟乙烷(HFC-152a)的组合(质量比为73.8∶26.2的CFC-12∶HFC-152a的组合称为R-500)。

例如本发明的组合物不易燃且全球变暖潜势(“GWP”)较低，优选低于单独的HFC-32的GWP，优选小于约1000，更优选小于约500，还更优选小于约150。

此外，本申请者意外地发现可形成HFC-32和CF₃I的类共沸组合物。因此，在其他实施方案中，本发明提供了制备类共沸组合物的方法，所述方法包括将可有效制备类共沸组合物量的HFC-32和CF₃I混合在一起。

此外，本申请者认识到本发明的类共沸组合物的性能使得可有利地用作或用于多种应用，包括作为传热组合物(包括作为汽车空调和热泵体系、固定的空调、热泵和制冷体系的制冷剂)、发泡剂、推进剂和灭菌剂。因此，在其他实施方案中，本发明提供了组合物、与这些组合物有关的方法以及其他用途。

类共沸组合物

本文使用的术语“类共沸”广义上包括严格共沸的组合物和行为类似共沸混合物的组合物。基本原则是，流体的热力学状态由压力、温度、液体组成和蒸气组成定义。共沸混合物为两组分或多组分的体系，其中在所述压力和温度下所述液体组成和蒸气组成相同。实际上，这意味着共沸混合物的各组分恒沸，且在相变过程中不能分离。

本发明的类共沸组合物可包含不形成新的类共沸体系的其他组分，或者不在第一馏分中的其他组分。第一馏分为在全回流条件下蒸馏塔稳态运行后馏出的第一馏分。确定加入的组分是否形成新的类共沸体系以排除在本发明之外的一种方法为在预期可将非共沸混合物分离成各单独组分的条件下，将含有所述组分的组合物试样蒸馏。如果包含所述其他组分的混合物为非类共沸，则所述其他组分可从所述类共沸组分中分馏。如果所述混合物为类共沸，则得到包含恒沸或行为类似单种物质的所有混合物组分的一定量的第一馏分。

由此可见，类共沸组合物的另一个特征为存在包含不同比例的相同组分的各种类共沸或恒沸组合物。所有的这些组合物均由术语“类共沸”和“恒沸”所涵盖。作为一个实例，公知在不同的压力下，给定共沸物的组成至少稍有变化，所述组合物的沸点也稍有变化。因此，A和B的共沸物代表独特的一类关系，但是根据温度和/或压力组成可变。由此可见，对于类共沸组合物，存在包含不同比例的相同组分的各种类共沸组合物。所有的这些组合物由本文使用的术语“类共沸”所涵盖。