本發(fā)明涉及含有作為致冷劑等使用的氟代烴的混合物的組合物(其中,也包括僅由上述混合物所含的三種基本成分、即二氟甲烷(r32)、五氟乙烷(r125)和1,1,1,2-四氟乙烷(r134a)構(gòu)成的情況)及其制造方法等。
背景技術(shù):
近年來(lái),作為空調(diào)、冷凍機(jī)、冷藏庫(kù)等所使用的致冷劑,使用二氟甲烷(ch2f2、r32、沸點(diǎn)-52℃)、五氟乙烷(cf3chf2、r125、沸點(diǎn)-48℃)、1,1,1-三氟乙烷(cf3ch3、r143a、沸點(diǎn)-48℃)、1,1,1,2-四氟乙烷(cf3ch2f、r134a、沸點(diǎn)-26℃)、1,1-二氟乙烷(chf2ch3、r152a、沸點(diǎn)-24℃)等分子結(jié)構(gòu)中不含氯的氟代烴的混合物。
迄今為止,在上述的氟代烴中,已提出了由r32/r125/r134a構(gòu)成的三成分混合致冷劑,其組成為23/25/52重量%(r407c);由r125/143a/r134a構(gòu)成的三成分混合致冷劑,其組成為44/52/4重量%(r404a)等,目前r404a被廣泛用作冷凍用和冷藏用的致冷劑(專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2等)。
然而,已知r404a的全球變暖潛能值(gwp)達(dá)到3922,非常高,在作為含氯氟代烴類(lèi)之一的chclf2(r22)的同等程度以上。因此,作為r404a的替代致冷劑,需求開(kāi)發(fā)出與r404a相比具有同等的不燃性、能夠替代的冷凍能力等、冷凍循環(huán)中消耗的動(dòng)力與冷凍能力之比(性能系數(shù)(cop))在同等以上、并且gwp小的致冷劑和致冷劑組合物。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特許第2869038號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)2:美國(guó)專(zhuān)利第8,168,077號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
本發(fā)明提供一種致冷劑和致冷劑組合物,其作為現(xiàn)在通用的r404a的替代致冷劑,與r404a相比,具有同等的不燃性、能夠替代的冷凍能力等,cop在同等以上,并且gwp小。其中,本說(shuō)明書(shū)中的不燃的定義依照美國(guó)ashrae34-2013標(biāo)準(zhǔn)。
用于解決課題的方法
本發(fā)明的發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)上述目的進(jìn)行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在含有氟代烴的混合物的組合物中,通過(guò)上述混合物所含的氟代烴的組成比具有在將二氟甲烷(r32)、五氟乙烷(r125)和1,1,1,2-四氟乙烷(r134a)的濃度的總和設(shè)為100重量%的三成分組成圖(圖1)中以下述點(diǎn)a、點(diǎn)f和點(diǎn)g這3個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的范圍內(nèi)所包括的組成比,能夠解決上述課題。
點(diǎn)a(r32/r125/r134a=37.3/17.0/45.7重量%)、
點(diǎn)f(r32/r125/r134a=30.7/10.9/58.4重量%)、
點(diǎn)g(r32/r125/r134a=29.4/14.1/56.5重量%)。
本發(fā)明是基于這些見(jiàn)解進(jìn)一步反復(fù)研究而完成的。
即,本發(fā)明提供下述的組合物等。
項(xiàng)1.一種組合物,其含有氟代烴的混合物,其中,
上述混合物所含的氟代烴的組成比具有在將二氟甲烷(r32)、五氟乙烷(r125)和1,1,1,2-四氟乙烷(r134a)的濃度的總和設(shè)為100重量%的三成分組成圖中以下述點(diǎn)a、點(diǎn)f和點(diǎn)g這3個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的范圍內(nèi)所包括的組成比,
點(diǎn)a(r32/r125/r134a=37.3/17.0/45.7重量%)、
點(diǎn)f(r32/r125/r134a=30.7/10.9/58.4重量%)、
點(diǎn)g(r32/r125/r134a=29.4/14.1/56.5重量%)。
項(xiàng)2.一種組合物,其含有氟代烴的混合物,其中,
上述混合物所含的氟代烴的組成比具有在將二氟甲烷(r32)、五氟乙烷(r125)和1,1,1,2-四氟乙烷(r134a)的濃度的總和設(shè)為100重量%的三成分組成圖中以下述點(diǎn)a、點(diǎn)d和點(diǎn)e這3個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的范圍內(nèi)所包括的組成比,
點(diǎn)a(r32/r125/r134a=37.3/17.0/45.7重量%)、
點(diǎn)d(r32/r125/r134a=31.4/11.5/57.1重量%)、
點(diǎn)e(r32/r125/r134a=30.2/14.4/55.4重量%)。
項(xiàng)3.一種組合物,其含有氟代烴的混合物,其中,
上述混合物所含的氟代烴的組成比具有在將二氟甲烷(r32)、五氟乙烷(r125)和1,1,1,2-四氟乙烷(r134a)的濃度的總和設(shè)為100重量%的三成分組成圖中以下述點(diǎn)a、點(diǎn)b和點(diǎn)c這3個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的范圍內(nèi)所包括的組成比,
點(diǎn)a(r32/r125/r134a=37.3/17.0/45.7重量%)、
點(diǎn)b(r32/r125/r134a=34.0/13.9/52.1重量%)、
點(diǎn)c(r32/r125/r134a=33.3/15.5/51.2重量%)。
項(xiàng)4.如項(xiàng)1~3中任一項(xiàng)所述的組合物,其中,上述混合物還含有選自hcfc-1122、hcfc-124、cfc-1113和3,3,3-三氟丙炔中的至少1種氟代烴。
項(xiàng)5.如項(xiàng)1~4中任一項(xiàng)所述的組合物,其中,上述混合物還含有式(1):cmhnxp[式中,x分別獨(dú)立地表示氟原子、氯原子或溴原子,m為1或2,2m+2≥n+p,p≥1]所示的至少1種鹵代有機(jī)化合物。
項(xiàng)6.如項(xiàng)1~5中任一項(xiàng)所述的組合物,其中,上述混合物還含有式(2):cmhnxp[式中,x分別獨(dú)立地表示非鹵原子的原子,m為1或2,2m+2≥n+p,p≥1]所示的至少1種有機(jī)化合物。
項(xiàng)7.如項(xiàng)1~6中任一項(xiàng)所述的組合物,其中,上述混合物還含有水。
項(xiàng)8.如項(xiàng)1~7中任一項(xiàng)所述的組合物,其中,上述混合物含有r32、r125和r134a,它們的濃度的總和為99.5重量%以上。
項(xiàng)9.如項(xiàng)1~7中任一項(xiàng)所述的組合物,其中,上述混合物僅由r32、r125和r134a構(gòu)成。
項(xiàng)10.如項(xiàng)1~9中任一項(xiàng)所述的組合物,其中,上述混合物的gwp在1500以下,并且冷凍能力相對(duì)于r404a為94%以上。
項(xiàng)11.如項(xiàng)1~10中任一項(xiàng)所述的組合物,其中,上述混合物是作為混合致冷劑的r404a(r125/r134a/r143a=44/4/52重量%)的替代致冷劑。
項(xiàng)12.如項(xiàng)1~11中任一項(xiàng)所述的組合物,其含有冷凍機(jī)油。
項(xiàng)13.如項(xiàng)12所述的組合物,其中,上述冷凍機(jī)油含有選自聚亞烷基二醇(pag)、多元醇酯(poe)和聚乙烯醚(pve)中的至少1種聚合物。
項(xiàng)14.如項(xiàng)1~13中任一項(xiàng)所述的組合物,其包含選自示蹤劑、增容劑、紫外線熒光染料、穩(wěn)定劑和阻聚劑中的至少1種物質(zhì)。
項(xiàng)15.如項(xiàng)1~14中任一項(xiàng)所述的組合物,其用于選自冷藏庫(kù)、冷凍庫(kù)、冷水機(jī)、制冰機(jī)、冷藏柜、冷凍柜、冷凍冷藏裝置、冷凍冷藏倉(cāng)庫(kù)用冷凍機(jī)、冷卻器(冷卻裝置)、渦輪冷凍機(jī)和螺桿冷凍機(jī)中的至少1種。
項(xiàng)16.一種組合物的制造方法,其包括將二氟甲烷(r32)、五氟乙烷(r125)和1,1,1,2-四氟乙烷(r134a)混合的工序,
該工序是形成在將上述r32、r125和r134a的濃度的總和設(shè)為100重量%的三成分組成圖中以下述點(diǎn)a、點(diǎn)f和點(diǎn)g這3個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的范圍內(nèi)所包括的組成比的工序,
點(diǎn)a(r32/r125/r134a=37.3/17.0/45.7重量%)、
點(diǎn)f(r32/r125/r134a=30.7/10.9/58.4重量%)、
點(diǎn)g(r32/r125/r134a=29.4/14.1/56.5重量%)。
項(xiàng)17.一種冷凍方法,其包括使用項(xiàng)1~15中任一項(xiàng)所述的組合物使冷凍循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的工序。
項(xiàng)18.一種冷凍機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法,其使用項(xiàng)1~15中任一項(xiàng)所述的組合物使冷凍循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。
項(xiàng)19.一種包括項(xiàng)1~15中任一項(xiàng)所述的組合物的冷凍機(jī)。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠獲得一種含有氟代烴的混合物的組合物,上述混合物具有在圖1的三角座標(biāo)所示的r32、r125和r134a的三成分組成圖中以下述點(diǎn)a、點(diǎn)f和點(diǎn)g這3個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的范圍內(nèi)所包括的組成比,從而與r404a相比,該組合物具有同等的不燃性、能夠替代的冷凍能力等,cop在同等以上,并且gwp小。
點(diǎn)a(r32/r125/r134a=37.3/17.0/45.7重量%)、
點(diǎn)f(r32/r125/r134a=30.7/10.9/58.4重量%)、
點(diǎn)g(r32/r125/r134a=29.4/14.1/56.5重量%)。
附圖說(shuō)明
圖1是表示r32、r125和r134a的三成分組成圖中的、本發(fā)明的混合物的組成(按照三角形的范圍從大到小的順序,點(diǎn)a、f和g所圍成的三角形、點(diǎn)a、d和e所圍成的三角形、以及點(diǎn)a、b和c所圍成的三角形)的圖。
圖2是表示r32、r125和r134a的三成分組成圖中的、p:ashrae不燃界限線、q:ashrae可燃區(qū)域和r:ashrae不燃區(qū)域的圖。還是表示制造混合致冷劑時(shí)各致冷劑各自的允許范圍(允許誤差)與將該混合致冷劑劃分為ashrae不燃混合致冷劑或ashrae可燃性混合致冷劑的哪一種的判斷基準(zhǔn)的關(guān)系的圖。
圖3是燃燒性試驗(yàn)所使用的裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的組合物是含有氟代烴的混合物的組合物,
上述混合物所含的氟代烴的組成比具有在將r32、r125和r134a的濃度的總和設(shè)為100重量%的三成分組成圖(圖1)中以下述點(diǎn)a、點(diǎn)f和點(diǎn)g這3個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的范圍內(nèi)所包括的組成比,
點(diǎn)a(r32/r125/r134a=37.3/17.0/45.7重量%)、
點(diǎn)f(r32/r125/r134a=30.7/10.9/58.4重量%)、
點(diǎn)g(r32/r125/r134a=29.4/14.1/56.5重量%)。
本發(fā)明的組合物與r404a相比,具有同等的不燃性、能夠替代的冷凍能力等,兼?zhèn)鋍op在同等以上、并且gwp小這樣的性能。
具體而言,本發(fā)明的組合物與r404a同樣為ashrae不燃(定義等的詳細(xì)內(nèi)容在后文說(shuō)明),由此與可燃性致冷劑相比,安全性高、能夠使用的范圍廣。
關(guān)于相對(duì)于r404a的冷凍能力,只要是相對(duì)于r404a能夠替代的冷凍能力即可,具體而言,相對(duì)于r404a,優(yōu)選為94%以上,更優(yōu)選為95%以上,特別優(yōu)選為100%以上。
關(guān)于相對(duì)于r404a的cop,只要為同等以上(100%以上)即可,更優(yōu)選為105以上,進(jìn)一步優(yōu)選為110以上。
另外,gwp為1500以下,由此,從全球變暖的觀點(diǎn)考慮,與其他的通用致冷劑相比,能夠顯著抑制環(huán)境負(fù)荷。
r404a是目前被廣泛用作冷凍用致冷劑和冷藏用致冷劑的致冷劑,本發(fā)明的組合物可以是r404a的替代致冷劑。
關(guān)于本發(fā)明的組合物,上述混合物可以僅由三種基本成分構(gòu)成,即僅由二氟甲烷(r32)、五氟乙烷(r125)和1,1,1,2-四氟乙烷(r134a)構(gòu)成,也可以除了三種基本成分以外還包含與三種基本成分不同的成分(稱為“其他成分”)。以下,記為“三種基本成分”、“其他成分”。其他成分的詳細(xì)內(nèi)容在后文中說(shuō)明。本發(fā)明的組合物可以僅由上述混合物構(gòu)成,也可以除了上述混合物以外還添加后述的冷凍機(jī)油等任意的添加劑而構(gòu)成。
在上述混合物包含其他成分的情況下,優(yōu)選為不損害三種基本成分的功能的程度的量。從該觀點(diǎn)考慮,混合物中的其他成分的含量?jī)?yōu)選為0.5重量%以下,更優(yōu)選為0.3重量%以下,特別優(yōu)選為0.1重量%以下。
氟代烴的混合物
本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)例子的組合物(方式1)是含有氟代烴的混合物的組合物,上述混合物所含的氟代烴的組成比具有在將二氟甲烷(r32)、五氟乙烷(r125)和1,1,1,2-四氟乙烷(r134a)的濃度的總和設(shè)為100重量%的三成分組成圖(圖1)中以下述點(diǎn)a、點(diǎn)f和點(diǎn)g這3個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的范圍內(nèi)所包括的組成比,
點(diǎn)a(r32/r125/r134a=37.3/17.0/45.7重量%)、
點(diǎn)f(r32/r125/r134a=30.7/10.9/58.4重量%)、
點(diǎn)g(r32/r125/r134a=29.4/14.1/56.5重量%)。
在圖1中,通過(guò)點(diǎn)a和點(diǎn)f這兩點(diǎn)的直線表示ashrae不燃界限線,通過(guò)點(diǎn)a和點(diǎn)g這兩點(diǎn)的直線是表示達(dá)到gwp1500的組成比的線,通過(guò)點(diǎn)f和點(diǎn)g這兩點(diǎn)的直線是表示冷凍能力相對(duì)于r404a為94%的組成比的線,詳細(xì)內(nèi)容在后文中說(shuō)明。
從提高冷凍能力的觀點(diǎn)考慮,可以列舉將方式1的三角形的范圍進(jìn)一步縮減的、下述方式2或方式3作為優(yōu)選方式。
在方式2的情況下,上述混合物所含的氟代烴的組成比包括在將r32、r125和r134a的濃度的總和設(shè)為100重量%的三成分組成圖(圖1)中以下述點(diǎn)a、點(diǎn)d和點(diǎn)e這3個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的范圍內(nèi),
點(diǎn)a(r32/r125/r134a=37.3/17.0/45.7重量%)、
點(diǎn)d(r32/r125/r134a=31.4/11.5/57.1重量%)、
點(diǎn)e(r32/r125/r134a=30.2/14.4/55.4重量%)。
在方式2中,通過(guò)點(diǎn)d和點(diǎn)e這兩點(diǎn)的直線是表示冷凍能力相對(duì)于r404a為95%的組成比的線。
在方式3的情況下,上述混合物所含的氟代烴的組成比包括在將r32、r125和r134a的濃度的總和設(shè)為100重量%的三成分組成圖(圖1)中以下述點(diǎn)a、點(diǎn)b和點(diǎn)c這3個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的范圍內(nèi),
點(diǎn)a(r32/r125/r134a=37.3/17.0/45.7重量%)、
點(diǎn)b(r32/r125/r134a=34.0/13.9/52.1重量%)、
點(diǎn)c(r32/r125/r134a=33.3/15.5/51.2重量%)。
在方式3中,通過(guò)點(diǎn)b和點(diǎn)c這兩點(diǎn)的直線是表示冷凍能力相對(duì)于r404a為100%的組成比的線。
以下,對(duì)圖1中的各點(diǎn)的技術(shù)含義進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
在圖1中,r32的重量%=x、r125的重量%=y(tǒng)并且r134a的重量%=z時(shí),表示ashrae不燃界限線的線段近似于由下式表示的線段。
ashrae不燃界限線:通過(guò)點(diǎn)a和點(diǎn)f這兩點(diǎn)的直線(圖1的線段p)
y=0.9286x-17.643
z=100-x-y
19≤x≤61
在此,對(duì)根據(jù)ashrae的致冷劑的可燃性分類(lèi)進(jìn)行說(shuō)明。
在ashrae中,致冷劑的可燃性分類(lèi)基于ansi/ashraestandard34-2013進(jìn)行,劃分為等級(jí)1的是不燃性致冷劑。即,本發(fā)明的組合物是ashrae不燃的,這意味著本發(fā)明所使用的氟代烴的混合物(特別是三種基本成分)在其可燃性分類(lèi)中被劃分為上述等級(jí)1。
具體而言,通過(guò)進(jìn)行基于ansi/ashrae34-2013的存儲(chǔ)、輸送、使用時(shí)的泄漏試驗(yàn),指定wcff(worstcaseoffractionationforflammability:最易燃的混合組成),wcff組成在基于astme681-09〔化學(xué)品(蒸氣和氣體)的可燃性濃度界限的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)法〕的試驗(yàn)中被特定為不燃時(shí),劃分為等級(jí)1。
在圖1中,基于線段af,r125側(cè)被劃分為ashrae不燃混合致冷劑,r32側(cè)被劃分為ashrae可燃性混合致冷劑(等級(jí)2:微燃性混合致冷劑、等級(jí)3:強(qiáng)燃性混合致冷劑)。
但是,在制造混合致冷劑時(shí),即使混合致冷劑的中心組成位于圖1的線段af的r125側(cè),由于對(duì)各致冷劑各自設(shè)定了允許范圍(允許誤差),因此,在允許范圍不全部位于線段af的r125側(cè)時(shí),就不定義為ashrae不燃混合致冷劑。
例如,關(guān)于r32=32.5重量%±1重量%、r125=15.0重量%±1重量%、r134a=52.5重量%±2重量%,如圖2所示,由于允許范圍全部位于線段af的r125側(cè),因此被劃分為ashrae不燃混合致冷劑。另一方面,在r32=32.0重量%±1重量%、r125=15.0重量%±1重量%、r134a=55.0重量%±2重量%時(shí),由于允許范圍的一部分位于線段af的r32側(cè),因此設(shè)定該允許范圍的混合致冷劑在ashrae中被分類(lèi)為可燃性混合致冷劑。
在圖1中,r32的重量%=x、r125的重量%=y(tǒng)并且r134a的重量%=z時(shí),表示達(dá)到gwp=1500的組成比的線段近似于由下式表示的線段。
表示達(dá)到gwp=1500的組成比的線段:通過(guò)點(diǎn)a和g這兩點(diǎn)的直線(圖1的線段l)
y=0.3644x+3.400
z=100-x-y
0≤x≤70.8
另外,表示冷凍能力相對(duì)于r404a為94%、95%和100%的組成比的線段分別近似于由下式表示的線段。
表示相對(duì)于r404a為94%的組成比的線段:通過(guò)點(diǎn)f和點(diǎn)g這兩點(diǎn)的直線(圖1的線段z)
y=-2.35x+83.25
25≤x≤35
表示相對(duì)于r404a為95%的組成比的線段:通過(guò)點(diǎn)d和點(diǎn)e這兩點(diǎn)的直線(圖1的線段y)
y=-2.35x+85.25
25≤x≤35
表示相對(duì)于r404a為100%的組成比的線段:通過(guò)點(diǎn)b和點(diǎn)c這兩點(diǎn)的直線(圖1的線段x)
y=-2.26x+90.8
30≤x≤35
三種基本成分以外的其他成分
本發(fā)明的組合物所含的混合物除了三種基本成分(r32、r125和r134a)以外,還可以含有微量的水,其量相對(duì)于上述混合物100重量份優(yōu)選為0.1重量份以下。通過(guò)混合物含有微量的水分,組合物中能夠包含的不飽和氟代烴類(lèi)的分子內(nèi)雙鍵能夠穩(wěn)定存在,并且,也不易引起不飽和氟代烴類(lèi)的氧化,因而結(jié)果使得組合物的穩(wěn)定性提高。
本發(fā)明的組合物所含的混合物除了三種基本成分(r32、r125和r134a)以外,還可以含有其他成分(與三種基本成分不同的氟代烴)。作為其他成分的氟代烴沒(méi)有特別限定,可以列舉選自hcfc-1122、hcfc-124、cfc-1113和3,3,3-三氟丙炔中的至少1種氟代烴。
本發(fā)明的組合物所含的混合物除了三種基本成分(r32、r125和r134a)以外,還可以含有作為其他成分的式(1):cmhnxp[式中,x分別獨(dú)立地表示氟原子、氯原子或溴原子,m為1或2,2m+2≥n+p,p≥1]所示的至少1種鹵代有機(jī)化合物。作為其他成分的鹵代有機(jī)化合物沒(méi)有特別限定,例如優(yōu)選二氟氯甲烷、氯甲烷、2-氯-1,1,1,2,2-五氟乙烷、2-氯-1,1,1,2-四氟乙烷、2-氯-1,1-二氟乙烯、三氟乙烯等。
本發(fā)明的組合物所含的混合物除了三種基本成分(r32、r125和r134a)以外,還可以含有作為其他成分的式(2):cmhnxp[式中,x分別獨(dú)立地表示非鹵原子的原子,m為1或2,2m+2≥n+p,p≥1]所示的至少1種有機(jī)化合物。作為其他成分的有機(jī)化合物沒(méi)有特別限定,例如優(yōu)選丙烷、異丁烷等。
如上所述,在混合物含有其他成分時(shí),關(guān)于混合物中的其他成分的含量,在其他成分單獨(dú)含有或以2種以上含有的任意情況下,以合計(jì)量計(jì)優(yōu)選為0.5重量%以下,更優(yōu)選為0.3重量%以下,特別優(yōu)選為0.1重量%以下。
任意的添加劑
本發(fā)明的組合物除了上述混合物以外,還可以適當(dāng)含有各種添加劑。
本發(fā)明的組合物還可以包含冷凍機(jī)油。作為冷凍機(jī)油,沒(méi)有特別限定,可以從常用的冷凍機(jī)油中適當(dāng)選擇。此時(shí),可以根據(jù)需要,適當(dāng)選擇在提高與上述混合物的相容性(miscibility)和上述混合物的穩(wěn)定性等的作用等方面更優(yōu)異的冷凍機(jī)油。
上述混合物的穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法沒(méi)有特別限定,可以利用常用的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。作為這樣的方法的一個(gè)例子,可以列舉依照ashrae標(biāo)準(zhǔn)97-2007、將游離氟離子的量作為指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法等。此外,還可以列舉將總酸值(totalacidnumber)作為指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法等。該方法例如可以按照astmd974-06進(jìn)行。
進(jìn)一步具體而言,冷凍機(jī)油的種類(lèi)例如優(yōu)選選自聚亞烷基二醇(pag)、多元醇酯(poe)和聚乙烯醚(pve)中的至少一種。
冷凍機(jī)油例如可以使用40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為5~400cst的機(jī)油。運(yùn)動(dòng)粘度處于該范圍內(nèi)時(shí),從潤(rùn)滑的方面考慮優(yōu)選。
冷凍機(jī)油的濃度沒(méi)有特別限定,相對(duì)于組合物整體通常可以為10~50重量%。
本發(fā)明的組合物還可以包含一種以上的示蹤劑。在本發(fā)明的組合物存在稀釋、污染、其他任何變更時(shí),為了能夠追蹤該變更,可以將示蹤劑以能夠檢測(cè)的濃度添加至本發(fā)明組合物中。作為示蹤劑,沒(méi)有特別限定,優(yōu)選氫氟烴、氘代烴、氘代氫氟烴、全氟烴、氟代醚、含溴化合物、含碘化合物、醇、醛、酮、一氧化二氮(n2o)等,特別優(yōu)選氫氟烴或氟代醚。
本發(fā)明的組合物還可以包含增容劑。增容劑的種類(lèi)沒(méi)有特別限定,優(yōu)選聚氧亞烷基二醇醚、酰胺、腈、酮、氯代烴、酯、內(nèi)酯、芳基醚、氟代醚和1,1,1-三氟烷烴等,特別優(yōu)選聚氧亞烷基二醇醚。
本發(fā)明的組合物還可以包含一種以上的紫外線熒光染料。作為紫外線熒光染料,沒(méi)有特別限定,優(yōu)選萘二甲酰亞胺、香豆素、蒽、菲、氧雜蒽、噻噸、苯并夾氧雜蒽(naphthoxanthene)和熒光素、以及它們的衍生物,特別優(yōu)選萘二甲酰亞胺和香豆素中的任一種或兩種。
本發(fā)明的組合物可以根據(jù)需要進(jìn)一步包含穩(wěn)定劑、阻聚劑等。
作為穩(wěn)定劑,沒(méi)有特別限定,可以列舉:(i)硝基甲烷、硝基乙烷等脂肪族硝基化合物、硝基苯、硝基苯乙烯等芳香族硝基化合物;(ii)1,4-二噁烷等醚類(lèi)、2,2,3,3,3-五氟丙胺、二苯胺等胺類(lèi)、丁基羥基二甲苯、苯并三唑等。穩(wěn)定劑可以單獨(dú)使用或者將2種以上組合。
穩(wěn)定劑的濃度因穩(wěn)定劑的種類(lèi)而異,可以為不對(duì)組合物的性質(zhì)造成影響的程度。穩(wěn)定劑的濃度相對(duì)于上述混合物100重量份通常優(yōu)選為0.01~5重量份左右,更優(yōu)選為0.05~2重量份左右。
作為阻聚劑,沒(méi)有特別限定,例如可以列舉4-甲氧基-1-萘酚、對(duì)苯二酚、對(duì)苯二酚單甲醚、二甲基-叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基對(duì)甲酚、苯并三唑等。
阻聚劑的濃度相對(duì)于上述混合物100重量份通常優(yōu)選為0.01~5重量份,更優(yōu)選為0.05~2重量份左右。
在本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)例子中,利用包括使用本發(fā)明的組合物使冷凍循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的工序的方法,能夠?qū)?duì)象物冷凍。例如,通過(guò)使本發(fā)明的組合物經(jīng)由壓縮機(jī)循環(huán),能夠構(gòu)成上述冷凍循環(huán)。
另外,還可以制成構(gòu)成使本發(fā)明的組合物經(jīng)由壓縮機(jī)循環(huán)的冷凍循環(huán)的裝置。
作為能夠使用本發(fā)明的組合物的冷凍機(jī),例如有冷藏庫(kù)、冷凍庫(kù)、冷水機(jī)、制冰機(jī)、冷藏柜、冷凍柜、冷凍冷藏裝置、冷凍冷藏倉(cāng)庫(kù)等所使用的冷凍機(jī)、冷卻器(冷卻裝置)、渦輪冷凍機(jī)、螺桿冷凍機(jī)等,但并不限定于這些。
組合物的制造方法
本發(fā)明的方式1的組合物的制造方法包括將r32、r125和r134a混合的工序,
該工序是形成在將r32、r125和r134a的濃度的總和設(shè)為100重量%的三成分組成圖(圖1)中以下述點(diǎn)a、點(diǎn)f和點(diǎn)g這3個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的范圍內(nèi)所包括的組成比的工序,
點(diǎn)a(r32/r125/r134a=37.3/17.0/45.7重量%)、
點(diǎn)f(r32/r125/r134a=30.7/10.9/58.4重量%)、
點(diǎn)g(r32/r125/r134a=29.4/14.1/56.5重量%)。
利用該制造方法,能夠制造方式1的組合物。
本發(fā)明的方式2的組合物的制造方法包括將r32、r125和r134a混合的工序,
該工序是形成在將r32、r125和r134a的濃度的總和設(shè)為100重量%的三成分組成圖(圖1)中以下述點(diǎn)a、點(diǎn)d和點(diǎn)e這3個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的范圍內(nèi)所包括的組成比的工序,
點(diǎn)a(r32/r125/r134a=37.3/17.0/45.7重量%)、
點(diǎn)d(r32/r125/r134a=31.4/11.5/57.1重量%)、
點(diǎn)e(r32/r125/r134a=30.2/14.4/55.4重量%)。
利用該制造方法,能夠制造方式2的組合物。
本發(fā)明的方式3的組合物的制造方法包括將r32、r125和r134a混合的工序,
該工序是形成在將r32、r125和r134a的濃度的總和設(shè)為100重量%的三成分組成圖(圖1)中以下述點(diǎn)a、點(diǎn)b和點(diǎn)c這3個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的范圍內(nèi)所包括的組成比的工序,
點(diǎn)a(r32/r125/r134a=37.3/17.0/45.7重量%)、
點(diǎn)b(r32/r125/r134a=34.0/13.9/52.1重量%)、
點(diǎn)c(r32/r125/r134a=33.3/15.5/51.2重量%)。
利用該制造方法,能夠制造方式3的組合物。
實(shí)施例
以下,列舉實(shí)施例進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。但是,本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1~13和比較例1~12
關(guān)于r404a、以及r32、r125和r134a混合致冷劑的各gwp,基于ipcc(政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì),intergovernmentalpanelonclimatechange)第4次報(bào)告書(shū)的值進(jìn)行評(píng)價(jià)。
另外,關(guān)于r404a、以及r32、r125和r134a混合致冷劑的cop和冷凍能力,使用美國(guó)國(guó)家科學(xué)和技術(shù)研究院(nationalinstituteofscienceandtechnology(nist))、流體熱力學(xué)性能和輸送性能參考數(shù)據(jù)庫(kù)(referencefluidthermodynamicandtransportpropertiesdatabase(refprop9.0)),在下述條件下實(shí)施致冷劑和混合致冷劑的冷凍循環(huán)理論計(jì)算而求出。
圖1中,用▲表示實(shí)施例的組合物的組成。
另外,將以這些結(jié)果為基礎(chǔ)算出的gwp、cop、冷凍能力示于表1和2。另外,關(guān)于cop和冷凍能力,表示相對(duì)于r404a的比例。
性能系數(shù)(cop)利用下式求出。
cop=(冷凍能力或加熱能力)/電力消耗量
關(guān)于構(gòu)成組合物的三種基本成分的混合物的燃燒性,依照美國(guó)ashrae34-2013標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。關(guān)于燃燒范圍,使用基于astme681-09的測(cè)定裝置實(shí)施測(cè)定,圖2表示不燃界限線(p)、燃燒范圍(q)和不燃范圍(r)。
為了能夠?qū)θ紵臓顟B(tài)進(jìn)行目測(cè)和錄像拍攝,使用內(nèi)容積12升的球形玻璃燒瓶,因燃燒而產(chǎn)生過(guò)大的壓力時(shí),可以從上部的蓋排放氣體。點(diǎn)火方法利用來(lái)自保持于距底部1/3高度的電極的放電而發(fā)生。
<試驗(yàn)條件>
試驗(yàn)容器:
試驗(yàn)溫度:60℃±3℃
壓力:101.3kpa±0.7kpa
水分:每1g干燥空氣為0.0088g±0.0005g
組合物/空氣混合比:1vol.%刻度±0.2vol.%
組合物混合:±0.1重量%
點(diǎn)火方法:交流放電、電壓15kv、電流30ma、氖燈變壓器
電極間距:6.4mm(1/4英寸)
電火花:0.4秒±0.05秒
判定基準(zhǔn):以著火點(diǎn)為中心,火焰蔓延90度以上的情況=燃燒(傳播)
不燃界限中的r32、r125和r134a的各成分的組成比(x/y/z重量%)基本滿足下述式(1)~(3)所示的關(guān)系。
19≤x≤61(1)
y=0.9286x-17.643(2)
z=100-x-y(3)
由該結(jié)果可以確認(rèn)本發(fā)明的組合物是不燃性的,與空氣以任意的比率混合都觀察不到燃燒。
[表1]
[表2]
在比較例1~5中,均得到了具有冷凍能力相對(duì)于r404a為100%的組成比的組合物。另外,在比較例1~3中,gwp超過(guò)了1500,在比較例4和5中均為可燃性。
在比較例6~9中,均得到了具有冷凍能力相對(duì)于r404a為95%的組成比的組合物。另外,在比較例6~8中,gwp超過(guò)了1500,在比較例9中為可燃性。
在比較例10~12中,均獲得了具有冷凍能力相對(duì)于r404a為94%的組成比的組合物。另外,在比較例10和11中,gwp超過(guò)了1500,在比較例12中為可燃性。
符號(hào)說(shuō)明
a:實(shí)施例1的組成比
b:實(shí)施例3的組成比
c:實(shí)施例4的組成比
d:實(shí)施例10的組成比
e:實(shí)施例11的組成比
f:實(shí)施例12的組成比
g:實(shí)施例13的組成比
l:表示gwp=1500的線段的近似線段
x:表示冷凍能力為100%(相對(duì)于r404a)的組成比的線段的近似線段
y:表示冷凍能力為95%(相對(duì)于r404a)的組成比的線段的近似線段
z:表示冷凍能力為94%(相對(duì)于r404a)的組成比的線段的近似線段
p:ashrae不燃界限線
q:ashrae可燃區(qū)域
r:ashrae不燃區(qū)域
1:點(diǎn)火源(ignitionsource)
2:進(jìn)樣口(sampleinlet)
3:彈簧(springs)
4:12升玻璃燒瓶(12-literglassflask)
5:電極(electrodes)
6:攪拌器(stirrer)
7:隔離室(insulatedchamber)