热传递流体及其使用方法技术

本发明专利技术提供一种用于热传递的设备，该设备包括器件以及用于向器件或从器件传递热的机构。用于传递热的机构包括工作流体，该工作流体包含具有结构式(1)的六氟丙烯三聚体。基于工作流体中的六氟丙烯三聚体的总重量计，具有结构式(1)的六氟丙烯三聚体以至少85重量％的量存在于工作流体中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热传递流体及其使用方法
本公开涉及热传递流体及其制备和使用方法。
技术介绍
包含HFP的三聚体的各种组合物及其作为惰性或分离液体、溶剂和冷却剂的用途描述于以下文献中：例如US3,917,724、US2,918,501，I.L.Knunyants等人，氟化学，第10卷，第323-327页(1977年)(I.L.Knunyants,et.al.,J.FluorineChemistry,10,323-327(1977))，R.N.Haszeldine等人，氟化学，第9卷，第94-96页(1977年)(R.N.Haszeldine,et.al.,J.FluorineChemistry,9,94-96(1977))，和T.Martini等人，四面体通讯(第24期)，第2129-2132页(1974年)(T.Martini,et.al.,TetrahedronLetters(24),2129-2132(1974))。
技术实现思路
在一些实施方案中，提供了用于热传递的设备。该设备包括器件以及用于向器件或从器件传递热的机构。用于传递热的机构包括工作流体，该工作流体包含具有结构式(1)的六氟丙烯三聚体基于工作流体中的六氟丙烯三聚体的总重量计，具有结构式(1)的六氟丙烯三聚体以至少85重量％的量存在于工作流体中。在一些实施方案中，提供了传递热的方法。该方法包括提供器件以及使用包含上述六氟丙烯三聚体化合物的工作流体或工作流体向器件或从器件传递热。本公开的以上概述不旨在描述本公开的每个实施方案。本公开中的一个或多个实施方案的细节也阐述在以下说明中。依据说明书和权利要求书，本公开的其它特征、目标和优点将显而易见。具体实施方式鉴于对环境友好和低毒性化合物的需求不断增加，认识到存在对新的热传递流体的持续需求，其提供在不利的环境和健康影响方面的进一步减少，并且还可满足多种不同应用(例如，热传递流体、两相浸泡冷却、冷却流体、兰金循环工作流体)的性能要求(例如，不易燃性、热稳定性和化学稳定性、良好的介电特性、低倾点、低粘度和可用的操作温度范围)，并且成本效益高地制造。在电子应用中，热传递流体提供低倾点、低粘度和良好的介电特性(例如，低介电常数、高介电强度和高体积电阻率)的能力可能特别重要以便维持可接受的低温热传递性能但不不利地影响电子器件的电性能。在此类应用中，在历史上，全氟化碳(或PFC)和全氟聚醚(PFPE)一直是选择的热传递流体，因为它们可以提供优异的低温和介电特性，同时还在合理的成本下提供低毒性、优异的稳定性和不易燃性。然而，此类材料具有非常高的全球变暖潜能值(GWP)，并且因此预计最终将被自愿或通过政府法规逐步淘汰。存在更多环境可持续的热传递流体，诸如氢氟醚(HFE)、全氟酮(PFK)、氢氟醚烯烃(HFEO)和氢氟烯烃(HFO)，但是这些替代物已被证明不是PFC和PFPE的通用替代品，因为它们不能与这些材料的优异介电特性匹配，或者它们不提供足够的热稳定性和水解稳定性。因此，存在对新的热传递流体的需要，其可提供与PFC和PFPE的那些特性密切匹配的特性的平衡，同时还提供GWP的显着减小、可接受的低毒性和足够的热稳定性。一般来讲，本公开提供了同分异构纯六氟丙烯(HFP)三聚体作为热传递流体。与HFP三聚体异构体和其它高氟化流体的通常可得的混合物相比，该材料提供令人惊讶的良好低温特性，包括非常低的倾点和低温下的低粘度。此外，它提供良好的介电特性(低介电常数、高介电强度、高体积电阻率)、低急性毒性，并且具有短的环境寿命，并且因此具有低全球变暖潜能值。此外，本公开的同分异构纯HFP三聚体可经由一步法，100％原子高效方法以低成本制造，该方法涉及廉价HFP单体的催化低聚。这种独特的属性平衡使得本公开的组合物成为替代目前在各种热传递应用中使用的PFC和PFPE的具有吸引力的候选者，在该应用中需要另选的低GWP流体以满足现有或即将出现的新法规。如本文所用，结构式中的交叉双键指示该式可作为E非对映体、Z非对映体或以任何比例的E和Z非对映体的混合物存在。如本文所用，单数形式“一个”、“一种”、和“所述”包括复数指代，除非内容清楚指示其它含义。如本说明书和所附实施方案中所用的，除非内容清楚指示其它含义，否则术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用。如本文所用，通过端点表述的数值范围包括该范围内所包含的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4和5)。除非另外指明，否则本说明书和实施方案中所使用的表达量或成分、特性测量等的所有数字在所有情况下均应理解成由术语“约”来修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附实施方案列表中示出的数值参数可根据本领域的技术人员利用本公开的教导内容寻求获得的期望特性而变化。最低程度上说，并且在不试图将等同原则的应用限制到受权利要求书保护的实施方案的范围内的情况下，至少应根据所报告的数值的有效数位并通过应用惯常的四舍五入法来解释每个数值参数。在一些实施方案中，本公开涉及包含具有结构式(1)的HFP三聚体的结构异构体的组合物：在一些实施方案中，结构式(1)的HFP三聚体可以两种非对映体形式，E或Z非对映体中的任一者或两者存在，其分别以结构式(1A)和(1B)示出：在各种实施方案中，组合物可包含以任何比例的E和Z非对映体的混合物。另选地，组合物可仅包含E非对映体或仅包含Z非对映体。在一些实施方案中，组合物可不包含可测量的量的HFP三聚体的其它结构异构体，该结构异构体包括结构式(2)和结构式(3)的结构异构体。就这一点而言，在一些实施方案中，基于存在于组合物中的所有HFP三聚体结构异构体的总重量计，组合物可包含至少85％、至少90％、至少95％、至少97％、至少98％、至少99％、或至少99.9重量％的式(1)的结构异构体。令人惊讶的是，已经发现当与HFP三聚体的更常用形式相比时，式1的结构异构体提供优异的低温性能，该HFP三聚体的更常用形式通常包含主要由式1、2和3的结构异构体组成的结构异构体的复杂混合物以及HFP三聚体的其它微量结构异构体。结构式1的改善的低温性能包括显著更低的倾点和在低温下显著更低的粘度；直接影响热传递流体在低温下保持流体并有效传递热的能力的特性。此外，已发现结构式1的HFP三聚体提供强介电特性(低介电常数、高介电强度和高体积电阻率)，同时还提供不易燃性、足够的稳定性、低急性毒性以及短环境寿命，并且因此提供低全球变暖潜能值。这种独特的特性平衡使得结构式1的HFP三聚体成为替代当前用于各种应用中的PFC和PFPE的具有吸引力的选项，在该应用中需要另选的低GWP流体以满足不断变化的管理规定。在一些实施方案中，包含同分异构纯HFP三聚体化合物的本公开的组合物可为疏水的、相对化学惰性的和热稳定的。组合物可具有低环境影响。就这一点而言，包含同分异构纯HFP三聚体的组合物可具有小于1000或小于500的全球变暖潜能值(GWP，第100年ITH)。如本文所用，GWP为化合物的全球变暖潜能值的相对量度。如由政府间气候变化专门委员会(IPCC)于1990年定义且于2007年更新的，化合物的GWP计算为在指定积分时间范围(ITH)内，相对于释放1千克CO2引起的变暖，释放1千克化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于热传递的设备，所述设备包括：器件；以及机构，所述机构用于向所述器件或从所述器件传递热，所述机构包括工作流体，所述工作流体包含具有结构式(1)的六氟丙烯三聚体

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.21 US 62/474,0971.一种用于热传递的设备，所述设备包括：器件；以及机构，所述机构用于向所述器件或从所述器件传递热，所述机构包括工作流体，所述工作流体包含具有结构式(1)的六氟丙烯三聚体其中基于所述工作流体中的六氟丙烯三聚体的总重量计，所述具有结构式(1)的六氟丙烯三聚体以至少85重量％的量存在于所述工作流体中。2.根据权利要求1所述的用于热传递的设备，其中基于所述工作流体的总重量计，所述具有结构式(1)的六氟丙烯三聚体以至少25重量％的量存在于所述工作流体中。3.根据权利要求1所述的用于热传递的设备，其中所述器件选自微处理器、用于制造半导体器件的半导体晶片、功率控制半导体、电化学电池、配电开关齿轮、功率变压器、电路板、多芯片模块、封装的或未封装的半导体器件、燃料电池和激光器。4.根据权利要求1所述的用于热传递的设备，其中用于传递热的机构是系统中用于维持器件的温度或温度范围的部件。5.一种传递热的方法，所述方法包括：提供器件；以及使...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·M·拉曼纳，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US