氟取代的不对称醚以及包含其的组合物、方法和用途技术

本发明专利技术公开了包含一种或多种根据式I的化合物的组合物和方法：其中R1、R2和R3各自独立地为C

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氟取代的不对称醚以及包含其的组合物、方法和用途


[0001]本专利技术涉及氟取代的不对称醚、包含其的组合物、以及这些化合物和组合物在许多应用中的方法和用途，包括电绝缘、电池(特别是锂离子电池)的电解质溶剂；电子器件测试；蚀刻流体；溶剂和载体应用、防火、易燃性抑制、发泡剂和热传递应用，包括：电子装备制造中的温度控制；运行的电子设备和电力系统的热管理，以及航空电子和军用冷却。

技术介绍

[0002]仍然需要具有低全球变暖潜势同时提供高热稳定性、低毒性、不燃性、良好的溶解能力以及宽的工作温度范围以满足各种应用的要求的惰性氟化流体。这些应用包括但不限于：热传递、溶剂清洁、电解质组合物(包含电解质溶剂和添加剂)以及灭火剂。
[0003]申请人已经认识到许多挑战性问题与用于许多重要应用的新化合物和组合物的开发相关联。特别地，申请人已经认识到需要这样的组合物、方法和系统，其同时是环境可接受的(低GWP和低ODP)、不易燃的、具有低毒性或无毒性，并且具有对于特定应用所需要的优异特性(例如，对于蒸气脱脂的良好溶解力，或者如果该应用涉及暴露于或潜在暴露于电子装备或部件，则具有低介电常数)。还继续存在对用于传递热量和/或控制设备和制品的温度的改进流体的需要，包括在便携式和手持式电子设备中，其中小型化同时添加功能的期望增加了设备在运行中的热功率密度，因此使得这些设备内的电子部件(包括电池)的冷却更具挑战性。作为一般规则，台式计算机、数据中心、电信中心等内的计算能力的增加导致当此类设备工作时热输出的增加，再次使得此类电子设备的热管理变得越来越重要且越来越困难和苛刻。由于越来越多地使用电动车辆，尤其包括轿车、卡车、摩托车等，出现了热管理挑战的其他示例。在电动车辆中，出于若干原因，热管理功能尤其重要且具有挑战性，包括将电池冷却和/或加热到相对窄的温度范围内并且以可靠、有效且安全的方式的临界性，并且随着对具有较大范围和较快充电的电池供电的车辆的需求增加，提供有效热电池管理的挑战变得越来越大。
[0004]电池尤其是在电动车辆中提供电力的电池的效率和有效性是它们工作的工作温度的函数。因此，热管理系统必须频繁地能够执行更多工作，而不只是在工作和/或充电期间简单地从电池去除热量，它必须能够使用成本尽可能低且重量尽可能轻的装备在相对窄的温度范围内实现冷却。这导致在具有难以实现的物理特性和性能特性的组合的此类系统中需要热传递流体。此外，在一些重要的应用中，不仅从热性能的观点，而且从包括环境、安全(易燃性和毒性)、介电特性等的许多其他观点来看，热管理系统必须能够向电池增加热量，特别是当车辆在寒冷天气中启动时，这进一步增加了发现和开发/获得在此类系统中有效的化合物和/或组合物的困难。
[0005]作为介电常数重要性的特定示例，一种常用于电动车辆电池的热管理的系统涉及将电池浸没在用于热管理的流体中。此类系统增加了附加约束，即，当电池或设备工作时，此类系统中使用的流体必须利用与电池或其他电子设备或部件紧密接触而在电子方面相容。一般来讲，这意味着流体不仅必须是不易燃的，而且还必须在部件工作时并且在工作期
间存在的相对高温下与电池或其他电子部件接触时具有低电导率和高水平的稳定性。申请人已认识到，即使在运行的电子设备和电池的间接冷却中也需要此类特性，因为任何此类流体的渗漏都可能导致与运行的电子部件接触。
[0006]迄今为止，全氟化化合物经常用于许多这些苛刻应用中。例如，通常用于电池冷却(包括浸没式冷却)的热管理流体为水/二醇组合，但已提及其他类别的材料，包括一些氯氟烃、氟代烃、氯代烃和氢氟醚也是可以使用的。参见例如US2018/0191038。
[0007]根据下式的氟化醚化合物已经被建议用作溶剂，特别是用于各种含氟聚醚，
[0008](F3C)2CH
‑
O
‑
CH
n
F
2n
‑
CH
m
F3‑
m
ꢀꢀ
(1)
[0009]其中n是1或2，并且其中当n是1时，m是0至3的任何整数，但是当n是2时，则m是0或2。参见JP202105950。该文献指出，据说具有3
‑
1构型(理解为意指m＝3和n＝1)的式1的实施方案具有附加用途，包括作为排水剂、发泡剂、热传递介质和灭火剂，但没有具体描述或举例说明此类用途。
[0010]锂离子电池的能量密度可通过具有高容量活性材料(诸如硅)的碳基电极材料而显著改善。然而，高容量材料提出了先前碳基材料未遇到的一组新挑战。例如，用高容量活性材料和常规电解质构建的电池单元的循环寿命往往比用碳基活性材料和相同电解质构建的电池单元的循环寿命短得多。电解质的选择可影响固体电解质中间相(SEI)层的形成、离子迁移率和共同影响电池单元的循环寿命的各种其他因素。特定的电解质制剂对于解决通过将高容量活性材料引入锂离子电池中所提出的这些新挑战可能是必要的，并且优选地这些新电解质也是环境友好的并且具有关于热传递组合物所提及的许多其他有益特性。
[0011]气相焊接是利用热传递流体的过程的另一个示例。在本专利申请中，使用高温，并且因此热传递流体必须适合于高温暴露(例如，高达250℃)。目前，全氟聚醚(PFPE，即，仅具有碳、氧和氟的化合物)通常用作本专利申请中的热传递流体。尽管许多PFPE对于这些高温具有足够的热稳定性，但它们是环境持久的，具有极长的大气寿命，这继而导致高的全球变暖潜势(GWP)。
[0012]因此，申请人已经认识到，在本文所述的其他需要中，需要使用热传递流体的热管理方法和系统，该热传递流体是环境可接受的(低GWP和低ODP)、不易燃的、具有低毒性或无毒性、具有优异的绝缘特性并且具有提供有效的冷却和/或热的热特性，包括在相对高的温度下和/或用于在相对窄的温度范围内操作电子部件，其中装备在其他用途中优选地是低成本，可靠和轻质的，例如，申请人已经发现，具有相对低的沸点(例如，低于50℃)的流体在许多应用中是不期望的，因为此类流体的使用将倾向于增加用于许多电池和/或电子冷却应用的冷却装备的成本和/或重量，并且还可能降低可靠性，如在下文中解释的。

技术实现思路

[0013]本专利技术包括根据下式I的新型化合物：
[0014][0015]其中
[0016]R1、R2和R3各自独立地为C
x
R'
(2x+1)
‑
y
H
y
；
[0017]每个R'独立地选自F或Cl，并且其中(2x+1)
‑
y的值是在所指示的碳原子上的R'取代基的总数；
[0018]每个x独立地等于或大于1并且等于或小于6；并且
[0019]y等于或大于0并且小于或等于2x+1，前提条件是：(i)当R1和R2中的每一者为CF3时，则R3既不是CF3也不是CH2F；(ii)化合物中存在的F的总数为7至15；(iii)(a)如果分子上的R'的总数为8或更大，则O
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种冷却运行的电子设备的方法，所述冷却运行的电子设备的方法包括：(a)提供包含一种或多种根据式I的化合物的热传递组合物：其中R1、R2和R3各自独立地为C
x
R'
(2x+1)
‑
y
H
y
，每个R'独立地选自F或Cl，并且其中(2x+1)
‑
y的值是在所指示的碳原子上的R'取代基的总数；每个x独立地等于或大于1并且等于或小于6；并且y等于或大于0并且小于或等于2x+1，前提条件是所述化合物中存在的R'的所述总数是6或更大，并且所述化合物具有零个多至两(2)个Cl取代基；以及(b)将电子设备或部件浸没在所述热传递组合物中。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述热传递组合物具有约200或更小的全球变暖潜势(GWP)。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述热传递组合物是不易燃的。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述热传递组合物在20GHz下具有小于3的介电常数。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述热传递组合物具有约25℃至约150℃的沸点。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：