ES2283562T3 - Composiciones de hidrofluorocarbonos y metanol. - Google Patents
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Abstract
Una composición que comprende: un componente HFC constituido por 1, 1, 1, 3, 3-pentafluorobutano y 1, 1, 1, 3, 3-pentafluoro-propano; y desde 1 a 13 por ciento en peso de un componente no-HFC constituido por metanol.
Description
Composiciones de hidrofluorocarbonos y
metanol.
La presente invención se refiere en general a
composiciones que comprenden un componente de hidrofluorocarbono
("HFC") y un componente no-HFC. Más
específicamente, la presente invención se refiere a gamas de
composiciones HFC/metanol que tienen puntos de ebullición que son
inesperadamente bajos y relativamente constantes, y usos de las
mismas.
Las composiciones basadas en hidrofluorocarbonos
son interesantes para uso como sustitutivos de composiciones de
clorofluorocarbonos ("CFC") y/o
hidroclorofluoro-carbonos ("HCFC"), que tienden
a ser indeseables desde el punto de vista del medio ambiente. En
particular, los solicitantes han reconocido que las composiciones
que comprenden mezclas de hidrofluorocarbono ("HFC") son
interesantes para uso en una extensa gama de aplicaciones, con
inclusión del uso como propelentes en composiciones de aerosol u
otras composiciones pulverizables. Lamentablemente, los
solicitantes han identificado cierto número de desventajas asociadas
con la adaptación de los HFCs para uso en aerosoles.
Una de dichas desventajas es una insolubilidad
de los HFC's con muchos de los lubricantes utilizados comúnmente en
aplicaciones de refrigeración y pulverización. Los solicitantes
reconocen, en cambio, que la mezcla del HFC con ciertos agentes
solubilizantes no-HFC puede mejorar la solubilidad
de la composición con tales lubricantes. En dichas realizaciones, es
sumamente ventajoso, si no necesario, que las composiciones
HFC/no-HFC sean solubles con los lubricantes que se
utilizan en las aplicaciones convencionales de los CFC tales como el
aceite refrigerante de poliol-éster CASTROL SW2 y el aceite
refrigerante de poliol-éster LUBRIKUHL 130 ESTER.
Aunque la mezcla de un HFC con una sustancia
no-HFC particular tiende a mejorar su solubilidad,
la introducción de la sustancia no-HFC particular
tiende también a tener consecuencias negativas. En primer lugar, la
sustancia no-HFC aumenta la inflamabilidad de la
composición. Los solicitantes han llegado a la conclusión de que la
solubilidad y la inflamabilidad son a menudo requisitos
conflictivos, dado los componentes de una composición que tienden a
aumentar la solubilidad con los aceites lubricantes tienden también
a aumentar la inflamabilidad de dichos compuestos. Por esta razón,
existe necesidad de mezclas HFC/no-HFC que no sólo
sean suficientemente solubles en los lubricantes convencionales,
sino que sean también relativamente ininflamables.
Además de la inflamabilidad, el componente
no-HFC tiende a aumentar la sensibilidad del punto
de ebullición de la composición a los cambios de composición. Los
botes de aerosoles convencionales y otros pulverizadores conocidos
en la técnica están diseñados para funcionar con fluidos que tienen
una presión y vapor y un punto de ebullición específicos. Si las
características presión de vapor/punto de ebullición de un fluido a
pulverizar son diferentes de las características específicas para
las cuales se ha diseñado el pulverizador, el pulverizador no
funcionará. Por ejemplo, en ciertos casos, un pulverizador diseñado
para trabajar con una composición que tenga un punto de ebullición
de 50ºC, no funcionará a menudo con una composición que tenga un
punto de ebullición que difiere en tan poco como 1ºC o más.
Lamentablemente, como se conoce en la técnica,
la combinación de dos o más constituyentes para formar una
composición HFC/no-HFC da a menudo como resultado
composiciones en las cuales cambios relativamente pequeños en las
concentraciones relativas de los componentes dan como resultado
cambios relativamente grandes en el punto de ebullición y la
presión de vapor. Por ejemplo, si una sustancia
no-HFC tiene un punto de ebullición más alto que el
HFC (lo que es probable cuando la sustancia no-HFC
es un agente solubilizante), entonces se comprende generalmente que
el punto de ebullición de la composición HFC/no-HFC
aumentará a medida que se incrementa la concentración del
componente no-HFC. Este aumento en el punto de
ebullición puede ser importante, especialmente si el componente
no-HFC tiene un punto de ebullición elevado. De
acuerdo con ello, cambios relativamente pequeños en la
concentración relativa de componentes en una composición pueden
tener un efecto relativamente grande sobre el punto de ebullición
de la composición. Como se ha mencionado arriba, los aparatos de
pulverización y refrigeración son generalmente intolerantes a los
cambios en el punto de ebullición de las composiciones utilizadas
con ellos.
A la vista de lo que antecede, los solicitantes
aprecian que son deseables mezclas de HFC que tengan un punto de
ebullición relativamente constante, es decir, un punto de ebullición
que cambie en una magnitud relativamente pequeña a medida que
cambian las concentraciones relativas de los componentes.
Específicamente, un punto de ebullición/presión de vapor
relativamente constante facilitaría el uso de una extensa gama de
composiciones con un número relativamente pequeño de dispositivos
de pulverización. Lamentablemente, las mezclas
HFC/no-HFC que tienen tales propiedades de punto de
ebullición relativamente constante son infrecuentes e
impredecibles.
Por consiguiente, existe necesidad de una mezcla
de HFC que sea soluble en los lubricantes, siendo al mismo tiempo
ininflamable y teniendo un punto de ebullición relativamente
constante a lo largo de una gama de concentraciones variables de los
constituyentes. La presente invención satisface esta necesidad entre
otras.
El documento WO 00/36046 A se refiere a
composiciones que comprenden
1,1,1,3,3-pentafluorobutano y más de 5% en peso de
al menos un compuesto fluorado ininflamable, y el uso de las
misma.
La presente invención resuelve los
inconvenientes arriba mencionados proporcionando composiciones HFC
que no sólo son solubles en los lubricantes convencionales, sino
que exhiben además un punto de ebullición relativamente constante y
son ininflamables. Específicamente, los solicitantes han
identificado una composición que comprende un componente HFC, a
saber una mezcla de 1,1,1,3,3-pentafluorobutano
("HFC-365mfc") y
1,1,1,3,3-pentafluoropropano
("HFC-245fa"), y un agente solubilizante
no-HFC, concretamente metanol.
Esta composición tiene un punto de ebullición
notablemente constante con respecto a los cambios de composición y
exhibe incluso características
"cuasi-azeotrópicas". Tal como se utiliza en
esta memoria, el término "cuasi azeotrópico" hace referencia a
una característica de una mezcla cuyo punto de ebullición cae fuera
de los puntos de ebullición máximo y mínimo del componente HFC y el
componente no-HFC de la composición. En la presente
invención, la composición tiene un punto de ebullición que es
inferior al punto de ebullición tanto del componente HFC (es decir
la mezcla de HFC-365mfc y HFC-245fa)
y el componente no-HFC (es decir, el metanol). Esto
es sorprendente, especialmente cuando se considera el hecho de que
el punto de ebullición de metanol es muy superior a los puntos de
ebullición de HFC-365fc o HFC-254fa.
Debe entenderse que aun cuando la composición de la presente
invención tiene un punto de ebullición inferior al componente HFC,
la misma no tiene necesariamente un punto de ebullición inferior a
cada uno de los HFCs en el componente HFC (es decir,
HFC-365mfc y HFC-245fa
individualmente). De hecho, en este caso, la composición no tiene un
punto de ebullición inferior a HFC-245fa, de lo que
se deriva su caracterización como un cuasi-azeótropo
más bien que un azeótropo.
Sin quedar ligados o limitados por ninguna
teoría particular, los solicitantes sospechan que las
características cuasi-azeotrópicas de la
composición tienen a estabilizar en cierto grado la concentración
relativa de los componentes en la composición durante la
vaporización. Más específicamente, dado que la composición tiene un
punto de ebullición menor que los componentes HFC y
no-HFC, puede existir cierta tendencia durante la
vaporización a que la concentración relativa de los componentes
gravite hacia una relación particular en la cual la composición
tiene el punto de ebullición mínimo. En este punto, la vaporización
de la composición tendría relativamente poco impacto sobre las
concentraciones relativas de los componentes HFC y
no-HFC - es decir, la composición manifestará
características azeotrópicas. Como es bien sabido, si la
concentración relativa de los componentes es estable durante la
vaporización, el punto de ebullición de la composición se mantendrá
estable.
Debe entenderse, sin embargo, que la composición
de la presente invención no se comportará como un azeótropo
auténtico, dado que el constituyente HFC-245fa del
componente HFC tiene un punto de ebullición menor que el de la
composición. De acuerdo con ello, a medida que la composición se
vaporiza, el HFC-245fa se vaporizará a una tasa
mayor y por consiguiente cambiará la concentración relativa del
componente HFC. Un cambio en la concentración relativa del
componente HFC afectará a la concentración relativa de los
componentes HFC y no-HFC, lo cual, a su vez,
afectará al punto de ebullición de la composición. Se sospecha, sin
embargo, que este efecto sobre el punto de ebullición se verá
moderada en buena medida por las características
cuasi-azeotrópicas de la composición.
Además de las características
cuasi-azeotrópicas de la composición, los
solicitantes han observado también que la composición tiene un
punto de ebullición relativamente constante. Tal como se utiliza en
esta memoria, la expresión "composición de punto de ebullición
relativamente constante" hace referencia generalmente a una
composición, que comprende dos o más constituyentes en los cuales un
cambio relativo en los constituyentes de la composición da como
resultado un cambio menor que el esperado en el punto de ebullición
de la composición. La mayoría de los puntos de ebullición de las
composiciones pueden predecirse utilizando cierto número de métodos
conocidos en la técnica. Quizás el enfoque más común es la
utilización del Modelo de Solución Regular (ilustrado en Acree,
Jr., "Thermodynamic Properties of Nonelectrolyte Solutions",
Academic Press (1984) 90-97,
180-189 y Prausnitz, Litchenthaler, Azevedo
"Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase
Equilibria", Prentice-Hall, Inc. (2ª edición, pp.
279-290). Para propósitos de explicación y
simplificación, cualquier referencia en esta memoria a puntos de
ebullición "esperados", cambios en los mismos, o datos
concernientes a ellos puede suponerse que se calcula utilizando el
Modelo de Solución Regular a no ser que se indique otra cosa.
Cualquier composición en la cual el cambio en el punto de
ebullición es menor que el predicho se considera como una
composición de punto de ebullición relativamente constante para los
propósitos de la presente invención.
Los solicitantes han descubierto inesperadamente
que la composición de la presente invención es una composición de
punto de ebullición relativamente constante. Adicionalmente, a pesar
de las cantidades relativamente mayores de metanol inflamable
presentes en las composiciones de esta invención, los solicitantes
han descubierto inesperadamente que tales composiciones son
relativamente poco inflamables hasta ininflamables. Los solicitantes
han medido la inflamabilidad de las composiciones de la presente
invención utilizando un ensayo de inflamabilidad en vidrio de
reloj, en el cual se pone una cantidad dada de composición en un
vidrio de reloj y se hace pasar una llama sobre el vidrio, y han
descubierto que composiciones que contienen tanto como 10% en peso
de metanol o más son ininflamables.
En una realización preferida, la composición
está constituida esencialmente por los componentes HFC y
no-HFC. La concentración del componente
no-HFC en la composición es, preferiblemente desde
mayor que 0 a aproximadamente 13% en peso, de modo más preferible,
desde aproximadamente 1 a aproximadamente 10% en peso, de modo
todavía más preferible desde aproximadamente 1 a aproximadamente 6%
en peso, y de modo aún más preferible, desde aproximadamente 2 a
aproximadamente 5% en peso.
La concentración relativa de
HFC-365mfc y HFC-245fa en el
componente HFC puede variar de acuerdo con la aplicación y puede ser
optimizada por una persona experta en la técnica. Por ejemplo, se
han obtenido resultados adecuados utilizando relaciones de
concentración HFC-365mfc:HFC-245fa
(% en peso) de 25:75, 50:50, y 75:25.
Las presentes composiciones tienen utilidad en
una extensa gama de aplicaciones. Por ejemplo, una realización de
la presente invención se refiere al uso de las presentes
composiciones como propelentes/disolventes en composiciones
pulverizables. En general, las composiciones de tipo pulverizable
comprenden un material a pulverizar y un propelente/disolvente o
mezcla de propelentes/disolventes. Para que las composiciones
pulverizables sean útiles, es necesario que el material a
pulverizar sea relativa o sustancialmente soluble en los
propelentes/disolventes a utilizar. Si bien muchos HFCs son
disolventes deficientes para muchos materiales pulverizables
convencionales, los solicitantes han reconocido que las
composiciones de la presente invención exhiben solubilidad
relativamente alta con tales materiales, siendo además al mismo
tiempo ininflamables.
Cualquiera de una extensa gama de materiales
pulverizables puede utilizarse en asociación con las composiciones
de la presente invención para producir las presentes composiciones
pulverizables. Ejemplos de materiales adecuados incluyen, sin
limitación, aceites y otros lubricantes, agentes de desmoldeo,
limpiadores, agentes de pulimentación, materiales medicinales,
tales como medicamentos anti-asma y
anti-halitosis, así como materiales cosméticos,
tales como desodorantes, perfumes, sprays para el cabello,
etcétera.
Las composiciones pulverizables de la presente
invención pueden comprender adicionalmente cualquiera de una
extensa gama de ingredientes inertes, disolventes adicionales, y
otros materiales utilizados convencionalmente en composiciones
pulverizables.
En otras realizaciones, las composiciones de la
presente invención se utilizan como refrigerantes en cualquiera de
una gran diversidad de sistemas de refrigeración. En ciertas
realizaciones preferidas, las composiciones de la presente
invención pueden utilizarse en sistemas de refrigeración que
contienen un lubricante utilizado convencionalmente con
refrigerantes CFC, tales como aceites minerales, aceites de
silicona, etcétera. Si bien los refrigerantes que contienen HFC
tienden a ser deficientemente solubles con los lubricantes de
refrigeración convencionales, y por consiguiente tienden a ser
incompatibles con tales lubricantes, los solicitantes han
reconocido que la solubilidad relativa de las presentes
composiciones los hace adecuados y en algunos casos, candidatos
ideales para uso con lubricantes convencionales. Adicionalmente, la
naturaleza de ebullición relativamente constante de las
composiciones de la presente invención las hace aún más deseables
para uso como refrigerantes en muchas aplicaciones.
En ciertas realizaciones, las composiciones de
la presente invención pueden utilizarse para readaptar los sistemas
de refrigeración que contienen refrigerantes de CFC y lubricantes
convencionales. Preferiblemente, los presentes métodos implican
recargar un sistema refrigerante que contiene un refrigerante
clorado y un lubricante que comprende los pasos de (a) retirar el
refrigerante clorado del sistema de refrigeración en tanto que se
retiene una porción sustancial del lubricante en dicho sistema; y
(b) introducir en el sistema una composición de la presente
invención. Como se utiliza en esta memoria, la expresión "porción
sustancial" hace referencia generalmente a una cantidad de
lubricante que es al menos aproximadamente 50% (en peso) de la
cantidad de lubricante contenida en el sistema de refrigeración
antes de la retirada del refrigerante clorado. Preferiblemente, la
porción sustancial de lubricante en el sistema de acuerdo con la
presente invención es una cantidad de al menos aproximadamente 60%
del lubricante contenido originalmente en el sistema de
refrigeración, y de modo más preferible una cantidad de al menos
aproximadamente 70%. Como se utiliza en esta memoria, la expresión
"sistema de refrigeración" hace referencia generalmente a
cualquier sistema o aparato, o cualquier parte o porción de dicho
sistema o aparato, que emplea un refrigerante para proporcionar
enfriamiento. Tales sistemas de refrigeración incluyen, por
ejemplo, acondicionadores de aire, frigoríficos eléctricos,
congeladores, sistemas de refrigeración para transporte, sistemas de
refrigeración comerciales y análogos.
Los expertos en la técnica reconocerán que los
sistemas de refrigeración utilizados en los métodos de la presente
invención comprenden generalmente una cámara en la cual están
contenidos a la vez un refrigerante y un lubricante y a través de
la cual pueden circular el refrigerante y el lubricante. De acuerdo
con ciertas realizaciones de la presente invención, el paso de
retirada (a) comprende retirar un refrigerante clorado de un sistema
de refrigeración, especialmente de una cámara dentro del sistema,
mientras que se deja una cantidad sustancial de lubricante, y
preferiblemente un lubricante basado en hidrocarburos, en el
sistema.
Puede utilizarse cualquiera de una extensa gama
de métodos conocidos para retirar refrigerantes clorados de un
sistema de refrigeración en tanto que se deja en el sistema menos
que una porción principal del lubricante. De acuerdo con
realizaciones preferidas, el lubricante es un lubricante basado en
hidrocarburos y el paso de retirada da como resultado que al menos
aproximadamente 90%, y de modo aún más preferible al menos
aproximadamente 95%, de dicho lubricante queda en el sistema. Por
ejemplo, dado que los refrigerantes son muy volátiles con relación
a los lubricantes tradicionales basados en hidrocarburos (los puntos
de ebullición de los refrigerantes son generalmente inferiores a
10ºC, mientras que los puntos de ebullición de los aceites minerales
son generalmente mayores que 200ºC), el paso de retirada puede
realizarse fácilmente extrayendo por bombeo los refrigerantes
clorados en estado gaseoso de un sistema de refrigeración que
contiene lubricantes en estado líquido. Dicha retirada puede
realizarse por cualquiera de diversas maneras conocidas en la
técnica, que incluyen el uso de un sistema de recuperación de
refrigerante, tal como el sistema de recuperación fabricado por
Robinair de Ohio. Alternativamente, un recipiente de refrigerante
enfriado y evacuado puede conectarse al lado de baja presión de un
sistema de refrigeración de tal modo que el refrigerante gaseoso es
aspirado al interior del recipiente evacuado y se retira. Además,
puede conectarse un compresor a un sistema de refrigeración para
bombear el refrigerante fuera del sistema a un recipiente evacuado.
A la vista de la exposición anterior, las personas con experiencia
ordinaria en la técnica podrán retirar fácilmente los lubricantes
clorados de los sistemas de refrigeración y proporcionar un sistema
de refrigeración que comprende una cámara que tiene en su interior
un lubricante basado en hidrocarburos y está sustancialmente exento
de cualquier refrigerante clorado de acuerdo con la presente
invención.
En la presente invención puede utilizarse
cualquiera de una extensa gama de métodos para introducir la
composición refrigerante en un sistema de refrigeración que
comprende un lubricante basado en hidrocarburos. Por ejemplo, un
método comprende unir un recipiente de refrigerante al lado de baja
presión de un sistema de refrigeración y conectar el compresor del
sistema de refrigeración para desplazar el refrigerante al sistema.
En tales realizaciones, el recipiente del refrigerante puede estar
dispuesto sobre una balanza de tal modo que puede monitorizarse la
cantidad de composición refrigerante que entra en el sistema. Cuando
se ha introducido en el sistema una cantidad deseada de composición
refrigerante, se detiene la carga. Alternativamente, está disponible
comercialmente una extensa gama de instrumentos de carga, conocidos
por los expertos en la técnica. De acuerdo con ello, a la vista de
la exposición anterior, los expertos en la técnica podrán introducir
fácilmente composiciones exentas de cloro en los sistemas de
refrigeración de acuerdo con la presente invención sin
experimentación excesiva.
En otras realizaciones adicionales, la presente
invención proporciona composiciones transformables en espumas, y
preferiblemente composiciones de espumas de poliuretano y
poliisocianurato, y métodos de preparación de espumas. En tales
realizaciones de espuma, se incluyen una o más de las presentes
composiciones como agente de soplado en una composición
transformable en espuma, composición que incluye preferiblemente uno
o más componentes adicionales capaces de reaccionar y transformarse
en espumas en las condiciones apropiadas para formar una espuma o
estructura alveolar, como es bien conocido en la técnica. Los
presentes métodos comprenden preferiblemente proporcionar una
composición de este tipo transformable en espuma y hacerla
reaccionar en condiciones eficaces para obtener una espuma, y
preferiblemente una espuma de celdillas cerradas. La invención se
refiere también a una espuma, y preferiblemente una espuma de
celdillas cerradas, preparada a partir de una formulación de espuma
de polímero que contiene un agente de soplado que comprende la
composición de la invención.
Puede utilizarse o adaptarse cualquiera de los
métodos bien conocidos en la técnica, tales como los descritos en
"Polyurethanes Chemistry and Technology", Volúmenes I y II,
Saunders y Frisch, 1962, John Wiley and Sons, Nueva York, NY, para
uso de acuerdo con las realizaciones de espuma de la presente
invención. En general, tales métodos preferidos comprenden la
preparación de espumas de poliuretano o poliisocianurato por
combinación de un isocianato, un poliol o mezcla de polioles, un
agente de soplado o mezcla de agentes de soplado que comprenden una
o más de las presentes composiciones, y otros materiales tales como
catalizadores, agentes tensioactivos y, opcionalmente, retardantes
de la llama, colorantes u otros aditivos. Es conveniente en muchas
aplicaciones proporcionar los componentes para espumas de
poliuretano o poliisocianurato en formulaciones premezcladas. Muy
típicamente, la formulación de espuma se mezcla previa en dos
componentes. El isocianato y opcionalmente ciertos agentes
tensioactivos y agentes de soplado comprenden el primer componente,
al que se hace referencia comúnmente como el componente "A".
El poliol o mezcla de polioles, agente tensioactivo, catalizadores,
agentes de soplado, retardante de la llama, y otros componentes
reactivos con el isocianato constituyen el segundo componente, al
que se hace referencia comúnmente como el componente "B". De
acuerdo con ello, se preparan fácilmente espumas de poliuretano o
poliisocianurato reuniendo los componentes parciales A y B sea por
mezcla manual para preparaciones pequeñas y, preferiblemente,
técnicas de mezcla mecánica para formar bloques, planchas,
estratificados, paneles de vertido in situ y otros artículos,
espumas aplicadas por pulverización, espumas ordinarias, y
análogas. Opcionalmente, otros ingredientes tales como retardantes
de la llama, colorantes, agentes de soplado auxiliares, e incluso
otros polioles pueden añadirse como una tercera corriente al cabezal
mezclador o sitio de reacción. Muy convenientemente, sin embargo,
todos ellos se incorporan en un solo componente B como se ha
descrito arriba.
Pueden incorporarse también agentes
dispersantes, estabilizadores de celdillas y agentes tensioactivos
en la mezcla de agentes de soplado. Se añaden agentes
tensioactivos, mejor conocidos como aceites de silicona, para
servir como estabilizadores de las celdillas. Algunos materiales
representativos se venden bajo los nombres de
DC-193, B-8404, y
L-5340 que son, por lo general,
co-polímeros de bloques
polisiloxano-polioxialquileno tales como los
descritos en las patentes U.S. Núms. 2.834.748, 2.917.480, y
2.846.458. Otros aditivos opcionales para la mezcla de agentes de
soplado pueden incluir retardantes de la llama tales como fosfato de
tri(2-cloroetilo), fosfato de
tri(2-cloropropilo), fosfato de
tri(2,3-dibromopropilo), fosfato de
tri(1,3-dicloropropilo), fosfato diamónico,
diversos compuestos halogenados aromáticos, óxido de antimonio,
trihidrato de aluminio, poli(cloruro de vinilo), y
análogos.
Hablando en términos generales, la cantidad de
agente de soplado presente en la mixtura mezclada viene dictada por
las densidades de espuma deseadas de los productos finales de espuma
de poliuretano o poliiso-cianurato producidas. Las
proporciones en partes en peso del agente de soplado total o mezcla
de agentes de soplado pueden caer dentro del intervalo que va desde
1 a aproximadamente 60 partes de agente de soplado por 100 partes
de poliol. Con preferencia se utilizan desde aproximadamente 10 a
aproximadamente 35 partes en peso de la presente composición por 100
partes en peso de poliol.
Los componentes de la composición de la
invención son materiales conocidos que están disponibles
comercialmente o se pueden preparar por métodos conocidos.
Preferiblemente, los componentes tienen una pureza suficientemente
alta a fin de evitar la introducción de influencias adversas sobre
las propiedades de enfriamiento o calentamiento, propiedades de
ebullición constante, o propiedades de los agentes de soplado del
sistema. En el caso de los inhaladores de dosis medidas, puede
utilizarse el Good Manufacturing Process relevante actual para la
fabricación de estos materiales.
Pueden añadirse componentes adicionales para
adaptar las propiedades de las composiciones de la invención en caso
necesario. A modo de ejemplo, pueden añadirse adyuvantes de
solubilidad en aceite en el caso en que las composiciones de la
invención se utilizan como refrigerantes. Pueden añadirse también
estabilizadores y otros materiales para mejorar las propiedades de
las composiciones de la invención.
Se preparan tres muestras de componentes HFC A,
B y C constituidas por HFC-365mfc y
HFC-245fa. La muestra A se prepara utilizando
aproximadamente 10 g de HFC-365mfc y aproximadamente
30 g de HFC-245fa, la muestra B se prepara
utilizando aproximadamente 20 g de HFC-365mfc y
aproximadamente 20 g de HFC-245fa, y la muestra C
se prepara utilizando aproximadamente 30 g de
HFC-365mfc y aproximadamente 10 g de
HFC-245fa. Cada muestra se ensaya en cuanto a
propiedades semejantes a azeótropo como se describe a
continuación.
Se utiliza un ebulliómetro constituido por un
tubo con camisa exterior de vacío provisto de condensador en
cabeza. Se carga una muestra de componente en el ebulliómetro a la
presión indicada en la Tabla 1 y se añade luego metanol en pequeños
incrementos medidos. Se observa una disminución de la temperatura
cuando se añade metanol a la mezcla, lo que indica que se forma una
composición semejante a un azeótropo entre la composición de la
muestra y el metanol. Desde aproximadamente 1 a aproximadamente 13
por ciento en peso de metanol, el punto de ebullición de la
composición muestra/metanol cambia aproximadamente en 3ºC o
menos.
Las Tablas 1, 2 y 3 muestran las composiciones
ensayadas (para las muestras A, B y C, respectivamente) y los
puntos de ebullición asociados con ellas. La Figura 1 es un diagrama
ternario de los puntos de ebullición indicados en las Tablas 1, 2 y
3 para las composiciones.
Este ejemplo ilustra la solubilidad de diversos
lubricantes en las composiciones de esta invención.
Se añade a un vial de vidrio claro una
composición de la presente invención a ensayar y se determina el
peso de la mezcla. Se añade a la temperatura ambiente un lubricante
convencional, concretamente uno de los indicados en la Tabla 4. Se
cierra herméticamente el vial y se agita con moderación. Se observa
luego la mezcla. La presencia de turbidez y/o de dos fases
diferenciadas indica que el lubricante es insoluble en el
disolvente. Un sistema monofásico homogéneo indica miscibilidad. Las
solubilidades de diversos lubricantes convencionales se muestran en
la Tabla 4.
Se mezclan cien (100) g de un poliéter que tiene
un índice de hidroxilo de 380, resultado de la adición de óxido de
propileno a una solución de sacarosa, propilenglicol y agua, con 2 g
de un copolímero siloxano-poliéter como
estabilizador de espumas, y 3 g de dimetilciclohexilamina. Con
agitación, se mezclan concienzudamente 100 g de la mixtura con 15 g
de una composición de la presente invención como agente de soplado.
La mixtura resultante se convierte en espuma con 152 g de
4,4'-diisocianatodifenilmetano bruto. La espuma
rígida resultante se inspecciona y se encuentra que es de buena
calidad.
Este ejemplo demuestra que las espumas
preparadas utilizando las composiciones semejantes a azeótropos
descritas en esta invención como agentes de soplado de espumas
exhiben factores k mejorados. En general, las formaciones utilizadas
para preparar estas espumas se describen en la Tabla 5.
\vskip1.000000\baselineskip
- ^{1} Poliol de COSA; índice de hidroxilo = 240
- ^{2} Agente tensioactivo de Goldschmidt Chemical Company
- ^{3} Catalizador de Air Products & Chemicals Inc.
- ^{4}
\begin{minipage}[t]{130mm} Una mixtura polimetileno-poli(fenil-isocianato) que contiene aproximadamente 40% en peso de metilenobis(fenil-isocianato) siendo el resto polimetileno-poli(fenil-isocianato) que tiene una funcionalidad mayor que 2; peso equivalente de isocianato = aproximadamente 134; de BASF Corp.\end{minipage}
\vskip1.000000\baselineskip
Se utiliza para preparar todas las espumas el
procedimiento general al que se hace referencia comúnmente como
"mezcla manual". Para cada agente de soplado o par de agentes
de soplado, se prepara una mezcla previa de poliol, Terate 2541,
agente tensioactivo, Tegostab B8433, y catalizador, Dabco
K-15 y Polycat 8, en las mismas proporciones
indicadas en la Tabla 2. Se mezclan aproximadamente 2 kg para
asegurarse de que la totalidad de las espumas en una serie dada se
preparan con el mismo lote de mezcla previa madre. La mezcla previa
se mezcla en un bote de pinturas de 1 galón (aprox. 3,78 l) y se
agita a aproximadamente 1500 rpm con un mezclador ITC Conn de 5 cm
(2'') de diámetro hasta que se obtiene una mezcla homogénea. Cuando
se ha completado la mezcladura, se transfiere el material a una
botella de vidrio de 1 galón, y se cierra herméticamente. La botella
se pone luego en un frigorífico controlado a 10ºC (50ºF). Los
agentes de soplado de la espuma se premezclan y se mantienen en el
frigorífico junto con las latas de 0,95 litros (32 onzas) utilizadas
como recipientes de mezcla. El componente A, isocianato, se mantiene
en recipientes herméticamente cerrados a 21ºC (70ºF).
Para las preparaciones de espuma individuales,
se pesa una cantidad de componente B igual al peso de la formulación
en una lata de 0,95 litros (32 oz) preacondicionada a 10ºC (50ºF).
Se añade a ello la cantidad requerida de la mezcla de agente de
soplado, preacondicionada también a 10ºC (50ºF). Se agita el
contenido durante 2 minutos con una paleta mezcladora ITC Conn de 5
cm (2'') que gira a aproximadamente 1000 rpm. Después de esto, se
pesan de nuevo el recipiente de mezcla y el contenido. Si existe
pérdida de peso, se añade el agente de soplado que hierve a
temperatura más baja para compensar la pérdida. Los contenidos se
agitan durante 30 segundos adicionales, y el bote se introduce de
nuevo en el frigorífico.
Después de enfriar de nuevo el contenido a 10ºC
(50ºF), aproximadamente 10 minutos, se retira el recipiente de
mezcla del refrigerador y se lleva a la estación de mezcla. Se añade
rápidamente una porción previamente pesada del componente A,
isocianato, al componente B, se mezclan los ingredientes durante 10
segundos utilizando una paleta mezcladora ITC Conn de 5 cm (2'') de
diámetro a 3000 rpm, se vierte el todo en una caja de cartón para
pasteles de 20 cm x 20 cm x 10 cm (8'' x 8'' x 4'') y se deja que
suba la masa. Se registran los tiempos de crema, iniciación, gel y
no pegajoso para las muestras de espuma de poliuretano
individuales.
Se dejan curar las espumas en las cajas a la
temperatura ambiente durante al menos 24 horas. Después del curado,
se recortan los bloques a un tamaño uniforme y se miden las
densidades. Se desechan cualesquiera espumas que no cumplan la
especificación de densidad 32 \pm 1,6 kg/m^{3} (2,0 \pm 0,1
lb/ft^{3}), y se preparan espumas nuevas utilizando una cantidad
ajustada de agente de soplado en la formulación para obtener la
densidad especificada.
Después de comprobar que todas las espumas
satisfacen las especificaciones de densidad, se ensayan las mismas
respecto al factor k de acuerdo con ASTM C518. Se inspecciona la
espuma rígida resultante y se encuentra que es de buena
calidad.
Claims (13)
1. Una composición que comprende:
- un componente HFC constituido por 1,1,1,3,3-pentafluorobutano y 1,1,1,3,3-pentafluoro-propano; y
- desde 1 a 13 por ciento en peso de un componente no-HFC constituido por metanol.
2. La composición de la reivindicación 1, en
donde la composición está constituida por el componente HFC y el
componente no-HFC.
3. La composición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, en donde dicho componente HFC tiene un
primer punto de ebullición a una presión dada y dicho componente
no-HFC tiene un segundo punto de ebullición a dicha
presión dada, y en donde dicha composición tiene un punto de
ebullición a dicha presión dada que es menor que dichos puntos de
ebullición primero y segundo.
4. La composición de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicho componente
no-HFC está constituido por 1 a 10 por ciento en
peso de metanol.
5. La composición de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicho componente
no-HFC está constituido por 1 a 6 por ciento en peso
de metanol.
6. La composición de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicho componente
no-HFC está constituido por 2 a 5 por ciento en peso
de metanol.
7. Una composición pulverizable que comprende
un material a pulverizar y un propelente que comprende una
composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
anteriores.
8. Una composición refrigerante que comprende
una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
anteriores.
9. Un método para recargar un sistema
refrigerante que contiene un refrigerante clorado y un lubricante
que comprende los pasos de:
- (a)
- retirar el refrigerante clorado del sistema de refrigeración mientras que se retiene una porción sustancial del lubricante en dicho sistema; y
- (b)
- introducir en dicho sistema una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
10. Un agente de soplado que comprende una
composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
anteriores.
11. Un método para producir una espuma que
comprende transformar en espuma una composición que contiene una
composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
anteriores.
12. Una mezcla previa de un poliol y un agente
de soplado que comprende una composición de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones anteriores.
13. Una composición de espuma con celdillas
cerradas preparada por transformación en espuma de una composición
transformable en espuma que contiene una composición de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
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