Composiciones y métodos para reducir el riesgo de incendio de los refrigerantes inflamables.

Una composición, que comprende:

(i) al menos un refrigerante inflamable seleccionado del grupo que consiste en hidrofluorocarburos,

éteresfluorados, éteres de hidrocarburos, hidrocarburos, amoniaco y sus mezclas, y

(ii) al menos un agente reductor del riesgo de incendio seleccionado del grupo de boratos, carbonatos,bicarbonatos, nitratos, hidróxidos, óxidos, molibdatos, bromuros, bromatos, cloratos, cloruros, yodurosy sus mezclas.

Composiciones y métodos para reducir el riesgo de incendio de los refrigerantes inflamables Campo de la invención La presente invención se refiere a unas composiciones refrigerantes que comprenden agentes reductores del riesgo de incendio. Las composiciones de la presente invención son sustitutivos adecuados para las composiciones refrigerantes no inflamables, incluidos los refrigerantes utilizados en los sistemas de aire acondicionado de automóviles.

Antecedentes de la invención Los refrigerantes hidrofluorocarbonados (HFC) han llegado a ser ampliamente utilizados en aparatos de refrigeración y aire acondicionado en todo el mundo. Los HFC llegaron a ser los refrigerantes clorofluorocarbonados elegidos con preferencia, y actualmente los hidroclorofluorocarburos se han eliminado progresivamente debido a su efecto perjudicial sobre la capa de ozono. Los refrigerantes HFC se desarrollaron como sustitutivos intermedios, pero se ha averiguado que algunos tienen un alto potencial de calentamiento global (PCG) . Por esa razón, se están adoptando nuevas regulaciones relacionadas con el PCG que requieren que la industria cambie a refrigerantes alternativos con un PCG aceptable.

En lugar de los refrigerantes de alto PCG, se han utilizado o se han propuesto para su uso varios tipos de moléculas. Muchos refrigerantes alternativos de bajo PCG tienen problemas relacionados con la toxicidad o la inflamabilidad. En muchas regiones del mundo, la industria ha evitado el uso de refrigerantes inflamables debido a factores de seguridad, en particular con respecto a productos de consumo utilizados en el hogar y los automóviles.

El objeto de la presente invención es identificar unos medios por los cuales se puedan utilizar refrigerantes inflamables como sustitutivos de los refrigerantes de mayor potencial de calentamiento global actualmente en uso. Si se utilizan los refrigerantes inflamables actualmente disponibles en lugar de los refrigerantes existentes, el coste de esta conversión se puede minimizar, lo que en última instancia supondrá un ahorro para el consumidor.

Muchas de las mezclas de refrigerantes que se venden para sustituir a los CFC o HCFC se han formulado para que no sean inflamables. Pero, a menudo, el componente no inflamable de la mezcla es el que más contribuye al PCG de la mezcla. El mayor número de átomos de flúor en la molécula reduce la inflamabilidad, pero también aumenta el PCG. Los HFC más inflamables tienen un menor número de átomos de flúor (y, por lo tanto, menor PCG) , pero el aumento correspondiente del número de átomos de hidrógeno produce un compuesto inflamable.

La técnica describe muchas composiciones que se considera que tienen una utilidad particular en la industria de la refrigeración y el aire acondicionado debido a su naturaleza no inflamable. Muchas de estas composiciones se hace que no sean inflamables por medio de la dilución del componente inflamable con un refrigerante no inflamable conocido.

La solicitud de patente de EE.UU. publicada nº 2003/0178597 describe unas composiciones de isobutano y HFC-152a que comprenden dióxido de carbono o CF3I, como aditivo. Las patentes de EE.UU. 6.423.673 y 6.300.378 describen, respectivamente, unos agentes reductores del riesgo de incendio de cetonas fluoradas y halocarburos que contienen bromo. La patente de EE.UU. 5.360.566 enseña que el dióxido de carbono puede cumplir una función dual como refrigerante y retardante de la llama.

La patente DE-19814238 describe unos fluidos operativos para frigoríficos a base de hidrocarburos fluorados, fluidos que contienen fosfatos orgánicos, mientras que la patente de EE.UU. 5.464.550 describe una composición de aceite frigorífico para un refrigerante de fluoroalcano, composición que contiene aditivos de éster de fosfato.

La presente invención aborda la inflamabilidad de la totalidad de la composición refrigerante. Con frecuencia, el lubricante, que es necesario en la mayoría de los sistemas de refrigeración por compresión de vapor o de aire acondicionado, es combustible. La presente invención aborda este problema proporcionando composiciones que han reducido su inflamabilidad global, en comparación con las composiciones disponibles en la actualidad, al considerar tanto el refrigerante como las composiciones de refrigerante/lubricante.

Breve compendio de la invención La presente invención se refiere a una composición que comprende: al menos un refrigerante inflamable y al menos un agente reductor del riesgo de incendio. La composición también puede comprender un lubricante adecuado para su uso con un aparato de refrigeración o aire acondicionado.

También se describe aquí un método para reducir el riesgo de incendio en, o en la proximidad de, un aparato de refrigeración o aire acondicionado, comprendiendo dicho método: introducir la combinación de la invención en el aparato de refrigeración o aire acondicionado.

También se describe aquí un método de utilización de un refrigerante inflamable en un aparato de refrigeración o aire acondicionado, comprendiendo dicho método: combinar dicho refrigerante inflamable adecuado para su uso en el aparato de refrigeración o aire acondicionado con un agente reductor del riesgo de incendio.

Descripción detallada de la invención La presente invención se refiere a unas composiciones y a unos métodos que son útiles para reducir el riesgo de incendio en las composiciones refrigerantes, en los sistemas de refrigeración y/o de aire acondicionado, o en la proximidad de tales sistemas. Los refrigerantes inflamables de la presente invención comprenden unos compuestos que, cuando se mezclan con el aire, se puede demostrar que propagan la llama bajo unas condiciones específicas de temperatura, presión y composición. Los refrigerantes inflamables se pueden identificar mediante ensayo bajo las condiciones especificadas por la norma 34-2001 de la ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc.) y bajo la norma ASTM (American Society of Testing and Materials) E681-85, excepto que la fuente de ignición es una cabeza de encendido de cocina activada eléctricamente. Tales ensayos de inflamabilidad se llevaron a cabo con el refrigerante a 101 kPa (14, 7 psia) y 21ºC (70ºF) , a varias concentraciones en aire, con el fin de determinar el límite inferior de inflamabilidad (LII) y el límite superior de inflamabilidad (LSI) del compuesto de ensayo en aire.

En términos prácticos, un refrigerante se puede clasificar como inflamable si puede dar lugar a un incendio al fugarse de un aparato de refrigeración o aire acondicionado y ponerse en contacto con una fuente de ignición. Durante una fuga tal, las composiciones de la presente invención tienen una probabilidad menor de provocar un incendio.

Los refrigerantes inflamables de la presente invención son los hidrofluorocarburos (HFC) , los éteres fluorados, los éteres de hidrocarburos, los hidrocarburos, el amoniaco y sus mezclas. Los refrigerantes HFC representativos incluyen, pero no se limitan a ellos: el difluorometano (HFC-32) , fluorometano (HFC-41) , 1, 1, 1-trifluoroetano (HFC143a) , 1, 1, 2-trifluoroetano (HFC-143) , 1, 1-difluoroetano (HFC-152a) , fluoroetano (HFC-161) , 1, 1, 1-trifluoropropano (HFC-263fb) y sus mezclas. Los refrigerantes HFC son productos comerciales disponibles en varias fuentes, tales como E.I. du Pont de Nemours & Co. (DuPont) Wilmington, DE, 19898, EE.UU., o están disponibles en compañías de síntesis química personalizada tales como PCR Inc., PO Box 1466, Gainesville, Florida, 32602, EE.UU., y adicionalmente en procesos sintéticos descritos en la técnica, tales como en The Journal of Fluorine Chemistr y , o en Chemistr y of Organic Fluorine Compounds, editados por Milos Hudlicky y publicados por The MacMillan Company, Nueva York, NY, 1962.

Los refrigerantes inflamables de la presente invención comprenden, además, éteres fluorados, compuestos similares a los hidrofluorocarburos que también contienen al menos el átomo de oxígeno del grupo éter. Un refrigerante de éter fluorado representativo incluye, pero no se limita a él, el C4F9OC2H5 (3M™, St. Paul, Minnesota) .

Los refrigerantes inflamables de la presente invención comprenden, además, refrigerantes hidrocarbonados. Los refrigerantes hidrocarbonados representativos incluyen, pero no se limitan a ellos, el propano, propileno, ciclopropano, n-butano, isobutano y n-pentano. Los refrigerantes hidrocarbonados están fácilmente disponibles en múltiples fuentes comerciales.

Los refrigerantes inflamables de la presente invención comprenden, además, éteres de hidrocarburos, tales como el dimetiléter (DME) , comercializado por DuPont, Wilmington, Delaware Los refrigerantes inflamables de... [Seguir leyendo]

1. Una composición, que comprende:

(i) al menos un refrigerante inflamable seleccionado del grupo que consiste en hidrofluorocarburos, éteres fluorados, éteres de hidrocarburos, hidrocarburos, amoniaco y sus mezclas, y

(ii) al menos un agente reductor del riesgo de incendio seleccionado del grupo de boratos, carbonatos, bicarbonatos, nitratos, hidróxidos, óxidos, molibdatos, bromuros, bromatos, cloratos, cloruros, yoduros y sus mezclas.

2. La composición de la reivindicación 1, en donde dicho refrigerante inflamable es una mezcla, comprendiendo dicha mezcla al menos un refrigerante no inflamable.

3. La composición de la reivindicación 1, que comprende además al menos un lubricante adecuado para su uso con un aparato de refrigeración o aire acondicionado.

4. La composición de la reivindicación 1, que comprende además al menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste en aditivos anticorrosión, antidesgaste, estabilizantes y lubricantes.

5. La composición de la reivindicación 1, en donde dicho agente reductor del riesgo de incendio es una sal de óxido.

6. La composición de la reivindicación 1, en donde dicho agente reductor del riesgo de incendio es el pentóxido de antimonio.

7. La composición de la reivindicación 1, en donde dicho agente reductor del riesgo de incendio es una sal de carbonato.

8. La composición de la reivindicación 1, en donde dicho agente reductor del riesgo de incendio es el carbonato de hierro (II) .

9. La composición de la reivindicación 3, en donde dicho lubricante se selecciona del grupo que consiste en aceites minerales, parafinas, naftenos, parafinas sintéticas, alquilbencenos, poli-alfa-olefinas, poli (alquilenglicoles) , éteres de polivinilo, ésteres de poliol y sus mezclas.

10. La composición de la reivindicación 1, siendo dicha composición adecuada como sustitutivo del refrigerante en un aparato de refrigeración o aire acondicionado, estacionario o móvil.

11. La composición de la reivindicación 10, en donde el refrigerante inflamable R-32 sustituye al R-410A.

12. La composición de la reivindicación 10, en donde el refrigerante inflamable R-152a sustituye al R-134a.

13. La composición de la reivindicación 10, en donde el refrigerante R-152a sustituye al R-134a en aire acondicionado móvil.

14. Un método para reducir el riesgo de incendio en un aparato de refrigeración o en un aparato de aire acondicionado, comprendiendo dicho método introducir la composición de la reivindicación 1 en dicho aparato de refrigeración o en dicho aparato de aire acondicionado.

15. Un método para utilizar un refrigerante inflamable en un aparato de refrigeración o aire acondicionado, comprendiendo dicho método combinar un refrigerante inflamable con un agente reductor del riesgo de incendio seleccionado del grupo que consiste en boratos, carbonatos, bicarbonatos, nitratos, hidróxidos, óxidos, molibdatos, bromuros, bromatos, cloratos, cloruros, yoduros, y sus mezclas.

16. El método de la reivindicación 15, en donde dicho refrigerante inflamable comprende R-152a.

17. El método de la reivindicación 15, en donde dicho refrigerante inflamable comprende R-32.

18. El método de la reivindicación 15, en donde dicho agente reductor del riesgo de incendio es una sal de óxido.

19. El método de la reivindicación 15, en donde dicho agente reductor del riesgo de incendio es el pentóxido de antimonio.

20. El método de la reivindicación 15, en donde dicho agente reductor del riesgo de incendio es una sal de carbonato.

21. El método de la reivindicación 15, en donde dicho agente reductor del riesgo de incendio es el carbonato de hierro (II) .