Page 43 - 《精细化工》2022年第11期

第 11 期 张呈平，等: 数据中心用浸没式冷却液的研究进展 ·2193·

锅法的亲核取代反应，调整反应条件来获得由六氟 六氟-1,2-双(全氟丙-2-基)环戊-1-烯，按照不同组成比
丙烯二聚体、六氟丙烯三聚体、六氟丙烯四聚体、 例组成的含氟电子冷却液，其沸程为 47.2~158.6 ℃，
1,3,3,4,4,5,5-七氟-2-(全氟丙-2-基)环戊-1-烯、3,3,4,4,5,5- 介电常数＜2 [27] 。

表 13 全氟环烯烃与六氟丙烯三聚体的物化性能比较 [11]
Table 13 Comparison of physicochemical properties between perfluorocyclic olefin and hexafluoropropylene trimer [11]

HFP 三聚体Ⅰ
化合物
(质量分数≥98%）

沸点/℃ 45~48 64 83~84 126~128 108
比热容/[J/(g·K)] 1.0235 1.0229 0.9969 0.9855 0.9409
介电常数(1 kHz) 1.86 1.86 1.89 1.80 2.04
GWP 值 54 54 53 62 420

全氟烯烃具有电绝缘性能高、传递性能好的优 的推移可降解，与全氟胺相比，具有显著缩短的大
点，且因其含有不饱和键的原因，在大气环境中可 气寿命和较低的全球变暖潜力；同时其毒性很低，
快速降解，导致其 GWP 值很低。此外，通过引入 特别是其比热容比 Novec 7500 更大，表明其热传递
环结构，可以进一步降低 GWP 值，甚至＜150， 性能更好 [29] 。
符合绿色环保的标准。更为重要的是，全氟烯烃 2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-(全氟环己烯基)吡咯烷、
可通过简洁高效的路线合成得到 [27-28] 。特别是六 2,2,3,3,4,4,5,5- 八氟 -1-( 全氟环 戊烯基 ) 吡咯烷 、
氟丙烯二聚体、三聚体很容易实现批量化生产， 2,2,3,3,5,5,6,6-八氟-4-(全氟环戊烯基)吗啉 3 种替代
目前国内很多公司都在推动其在浸没式液冷系统 物 的 倾点 分别 为 –34 、 –33 和 –49 ℃。 其中 ，
的应用。 2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-(全氟环己烯基)吡咯烷的 GWP
2.4.2 全氟烯基胺 值为 416，远小于一般饱和全氟胺的 GWP 值（＞
全氟烯基胺是以全氟胺为模型，引入 C==C 双 5000），介电常数是 1.98（见表 14） [30] 。因此，全氟
键的化合物。由于在分子结构中引入了 C==C 双键， 烯基胺被认为是替代目前电子氟化液全氟烷基胺的潜
使得该类携带不饱和键的全氟胺在环境中随着时间 在工质之一。

表 14 全氟烯基胺的基本性能 [30]
Table 14 Basic properties of perfluoroalkenyl amines [30]
2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1- 2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1- 2,2,3,3,5,5,6,6-八氟-4-
化合物名称
(全氟环己烯基)吡咯烷 (全氟环戊烯基)吡咯烷 (全氟环戊烯基)吗啉

结构式

ODP 值 0 0 0
GWP 值 416 不明确 不明确
沸点/℃(98.7 kPa) 139 114 129
倾点/℃ –34 –33 –49
介电常数(1 kHz) 1.98 不明确 不明确

全氟烯基胺一般在二甘醇二甲醚溶剂中，氟化 全氟烯基醚，其性能见表 15 [31] 。由表 15 可知，
铯催化作用下，全氟环烯烃与全氟环亚胺发生亲核 1,2,3,3,3-五氟-1-(全氟丙氧基)丙-1-烯和 1,2,3,3,3-五
取代反应得到（图 6） [30] 。 氟-1-[1,1,2,2,3,3-六氟-3-(三氟甲氧基)丙氧基]丙-1-
该路线存在全氟环亚胺难以从市场购买得到， 烯的倾点均很低，可低至–140 ℃左右，运动黏度很
且难以合成的问题。因此，全氟烯基胺作为浸没式 小，表明其低温流动性很好；其介电强度很高，大
冷却液的应用受到难以批量化生产的限制。 于40 kV（2.54 mm gap），介电常数也很低，均为2.04，表
2.4.3 全氟烯基醚 明其绝缘性能优异；其中 1,2,3,3,3-五氟-1-[1,1,2,2,3,3-六
通式为 R f —OCF==CFCF 3 （R f 为全氟烷基）的 氟-3-(三氟甲氧基)丙氧基]丙-1-烯的 GWP 值低至