含有多元醇酯和烷基苯的混合物的润滑组合物的制作方法

专利名称：含有多元醇酯和烷基苯的混合物的润滑组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压缩制冷用的润滑组合物，其含有多元醇酯和特定烷基苯的混合物。在优选的实施方案中，所述烷基苯是一组窄范围的具有特定粘度范围的支化或线型烷基取代的苯，其混合了与氢氟烃制冷剂具有良好混溶性的多元醇酯。可以在有或者没有添加剂(包括具有润滑粘度的其它油类)的情况下使用含有多元醇酯和烷基苯的混合物来形成润滑组合物。所述组合物可以用于正位移压缩机，例如往复旋转叶片式、涡管式或者旋转螺杆式空气压缩机。
背景技术：
过去一直使用润滑油来润滑正位移压缩机的轴承、密封转子以及冷却压缩气体。工业中常用的润滑油包含作为基油的矿物油或合成油以及用于特定用途的多种添加剂。热稳定性和氧化稳定性以及光泽和沉积控制是润滑剂中希望的用以最大限度地延长润滑剂的寿命并且由此最大限度地延长设备寿命的一些重要性质，特别是在运行正位移压缩机(例如往复旋转叶片式、涡管式或旋转螺杆式压缩机)时产生的高温和高压条件下。
工业中还希望提供这样的润滑组合物不会因为暴露于湿气或高温条件下或者长期使用而损害其性能。烃油具有非常好的抵抗与水分反应的性能。多元醇酯具有良好的耐高温性能，但是与水反应的稳定性较差。
专利US 4,046,533教导了支链烷基苯可被用作制冷剂的润滑剂，所述制冷剂包含具有1-3个碳原子的卤素取代烃类和至少40重量％的氟。在该文献的第二栏30行至笫3栏50行中，详细描述了如何识别烷基基团中支化量高的烷基苯以及如何识别卤素取代烃类。所述卤素取代烃类的实例均含有氯原子。
专利US 4,302,343介绍了具有3-8个羟基和5-10个碳原子的受阻多元醇与具有4-18个碳原子的一种或多种链烷酸的酯。该专利的润滑剂是这些酯与聚醚型多元醇的混合物。该润滑剂被用于旋转螺杆式压缩机。
专利US 4,755,316介绍了与新型制冷剂R-134(四氟乙烷)一起使用的聚亚烷基二醇润滑剂，开发这种新型制冷剂是为了使由卤素-碳氟化合物导致的臭氧损耗问题最小化。该专利讨论了矿物油这种用于R-12的常规润滑剂不能与R134a混溶，并因此对满足所有压缩制冷要求以及与R134a混溶性的润滑油进行了研究。
Lubrizol Corporation的EP0 422 185B公开了多元醇酯与氢氟烃润滑剂例如R134a的用途。该申请中优选的多元醇酯是那些在压缩制冷系统中工作流体的整个操作范围内可与氢氟烃润滑剂混溶的多元醇酯。该申请概述了如何选择不同的多元醇酯以获得与R134a的混溶性和其它性能。
专利US 5,342,533介绍了压缩机的冷冻机油组合物，其包含US4,302,343和EP0 4 222 185B所述的多元醇的羧酸酯和氢氟烃。US 5,342,533还在所述润滑剂中包含了磷酸酯或亚磷酸酯，并任选地包含少量的矿物油和/或烷基苯。
专利US 6,207,071和6,252,300涉及压缩制冷系统中与R134a和/或R125一起使用的分子量为200-350的烷基苯。该申请表明如果60％烷基苯的分子量没有落入该范围，那么在长期使用后主要由烷基苯组成的润滑组合物会导致压缩机部件的胶住。该润滑剂中任选地包含含磷化合物。
发明概述本发明涉及一种包含多元醇酯和烷基苯的混合物的润滑流体，其中烷基苯具有高支化的烷基和低粘度。所述润滑流体不同于大多数烷基苯油或烷基苯与其它油的混合物，因为其可在空调装置、冷藏装置、冷冻装置等用的压缩制冷系统的操作温度范围内与氢氟烃润滑剂混溶。在实施方案A中，该润滑剂可与基本上没有含氯或含溴制冷剂的制冷剂混溶。在实施方案B中，该制冷剂可含有含氯的碳氟制冷剂。多元醇酯可为该混合物提供良好的温度稳定性、润滑性和与氢氟烃的混溶性。烷基苯可提供良好的温度稳定性、润滑性，并且可降低该混合物的吸水作用和水敏性。可以向所述润滑混合物中加入添加剂例如抗氧化剂、缓蚀剂、金属钝化剂和其它润滑油。在实施方案A中，烷基苯是每个苯环上主要具有9-15碳原子的单一的高支化烷基的ISO5烷基苯。在更优选的实施方案中，烷基苯与具有2-6个OH基团的受阻多元醇的多元醇酯混合。该混合物还可以在其中结合或者不结合添加剂的情况下使用。
根据本发明，所述润滑组合物显示出高能效操作所必需的低粘度、降低的吸水作用和水敏性以及润滑剂的出色的长期稳定性。
优选实施方案的详细说明本公开将首先描述本发明的实施方案A，其中制冷剂基本上没有含氯或含溴制冷剂。实施方案A受益于低粘度的烷基苯和大量的的多元醇酯，以能够获得润滑混合物和氢氟烃制冷剂之间混溶性。之后描述的实施方案B中制冷剂是氢氟烃制冷剂和氟氯碳制冷剂的混合物。在实施方案B中，所需多元醇酯的百分比较低，并希望烷基苯的粘度稍高。
实施方案A和润滑混合物的一般讨论本发明的润滑混合物的组分选自类型较广的多元醇酯和烷基苯。多元醇酯类物质包括由具有2个或更多个OH基团的醇与一元和/或多元羧酸缩合以在反应产物中形成酯键而得到的酯。这些类型物质的粘度和热稳定性的变化范围宽。烷基苯类物质的变化范围同样广泛，其包括粘度很低到粘度相对高的单和多烷基官能化的苯。烷基苯包括分子量较低的物质例如甲苯，这些物质通常不被视为润滑油，并且会在压缩制冷系统中的某些条件下呈气体而不是液体。
本发明实施方案A的重要标准是在压缩制冷系统的整个操作温度下多元醇酯和烷基苯的润滑混合物可与所选择的氢氟烃制冷剂或制冷剂混合物混溶。对于实施例A和B来说润滑剂与制冷剂在整个操作温度范围内的混溶性确保了从压缩机出来进入制冷系统的润滑油可经过蒸发孔和传热装置送回压缩机，在那里它起到润滑剂的作用，并且确保在该系统中不混溶的润滑剂部分不会作为限制制冷剂穿过该系统的阻塞物出现。这种混溶性同样确保了传热装置上存在的润滑油膜最少，而这种润滑油膜会通过充当绝热膜而干扰传热效率。尽管润滑混合物和制冷剂所需的混溶程度可以依照实施方案A中的应用而改变，但是理想的范围是在约-20℃～80℃、更优选约-10℃～70℃下制冷剂(其可以是其它氢氟烃或氢氟烃混合物)中润滑剂的浓度为5、10和/或20重量％。
润滑混合物的特别有利之处在于可以配制低粘度的润滑剂从而易于通过最大限度地减小能量损失而提高制冷系统的效率。尽管可以使多元醇酯与烷基苯的混合物配制达到许多种粘度，但是实施方案A的纯净润滑混合物(即没有添加剂、制冷剂和其它稀释剂的润滑剂)的优选粘度为约ISO5～70，较理想地5～68，更加理想地5～32，并且优选地5～15。ISO粘度本质上是40℃下以厘沲(cSt)为单位的物质的粘度数值。
尽管烷基苯与氢氟烃不混溶，但是当烷基苯与本公开的特定多元醇酯混合时其变得可与氢氟烃混溶。多元醇酯的高温稳定性好且使用寿命长，但是对水分敏感并且会水解形成原料醇和羧酸。单独的烷基苯在与氢氟烃的混溶性方面存在问题，但是其可以降低混合物的水敏性。
在实施方案A的混合物中烷基苯的用量理想地为烷基苯与多元醇酯的混合物的约5～45重量％，较理想地约10～40重量％，更加理想地约15～35重量％，并且优选地约25～35重量％。多元醇酯的用量互补地例如为烷基苯与多元醇酯的混合物的约55～95重量％，理想地约60～90重量％，更理想地约65～85重量％，并且优选约65～75重量％。理想的是混合物的油类的至少80、85或90重量％为下文所述的多元醇酯和烷基苯。可将其它油、组分和添加剂加入润滑混合物中以提供特定应用所需的附加性能。烷基苯和多元醇酯润滑剂的添加剂是本领域公知的。
用于实施方案A的烷基苯的分子量理想地为约100～500，更理想地约200～350，并且优选约200～300。用于实施方案A的烷基苯的粘度理想地为40℃下约1～15厘沲，并且更理想地约3～10厘沲，并且优选约3～7厘沲。在实施方案A中理想的是烷基苯中至少50mol％、更理想地至少75mol％、并且优选至少85mol％被单烷基取代。在实施方案A中，理想的是所述烷基苯的烷基中至少50mol％、更理想地至少75mol％、并且优选至少85mol％具有两个或更多个从烷基主链伸出的甲基和/或乙基支链。在两个实施方案中，由于烷基苯是烷基化反应的反应产物，因此理想的是烷基苯中至少50或60％、更理想地至少75％、并且优选至少85％具有总共约5～40、更理想地约7～30、并且优选约8～16个碳原子与苯环连接。
用于实施方案A或B的多元醇酯可选自EP0 422 185B教导的那些。多元醇酯的数均分子量理想地为约300～1000g/mol，并且更理想地约300～600。实施方案A的多元醇酯的纯粘度(在没有添加剂或制冷剂的情况下)理想地为40℃下约5～70厘沲，理想地约5～68厘沲，更理想地约5～32厘沲，并且优选地约5～22厘沲。
一般地，所述酯的多元醇组分和羧酸组分中的烷基支化可以促进与R134a型氢氟烃制冷剂更好的混溶性，但是也会增加粘度。较低分子量的多元醇和羧酸易于促进较低的粘度。具有4个或更少碳原子的羧酸就引入多元醇酯中来说趋于不利。为了维持低温下与氢氟烃的混溶性，只能允许少量(例如以多元醇酯中羧酸总量计小于10mol％)的碳原子数多于10的羧酸。
通过多元醇与羧酸的反应来制备多元醇酯。理想的是每个多元醇分子中具有2～10个羟基和3～30个碳原子，任选地多元醇中具有一个或多个醚键(例如二季戊四醇)。更理想的是多元醇平均具有4～10个碳原子。尽管多元醇酯中可以存在除C、H和O外的其它杂原子，但是它们通常是不利的。出于稳定性和混溶性的原因，优选的多元醇是受阻多元醇和由受阻多元醇制得的缩合产物(聚醚)。受阻多元醇的优选的碳原子数为5～7。理想的是，多元醇酯的至少50mol％、并且更理想地至少80mol％源自于具有5～7个碳原子和2～4个OH基团的受阻多元醇的反应。受阻多元醇酯是润滑领域公知的。它们包括但不限于新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇和季戊四醇的较高级的聚醚齐聚物。它们的特征在于没有直接与β碳连接的氢原子(α碳与多元醇或多元醇酯的氧连接(这取决于你关注的是否是多元醇或多元醇酯))。不是让氢原子与β碳连接，而是让其它烷基或羟甲基与β碳连接。在制备多元醇酯时使用这些受阻多元醇导致改进了多元醇酯的稳定性。属于多元醇的较广泛的定义范围的其它多元醇包括乙二醇、二甘醇、丙三醇、聚丙三醇等。
制备多元醇酯所用的羧酸理想地主要是具有5～10个碳原子的羧酸，从而使至少50mol％、并且更理想地至少80mol％多元醇酯具有5～10个碳原子的一元羧酸的残基(进入多元醇酯的羧酸反应物部分)。理想的是二官能度或更高官能度的多元羧酸的量小于多元醇酯中羧酸残基总量的10mol％。少量(例如，小于用于制备多元醇酯所用的羧酸的10mol％)羧酸可以具有多于10个碳原子，并且这些酸残基可以以超过其相对量为润滑剂提供的特殊性质。
本发明的润滑混合物还可与添加剂或同时与油类和添加剂混合。
制冷剂本公开的实施方案A所用的制冷剂理想地主要是(例如至少80、90或95重量％)氢氟烃或可为特定应用提供所需性质的不同氢氟烃的混合物。氢氟烃被定义为每分子具有1～5个碳原子、至少一个氢原子和至少一个氟原子的化合物。对于实施方案A而言，理想的是制冷剂中没有含氯的碳氟化合物。氢氟烃中通常不包含氯、溴或其它原子，除非其作为来自制备工艺或处理过程的杂质。氢氟烃包括但不限于R-134a、R-125、R-32、R-143a及其混合物。对本公开有利的氢氟烃是那些具有适于压缩制冷的蒸汽压以及处理特性的氢氟烃。对于本公开而言，压缩制冷可以包括尤其是冷藏、空调、冷却、热泵等。
添加剂如前所述，本发明的润滑混合物或润滑组合物也可以包含有效量的添加剂例如抗氧化剂、防锈剂和缓蚀剂、金属钝化剂、润滑性添加剂、抗磨添加剂或者根据需要的添加剂。市售可得的抗磨添加剂的实例是例如可从Akzo-Noble以Syn-O-Add，8484得到的磷酸三甲苯酯(TCP)、或可从Ciba Geigy得到的硫代磷酸三苯基酯(TPPT)。一般地，成品润滑组合物会含有较少量的添加剂组分，所述用量足以改进具有润滑粘度的油或者基本原料混合物的性能特征和性质，或者改进基油和基本原料混合物两者的性能特征和性质。一般地，用于其已知用途的添加剂可占润滑组合物总重量的约10～0.01重量％，并且优选占润滑组合物总重量的约5～0.001重量％。
有用的抗氧化剂的实例包括苯基萘基胺(α和/或β)、包括烷基化的二苯胺在内的二苯胺。市售可得的这些抗氧化剂的实例是可从Ciba Geigy得到的Irganox L-57和可从Vanderbilt Chemical得到的Valube 81。合适的抗氧化剂的实例还有酚类抗氧化剂、芳族胺类抗氧化剂、硫化的酚类抗氧化剂和有机亚磷酸酯等。酚类抗氧化剂的实例包括2，6-二-叔丁基苯酚、叔丁基化苯酚的液体混合物、2，6-二-叔丁基-4-甲基苯酚、4，4’-亚甲基双(2，6-二叔丁基苯酚)、2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、混合的亚甲基-桥接的多烷基酚和4，4’-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)。N，N’-二仲丁基-对亚苯基二胺、4-异丙基氨基二苯胺、苯基-α-萘胺、苯基-β-萘胺和环烷基化的二苯胺是芳族胺抗氧化剂的实例。可用于本发明的市售抗氧化剂还包括可从Ethyl Corporation得到的Ethanox702、可从Ciba Geigy得到的IrganoxL-135和IrganoxL-118、IrganoxL-06以及可从RheinChemie得到的RC-7130。
合适的防锈剂和缓蚀剂的实例是中性的金属磺酸盐例如磺酸钙、磺酸镁、磺酸钠、二壬基萘磺酸钡和石油磺酸钙。可使用的其它类型的防锈剂和缓蚀剂包括一元羧酸和多元羧酸。合适的一元羧酸的实例是油酸和十二烷酸。合适的多元羧酸包括二聚酸和三聚酸，例如由松浆油脂肪酸、油酸和亚油酸制得的二聚酸和三聚酸。还可使用基于羧酸的不含金属的物质例如羧酸羟烷基酯。另一类用于实施本发明的防锈剂包括链烯基琥珀酸和链烯基琥珀酸酐缓蚀剂，例如四丙烯基琥珀酸、四丙烯基琥珀酸酐、十四烯基琥珀酸、十四烯基琥珀酸酐、十六烯基琥珀酸和十六烯基琥珀酸酐等。还可使用链烯基中具有约8～24个碳原子的链烯基琥珀酸和醇(例如聚乙二醇)的半酯。其它合适的防锈剂或缓蚀剂包括醚胺；酸式磷酸盐；胺类；聚乙氧基化的化合物例如乙氧基化的胺类、乙氧基化的酚类和乙氧基化的醇类；咪唑啉；以及氨基琥珀酸及其衍生物。可以使用这些防锈剂或缓蚀剂的混合物。这里引用专利US 5,773,393的全文，目的在于有关防锈剂和缓蚀剂的公开部分。市售可得的缓蚀剂的实例是可从Lubrizol Corporation得到的L-859。
合适的金属钝化剂的实例是含氮、氧和硫的有机化合物。对于铜而言，有用的化合物是例如取代的苯并三唑、烷基或酰基取代的5，5’-亚甲基-二苯并三唑、烷基或酰基取代的2，5-二巯基噻唑、水杨基氨基胍盐和醌茜。棓酸丙酯是用于镁的金属钝化剂的实例，癸二酸是用于铅的钝化剂的实例。市售可得的三唑金属钝化剂的实例是可从Ciba Geigy得到的Irgamet 39。
对于抗氧化剂而言，上述添加剂的有效量通常为润滑组合物总重量的约0.005～5重量％；对于缓蚀剂而言，上述添加剂的有效量通常为润滑组合物的总重量的约0.005～0.5重量％；对于金属钝化剂而言，上述添加剂的有效量通常为润滑组合物的总重量的约0.001～0.5重量％。应理解的是依据润滑组合物的使用环境，可以使用更多或者更少量的添加剂。
本发明还涉及一种润滑设备(例如正位移压缩机例如往复旋转叶片式、涡管式或旋转螺杆式空气压缩机)的方法，由此最大限度地延长润滑剂和设备的寿命，因为所述润滑剂具有出色的氧化稳定性和热稳定性。
空调系统和制冷系统对制冷润滑剂具有多种操作温度要求。一般地，空调设施需要能够在约0℃～70或80℃下与制冷剂混溶的润滑剂，而制冷系统需要低于0℃(例如-10℃或-20℃，以使冷冻室内保持冷冻温度)的下的混溶性。在HFC(氢氟烃，通常不含氯和溴)体系中，这些混溶性要求可以通过使用基于PAG(聚亚烷基乙二醇)和基于POE(多元醇酯)的润滑剂来达到。然而，由表1的数据所示，采用AB(烷基苯)不能达到混溶性要求。可以认为粘度低于ISO7的AB与HFCs的混溶性是有限的。然而，它们(具有ISO7粘度的AB润滑剂)由于润滑膜的强度不够而不能用于冷冻或空调压缩机。
表1.AB与R-134a的混溶性
*R-134a/润滑剂溶液中有5％润滑剂。
X在-60℃～60℃的任何温度下不混溶。
AB-7来自Shrieve Chemical的ISO 7 AB。
AB-10来自Shrieve Chemical的ISO 10 AB。
AB-22来自Shrieve Chemical的ISO 22 AB。
AB-32来自Shrieve Chemical的ISO 32 AB。
表2显示了POE/AB混合物的混溶性。这些混合物中POE/AB比率的设计应使得混合物的粘度处于ISO 10～ISO 32的变化范围内。选择的POE是与HCFs混溶性高的那些，因为这对于改进混合物的混溶性至关重要。
B1-B4实施例是制备的满足ISO 10要求的混合物。在制冷剂/润滑剂溶液中的润滑剂粘度为5％和10％下，B3和B4实施例表现出明显优于B1和B2实施例的混溶性，并且满足制冷润滑剂的要求。较好的混溶性归因于所述混合物选择的低粘度AB和高混溶性POE。预计润滑剂与HFCs的混溶性会在较高粘度时下降。这使得难以配制出与HFCs具有足够混溶性的粘度较高的POE/AB混合物。表2中B5-B8实施例的粘度变化范围是22～32，数据表明B8是唯一可适用于空调或制冷系统的具有足够粘度的混合物。与ISO 10的情形类似，B8的良好的混溶性归因于AB的低粘度和POE 4与HFC制冷剂的高混溶性。
表2.POE/AB混合物与R-134a的混溶性(℃温度下的较低混溶性)
POE1nC5、nC7、iC9、PE(季戊四醇)POE22EH、NPG(新戊二醇)POE3nC5、PEPOE4nC5、iC8、iC9、PE实施方案B与实施方案A相似，实施方案B的的重要标准是在压缩制冷系统的整个操作温度下，多元醇酯和烷基苯的润滑混合物可与实施方案B的制冷剂充分混溶，其中所述制冷剂是既可作为液体制冷剂又可作为气体制冷剂的氢氯氟烃和氢氟烃制冷剂的混合物。在实施方案B中，对于制冷剂混合物(其可以是R-22和R-152a的混合物或氢氯氟烃和氢氟烃的其它混合物)中润滑剂浓度为5、10和/或20重量％而言，操作温度为约-30℃～80℃，更优选约-30℃～60℃。
实施方案B中润滑混合物的特别有利之处在于可以配制出低至中等粘度的润滑剂，从而通过最大限度地减小能量损失来提高制冷系统的效率。在实施方案B中尽管可以使多元醇酯与烷基苯的混合物配制达到许多种粘度，但是纯净润滑混合物(即没有添加剂、制冷剂和其它稀释剂的润滑剂)的优选粘度为约ISO 5～70，较理想地ISO 5～68，更加理想地ISO 5～46，并且优选地ISO 5～35。该粘度范围的上限稍高于实施方案A的。
尽管烷基苯通常不与氢氟烃混溶，但是当烷基苯与本公开的特殊的多元醇酯混合时其变得可与氢氯氟烃/氢氟烃混合物混溶。
在实施方案B中，烷基苯在混合物中的用量理想地为烷基苯与多元醇酯的混合物的约1～99重量％，较理想地约50～99％，更加理想地约60～99％。在实施方案B中多元醇酯的用量互补地为烷基苯与多元醇酯的混合物的约99～1重量％，较理想地约50～1重量％，更加理想地约40～1重量％。
实施方案B中烷基苯的数均分子量理想地为约100～500，较理想地约200～350，优选地约200～300。理想的是烷基苯在40℃下的粘度为约1～100cSt，较理想地约3～68cSt，优选地约5～68cSt。该粘度范围的上限通常稍高于实施方案A的。理想地烷基苯的至少50mol％、较理想地至少75mol％、优选地至少85mol％是单烷基或二烷基取代的。所述烷基可以是线型的或支化的。理想的是实施方案B中多元醇酯在40℃下的纯粘度(即没有添加剂或制冷剂)为约5～120cSt，理想地约5～68cSt。
用于实施方案B的制冷剂理想的是实施方案B所用的制冷剂主要(例如至少80、90或95重量％)是氢氯氟烃和氢氟烃的混合物，或者是可为特定应用提供所需性质的氢氯氟烃和氢氟烃的混合物。氢氯氟烃被定义为每分子具有1～4个碳原子、至少一个氢原子、至少一个氟原子和至少一个氯原子的化合物。氢氯氟烃包括但不限于R-22、R-123、R-124、R-133a；R-31、R-141b、R-142b及其混合物。理想的是制冷剂的氢氟烃部分不存在含氯的碳氟化合物。氢氟烃中通常不包含氯、溴或其它原子，除非其作为来自制备工艺或处理过程的杂质。氢氟烃包括但不限于R-134a、R-125、R-32、R-143a、R-152a及其混合物。理想的是氢氯氟烃和氢氟烃的重量比为5∶95～95∶5，较理想地10∶90～90∶10，更加理想地15∶85～85∶15。进一步优选的范围是约10∶90～35∶65，并且更优选地15∶85～30∶70。本公开中有利的氢氯氟烃和氢氟烃的混合物是那些具有适于压缩制冷的蒸汽压以及处理特性的氢氟烃。希望使用氢氯氟烃和氢氟烃制冷剂的混合物的理由有许多，其包括在允许使用氢氯氟烃的国家里混合物的氢氯氟烃部分具有价格优势。
实施方案B的空调系统和制冷系统对制冷润滑剂的操作温度有多种要求。一般地，空调设施要求润滑剂可在约-10℃～70℃或80℃下与制冷剂混溶，而制冷系统要求在低于0℃(例如低至-10℃或-40℃，以使冷冻室内保持冷冻温度)下的混溶性。在HCFC(氢氯氟烃)体系中，可以通过使用AB(烷基苯)和矿物油来达到这些混溶性要求，因此制冷剂中通常不需要较为昂贵的基于PAG(聚亚烷基乙二醇)和基于POE(多元醇酯)润滑剂。然而，当使用氢氯氟烃和氢氟烃的混合物作为制冷剂时，由表3的数据所示，通过采用矿物油或AB(烷基苯)无法达到混溶性要求。
表3.AB和矿物油与R-22a/R-152a(25/75)混合物的混溶性
*R-22a/R-152a润滑剂溶液中有10％或20％的润滑剂。
X在-40℃～15℃的任何温度下都不混溶AB-1来自Shrieve Chemical的ISO 32烷基苯AB-2来自Shrieve Chemical的ISO 46烷基苯MO-1来自Galumet的ISO 32 Group I矿物油MO-2来自Galumet的ISO 46 Group I矿物油表4显示了POE/AB混合物的混溶性。这些数据表明通过将低浓度的POE混入AB中可以实现氢氯氟烃和氢氟烃混合制冷剂与润滑剂之间的充分混溶性。预计通过增加AB中的POE浓度可进一步改进这种混溶性。
表4.POE/AB混合物与R-22a/R-152a(25/75)混合物的混溶性
*R-22a/R-152a润滑剂溶液中有10％的润滑剂。
AB-1来自Shrieve Chemical的ISO 32 ABPOE52-乙基己酸(EH)和NPG(新戊二醇)的酯与2EH和PE(季戊四醇)的酯的混合物尽管通过参照某些优选实施方案说明并描述了本发明，但是显然本领域技术人员通过阅读和理解本说明书而意识到等同的变化方案和改进方案。本发明包括所有这些等同的变化方案和改进方案，并且仅由权利要求书来限定本发明的范围。
权利要求
1.一种压缩制冷系统用的工作流体，其含有a)氢氟烃制冷剂，b)包含约5～45重量％的分子量约100～500的烷基苯和约55～95重量％的分子量约300～1000的多元醇酯的润滑剂。
2.根据权利要求1的工作流体，其中所述烷基苯的数均分子量为约200～350并且其中至少60mol％被单烷基化。
3.根据权利要求2的工作流体，其中所述烷基苯的烷基中至少60mol％是支化的C8-C16烷基。
4.根据权利要求3的工作流体，其中所述多元醇酯中至少80重量％源自受阻多元醇与具有5-10个碳原子的羧酸的酯化。
5.根据权利要求4的工作流体，其中所述多元醇酯在酸残基中具有足够的甲基或乙基支化，或者在多元醇酯的酸残基中具有足够的C5或C6酸以使R134a溶液中10％润滑剂不会在0℃下显示出相分离。
6.根据权利要求4的工作流体，其中所述烷基苯占所述润滑剂的约10～40重量％，并且所述多元醇酯占所述润滑剂的约60～90重量％。
7.根据权利要求1-5的工作流体，其中所述烷基苯占所述润滑剂的约15～35重量％，并且所述多元醇酯占所述润滑剂的约65～85重量％。
8.根据权利要求4的工作流体，其中所述烷基苯占所述润滑剂的约25～35重量％，并且所述多元醇酯占所述润滑剂的约65～75重量％。
9.根据权利要求8的工作流体，其中至少50mol％所述多元醇酯包含源自具有2、3或4个羟基和5～7个碳原子的受阻多元醇的多元醇残基，并且至少50mol％多元醇酯包含每多元醇酯至少一个源自C5一元羧酸的残基。
10.根据权利要求8或9的工作流体，其中所述烷基苯的ISO粘度为约3～7。
11.根据权利要求1的工作流体，其中所述润滑剂的纯粘度为ISO5～ISO 68。
12.根据权利要求8的工作流体，其中所述润滑剂的纯粘度为ISO5～ISO 35。
13.根据权利要求9的工作流体，其中所述润滑剂的纯粘度为ISO5～ISO 15。
14.一种压缩制冷系统用的工作流体，其含有a)氢氯氟烃和氢氟烃制冷剂的混合物，b)包含约1～99重量％的数均分子量约100～500的烷基苯和约99～1重量％的数均分子量约300～1000的多元醇酯的润滑剂。
15.根据权利要求14的工作流体，其中所述烷基苯的数均分子量为约200～350并且其中至少80mol％被单烷基化或被二烷基化。
16.根据权利要求15的工作流体，其中所述烷基苯的烷基基团是支化或线型的C8-C16烷基。
17.根据权利要求16的工作流体，其中至少80重量％所述多元醇酯源自受阻多元醇与具有5-10个碳原子的羧酸的酯化。
18.根据权利要求17的工作流体，其中所述烷基苯占所述润滑剂的约50～99重量％，并且所述多元醇酯占所述润滑剂的约50～1重量％。
19.根据权利要求14的工作流体，其中所述烷基苯占所述润滑剂的约60～99重量％，并且所述多元醇酯占所述润滑剂的约40～1重量％。
20.根据权利要求17的工作流体，其中所述烷基苯占所述润滑剂的约90～99重量％，并且所述多元醇酯占所述润滑剂的约10～1重量％。
21.根据权利要求20的工作流体，其中所述烷基苯的ISO粘度为约5～100。
22.根据权利要求14的工作流体，其中所述润滑剂的纯粘度为ISO5～ISO 68。
23.根据权利要求20的工作流体，其中所述润滑剂的纯粘度为ISO5～ISO 46。
24.根据权利要求21的工作流体，其中所述润滑剂的纯粘度ISO 5～ISO46。
全文摘要
本发明涉及一种用于氢氟烃和任选地氢氯氟烃制冷剂的混合物的润滑基本原料，其包含(A)至少一种烷基苯和(B)至少一种多元醇酯的混合物。尽管在制冷或空调系统所需要的操作温度和压力下烷基苯不能与制冷剂混合物混溶，但是发现加入低浓度的多元醇酯可显著提高烷基苯和多元醇酯混合物的混溶性。本发明的重要标准是在压缩制冷系统的整个操作温度下多元醇酯和烷基苯的润滑混合物既可与作为液态制冷剂又可与作为气态制冷剂的氢氟烃制冷剂混合物充分混溶。
文档编号C10M111/02GK1708575SQ02825554
公开日2005年12月14日 申请日期2002年11月13日 优先权日2001年11月19日
发明者李信恒, K·C·利耶 申请人:卢布里佐尔公司