专利名称：冷冻机油组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷冻机油组合物，尤其是涉及利用碳原子数为3或4的烃类致冷剂的冷冻机的冷冻机油组合物。
背景技术：
冷冻机由压缩机、冷凝器、膨胀机构(例如膨胀阀)、蒸发器等构成，在蒸发高挥发性致冷剂时，吸取周围热量作为蒸发热，进行冷却。用于冷藏库、冷冻库、空调、阵列窗、饮料和冰琪淋等自动销售机等。另外，空调和自动销售机等在进行冷凝时，可利用所产生的热量进行室内加热，或利用来持续加热饮料和食品。
以往，作为上述致冷剂，用了包含一氟三氯甲烷(R11)、二氟二氯甲烷(R12)、二氟一氯甲烷(R22)等含氯氟烃(CFC或HCFC)。但是，这些CFC及HCFC会破坏臭氧层，引起环境问题，所以被国际上控制其生产及使用，现在，变化为不含氯的致冷剂，例如，二氟甲烷(R32)、四氟乙烷(R134或R134a)、二氟乙烷(R152或R152a)等不含氯的氟烃(HFC)。但是，这些HFC虽然不破坏臭氧层，但由于其使地球温室化的能量较高，从保护地球环境的长期考虑出发，还存在问题。
因此，碳原子数为1-5左右的低分子量烃和氨等不会破坏臭氧层，比起上述含氯或不含氯的氟烃，其使地球温室化的能量非常低，所以，作为对环境有益的致冷剂而备受关注。这些化合物虽然不是以往作为致冷剂的主流化合物，但是很早就在使用。
作为该烃类致冷剂的润滑剂，日本特许公开公报平10-130685号建议用例如环烷类或链烷烃类矿物油、烷基苯油、醚油、酯油、氟油等的合成油。其中，由于合成油通常价格高，所以从实用角度出发，人们对容易得到的低价矿物油产生期望。因此，本申请人就提议以矿物油作为主成分的润滑油来作为和低分子量的烃类致冷剂相溶性优良、且润滑性、稳定性也都优异的冷冻机油，该矿物油在40℃的运动粘度为5-150mm2/s、流动点为-25℃以下、粘度指数在50以上及n-d-M环分析的％Cp在50以上及％CA在12以下、含氮量在20ppm以下，硫成分为0.02-0.3％及碘价为10gI2/100g以下(国际专利公开2000/60031号公报)。
发明内容
但是，即使是上述润滑油，长期使用后，在压缩机的排出阀处，会生成油泥，或滑动部磨损，存在阻碍机器运转的问题。为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种即使长期使用，也几乎不在压缩机排出阀上产生油泥，且能够抑制滑动部磨损，不使效率降低的，能够稳定运转冷冻机的冷冻机油组合物。
本发明是利用气相色谱法的蒸馏试验方法测得沸点在300℃以下的馏分为5-30重量％，沸点在500℃以上的馏分为5-35重量％，且通过相同方法，测得20％馏出温度在250℃以上，n-d-M环分析的％Cp在35％以上，含氮量在10ppm以下，流动点为-20℃以下，40℃的运动粘度为7-150mm2/s的冷冻机油组合物。本发明涉及用烃来作为致冷剂的冷冻机的润滑油组合物，较好是将碳原子数为3或4的烃来作为致冷剂。
本发明的冷冻机油组合物是通过气相色谱法的蒸馏试验方法测得沸点在300℃以下的馏分为5-30重量％，沸点在500℃以上的馏分为5-35重量％，且20％的馏出温度在250℃以上的组合物。即，它较多含有沸点300℃以下的低沸点馏分和沸点500℃以上的高沸点馏分，而使沸点400℃附近的中间馏分少于以往的量。这样通过良好平衡低沸点馏分和高沸点馏分，可以使润滑性优异，同时抑制油泥生成。
另外，所谓气相色谱法的蒸馏试验方法是指JIS K2254的“气相色谱法的蒸馏试验方法”。
本发明的冷冻机油组合物的n-d-M环分析的％Cp在35％以上。对于润滑剂，越多含有链状烃，换言之，越多利用％Cp值大的矿物油，润滑性越高，所以，即使被润滑性差的低分子量的烃类致冷剂稀释，也能确保足够的润滑性，很难产生轴承磨损和烧结等情况。另外，％CA值对粘度指数影响较大，若将其变大，则粘度指数降低，所以较好在12以下。
再者，该％Cp及％CA是利用ASTM D3238规定的n-d-M环分析方法求得的。
冷冻机油组合物的含氮量对润滑油的特性有影响。若含氮量超过10ppm，就容易产生油泥，同时色泽稳定性变差，所以较好是在10ppm以下。另外，硫成分对腐蚀性有影响，若量少，则润滑性降低，所以存在少量为好，较好为0.01-0.3％，特好为0.01-0.1％。
本发明的冷冻机油组合物要具有-20℃以下的流动点。若流动点高，和致冷剂一起来自压缩机的润滑剂则因为膨胀机构或蒸发器等，流动性降低，在冷冻设备的低温部位被滞留，而引起导热效率低下，同时会因压缩机内的润滑剂不够，而使轴承磨损，有可能引起烧结等问题。
冷冻机油组合物在40℃的运动粘度为7-150mm2/s。若运动粘度低，则压缩机中的密封性及润滑性变低，另外，若变高，则流动点过高，能量效率也降低。最好为7-100mm2/s。另外，在冷冻循环中，冷冻机油会在压缩机的排出处温度增高，在膨胀机构的出口处，暴露在低温下，所以使用于较宽的温度范围。因此，以粘度指数较高为好，较好在50以上，特好在80以上。通常，含有较多长链的链烃的冷冻机油粘度指数高，润滑性能也高。
对于上述本发明的冷冻机油组合物，可以通过多个成分，例如环烷类矿物油、烷基苯油、醚油、酯油、氟油等合成油等公知的冷冻机用润滑剂基油或将适当调整了沸点范围的润滑油馏分混合而得。尤其是，将原油进行常压蒸馏及减压蒸馏而得的润滑油馏分适当经脱涂溶剂、溶剂提取、氢解、氢化脱蜡、溶剂脱蜡、氢化精制、硫酸洗涤、白土处理中的1种或多种精制手段组合处理得到不同沸点的多个馏分，按照上述规定比例将所得的这些不同沸点的馏分，例如沸点为250-430℃范围的低沸点润滑油馏分和沸点为380-600℃的高沸点润滑油馏分，以及沸点在300℃以下的馏分和沸点在500℃以上的馏分适当混合，较简便地制成。
另外，在本发明冷冻机油组合物中，可以掺入以下物质2，6-二-叔-丁基-p-甲酚、4，4-亚甲基-双-(2，6-二-叔丁基-p-甲酚)、p，p’-二辛基-二苯胺等防氧化剂；苯基缩水甘油基醚、烷基缩水甘油基醚等稳定剂；磷酸三甲苯酚酯、磷酸三苯酯等耐高压剂；甘油一油酸酯、甘油一油基醚、甘油一月桂基醚等油性添加剂；苯并三唑等金属失活剂、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸酯等消泡剂或抑泡剂等。另外，根据需要，还可以掺入公知的去垢分散剂、粘度指数提高剂、防锈剂、防腐蚀剂、降流动点剂等添加剂。在本发明的润滑剂中，这些添加剂的掺入量为10重量ppm-10重量％。
本发明的冷冻机油组合物虽然可以用于以R32、R134、R134a、R152、R152a等HFC和碳原子数为1-5左右的低分子量的烃和氨等作为致冷剂的冷冻机中，但是它尤其适用于以碳原子数为3或4的烃(例如可以单独使用丙烷、n-丁烷、i-丁烷、环丙烷、环丁烷等，或将其混合使用)作为致冷剂的冷冻机中。
具体实施例方式
实施例下面，通过实施例来更详细说明本发明。
调制供试油将原油常压蒸馏及减压蒸馏而得的润滑油馏分经溶剂提取及溶剂脱蜡后，氢化精制而得到多种沸点在250-430℃的低沸点润滑油馏分和沸点为380-600℃的高沸点润滑油馏分。再者，为调整含氮量，对这些馏分中的一部分进行白土吸附处理。
利用这样得到的低沸点润滑油馏分及高沸点的润滑油馏分，再加上这些经白土吸附处理的油以制成具有表1所示特性的供试油。
表1
评价供试油将表1中的供试油220ml注入到冷藏库用的压缩机中，使用30g异丁烷作为致冷剂，以下面条件进行耐久性试验。
条件排出压力为10kg/cm2/G、吸入压力为0kg/cm2/G、压缩机表面温度(顶面)为100℃、工作时间为1000小时。
耐久性试验后，拆卸压缩机，对排出阀的污物及滑动部的磨损进行评估。该评价分为4档进行A无污物或磨损B有少许的污物或磨损C有污物或磨损D多污物或多磨损评估结果表示在表2中。
表2
本发明的冷冻机油组合物是以特定比例含有300℃以下的低沸点馏分和500℃以上的高沸点馏分，且具有特定馏出温度、％Cp、含氮量、流动点、运动粘度的组合物，所以致冷剂存在时其稳定性及润滑性优异，同时能够抑制在压缩机的排出阀上生成油泥及滑动部磨损，长期使用，有能够使冷冻机稳定运转的特别功效。
权利要求
1.一种冷冻机油组合物，其特征在于，利用气相色谱法的蒸馏试验方法测得沸点在300℃以下的馏分为5-30重量％，沸点在500℃以上的馏分为5-35重量％，且利用相同方法，测得20％馏出温度在250℃以上，n-d-M环分析的％Cp在35％以上、含氮量在10ppm以下，流动点为-20℃以下，40℃的运动粘度为7-150mm2/s。
2.根据权利要求1所述的冷冻机油组合物，其特征在于，冷冻机使用碳原子数为3或4的烃类致冷剂。
全文摘要
本发明提供一种冷冻机油组合物，即使长期使用，在压缩机排出阀上也几乎不生成油泥，且能够抑制滑动部的磨损，能够长期稳定地使冷冻机工作。该冷冻机油组合物，利用气相色谱法的蒸馏试验方法测得沸点在300℃以下的馏分为5－30重量％，沸点在500℃以上的馏分为5－35重量％，利用相同方法，测得20％馏出温度在250℃以上，n－d－M环分析的％C
文档编号C10M101/00GK1470626SQ0314863
公开日2004年1月28日 申请日期2003年6月12日 优先权日2002年6月14日
发明者开米贵, 高桥仁 申请人:日本能源株式会社