具有改良的润滑性和增加的性能系数的油类、润滑组合物,及其用途以及冷却机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具有改良的润滑性和增加的性能系数（coef f iCient of per化rmance)的油类、涉及一种润滑组合物及其用途、W及涉及一种冷却机。更具体地，本 发明的油类含有一种烷基芳香族化合物，并且尤其可用于制备润滑组合物和用在高性能的 改进冷却机中。本发明特别可用于封闭式压缩机，所述压缩机可为小型、家用、商用或甚至 工业冷却系统中所用的类型，优选使用HC (姪）类冷却剂运行。本发明还进一步公开了一 种含有所述润滑油组分的高性能冷却机。
【背景技术】
[0002] 应用于家用冷却机中的传统冷却液直到九十年代中期仍为氣氯碳基（CFC-based) 化合物。然而，当使用所述化合物被证明损害大气中的莫氧层时，所述化合物的使用受蒙特 利尔议定书中的条款的限制和制约。在家用设备中使用的CFC最初被代替为氨氣碳化物 (HFC)，其不具有莫氧消耗潜能（0D巧。然而，HFC化合物的应用具有显著的全球变暖潜能 (GWP)，因此它们被替代为姪基（HC-based)冷却液，特别是在欧洲和亚洲家用市场上。
[0003] 所述冷却液与润滑油一起用在冷却系统中，W吸收热力并且保持环境冷却。在一 种冷却系统中，压缩机从蒸发器中抽吸冷却液，从而降低该个组件中的压力。所述液体随后 被压缩机所压缩，并传输至冷凝器。在冷凝器中，冷却液在高压下向环境放热并变为液体。 该循环的下一个组件是控制元件，其可W为毛细管或者膨胀阀。所述控制元件降低冷凝器 中形成的液态冷却剂的压力，并且该压力降低使得冷却剂蒸发，从而在经过蒸发器时回到 气态。
[0004] 当冷却液从液态变为气态时，它通过蒸发器从冷却系统内部移出热量。冷凝器将 热量释放到冷却系统之外的环境中。控制元件阻止冷却液的循环，将高压侧(冷凝器）与低 压侧（蒸发器）分开。
[0005] 因此它们可W起到该样的作用，润滑油和冷却液需要彼此溶混，W确保组合物合 适地流过冷却回路，从而避免在回路的不同位置积聚，避免设备磨损。
[0006] 在冷却压缩机中，润滑油的主要作用是作为一种被压缩机内腔中的冷却液稀释的 油类混合物来润滑压缩机中的机械接触。除了需要与冷却液相容之外，润滑油还应具有良 好的抗氧化性、适合操作的宽温度范围、应该水解稳定、具有低的机械阻力、良好的润滑性 等性质。
[0007] 在冷却系统中改变冷却液也会导致所述冷却系统中使用的润滑油的改变，该是因 为在所述冷却系统的压缩机中所述组分需要相互适应，W避免例如在该些系统中反应产生 酸W及其他有损所述系统的整体性和其效率的组分。
[0008] 通过在科技文献和专利文献中查找现有技术，关于该主题找到了一些文献。被认 为是本发明领域中最有用的那些列在下面：
[0009] 文献US6248256记载了用在压缩-冷却过程中的组合物，其包括（A)-种冷却剂， 其包括Ci-C,姪，和（B)-种润滑基础油，其由姪类化合物形成，其中非芳香基团的不饱和度 不高于10%，并且其中的运动粘度化inematic viscosity)不低于5mm2/s。文献US6248256 在第1栏第45-52行中记载；粘度的大幅下降导致润滑性能不足W降低磨损，该会阻碍油 类在冷却器中持续长时间使用。此外，文献US6248256在第3栏第52-57行中记载；润滑 油的运动粘度不应低于5mm2/s，否则冷却机的密封效果或是润滑性能会受损。因此，文献 US6248256劝阻本领域技术人员生产运动粘度低于5mmVs的油类用在冷却机中。因此，文 献US6248256将阻碍本领域技术人员达到本发明的目的。
[0010] 现有申请文献BRPI0502759被认为与本发明更加接近，尽管它并没有预计或甚至 暗示本发明的任何特征。它公开了一种润滑油，其含有至少80重量％的烷基苯，所述烷基苯 具有的分子量为120至288,在4(TC的温度下粘度为约3. 0至7. OcSt。此外，它公开了一种 组合物，其含有所述润滑油和甚至约8重量％的一种或多种添加剂。然而，文献BRPI0502759 仅公开了含较高分子量的烷基苯的润滑油或组合物，该与本发明所定义的烷基芳香族化合 物不同，并且本发明与所述文献相比还进一步展现出改良的性质。
[0011] 文献JP1982177097公开了一种用于冷却机的油类组合物，其含有具有特定动态 粘度的烷基苯作为主要组分，从而产生良好的抗磨损性、与冷却剂的高稳定性，并且降低电 力消耗。文献JP1982177097的组合物使用的烷基苯在4(TC具有的动态粘度为5-20cSt，同 时使用由盐酸受体、抗磨损剂、抗氧化剂和消泡剂（anti-forming agent)组成的添加剂。文 献JP1982177097与本发明的区别在于，其使用的烷基芳香族化合物具有较大的烷基基团， 展现出比本发明油类更高的粘度。
[0012] 文献US6207071公开了一种润滑油与冷却剂HFC-134a和/或HFC-125共同使用 的用途，所述润滑油含有一种烷基苯油，其含有60重量％的分子量为200至350的烷基苯， 还含有0. 01至5. 0重量％的磯酸醋添加剂。文献US6207071与本发明的区别在于，它使用 如上文所述明显加剧温室效应（GWP)的HFC (氨氣碳化物）冷却剂。并且，US6207071所记 载的组合物在低于约2(TC的温度条件下不可用，因为所述润滑油在低于2(TC的温度下显 现出与冷却剂HFC-134a和/或HFC-125的低混溶性。就是说，在约(TC或更低的温度下，所 述组合物不能被用作润滑油，并且流体HFC-134a和/或HFC-125将不能混溶。其结果是， 所述组合物不能用在将在低于或等于0C温度下使用的冷却系统中。
[0013] 文献EP1018538公开了一种当冷却剂由至少一种姪例如肥-290(丙焼)或肥-600a (异下焼)构成时的冷却机用润滑油，该润滑油含有直链或支链的烷基苯，其分子量在200至 350g/mol W内，具有1至4个烷基，各个烷基具有1至19个碳原子，烷基基团中的碳原子总 数为9至15。根据EP1018538,在段落[0030]中可W看到，由于烷基苯的粘度性质和性能， 优选含有支链烷基的烷基苯。并且，文献EP1018538并未提供如本发明所要求的直链烷基 苯油类的具体实例。因此，由于EP1018538仅提及了多种化合物，而并没有给出表明本发明 油类的效果的实验或给出启示，本领域技术人员将不会被鼓励去获得本发明的具有改进特 性的润滑油；并且，进一步地，EP1018538建议优选含有支链烷基的烷基苯，从而更有效地 与本发明的主题区别开来。
[0014] 人们一直在找寻具有改进特性的与冷却液结合使用的新的油类和新的润滑油组 合物，W改进冷却系统中压缩机的运行效率。然而，从所搜索出的文献中可W看到，并没发 现有文献对本发明的教导提出预期或建议，因此本文所提出的方案，如发明人所见，与现 有技术相比显示出新颖性和创造性。
【发明内容】
[0015] 本发明的一个目的是提供一种具有改良的物理化学特性的油类，并且其包含至少 一种烷基芳香族化合物。
[0016] 本发明的另一个目的是一种润滑油组合物，其含有所述油类和一种冷却液，该冷 却液含有至少一种肥（姪）类的组分。
[0017] 本发明的另一个目的是所述油类和/或润滑油组合物在冷却机中的用途，W及使 用了所述物质的改良冷却机。
[0018] 本发明的几个目的共有的发明理念是改进润滑状况和保持混溶性即便在低温下 也不改变，避免使用了该润滑液的机器崩溃，并且保持机器在长时间内一至少在热机例 如冷却压缩机的使用寿命内一具有高稳定性。此外，增加热机如压缩机中的性能系数 (COP)。该理念通过开发含有一种式（I)的烷基芳香族化合物的油类而得W实现：
[0019]
【主权项】
1. 一种油类，特征在于，其含有至少一种式（I)的烷基芳香族化合物： 其中：
-当Rl为H时，（η)是一个1至7的整数，并且（m)是一个1至3的整数； -当Rl为甲基、乙基或异丙基时，（η)是一个1至7的整数，并且（m)是一个1至2的 整数；并且 其中，在40°C的温度下所述油的粘度低于3. OcSt。
2. 权利要求1的油类，特征在于，在40°C的温度下所述油的粘度在I. 0至3. OcSt之间。
3. 权利要求1的油类，特征在于，连接至芳香环的烃基的总数在1至12之间。
4. 权利要求1的油类，特征在于，所述油含有至少80重量％的至少一种式（I)的烷基 芳香族化合物。
5. 权利要求1的油类，特征在于，其还含有至少一种添加剂，所述添加剂选自抗氧化 齐?、热稳定剂、腐蚀抑制剂、金属钝化剂、润滑性添加剂、粘度指数增强剂、流动性降低剂、絮 凝点降低剂、清洁剂、分散剂、发泡剂、抗磨剂和抗高压剂。
6. 权利要求1的油类，特征在于，所述烷基芳香族化合物具有的分子量在134至218之 间。
7. 权利要求1的油类，特征在于，所述油被用作润滑油。
8. -种润滑组合物，特征在于，其含有： -至少一种式（I)的烷基芳香族化合物： 其中：
-当Rl为H时，（η)是一个1至7的整数，并且（m)是一个1至3的整数； -当Rl为甲基、乙基或异丙基时，（η)是一个1至7的整数，并且（m)是一个1至2的 整数；并且 其中，在40°C的温度下所述油的粘度低于3. OcSt ; -至少一种HC (烃）类冷却液；以及 -至少一种添加剂。
9. 权利要求8的组合物，特征在于，所述HC类冷却液选自HC-600a、HC-290或它们的 结合。
10. 权利要求1至7任一项的油类的用途，特征在于，其用于制造机械设备。
11. 权利要求10的用途，特征在于，所述机械设备为冷却机。
12. 权利要求11的用途，特征在于，所述冷却机为封闭压缩机。
13. 权利要求8或9所述的润滑组合物的用途，特征在于，其用于制造冷却机。
14. 权利要求13的用途，特征在于，所述冷却机为压缩机或封闭压缩机。
15. 冷却机，特征在于，在其内腔中含有一种油或润滑组合物，所述油或润滑组合物中 包含至少一种式（I)的烷基芳香族化合物：
(I) 其中： -当Rl为H时，（η)是一个1至7的整数，并且（m)是一个1至3的整数； -当Rl为甲基、乙基或异丙基时，（η)是一个1至7的整数，并且（m)是一个1至2的 整数； 其中，在40°C的温度下所述油的粘度低于3. OcSt ;以及 -至少一种HC (烃）类冷却液。
16. 权利要求15的冷却机，特征在于，所述冷却机为压缩机或封闭压缩机。
【专利摘要】本发明公开了一种油类，其含有至少一种式(I)的烷基芳香族化合物：-其中，当R1为H时，(n)是一个1至7的整数，并且(m)是一个1至3的整数；-当R1为甲基、乙基或异丙基时，(n)是一个1至7的整数，并且(m)是一个1至2的整数；-并且其中在40℃的温度下所述油的粘度低于3.0cSt。本发明油类的粘度随温度的变化较小，这有助于降低冷却系统设备的磨损，并且增加设备的运行寿命，例如冷却压缩机的运行寿命。本发明的另一个目的是提供一种组合物，其含有所述油和至少一种烃（HC）类流体的结合，以及其用在冷却机中的用途，以及使用所述油和/或组合物的冷却机。
【IPC分类】C10N40-30, C10N20-02, C10M105-06
【公开号】CN104726167
【申请号】CN201410012549
【发明人】R·M·马卡多, E·R·P·多斯桑托斯
【申请人】惠而浦股份有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年1月10日
【公告号】WO2015089617A2