润滑剂添加剂及组合物的制作方法
【技术领域】
[0001]本文的公开涉及加热、通风以及空调(“HVAC”)系统，并且更具体地，涉及可添加至HVAC系统的润滑剂以助于防止/减少润滑剂分解的功能性组合物。该功能性组合物还可有助于防止沉淀物形成和/或去除已经沉积在部件上的沉淀物，该部件例如HVAC系统的膨胀装置和/或一个或多个换热表面。
【背景技术】
[0002]HVAC系统(诸如冷却器)一般包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及膨胀装置，它们形成制冷回路。在HVAC系统的冷却循环中，压缩机可压缩制冷剂蒸气，并且该压缩的制冷剂蒸气可被引导至冷凝器中，以冷凝成液体制冷剂。然后该液体制冷剂可通过膨胀装置进行膨胀，并且被引导至蒸发器中。该膨胀装置可包括孔口，液体制冷剂可通过该孔口膨胀成液体/蒸气混合物。
[0003]HVAC系统经常包含润滑剂来润滑一个或多个承载表面，例如压缩机的轴承。润滑剂可与制冷剂一起在制冷回路中循环。
【发明内容】
[0004]本文描述的实施方案提供一种功能性组合物，其可添加至HVAC系统的润滑剂以帮助防止/减少润滑剂分解。该功能性组合物还可防止沉淀物形成和/或防止/减少材料沉积在例如膨胀装置的孔口和/或一个或多个传热表面上。在一些实施方案中，该功能性组合物可作为添加剂添加至HVAC系统的润滑剂中以形成润滑剂组合物。该润滑剂组合物可在制造过程中添加至HVAC系统，以助于防止/减少材料沉积。在一些实施方案中，该功能性组合物可在HVAC系统运行过程中添加至HVAC系统，以助于去除/减少存在的材料沉积。
[0005]在一些实施方案中，该功能性组合物可包含化学品，该化学品可干扰能够引起润滑剂分解和在一个或多个轴承磨损表面上形成金属羧酸盐的反应。在一些实施方案中，该功能性组合物可在例如一个或多个轴承表面上形成涂层，以防止金属羧酸盐的沉积形成。在一些实施方案中，该功能性组合物可包含能够减少金属羧酸盐类物质的催化作用的化学品。在一些实施方案中，该功能性组合物可包含能够改变整体的(bulk)润滑油的极性和/或酸性的化学品，其可有助于去除沉积的润滑剂分解产物。在一些实施方案中，该功能性组合物可包含能够涂覆膨胀装置(例如孔口)和/或一个或多个传热表面以防止/减少材料沉积的化学品。在一些实施方案中，该功能性组合物可包含能够改变润滑油的极性的化学品，其可助于增加金属羧酸盐的可溶性和防止/减少材料在膨胀装置和/或一个或多个传热表面上的沉淀。
[0006]在一些实施方案中，该功能性组合物可包含以下各物的混合物:羟基羧酸酯；和选自以下组的至少一项的基础油润滑剂，所述组包括:烷基苯、烷基化脂环烃、聚烷二醇、聚乙烯基醚、聚α烯烃、矿物油、多元醇酯以及其组合。在一些实施方案中，该基础油润滑剂可不同于压缩机的润滑剂。
[0007]在一些实施方案中，该功能性组合物可包含一种或多种其他酯类。例如，该功能性组合物可包含羟基羧酸酯和脂肪酸酯。可使用任何脂肪酸，包括但不限于，戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸、油酸、2-乙基己酸以及其组合。另外，该酯可具有烷氧基化物部分，其包含一个或多个比环氧乙烷高级的氧化物单体。在其他实施方案中，该功能性组合物可优选地包含多于一种的羟基羧酸酯。换句话说，每种酯可由不同的羟基羧酸产生。仅出于示例性目的，在此实施方案中，该功能性组合物可含有蓖麻油酸酯和羟基硬脂酸酯。
[0008]在一些实施方案中，该功能性组合物可包含腐蚀抑制剂，诸如对含有铁或铜的材料的腐蚀抑制剂。该腐蚀抑制剂可帮助涂覆膨胀装置和/或传热表面，以防止/减少材料沉积。在一些实施方案中，该功能性组合物可包含:环氧化物(例如芳族环氧化物、烷基环氧化物、稀基环氧化物)、蔽稀(terepene)、蔽类化合物(terepenoids)、富勒稀、抗坏血酸、对苯二甲酸酯、硝基甲烷、不饱和烃或不饱和卤烃、酚、全氟聚醚、位阻酚、羟胺、硫醇、亚磷酸酯和内酯、硅氧烧、甲苯基三挫、苯并三挫、胺、肼、六胺、苯二胺、二甲基乙醇胺、二硫代磷酸锌、季胺和非环状胺、季铵化烷基吡啶、胺/磷酸酯盐、肉桂醛、二丁基胺、二乙基羟胺、二甲基乙醇胺、3，5 二硝基苯甲酸、乙二胺、六亚甲基四胺、1，2 二氨基丙烷以及其组合。
[0009]在一些实施方案中，该功能性组合物可包含苯并三唑。在一些实施方案中，按润滑剂的重量计，苯并三唑的最终浓度可为0.001%或约0.001%至10%或约10%，更优选0.01%或约 0.01%至 0.1% 或约 0.1%。
[0010]在一些实施方案中，功能性组合物可包含按重量计约1%至约60%的羟基羧酸酯，优选约5%至约40%，更优选约10%至约20%。
[0011]在一些实施方案中，该功能性组合物可添加至HVAC系统的润滑剂，加入量按润滑剂的重量计约为5至10 %。在一些实施方案中，该功能性组合物可首先添加至润滑剂，然后该润滑剂可在HVAC系统中与制冷剂混合。在一些实施方案中，该功能性组合物可添加至包括制冷剂和润滑剂的HVAC系统。在一些实施方案中，该功能性组合物可在HVAC系统运行过程中添加至HVAC系统。
[0012]在一些实施方案中，该功能性组合物可直接涂布至例如轴承、孔口和/或其他部分。该功能性组合物可在HVAC系统制造或保养过程中，通过例如喷雾或浸渍式涂布直接添加至该部分中。
[0013]通过考虑以下详细说明，流体管理方法的其他特征和方面将变得显而易见。
【具体实施方式】
[0014]蒸气压缩HVAC系统经常包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及膨胀装置，从而形成制冷回路。该压缩机可配置用于压缩制冷剂蒸气，然后该制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝成液体制冷剂。膨胀装置可具有孔口。当液体制冷剂穿过该孔口时，该液体制冷剂可膨胀成液体/蒸气制冷剂混合物，并且降低液体/蒸气混合物的温度。
[0015]该HVAC系统可包括一个或多个承载表面，诸如压缩机的轴承。润滑剂诸如多元醇酯(POE)或聚乙烯醚(PVE)润滑剂经常用来润滑该一个或多个承载表面。该润滑剂可添加至HVAC系统并且与制冷剂一起在制冷剂循环中进行循环。一个或多个承载表面的材料磨损可引起润滑剂分解，例如通过与润滑剂反应以形成铁羧酸盐或其他金属羧酸盐。该铁羧酸盐或金属羧酸盐可进一步分解并且与例如钠和/或钾的阳离子在HVAC系统中反应，这可形成钠/钾羧酸盐/碳酸盐或其他金属羧酸盐/碳酸盐。该阳离子可来自例如工艺化学品或HVAC系统的过滤干燥器或助焊剂(flux)。
[0016]钠/钾羧酸盐/碳酸盐或其他金属羧酸盐/碳酸盐可与制冷剂和润滑剂一起在制冷剂循环中进行循环。当制冷剂通过例如孔口时，由于温度变化，钠/钾羧酸盐/碳酸盐或其他金属羧酸盐/碳酸盐可变成不溶性沉淀物，并沉积在孔口处，从而引起孔口限制。沉积在孔口处的沉淀物还可吸引并结合HVAC系统的其他系统碎片，诸如极细材料，例如像来自过滤干燥器、助焊剂、轴承磨损颗粒、氧化铜等等的粉尘，并沉积在孔口处，从而进一步限制孔口。因为有孔口限制，一些制冷剂可涌回压缩机，引起压缩机过热运行，这转而可产生更多系统碎片和/或阳离子。该孔口限制可引起对HVAC系统性能的不利作用。
[0017]本文描述的实施方案提供一种功能性组合物，其可添加至HVAC系统的润滑剂以助于防止/减少润滑剂分解。该功能性组合物可包含一种或多种以下化合物:可干扰能够引起润滑剂分解和/或铁羧酸盐或其他金属羧酸盐在一个或多个承载表面上形成的反应的化合物；可涂覆HVAC系统的一个或多个承载表面以防止/减少铁羧酸盐或其他金属羧酸盐形成的化合物；可减少金属羧酸盐种类的催化作用的化合物；可改变润滑剂的极性和/或酸性以去除所沉积的润滑剂分解产物的化合物；可涂覆HVAC系统的膨胀装置(例如孔口)和/或一个或多个传热表面以防止润滑剂分解产物沉积的化合物；和/或可改变润滑剂的极性以增加铁羧酸盐或其他金属羧酸盐的溶解性并且防止润滑剂分解产物沉积的化合物。
[0018]在一些实施方案中，该功能性组合物可包含基础油润滑剂，其不同于HVAC系统的润滑剂。举非限制性实例来说，HVAC系统可利用第一种POE和/或PVE润滑剂作为HVAC系统的压缩机的润滑剂，该功能性组合物可包含POE、PVE、PAG或另一种相似的不同于该第一种润滑剂的基础油润滑剂。在一些实施方案中，该功能性组合物可包含膦酸化或磺酸化润滑剂或洗涤剂。在一些实施方案中，该功能性组合物可包含具有Cl至C18碳链的有机酸。在一些实施方案中，该功能性组合物可包含如本文所列的一种或多种化合物的共混物。
[0019]在一些实施方案中，功能性组合物可包含以下各物的混合物:羟基羧酸酯；以及选自下组的基础油润滑剂，所述组包括:烷基苯、烷基化脂环烃、聚烷二醇、聚乙烯基醚、聚α烯烃、矿物油、多元醇酯以及其组合。一般来说，该羟基羧酸酯是羟基羧酸经醇酯化的产物。如本文所定义，羟基羧酸是含有至少一个一C00H基团和至少一个隔离的一OH基团的羧酸。典型地，该羟基羧酸酯含有不多于一个的酯基。根据优选实施方案，该羟基羧酸的线性链长度在8至22个碳原子范围内。
[0020]在一些实施方案中，该羟基羧酸可为