含有增容剂的制冷剂组合物及其在压缩制冷设备中的用途的制作方法

专利名称：含有增容剂的制冷剂组合物及其在压缩制冷设备中的用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含有相对极性的卤代烃制冷剂、相对非极性的常规压缩制冷润滑剂以及使所述极性卤代烃和非极性润滑剂相容的化合物的制冷剂组合物。增容剂通过加溶卤代烃和润滑剂降低了压缩制冷设备的最冷部分中润滑剂的粘度，从而导致压缩制冷体系中润滑剂从非压缩机区域向压缩机区域的有效回流。本发明还涉及含有所述增容剂的压缩制冷设备，以及用于改善压缩制冷设备的能效的方法，其中包括在设备中使用所述增容剂的步骤。
背景技术：
近20年来，人们一直在争论释放到大气中的氯氟烃对同温层的臭氧层是否有影响。这样争论和国际条约的结果是，制冷和空调产业自身已经放弃了使用和生产某些氯氟烃(CFC)和氢氯氟烃(HCFC)。最近，这些产业转而使用不具有潜在臭氧消耗能力的氢氟烃(HFC)。由于常规润滑剂，诸如矿物油、聚α-烯烃和烷基苯，与HFC制冷剂的不混溶性，这种向HFC的转变使得新型润滑剂的出现变得尤为迫切。
新型润滑剂包括聚亚烷基二醇(PAG)和多元醇酯(POE)润滑剂。虽然PAG和POE润滑剂具有适当的润滑剂特性，但是它们非常吸湿，并且在暴露于潮湿空气时能够吸收几千ppm(百万分之几份)的水。吸收的水导致不希望的酸的形成，引起制冷体系的腐蚀并形成难以去除的淤渣。相比之下，常规制冷润滑剂吸湿性明显较差，并且在水中的溶解度低，低于100ppm。此外，PAG和POE比常规制冷润滑剂昂贵得多-一般大概是3-6倍或更多。还发现PAG和POE具有不利的绝热特性。
因此，存在解决这一溶解度问题的需要和时机，使制冷产业得以将常规非极性矿物油和烷基苯润滑剂与极性HFC基制冷剂一起使用。当制冷产业开始转向于使用HCFC基制冷剂代替纯CFC制冷剂时，还存在另一种需要和时机。这种需要由于HCFC在矿物油中的溶解度减小而凸显出来，迫使制冷产业承担将润滑剂改为烷基苯以实现适合的制冷和冷却性能的额外开支。
近十年来，制冷和空调产业致力于这些长期悬而未决的需要，最终，本发明满足了这些产业的迫切需要。虽然已经对将常规非极性润滑剂与极性氢氟烃制冷剂一起使用进行了多次尝试，但极性制冷剂在常规非极性润滑剂中缺乏溶解度通常导致非压缩机区域中润滑剂的粘度非常高，不利地使得润滑剂不能有效回流至压缩机。当非极性常规润滑剂和极性制冷剂自然离开压缩机并进入非压缩机区域时，发生润滑剂和制冷剂的相分离/不互溶。这种相分离导致高粘性润滑剂残留在非压缩机区域，而制冷剂却继续流过制冷体系。润滑剂的不溶解和高粘度特性使润滑剂滞留在非压缩机区域，这导致润滑剂在非压缩机区域的不利累积。所述润滑剂的累积以及润滑剂缺乏向压缩机区域回流最终使压缩机缺少润滑剂并导致压缩机过热并卡住。所述滞留的润滑剂通过干扰传热而降低制冷剂的效率，这是由于润滑剂薄膜沉积在换热器(例如冷凝器和蒸发器)的内表面而造成的。此外，在冷压缩机启动的过程中，不溶的制冷剂和润滑剂由于润滑剂的润滑性差和起泡而导致压缩机卡住。
许多专利和/或专利申请显示了市场对于解决上述长期悬而未决的需要相当关注，诸如US 5368765、US 5254280、US 5154846、US 6074573、US 5431835、US 4755316、JP 2930963(1999)、JP 02286780(1990)、EP784090、EP406433和EP645443，其中公开了含有烷基苯和/或矿物油，以及聚醚和/或二元醇的制冷润滑剂；JP 05202389(1993)，其中公开了使用二元醇和醚加溶全氟烃和脂族烃；EP571091和JP10140175(1998)，其中公开了含有含氮杂环添加剂的聚酯制冷润滑剂；US5023007、US5194171、JP2997908(2000)和JP104087(2000)，其中公开了含有含氟烃和含氮杂环润滑剂的制冷组合物；US5300245，其中公开了一种含有制冷润滑剂的制冷工作介质，所述制冷润滑剂含有作为基础润滑剂的在分子结构中具有一个或多个酮基的化合物，以及烃；US5104560、US4359394和CA973700，其中公开了用于与氯氟烃基制冷剂一起使用的制冷润滑剂组合物，其中含有制冷润滑剂和卤代的链烷烃添加剂；以及US4355960，其中公开了一种含润滑剂和少量烷基聚卤代苯基醚的制冷润滑剂。
出于上述原因，制冷和空调产业对于在压缩制冷体系中加溶极性卤代烃和常规非极性润滑剂，并促进润滑剂向压缩机有效回流的的增容剂存在一种公知的需要。
概述本发明涉及一种含有增容剂的润滑剂和制冷组合物，其能够满足制冷和空调产业有关常规非极性压缩制冷润滑剂和极性氢氟烃和/或氢氯氟烃制冷剂之间不溶性问题的需要。增容剂通过加溶非压缩机区域中极性卤代烃和润滑剂，从而降低了压缩制冷设备的最冷部分中非极性润滑剂的粘度，使得润滑剂从非压缩机区域有效回流至压缩机区域。本发明还涉及在压缩制冷体系中将润滑剂从非压缩机区域回流至压缩机区域的工艺、在润滑剂中加溶卤代烃制冷剂的方法以及在含有卤代烃制冷剂的压缩制冷设备中润滑压缩机的方法。
本发明包括用于压缩制冷和空调设备的润滑剂组合物，其包括(a)至少一种选自链烷烃、环烷、芳族化合物和聚α-烯烃的润滑剂，和(b)至少一种增容剂。本发明还包括用于压缩制冷和空调的制冷剂组合物，其包括(a)至少一种选自氢氟烃和氢氯氟烃的卤代烃；(b)至少一种选自链烷烃、环烷、芳族化合物和聚α-烯烃的润滑剂，和(c)至少一种增容剂。本发明还包括用于含链烷烃、环烷、芳族和/或聚α-烯烃润滑剂的压缩制冷和空调设备的组合物，其包括(a)至少一种选自氢氟烃和氢氯氟烃的卤代烃；和(b)至少一种增容剂。
本发明还提供了用于在压缩制冷体系中将润滑剂从非压缩机区域回流至压缩机区域的工艺，包括(a)在增容剂的存在下，将所述非压缩机区域中选自链烷烃、环烷、芳族化合物和聚α-烯烃的润滑剂与选自氢氟烃和氢氯氟烃的卤代烃接触，以形成含所述润滑剂、所述卤代烃和所述增容剂的溶液；以及(b)将所述溶液从所述制冷体系的所述非压缩机区域传递至所述压缩机区域。
本发明还提供了在选自链烷烃、环烷、芳族化合物和聚α-烯烃的润滑剂中加溶选自氢氟烃和氯氟烃的卤代烃制冷剂的方法，其包括在有效量加溶剂的存在下，将所述润滑剂与所述卤代烃接触并形成所述润滑剂与卤代烃制冷剂的溶液的步骤。
本发明还涉及在含有选自氢氟烃和氢氯氟烃的卤代烃制冷剂的压缩制冷设备中润滑压缩机的方法，包括向所述压缩机中加入一种组合物的步骤，所述组合物包括(a)至少一种选自链烷烃、环烷、芳族化合物和聚α-烯烃的润滑剂，和(b)至少一种增容剂。本发明还涉及一种将增容剂输送至压缩制冷设备的方法。
本发明还涉及一种制冷设备，其包括a.)含有压缩机、蒸发器和冷凝器的压缩制冷回路，和b.)含有制冷室的保温压力通风系统，所述制冷室与所述蒸发器接触，并且所述制冷回路含有含增容剂的组合物。
本发明还涉及一种改善含闭孔聚合物泡沫塑料的压缩制冷设备的能效的方法，在所述孔中含有气态氢氟烃，该方法包括在压缩制冷设备中使用含增容剂的组合物的步骤。
润滑剂和/或制冷剂组合物，以及上述方法和/或工艺任选包括香料。
本发明的加溶剂包括(i)式R1[(OR2)xOR3]y表示的聚氧化烯二醇醚，其中x是选自1-3的整数；y是选自1-4的整数；R1选自氢和具有1-6个碳原子和y个键合位置的脂族烃基；R2选自具有2-4个碳原子的脂族亚烃基；R3选自氢、具有1-6个碳原子的脂族和脂环族烃基；R1和R3的至少一个选自所述烃基；并且其中所述聚氧化烯二醇醚具有的分子量是约100-约300原子质量单位，并且碳和氧之比是约2.3-约5.0；(ii)式R1CONR2R3和环-[R4CON(R5)-]表示的酰胺，其中R1、R2、R3和R5分别选自具有1-12个碳原子的脂族和脂环族烃基，以及最多一个具有6-12个碳原子的芳基；R4选自具有3-12个碳原子的脂族亚烃基；以及其中所述酰胺具有的分子量是约120-约300原子质量单位，且碳和氧之比是约7-约20，(iii)式R1COR2表示的酮，其中R1和R2分别选自具有1-12个碳原子的脂族、脂环族和芳族烃基，并且其中所述酮具有的分子量是约70-约300原子质量单位，且碳和氧之比是约4-约13，(iv)式R1CN表示的腈，其中R1选自具有5-12个碳原子的脂族、脂环族或芳族烃基，并且其中所述腈具有的分子量是约90-约200原子质量单位，且碳和氮之比是约6-约12，(v)式RClx表示的氯代烃，其中x选自1或2的整数；R选自具有1-12个碳原子的脂族和脂环族烃基；并且其中所述氯代烃具有的分子量是约100-约200原子质量单位，且碳和氯之比是约2-约10，(vi)式R1OR2所示的芳基醚，其中R1选自具有6-12个碳原子的芳烃基；R2选自具有1-4个碳原子的脂族烃基；并且其中所述芳基醚具有的分子量是约100-约150原子质量单位，且碳和氧之比是约4-约20，(vii)式CF3R1所示的1，1，1-三氟烷烃，其中R1选自具有约5-约15个碳原子的脂族和脂环族烃基；以及(viii)式R1OCF2CF2H所示的氟代醚，其中R1选自具有约5-约15个碳原子的脂族和脂环族烃基。
在本发明的组合物中，所述润滑剂与所述增容剂的重量比是约99∶1-约1∶1。
附图简述参照以下附图可以更好地理解本发明，其中

图1是对于不同的聚氧化烯二醇醚增容剂(25wt％)、HFC-134a制冷剂(50wt％)和Zerol150(得自Shrieve Chemicals的烷基苯润滑剂)(25wt％)，相分离温度(“PST”)(℃)对碳氧原子比的曲线图。
图2是对于不同的聚氧化烯二醇醚增容剂(10wt％)、R401A制冷剂(50wt％)和Suniso3GS(得自Crompton Co.的矿物油润滑剂)(40wt％)，相分离温度(℃)对碳氧原子比的曲线图。
图3是对于不同的酮增容剂(25wt％)、HFC-134a制冷剂(50wt％)和Zerol150(25wt％)，相分离温度(℃)对碳氧原子比的曲线图。
图4是对于不同的腈增容剂(25wt％)、HFC-134a制冷剂(50wt％)和Zerol150(25wt％)，相分离温度(℃)对碳氮原子比的曲线图。
图5是对于不同的氯代烃增容剂(25wt％)、HFC-134a制冷剂(50wt％)和Zerol150(25wt％)，相分离温度(℃)对碳氯原子比的曲线图。
图6是对于不同的氯代烃增容剂(10wt％)、R401A制冷剂(50wt％)和Suniso3GS(40wt％)，相分离温度(℃)对碳氯原子比的曲线图。
图7是对于不同的酰胺增容剂(25wt％)、HFC-134a制冷剂(50wt％)和Zerol150(25wt％)，相分离温度(℃)对碳氧原子比的曲线图。
图8是对于不同的酰胺增容剂(10wt％)、R401A制冷剂(50wt％)和Suniso3GS(40wt％)，相分离温度(℃)对碳氧原子比的曲线图。
图9显示了对于不同的聚氧化烯二醇醚增容剂(25wt％)、Zerol150(25wt％)和制冷剂HFC-32、HFC-125或R410A(50wt％)，相分离温度(℃)对碳氧原子比的曲线图。
图10是对于POE22(Mobil Oil产品Arctic EAL22，一种40℃下运动粘度是22cs的多元醇酯润滑剂)、Zerol150和组合物10wt％丙二醇正丁基醚(PnB)、5wt％一缩二丙二醇正丁基醚(DPnB)和85wt％Zerol150，动态粘度对温度的曲线图。
参照以下描述和附带的权利要求，将更好地理解这些和其它特征，以及本发明的优点。
发明详述本发明人发现，在常规压缩制冷润滑剂中使用有效量的本发明增容剂导致润滑剂在压缩制冷体系中从非压缩机区域有效回流至压缩机区域。通过压缩机区域的增容剂与制冷剂以及从压缩机排出的润滑剂混合。使用增容剂导致压缩制冷体系，诸如蒸发器的最冷部分中润滑剂的粘度降低，由此使得润滑剂能够从蒸发器回流至压缩机。本发明人发现，在压缩制冷体系的最冷部分，润滑剂的粘度随着本发明增容剂的使用而降低。这种润滑剂粘度的降低是由于卤代烃制冷剂在含增容剂的润滑剂中溶解度上升。通过控制增容剂中碳和极性基团(例如醚、羰基、腈、卤素)的比例，本发明人发现，含极性基团的增容剂能够令人惊奇地在压缩制冷设备的最冷部分中保持与基本上非极性的润滑剂相混溶，并同时增加卤代烃制冷剂在润滑剂中的溶解度。不希望受任何理论的限制，本发明增容剂中的极性官能团连接相对极性的卤代烃制冷剂，同时增容剂的烃部分与极性相对较低的润滑剂混溶。在所述常规润滑剂中使用本发明增容剂导致卤代烃制冷剂在含有效量增容剂的润滑剂中的溶解度升高。这种相对不粘的卤代烃制冷剂在常规润滑剂中的溶解度上升使润滑剂的粘度降低，并使得润滑剂在压缩制冷体系中从非压缩机区域有效回流至压缩机区域。减少蒸发器区域中润滑剂的量也改善了制冷剂的传热，并因此改善了体系的制冷容量和效率。因此，本发明增容剂使得相对极性的卤代烃制冷剂，诸如氢氟烃和氢氯氟烃，可以与相对非极性的常规润滑剂一起使用；所述混合物通常不混溶，并且以前被认为是不能一起作为压缩制冷体系中的制冷剂组合物使用的。
卤代烃制冷剂在常规润滑剂中的溶解度升高进一步使得液体制冷剂溶解，并携带滞留的润滑剂离开冷凝器，不仅改善了润滑剂回流和冷凝器中的传热，而且使得制冷体系的容量和效率提高。
本发明增容剂通过从蒸发器中的润滑剂和增容剂组合物中解吸卤代烃制冷剂，以及将制冷剂吸收到冷凝器中的润滑剂和增容剂组合物中而提高焓变，从而改善压缩制冷体系的能效和容量。不受任何理论的限制，据信在制冷剂和含极性官能团的增容剂之间，吸引的形成和断裂使得焓变增加。
在大多数情况下，目前与氢氟烃基制冷剂一起使用的多元醇酯和聚亚烷基二醇润滑剂的体积电阻系数(ohm×cm)是不能接受的低，含有增容剂和常规润滑剂的本发明组合物对于多元醇酯和聚亚烷基二醇润滑剂具有增加的体积电阻系数。
本发明的增容剂可以有利地增加常规润滑剂的粘度指数。这给出了所需的低温下低粘度的结果，而且不明显降低高温下的粘度，粘度分布类似于许多多元醇酯。这样的粘度指数确保了润滑剂从蒸发器回流，同时保持了对于压缩机操作可以接受的粘度。
本发明的增容剂可用于将制冷或空调体系从氢氟烃/POE润滑剂组合物转化为氢氟烃/常规润滑剂组合物的改型应用。通常在含有POE型润滑剂的体系中，润滑剂必须基本上完全除去，并随后在引入常规润滑剂(例如，矿物油，烷基苯)之前冲洗体系数次。但是，增容剂可以与常规润滑剂一起引入，并且不需要冲掉基本上全部的POE型润滑剂。在改型中将增容剂用于氢氟烃/常规润滑剂组合物省去了冲洗除去基本上全部POE的需要。少量或残余的POE润滑剂与本发明氢氟烃/常规油/增容剂组合物混溶。
在含有润滑剂和增容剂的本发明组合物中，润滑剂和增容剂组合物总量的约1-约50重量％、优选约6-约45重量％、最优选约10-约40重量％是增容剂。按照重量比，在含有润滑剂和增容剂的本发明组合物中，润滑剂与增容剂的重量比是约99∶1-约1∶1、优选约15.7∶1-约1.2∶1、最优选约9∶1-约1.5∶1。增容剂可以以增容剂和卤代烃制冷剂的组合物形式进入压缩制冷体系。当将本发明增容剂和卤代烃制冷剂组合物引入压缩制冷体系中时，为了以满足于上述增容剂和润滑剂的相对量的量释放增容剂，增容剂和卤代烃制冷剂组合物通常含有占增容剂和卤代烃制冷剂组合物总量的约0.1-约40重量％、优选约0.2-约20重量％、最优选约0.3-约10重量％的增容剂。在含有含卤代烃制冷剂、润滑剂和增容剂的本发明组合物的压缩制冷体系中，卤代烃制冷剂、润滑剂和增容剂组合物的约1-约70重量％、优选约10-约60重量％是润滑剂和增容剂。对于获得可接受的润滑剂从非压缩机区域向压缩机区域的回流增容剂浓度通常不需高于润滑剂和增容剂组合物总量的约50重量％。增容剂浓度大于润滑剂和增容剂组合物总量的约50重量％反而会影响润滑剂的粘度，从而导致润滑不充分，以及在压缩机上的应力或力学破坏。增容剂浓度大于润滑剂和增容剂组合物总量的约50重量％还会负面影响压缩制冷体系中制冷剂组合物的制冷容量和性能。本发明组合物中的有效量增容剂使得卤代烃和润滑剂被加溶至一定范围，从而使压缩制冷体系中的润滑剂从非压缩机区域(例如蒸发器或冷凝器)向压缩机区域的充分回流。
本发明的卤代烃制冷剂含有至少一个碳原子和至少一个氟原子。尤其可以使用含有至少一个氟原子，任选含有氯和氧原子的有1-6个碳原子，并且标准沸点是-90℃-80℃的卤代烃。这些卤代烃可以用通式CwF2w+2-x-yHxClyOz表示，其中w是1-6，x是1-9，y是0-3且z是0-2。优选的卤代烃是其中w是1-6，x是1-5，y是0-1且z是0-1的卤代烃。本发明尤其使用了氢氟烃和氢氯氟烃基制冷剂。卤代烃制冷剂是可以从多种来源，诸如E.I.du Pont de Nemours & Co.，Fluoroproducts，Wilmington，Del.，19898，USA，获得的市售产物，或者从商业化学合成公司，诸如PCR Inc.，P.O.Box 1466，Gainesville，Florida.，32602，USA，，以及通过诸如The Journalof Fluorine Chemistry，or Chemistry of Organic FluorineCompounds，Milos Hudlicky编辑，The MacMillan Company出版，NewYork，N.Y.，1962.的现有技术公开的合成方法获得。代表性的卤代烃包括CHClF2(HCFC-22)、CHF3(HFC-23)、CH2F2(HFC-32)、CH3F(HFC-41)、CF3CF3(FC-116)、CHClFCF3(HCFC-124)、CHF2CF3(HFC-125)、CH2ClCF3(HCFC-133a)、CHF2CHF2(HFC-134)、CH2FCF3(HFC-134a)、CClF2CH3(HCFC-142b)、CHF2CH2F(HFC-143)、CF3CH3(HFC-143a)、CHF2CH3(HFC-152a)、CHF2CF2CF3(HFC-227ca)、CF3CFHCF3(HFC-227ea)、(HFC-236ca)、CH2FCF2CF3(HFC-236cb)、CHF2CHFCF3(HFC-236ea)、CF3CH2CF3(HFC-236fa)、CH2FCF2CHF2(HFC-245ca)、CH3CF2CF3(HFC-245cb)、CHF2CHFCHF2(HFC-245ea)、CH2FCHFCF3(HFC-245eb)、CHF2CH2CF3(HFC-245fa)、CH2FCF2CH2F(HFC-254ca)、CH2CF2CHF2(HFC-254cb)、CH2FCHFCHF2(HFC-254ea)、CH3CHFCF3(HFC-254eb)、CHF2CH2CHF2(HFC-254fa)、CH2FCH2CF3(HFC-254fb)、CH3CF2CH3(HFC-272ca)、CH3CHFCH2F(HFC-272ea)、CH2FCH2CH2F(HFC-272fa)、CH3CH2CF2H(HFC-272fb)、CH3CHFCH3(HFC-281ea)、CH3CH2CH2F(HFC-281fa)、CHF2CF2CF2CF2H(HFC-338pcc)、CF3CHFCHFCF2CF3(HFC-43-10mee)、C4F9OCH3和C4F9OC2H5。
本发明尤其使用了诸如下述的氢氟烃和氢氯氟烃基制冷剂CHClF2(HCFC-22)、CHF3(HFC-23)、CH2F2(HFC-32)、CHClFCF3(HCFC-124)、CHF2CF3(HFC-125)、CHF2CHF2(HFC-134)、CH2FCF3(HFC-134a)、CF3CH3(HFC-143a)、CHF2CH3(HFC-152a)、CHF2CF2CF3(HFC-227ca)、CF3CFHCF3(HFC-227ea)、CF3CH2CF3(HFC-236fa)、CHF2CH2CF3(HFC-245fa)、CHF2CF2CF2CF2H(HFC-338pcc)、CF3CHFCHFCF2CF3(HFC-43-10mee)；以及诸如以下的共沸和类共沸卤代烃制冷剂组合物HCFC-22/HFC-152a/HCFC-124(已知ASHRAE命名为R-401A、R-401B和R-401C)、HFC-125/HFC-143a/HFC-134a(已知ASHRAE命名为R-404A)、HFC-32/HFC-125/HFC-134a(已知ASHRAE命名为R-407A、R-407B和R-407C)、HCFC-22/HFC-143a/HFC-125(已知ASHRAE命名为R-408A)、HCFC-22/HCFC-124/HCFC-142b(已知ASHRAE命名为R-409A)、HFC-32/HFC-125(R-410A)和HFC-125/HFC-143a(已知ASHRAE命名为R-507)。
本发明的卤代烃任选还含有最多10重量％的二甲基醚或至少一种C3-C5烃，诸如丙烷、丙烯、环丙烷、正丁烷、异丁烷和正戊烷。含所述C3-C5烃的卤代烃的例子是HCFC-22/HFC-125/丙烷(已知ASHRAE命名为R-402A和R-402B)以及HCFC-22/八氟丙烷/丙烷(已知ASHRAE命名为R-403A和R-403B)的类共沸混合物。
本发明的润滑剂是那些常规用于使用氯氟烃制冷剂的压缩制冷设备的润滑剂。在1990 ASHRAE Handbook，Refrigeration Systems andApplications，第8章，题目是″Lubricants in RefrigerationSystems″，8.1-8.21页，论述了这样润滑剂及其特性，此处引作参考。本发明的润滑剂是通过考虑给定压缩机的要求和润滑剂即将暴露的环境而选择的。本发明的润滑剂优选具有的运动粘度是40℃下至少约15cs(厘沲)。本发明的润滑剂包括那些在压缩制冷润滑领域作为“矿物油”已知的润滑剂。矿物油包括链烷烃(即，直链和支碳链的饱和烃)、环烷(即环状链烷烃)和芳族化合物(即通过改变双键表征的含一个或多个环的不饱和环状烃)。本发明的润滑剂包括那些通常在压缩制冷润滑领域作为“合成油”已知的润滑剂。合成油包括烷基芳族化合物(即直链和支链的烷基烷基苯)、合成链烷烃和环烷，以及聚α烯烃。本发明的代表性常用润滑剂是从市场获得的BVM 100N(BVA Oils出售的链烷烃矿物油)、Suniso3GS(Crompton Co.出售的环烷矿物油)、Sontex372LT(Pennzoil出售的环烷矿物油)、CalumetRO-30(Calument Lubricants出售的环烷矿物油)、Zerol75和Zerol150(Shrieve Chemicals出售的直链烷基苯)和HAB 22(Nippon Oil出售的支链烷基苯)。
本发明的增容剂还包括式R1[(OR2)xOR3]y所示的聚氧化烯二醇醚，其中x是选自1-3的整数；y是选自1-4的整数；R1选自氢和具有1-6个碳原子和y个键合位置的脂族烃基；R2选自具有2-4个碳原子的脂族亚烃基；R3选自氢和具有1-6个碳原子的脂族和脂环族烃基；R1和R3的至少一个选自所述烃基；并且其中所述聚氧化烯二醇醚具有的分子量是约100-约300原子质量单位，并且碳和氧之比是约2.3-约5.0。在本发明的式R1[(OR2)xOR3]y所示聚氧化烯二醇醚增容剂中，x优选是1-2；y优选是1；R1和R3优选各自独立地选自氢和具有1-4个碳原子的脂族烃基；R2优选自具有2或3个碳原子，最优选具有3个碳原子的脂族亚烃基；聚氧化烯二醇醚的分子量优选是约100-约250原子质量单位、最优选约125-约250原子质量单位；并且聚氧化烯二醇醚的碳氧比在使用氢氟烃作为卤代烃制冷剂的情况下优选是约2.5-4.0，在使用氢氟烃作为卤代烃制冷剂的情况下更优选约2.7-约3.5，在使用含氢氯氟烃的制冷剂作为卤代烃制冷剂的情况下，优选约3.5-5.0，在使用含氢氯氟烃的制冷剂作为卤代烃制冷剂的情况下，最优选约4.0-约4.5。具有1-6个碳原子的R1和R3烃基可以是直链、支链或环状的。代表性的R1和R3烃基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、环戊基和环己基。在本发明聚氧化烯二醇醚增容剂上的自由羟基与某些压缩制冷设备的构造材料(例如Mylar)不相容的情况下，R1和R3优选是具有1-4个碳原子，最优选1个碳原子的脂族烃基。具有2-4个碳原子的R2脂族亚烃基形成重复的氧化烯基-(OR2)x-，包括氧乙烯基、氧丙烯基和氧丁烯基。在一个聚氧化烯二醇醚增容剂分子中含有R2的氧化烯基可以是相同的，或者一个分子中可以含有不同的R2氧化烯基。本发明的聚氧化烯二醇醚增容剂优选含有至少一个氧丙烯基。在R1是具有1-6个碳原子和y个键合位置的脂族或脂环族烃基的情况下，所述基团可以是直链、支链或环状的。有两个键合位置的代表性R1脂族烃基包括，例如亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚环戊基和亚环己基。具有3或4个键合位置的代表性R1脂族烃基包括通过除去多元醇，诸如三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、1，2，3-三羟基环己烷和1，3，5-三羟基环己烷的羟基而衍生的残基。代表性的聚氧化烯二醇醚增容剂包括CH3OCH2CH(CH3)O(H或CH3)(丙二醇甲基(或二甲基)醚)、CH3O[CH2CH(CH3)O]2(H或CH3)(一缩二丙二醇甲基(或二甲基)醚)、CH3O[CH2CH(CH3)O]3(H或CH3)(二缩三丙二醇甲基(或二甲基)醚)、C2H5OCH2CH(CH3)O(H或C2H5)(丙二醇乙基(或二乙基)醚)、C2H5O[CH2CH(CH3)O]2(H或C2H5)(一缩二丙二醇乙基(或二乙基)醚)、C2H5O[CH2CH(CH3)O]3(H或C2H5)(二缩三丙二醇乙基(或二乙基)醚)、C3H7OCH2CH(CH3)O(H或C3H7)(丙二醇正丙基(或二正丙基)醚)、C3H7O[CH2CH(CH3)O]2(H或C3H7)(一缩二丙二醇正丙基(或二正丙基)醚)、C3H7O[CH2CH(CH3)O]3(H或C3H7)(二缩三丙二醇正丙基(或二正丙基)醚)、C4H9OCH2CH(CH3)OH(丙二醇正丁基醚)、C4H9O[CH2CH(CH3)O]2(H或C4H9)(一缩二丙二醇正丁基(或二正丁基)醚)、C4H9O[CH2CH(CH3)O]3(H或C4H9)(二缩三丙二醇正丁基(或二正丁基)醚)、(CH3)3COCH2CH(CH3)OH(丙二醇叔丁基醚)、(CH3)3CO[CH2CH(CH3)O]2(H或(CH3)3)(一缩二丙二醇叔丁基(或二叔丁基)醚)、(CH3)3CO[CH2CH(CH3)O]3(H或(CH3)3)(二缩三丙二醇叔丁基(或二叔丁基)醚)、C5H11OCH2CH(CH3)OH(丙二醇正戊基醚)、C4H9OCH2CH(C2H5)OH(丁二醇正丁基醚)、C4H9O[CH2CH(C2H5)O]2H(一缩二丁二醇正丁基醚)、三羟甲基丙烷三正丁基醚(C2H5C(CH2O(CH2)3CH3)3)和三羟甲基丙烷二正丁基醚(C2H5C(CH2OC(CH2)3CH3)2CH2OH)。
本发明的增容剂还包括式R1CONR2R3和环-[R4CON(R5)-]所示的酰胺，其中R1、R2、R3和R5各自独立地选自具有1-12个碳原子的脂族和脂环族烃基，以及最多一个具有6-12个碳原子的芳基；R4选自具有3-12个碳原子的脂族亚烃基；以及其中所述酰胺具有的分子量是约120-约300原子质量单位，且碳和氧之比是约7-约20。所述酰胺的分子量优选是约160-约250原子质量单位。所述酰胺中碳和氧之比优选是约7-约16，最优选是约10-约14。R1、R2、R3和R5任选包括取代的基团，即含有选自卤素(例如氟、氯)和烷氧基(例如甲氧基)的非烃取代基的基团。R1、R2、R3和R5任选包括杂原子取代的基团，即在碳原子组成的链中含有氮(氮杂-)、氧(氧杂-)或硫(噻-)原子的基团。一般而言，在基团R1-3和R5中，对于每10个碳原子，存在的非烃取代基和杂原子不多于3个，优选不多于1个，并且所述非烃取代基和杂原子的存在必须顾及上述碳和氧之比和分子量的限制。优选的酰胺增容剂由碳、氢、氮和氧组成。代表性的R1、R2、R3和R5脂族和脂环族烃基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、环戊基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基及其构型异构体。代表性的R1、R2、R3和R5芳基包括苯基、枯烯基、基、甲苯基、二甲苯基、苄基、苯乙基、噻吩基、呋喃基、吡咯基和吡啶基。酰胺增容剂的优选实施方案是在上述式环-[R4CON(R5)-]中，R4由亚烃基(CR6R7)n表示，换句话说，式环-[(CR6R7)nCON(R5)-]表示的那些，其中(a)碳和氧之比和(b)分子量如上述定义的值；n是3-5的整数；R5是含1-12个碳原子的饱和烃基；R6和R7独立地根据上述R1-3的定义选择(对于各n)。在式环-[(CR6R7)nCON(R5)-]所示的内酰胺中，R6和R7均优选为氢，或在n个亚甲基单元中含有一个饱和烃基，且R5是含有3-12个碳原子的饱和烃基。例如，1-(饱和烃基)-5-甲基吡咯烷-2-酮。代表性的酰胺增容剂包括1-辛基吡咯烷-2-酮、1-癸基吡咯烷-2-酮、1-辛基-5-甲基吡咯烷-2-酮、1-丁基己内酰胺、1-异丁基己内酰胺、1-环己基吡咯烷-2-酮、1-环己基-5-甲基吡咯烷-2-酮、1-丁基-5-甲基哌啶-2-酮、1-戊基-5-甲基哌啶-2-酮、1-己基己内酰胺、1-己基-5-甲基吡咯烷-2-酮、1-庚基-5-甲基吡咯烷-2-酮、1-壬基-5-甲基吡咯烷-2-酮、1-十一烷基-5-甲基吡咯烷-2-酮、1-十二烷基-5-甲基吡咯烷-2-酮、5-甲基-1-戊基哌啶-2-酮、1，3-二甲基哌啶-2-酮、1-甲基己内酰胺、1-丁基-吡咯烷-2-酮、1，5-二甲基哌啶-2-酮、1-癸基-5-甲基吡咯烷-2-酮、1-十二烷基吡咯烷-2-酮、N，N-二丁基甲酰胺和N，N-二异丙基乙酰胺。
本发明的增容剂还包括式R1COR2表示的酮，其中R1和R2独立地选自具有1-12个碳原子的脂族、脂环族和芳族烃基，并且其中所述酮具有的分子量是70-约300原子质量单位，且碳和氧之比是约4-约13。所述酮的R1和R2各自独立地优选自具有1-9个碳原子的脂族和脂环族烃基。所述酮的分子量优选为约100-200原子质量单位。所述酮的碳和氧之比优选为约7-约10。R1和R2可以一起互相连接成亚烃基，以及形成五元、六元或七元环的环酮，例如环戊酮、环己酮和环庚酮。R1和R2可以任选包括取代的烃基，即含有选自卤素(例如氟、氯)和烷氧基(例如甲氧基)的非烃取代基的基团。R1和R2任选包括杂原子取代的烃基，即在碳原子组成的链中含有氮(氮杂-)、氧(酮-、氧杂-)或硫(噻-)原子的基团。一般而言，在基团R1和R2中，对于每10个碳原子，存在的非烃取代基和杂原子不超过3个，优选不超过1个，并且所述非烃取代基和杂原子的存在必须顾及上述碳和氧之比和分子量的限制。通式R1COR2中代表性的R1和R2脂族、脂环族和芳族烃基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、环戊基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基及其构型异构体，以及苯基、苄基、枯烯基、基、甲苯基、二甲苯基和苯乙基。代表性的酮增容剂包括2-丁酮、2-戊酮、苯乙酮、丙基苯基酮、戊基苯基酮、环己酮、环庚酮、2-庚酮、3-庚酮、5-甲基-2-己酮、2-辛酮、3-辛酮、二异丁基酮、4-乙基环己酮、2-壬酮、5-壬酮、2-癸酮、4-癸酮、2-萘烷酮、2-十三烷酮、二己基酮和二环己基酮。
本发明的增容剂还包括式R1CN表示的腈，其中R1选自具有5-12个碳原子的脂族、脂环族或芳族烃基，并且其中所述腈具有的分子量是90-约200原子质量单位，且碳和氮之比是约6-约12。所述腈增容剂中的R1优选自具有8-10个碳原子的脂族和脂环族烃基。所述腈增容剂的分子量优选是约120-约140原子质量单位，且碳和氮之比是约8-约9。R1任选包括取代的烃基，即含有选自卤素(例如氟、氯)和烷氧基(例如甲氧基)的非烃取代基的基团。R1任选包括杂原子取代的烃基，即在碳原子组成的链中含有氮(氮杂-)、氧(酮-、氧杂-)或硫(噻-)原子的基团。一般而言，对于R1中的每10个碳原子，存在的非烃取代基和杂原子不超过3个，优选不超过1个，并且所述非烃取代基和杂原子的存在必须顾及上述碳和氧之比和分子量的限制。通式R1CN中代表性的R1脂族、脂环族和芳族烃基包括戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、环戊基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基及其构型异构体，以及苯基、苄基、枯烯基、基、甲苯基、二甲苯基和苯乙基。代表性的腈增容剂包括1-氰基戊烷、2，2-二甲基-4-氰基戊烷、1-氰基己烷、1-氰基庚烷、1-氰基辛烷、2-氰基辛烷、1-氰基壬烷、1-氰基癸烷、2-氰基癸烷、1-氰基十一烷和1-氰基十二烷。腈增容剂尤其适合用于加溶HFC制冷剂与芳族和烷芳基润滑剂。
本发明的增容剂还包括式RClx所示的氯代烃，其中x选自1或2的整数；R选自具有1-12个碳原子的脂族和脂环族烃基；并且其中所述氯代烃具有的分子量是约100-约200原子质量单位，且碳和氯之比是约2-约10。所述氯代烃增容剂的分子量优选为约120-150原子质量单位。所述氯代烃增容剂中的碳和氯之比是约6-约7。通式RClx中的代表性R脂族、脂环族和芳族烃基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、环戊基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基及其构型异构体。代表性的氯代烃增容剂包括3-(氯甲基)戊烷、3-氯-3-甲基戊烷、1-氯己烷、1，6-二氯己烷、1-氯庚烷、1-氯壬烷、1-氯癸烷和1，1，1-三氯癸烷。
本发明的增容剂还包括式R1OR2所示的芳基醚，其中R1选自具有6-12个碳原子的芳烃基；R2选自具有1-4个碳原子的脂族烃基；并且其中所述芳基醚具有的分子量是约100-约150原子质量单位，且碳和氧之比是约4-约20。所述芳基醚增容剂的碳和氧之比优选是约7-约10。通式R1OR2中的代表性R1芳基包括苯基、联苯基、枯烯基、基、甲苯基、二甲苯基、萘基和吡啶基。通式R1OR2中的代表性R2脂族烃基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基。代表性的芳基醚增容剂包括甲基苯基醚(苯甲醚)、1，3-二甲基氧基苯、乙基苯基醚和丙基苯基醚。
本发明的增容剂还包括通式CF3R1所示的1，1，1-三氟烷烃，其中R1选自具有约5-约15个碳原子的脂族和脂环族烃基，优选直链的饱和伯烷基。代表性的1，1，1-三氟烷烃增容剂包括1，1，1-三氟己烷和1，1，1-三氟十二烷。
本发明的增容剂还包括通式R1OCF2CF2H所示的氟代醚，其中R1选自具有约5-约15个碳原子的脂族和脂环族烃基，优选直链的饱和伯烷基。代表性氟代醚增容剂包括C8H17OCF2CF2H和C6H13OCF2CF2H。
本发明的增容剂可以包括一种增容剂或以任意比例混合的多种增容剂。例如，增容剂可以包括选自一种增容剂的化合物的混合物(例如，聚氧化烯二醇醚的混合物)或选自不同种类增容剂的化合物的混合物(例如，聚氧化烯二醇醚和酮的混合物)。
本发明的增容剂任选还含有基于增容剂的总量，约1-约50重量％、优选约1-约10重量％的含有-CO2-官能团且碳和酯官能团中羰基氧之比为约2-约6的酯。任选的酯可以由通式R1CO2R2表示，其中R1和R2独立选自直链或环状的饱和及不饱和烷基和芳基。R1和R2任选连接成环，诸如内酯。优选的任选的酯基本上由C、H和O元素组成，具有约80-约550原子质量单位的分子量。代表性的任选的酯包括(CH3)2CHCH2OOC(CH2)2-4OCOCH2CH(CH3)2(二异丁基二元酯)、己酸乙酯、庚酸乙酯、丙酸正丁酯、丙酸正丙酯、苯甲酸乙酯、邻苯二甲酸二正丙酯、苯甲酸乙氧基乙酯、碳酸二丙酯、“Exxate 700”(一种市售的乙酸C7烷基酯)、“Exxate 800”(一种市售的乙酸C8烷基酯)、邻苯二甲酸二丁酯和乙酸正丁酯。
本发明的增容剂任选还含有至少一种聚乙烯基醚聚合物，包括聚乙烯基醚均聚物、聚乙烯基醚共聚物和乙烯基醚与烯烃(例如乙烯和丙烯)的共聚物，和/或官能化的烯烃(例如乙酸乙烯酯和苯乙烯)。代表性的聚乙烯基醚是Idemitsu Kosan出售PVE 32，其具有的运动粘度在40℃下是32cs。
本发明的增容剂任选还含有约0.5-约50重量％(基于增容剂的总量)具有5-15个碳原子的直链或环状脂族或芳族烃。代表性的烃包括戊烷、己烷、辛烷、壬烷、癸烷、IsoparH(一种高纯度的C11-C12异链烷烃)、Aromatic 150(一种C9-C11芳烃)、Aromatic 200(一种C9-C15芳烃)和Naptha 140。这些烃均由Exxon Chemical，USA.出售。
本发明的增容剂任选还含有约0.01-30重量％(基于增容剂的总量)添加剂，用于以减少润滑剂对金属的附着的方式降低金属铜、铝、钢或在热交换器中发现的其它金属的表面能。降低金属表面能的添加剂的例子包括在WIPO PCT申请WO 96/7721中公开的那些，诸如ZonylFSA、ZonylFSP和ZonylFSj，以上均为E.I.du Pont deNemours and Co.的产品。实际上，通过降低金属和润滑剂之间的附着力(即用一种更牢固地结合于金属的化合物代替)，润滑剂更自由地循环通过换热器，而不是以层状形式残留在金属的表面上。这使得对金属的传热增加，并使润滑剂有效回流至压缩机。
根据需要，可以任选地向本发明组合物中加入常规使用的制冷体系添加剂，以增强润滑性和体系稳定性。这些添加剂一般是制冷压缩机润滑领域已知的，并且包括抗磨添加剂、特压润滑剂、抗腐蚀剂和抗氧化剂、金属表面钝化剂(metal surface deactivators)、自由基清除剂、起泡和消泡控制剂、检漏剂等。一般而言，这些添加剂仅以相对于润滑剂组合物总量的少量存在。它们通常以每种添加剂低于约0.1％，最多约3％的浓度使用。在各个体系需要的基础上选择这些添加剂。所述添加剂的一些常用例子包括，但不限于增润剂，诸如磷酸和硫代磷酸的烷基或芳基酯。其中包括EP润滑添加剂的磷酸三芳基酯家族的成员，诸如丁基化的磷酸三苯基酯(BTPP)，或其它烷基化的磷酸三芳基酯，例如Akzo Chemicals生产的Syn-0-Ad 8478、磷酸三甲苯酯和有关的化合物。此外，二烷基二硫代磷酸金属盐(例如二烷基二硫代磷酸锌或ZDDP，Lubrizol 1375)和这类化合物中的其它成员可以用于本发明的组合物。其它抗磨添加剂包括天然产物油和不对称多羟基润滑添加剂，诸如Synergol TMS(International Lubricants)。类似地，可以使用稳定剂，诸如抗氧化剂、自由基清除剂和除水剂。这类化合物包括但不限于丁基化的羟基甲苯(BHT)和环氧化物。
诸如酮的增容剂会具有令人不快的气味，这可以通过加入气味遮盖剂(odor masking agent)或香料掩盖。气味遮盖剂或香料的常用例子包括Intercontinental Fragrance出售的Evergreen、FreshLemon、Cherry、Cinnamon、Peppermint、Floral或Orange Peel，以及d-柠檬烯和蒎烯。所述气味遮盖剂可以以基于气味遮盖剂和增容剂总重量的约0.001％-最多约15重量％的浓度使用。
本发明还包括产生制冷的方法，包括在待冷却物体附近蒸发含卤代烃的本发明制冷组合物，以及产生热量的方法，包括在待加热物体的存在下在润滑剂和增容剂的存在下压缩卤代烃制冷剂。
本发明还包括在润滑剂中加溶卤代烃制冷剂的方法，包括在有效量的增容剂存在下，将卤代烃制冷剂与润滑剂接触，形成卤代烃制冷剂和润滑剂的溶液。
本发明还涉及在压缩制冷体系中将润滑剂从非压缩机区域回流至压缩机区域的方法，包括(a)在有效量的增容剂存在下，将非压缩机区域中的润滑剂与至少一种卤代烃制冷剂接触；和(b)将润滑剂从制冷体系的非压缩机区域回流至压缩机区域。
本发明还包括在制冷体系中将润滑剂从低压区回流至压缩机区域的方法，包括(a)在有效量的增容剂存在下，将制冷体系低压区中的润滑剂与至少一种卤代烃制冷剂接触；以及(b)将润滑剂从制冷体系的低压区回流至压缩机区域。
压缩制冷体系的制冷区通常被保温层环绕，以增加体系的能效。所述保温层通常包括热塑性或热固性聚合物泡沫，主要是刚性的闭孔聚异氰脲酸酯和聚氨酯泡沫塑料。随着作为聚合物发泡剂使用的氯氟烃和氢氯氟烃被淘汰，发现不消耗臭氧的氢氟烃，诸如1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)和1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC 245fa)是可替代的发泡剂。刚性聚氨酯泡沫随时间保持的低孔气导热率(cell gas thermalconductivity)是这些泡沫优异绝热特性的关键。虽然氯氟烃能满足发泡剂主要性能标准(挥发性、不反应性、溶解度、蒸发热)，但是它们具有高于常规氯氟烃和氢氯氟烃发泡剂的蒸汽导热率。发现使用氢氟烃发泡剂生产的保温泡沫塑料用途广泛，但这些泡沫塑料的保温性能比用常规发泡剂发泡的相同泡沫稍差，这是一个需要解决的问题。
本发明的增容剂改善了上述压缩制冷体系的能效和容量，并且它们的使用足以补偿由于使用用氢氟烃发泡的保温泡沫塑料而产生的制冷体系的能效降低。本发明人已经发现了这样一种制冷体系，其中制冷区被用氢氟烃发泡剂发泡的聚合物保温层环绕，并且其中制冷体系使用了上述含增容剂的制冷组合物。因此，本发明还包括一种含有包括压缩机、蒸发器和冷凝器的压缩制冷回路以及含与所述蒸发器接触的制冷室的绝热压力通风系统的制冷设备，所述回路含有增容剂。制冷回路含有选自氢氟烃和氢氯氟烃的卤代烃制冷剂、选自链烷烃、环烷、芳族化合物和聚α-烯烃的润滑剂以及有效量的上述增容剂。绝热压力通风系统包括用氢氟烃发泡剂发泡的聚合物泡沫。绝热压力通风系统优选包括用氢氟烃发泡剂发泡的刚性闭孔热塑性(例如聚苯乙烯)或热固性(例如聚异氰脲酸酯和聚氨酯)的聚合物泡沫，所述泡沫的孔含有气态氢氟烃。蒸发器可以与所述制冷室直接或间接(例如次级回路构型)接触。本发明还包括一种改进含闭孔聚合物绝热泡沫(在泡沫的孔中含气态氢氟烃)的压缩制冷体系的能效的方法，包括在压缩制冷体系中使用上述增容剂。
实施例提供以下实施例以阐述本发明的某些方面，但并不限制本发明的范围。
除非另有说明，此处所有的百分比(％)是重量百分比。
Naptha 140(标准沸点是188-208℃的链烷烃和环烷烃)、Aromatic150(标准沸点是184-204℃的芳族化合物)以及IsoparH(标准沸点是161-203℃的异链烷烃)全部是Exxon Chemicals的产品。Exxate700是Exxon生产的乙酸C7烷基酯。此处使用的“POE 22”是Mobil Oil产品Arctic EAL22(一种40℃下的运动粘度是22cs的多元醇酯润滑剂)的缩写。此处使用的“POE32”是Uniqema产品Emkarate RL32(一种40℃下的运动粘度是32cs的多元醇酯润滑剂)的缩写。Zerol 75是一种40℃下的运动粘度是15cs的烷基苯润滑剂，Zerol 150是一种40℃下的运动粘度是32cs的烷基苯润滑剂，Zerol 200 TD是一种40℃下的运动粘度是40cs的烷基苯润滑剂，以及Zerol 300是一种40℃下的运动粘度是57cs的烷基苯润滑剂。Zerol产品全部由ShrieveCorporation销售。PVE 32是一种由Idemitsu Kosan出售的40℃下的运动粘度是32cs的聚乙烯基醚。Ucon LB-65是一种由UnionCarbide出售的平均分子量约为340的聚氧化丙二醇润滑剂。Ucon50-HB-100是一种由Union Carbide出售的平均分子量约为520的含等量氧化乙烯和氧化丙烯基团的润滑剂。Ucon 488是一种40℃下的运动粘度是130cs的Union Carbide的产品。Suniso3GS(此处有时缩写为“3GS”)是一种40℃下运动粘度是33cs的环烷矿物油。Suniso4GS(此处有时缩写为″4GS″)是一种40℃下运动粘度是62cs的环烷矿物油。Suniso产品全部由Crompton Corporation出售。HAB22在40℃下运动粘度是22cs，是一种由Nippon Oil出售的支链烷基苯油。
HCFC-22是一氯二氟甲烷。HFC-134a是1，1，1，2-四氟乙烷。R401A是一种含有53wt％ HCFC-22、13wt％ HFC-152a(1，1-二氟乙烷)和34wt％HCFC-124(2-氯-1，1，1，2-四氟乙烷)的混合制冷剂。R404A是一种含44wt％ HFC-125(五氟乙烷)、52wt％ HFC-143a(1，1，1-三氟乙烷)和4wt％ HFC-134a的混合制冷剂。R407C是一种含23wt％ HFC-32(二氟甲烷)、25wt％ HFC-125和52wt％ HFC-134a的混合制冷剂。R410A是一种50wt％ HFC-32和50wt％ HFC-125的混合制冷剂。
下表是此处使用的各种材料的缩写及其相应的材料名称，以及分子式和分子量(如果有关)

实施例1将本发明的聚氧化烯二醇醚增容剂与制冷剂和润滑剂一起置于一个适合的容器中，降低温度直至肉眼观察到两相(即相分离温度，以下也称为″PST″)。容器中的组合物是50wt％ HFC-134a、25wt％ Zerol 150和25wt％增容剂。以下和图1显示了结果。
实施例1

数据显示出对于相分离温度是137℃的50wt％ HFC-134a/50wt％Zerol 150烷基苯润滑剂，相分离温度明显降低。数据显示出，在聚氧化烯二醇醚增容剂的特定碳氧比下产生了最低的相分离温度，这表明氢氟烃制冷剂在烷基苯润滑剂中的溶解度得以最大提高。
实施例2本发明的聚氧化烯二醇醚增容剂与制冷剂和润滑剂一起置于一个适合的容器中，降低温度直至观察到两相。容器中的组合物是50wt％R401A制冷剂、40wt％ Suniso 3GS和10wt％聚氧化烯二醇醚增容剂。以下和图2显示了结果。
实施例2

数据显示出对于相分离温度是24℃的50wt％R401A制冷剂/50wt％Suniso 3GS矿物油润滑剂，相分离温度明显降低。数据显示出，在聚氧化烯二醇醚增容剂的特定碳氧比下产生了最低的相分离温度，这表明含氢氯氟烃的制冷剂在矿物油润滑剂中的溶解度得以最大提高。
还测试了丁基苯基醚(C10H14O)(一种芳基醚增容剂)，令人惊奇地显示出了-32℃的低相分离温度。
实施例3本发明的酮增容剂与制冷剂和润滑剂一起置于一个适合的容器中，降低温度直至观察到两相。容器中的组合物是50wt％ HFC-134a、25wt％ Zerol 150和25wt％酮增容剂。以下和图3显示了结果。
实施例3

数据显示出对于相分离温度是137℃的50wt％ HFC-134a/50wt％Zerol 150烷基苯润滑剂，相分离温度明显降低。数据显示出，在酮增容剂的特定碳氧比下产生了最低的相分离温度，这表明氢氟烃制冷剂在烷基苯润滑剂中的溶解度得以最大提高。
实施例4本发明的腈增容剂与制冷剂和润滑剂一起置于一个适合的容器中，降低温度直至观察到两相。容器中的组合物是50wt％ HFC-134a、25wt％ Zerol 150和25wt％腈化合物。以下和图4显示了结果。
实施例4

数据显示出，对于相分离温度是137℃的50wt％ HFC-134a/50wt％Zerol 150烷基苯润滑剂，相分离温度明显降低。数据显示出，在腈增容剂的特定碳氮比下产生了最低的相分离温度，这表明氢氟烃制冷剂在烷基苯润滑剂中的溶解度得以最大提高。
实施例5本发明的氯代烃增容剂与制冷剂和润滑剂一起置于一个适合的容器中，降低温度直至观察到两相。容器中的组合物是50wt％ HFC-134a、25wt％ Zerol 150和25wt％氯代烃增容剂。以下和图5显示了结果。
实施例5

数据显示出对于相分离温度是137℃的50wt％ HFC-134a/50wt％Zerol 150烷基苯润滑剂，相分离温度明显降低。数据显示出，在氯代烃增容剂的特定碳氯比下产生了最低的相分离温度，这表明氢氟烃制冷剂在烷基苯润滑剂中的溶解度得以最大提高。
实施例6本发明的氯代烃增容剂与制冷剂和润滑剂一起置于一个适合的容器中，降低温度直至观察到两相。容器中的组合物是50wt％ R401A制冷剂、40wt％ Suniso 3GS和10wt％氯代烃增容剂。以下和图6显示了结果。
实施例6

数据显示出对于相分离温度是24℃的50wt％ R401A/50wt％ Suniso3GS矿物油，相分离温度明显降低。数据显示出，在氯代烃增容剂的特定碳氯比下产生了最低的相分离温度，这表明含氢氯氟烃的制冷剂在矿物油润滑剂中的最大溶解度。还表明Chlorowax 5760具有不能接受的79℃的高PST。
实施例7本发明的酰胺增容剂与制冷剂和润滑剂一起置于一个适合的容器中，降低温度直至观察到两相。容器中的组合物是HFC-134a或R401A制冷剂、Zerol 150或Suniso 3GS和酰胺增容剂。以下以及图7和8显示了结果。
实施例7

数据显示出对于相分离温度是137℃的50wt％ HFC-134a/50wt％Zerol 150，以及相分离温度是24℃的50wt％ R401A/50wt％ Suniso3GS，含氢氟烃和含氢氯氟烃的制冷剂/润滑剂体系的相分离温度均明显降低。在特定碳与酰胺氧之比下产生了酰胺增容剂与HFC-134a和Zerol 150的最低相分离温度，这表明氯氟烃制冷剂在烷基苯润滑剂中溶解度的最大改善。酰胺增容剂与R401A制冷剂和Suniso 3GS矿物油润滑剂的相分离温度随碳与酰胺氧之比的增加而降低。
实施例8本发明的聚氧化烯二醇醚增容剂与制冷剂和润滑剂一起置于一个适合的容器中，降低温度直至观察到两相。容器中的组合物是25wt％Zerol 150、25wt％增容剂和50％HFC-32、HFC-125或R410A制冷剂中的一种。以下和图9显示了结果。
实施例8

数据显示了当HFC-32和HFC-125制冷剂混合形成R410A制冷剂时，对纯HFC-32或HFC-125出人意料和通常降低的相分离温度。
实施例9本发明的芳基醚、1，1，1-三氟烷烃和氟代醚增容剂与制冷剂和润滑剂一起置于一个适合的容器中，降低温度直至观察到两相。容器中的组合物是50％HFC-134a制冷剂、25wt％ Zerol 150烷基苯润滑剂和25wt％增容剂。结果如下所示。
实施例9

数据显示出对于相分离温度是137℃的50wt％ HFC-134a/50wt％Zerol 150，以及相分离温度是24℃的50wt％ R401A制冷剂/50wt％Suniso 3GS，这些增容剂与含氢氟烃和含氢氯氟烃制冷剂的相分离温度明显降低。
实施例10-28将7.5g HFC-43-10mee(CF3CF2CHFCHFCF3)(以下称为″4310″)和2.5g选定润滑剂加到测试管中。将本发明增容剂以1g的量递增加入4310/润滑剂混合物中，并于25℃下搅拌。记录相水平变化，并通过气相色谱分析各层的组成。逐克加入增容剂，直至管的内容物达到一个均相。结果如下。
实施例10

实施例11

实施例12

实施例13

实施例14

实施例15

实施例16


实施例17在本实施例中，DIP＝等重量份的PnB、DPnB和Isopar H

实施例18本实施例中，“A”是2-庚酮。

实施例19在本实施例中，“A”是5-甲基-2-己酮。

实施例20


实施例21在本实施例中，PDD＝等重量份的PnB、DMM和DPnB。

实施例22本实施例中，DDN＝等重量份的DPnB、DMM和Naptha 140(“N140”)。


实施例23本实施例中，DDN＝等重量份的DPnB、DMM和Aromatic 150(“A150”)。

实施例24
本实施例中，PD＝2重量份PnB、1重量份DPnB。

实施例25本实施例中，PD＝2重量份PnB，1重量份DPnB。

实施例26本实施例中，PD＝2重量份PnB，1重量份DPnB。

实施例27

实施例28

结果表明，本发明的增容剂通过将大量制冷剂(4310)拖入润滑剂相(顶层)，以及将润滑剂(3GS或Zerol 150)拖入制冷剂相(底层)而提高了氢氟烃和常规润滑剂之间的溶解度。该增容剂对溶解度的改善明显好于单独的IsoparH，单独的IsoparH从未达到一相。在分别加入1g后，与单独的PnB、DPnB或IsoparH(15％、13％和0.4％)相比，PnB、DPnB和Isopar H的结合令人惊奇地将更多的4310拖入润滑剂相(17％)。本方法最优选的增容剂是1-辛基吡咯烷-2-酮，与Zerol 150烷基苯润滑剂达到一相仅需3g。
还将己二醇与HFC-4310mee和Zerol 150一起测试作为对比数据，但在加入10g己二醇后，溶液仍保持为两相。
实施例29在润滑剂回流设备中如下测试润滑剂的回流。将液体制冷剂由高压钢瓶通过铜管向加热器进料，制冷剂在加热器中蒸发。随后将制冷剂蒸汽通过压力调节器和计量阀，将流速控制为1,100cc/分钟的恒定速率，以及将压力控制在101kPa(1大气压)。将制冷剂蒸汽引入另一长度为180cm，外径是0.635cm的U型铜管中，并置于恒温浴中。U型管(U-管)的形状是开始37cm长的垂直部分，然后是在恒温浴底部的弯曲成27cm长的水平部分。U管随后以四个23cm的锯齿形垂直上伸，接着是另一个23cm长的垂直部分。U-tube管中填充了10g润滑剂，任选还含有增容剂，其通过37cm的垂直管加入U管中。制冷剂蒸汽缓慢通过U管中的润滑剂。在回收器中收集存在于U管中的制冷剂和润滑剂，并随后将制冷剂从润滑剂中蒸发。然后称重润滑剂，以测定有多少润滑剂被制冷剂从U管中带走。
将制冷剂R407C置于制冷剂钢瓶中。Suniso 3GS矿物油或Suniso3GS油和本发明增容剂一起置于铜U管中，其中混合的润滑剂和制冷剂是10g。将恒温浴保持为-20℃。制冷剂R407C蒸汽以1,100cm3/分钟的流速通过U管，并且以6、10和20分钟的时间间隔测量接收器中的润滑剂重量。数据如下所示。
实施例29

结果表明，向3GS矿物油中加入2-庚酮和5甲基-2-己酮相对于纯3GS或3GS中的Isopar H使润滑剂回流显著增加。
实施例30使用实施例29的设备和步骤测试带有Zerol 150烷基苯润滑剂，有或没有增容剂的制冷剂HFC-134a。结果如下所示。
实施例30

*Ucon LB-65是一种由Union Carbide出售的平均分子量约为340的聚氧化丙二醇。
**Ucon 50-HB-100是一种由Union Carbide出售的平均分子量约为520的含等量氧化乙烯和氧化丙烯基的润滑剂。
***Syn-0-Ad 8478是一种由Akzo Chemicals生产的烷基化的三烷基磷酸酯。
结果显示出，加入聚氧化烯二醇醚增容剂，任选加入诸如抗磨添加剂或烃类的其它添加剂明显改善了烷基苯润滑剂的润滑剂回流，并提供了相当于POE 22多元醇酯润滑剂的性能。对比数据显示出，分子量更大的聚氧化丙烯润滑剂并未提供可接受的润滑剂回流。
实施例31使用实施例29的设备和步骤测试带有Zerol 150烷基苯润滑剂，有或没有增容剂的制冷剂R404A，对照于POE22多元醇酯润滑剂。结果如下所示。
实施例31

结果显示出，相对于多元醇酯润滑剂POE 22多元醇酯润滑剂，向Zerol 150中加入本发明增容剂提供了明显改善的润滑剂回流。
实施例32使用实施例29的设备和步骤测试带有Zerol 150烷基苯润滑剂，有或没有增容剂的制冷剂HFC-134a，对照于POE 22多元醇酯润滑剂。结果如下所示。
实施例32

*″Orange″和″Cinnamon″是Intercontinental Fragrance出售的香料。
结果显示出，向Zerol 150中加入本发明增容剂提供了相当于POE22多元醇酯润滑剂的润滑剂回流。
实施例33使用实施例29的设备和步骤测试带有Suniso 3GS矿物油润滑剂，有或没有增容剂的制冷剂R401A，对照于纯Zerol 150。结果如下所示。
实施例33

结果显示出，向Suniso 3GS中加入本发明增容剂相对于Zerol 150提供了改善的润滑剂回流。
实施例34使用实施例29的设备和步骤测试带有Zerol 150烷基苯润滑剂，有或没有增容剂的制冷剂R410A，对照于POE 22多元醇酯润滑剂。结果如下所示。
实施例34

*不溶于Zerol150中**由Union Carbide出售的平均分子量为520的带氧化乙烯和氧化丙烯基的聚亚烷基二醇润滑剂。
结果显示出，在Zerol 150中使用本发明增容剂提供了相当于POE22多元醇酯润滑剂的改善的润滑剂回流。
实施例35-36进行测试，以测定在使用Zerol 150烷基苯润滑剂和本发明增容剂的情况下，制冷剂R410A是否可用于HCFC-22载体加热泵(Carrierheat pump)(Tech 2000型)。加热泵配备了视窗和在润滑剂槽中带有校平管的R410A Copeland滚动压缩机(ZP32K3ER-410)。通风旋管单元(fan-coil unit)安装在周围室(environmental chamber)的内室中，室外单元安装在外室中。两个单元通过吸引管线中外径为1.59cm(5/8英寸)的铜管以及液体管线中外径为1.27cm(1/2英寸)的铜管连接。体系中充有3,180g制冷剂和1,110g含增容剂的润滑剂。带有多元醇酯润滑剂的制冷剂R410A作为基线用于对比。在ASHRAE冷却和低温加热条件下进行实验。冷却时，将内室控制在26.7℃(80°F)和50％相对湿度，外室控制在27.8℃(82°F)和40％相对湿度。低温加热时，内室控制在21.1℃(70°F)和57％相对湿度，外室控制在-8.3℃(17°F)和60％相对湿度。在运行之间充分冲洗体系，以除去残余的润滑剂。制冷剂一侧的测量结果如下所示。
实施例35-冷却实验

实施例36-低温加热实验

结果表明，当向Zerol 150、Suniso 3GS或4GS中加入增容剂时，润滑剂回流、能效以及容量增加，以及在若干情况下，性能相当于或优于多元醇酯。在加热过程中EER也明显改善。
实施例37使用实施例32的设备和步骤测试带有本发明增容剂的R410A制冷剂。冷却结果见下表所示。
实施例37

数据表明，仅使用戊烷提供了不充分的制冷剂回流、容量和能效。PnB/DPnB作为增容剂提供了增强的性能，并且PnB/DPnB/戊烷混合物作为增容剂提供了最佳的总体性能，包括与多元醇酯润滑剂POE22相当的EER。
实施例38使用实施例32的设备和步骤测试带有本发明增容剂的R410A制冷剂。但在本实验中，用R410A蒸发器代替HCFC-22蒸发器。冷却结果见下表所示。
实施例38

*″Orange″和″Cinnamon″是Intercontinental Fragrance出售的香料。
数据表明，相对于纯Zerol 150，使用增容剂在容量、能效和润滑剂回流方面明显改善，尽管体系具有HCFC-22冷凝器和R410A蒸发器。
实施例39进行测试，以测定在使用Zerol 150烷基苯润滑剂和增容剂的情况下，R410A制冷剂是否可用于R410A加热泵。加热泵配备了视窗和在润滑剂槽中的校平管。通风旋管单元安装在周围室的内室中，室外单元安装在外室中。两个单元通过吸引管线中外径为1.59cm(5/8英寸)的铜管以及液体管线中外径为1.27cm(1/2英寸)的铜管连接。体系中充有3,860g制冷剂和1,270ml含本发明增容剂的润滑剂。带有POE22多元醇酯润滑剂的制冷剂R410A作为基线用于对比。在ASHRAE冷却条件下进行实验。冷却时，将内室控制在26.7℃(80°F)和50％相对湿度，外室控制在27.8℃(82°F)和40％相对湿度。在运行之间充分冲洗体系，以除去残余的润滑剂。制冷剂一侧的测量结果如下所示。
实施例39-冷却实验

*Zerol 150测试在完成之前停止-压缩机储槽的润滑剂水平变得过低。
**“Orange”和“Cinnamon”是Intercontinental Fragrance出售的香料。
数据表明，向Zerol 150中加入本发明增容剂改善了润滑剂回流、容量和效率。使用1-辛基吡咯烷-2-酮酰胺增容剂所显示的性能相当于POE 22多元醇酯润滑剂基线。还如下进行了改型模拟，其中将R410A加热泵充入POE 22并进行操作，随后排空并在没有中间冲洗的情况下加入Zerol 150中的45％1-辛基-2-吡咯烷-2-酮。体系效率和容量在原始POE 22基线的2％之内。
实施例40进行测试，以测定在使用常规Zerol 150或Suniso 3GS以及本发明增容剂的情况下，HFC-134a制冷剂是否可用于家用制冷机(Whirlpool 21立方英尺)。制冷机装配了压力和温度测量装置，以及密封往复式压缩机和两个通风机的功率测量装置。压缩机还装配了视窗，以监控操作过程中的润滑剂水平。在控制在27.8℃和40％相对湿度的室内测试制冷机。开启制冷机并进行冷却，直至制冷机隔间达到3.3℃。随后使用基于温度、压力和功率输入的热力学模式计算能效(COP)和容量。在运行之间充分冲洗体系，以除去残余的润滑剂。在所有的实验中，润滑剂水平适当，这表明没有润滑剂回流问题。
实施例40

*蒸发器溢出，测试未能完成。
结果表明，当本发明增容剂与常规润滑剂一起使用时，能效显著改善。与单独使用低粘度烷基苯润滑剂(Zerol 75)相比，改善也是可见的。与POE 22多元醇酯润滑剂相比，容量的改善也是可见的。
实施例41在50％的相对湿度下的室内，将本发明增容剂与Zerol 150混合并置于浅盘中。将组合物定期取样并通过Karl Fischer滴定法对水进行分析。对多元醇酯、聚乙烯基醚和聚亚烷基二醇润滑剂的结果如下所示，以ppm水表示。
实施例41

结果显示，本发明的增容剂/润滑剂组合物的吸水比多元醇酯少，并明显少于聚乙烯基醚和聚亚烷基二醇润滑剂的吸水。即使本发明的增容剂/润滑剂组合物吸收一些水，它们含有游离(不混溶)水的风险也比Zerol 150低。游离水会在膨胀装置中冻结并引起压缩机故障。
实施例42测试本发明组合物的热稳定性。将不锈钢、铝和铜金属样片置于装有R410A制冷剂、Zerol 150润滑剂和本发明增容剂的密封玻璃管中。在四种情况下加入1,000ppm水。将管于175℃下保持14天。结果见下表所示。
实施例42

结果显示，本发明的组合物甚至在1,000ppm水的存在下也是热稳定的，这表明未形成酸。在水存在下，多元醇酯润滑剂由于水解和形成酸而导致铜的腐蚀。
实施例43使用与Keithley 617型静电计连接的Balsbaugh液体测试电池，采用ASTM D-1169法测量体积电阻。Keithley 247型高压电源用作激发源。使用GenRad 1189型电容电桥测量用于计算电阻和介电常数的电容。结果如下所示。
实施例43

结果显示，相对于POE22多元醇酯润滑剂，本发明组合物具有改进的电性能。它们实现出体积电阻的增加和介电常数的降低，这改善了电绝缘性能并保护压缩机电马达的弯曲材料。
实施例44对带有R410A制冷剂的Zerol 150中的本发明组合物进行溶解度和粘度测量。数据用于测定10℃、1MPa下的蒸发器条件下溶于润滑剂的制冷剂量以及随后的粘度降低。数据与R410A/POE 22和R410A/Zerol 150进行对比。还于80℃和2.5MPa下测量了压缩条件下的粘度和制冷剂溶于润滑剂的百分比。结果如下。
实施例44

结果显示，通过将本发明增容剂加入常规烷基苯润滑剂，制冷剂溶解度显著增加，并且随后在蒸发器中粘度降低。这种粘度降低可以导致润滑剂向压缩机的回流改善。由于在压缩条件下溶于润滑剂中的制冷剂比POE 22少，保留的高粘度足以润滑压缩机。
实施例45使用ViscoPro2000粘度计测量POE 22、Zerol 150和含10wt％PnB和5wt％DPnB的Zerol 150的粘度。结果见图10。结果显示，10％PnB和5％DPnB增加了Zerol 150的粘度指数。由此给出了希望的结果，即低温下的粘度较低，而高温下的粘度不降低，其分布曲线类似于POE22。这增强了由蒸发器的润滑剂回流，同时在压缩机中保持了良好的粘度。
实施例46
使用钢球进行使用ASTM D4172B的四球磨实验，以评价本发明组合物的润滑性。使用不同增容剂于烷基苯润滑剂中的混合物进行实验60分钟，并与没有增容剂的润滑剂进行比较。测定擦痕和平均摩擦系数。结果如下。

结果显示，减小的擦痕尺寸和类似的较低摩擦系数证明，在本发明增容剂加入常规润滑剂中的情况下，润滑性能类似或得以改善。抗磨添加剂，诸如Synergol的加入进一步改善了润滑性能。
实施例47使用本发明组合物进行压缩持久性测试。在滚动和旋转压缩机上进行溢出启动实验。溢出启动实验是停车时压缩机储槽被制冷剂溢流的严格条件。在启动过程中，制冷剂的存在降低了润滑剂粘度，导致压缩机润滑不充分。这在使用不混溶制冷剂/润滑剂体系时尤其困难，其中在压缩机储槽中形成了两层，制冷剂层是底层，润滑剂通常在这个位置上被拖入压缩机轴承。在-12.2℃的吸入温度和37.8℃的排出温度下测试压缩机。压缩机以3分钟开，15分钟静止循环1000次。在测试后，拆开压缩机并检查磨损。未观察到明显的磨损。
实施例47

实施例48测试本发明增容剂与一些用于全密闭压缩机中的聚酯发动机材料的相容性。将聚酯膜带置于带有HFC-134a制冷剂和不同润滑剂/增容剂组合的密闭管中。将管于150℃下保持两周。取出聚酯带并通过180℃的弧度弯曲10次，以评估其脆化情况。液体和蒸汽相中的带均进行评价。结果见下表。
实施例48

数据表明，没有游离羟基的DMM(CH3O[CH2CH(CH3)O]2CH3)相对于有末端羟基的PnB(C4H9OCH2CH(CH3)OH)和DPnB(C4H9O(CH2CH(CH3)O)2H)具有明显改善的与聚酯发动机材料的相容性。数据还显示出烷基吡咯烷酮，诸如1-辛基-2-吡咯烷酮与聚酯发动机材料相容，并优选用于某些全密闭压缩机。
权利要求
1.一种用于压缩制冷和空调的润滑剂组合物，包括(a)至少一种选自链烷烃、环烷、芳族化合物和聚α-烯烃的润滑剂；和(b)至少一种选自式R1CONR2R3和环-[R4CON(R5)-]所示酰胺的增容剂，其中R1、R2、R3和R5分别选自具有1-12个碳原子的脂族和脂环族烃基，以及最多一个具有6-12个碳原子的芳基；R4选自具有3-12个碳原子的脂族亚烃基；以及其中所述酰胺具有的分子量是约120-约300原子质量单位，且碳和氧之比是约7-约20，其中所述润滑剂与所述增容剂的重量比是约99∶1-约1∶1。
2.一种用于压缩制冷和空调的润滑剂组合物，包括(a)至少一种选自氢氟烃和氢氯氟烃的卤代烃；(b)至少一种选自链烷烃、环烷、芳族化合物和聚α-烯烃的润滑剂；和(c)至少一种选自式R1CONR2R3和环-[R4CON(R5)-]所示酰胺的增容剂，其中R1、R2、R3和R5分别选自具有1-12个碳原子的脂族和脂环族烃基，以及最多一个具有6-12个碳原子的芳基；R4选自具有3-12个碳原子的脂族亚烃基；以及其中所述酰胺具有的分子量是约120-约300原子质量单位，且碳和氧之比是约7-约20，其中所述润滑剂与所述增容剂的重量比是约99∶1-约1∶1。
3.一种含链烷烃、环烷、芳族化合物和/或聚α-烯烃润滑剂的用于压缩制冷和空调设备的制冷剂组合物，包括(a)至少一种选自氢氟烃和氢氯氟烃的卤代烃；和(b)至少一种选自式R1CONR2R3和环-[R4CON(R5)-]所示酰胺的增容剂，其中R1、R2、R3和R5分别选自具有1-12个碳原子的脂族和脂环族烃基，以及最多一个具有6-12个碳原子的芳基；R4选自具有3-12个碳原子的脂族亚烃基；以及其中所述酰胺具有的分子量是约120-约300原子质量单位，且碳和氧之比是约7-约20。
4.一种在制冷体系中将润滑剂从非压缩机区域回流至压缩机区域的工艺，包括(a)在增容剂存在下，在所述非压缩机区域中将选自链烷烃、环烷、芳族化合物和聚α-烯烃的润滑剂与选自氢氟烃和氢氯氟烃的卤代烃接触，以形成含所述润滑剂、所述卤代烃和所述增容剂的溶液；以及(b)将所述溶液从所述制冷体系的非压缩机区域转移至所述压缩机区域；其中所述增容剂选自式R1CONR2R3和环-[R4CON(R5)-]所示的酰胺，其中R1、R2、R3和R5分别选自具有1-12个碳原子的脂族和脂环族烃基，以及最多一个具有6-12个碳原子的芳基；R4选自具有3-12个碳原子的脂族亚烃基；以及其中所述酰胺具有的分子量是约120-约300原子质量单位，且碳和氧之比是约7-约20，其中所述润滑剂与所述增容剂的重量比是约99∶1-约1∶1。
5.一种在选自链烷烃、环烷、芳族化合物和聚α-烯烃的润滑剂中加溶选自氢氟烃和氢氯氟烃的卤代烃的方法，包括在有效量的增容剂存在下，将所述润滑剂与所述卤代烃制冷剂接触，并形成所述润滑剂和所述卤代烃制冷剂的溶液的步骤，其中所述增容剂选自式R1CONR2R3和环-[R4CON(R5)-]所示的酰胺，其中R1、R2、R3和R5分别选自具有1-12个碳原子的脂族和脂环族烃基，以及最多一个具有6-12个碳原子的芳基；R4选自具有3-12个碳原子的脂族亚烃基；以及其中所述酰胺具有的分子量是约120-约300原子质量单位，且碳和氧之比是约7-约20，其中所述润滑剂与所述增容剂的重量比是约99∶1-约1∶1。
6.一种在含有选自氢氟烃和氢氯氟烃的卤代烃制冷剂的压缩制冷设备中润滑压缩机的方法，包括向所述压缩机中加入包括以下组分的组合物(a)至少一种选自链烷烃、环烷、芳族化合物和聚α-烯烃的润滑剂；和(b)至少一种选自式R1CONR2R3和环-[R4CON(R5)-]所示酰胺的增容剂，其中R1、R2、R3和R5分别选自具有1-12个碳原子的脂族和脂环族烃基，以及最多一个具有6-12个碳原子的芳基；R4选自具有3-12个碳原子的脂族亚烃基；以及其中所述酰胺具有的分子量是约120-约300原子质量单位，且碳和氧之比是约7-约20，其中所述润滑剂与所述增容剂的重量比是约99∶1-约1∶1。
7.权利要求1、2或3的组合物、或权利要求4的工艺，或权利要求5或6的方法，其中所述酰胺具有的分子量是约160-约250原子质量单位，且碳和氧之比是约7-约16。
8.权利要求1、2或3的组合物、或权利要求4的工艺，或权利要求5或6的方法，其中所述酰胺由式环-[(CR6R7)nCON(R5)-]所示，其中n是选自3-5的整数；R6和R7是氢或在n个亚甲基单元中含有一个饱和烃基；R5选自含1-12个碳原子的饱和烃基，以及最多一个具有6-12个碳原子的芳基，并且所述酰胺的分子量是约160-约250原子质量单位，碳和氧之比是约7-约16。
9.一种将增容剂送入压缩制冷设备的方法，包括将权利要求3的组合物加入所述设备的步骤。
10.权利要求1、2或3的组合物、或权利要求4的工艺，或权利要求5或6的方法，任选含有有效量的香料。
11.一种制冷设备，其包括I.)含有压缩机、蒸发器和冷凝器的压缩制冷回路，和b.)含有制冷室的保温压力通风系统，所述制冷室与所述蒸发器接触，并且所述制冷回路含有含以下组分的制冷组合物(a)至少一种选自氢氟烃和氢氯氟烃的卤代烃；(b)至少一种选自链烷烃、环烷、芳族化合物和聚α-烯烃的润滑剂；和(c)至少一种选自以下的增容剂(i)式R1[(OR2)xOR3]y表示的聚氧化烯二醇醚，其中x是选自1-3的整数；y是选自1-4的整数；R1选自氢，以及具有1-6个碳原子和y个键合位置的脂族烃基；R2选自具有2-4个碳原子的脂族亚烃基；R3选自氢、具有1-6个碳原子的脂族和脂环族烃基；R1和R3的至少一个选自所述烃基；并且其中所述聚氧化烯二醇醚具有的分子量是约100-约300原子质量单位，并且碳和氧之比是约2.3-约5.0；(ii)式R1CONR2R3和环-[R4CON(R5)-]表示的酰胺，其中R1、R2、R3和R5分别选自具有1-12个碳原子的脂族和脂环族烃基，以及最多一个具有6-12个碳原子的芳基；R4选自具有3-12个碳原子的脂族亚烃基；以及其中所述酰胺具有的分子量是约120-约300原子质量单位，且碳和氧之比是约7-约20，(iii)式R1COR2表示的酮，其中R1和R2分别选自具有1-12个碳原子的脂族、脂环族和芳族烃基，并且其中所述酮具有的分子量是70-约300原子质量单位，且碳和氧之比是约4-约13，(iv)式R1CN表示的腈，其中R1选自具有5-12个碳原子的脂族、脂环族或芳族烃基，并且其中所述腈具有的分子量是90-约200原子质量单位，且碳和氮之比是约6-约12，(v)式RClx表示的氯代烃，其中x选自1或2的整数；R选自具有1-12个碳原子的脂族和脂环族烃基；并且其中所述氯代烃具有的分子量是约100-约200原子质量单位，且碳和氯之比是约2-约10，(vi)R1OR2所示的芳基醚，其中R1选自具有6-12个碳原子的芳烃基；R2选自具有1-4个碳原子的脂族烃基；并且其中所述芳基醚具有的分子量是约100-约150原子质量单位，且碳和氧之比是约4-约20，(vii)式CF3R1所示的1，1，1-三氟烷烃，其中R1选自具有约5-约15个碳原子的脂族和脂环族烃基；以及(viii)式R1OCF2CF2H所示的氟代醚，其中R1选自具有约5-约15个碳原子的脂族和脂环族烃基。
12.权利要求11的设备，其中所述保温压力通风系统包括闭孔聚合物保温泡沫，在所述闭孔中含有气态氢氟烃。
13.一种改善压缩制冷设备的能效的方法，其中所述设备闭孔聚合物泡沫，在所述闭孔中含有气态氢氟烃，所述方法包括在所述压缩制冷设备中使用包括以下组分的制冷剂组合物(a)至少一种选自氢氟烃和氢氯氟烃的卤代烃；(b)至少一种选自链烷烃、环烷、芳族化合物和聚α-烯烃的润滑剂；和(c)至少一种选自以下的增容剂(i)式R1[(OR2)xOR3]y表示的聚氧化烯二醇醚，其中x是选自1-3的整数；y是选自1-4的整数；R1选自氢，以及具有1-6个碳原子和y个键合位置的脂族烃基；R2选自具有2-4个碳原子的脂族亚烃基；R3选自氢、具有1-6个碳原子的脂族和脂环族烃基；R1和R3的至少一个选自所述烃基；并且其中所述聚氧化烯二醇醚具有的分子量是约100-约300原子质量单位，并且碳和氧之比是约2.3-约5.0；(ii)式R1CONR2R3和环-[R4CON(R5)-]表示的酰胺，其中R1、R2、R3和R5分别选自具有1-12个碳原子的脂族和脂环族烃基，以及最多一个具有6-12个碳原子的芳基；R4选自具有3-12个碳原子的脂族亚烃基；以及其中所述酰胺具有的分子量是约120-约300原子质量单位，且碳和氧之比是约7-约20，(iii)式R1COR2表示的酮，其中R1和R2分别选自具有1-12个碳原子的脂族、脂环族和芳族烃基，并且其中所述酮具有的分子量是70-约300原子质量单位，且碳和氧之比是约4-约13，(iv)式R1CN表示的腈，其中R1选自具有5-12个碳原子的脂族、脂环族或芳族烃基，并且其中所述腈具有的分子量是90-约200原子质量单位，且碳和氮之比是约6-约12，(v)式RClx表示的氯代烃，其中x选自1或2的整数；R选自具有1-12个碳原子的脂族和脂环族烃基；并且其中所述氯代烃具有的分子量是约100-约200原子质量单位，且碳和氯之比是约2-约10，(vi)R1OR2所示的芳基醚，其中R1选自具有6-12个碳原子的芳烃基；R2选自具有1-4个碳原子的脂族烃基；并且其中所述芳基醚具有的分子量是约100-约150原子质量单位，且碳和氧之比是约4-约20，(vii)式CF3R1所示的1，1，1-三氟烷烃，其中R1选自具有约5-约15个碳原子的脂族和脂环族烃基；以及(viii)式R1OCF2CF2H所示的氟代醚，其中R1选自具有约5-约15个碳原子的脂族和脂环族烃基。
全文摘要
本发明提供了用于在压缩制冷设备中加溶常规非极性压缩制冷润滑剂和氢氟烃和/或氢氯氟烃制冷剂的组合物。此外，这些组合物促进了润滑剂从所述制冷设备的非压缩机区域向压缩机区域的有效回流。
文档编号C09K3/00GK1599782SQ02824050
公开日2005年3月23日 申请日期2002年6月7日 优先权日2001年12月6日
发明者R·A·李, W·马勒, L·E·曼泽尔 申请人:纳幕尔杜邦公司