冷冻机油和冷冻机用工作流体组合物的制作方法_2

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末端进行了醚化 的化合物、聚乙烯基醚等。作为聚亚烷基二醇,有聚丙二醇、聚乙二醇、环氧丙烷与环氧乙烷 的共聚物等。从吸湿性的观点出发,末端结构优选至少一个为烷基,特别优选为甲基。另外, 从制造容易性和成本的观点出发,优选任一末端为烷基、另一端为氢原子,特别优选一端为 甲基、其它端为氢原子。关于主骨架,从润滑性的观点出发,优选包含氧乙烯基(E0)和氧丙 烯基(P0)的共聚物,氧乙烯基占氧乙烯基和氧丙烯基的总和的比例(E(V(P0+E0))优选在 0. 1~0. 8的范围、更优选在0. 3~0. 6的范围。另外,在吸湿性、热?化学稳定性的观点 中,E(V(PO+EO)的值优选在0~0. 5的范围,更优选在0~0. 2的范围、最优选为0(即环 氧丙烷均聚物)。
[0039] 聚乙烯基醚具有以下述通式(1)表示的结构单元。本实施方式中的聚乙烯基醚可 以是其结构单元相同的均聚物,也可以是以两种以上的结构单元构成的共聚物,但由于通 过制为共聚物能够很好地调整特性平衡,因此优选。
[0040]
[0041] [式中,R1、R2以及R3任选相同或不同,分别表示氢原子或烃基,R4表示二价的烃基 或二价的含有醚键氧的烃基,R5表示烃基,m表示0以上的整数,m的平均值优选为0~10 的数,R1~R5在每个结构单元中任选相同或不同,一个结构单元中m为2以上的情况下,多 个R40任选相同或不同。]
[0042] 针对这些醚,更优选为与低GWP制冷剂、尤其是含有R32的制冷剂的相容性优异 的、碳/氧摩尔比为2. 5以上且5. 8以下的醚。
[0043] 烃油之中,广泛被使用的是PAO。PA0为a-烯烃的聚合物,因此根据其聚合度能 够调节特性。冷冻机用润滑油的领域中使用烷基苯,根据烷基的结构有直链型和支链型,由 于特性不同因而根据目的分开使用。
[0044] 将上述的矿物油系基础油和合成油适宜组合,以适宜的比例进行混配以使其满足 各种用途中被要求的各种性能。此时,矿物油系和合成油系的基础油各自使用多个也无妨。
[0045] 作为本实施方式中的硫醚化合物,可以使用单硫醚化合物、二硫醚化合物、多硫醚 化合物等中的任一种,优选单硫醚化合物。单硫醚化合物由于如下观点而优选:例如与二硫 醚化合物相比活性低、冷冻机油的稳定性、抑制在冷冻机器内部大量使用的铜的变质。
[0046] 作为硫醚化合物,可列举出二苯硫醚、二苄基硫醚、二癸硫醚、二(十二烷基)硫 醚、硫代双酚化合物等,但在本发明的用途中,优选一般而言已知作为抗氧化剂、具有自由 基捕捉能力、也作为稳定剂的硫代双酚化合物。作为硫代双酚化合物,优选使用以下通式 (2)表不的化合物。
[0047]
[0048] (式中,『和R'任选相问或小问,分别表不烩基,p、q、r以及s任选相问或不同, 分别表示p+q、r+s的总计为0~5的0~5的整数。但是,q或s中的至少任一种为1以 上。另外,t和u任选相同或不同,分别表示0~10的整数。)
[0049] 通式(2)中,R6和R7任选相同或不同,分别表示烃基,p、q、r以及s任选相同或不 同,分别表示p+q、r+s的总计为0~5的0~5的整数。但是,q或s中的至少任一种为1 以上,最优选两者为1。另外,t和u任选相同或不同,分别表示0~10的整数。t和u优 选0~4,更优选两者为0或1、最优选两者为0。作为烃基优选的是,碳数1~10、优选为 1~6的烷基、环烷基、链烯基、苯基,具体而目,例如可列举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、 正丁基、仲丁基、叔丁基。
[0050] 作为以通式(2)表示的化合物的优选例子,具体而言,可列举出4,4' -硫代双 (3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4, 4' -硫代双(2, 6-二叔丁基苯酚)、4, 4' -硫代双(2-甲 基-6-叔丁基苯酚)、2, 2' -硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2, 2' -硫代双(4, 6-二叔 丁基苯酚)、双(3, 5-二叔丁基-4-羟基苄基)硫醚等。
[0051]将冷冻机油总量作为基准,硫醚化合物的含有比例为0. 01~2. 0质量%、优选为 0. 05~1. 0质量%、更优选为0. 1~0. 5质量%。不足上述下限值时,提高耐磨耗性的效果 变得不充分,另外,超过上述上限值时,相反地有由于气氛导致发生腐蚀磨耗之虞。
[0052]作为本实施方式中的正磷酸酯,优选磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三甲苯酯(TCP)、具 有碳数3~4的烷基的烷基苯基磷酸酯(APP)。TPP、TCP为单一结构,APP是烷基苯基为1 个(单型)、2个(二型)、3个(三型)的混合物,其混合比没有特别限定。
[0053]将冷冻机油总量作为基准,正磷酸酯的含有比例为0. 1~5.0质量%、优选为 0. 1~3. 0质量%、更优选为0. 2~2. 0质量%。不足上述下限值时,提高耐磨耗性的效果 变得不充分,另外,超过前述上限值时,有稳定性降低之虞。
[0054]本实施方式中,通过向冷冻机油进一步混配四(2-乙基己酸)季戊四醇酯,能够使 工作流体的耐磨耗性更加提高。四(2-乙基己酸)季戊四醇酯为由季戊四醇与2-乙基己 酸合成的酯。它们优选为季戊四醇的全部的羟基被酯化的完全酯(也称为"全酯")。作为 这些酯的酸值优选为0.lmgKOH/g以下、作为羟基值优选为10mgK0H/g以下。将冷冻机油总 量作为基准,上述酯的混配量优选为2~20质量%,根据基础油的类型、粘度,最适宜的混 配量不同,更优选为2~7质量%。其机理虽尚未明确,过多过少均不发挥大幅提高耐磨耗 性的效果。
[0055]本实施方式中,在不损害本发明的目的的范围内,为了使性能进一步提高,在冷冻 机油中可以含有以往润滑油中所使用的抗氧化剂、摩擦调节剂、抗磨剂、极压剂、防锈剂、金 属减活剂、消泡剂等添加剂。
[0056]作为抗氧化剂,可列举出二叔丁基对甲酚之类的酚系化合物、烷基二苯胺之类的 胺系化合物等,作为摩擦调节剂,可列举出脂肪族胺、脂肪族酰胺、脂肪族酰亚胺、醇、酯等, 作为抗磨剂,可列举出酸式磷酸酯胺盐、亚磷酸酯胺盐、二烷基二硫代磷酸锌等,作为极压 剂,可列举出硫化烯烃、硫化油脂等,作为防锈剂,可列举出链烯基琥珀酸酯或部分酯等,作 为金属减活剂,可列举出苯并三唑、噻二唑、没食子酸酯等,作为消泡剂,可列举出有机硅化 合物、聚酯化合物等。
[0057]冷冻机油的40°C下的运动粘度为3~500mm2/s、优选为3~300mm2/s、更优选为 5~150mm2/s。通过设为上述范围,能够提高充分的耐磨耗性、与制冷剂的相容性。
[0058]除冷冻机油的40°C下的运动粘度以外的性状没有特别地限定,粘度指数优选10 以上。另外,倾点优选为-l〇°C以下、更优选为-20°C以下。另外,闪点优选为120°C以上、更 优选为200°C以上。
[0059] 另外,关于冷冻机油的酸值也没有特别地限定,为了防止对冷冻机或配管中所使 用的金属的腐蚀、抑制冷冻机油自身的劣化,可以优选设为〇.lmgKOH/g以下、更优选设为 0. 05mgK0H/g以下。需要说明的是,本发明中的酸值是指以JISK2501 "石油制品和润滑 油-中和试验方法"为基准测定的酸值。
[0060] 冷冻机油的水分含量没有特别限定,优选为200ppm以下、更优选为lOOppm以下、 最优选为50ppm以下。尤其是在密闭型的冷冻机中使用的情况下,从对冷冻机油的稳定性、 电绝缘性的观点出发,需求水分含量少。
[0061] 冷冻机的情况下,从如前所述地防止全球变暖的观点出发,有意从全球变暖潜能 值(GWP)高的现行的HFC制冷剂向低GWP的制冷剂过渡,需要与其相应的冷冻机油,谋求制 冷剂与冷冻机油混合而成的适宜的工作流体。
[0062] 如今,1,1,1,2_四氟乙烷(R134a)被用作冰箱和车载空调用途,作为二氟甲烷 (R32)与五氟乙烷(R125)的质量比1/1的混合制冷剂的R410A被广泛用作室内空调用途。 作为这些制冷剂用冷冻机油的基础油,有适度相互溶解性(相容性)的酯、聚醚、尤其是多 元醇酯、聚亚烷基二醇、聚乙烯基醚是适宜的。
[0063] 在冷冻/空调设备的制冷剂循环周期中,润滑压缩机的冷冻机油与制冷剂一起在 循环内进行循环,因此要求冷冻机油与制冷剂的相容性。冷冻机油与制冷剂不相容时,从压 缩机排出的冷冻机油容易滞留在循环内,其结果,产生压缩机内的油量降低、润滑不良导致 磨耗、闭塞毛细管等膨胀机构的问题。
[0064] 但是,上述制冷剂的GWP均高达1000以上,因此估计其使用会因所谓的氟化气体 条例而被限制。作为其代替物,研究了作为低GWP的不饱和烃的氢氟烯烃(HF0)、二氟甲烷 (R32)或异丁烷(R600a)、丙烷(R290)之类的烃制冷剂、二氧化碳(R744)、进而包含它们的 混合制冷剂,其成为有力候补。
[0065] 作为不饱和经,有2, 3, 3, 3-四氟丙烯(HF0-1234yf)、1,3, 3, 3-四氟丙烯 (HF0-1234ze)、1,2, 3, 3, 3-五氟丙烯(HF0-1225ye)等。这些HF0制冷剂在分子内具有易被 分解的烯烃结构,因此存在GWP低、但稳定性低的特征。尤其是,由于在高负载的条件下基 于金属/金属接触的滑动部的局部放热,从而磨耗并且促进制冷剂的分解而生成氢氟酸, 因此有导致制冷剂与冷冻机油相容的工作流体的劣化之虞,并且关于润滑性应是腐蚀磨耗 的原因,因此冷冻机油的润滑性是极其重要的特性。
[0066] 另外
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