[发明专利]使用烃制冷剂的压缩式制冷机用润滑剂

说明书

技术领域

本发明涉及使用由没有破坏臭氧层的担忧且其地球温室化能力也远低于含卤烃制冷剂的低级烃组成的制冷剂的用于压缩式制冷机的润滑剂。此外，本发明还涉及由上述烃制冷剂和润滑剂组成的工作流体组合物和充填有该工作流体组合物的制冷装置。

发明背景

压缩式制冷机由压缩机、冷凝器、膨胀机构(如膨胀阀)、蒸发器等组成，利用挥发性大的制冷剂蒸发时从周围夺取蒸发热的性质进行冷却，被用于冰箱、冷冻机、空调、商店橱窗、清凉饮料和冰淇淋等的自动售货机等。在空调、自动售货机等中，利用冷凝时产生的热，还进行制热或被用于将饮料和食品加热保温。

以往，所用的制冷剂是三氯氟甲烷(R11)、二氯二氟甲烷(R12)、氯二氟甲炕(R22)等含有氯的氟代烃(CFC或HCFC)。但由于这些CFC和HCFC会引起破坏臭氧层的环境问题，其生产和使用在国际范围内受到限制，现在，它们正被例如二氟甲烷(R32)、四氟乙烷(R134或R134a)、二氟乙烷(R152或R152a)等不含氯的非氯系氟代烃(HFC)替代。然而，这些HFC虽然不会破坏臭氧层，但其地球温室化能力大，因此，从地球环境保护的长远观点看，人们担心其仍存在问题。

为此，碳原子数为1-5个左右的低分子量的低级烃、氨等由于不会破坏臭氧层、地球温室化能力也远低于上述含氯系或非氯系氟代烃而作为对环境友善的制冷剂而受到关注。这些化合物以往虽然不属于制冷剂的主流，但也具有长期使用的历史。此外，例如日本特许公开公报1998年第130685号还公开了用环烷系或石蜡系矿物油、烷基苯油、醚油、酯油、氟化油等合成油作为由上述烃组成的制冷剂的润滑剂。在这些润滑剂中，由于合成油一般较贵，因此，从实用的观点出发，人们对价格低廉、容易购得的矿物油抱有期望。

然而，在低分子量烃制冷剂(低级烃制冷剂)和矿物油系润滑剂的组合中，也存在各种问题。尤其是由于下述原因，人们希望使用烃制冷剂的制冷机用润滑剂自身具有优异的润滑性能。

作为制冷剂的低分子量的烃与作为润滑剂的矿物油虽然相溶，但由于比重差异大，因此，仅通过自然扩散，两者有时难以彼此混合。在制冷机中，常常出现它们被置于难以彼此混合的状态。例如，在将制冷剂充填入压缩机中时，形成密度小的制冷剂层叠在先装入的密度大的润滑剂的上面的形式。此外，在压缩机停机过程中制冷剂以液体状态回流至压缩机内时(即所谓溢流时)也会出现上述状态。在上述状态时若启动压缩机，则离心力会使润滑剂聚集在旋转外侧，导致在需要润滑的内部轴承等滑动部没有足够的润滑剂。其结果是，滑动部出现磨耗或容易出现咬粘。为此，希望使用低分子量烃制冷剂的制冷机用润滑剂具有优异的润滑性能。此外，烃制冷剂与可期望由分子内的氯而产生的极压效果的氯系氟代烃制冷剂不同，其自身分子量小，因此，完全不能期望其有润滑性能。运也促使人们要求使用烃制冷剂的制冷机用润滑剂具有优异的润滑性能。

虽然说制冷机用润滑剂一般在密闭系统中使用，但由于其通常暴露于高温和低温重复进行的制冷循环中，因此，还要求其不易劣化、稳定性好。

发明的公开

本发明是为了解决上述问题而进行的。本发明的目的是提供一种用于使用低分子量烃制冷剂的制冷机的润滑剂，该润滑剂与所述制冷剂的相溶性优异且其润滑性、稳定性也优异。

本发明者为寻求与烃制冷剂的相容性良好的矿物油系润滑剂进行了深入的研究，结果发现，以具有特定物理性状和成分组成的矿物油为主要成分的润滑剂与烃制冷剂的相溶性优异、在烃制冷剂的存在下稳定性、润滑剂性异，由此完成了本发明。

即，本发明是一种以具有以下特性的矿物油为主要成分的用于使用烃制冷剂的压缩式制冷机的润滑剂：在40℃的运动粘度为5-150mm²/s(cSt)、流点在-25℃以下、粘度指数在50以上、由n-d-M环分析法测得的％Cp和％C_A分别在50以上和在12以下、氮含量在20ppm以下，硫含量为0.02-0.3％，碘价为10g I₂/100g以下。

此外，本发明还是一种由1-5个碳原子的烃化合物组成的至少一种烃制冷剂与上述润滑剂混合而成的用于压缩式制冷机的工作流体组合物以及充填有该工作流体组合物的制冷装置。

上述润滑剂最好还含有磷酸酯极压剂和/或酚系或胺系抗氧化剂。

以上述矿物油为主要成分的润滑剂与烃制冷剂的相溶性优异、对压缩机滑动部的耐磨耗性高且稳定性优异。

实施本发明的最佳方式