[发明专利]包含甲硅烷基封端的聚亚烷基二醇作为润滑剂的制冷剂组合物及其制备方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2008年7月16日提交的美国临时申请61/081,301的权益，所述美国临时申请的全部内容通过引用结合在此。

技术领域

本公开内容涉及特别适用于提供冷却或制冷的装置中使用的改进润滑剂组合物，包含改进润滑剂的制冷剂，以及用于制备用于在提供冷却或制冷的装置中使用的改进润滑剂组合物的方法。

进一步公开了用于用作提供冷却或制冷的装置中的润滑剂的抵抗水吸收的新型甲硅烷基封端的聚亚烷基二醇，包含所述新的甲硅烷基封端的聚亚烷基二醇作为润滑剂的制冷剂，以及用于制备用于在提供冷却或制冷的装置中用作润滑剂的甲硅烷基封端的聚亚烷基二醇的方法。

存在着对同时与较老制冷剂如R-134(a)和较新制冷剂如R-152(a)和氢氟烯烃相容的制冷剂润滑剂的持续需求。

发明背景

响应于环境问题和对于在制冷和空调工业中使用的制冷剂组合物的新法规，正在开发新的制冷剂组合物。制冷剂的环境友好性通常由称为“全球变暖潜能值(global warming potential)(GWP)”的标准或称为“臭氧消耗潜能值(ozone depletion potential)(ODP)”的标准中的一个或两个表征。

GWP值是通过政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change)(IPCC)确立的数，其是指由物质导致的全球变暖的量。如通过引用而结合的42 U.S.C.7671，“(10)臭氧消耗潜能值(Ozone-Depletion Potential)”中所提供的，ODP值是由美国环境保护局(United States Environmental ProtectionAgency)规定的数，其是指与氯氟烃-11(CFC0911，化学上称为三氯氟甲烷)相比，由物质导致的臭氧消耗量。

作为迄今所取得的进展的示例，在二十世纪八十年代为了响应关于部分地由于制冷剂如具有约1600的GWP和1的ODP的R-12(二氯二氟甲烷)而造成的大气臭氧消耗的理论，认真地进行了对于更加环境友好的制冷剂的探索。在二十世纪九十年代，引入了具有更低的臭氧消耗潜能值的制冷剂，如R-134a(1，1，1，2-四氟乙烷，也称为四氟乙烷或HFC-134(a))。R-134a具有0的ODP，但是仍具有约1200的GWP。在二十世纪八十年代后期至二十世纪九十年代早期，制冷和空调工业将制冷剂从R-12(CFC-12)切换成R-134(a)，这归因于后者的零臭氧消耗潜能值。与R-12使用的矿物油润滑剂不溶于R-134(a)。二氟乙烷或R-152(a)是另一种备选制冷剂。它具有零臭氧消耗潜能值并且其GWP比R-134(a)的GWP低得多，这使得其具有吸引力。最近，已经提出了不饱和碳氟化合物制冷剂例如氢氟烯烃(HFO)，这归因于它们的优良的GWP，其在许多情况下小于150或更低。

上述新制冷剂的引入要求发展更具极性的润滑剂。例如，Singh的美国专利7,279,451和Thomas的美国专利申请公布2008/0111100公开了HFO制冷剂与聚亚烷基二醇(PAG)润滑剂一起的使用。然而，许多较新制冷剂归因于它们对大气水的亲和力而对有时存在于PAG润滑剂中的甚至少量的水的存在更不具耐受性。为了解决此问题，许多当前的PAG制备方法利用水移除处理步骤，例如真空干燥和/或与吸收剂材料如硅胶，活性氧化铝，沸石等接触。这样的方法可能耗时和/或昂贵。另外，在将PAG引入到制冷或空调系统之前没有从PAG中移除的水可以腐蚀部件如压缩机，蒸发器，冷凝器等。而且，许多已知的PAG润滑剂遭受在较新的低GWP制冷剂中的混溶性差。

存在着对适于与低GWP制冷剂如R-134(a)，R-152(a)和HFO一起使用的PAG润滑剂的持续需求。

发明概述

根据一个方面，提供一种抵抗水吸收的甲硅烷基封端的聚亚烷基二醇化合物。该甲硅烷基封端的聚亚烷基二醇具有在约500至约4000的范围内的数均分子量。该化合物优选适用于压缩机润滑剂，并且在选自由R-134(a)，R-152(a)和氢氟烯烃组成的组的氢氟烃制冷剂中可混溶。在一些示意性实施方案中，将聚亚烷基二醇封端的甲硅烷基端基包括多个烃基。在其它的示意性实施方案中，烃基中的至少一个包括改进润滑剂在制冷剂中的混溶性的取代基。

根据另一个方面，提供一种制备甲硅烷基封端的聚亚烷基二醇润滑剂的方法，所述方法包括：在合适的溶剂中，使合适的聚亚烷基二醇与甲硅烷基烃基胺反应并且历时足够的一段时间，以制备甲硅烷基封端的聚亚烷基二醇。