[发明专利]一种冷冻机油组合物及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷冻机油组合物，具体来说，是涉及一种适用于异丁烷、丙烷或者两者的混合物为制冷剂的冷冻机油组合物。

背景技术

压缩式制冷机由压缩机、冷凝器、节流膨胀机构(如热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管)、蒸发器、干燥器等组成，利用压缩机将烃类制冷剂压缩成高温高压气体，经冷凝器变成中温高压液体，经过节流膨胀机构节流降压后，制冷剂在蒸发器蒸发吸收热量，整个制冷过程完成。压缩机内起润滑、散热、密封，降噪作用的冷冻机油则对压缩机和制冷系统的性能发挥及寿命有着重要的影响，尤其是对压缩制冷系统的可靠性和制冷系统的能效关系密切，因此选择性能优异的冷冻机油对压缩制冷系统来说是十分重要的。

冷压缩机是制冷系统的核心和心脏。压缩机的能力和特征决定了制冷系统的能力和特征。某种意义上，制冷系统的设计与匹配就是将压缩机的能力体现出来。因此，世界各国制冷行业无不在制冷压缩机的研究上投入了大量的精力，新的研究方向和研究成果不断出现。同时，经济发展以及资源环境瓶颈制约日益加剧，使得家电行业节能环保、低碳发展的推进再次加速。高效压缩机是降低冰箱耗电量的关键，在保障但提升冰箱压缩机能效需要增加较多铜线材料成本，冰箱厂家纷纷为降低压缩机采购成本寻找机会，铝电机和降低油品的粘度成为冰箱压缩机优化成本最理想的方式。

压缩机内起润滑、散热、密封，降噪作用的冷冻机油则对压缩机和制冷系统的性能发挥及寿命有着重要的影响，尤其是对压缩制冷系统的可靠性和制冷系统的能效关系密切，因此选择性能优异的冷冻机油对压缩制冷系统来说是十分重要的。

众所周知，氟里昂物质中的氯原子会与臭氧发生连锁反应，对地球表面的臭氧层造成严重的破坏，使得南北极区出现臭氧空洞。在近20年，在冰箱行业，各国政府相继摒弃了含氯型的制冷剂产品R12，转而在冰箱行业使用R134a和R600a(异丁烷)，冷柜行业选择R290(丙烷)。R134A的温室效应指数(GWP值)太高；低分子烃制冷剂如R600A由于具有不破坏臭氧层、温室效应指数小、能效比高而且又不会产生环境问题的优点，因此备受青睐，近期得到了广泛推广，目前已成为替代制冷剂的主流。不同的制冷剂与冷冻机油有不同的溶解性和稳定性，因此，必须选择与R600A和R290制冷剂有良好溶解性及稳定性的冷冻机油才能将压缩机油的最大性能发挥能。适用于R134a的酯类油，虽与R290或R600A相容性很好，但因其成本过高，对于压缩机厂家来说，低成本，与冷媒相容性好，安全可靠的油品成为首选。

在制冷压缩机上，随着人们对环保节能意识的提高，人们希望压缩机有着更高的效率，从冷冻机油的考虑，压缩机厂商希望在保障了压缩机可靠性后，进一步降低冷冻机油的粘度来提高COP值，但同时不希望油品的闪点下降到130℃以下。冷冻机油一般包括基础油和各种用于改善冷冻机油其它性能的添加剂，如润滑剂、减摩剂、抗氧剂、腐蚀抑制剂、抗泡剂等。冷冻机油的主要性能：粘温性能、低温流动性、闪点、倾点以及与制冷剂的互溶性等。考虑到目前使用烃类制冷剂的大多设备为封闭式制冷，冷冻机油的工作时间往往与压缩机的寿命同步，长达10-15年。

根据目前状况，选择合适的极压抗磨剂去提供可靠的抗磨性能及压缩机的可靠性，确定何种基础油去保障润滑和制冷剂的相容性能，是烃类制冷剂应用在冰箱，冰柜上首先需要考虑的问题。

异丁烷和丙烷都是纯烃类制冷剂，根据相似相溶原理，烃类油与异丁烷和丙烷具有良好的互溶性。有文献报导，环烷烃矿物油、石蜡基矿物油，支链烷基苯、直链烷基苯，聚醚、酯类油。聚醚、酯类油等合成油的价格高；石蜡基矿油的低温流动性差，含蜡高，易阻塞毛细管等部位，造成系统不制冷；环烷基油以及支链烷基苯虽具有优良的低温性能和良好的与异丁烷和丙烷的溶解性，但其粘度指数和闪点较低、润滑性能较差，同时还面临环保问题。

CN1183236C公开了一种使用烃制冷剂的压缩式制冷机用润滑剂，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％CA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10gI₂/100g以下的矿物油为主要成分的，用于低级烃制冷剂的压缩式制冷机的润滑剂。该种润滑剂以环烷基为主，由于粘度指数低，且在低粘度时很难满足现在压缩机对冷冻机油闪点的要求。