[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的组合物，是一种适用于异丁烷、丙烷或者异丁烷和丙烷的混合物为制冷剂的冷冻机油组合物。

背景技术

压缩式制冷系统的工作原理是利用制冷剂汽化挥发时，吸收周围介质的热量，使温度降低进行冷却的，然后通过制冷压缩机将制冷剂压缩、冷凝器散热液化，再重新在蒸发器中汽化，如此循环往复。在压缩机内起润滑、散热、密封、防腐和降噪作用的冷冻机油则对压缩机和制冷系统的性能和寿命有着显著的影响，因此选择性能优异的冷冻机油对压缩制冷系统有十分重要的作用。

在过去氟利昂的使用过程中，其中的氯原子会与臭氧层中的臭氧发生反应，而引发地球表面臭氧层的空洞。制冷行业对制冷媒介越来越倾向于环保型烃类制冷剂（碳氢制冷剂），在以前使用的氯氟烃制冷剂R22、R12等，现以逐步淘汰。而氢氟烃制冷剂虽然对臭氧层没有破坏，但有显著的温室效应，所以目前只是一种过渡制冷剂。相比之下对臭氧层没有危害，没有温室效应的烃类制冷剂将成为今后制冷行业的首要选择。

对于目前的烃类制冷系统来说，作为冷冻机油的较好的原材料主要有环烷基油、聚α烯烃或者烷基苯。这些冷冻机油组合物中，环烷基矿物油的优点是低温性能好，与烃类制冷剂的相溶性出色，但粘温性能差，低粘度油品闪点偏低；聚α烯烃是合成油，整体性能要好于环烷基油，但是聚α烯烃与极性添加剂的互溶性一般，在制冷系统中可能会发生添加剂析出而造成循环堵塞或者影响制冷系统的传热效率；烷基苯是合成油，是比较合适用于烃类制冷剂，在CN101228255A专利公开的冷冻机油组合物是使用至少80wt%,分子量120~288的烷基苯基油，在40℃时的运动粘度是3.0~7.0mm²/s，并含有8wt%的添加剂。该冷冻机油低温性能出色，与烃类制冷剂相溶性好，但高温性能和抗氧化性能差不如聚α烯烃，在持续高温高压下容易产生焦炭和酸性物质，即便是添加抗氧化剂也只能维持一段时间，当抗氧化剂失效后，该冷冻机油会迅速变质。

在冷冻机油组合物中，油品的黏温性能、氧化稳定性和抗腐蚀性取决于基础油的特性，制冷压缩机在长期的高温高压运转下，油品会加速变质，产生的积碳会影响压缩机的气密性，产生的酸性物质会导致阀片和活塞的腐蚀等等一下危害，这样会完全影响制冷压缩机的使用寿命和效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷冻机油组合物，该组合物较高的闪点，有良好的黏温性能、氧化稳定性、抗腐蚀能力和良好的清洁能力，所述组合物适用于碳氢工质制冷剂的制冷压缩机，在高低温（-40℃~120℃）的温度范围下能长期的运行。所述组合物并且能够提供足够的润滑和制冷剂良好的相溶性，以保证压缩机高效并长期的运行。

本发明的冷冻机油组合物，由由重量比为80.0~99.5%的基础油和重量比0.5~20%的润滑油添加剂组成，以基础油重量为100%计，所述基础油包含烷基苯20~80%和聚（亚烷基）二醇20~80%，以组合物的总重量为100%计，所述润滑油添加剂包括：0.5~8.5%的极压抗磨剂、0.5~3%的抗氧剂、0~8%的油性剂、0~0.5%腐蚀抑制剂、0~0.005%的抗泡剂。

所述组合物在40℃的运动粘度为2~200mm²/s，倾点不高于零下45℃，闪点不低于140℃。

本发明的冷冻机油组合物中，其中烷基苯的分子量优选在220~275之间，其分子量低于220以下时，会引起闪点的降低，所含碳原子的个数为11~15，作为烷基的具体例子可以为：各种十一烷基、各种十二烷基、各种十三烷基、各种十四烷基、各种十五烷基。

所述烷基苯是采用苯或类似取代物与烯烃、卤代物或醇在Lewis酸催化剂上反应制的直链或支链烷基苯。

本发明的冷冻机油组合物中，其中聚（亚烷基）二醇的分子量优选在600~3000之间，其分子量低于600时，导电率变高，影响润滑油的绝缘性能，其分子量高于3000时，和制冷剂的溶解性变差，影响压缩机的性能。

所述聚（亚烷基）二醇的单元结构选用的是环氧丙烷、环氧丁烷和四氢呋喃其中的一种或几种制备而成，分别是环氧丙烷与环氧丁烷、四氢呋喃的共聚物或环氧丁烷的均聚物的线性油溶性聚合物。

其中环氧丙烷与环氧丁烷、四氢呋喃的共聚物和环氧丁烷的均聚物的化合物为下式（1）所表达的通式。

R₁-[(OR₂)_m-OR₃]_n（1）