[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，是一种适用于二氟甲烷、三氟甲烷、四氟乙烷 和五氟乙烷或者上述各种混合物为制冷剂的冷冻机油组合物。在优选的实施方案中，其含 有的新戊基多羟基酯和烷基化芳烃组成的冷冻机油组合物可以用于正位移压缩机。

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。在短期内，理想的制冷剂是不存在的，在我国现阶段对各类制冷 剂相比较而言，氢氟烃类制冷剂仍然具有高效、稳定、廉价的优点，所以氢氟烃这类制冷剂 是目前比较理想的过渡制冷剂之一。

对于目前的氢氟烃类制冷系统来说，作为冷冻机油的成分主要是使用合成酯类以 及聚醚类的冷冻机油。这些冷冻机油组合物与氢氟烃制冷剂低温相容性好，能确保压缩机 回油率，另外，这两类油具有良好的粘度指数、闪点、宽的工作温度范围以及较低的蒸发损 失、毒性，是较为环保的冷冻机油。但这两类油由于极性较高，吸水性很高，尤其是聚醚高吸 水性使其极少用于密闭式电动制冷压缩机；另外酯类油吸水后容易水解，水解酸性产物容 易腐蚀压缩机零件，而且其对橡胶件相容性也一般。

国内外公开的众多专利当中，在运用到氢氟烃类制冷剂压缩机的冷冻机油大都具 有水解性差的缺点，这样合成酯类油与水发生化学反应生成的酸会腐蚀压缩机和管道，另 一方面，酸与冷冻机油混合又会使其分解变质，导致恶性循环。在冷冻机油组合物中，油品 的混溶性和水解性取决于基础油的特性，在制冷压缩机的长期工作运转下，产生的危害会 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，该组合物有良好的混溶性和耐水解 性，所述组合物适用于氢氟烃类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化芳烃10~50wt%和余 量多羟基酯，以组合物的总重量为100%计，所述润滑油添加剂包括：0.1~8wt%的极压抗磨 剂、0.1~3.5wt%的抗氧剂、0~7.5wt%的油性剂、0~1wt%腐蚀抑制剂、0~0.005wt%的抗泡剂。

所述组合物在40℃的运动粘度为2~100mm²/s，该润滑混合物既可与作为液态制冷 剂又可与作为气态制冷剂的氢氟烃制冷剂混溶，并具有良好的耐水解性能。

本发明的冷冻机油组合物中，其中烷基化芳烃的分子量优选210~350之间，烷基化 芳烃中至少60mol%被单烷基取代。所述烷基化芳烃的烷基中至少60mol%具有两个或更多个 从烷基主链伸出来的甲基或者乙基支链，由于烷基化芳烃是烷基化的产物，因此烷基化芳 烃中至少50%具有总共约8~16个碳原子与环状结构相连。

所述烷基化芳烃是采用苯/奈或类似取代物与烯烃、卤代物或醇的Friedel-Craft 烷基化反应制成的。其制得的40℃运动粘度范围在5~32mm²/s之间。

本发明的冷冻机油组合物中，其中新戊基多羟基酯的为下(2)所表达的通式：

(其中，m为2～4的整数，其条件为n+m＝4，当m＝2时，R¹为甲基，当m＝3时，R¹为甲基或 者乙基，R²、R³、R⁴可以相同，也可以不相同。R²～R⁴都为具有1～13个碳原子的烷基基团，R²～ R⁴的总碳原子数为3～23，R²～R⁴为具有至少4个碳原子和至少一个支链的烷基基团。)。