[发明专利]制冷组合物及其使用方法

说明书

本发明涉及在压缩制冷中与与制冷剂一起使用的润滑剂，特别涉及与四氟乙烷如1，1，1，2-四氟乙烷（HFC-134a）、1，1，2，2-四氟乙烷（HFC-134）和重要性较小的五氟乙烷（HFC-125）一起使用的润滑剂。这些制冷剂被认为是二氯二氟甲烷（CFC-12）的取代物，特别是用于汽车的空调系统中的取代物。

使用CFC-12作为制冷剂的制冷系统一般是用矿物油来润滑压缩机的（请见1980        ASHRAE系统手册第32章的讨论）。CFC-12在制冷系统的整个温度范围（即-45℃至65℃）内是与这类油完全溶混的。在汽车空调中是将100°F时SUS粘度约为500的石蜡油和环烷油与CFC-12一起使用的。这些油的“倾点”低于-20℃并且在-10℃至100℃的温度范围内与CFC-12制冷剂完全溶混，其结果是溶于制冷剂中的油通过空调制系统的制冷循环又与制冷剂一起回到压缩机。虽然当制冷剂挥发时由于温度较低而可能聚集，但在冷凝时并不分离;同时，这种润滑压缩机的油将会含有一些制冷剂，这又会反过来影响其润滑性能。

在这类制冷系统中如以HFC-134a或HFC-134代替CFC-12，就有可能使用与CFC-12一起使用的相同的矿物油，而不需要在设备上有任何实质性的改变或在用于系统的条件上有任何大的变化。如果在系统工作时润滑剂从制冷剂中分离了出来，则会产生严重问题，即压缩机会被不恰当地润滑着。在汽车空调系统中这将是最严重的，因为压缩机不是分别单独润滑的，而是制冷剂和润滑剂的混合物在整个系统中循环。但不幸的是矿物油并不能充分与四氟乙烷溶混。

最近有两篇ASHRAE的报告讨论有关润滑剂和制冷剂的分离问题，即“制冷系统和热泵润滑基础”（Fundamentals        of        Lubrication        in        Refrigerating        Systems        and        Heat        Pumps），Kruse        and        Schroeder，ASHRAE会报，Vol.90，Part        2B，PPs.763-782，1984和“制冷和空调压缩机润滑剂评价”（Evaluation        of        Lubricants        for        Refrigeration        and        Air-Conditioning        Compressors），Spauschus，同上，PPs.784-798。

总起来说，在各混合组成和工作温度的全范围内不能完全与油溶混的制冷剂随着温度自室温上升或下降可变成能溶混或不能溶混的。不溶混性的面积可表示为许多形状，即抛物线的或非抛物线的。作为抛物线，其溶混温度/混合物中油的百分数曲线可有其本身的面向低温或高温的开口或凹入部分，抛物线的封闭或凸出部分分别鉴定最高或最低温度，高于或低于此温度时制冷剂和润滑油是完全溶混的。此温度称为最大或最小“会溶温度”。除抛物线外，还可表现为歪斜的抛物线形状或者有变化斜率的曲线，在曲线的上部或下部出现不溶混现象。

本发明的一个目的是提供一种润滑油和四氟乙烷（即HFC-134a）的组合，其溶混区包括压缩制冷中温度和组成的全范围，即在-45℃至至少20℃的温度内所有组成均能完全溶混。另一目的是提供一种在压缩制冷中使用这些组合物的方法。

Nippon Oil Co.等的USP 4，248，726（1981年2月5日颂发）和USP4，267，064（1981年5月21日颂发）涉及以粘度指数至少为150的如聚氧亚丙基二醇（或其烷基醚）的聚二醇和缩水甘油醚型的环氧化合物作为含囟素制冷剂的高粘度制冷油组成的应用。所公开的这些聚二醇/缩水甘油醚组成是与Freon11，12，13，22，113，114，500和502一起使用的，与Freon12或22一起使用特别有效。