[发明专利]用于二氧化碳致冷剂的致冷油组合物

说明书

发明领域

本发明涉及一种致冷油组合物，用于使用二氧化碳(CO₂)致冷剂的冷冻设备。致冷油组合物可用于使用二氧化碳致冷剂的压缩型冷冻设备，其是致冷和空气调节设备，诸如汽车空调、冰箱、冰库、空调和热泵。

背景技术

通常，压缩型冷冻设备的致冷循环由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成，其具有一种结构，其中致冷剂和润滑油的混合液体在封闭的体系中循环。迄今，氟氯烃，诸如二氯二氟甲烷(R-12)和氯二氟甲烷(R-22)已经作为致冷剂使用，并且已经生产了各种类型的润滑油并与致冷剂一起使用。但是，由于氯氟烃可能导致环境污染，诸如当这些物质释放到大气中时，破坏平流层中的臭氧层，因此对氯氟烃的管理在全球范围变得更加严格。由于这种情况，新的致冷剂引起了人们的注意，诸如氢氟烃和氟代烃，其典型的例子包括1，1，1，2-四氟乙烷(R-134a)。但是，由于氢氟烃和氟代烃在大气中长期存在，这些物质可能导致全球变暖，虽然这些物质不可能导致上述环境污染。因此，人们考虑用不会导致上述问题的天然物质衍生的致冷剂。

二氧化碳是有利的，因为其对于环境无毒，对人类安全，并且具有其它优点，因为其容易在任何需要的地方获得，无需循环，非常便宜。因此，在此以前，二氧化碳已经作为致冷剂用于冷冻设备。

在二氧化碳作为致冷剂的方面，公开了可通过使用聚乙烯醚作为致冷油组合物用于二氧化碳致冷剂提高密封性(日本专利申请公开No.平10(1998)-46169)。

但是，由于粘度指数小，被认为有效的作为致冷油组合物用于二氧化碳致冷剂的聚乙烯醚有一个问题，在高温下将粘度调节到确保表现出润滑性的适当值时，在低温下粘度增加并增加了功率损失。

因此，作为润滑油与二氧化碳致冷剂一起使用的致冷油在低温下表现出粘度略有增加，即，理想的是具有更大粘度指数的致冷油。

在使用二氧化碳致冷剂的体系中，致冷油与在超临界条件下的二氧化碳接触，因为排放压力比使用R-134a或类似体系的更高并且温度更高。因此，当常规用于氯氟烃、氢氟烃或氟代烃致冷剂的润滑油用于润滑时，会产生其它问题，因为润滑稳定性变差和不可能实现长期稳定操作，还因为表现出差的润滑性，诸如耐磨性不足。

发明概述

本发明已经解决了上述问题。本发明的一个目的是提供一种致冷油组合物，即使当含有二氧化碳作为主成分的冷冻液作为冷冻液使用时，该组合物表现出极好的润滑性和很大的粘度指数。

本发明另一个目的是提供一种在超临界条件下的二氧化碳气氛中表现出极好稳定性和极好润滑性的致冷油组合物，同时保持上述有利的性质并可长期使用。

人们发现，当聚氧化亚烷基二醇与聚乙烯基醚结合使用时，聚乙烯基醚的粘度指数意想不到地增加并且可得到表现出极好润滑性和很大粘度指数的致冷油组合物，当特定的添加剂与致冷油组合物结合使用时，可提高稳定性和润滑性，即使在超临界条件的二氧化碳气氛下，同时保持粘度指数和极好的可溶混性。本发明基于上述认识完成。

本发明提供：

(1)用于二氧化碳致冷剂的致冷油组合物，其含有作为主要成分的一种混合物，包括(A)一种聚乙烯基醚，在100℃运动粘度为3-50mm²/s，其量为大于40重量％且小于等于99.1重量％；和(B)一种聚氧化亚烷基二醇，在100℃运动粘度为3-50mm²/s，其量为大于等于0.1重量％且小于40重量％；

(2)如(1)所述的用于二氧化碳致冷剂的致冷油组合物，其运动粘度在100℃为3-50mm²/s，并且粘度指数大于等于90；

(3)如(1)或(2)所述的用于二氧化碳致冷剂的致冷油组合物，其中聚氧化亚烷基二醇是通式(I)表示的化合物：

           R¹-[(OR²)_m-OR³]_n    (I)

其中R¹表示氢原子、有1-10个碳原子的烷基、有2-10个碳原子的酰基或有1-10个碳原子和2-6个结合部位的脂族烃基；R²表示有2-4个碳原子的亚烷基；R³表示氢原子、有1-10个碳原子的烷基或有2-10个碳原子的酰基；n表示1-6的整数；m表示的数使得m×n表示的数的平均值为6-80；