[发明专利]降噪添加剂

说明书

本发明涉及磷酸酯添加剂用于降低制冷机压缩机内和周围的噪音的用途，还涉及通过向压缩机内的制冷润滑剂中加入磷酸酯添加剂来降低制冷机压缩机内和周围噪声的方法。

目前，制冷工业中的驱动力之一是更有能量效率的制冷系统的制造。这已经导致具有更有效率的压缩机的制冷系统的产生，它使用更少的能量并运转更长。然而，能量效率提高的一个不希望的副作用是压缩机产生更大的噪音。

以前通过向制冷润滑剂中加入能产生泡沫的添加剂来解决制冷机压缩机噪音的降低。据信泡沫能通过降低振动和噪音向压缩机外壳的传播来降低压缩机噪音。然而这种降低压缩机内噪音的方法有很大的缺点。

首先，制冷润滑剂过量生成泡沫会对制冷系统产生有害影响，例如加剧润滑剂的夹带，从而该润滑剂被输送到压缩机外进入制冷系统的其它部件中。这会导致压缩机内润滑剂缺乏，这意味着压缩机更易磨损。而且，润滑剂被夹带并覆盖在冷凝器的热传递表面上，这导致制冷系统中热传递的降低。

其次，在制冷润滑剂中产生泡沫的最普遍的添加剂是含硅的添加剂，且已知这些添加剂具有缺点。例如，已发现含硅的添加剂堵塞制冷系统中的毛细管。还发现含硅的添加剂热分解成粉末状固体，这会妨碍制冷过程。因此，例如，当把压缩机附着在制冷系统的支架上时必须小心在将要铜焊的该区域没有残留的润滑剂和含硅的添加剂。还已知含硅的添加剂妨碍涂漆的过程。

三芳基磷酸酯广泛用作石油的和合成的基础油(base stock)液压油、拖拉机流体和航空器涡轮和活塞发动机润滑剂中的抗磨损添加剂。公认在润滑剂中三芳基磷酸酯的含量至多为2wt％时最有效，优选为1.5wt％。

三芳基磷酸酯主要用作航空器液压油的组份或用作工业过程的溶剂。在能避免该磷酸酯降解释放苯酚的应用中，它们用作抗磨损添加剂，并且它们也用在金属加工中。

令人惊讶地发现，向制冷系统压缩机的润滑剂中加入上述公开类型的磷酸酯添加剂降低了压缩机内和周围的噪音而使润滑剂最小起泡。而且该磷酸酯添加剂不含硅。

因此，本发明提供了0.01-10wt％的烷基、芳基、在芳环上被取代的芳基、或芳烷基的磷酸三酯在压缩机润滑剂中的应用，以将制冷系统压缩机内和周围的频率为0-20kHz的噪音降低至少1dB。

本发明还提供了将制冷系统压缩机内和周围的频率为0-20kHz的噪音降低至少1dB的方法，包括向压缩机内的润滑剂中加入0.01-10wt％的烷基、芳基、在芳环上被取代的芳基、或芳烷基的磷酸三酯添加剂。

该制冷系统包含压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器。液体制冷剂在蒸发器中蒸发以提供制冷系统所需的冷却。然后该制冷剂气体通过压缩机，在那里它被压缩到冷凝压力。在冷凝器中使用冷却介质例如水或空气来将该过热的冷凝剂冷凝成液体。然后该液体冷凝剂通过膨胀阀来减小压力并返回到蒸发器中。

噪音源自于从噪音源穿过固体(压缩机箱和管路)、液体(润滑剂)和气体介质(制冷剂)到压缩机壳的不同的频率的能量的传递，由此产生压力波即噪音。压缩机内和周围的噪音源包括：制冷剂气体的流动特性所导致的压缩机内的吸入流动，这些流动特性本身取决于压缩机的运行条件；来自于润滑剂在压缩机内的搅拌的噪音，该搅拌是需要的以将润滑剂输送到压缩机的机械部件中来润滑；从压缩机泵和从压缩机壳顶部滴下的润滑剂和随后溅到压缩机底座上和压缩机壳上的润滑剂；来自于压缩机自身的马达；还来自于排出阀的开启和关闭。来自于不同的噪音源的噪音具有不同的频率，一般在0.5-20kHz。例如对于Maris DC压缩机来说，吸入流动一般在500Hz，润滑剂在压缩机内的搅拌一般在2.5kHz和滴和溅一般在5和6.3kHz。

本发明使用的磷酸酯添加剂是烷基、芳基、(在芳环上)取代的芳基或芳烷基的磷酸三酯，也就是分子式：

O＝P-[O-R]₃(I)

其中R独立是烷基、芳基或环取代的芳基。

特别地，该磷酸酯添加剂可以是三烷基磷酸酯和优选具有分子式(II)：

O＝P-[O-R¹]₃       (II)

其中各个R¹可以是相同或不同的且选自具有1-20个碳原子的烷基，优选1-10个碳原子。各个R¹可以独立地是饱和的或非饱和的，优选饱和的，且可以独立地是直链的或支化的。

该磷酸酯添加剂可以是三芳基或三(环取代的)芳基磷酸酯和优选具有分子式(III)