[发明专利]致冷压缩机用润滑油

说明书

本发明涉及润滑热泵和空调压缩机用的二醇和酯的共混物。

致冷剂R12（二氯二氟甲烷）用于汽车空调和许多其它类型的致冷和空调用压缩机。已证实，含氯氟烃对大气中的臭氧有破坏作用。Montreal        Accords自1990年起限制R12的生产。致冷剂R134a（1，1，1，2-四氟乙烷）具有与R12很类似的蒸汽压，其优点在于不破坏大气中的臭氧。R134a可在大多数致冷系统中代替R12而不用重新设计现存设备。R134a可用于汽车空调而无须由汽车公司重新加工。

用R134a的主要问题是，常用的润滑剂（如环烷烃矿物油）在-20～80℃不溶，而且在不同的致冷应用中会面临操作温度的问题。某些聚乙二醇在25℃或以下溶于R134a，但低于60℃发生相分离。润滑剂与致冷剂相分离能使压缩机的润滑性变差，造成磨损提高和压缩机寿命下降。致冷工业都知道，致冷剂中润滑剂浓度因热力学原因限制在约10～20%的范围内。本发明的有用性在于，压缩机厂商能在多数压缩机中用R134a和其它含氢氟烃或含氢氯氟烃代替含氯氟烃（如R12），而不必对现有的压缩机进行机械改进，而且能在很宽的温度范围内操作。

H.H.kruse等人在“致冷系统和热泵的润滑原理”（第763～783页）和ASHRAE        Transactions（90卷，2B部分，1984）中提出了空调润滑原理。

美国专利4，302，343和4，751，012公开了各种空气压缩机的润滑剂。这两篇专利表明了用酯和聚醚多醇的不同共混物制成的长效润滑剂。但是，这些共混物或在38℃下净粘度低于75厘沲（75×10⁶m²/s），或在致冷所用的高温下不能混溶。

美国专利4，755，316介绍了含一种或多种聚醚多醇的组合物，用于润滑采用R134a的致冷压缩机。但是，′316专利介绍的组合物在压缩机中显示出高温下合适的粘度，而在同样的高温下却不能混溶，反之，在低温下显示出混溶性，但粘度却太低，不宜润滑。

本发明包括润滑剂组合物，这些润滑剂组合物能在-20℃～高于65℃的温度范围内混溶于含氢氟烃和含氢氯氟烃致冷剂，同时，于38℃（100°F）净粘度高于75厘沲（75×10⁶m²/s）。一般来说，这种组合物由（A）和（B）构成：

（A）5～95%的聚醚多醇，其结构式为

其中Z是具有1～8个活性氢的化合物基，

R₁是氢，乙基，或其混合物，

n为0或一正数，

m是一正数，

m+n值能得到数均分子量约为400～5000的聚醚多醇，

R₂是氢或C_1～6烷基，

P是一整数，其值等于Z的活性氢数，以及

（B）95～5%的酯，该酯选自：

（1）多元醇与链烷酸制成的酯，和

（2）链烷二酸与链烷醇制成的酯。

本发明用的中性酯是公知的和/或可买到。适宜的酯的例子是具有4～18个碳原子的二元醇、三元醇和四元醇（如甘油，乙二醇，丙二醇，季戊四醇，二季戊四醇，三季戊四醇，三羟甲基丙烷，三羟甲基丁烷和三羟甲基乙烷）与具有4～18个碳原子的链烷酸的酯。这些酯的例子为二硬脂酸乙二醇酯，二壬酸丙二醇酯，三油酸甘油酯，三羟甲基丙烷三庚酸酯和季戊四醇四庚酸酯。

C_4～8一元醇与C_4～18链烷二酸（如琥珀酸，己二酸，辛二酸，十四烷-1，14-二酸和16烷-1，16-二酸）的酯类也是有用的。

本发明用的聚醚多醇或聚氧化烯多醇的例子是由环氧乙烷、环氧丙烷、1-2或2-3环氧丁烷得到的多醇。上述氧化物可单独聚合（即均聚合），也可混合聚合（即共聚）。氧化物也可以以无规或嵌段的形式结合。虽然上述某些化合物可具有亲水性，但优先选用疏水性化合物，例如由环氧丙烷、环氧丁烷或其混合物衍生的化合物。