[发明专利]用于再压缩型冷却系统中的制冷工作流体组合物

说明书

本申请是美国专利申请(申请号为08/340,961)的部分继续申请。本发明涉及专供有效操作再压缩型冷却系统的制冷工作流体组合物。具体地说，本发明涉及制冷工作流体组合物，包括碳氟化合物(HFC)制冷剂掺合物和某些多元醇酯润滑剂，所述润滑剂有适宜的粘性且在低温(例如低于120℃)时与制冷剂混溶而在高温(例如约120℃～180℃或更高)下与制冷剂不混溶，由此表现出可逆的混溶性。

                     发明背景

机械蒸汽再压缩型制冷系统包括冰箱，冰柜，热泵，空调系统等是众所周知的。在这类设备中，适当沸点的制冷剂在低压下蒸发，从周围区吸收热量。所得蒸汽然后压缩并进到冷凝器，在此蒸汽冷凝并放出热量给第二个区。冷凝液然后经膨胀阀返回到蒸发器，从而完成循环。

现在认识到目前使用的含氯制冷剂如二氯二氟甲烷将被无氯制冷剂流体取代，因为氯化物料对大气的臭氧层的有害影响。四氟乙烷异构体，特别是“制冷剂134a”(它为1，1，1，2-四氟乙烷)现在被认为是用于制冷系统的希望的流体。

制冷剂工作流体要求有一种润滑剂，它与制冷剂相容和混溶以使该系统的移动部件被适当润滑。目前，这类润滑剂由烃矿物油组成，该矿物油与含氯制冷剂流体混溶且提供了有效的润滑。

使用无氯HFC(氢氟碳化合物)制冷剂需要新的润滑剂，因为矿物油与这些物料不相容。这种需要在本领域是公认的且有大量的最近公开出版物和专利公开了各种类型的合成润滑剂，据说这些润滑剂可与四氟乙烷制冷剂流体相容。多元醇的酯被特别强调适合与四氟乙烷制冷剂，特别是制冷剂R134a一起使用。

1991年6月4日授权给Zehler等人的美国专利5,021,179公开了多元醇的酯，其中酰基有至少22％的(a)支化酰基或(b)含不多于6个碳原子的酰基。该专利也表明该酯含8个或大于8个碳原子且为未支化的酰基的百分数与支化的且含大于6个碳原子的酰基的百分数有一定的比值且该比值不大于1.56。另外该专利要求有至少9个碳原子、支化或未支化的酰基的百分数不大于81。

Jalley等人的1990年11月1日公开的PCT申请WO90/12849公开了一般的液体组合物，含主要量的含至少一个氟原子和一个或两个碳原子的烃和含少量的至少一种可溶性有机润滑剂，该润滑剂包括多羟基化合物的至少一种羧酸的酯，多羟基化合物含至少2个羟基且通式为R[OC(O)R′]_n其中R是烃基，每个R′独立地为氢，直链低级烃基，支链烃基或含8到约22个碳原子的直链烃基，附加条件是至少一个R′基团是氢，低级直链烃基或支链烃基或含羰酸或含羧酸酯的烃基，和n至少为2。

1991年10月23日授权给Imperial Chemical Industries并于1989年10月11日公开的英国专利2,216,541公开了使用任何分子量为250或更大的酯，它们适合用作与制冷剂134a(R-134a)和一些有关制冷剂流体相容的润滑剂。该专利示例出了己二酸酯，1，2，4，5-苯四酸酯和苯甲酸酯。

1991年8月7日公开的Kao Corporation的欧洲公开专利申请440069公开了由氟化乙烷和由脂肪多元醇及直链或支链醇与有2到10个碳原子的脂肪多元酸反应制得的酯组成的制冷剂工作流体。

1991年3月6日公开的Kao Corporation的欧洲公开专利申请415778公开了制冷工作流体组合物，它们含氢化氟代乙烷和由脂肪多元醇、饱和脂肪二元酸和饱和脂肪一元酸获得的酯化合物。

1991年1月9日公开的Kyodo oil Technical ResearchCenter Co.，Ltd.的欧洲申请406479公开了润滑剂，它们据说与R134a相容。适宜的润滑剂是：新戊二醇和有3-18个碳原子的直链或支链一元脂肪酸的酯；季戊四醇、二季戊四醇和三季戊四醇与直链或支链的C₂-C₁₈一元脂肪酸的酯；式RC(CH₂OH)₃其中R是C₁-C₃烷基的三羟基多元醇与有2-18个碳原子的直链或支链一元脂肪酸及不超过整个脂肪酸25mol％的至少一种有4-36个碳原子的多元酸的酯。