[发明专利]压缩式制冷器用润滑油

说明书

本发明涉及压缩式制冷器用新的润滑油。更具体地说，本发明涉及具有压缩机的制冷器(压缩式制冷器)用润滑油，它由高润滑性和与1，1，1，2-四氟乙烷(以下称作Flon 134a)一类的含氢的氟化合物相溶性良好的主要组分—聚亚氧烷基乙二醇(polyoxyalk-gleneglycol)衍生物构成，而该四氟乙烷可代替二氯二氟甲烷(以下称作Flon 12)一类的氟化合物作为制冷剂。

一般来说，压缩式制冷器由压缩机、冷凝器、膨胀球和蒸发器构成，其作用机理是致冷剂和润滑油的混合物在密闭系统中进行循环。在这种制冷器中，尽管其取决于设备的种类，通常压缩机的温度升高到40℃或以上，而在冷却器中温度可降低到-40℃以下。所以，致冷剂和润滑油须在所述系统中进行循环而在多数情况(-40℃～40℃)下不发生相分离。

如果制冷器运转时发生相分离，则对设备的寿命和效率会产生非常有害的影响。例如，如果在压缩机中致冷剂和润滑油发生相分离，移动部件将会失去润滑作用，造成胶住或其它问题，大大降低了设备的寿命。如果在蒸发器中发生相分离，粘度很高的润滑油会使热交换的效率下降。

由于用制冷器的润滑油润滑制冷器的移动部件，自然其润滑性看作是很重要。尤其是在压缩机中，温度会变得很高，这样，足以保持润滑所需的油膜的粘度是很重要的。所需粘度随压缩机的种类和运转条件变化，但在与致冷剂混合前润滑油的粘度于100℃最好是2～250cst。如果粘度低于此范围，则油膜会变薄，从而失去润滑作用，而且密封性变差。反之，如果粘度高于此范围，则热交换的效率会下降。由于制冷器用的润滑油用在高低温度变化很宽的循环过程，其粘度指数最好高些，通常要求粘度指数为40或以上。除了上述特性外，为防止在膨胀球处由于结冰造成的球受阻，还要求低的吸湿性及其它特性。

以前，经常使用Flon 12作为压缩式制冷器用制冷剂，用满足前述要求的特性各种矿物油和合成油作为润滑油。但是，近年来在世界范围内Flon 12的使用越来越受到限制，因其易使环境受到污染，包括臭氧层受到破坏在内。

在这些情况下，含氢的flon化合物(包括Flon 134a在内)作为新的致冷剂已引起人们日益关注。在含氢的flon化合物中，尤以Flon134a对臭氧层的破坏作用的可能性最小，可以代替Flon 12，而对常用致冷剂的结构影响不大，因此是受欢迎的压缩式制冷器用致冷剂。

当用含氢的flon化合物(包括所述的Flon 134a)作为压缩式致冷器用致冷剂代替Flon 12时，所需要的润滑油与含氢的flon化合物(包括Flon134a)的相溶性很高，而且润滑性很高，足以满足上述特性。

尽管如此，由于用了Flon 12的传统润滑油与含氢的flon化合物(包括Flon 134a)的相溶性还不十分满意，因此，仍需要适于这些化合物的新的润滑油。但在此情况下，尤其是在汽车的空调器中，要求在替代Flon 12的情况下不改变机械构造。因润滑油而大幅度改变机械构造是不理想的。所以，就需要一种与含氢flon化合物(包括Flon 134a在内)相溶性很好的润滑油。

已经知道，由聚亚烷基二醇构成的Ulcon LB-165或Ulcon LB-525(商标，均由Union Carbide有限公司产)是与Flon 134a相溶的润滑油，而且据报导，在-50-50℃或以下的低温下，这些润滑油以所有份数均溶解或与Flon 134a相溶(“Research Disclosure”17463，1978年10月)。不仅如此，还知道了聚氧丙二醇-丁醚作为基础油的高粘度制冷器油组合物(日本专利公告42119/1982)。

这些润滑油是具有丙二醇的聚亚烷基二醇衍生物，其一端带有一羟基而另一端带有正丁醚键(正丁氧基)。它们在低温下与Flon134a相溶性较好，但高温下相溶性却不够，例如已了解到上述UlconLB-525在室温下会与Flon 134a发生相分离(US专利说明书4，755，316)。

另一方面，已提出在一分子中至少有两个羟基的聚乙二醇是与Flon 134a相溶性较为满意的物质(US说明书4，755，316)。

但在所述聚乙二醇中，相溶性还是不充分。

同时，已经知道，聚乙二醇一般显示出温度依赖性，即掺有Flon混合物从低温加热到高温时，相分离的混合物一旦溶解又会发生相分离。