[发明专利]制冷压缩机润滑组合物

说明书

本发明涉及使用新的无氯含氟烃制冷气体的、具有改善润滑和抗磨损性质的制冷压缩机润滑组合物。

赋予这些组合物润滑和抗磨损性质这个事实是特别新颖的，因为实际趋势更确切地说是有利于润滑组合物与制冷气体的溶混性，这一般是与润滑性能相违背的。事实上，当润滑组合物与制冷气体的溶混性被选作这些润滑组合物的唯一选择标准时，人们发觉到许多压缩机很容易咬刹。

与设计师和使用者的规格相比，溶混性的要求在现实中经常是较低的，并且主要取决于压缩机的工艺。

事实上，大多数工业制冷压缩机是开放系统或半密闭的系统，该系统配置油分离器，这样能够避免将该润滑组合物带入压缩机中。在这样一些压缩机中，因此应该赋予润滑与抗磨损的性质，因为该润滑组合物和制冷气体可溶混是没有必要的。

另外，甚至在无分离器的小功率的密闭制冷压缩机的情况下，人们通过试验观察到，该润滑组合物制冷气体表现出的过高的溶混性尤其在活塞/外套和活塞轴/连杆头类型的高负载区中可导致摩擦件咬刹。

为了选择良好的制冷压缩机润滑组合物，因此有必要选择能够保证机械摩擦件良好润滑的化学结构剂，该机械摩擦件如往复式压缩机中的活塞-外套-连杆组件，或旋转压缩机的螺杆-圆柱或叶片-定子等。

实际上，研究最多的制冷压缩机润滑组合物是由新多元醇酯得到的，具体地是由含有至多六个碳原子的短支链羧酸和含有八个以上碳原子的长直链或长支链羧酸与新多元醇反应产物得到的，新多元醇例如是新戊二醇(NPG)、三羟甲基丙烷(TMP)和单-、二-和三-季戊四醇(PE)。在该技术的许多专利中非常充分描述的这些润滑组合物，其目的都是在由制冷设备所规定的润滑组合物的温度与浓度范围内能使该润滑组合物与制冷气体溶混达到最佳效果。这种最佳效果往往是通过润滑组合物过量30％(重量)达到的。

另外，人们通过试验还观察到，溶混性最佳值固定在5-10％对压缩机良好运行是完全足够的，在小的密闭类型的系统中尤其是这样。

因此，本发明的目的是一种具有良好润滑和抗磨损性质的润滑组合物，该组合物的粘度是足够的，不会因与制冷气体极好的溶混性而急剧降低，于是不会引起摩擦件咬刹，甚至在有利于这种粘度降低的压力系统中也是如此。与现有进行的工作相反，根据润滑标准、粘度和抗磨损选择该润滑组合物，由于该粘度对于避免摩擦件咬刹和限制它们的磨损是足够的，所以该溶混性在这里被认为是第二标准。

因此，本发明的目的是一种润滑组合物，该组合物的抗磨损特征相应于根据ASTM D4172标准测定的压痕直径，其抗磨损特征小于如在现有的矿物油/R12混合物中的0.80毫米，根据AFNOR T60100标准在40℃测定的粘度是10-100毫米²秒^-1，并且在下面命名为HFC的氢氟烃制冷气体中，所述组合物浓度为10％(重量)的溶混性是完全的，低于10％(重量)，其特征在于该组合物是由至少10-100％(重量)至少一种直链庚酸与一种其羟基数低于或等于5的新多元醇的酯组成。

按照惯例，根据ASTM D4172标准测定的压痕直径高于0.8毫米时，会在接触的金属表面出现咬刹。

优选地，这些新多元醇选自单一或混合的新戊二醇(NPG)、三羟甲基丙烷(TMP)、单季戊四醇(MPE)。

至少一种直链庚酸酯的存在能够使所要求的润滑特性(抗磨损和粘度)与所允许的溶混性极限之间达到较好的折衷。但是，合理的是加入数克其ISO粘度测定等级为10-100的润滑剂。为了使这些组合物都达到，这种庚酸酯应必需与其他化合物混合存在。

这样，为了制备ISO粘度测定等级低于32的本发明组合物，该润滑组合物含有60-100％(重量)至少一种直链庚酸与一种具有至多5个羟基的新多元醇形成的酯和40-0％(重量)至少一种直链戊酸与含有至多五个羟基的新多元醇形成的酯，这些所包括的新多元醇可以是相同的不同的，并且这些酯可以是单一的或混合的。

单一的酯应当理解为由唯一一种新多元醇与唯一一种羧酸得到的酯。与此相对照，混合酯是由唯一一种新多元醇以及与同一个新多元醇分子的多个羟基进行反应的至少两种羧酸得到的。

在本发明的第一种实施方式中，一种ISO粘度测定等级低于或等于22的组合物，含有70-100％(重量)由直链庚酸与新戊二醇和单季戊四醇的单一或混合的新多元醇形成的酯，和30-0％(重量)直链戊酸与单季戊四醇形成的酯。