[发明专利]制冷润滑剂组合物和制冷系统

说明书

本发明涉及一种用于制冷剂压缩型制冷机的制冷润滑剂组合物，以及涉及一种使用该组合物的制冷系统，如电冰箱和空调器。

迄今为止，在制冷和空调设备(如冰箱、空调器和冷藏箱)的领域中，使用在分子结构中含有氟原子和氯原子的氟利昂化合物作为制冷剂，例如称为氯氟烃(CFCs)的R-11(三氯一氟甲烷)和R-12(二氯二氟甲烷)以及称为氢氯氟化烃(HCFCs)的R-22(一氯二氟甲烷)。

这些氟利昂化合物当释放至大气中时，几乎不会在对流层中分解，并与同温层中的紫外线反应，在分解过程中破坏臭氧层，由此对全球范围的环境造成破坏。因此在国际上对氟利昂化合物的使用进行了控制。所以，近来对没有使臭氧耗竭危险(ODP)的氟利昂物质替代物即分子结构中不含氯离子的氢氟化碳(HFC)进行了广泛的研究。

然而，在使用HFC作为制冷剂的制冷循环中，考虑到与HFC制冷剂的相容性，需要使用具有极性的制冷润滑剂，例如聚(亚烷基)二醇(PAG)和酯。HFC制冷剂本身具有比CFC或HCFC制冷剂更高的极性，因此含有制冷剂和制冷润滑剂的工作流体本身与常规系统相比吸水性非常高。

在这些极性制冷润滑剂中，酯衍生物的润滑性、热稳定性和电性能优于PAG。即作为与HFC制冷剂一起使用的制冷润滑剂，酯化合物是优选的。

已知酯化合物的特点是在水的存在下有时会发生水解。因此非常需要由位阻醇和各种脂肪酸(有机酸)构成的多元醇酯化合物，它们在酯油中几乎不会发生水解。

如果酯油在水的存在下确实几乎不发生水解，但有酸或碱组分与水同时存在时却能发生水解，且反应被共存的酸或碱所加速。

为了抑制制冷润滑剂的水解，试图通过使制冷系统中含有吸附型干燥剂(如沸石)而尽可能地除去制冷系统中的水分。

例如日本专利公开5-66075揭示了一种在使用HFC-134a制冷剂的空调器中通过在低压导管中配置一台水分去除装置而有效地除去水分的方法，因为HFC-134a的蒸气相和液相中的饱和的水含量是不同的。日本专利公开4-122792中提到一种装有能吸附和去除由制冷润滑剂水解产生的低级脂肪酸(有机酸)的离子交换树脂的制冷循环，以抑制制冷润滑剂的变质。

作为制冷润滑剂的添加剂，已提出了各种酸俘获剂以确保基油的稳定性。例如，已知的有将含有环氧和氟的聚硅氧烷加人100份(重量)润滑油中(日本专利公开4-36387)，含有二价或三价多元醇缩水甘油醚的聚(亚烷基)二醇体系制冷润滑剂(日本专利公开4-55498)，掺有含环氧的聚硅氧烷的润滑油组合物(日本专利公开1-193393)，将缩水甘油醚类环氧化合物加人酯油中得到的用作制冷机工作流体的组合物(日本专利公开6-1970)，将芳族单-二碳酸二缩水甘油基或含有环氧氯烷基的化合物加入聚醚中得到的制冷润滑剂(日本专利公开6-240277)，将选自氧化柠檬烯、氧化(-蒎烯和氧化L-碳的环氧化合物掺人基油中得到的制冷润滑剂(日本专利公开6-240279)等等。

另外，在日本专利公布2-61282和美国专利No.4,508,631中，揭示了去除水分的含有有机硅烷脱水剂的制冷剂流体组合物。适宜的烷氧基硅烷化合物包括乙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、戊基三甲氧基硅烷、苯基乙基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙基甲基二乙氧基硅烷、氰基乙基三乙氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、CH₃(OC₂H₄)xOC₃H₆Si(OCH₃)₃、苯基甲基二乙氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、苯基乙基二甲氧基硅烷、苯基乙基二乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷及其化合物。

带有三个烷氧基的硅烷在大量制冷剂的存在下不形成固体聚合物胶，因而可用作脱水剂。

美国专利No.5050388揭示了通过在制冷循环中注入水分去除剂以去除制冷循环中的污染物的再循环和/或回收制冷剂的方法。

然而，如果仅将称为分子筛的干燥剂(如沸石)放入制冷系统中，则由于系统(制冷剂，制冷润滑剂)中的循环介质中的含水量取决于在环境温度下沸石吸水量的平衡吸附量，它不仅不可能俘获系统中的所有水分，而且当水解进行时，系统的循环介质中的含水量减少，水分从沸石中释放出来，进入循环介质中，所以酯油的水解不能得到充分抑制。

当将酸俘获剂加入制冷润滑剂中时，该酸俘获剂俘获水解产生的有机酸，因此该有机酸在酯油水解反应中的酸催化作用受到抑制，阻止对水解反应的促进作用。然而，根据酸俘获剂的类型，酸俘获剂本身可能发生聚合反应，可能堵塞毛细管或其它狭窄部分。