[发明专利]一种与矿物油相溶的共沸混合物制冷剂

说明书

本发明涉及一种制冷机的工作介质，确切地说，涉及一种用于替代氟里昂12(即二氯二氟甲烷)的与矿物油相溶的HFC134a基共沸混合物制冷剂。

人类正面临有史以来最严峻的环境危机，其中不可忽视的一种现象就是臭氧层的耗损、变薄，臭氧层的这种变化，将会增加地球表面紫外线的照射量，有可能导致许多浮游生物死亡，影响水生生态系统，尤其令人忧虑的是臭氧层的破坏会对人类健康造成重大危害。而大气中的臭氧层的日益损耗，主要是由于臭氧耗损物质(如氟里昂类物质)的长期排放和积累所造成的。所以，《蒙特利尔议定书》中明确规定，在臭氧耗损物质中，包括氟里昂12在内的氯氟烃(CFCs)是危害最严重的，属于绝对的受控和禁用物质。

多年来，世界各国的科技人员都投入大量人力、物力寻找和开发氯氟烃的替代物。由于氟里昂12(即二氯二氟甲烷，分子式：CF₂Cl₂化学代号：CFC12，制冷剂代号：R12)具有很好的物理、化学特性，是相当理想的电冰箱制冷剂，至今已经沿用了六十余年，而且至今尚没有找到CFC12的最终替代物。目前，对于家用制冷业，国际上替代CFC12的方案大致可分为三大流派：以欧洲为代表的异丁烷(HC600a)，以美国为代表的四氟乙烷(HFC134a)和各国积极开发应用的相似替代CFC12的混合工质，如国外的MP39、MP52、FX56、G2015、GHG12和国内的THR01、JCI-1等。但是，上述这些国内外研制出的并且已经试用的混合工质制冷剂尽管很多，但它们几乎全部都是非共沸混合物。这些非共沸混合物制冷剂都必须通过适当调整制冷系统才能达到原来CFC12的性能指标。而且，对于非共沸混合物，如因生产工艺控制不当造成实际充注的混合物比例偏离额定配比时，可能导致制冷系统性能的恶化。此外，这些混合工质中绝大部分都是基于HCFC22配置而成，而根据《蒙特利尔议定书》的修正案，作为受控物质的HCFC22最终要被淘汰已是大势所趋，有些发达国家已将其禁用期提前至2000年，所以，目前正在使用的所有含HCFC22的混合工质都是过渡性的替代物。再者，上述混合工质中有些是可燃性的，另有一些可能生成可燃性馏分，与上述欧洲采用的异丁烷替代方案一样，不适合作为间冷式、大容积冰箱的制冷剂CFC12替代。

由于HFC134a具有不可燃的优势，而且它是热物性与CFC12最接近的纯制冷剂，在美国、日本等安全法规较为严格的发达国家中，HFC134a几乎成为CFC12的唯一替代物。然而，HFC134a的一个重大缺陷是它与原CFC12制冷系统的矿物润滑油不能相溶，因此不能用作现有CFC12制冷系统的改造替代。目前，HFC134a制冷系统通常使用的润滑油是聚酯油，这种聚酯油存在两大缺点：一是具有高度吸湿性，二是对系统污染物(尤其是传统的机加工油)的高度敏感性。这就决定了HFC134a+聚酯油的制冷系统要求非常严格的工艺控制，否则极易造成毛细管的堵塞和压缩机镀铜积碳等现象的发生，从而导致系统的崩溃。

本发明的目的是提供一种对大气臭氧层没有破坏作用的、可以作为氟里昂12制冷剂长期替代物的新型混合物制冷剂。

本发明的又一目的是提供一种能与原CFC12制冷系统的矿物润滑油相溶的HFC134a基共沸混合物制冷剂，用于替换目前HFC134a系统的聚酯油润滑方案。

本发明是这样实现的：它是一种混合物，其组成成分包括有：四氟乙烷(分子式：CF₃CH₂F、化学代号：HFC134a、制冷剂代号：R134a)和丁烷(分子式：C4H10、化学代号：HC600、制冷剂代号：R600)；其配比范围(重量百分比)是：四氟乙烷(HFC134a)为80％～95％，丁烷(HC600)为5％～20％。

本发明的一个最佳配比(重量百分比)是：四氟乙烷(HFC134a)为90％，丁烷(HC600)为10％；此时，其为共沸混合物。