BR112013033209B1

BR112013033209B1 - Fluido lubrificante de compressor de refigeração

Info

Publication number: BR112013033209B1
Application number: BR112013033209-3A
Authority: BR
Inventors: Louis Rebrovic; William Bradford Boggess
Original assignee: Emerson Climate Technologies, Inc.
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2020-03-31
Also published as: WO2012177742A2; BR112013033209A2; US9255219B2; US20130200295A1; US9187682B2; WO2012177742A3; US20120329689A1; EP2723834A2; EP2723834A4; CN103717716B; CN103717716A; RU2571416C2; RU2013157760A

Abstract

resumo patente de invenção: "lubrificante de compressor de refrigeração". a presente invenção refere-se as composições de lubrificantes descritas compreendem uma mistura de cerca de 1 a 99% em peso de a mistura de um ou mais compostos de éster e de cerca de 1 a 99% em peso da mistura um ou mais segundos compostos de éster em que r1, r2, r3, r4, r5, r6, r11, e r12 são cada qual h ou metila; a+x, b+y. e c+z são números inteiros de 1 a cerca de 20, e m+n é um número inteiro de 1 a cerca de 10; e r7, r8, r9, r10 e r13 são grupos alquila, alquenila, cicloalquila, arila, alquilarila, arilalquila, alquilcicloalquila, cicloalquilalquila, arilcicloalquila, cicloalquilarila, alquilcicloalquilarila, alquilarilcicloalquila, arilcicloalquilalquila, arilalquilcicloalquila, cicloalquilalquilarila, ou cicloalquilarilalquila de cadeia linear ou ramificada, substituídos ou não substituídos tendo 1 a cerca de 17 carbono. a composição de lubrificante pode ser combinada com um refrigerante para formar uma composição de refrigerante-lubrificante que pode ser utilizada como um fluido de trabalho em um aparato de transferência de calor.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para FLUIDO LUBRIFICANTE DE COMPRESSOR DE REFIGERAÇÃO.

CAMPO [0001] Esta tecnologia inventiva está no campo de lubrificantes, particularmente lubrificantes utilizados em equipamento de transferência de calor, tal como compressores de refrigeração; compressores e sistemas de recuperação incluindo tais lubrificantes; e usada métodos de refrigeração utilizando tais lubrificantes.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [0002] As especificações nesta seção fornecem informações antecedentes relacionadas a esta descrição e não podem constituir a técnica anterior.

[0003] Dispositivos de transferência de calor que operam utilizando um ciclo de refrigeração por compressão de vapor, incluindo bombas de calor, condicionadores de ar (incluindo condicionadores de ar de auto, residenciais e industriais), e refrigerantes (incluindo refrigerantes e congeladores residenciais e industriais), empregam refrigerantes e lubrificantes durante a operação. Em um sistema de transferência de calor típico, um líquido de ponto de ebulição adequado evapora em baixa pressão, absorvendo o calor assim fazendo. O vapor produzido é em seguida comprimido e passado para um condensador onde ele é condensado, gerando calor. O condensado líquido é retornado através de uma válvula de expansão para o evaporador, completando o ciclo de refrigeração. Um tipo importante de sistema de refrigeração é conhecido como sistemas de refrigeração pequena ou refrigeração doméstica, que abrange sistemas que são tipicamente utilizados em casas residenciais, apartamentos e similares para uso do consumidor em refrigerantes, congeladores, e similares. Além disso, frequentemente incluídas neste grupo são máquinas de venda automática e similares. Outro sistema de refrigeração importante compreende siste

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2/55 mas de condicionamento de ar automotivos utilizados para fornecer arrefecimento em veículos a motor.

[0004] Os refrigerantes são frequentemente combinados com lubrificantes compatíveis para formar os líquidos de refrigeração utilizados nos compressores de refrigeração. Os lubrificantes garantem que as partes móveis dos dispositivos de transferência de calor sejam lubrificadas para facilitar a operação e evitar o desgaste. As regulamentações governamentais assumiram que fluidos podem ser utilizados como refrigerantes nestes dispositivos. Estes, por sua vez, necessitaram encontrar novos lubrificantes que trabalharão bem com os novos refrigerantes. Os dispositivos são geralmente designados para usar lubrificantes que são miscíveis com o refrigerante durante a operação. Para funcionar como um líquido de refrigeração satisfatório, a mistura de refrigerante e lubrificante deve ser compatível e miscível sobre uma ampla faixa de temperatura.

SUMÁRIO [0005] A seção fornece um sumário geral da invenção, e não se destina como uma descrição compreensiva do escopo geral da invenção ou todos os aspectos.

[0006] Esta invenção descreve lubrificantes de composições particulares, combinações de refrigerante/lubrificante, sistemas de transferência de calor, tais como dispositivos de transferência de calor incluindo aplicações de condicionamento de ar e refrigeração estacionária e móvel incluindo estas combinações, e métodos para estes. Em certos aspectos, as combinações de refrigerante e lubrificante são substancialmente solúveis entre si (por exemplo, miscíveis) durante a operação do equipamento de refrigeração e condicionamento de ar para facilitar a circulação de lubrificante adequada do compressor, passam através do condensador, dispositivo de expansão, e evaporador, e retornam para o compressor. A circulação de lubrificante insuficiente po

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3/55 de potencialmente afetar a segurança do compressor. Solubilidade em baixa temperatura é particularmente importante para assegurar que p lubrificante flua através de um evaporador frio. Os lubrificantes descritos fornecem faixas de temperatura inesperadamente amplas de miscibilidade e inesperadamente temperaturas de miscibilidade mínimas inesperadamente baixas com vários refrigerantes, incluindo diversos refrigerantes para tais composições de lubrificante com faixas de temperatura de miscibilidade adequada estiveram anteriormente desconhecidos, tais como refrigerantes R410a, R32, e HFO como ΗΤΟΙ 234yf (2,3,3,3,-tetrafluoroprop-1-eno) e HFO-1234ze (trans-1,3,3,3,tetrafluoroprop-1-eno).

[0007] Em certos aspectos, as composições de lubrificantes descritas compreendem (a) um ou mais primeiros compostos de éster tendo uma estrutura representativa:

o

I [jÇ —lj- OC] l₂CI ] R¹ f OC] l₂CI ] R² OCR⁷ o

]IC—í-OCl^CHR* —(üClhCnR⁴}--OCR^K o

|[₂C—^-OC]I₂C1IR^s ^OC] l₂CI]R^á---OCR’ (l) [0008] em que cada um dentre R¹, R², R³, R⁴, R⁵, e R⁶ é independentemente H ou metila; cada um dentre a, b, c, x, y, e z é independentemente um número inteiro e a+x, b+y. e c+z são cada qual independentemente um número inteiro de 1 a cerca de 20; e R⁷, R⁸, e R⁹são cada qual independentemente selecionados do grupo que consiste em grupos alquila, alquenila, cicloalquila, arila, alquilarila, arilalquila, alquilcicloalquila, cicloalquilalquila, arilcicloalquila, cicloalquilarila,

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4/55 alquilcicloalquilarila, alquilarilcicloalquila, arilcicloalquilalquila, arilalquilcicloalquila, cicloalquilalquilarila, e cicloalquilarilalquila de cadeia linear ou ramificada tendo de 1 a cerca de 17 átomos de carbono que podem ser substituídos ou não substituídos; e (b) um ou mais segundos compostos de éster tendo uma estrutura representativa

[0009] em que cada um dentre R¹¹ e R¹² é independentemente H ou metila; cada um dentre m e n é independentemente um número inteiro e m+n é um número inteiro de 1 a cerca de 10; e R¹⁰ e R¹³ são cada qual independentemente selecionados do grupo que consiste em grupos alquila, alquenila, cicloalquila, arila, alquilarila, arilalquila, alquilcicloalquila, cicloalquilalquila, arilcicloalquila, cicloalquilarila, alquilcicloalquilarila, alquilarilcicloalquila, arilcicloalquilalquila, arilalquilcicloalquila, cicloalquilalquilarila, e cicloalquilarilalquila de cadeia linear ou ramificada tendo de 1 a cerca de 17 átomos de carbono que podem ser substituídos ou não substituídos. São também descritas modalidades em que o primeiro composto ou compostos de éster (a) e o segundo composto ou compostos de éster (b) juntos formam pelo menos cerca de 50% em peso da composição de lubrificante. São também descritas modalidades em que o primeiro composto ou compostos de éster (a) e o segundo composto ou compostos de éster (b) estão em uma relação de peso de cerca de 1:99 a cerca de 99:1, ou cerca de 1 a cerca de 99% em peso de um ou mais dos primeiros compostos de éster (a) a cerca de 1 a cerca de 99% em peso do um ou mais segundos compostos de éster (b), com base em um peso combinado do primeiro composto ou compostos de éster (a) e do segundo composto ou compostos de éster (b) sendo de 100%. Todas as faixas incluem as extremidades.

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5/55 [00010] Em certos aspectos, as composições de lubrificantes descritas compreendem um ou mais primeiros compostos de éster tendo uma estrutura representativa ]IC

OCR⁷

o |[,C—f-OC]I₂C1 IR.⁵ V-(OC]l₂CI]R^á)---OCR’ \ /c ₍|) [00011] em que cada um dentre R¹, R², R³, R⁴, R⁵, e R⁶ é independentemente H ou metila; cada um dentre a, b, c, x, y, e z é independentemente um número inteiro e a+x, b+y. e c+z são cada qual independentemente um número inteiro de 1 a cerca de 20; e R⁷, R⁸, e R⁹ são cada qual independentemente selecionados do grupo que consiste em grupos alquila, alquenila, cicloalquila, arila, alquilarila, arilalquila, alquilcicloalquila, cicloalquilalquila, arilcicloalquila, cicloalquilarila, alquilcicloalquilarila, alquilarilcicloalquila, arilcicloalquilalquila, arilalquilcicloalquila, cicloalquilalquilarila, e cicloalquilarilalquila de cadeia linear ou ramificada tendo de 1 a cerca de 17 átomos de carbono que podem ser substituídos ou não substituídos; e um ou mais segundos compostos de éster tendo uma estrutura representativa

R^id—C

OCI]-.CI]R^L1

OC] I₂C]IRJ²

[00012] em que cada um dentre R¹¹ e R¹² é independentemente H ou metila; cada um dentre m e n é independentemente um número inteiro e m+n é um número inteiro de 1 a cerca de 10; e R¹⁰ e R¹³ são

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6/55 cada qual independentemente selecionados do grupo que consiste em grupos alquila, alquenila, cicloalquila, arila, alquilarila, arilalquila, alquilcicloalquila, cicloalquilalquila, arilcicloalquila, cicloalquilarila, alquilcicloalquilarila, alquilarilcicloalquila, arilcicloalquilalquila, arilalquilcicloalquila, cicloalquilalquilarila, e cicloalquilarilalquila de cadeia linear ou ramificada tendo de 1 a cerca de 17 átomos de carbono que podem ser substituídos ou não substituídos, em que o primeiro composto ou compostos de éster of structure (I) e do segundo composto ou compostos de éster of structure (II) estão em uma relação de peso de cerca de 1:99 a cerca de 99:1 e juntos formam pelo menos cerca de 50 por cento em peso da composição de lubrificante.

[00013] As composições de lubrificante podem incluir outros materiais adicionais, incluindo aditivos tais como antioxidantes, aditivos antidesgaste, e agentes de pressão extrema em quantidades que podem ser, por exemplo, cerca de 0,1 a cerca de 5% em peso na composição de lubrificante, e as composições de lubrificante pode conter quantidades menores de outros lubrificantes, por exemplo, poliol ésteres e polialquileno glicóis, com a condição de que a percentagem em peso total na composição de lubrificante de todos os outros lubrificantes juntos seja menor do que a porcentagem em peso na composição de lubrificante da mistura que consiste no primeiro composto ou compostos de éster (a) e no segundo composto ou compostos de éster (b).

[00014] A composição de lubrificante pode ser combinada com um refrigerante para formar uma combinação de lubrificante e refrigerante que pode ser usada como um fluido de trabalho para um dispositivo de transferência de calor. As combinações de lubrificante e refrigerante incluem uma porcentagem em peso menor (menor do que 50% em peso) da composição de lubrificante e uma porcentagem em peso maior (mais

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7/55 do que 50% em peso) de um ou mais compostos refrigerantes. Em várias modalidades, as combinações de lubrificante e refrigerante podem ser usadas como fluidos de trabalho em sistemas de refrigeração, incluindo em condicionadores de ar automotivos, refrigeradores domésticos ou industriais, congeladores, e condicionadores de ar, bombas de calor, máquinas de venda automática, mostruários, e sistemas de abastecimento de água. São também descritos equipamentos de condicionamento de ar e refrigeração estacionária e móvel incluindo tais condicionadores de ar automotivos, refrigeradores domésticos ou industriais, congeladores, e condicionadores de ar, bombas de calor, máquinas de venda automática, mostruários, e sistemas de abastecimento de água contendo as combinações de refrigerante/lubrificante descritas e métodos de operação de tal equipamento incluindo as combinações de refrigerante/lubrificante descritas.

[00015] Em certos aspectos, as composições de lubrificantes descritas têm excelente miscibilidade com a maioria dos refrigerantes, incluindo refrigerantes R410a, R32, e HFO (ou com combinações destes refrigerantes), mesmo em temperaturas muito baixas, ao mesmo tempo em que fornecendo excelentes índices de viscosidade e lubricidades.

[00016] Um/uma (a), um/uma (an), o/a, pelo menos um e um ou mais são utilizados alternadamente para indicar que pelo menos um dos itens está presente; uma pluralidade de tais itens pode estar presente. Os termos compreende, compreendendo, incluindo e tendo, são inclusivos e, portanto, especificam a presença de características, números inteiros, operações, elementos, e/ou componentes, porém não excluem a presença ou adição de um ou mais outros aspectos, etapas, elementos, componentes, e/ou grupos dos mesmos. Deve-se também entender que as etapas de método adicionais ou alternativas podem ser empregadas. Por toda esta invenção, os valores

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8/55 numéricos representam medidas aproximadas ou limites para as faixas para abranger desvios menores dos valores fornecidos e modalidades tendo cerca do valor mencionado bem como aquelas tendo exatamente o valor mencionado. Exceto nos exemplos de trabalho fornecidos no término da descrição detalhada, todos os valores numéricos de parâmetros (por exemplo, de quantidades ou condições) nesta especificação, incluindo as reivindicações anexas, devem ser entendidos como sendo modificados em todos os casos pelo termo cerca de seja ou não cerca de realmente aparece antes do valor numérico. Cerca de indica que o valor numérico estabelecido permite alguma leve imprecisão (com alguma aproximação da exatidão no valor; aproximadamente ou razoavelmente perto do valor; quase). Se a imprecisão fornecida por cerca de não for de outro modo entendida na técnica com este significado usual, então cerca de como usado aqui, indica pelo menos variações que podem originar-se de métodos usuais e usar tais parâmetros. Além disso, a descrição de faixas inclui a descrição de todos os valores e outras faixas divididas dentro da faixa inteira, incluindo extremidades determinadas para as faixas. Todas as faixas incluem extremidades determinadas.

[00017] Outras áreas de aplicabilidade tornar-se-ão evidentes a partir da descrição fornecida aqui. Deve-se entender que a descrição e exemplos específicos se destinam para propósitos de ilustração apenas e não se destinam a limitar o escopo da presente invenção. DESENHOS [00018] Os desenhos descritos aqui são apenas para propósitos ilustrativos de modalidades selecionadas e não todas as possíveis implementações, e não se destinam a limitar o escopo da presente invenção ou invenção reivindicada.

[00019] A figura 1 é um gráfico de viscosidades cinemáticas de certas composições de lubrificante como descrito, medidas de acordo

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9/55 com ASTM D445;

a figura 2 é um gráfico de viscosidades cinemáticas de certas composições de lubrificante da invenção como descrito, medidas de acordo com ASTM D445;

a figura 3 é um gráfico de lubrificação (ou lubricidade) de certas composições de lubrificante como descrito, medidas de acordo com ASTM D2670;

a figura 4 é um gráfico de miscibilidade de certas composições de lubrificante como descrito em R410a;

a figura 5 é um gráfico de miscibilidade de certas composições de lubrificante como descrito em R32.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS [00020] Os detalhes, exemplos e preferências fornecidos acima com relação a qualquer um ou mais dos aspectos particulares estabelecidos da presente invenção, e descritos e exemplificados abaixo em relação a qualquer um ou mais dos aspectos particulares estabelecidos da presente invenção, aplicam-se a todos os aspectos da presente invenção.

[00021] As composições de lubrificantes descritas compreendem uma mistura de um ou mais primeiros compostos de éster (a) e um ou mais segundos compostos de éster (b). Em certas variações, tal mistura compreende cerca de 1 a cerca de 99% em peso de um ou mais primeiros compostos de éster (a) e cerca de 1 a cerca de 99% em peso de um ou mais segundos compostos de éster (b). Em certos aspectos, o primeiro composto ou compostos de éster (a) e o segundo composto ou compostos de éster (b) juntos formam pelo menos cerca de 50% em peso da composição de lubrificante. Em certas outras variações, tal mistura compreende cerca de 20 a cerca de 80% em peso de um ou mais primeiros compostos de éster (a) e cerca de 20 a cerca de 80% em peso de um ou mais segundos compostos de éster (b).

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Ainda em outras variações, tal mistura opcionalmente consiste essencialmente em cerca de 1 a cerca de 99% em peso de um ou mais primeiros compostos de éster (a) e cerca de 1 a cerca de 99% em peso de um ou mais segundos compostos de éster (b). Em certas variações, uma composição de lubrificante compreende uma mistura que consiste em cerca de 1 a cerca de 99% em peso de um ou mais primeiros compostos de éster (a) e cerca de 1 a cerca de 99% em peso de um ou mais segundos compostos de éster (b).

[00022] Um ou mais primeiros compostos de éster (a) tem ou têm uma estrutura representativa (I) o

I [jÇ —OC] l₂CI 1R¹ ( OC] l₂CI ] R²OCR

O ,li ]IC—i-OC]l₂C]IR^? H—foClhCUR^-íOCR \/b o

|[₂C—(^OC]I₂C1IR^s V-í OC] l₂CI]R^á )OCR’ \ z [00023] em que cada um dentre R¹, R², R³, R⁴, R⁵, e R⁶ é independentemente hidrogênio (H) ou metila (CH3); cada um dentre a, b, c, x, y, e z é independentemente um número inteiro e a+x, b+y, e c+z são cada qual independentemente um número inteiro de 1 a cerca de 20; e R⁷, R⁸, e R⁹ são cada qual independentemente selecionados do grupo que consiste em grupos alquila, alquenila, cicloalquila, arila, alquilarila, arilalquila, alquilcicloalquila, cicloalquilalquila, arilcicloalquila, cicloalquilarila, alquilcicloalquilarila, alquilarilcicloalquila, arilcicloalquilalquila, arilalquilcicloalquila, cicloalquilalquilarila, e cicloalquilarilalquila de cadeia linear ou ramificada tendo de 1 a cerca de 17 átomos de carbono e que podem ser substituídos ou não substituídos.

[00024] Em várias modalidades, cada um dentre R⁷, R⁸, e R⁹ pode

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11/55 independentemente ser grupos alquila ou alquenila de cadeia linear ou cadeia ramificada ou grupos cicloalquila substituídos ou não substituídos, cada qual pode conter heteroátomos tais como O, F, N, S, ou Si ou pode ser grupos hidrocarbonila. Em várias modalidades, cada um dentre R⁷, R⁸, e R⁹ independentemente tem cerca de 3 a cerca de 8 átomos de carbono ou R⁷, R⁸, e R⁹ juntos têm uma média de cerca de 5 a cerca de 7 átomos de carbono em uma base de peso ou tanto cada um dentre R⁷, R⁸, e R⁹ independentemente tem cerca de 3 a cerca de 8 átomos de carbono quanto R⁷, R⁸, e R⁹ juntos têm uma média de cerca de 5 a cerca de 7 átomos de carbono em uma base de peso.

[00025] Em várias modalidades, a+x, b+y, e c+z são cada qual independentemente um número inteiro de 1 a cerca de 10, ou a+x, b+y, e c+z são cada qual independentemente um número inteiro de 2 a cerca de 8, ou a+x, b+y, e c+z são cada qual independentemente um número inteiro de 2 a 4.

[00026] Em certas modalidades, cada um dentre R¹, R², R³, R⁴, R⁵, e R⁶ é hidrogênio (H), de modo que o primeiro composto (a) ou pelo menos um ou mais do que um primeiro composto de éster (a), se a composição de lubrificante incluir mais do que um primeiro composto de éste (a), tenha ou tenham uma estrutura representativa (III)

[00027] em que x, y, e z são cada qual independentemente um

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12/55 número inteiro de 1 a cerca de 20, ou de 1 a cerca de 10, ou de 2 a cerca de 8 ou de 2 a cerca de 4, e R⁷, R⁸, e R⁹ são como anteriormente definido.

[00028] Em várias modalidades, cada um dentre R⁷, R⁸, e R⁹ na estrutura (III) pode ser grupos alquila ou alquenila de cadeia linear ou cadeia ramificada ou grupos cicloalquila substituídos ou não substituídos, cada qual pode conter heteroátomos tais como O, F, N, S, ou Si ou pode ser grupos hidrocarbonila. Em várias modalidades, cada um dentre R⁷, R⁸, e R⁹ na estrutura (III) independentemente tem cerca de 3 a cerca de 8 átomos de carbono ou R⁷, R⁸, e R⁹ juntos têm uma média de cerca de 5 a cerca de 7 átomos de carbono em uma base de peso ou tanto cada um dentre R⁷, R⁸, e R⁹independentemente tem cerca de 3 a cerca de 8 átomos de carbono quanto R⁷, R⁸, e R⁹ juntos têm uma média de cerca de 5 a cerca de 7 átomos de carbono em uma base de peso.

[00029] Os primeiros compostos (a) podem ser preparado por esterificação de um alcoxilato de glicerol, que por si só podem ser preparado por reação de um composto iniciador de glicerol com óxido de etileno, óxido de propileno, ou tanto óxido de etileno quanto óxido de propileno para fornecer segmentos de poliéter de a, x, b, y. c, e z. A reação de alcoxilação é geralmente realizada na presença de um catalisador. Qualquer substância capaz de acelerar a abertura de anel, adição do monômero(s) de óxido de alquileno no composto iniciador de glicerol, pode ser usada, incluindo catalisador acídico, catalisador básico, e catalisador de coordenação. Exemplos específicos de catalisadores incluem hidróxidos de álcali ou alcalinos terrosos tais como catalisadores de hidróxido de potássio, cianeto de metal duplo (DMC), ácidos minerais tais como ácidos sulfúricos e ácidos fosfóricos, ácidos de Lewis e catalisadores de Friedel-Crafts, trifluoreto de boro e seus complexos com, por exemplo, metanol, etanol, isopropanol, butanóis,

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13/55 etil éter, butil éter, e fenil éter, bem como ácidos orgânicos tal como ácido acético, ácido propiônico, fenol, aminas orgânicas tais como monometilamina, monoetilamina, dimetilamina, trietilamina ou piperidina, e cloretos de estanho e cloretos de antimônio. Hidróxidos de álcali ou alcalinos terrosos são frequentemente utilizados. A reação pode ser realizada, por exemplo, em temperaturas de cerca de 20 a cerca de 180°C, em algumas modalidades cerca de 80 a cerca de 160°C. Óxido de etileno e óxido de propileno podem ser utilizados na reação de alcoxilação sozinhos, para produzir segmentos de óxido de homopoli- ou oligoalquileno, ou na sequência para produzir segmentos de poliéter de copolímero de bloco (segmentos de poli- ou oligo(óxido de etileno)co-poli- ou oligo(óxido de propileno)). Segmentos de copolímero de bloco podem ser preparado em qualquer ordem: isto é, ou dos blocos de poli- ou oligo(óxido de etileno) e poli- ou oligo(óxido de propileno) podem ser adicionados primeiro no glicerol. Deve ser apreciado que os segmentos de a, b, e c serão todos tipicamente formados de óxido de etileno ou óxido de propileno, e igualmente para os segmentos de x, y, e z. O número de unidas de monômero (a, b, c, x, y, z da estrutura) dos segmentos de éter pode ser controlado por quantidade ou quantidades de óxido de etileno e/ou óxido de propileno com relação ao glicerol.

[00030] O alcoxilato de glicerol ou uma mistura de tais alcoxilatos de glicerol é ou são em seguida esterificado com um ou mais ácidos monocarboxílicos tendo 2 a cerca de 18 átomos de carbono. O ácido ou ácidos monocarboxílicos pode ser representado pelas fórmulas estruturais

HOC(=O)R7, HOC(=O)R⁸, e HOC(=O)R9, [00031] em que R7, R⁸, e R9 são como anteriormente definido, ou

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14/55 derivado esterificáveis de tais ácidos, incluindo anidridos, ésteres de alquila inferior de tais ácidos (por exemplo, ésteres de metila, que produzem o subproduto metanol relativamente fácil de remover), e os haletos de ácido carboxílico (por exemplo, cloretos de ácido carboxílico e brometos de ácido carboxílico). Um dentre R7, R8, e R9 pode ser diferente dos outros, ou todos de R7, R8, e R9 podem ser diferentes dos outros, e a esterificação pode produzir um ou uma mistura dos primeiros compostos (a).

[00032] A esterificação pode ser realizada com um ou uma mistura de ésteres monocarboxílicos ou derivados esterificáveis dos mesmos. Ácidos carboxílicos incluindo heteroátomos ou átomos diferentes de carbono e hidrogênio, por exemplo, O, F, N, S, Si podem ser utilizados. Exemplos não limitantes de ácidos carboxílicos ou derivados esterificáveis adequados incluem, por exemplo, ácido acético, anidrido acético, ácido propanóico, ácido butírico, ácido isobutanóico, ácido piválico, ácido pentanóico, ácido isopentanóico, ácido hexanóico, ácido heptanóico, ácido octanóico, ácido 2-etilhexanóico, ácido 3,3,5trimetilhexanóico, ácido nonanóico, ácido decanóico, ácido neodecanóico, ácido undecanóico, ácido dodecanóico, ácido tridecanóico, ácido mirístico, ácido pentadecanóico, ácido palmítico, ácido heptadecanóico, ácido esteárico, ácido oléico, ácido linoléico, ácido palmitoléico, ácido citronélico, ácido undecenóico, ácido láurico, ácido undecilênico, ácido mirístico, ácido linolênico, ácido araquídico, ácido beênico, ácido tetraidrobenzóico, ácido abiético hidrogenado ou não hidrogenado, ácido 2-etilhexanóico, ácido furóico, ácido benzóico, ácido 4acetilbenzóico, ácido 2-oxopropanóico (pirúvico), ácido 4-terc-butilbenzóico, ácido carboxílico de ciclopentano, ácido naftênico, ácido carboxílico de cicloexano, ácido 2,4-dimetil benzóico, ácido 2-metil benzóico, ácido salicílico, isômeros dos mesmos, ésteres de metila dos mesmos, e misturas dos mesmos.

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15/55 [00033] A esterificação é preferivelmente realizada com catalisadores de ácido ou base; catalisadores adequados para uso na transesterificação incluem, porém não estão limitados aos catalisadores de base, metóxido de sódio, catalisadores de ácido incluindo ácidos inorgânicos tais como ácido sulfúrico e argilas acidificadas, ácidos orgânicos tais como ácido sulfônico de metano, ácidos benzenossulfônicos substituídos e não substituídos, e ácido para-toluenossulfônico, e resinas acídicas tal como Amberlyst 15. Metais tais como sódio e magnésio, e hidretos de metal também são catalisadores úteis. A temperatura de esterificação geralmente pode ser de 80 a 250° C. Em certos casos, a reação de esterificação pode preferivelmente ocorrer com a remoção contínua do subproduto de água ou álcool (por exemplo, metanol). Isto é realizado, por exemplo, em pressão atmosférica e/ou remoção com nitrogênio ou pressão reduzida ou utilizando um agente de arraste, tal como, por exemplo, tolueno, no caso de água como o subproduto.

[00034] Em várias modalidades, o alcoxilato de glicerol é esterificado com um ou mais ácidos monocarboxílicos tendo cerca de 4 a cerca de 9 átomos de carbono ou tendo um média de cerca de 6 a cerca de 8 átomos de carbono em uma base de peso. Em várias modalidades, o alcoxilato de glicerol é esterificado com um ou mais ácidos monocarboxílicos selecionados do grupo que consiste em ácido n-pentanóico, ácido 2-metilbutanóico, ácido n-hexanóico, ácido n-heptanóico, ácido

3,3,5-trimetilhexanóico, ácido 2-etilhexanóico, ácido n-octanóico, ácido n-nonanóico, e ácido isononanóico. Em várias modalidades, é particularmente vantajoso esterificar o alcoxilato de glicerol com um ou mais ácidos monocarboxílicos selecionados do grupo que consiste em ácido n-butírico, ácido isobutírico, ácido n-pentanóico, ácido 2metilbutanóico, ácido 3-metilbutanóico, ácido n-hexanóico, ácido nheptanóico, ácido n-octanóico, ácido 2-etilhexanóico, ácido 3,3,5

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16/55 trimetilhexanóico, ácido n-nonanóico, ácido decanóico, ácido undecanóico, ácido undecelênico, ácido láurico, ácido esteárico, ácidos isosteáricos, e combinações destes.

[00035] O segundo composto ou compostos de éster (b) tem ou têm uma estrutura representativa (II)

[00036] em que cada um dentre R¹¹ e R¹² é independentemente hidrogênio (H) ou metila (CH3); cada um dentre m e n é independentemente um número inteiro e m+n é um número inteiro de 1 a cerca de 10; e R¹⁰ e R¹³ são cada qual independentemente selecionados do grupo que consiste em grupos alquila, alquenila, cicloalquila, arila, alquilarila, arilalquila, alquilcicloalquila, cicloalquilalquila, arilcicloalquila, cicloalquilarila, alquilcicloalquilarila, alquilarilcicloalquila, arilcicloalquilalquila, arilalquilcicloalquila, cicloalquilalquilarila, e cicloalquilarilalquila de cadeia linear ou ramificada tendo de 1 a cerca de 17 átomos de carbono e que podem ser substituídos ou não substituídos.

[00037] Em várias modalidades, cada um dentre R¹⁰ e R¹³ podem independentemente ser grupos alquila ou alquenila de cadeia linear ou cadeia ramificada ou grupos cicloalquila substituídos ou não substituídos, cada qual pode conter heteroátomos tais como O, F, N, S, ou Si ou podem ser grupos hidrocarbonila. Em várias modalidades, cada um dentre R¹⁰ e R¹³ independentemente tem cerca de 3 a cerca de 8 átomos de carbono ou R¹⁰ e R¹³ juntos têm uma média de cerca de 5 a cerca de 7 átomos de carbono em uma base de peso ou tanto cada um dentre R¹⁰ e R¹³ independentemente tem cerca de 3 a cerca de 8 átomos de carbono quanto R¹⁰ e R¹³ juntos têm uma média de cerca de 5 a cerca de 7 átomos de carbono em uma base de peso.

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17/55 [00038] Em várias modalidades, cada um dentre R¹¹ e R¹² é hidrogênio (H) e/ou m+n é um número inteiro de cerca de 2 a cerca de 8 ou de cerca de 4 a cerca de 10 ou de cerca de 2 a cerca de 5 ou de cerca de 3 a cerca de 5 ou 2 ou 3 ou 4. Em certas modalidades, o segundo composto de éster ou pelo menos um de uma pluralidade de segundos compostos de éster é um dietiléster de trietileno glicol ou um diéster de tetraetileno glicol, particularmente um dietiléster de trietileno glicol ou diéster de tetraetileno glicol de um ou dois ácidos monocarboxílicos tendo cerca de 4 a cerca de 9 átomos de carbono. Diésteres de tetraetileno glicol em particular fornecem uma vantagem inesperada quanto à miscibilidade excelente tanto nos refrigerantes R410a quanto R32. Diésteres de tetraetileno glicol de ácidos monocarboxílicos ramificados também fornecem inesperadamente índices de viscosidade elevados.

[00039] Em várias modalidades, cada um dentre R¹¹ e R¹² é hidrogênio (H), de modo que o segundo composto de éster (b) ou pelo menos um ou uma pluralidade de segundos compostos de éster (b) tenha ou tenham estrutura representativa (IV) o o

[00040] em que m é um número inteiro de 1 a cerca de 10; ou de 2 a cerca de 8; ou de cerca de 4 a cerca de 10; ou de cerca de 2 a cerca de 5; ou de cerca de 3 a cerca de 5; ou 2 ou 3 ou 4; e R¹⁰ e R¹³ são como anteriormente definido, em algumas modalidades tendo cerca de 3 a cerca de 8 átomos de carbono.

[00041] Segundos compostos de éster (b) podem ser preparado por esterificação de etileno glicol, propileno glicol, ou um oligo- ou polialquileno glicol, que pode ser um oligo- ou polietileno glicol, oligo- ou polipropileno glicol, ou um copolímero de etileno glicol-propileno glicol de

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18/55 bloco, com um ou dois ácidos monocarboxílicos tendo de 2 a cerca de 18 átomos de carbono. Tanto as reações de eterificação quanto podem ser realizadas pelos métodos já descritos para a preparação do primeiro composto ou compostos de éster (a). Exemplos não limitantes adequados de ácidos monocarboxílicos ou derivados que podem ser utilizados na preparação dos segundos compostos de éster (b) são aqueles já mencionados em conjunção com a preparação dos primeiros compostos (a).

[00042] Em várias modalidades, etileno glicol, propileno glicol, ou oligo- ou polialquileno glicol é esterificado com um ou dois ácidos monocarboxílicos tendo cerca de 4 a cerca de 9 átomos de carbono ou tendo um média de cerca de 6 a cerca de 8 átomos de carbono em uma base de peso. Em várias modalidades, o polialquileno glicol é esterificado com um ou dois ácidos monocarboxílicos selecionados do grupo que consiste em ácido n-pentanóico, ácido 2-metilbutanóico, ácido n-hexanóico, ácido n-heptanóico, ácido 3,3,5-trimetilhexanóico, ácido 2-etilhexanóico, ácido n-octanóico, ácido n-nonanóico, e ácido isononanóico. Em várias modalidades, o polialquileno glicol é esterificado com um ou dois ácidos monocarboxílicos selecionados do grupo que consiste em ácido n-butírico, ácido isobutírico, ácido n-pentanóico, ácido 2-metilbutanóico, ácido 3-metilbutanóico, ácido n-hexanóico, ácido n-heptanóico, ácido n-octanóico, ácido 2-etilhexanóico, ácido

3,3,5-trimetilhexanóico, ácido n-nonanóico, ácido decanóico, ácido undecanóico, ácido undecelênico, ácido láurico, ácido esteárico, ácido isosteárico, e combinações destes. Em várias modalidades, o éter ou éteres esterificado com estes ácidos monocarboxílicos para produzir o segundo composto ou compostos de éster é ou são selecionados de dietileno glicol, trietileno glicol, tetraetileno glicol, pentaetileno glicol, hexaetileno glicol, heptaetileno glicol, octaetileno glicol, nonaetileno glicol, e decaetileno glicol.

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19/55 [00043] O primeiro composto ou compostos de éster (a) e o segundo composto ou compostos de éster (b) podem ser purificados, por exemplo, com permuta de cátion ou ânion, carvão vegetal, peneiras moleculares, óxido de alumínio, ou por destilação (incluindo destilação a vácuo), ou por uma combinação de tais métodos, para remover o ácido carboxílico residual.

[00044] Em várias modalidades, o primeiro e segundo compostos de éster são incluídos em uma relação de peso de cerca de 20 a cerca de 80% em peso de um ou mais primeiros compostos de éster e cerca de 80 a cerca de 20% em peso de um ou mais segundos compostos de éster, ou cerca de 30 a cerca de 70% em peso de um ou mais primeiros compostos de éster e cerca de 70 a cerca de 30% em peso de um ou mais segundos compostos de éster, ou cerca de 40 a cerca de 60% em peso de um ou mais primeiros compostos de éster e cerca de 60 a cerca de 40% em peso de um ou mais segundos compostos de éster, em cada caso o peso combinado do primeiro e segundo ésteres juntos sendo de 100%. Em várias modalidades, os primeiros compostos formam uma porção principal da mistura do primeiro e segundo ésteres em peso.

[00045] Em modalidades em que o mesmo ácido carboxílico ou a mesma combinação de ácidos monocarboxílicos é empregado na preparação tanto dos primeiros compostos quanto dos segundos compostos de éster, em seguida estes compostos de éster podem ser preparado juntos, e as quantidades de alcoxilato de glicerol e etileno glicol, propileno glicol, ou oligo- ou polialquileno glicol utilizados podem ser selecionados de modo que o produto de reação tenha uma relação de peso desejada do primeiro e segundo compostos de éster.

[00046] Em várias modalidades, o primeiro composto ou compostos de éster (a) e o segundo composto ou compostos de éster (b) juntos formam pelo menos cerca de 50% em peso da composição de

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20/55 lubrificante. A composição de lubrificante pode incluir uma porção menor de um composto de lubrificante que não é um primeiro ou segundo composto de éster, tal como um composto de lubrificante selecionado de compostos de poliol éster (POE) diferente do primeiro e segundo compostos de éster ou polialquileno glicóis (PAG). Uma porção menor significa menor do que 50% em peso. Exemplos não limitantes de outros lubrificantes que podem ser opcionalmente incluídos em certas modalidades da composição de lubrificantes são aqueles preparado pela condensação de certos polióis tais como pentaeritritol, neopentil glicol e trimetilpropanol, e ácidos monocarboxílicos lineares ou ramificados contendo cerca de 4 a 10 átomos de carbono e aqueles lubrificantes de poliol ésteres (POE) e polialquileno glicol (PAG) descritos em Sorensen et al., Patente dos Estados Unidos 6,290,869, Corr, Patente dos Estados Unidos 6,245,254; Duncan et al., Patente dos Estados Unidos 5,750,750, Salomon et al, Patente dos Estados Unidos 5,366,648, Fukuda et al, Patente dos Estados Unidos 5185092, Corr et al., Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos 2002/0013233, Schlossberg et al., Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos 2003/0201420, entre outros (as respectivas porções relevantes dos quais são incorporadas aqui por referência). Lubrificantes de polivinil éter (PVE) podem também ser utilizados.

[00047] Em várias modalidades, a composição de lubrificante inclui como lubrificantes unicamente a mistura de um ou mais primeiros compostos de éster (a) e um ou mais segundos compostos de éster (b).

[00048] Um ou mais aditivos podem ser incluídos em qualquer combinação na composição de lubrificantes. Exemplos não limitantes de suitabela aditivos incluem antioxidantes, agentes antidesgaste, agentes de pressão extrema, agentes de redução de fricção, com base em silicone e outros tipos de agentes antiespuma, agentes de inativa

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21/55 ção de metal tais como benzotriazóis, melhoradores de índice de viscosidade, depressores de ponto de derrame, dispersantes de detergente, estabilizantes, inibidores de corrosão, supressores de flamabilidade, recuperadores de ácido e similares. Tais aditivos podem ser utilizados sozinhos ou em qualquer combinação de dois ou mais. Não existe nenhuma restrição sobre a inclusão de tais aditivos. Geralmente, aditivos tais como estes podem estar presentes em monos do que ou igual a cerca de 10% em peso da composição de lubrificante. Várias modalidades da composição de lubrificante pode incluir cerca de 0,1 a cerca de 5% em peso de um aditivo ou uma combinação de aditivos ou cerca de 0.2 a cerca de 2% em peso de um aditivo ou uma combinação de aditivos.

[00049] Exemplos não limitantes dos antioxidantes que podem ser utilizados incluem antioxidantes fenólicos tal como 2,6-di-t-butil-4metilfenol e 4,4'-metilenobis(2,6-di-t-butilfenol), e bisfenol A, amina e antioxidantes de tiazina tais como p,p-dioctilfenilamina, monooctildifenilamina, fenotiazina, 3,7-dioctilfenotiazina, N,N-di(2-naftil)-pfenilenodiamina, fenil-1-naftilamina, fenil-2-naftilamina, alquilfenil-1naftilaminas, e alquilfenil-2-naftilaminas; antioxidantes contendo enxofre tais como dissulfeto de alquila, ésteres de ácido tiodipropiônico e benzotiazol; e compostos de zinco tais como ditiofosfatos de dialquila de zinco e ditiofosfatos de diarila de zinco s. A composição de lubrificante pode compreender até cerca de 5,0% em peso de antioxidantes, cerca de 0,1 a cerca de 5% em peso de, cerca de 0,1 a cerca de 2,0% em peso de, ou cerca de 0,2 a cerca de 0,8% em peso de antioxidantes. As composições de lubrificante podem incluir um ou uma combinação de dois ou mais compostos de antioxidante.

[00050] Em certas modalidades, as composições de lubrificante podem incluir um ou mais aditivos, tal como aditivos de pressão extrema/antidesgaste, agentes de inativação de metal (também chamados

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22/55 desativadores ou passivadores de metal), inibidores de corrosão, antioxidantes, e assim por diante. Exemplos não limitantes de inibidores de corrosão e agentes de inativação de metal incluem sulfetos de diarila, sulfetos de arilalquila, sulfetos de dialquila, dissulfetos de diarila, dissulfetos de arilalquila, dissulfetos de dialquila, polissulfetos de diarila, polissulfetos de arilalquila, e polissulfetos de dialquila, tal como dissulfeto de dibenzila e sulfeto de dioctila, ditiocarbamatos tal como metileno-bis-dibutilditiocarbamato, derivados de 2-mercaptobenzotiazol tal como 1-[N,N-bis(2-etilhexil)aminometil]-2-mercapto-1 H-1,3- benzotiazol, derivados de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol tal como 2,5-bis(tercnonilditio)-1,3,4-tiadiazol e 2,5-bis(n-octilditio)-1,3,4-tiadiazol, que podem ser utilizados sozinhos ou em qualquer combinação. Exemplos não limitantes de aditivos de pressão extrema/antidesgaste incluem ésteres de ácido fosfórico, ésteres de ácido fosfórico acídicos, fosfatos de alquil amina ramificada contendo 5 a 20 átomos de carbono, ésteres de ácido tiofosfórico, sais de amina de éster de ácido fosfórico acídico, ésteres de ácido fosfórico clorado e ésteres de ácido fosfórico que são ésteres de ácido fosfórico ou ácido fosfórico com alcanóis ou álcoois de poliéter, sais de zinco de ésteres de ácido tiofosfórico, ou derivados de tais. Exemplos não limitantes específicos de ésteres de ácido fosfórico incluem fosfato de tributila, fosfato de tripentila, fosfato de trihexila, fosfato de triheptila, fosfato de trioctila, fosfato de trinonila, fosfato de tridecila, fosfato de triundecila, fosfato de tridodecila, fosfato de tritridecila, fosfato de tritetradecila, fosfato de tripentadecila, fosfato de trihexadecila, fosfato de triheptadecila, fosfato de trioctadecila, fosfato de trioleila, fosfato de trifenila, fosfato de tricresila, fosfato de trixilenila, fosfato de cresildifenila e fosfato de xilenildifenila. Exemplos não limitantes específicos de ésteres de ácido fosfórico acídicos podem ser mencionados fosfato de ácido de monobutila, fosfato de ácido de monobutila, fosfato de ácido de monoexila, fosfato de ácido de monoepti

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23/55 la, fosfato de ácido de monooctila, fosfato de ácido de monomonila, fosfato de ácido de monodecila, fosfato de ácido de monoundecila, fosfato de ácido de monododecila, fosfato de ácido de monotridecila, fosfato de ácido de monotetradecila, fosfato de ácido de monopentadecila, fosfato de ácido de monoexadecila, fosfato de ácido de monoeptadecila, fosfato de ácido de monooctadecila, fosfato de ácido de monooleíla, fosfato de ácido de dibutila, fosfato de ácido de dipentila, fosfato de ácido de dihexila, fosfato de ácido de diheptila, fosfato de ácido de dioctila, fosfato de ácido de dinonila, fosfato de ácido de didecila, fosfato de ácido de diundecila, fosfato de ácido de didodecila, fosfato de ácido de ditridecila, fosfato de ácido de ditetradecila, fosfato de ácido de dipentadecila, fosfato de ácido de dihexadecila, fosfato de ácido de diheptadecila, fosfato de ácidos de dioctadecila e fosfato de ácido de dioleíla. Exemplos não limitantes específicos de ésteres de ácido tiofosfórico incluem fosforotionato de tributila, fosforotionato de tripentila, fosforotionato de trihexila, fosforotionato de triheptila, fosforotionato de trioctila, fosforotionato de trinonila, fosforotionato de tridecila, fosforotionato de triundecila, fosforotionato de tridodecila, fosforotionato de tritridecila, fosforotionato de tritetradecila, fosforotionato de tripentadecila, fosforotionato de trihexadecila, fosforotionato de triheptadecila, fosforotionato de trioctadecila, fosforotionato de trioleíla, fosforotionato de trifenil, fosforotionato de tricresila, fosforotionato de trixilenila, fosforotionato de cresildifenila e fosforotionato de xilenildifenila. Exemplos não limitantes específicos de sais de amina de ésteres de ácido fosfórico acídicos incluem sais de ésteres de ácido fosfórico acídicos com aminas tal como metilamina, etilamina, propilamina, butilamina, pentilamina, hexilamina, heptilamina, octilamina, dimetilamina, dietilamina, dipropilamina, dibutilamina, dipentilamina, dihexilamina, diheptilamina, dioctilamina, trimetilamina, trietilamina, tripropilamina, tributilamina, tripentilamina, trihexilamina, triheptilamina e trioctilamina. Exemplos não

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24/55 limitantes específicos de ésteres de ácido fosfórico clorado incluem tris(dicloropropil) fosfato, tris(cloroetil) fosfato, tris(clorofenil) fosfato, e polioxialquileno bis[di(cloroalquil)]fosfato. Ésteres de ácido fosfórico que podem ser mencionados incluem fosfito de dibutila, fosfito de dipentila, fosfito de dihexila, fosfito de diheptila, fosfito de dioctila, fosfito de dinonila, fosfito de didecila, fosfito de diundecila, fosfito de didodecila, fosfito de dioleíla, fosfito de difenila, fosfito de dicresila, fosfito de tributila, fosfito de tripentila, fosfito de trihexila, fosfito de triheptila, fosfito de trioctila, fosfito de trinonila, fosfito de tridecila, fosfito de triundecila, fosfito de tridodecila, fosfito de trioleíla, fosfito de trifenil e fosfito de tricresila. Sais de zinco de ésteres de ácido tiofosfórico que podem ser mencionados incluem ditiofosfato de dialquila de zinco e ditiofosfato de diarila de zinco. Estes aditivos podem ser utilizados individualmente ou em qualquer combinação, em qualquer quantidade desejada. Em várias modalidades, a composição de lubrificante pode incluir cerca de 0,01% em peso de a cerca de 5,0% em peso de, cerca de 0,01% em peso de a cerca de 4,0% em peso de, cerca de 0,02% em peso de a cerca de 3,0% em peso de, ou 0,1% em peso de a cerca de 5,0% em peso de cada um dentre os aditivos. Estes aditivos podem ser utilizados sozinhos ou em qualquer combinação uns com os outros ou com outros aditivos tais como antioxidantes, agentes de oleosidade, agentes antiespumantes, melhores de índice de viscosidade, depressores de ponto de derrame, dispersantes de detergente, estabilizantes, supressores de flamabilidade, e recuperadores de ácido.

[00051] Para realçar a estabilidade térmica e química, as composições de lubrificantes descritas podem incluir um recuperador de ácido. Exemplos não limitantes de recuperadores de ácido adequados incluem compostos de epóxido selecionados dentre compostos de epóxi do tipo fenilglicidil éter, compostos de epóxi do tipo alquilglicidil éter, com

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25/55 postos de epóxi do tipo glicidil éster, compostos de aliloxirano, compostos de alquiloxirano, compostos de epóxi alicíclicos, monoésteres de ácido graxo epoxidado e óleos vegetais epoxidados. Exemplos não limitantes específicos de compostos de epóxi do tipo fenilglicidil éter incluem fenil glicidil éteres e alquilfenil glicidil éteres. Os alquilfenil glicidil éteres podem ter um a três grupos C1-C13 alquila, exemplos preferidos dos quais incluem aqueles com um grupo C4-C10 alquila tal como n-butilfenil glicidil éter, iso-butilfenil glicidil éter, sec-butilfenil glicidil éter, terc-butilfenil glicidil éter, pentilfenil glicidil éter, hexilfenil glicidil éter, heptilfenil glicidil éter, octilfenil glicidil éter, nonilfenil glicidil éter e decilfenil glicidil éter. Exemplos não limitantes específicos de compostos de epóxi do tipo alquil glicidil éter incluem decila glicidil éter, undecila glicidil éter, dodecila glicidil éter, tridecila glicidil éter, tetradecila glicidil éter, 2-etilhexil glicidil éter, neopentil glicol diglicidil éter, trimetilolpropanotriglicidil éter, pentaeritritoltetraglicidil éter, 1,6-hexanodiol diglicidil éter, sorbitolpoliglicidil éter, polialquilenoglicol monoglicidil éter e polialquilenoglicol diglicidil éter. Exemplos não limitantes específicos de compostos de epóxi do tipo glicidil éster incluem fenilglicidil ésteres, alquilglicidil ésteres e alquenilglicidil ésteres tais como octanoato de glicidil-2,2-dimetila, benzoato de glicidila, acrilato de glicidila e metacrilato de glicidila. Exemplos não limitantes específicos de compostos de aliloxirano incluem 1,2-epoxistireno e alquil-1,2-epoxistirenos. Exemplos não limitantes específicos de compostos de alquiloxirano incluem

1.2- epoxibutano, 1,2-epoxipentano, 1,2-epoxihexano, 1,2- epoxiheptano, 1,2-epoxioctano, 1,2-epoxinonano, 1,2-epoxidecano,

1.2- epoxiundecano, 1,2-epoxidodecano, 1,2-epoxitridecano, 1,2epoxitetradecano, 1,2-epoxipentadecano, 1,2-epoxihexadecano, 1,2epoxiheptadecano, 1,2-epoxioctadecano, 1,2-epoxinonadecano e 1,2epoxieicosano. Exemplos não limitantes específicos de compostos de epóxi alicíclicos incluem 1,2-epoxicicloexano, 1,2-epoxiciclopentano,

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26/55 carboxilato de 3,4-epoxicicloexilmetil-3,4-epoxicicloexano, bis(3,4epoxicicloexilmetil)adipato, exo-2,3-epoxinorbornane, bis(3,4-epóxi-6metilcicloexilmetil)adipato, 2-(7-oxabiciclo[4.1.0]hept-3-il)-spiro(1,3dioxano-5,3'-[7]oxabiciclo[4.1 - .0]heptano, 4-(1'-metilepoxietil)-1,2epóxi-2-metilcicloexano e 4-epoxietil-1,2-epoxicicloexano. Exemplos não limitantes específicos de monoésteres de ácido graxos epoxidado incluem ésteres epoxidados de C12-C20 ácidos graxos e C1-C8 álcoois ou fenóis ou alquilfenóis tais como butil, hexil, benzil, cicloexil, metoxietil, octil, fenil e butilfenil ésteres de ácido epoxisteárico. Exemplos não limitantes específicos de óleos vegetais epoxidados incluem compostos de epóxi de óleos vegetais tais como óleo de soja, óleo de semente de linho e óleo de semente de algodão. O teor do recuperados de ácido não é particularmente restrito, porém pode ser de 0,1 a 5,0% em peso ou 0,2 a 2,0% em peso com base no peso total da composição de lubrificante. Um recuperador de ácido pode ser usado sozinho, ou dois ou mais podem ser utilizados em combinação.

[00052] Em certos aspectos um dispositivo de transferência de calor através do qual a composição de lubrificante e mistura de refrigerante passa pode incluir um filtro. Um filtro pode incluir peneiras moleculares, carvão vegetal de óxido de alumínio, ou outro absorvente(s) através do qual a composição de lubrificante e mistura de refrigerante passa para remover impurezas tal como ácidos de baixo peso molecular e umidade.

[00053] Exemplos não limitantes dos agentes antiespumantes que podem ser utilizados incluem óleos de silicone tal como dimetilpolissiloxano e organossilicatos tal como silicato de dietila. Exemplos não limitantes de agentes de inativação de metal que podem ser utilizados incluem benzotriazol, toliltriazol, alizarina, quinizarina e mercaptobenzotiazol. Exemplos não limitantes de recuperadores de umidade incluem trialquilortoformiatos tais como trimetilortoformiato e trietilortoformi

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27/55 ato, cetais tal como 1,3-dioxaciclopentano, e cetais de amino tal como

2,2-dialquiloxazolidinas.

[00054] Em várias modalidades, a composição de lubrificante pode incluir um ou mais inibidores de corrosão, tal como aqueles selecionados de misturas isoméricas de N,N-bis(2-etilhexil)-4-metil-1H-benzotriazol-1metilamina e N,N-bis(2-etilhexil)-5-metil-1H-benzotriazol-1-metilamina. A composição de lubrificante pode incluir cerca de 0,01 a cerca de 1,0% em peso de um ou mais inibidores de corrosão, cerca de 0,01 a cerca de 0,5% em peso de um ou mais inibidores de corrosão, ou cerca de 0,05 a cerca de 0,15% em peso de um ou mais inibidores de corrosão.

[00055] Exemplos não limitantes de melhoradores de viscosidade adequados que podem ser incluídos na composição de lubrificantes são poliolefinas, tal como copolímeros de etileno-propileno, ou borrachas de polibutileno, incluindo borrachas hidrogenadas, tais como borrachas de estireno-butadieno ou estireno-isopreno; ou poliacrilatos, incluindo polimetacrilatos e aqueles descritos em Huang et al., Publicação de Patente dos Estados Unidos n° 2010/0292114, as porções relevantes da qual são incorporadas aqui por referência.

[00056] Exemplos não limitantes de depressores de ponto de derrame incluem polialquil metacrilatos, polialquil acrilatos, polivinil acetato, polialquilestilenos, polibuteno, condensados de parafina clorada e naftaleno, condensados de parafina clorada e fenol [00057] Dispersantes de detergente podem ser amplamente classificados em detergentes com base em metal que contêm um metal, e dispersantes sem cinza que não contêm metal. Exemplos não limitantes do iniciador incluem coloides preparado por dispersão de um hidróxido de metal ou carbonato em um sulfonato neutro ou básico, sulfonato sobrebasificado, fenato sobrebasificado, salicilato sobrebasificado, fosfonato sobrebasificado, carboxilato sobrebasificado ou similares. Não imitantes do metal incluem cálcio magnésio, bário ou simila

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28/55 res. Exemplos dos dispersantes sem cinzas incluem monosuccinimidas, bis-succinimidas ou similares.

[00058] Exemplos não limitantes de supressores de flamabilidade incluem trifluoroclorometano, trifluoroiodometano, ésteres de fosfato e outros compostos de fósforo, e hidrocarboneto contendo iodo ou bromo, hiroflorocarbonetos, ou fluorocarbonetos.

[00059] A mistura de primeiros e segundos compostos de éster na composição de lubrificante pode ser ajustada para fornecer uma viscosidade ideal para o dispositivo de transferência de calor, compressor, e refrigerante ou refrigerantes com o qual a composição de lubrificante é empregada. Em geral, a viscosidade da composição de lubrificante aumenta quando a mistura é alterada para aumentar a porcentagem em peso do primeiro composto ou compostos de éster (a) ou quando o primeiro e segundo compostos de éster são alterados (referindo-se às estruturas representativas I-IV) para aumentar os valores de a, b, c, m, n, x, y, e/ou z (isto é, para aumentar o comprimento dos segmentos de éter) ou para aumentar a quantidade de porções R⁷, R⁸, e R⁹, R¹⁰ e R¹³não lineares (isto é, para aumentar a ramificação das porções éster), ou por uma combinação dos mesmos. A viscosidade é geralmente expressa como viscosidade cinemática, que é medida de acordo com ASTM D445. Lubricidade, que pode ser determinada de acordo com ASTM D2670, pode ser aumentada diminuindo-se a quantidade de porções R⁷, R⁸, e R⁹, R¹⁰ e R¹³ não lineares (isto é, aumentado-se a quantidade de grupos éster de cadeia linear). As composições de lubrificante em várias modalidades podem ter um índice de viscosidade de pelo menos cerca de 150, e tipicamente as composições de lubrificante podem ter um índice de viscosidade de pelo menos cerca de 200, particularmente quando os lubrificantes na composição de lubrificante consistem em ou essencialmente consistem em a mistura dos primeiros e segundos ésteres. O índice de viscosidade pode ser determinado

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29/55 de acordo com ASTM D2270.

[00060] Em certas modalidades, cerca de 20% em peso de da composição de lubrificante adicionados a cerca de 80% em peso de um refrigerante mantém uma fase líquida em temperaturas acentuadamente baixas, particularmente quando os lubrificantes na composição de lubrificante consistem em ou essencialmente consistem em a mistura dos primeiros e segundos compostos de éster, e particularmente quando o refrigerante é selecionado de refrigerantes R410a, R32, e HFO ou combinações destes refrigerantes ou combinações incluindo estes refrigerantes. A faixa de temperatura de miscibilidade de uma composição de lubrificante em um refrigerante é determinada combinando-se a composição de lubrificante (20% em peso) e o refrigerante (80% em peso) gravimetricamente para um tubo de ensaio de vidro de paredes espessas. O tubo é selado, e a mistura de lubrificante e refrigerante no tubo selado é visualmente observada ao mesmo tempo em que sendo resfriada ou aquecida. A temperatura em que a separação de fase é visualmente observada é designada como o limite de miscibilidade. A temperatura de miscibilidade máxima é a temperatura mais elevada antes da separação de fase ser observada; temperatura de miscibilidade mínima é a temperatura mais baixa antes da separação de fase ser observada. Em várias modalidades, as combinações de lubrificante e refrigerante com a composição de lubrificante tem uma temperatura de miscibilidade mínima de cerca de -40°C ou menos ou de cerca de -55°C ou menos ou de cerca de -70°C ou menos. Em várias modalidades, temperatura de miscibilidade mínima pode ser de combinações de lubrificante e refrigerante em que o refrigerante é selecionado de refrigerantes R410a, R32, e HFO ou combinações destes refrigerantes ou combinações incluindo estes refrigerantes.

[00061] O teor de umidade da composição de lubrificantes não é

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30/55 particularmente restrito, porém em certos casos não é maior do que cerca de 500 ppm, ou não maior do que cerca de 300 ppm, ou não maior do que cerca de 200 ppm, com base na quantidade total da composição de lubrificante. Um teor de umidade mais baixo é desejado do ponto de vista do efeito da estabilidade térmica e química e propriedades de isolamento elétrico da composição de lubrificante, especialmente para uso em máquinas de refrigeramento do tipo hermético. O teor de umidade pode ser medido pelo método Karl Fisher (ASTM D4928-83).

[00062] O valor do ácido da composição de lubrificante também não é particularmente restrito, porém a fim de impedir a corrosão de metais utilizados na máquina de refrigeração ou partes, e a fim de impedir a decomposição dos ésteres na composição de lubrificante, ele pode ser mantido por não mais do que cerca de 0,1 mg KOH/g, particularmente por não mais do que cerca de 0,05 mg KOH/g. O valor do ácido podem ser medido titulando-se uma quantidade conhecida de composição lubrificante com 0,01 a 0,1N NaOH.

[00063] As composições de lubrificantes descritas pode ser combinada com um ou mais compostos de refrigerante para formar uma combinação de lubrificante-refrigerante, ou fluido de trabalho, para uso em um dispositivo de transferência de calor. Fluidos de refrigeração de trabalho geralmente incluem uma quantidade menor da composição de lubrificante. Desse modo, o lubrificante e refrigerante são combinados em quantidades de modo que seja relativamente mais lubrificante do que refrigerante nas composições de lubricanterefrigerante compositions. Com base no peso combinado de lubrificante e refrigerante, o refrigerante é maior do que 50% em peso e o lubrificante é menor do que 50% em peso do peso combinado. Em várias modalidades, o lubrificante é cerca de 1 a cerca de 30% em peso do peso combinado of lubrificante e refrigerante ou de 5 a cerca

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31/55 de 20% em peso do peso combinado of lubrificante e refrigerante. Tipicamente, os fluidos de trabalho incluem entre cerca de 5 a cerca de 20 ou opcionalmente cerca de 5 a cerca de 15% em peso de lubrificante com um equilíbrio sendo o refrigerante. A composição de lubrificante pode ser ajustada quanto à compatibilidade ideal com o refrigerante com o qual ele será usado em um compressor de refrigeração compressor ou dispositivo de transferência de calor.

[00064] Um refrigerante simples ou uma mistura de refrigerantes podem ser utilizados. Em modalidades particulares, o refrigerante pode ser um composto simples ou ele pode ser uma mistura de compostos. A mistura pode ser um azeótropo, zeótropo, ou mistura de ponto de ebulição íntima.

[00065] As composições de lubrificantes descritas têm benefícios inesperados usadas com refrigerantes R410a, R32, e HFO, porém podem também ser usadas com outros refrigerantes. Exemplos não limitantes de refrigerantes que podem ser utilizados com as composições de lubrificantes descritas incluem hidrocarbonetos, clorofluorocarbonetos, hidroclorofluorocarbonetos, fluorocarbonetos, e hidrofluorocarbonetos, Exemplos não limitantes particulares de refrigerantes úteis incluem refrigerantes de propane, n-butano, isobuteno, 2-metilbutano, npentano, triclorofluorometano (CFC-11), diclorodifluorometano (CFC12), difluorometano (HFC-32), pentafluoroetano (HFC-125), 1,1,2,2tetrafluoroetano (HFC-134), 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC-134a), difluoroetano (HFC-152a), fluoroetano (HFC-161), 1,1,1,2,3,3,3heptafluorpropano (HFC-227ea), 1,1,1,2,3,3-hexafluorpropano (HFC236ea), 1,1,1,3,3,3-hexafluorpropano (HFC-236fa), 1,1,1,3,3pentafluorpropano (HFC-245fa), 1,1,1,3,3-pentafluorbutano(HFC365mfc), e HFO.

[00066] Refrigerantes de HFO incluem C2 a Cs fluoroalquenos, especialmente etilenos de cadeia linear ou ramificada tendo de 1 a 3

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32/55 átomos de flúor, propenos tendo de 1 a 5 átomos de flúor, butenes tendo de 1 a 7 átomos de flúor, pentenos tendo de 1 a 9 átomos de flúor, hexenos tendo de 1 a 11 átomos de flúor, ciclobutenos tendo de 1 a 5 átomos de flúor, ciclopentenos tendo tendo de 1 a 7 átomos de flúor, e cicloexenos tendo de 1 a 9 átomos de flúor. Exemplos não limitantes adequados de refrigerantes específics desta espécie incluem 3,3,3,-trifluoropropeno (HFO-1234zf), refrigerantes de HFO1234 tipo 2,3,3,3,-tetrafluoropropeno (HFO-1234yf), 1,2,3,3,tetrafluoropropeno (HFO-1234yf), cis- e trans-1,3,3,3,tetrafluoropropeno (HFO-1234ye), pentafluoropropenos (HFO-1225) tal como 1,1,3,3,3, pentafluoropropeno (HFO-1225zc) ou aqueles tendo um hidrogênio no carbono insaturado terminal tal como 1,2,3,3,3, pentafluoropropeno (HFO-1225yez), fluorocloropropenos tal como trifluoro,monocloropropenos (HFO-1233) tipo CF3CCl=CH2 (HFO-1233xf) e CF3CH=CHCl (HFO-1233zd), a maioria dos quais é descrita em Smutny, Patente dos Estados Unidos 4.788.352 e Singh et al., Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos 2008/0099190, as descrições de ambos documentos incorporadas aqui por referência. Os refrigerantes podem ser utilizados em combinação, incluindo combinações de refrigerantes de fluoroalqueno com refrigerantes de hidrofluorocarbonetos saturados, C3-C8 hidrocarboneto, dimetil éter, dióxido de carbono, bis (trifluorometil)sulfeto, e trifluoroiodometano.

[00067] Em certos aspectos, as composições de lubrificantes descritas têm benefícios inesperados quando utilizados com refrigerantes R410a (uma mistura quase azeotrópica de difluorometano (R32) e pentafluoroetano (R125)) ou difluorometano (R32) ou HFO ou quaisquer combinações de R410a, R32, e HFOs; porém as composições de lubrificante dos presentes ensinamentos podem também ser usadas com outros refrigerantes. Como descrito acima, refrigerantes HFO exemplares adequados incluem 1,1,1,2-tetrafluoropropeno (HFO

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1234yf), tanto cis- quanto trans-1,1,1,3-tetrafluoropropeno (HFO1234ze), 1,1,1,trifluoro-2, cloro-propeno (HFCO-1233xf), e tanto cisquanto trans-1,1,1-trifluo-3,clororopropeno (HFCO-1233zd), por meio de exemplo não limitante.

[00068] As combinações de lubrificante e refrigerante descritas podem ser usadas em dispositivos de transferência de calor tipo compressão. Exemplos não limitantes de dispositivos de transferência de calor tipo compressão são sistemas de compressor para refrigeradores, bombas de calor, e equipamento de condicionamento de ar, incluindo condicionadores de ar de auto, residências, comerciais, e industriais. A composição de lubrificante é usada em quantidade suficiente para fornecer lubrificação para o compressor. Neste dispositivos, o refrigerante tipicamente evapora em baixa pressão consumindo o calor da zona circundante. O vapor resultante é em seguida comprimido e passado para um condensador onde é condensado e fornece calor para uma segunda zona. O condensado é então retornado através de uma válvula de expansão para o evaporador, desse modo concluindo o ciclo. A energia mecânica requerida para comprimir o vapor e bombear o fluido é fornecida, por exemplo, por um motor elétrico ou uma máquina de combustão interna.

[00069] Tipos de compressores úteis para as aplicações acima podem ser classificados em amplas categorias; compressores dinâmicos e de deslocamento positivo. Compressores de deslocamento positivo aumentam a pressão de vapor do refrigerante reduzindo o volume da câmara de compressão através do trabalho aplicado ao mecanismo do compressor. Compressores de deslocamento positivo incluem muitos estilos de compressores atualmente em uso, tais como alternativos, giratórios (pistão de rolamento, palheta giratória, parafuso simples, parafuso gêmeo), e orbitais (rolagem ou trocoidal). Compressores dinâmicos aumentam a pressão do vapor refrigerante por transferência

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34/55 contínua do membro de rotação para o vapor, seguida por conversão desta energia em um aumento de pressão. Compressores de centrífuga funcionam com base nestes princípios. Detalhes do projeto e função destes compressores para aplicações de refrigeração podem ser encontrados no 2010 ASHRAE Handbook, HVAC systems and Equipment, capítulo 37, incorporado aqui por referência.

[00070] Os fluidos de trabalho compreendendo a composição de lubrificante e um refrigerante ou refrigerantes podem ser utilizados em uma ampla variedade de aplicações de refrigeração e transferência de energia de calor, em alguns casos particularmente unidades de condicionamento de ar industriais ou comerciais, por exemplo, para lojas, prédios comerciais, prédios de apartamentos, armazéns, pistas de patinação no gelo, ou para vendas a varejo.

[00071] É geralmente desejável que a composição de lubrificante seja solúvel no refrigerante (ou combinação de refrigerantes) em concentrações de cerca de 5 a 20% em peso de sobre uma faixa de temperatura de cerca de -40°C, ou menores a cerca de 40°C. ou maiores, dependendo da aplicação. Além da miscibilidade de lubrificante e refrigerante, a combinação de refrigerante-lubrificante deve ter características de viscosidade adequadas para aplicação e equipamento particulares.

Exemplos [00072] Nos seguintes exemplos, as propriedades são determinadas pelos seguintes métodos.

[00073] Viscosidade cinemática é medida de acordo com ASTM D445.

[00074] Lubricidade é medida de acordo com ASTM D2670.

[00075] O índice de viscosidade é determinado de acordo com

ASTM D2270.

[00076] A faixa de temperatura de miscibilidade de uma

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35/55 composição de lubrificante em um refrigerante é determinada como segue: A composição de lubrificante (20% em peso) e o refrigerante (80% em peso) são adicionados gravimetricamente para um tubo de ensaio de vidro de paredes espessas. O tubo é em seguida selado. A mistura de lubrificante e refrigerante no tubo selado é visualmente observa ao mesmo tempo em que sendo resfriada (geralmente para não menos do que -40°C.) e aquecida (geralmente para não mais do que 78°C.). A temperatura em que a separação de fase é visualmente observada foi designada como o limite de miscibilidade. A temperatura de miscibilidade máxima é a temperatura mais elevada antes da separação de fase ser observada; temperatura de miscibilidade mínima é a temperatura mais baixa antes da separação de fase ser observada.

[00077] Preparação A de Glicerol Éster Etoxilado (pelos procedimentos A-1 e A-2) e Preparações B e C de Trietileno Glicol Éster representam os procedimentos generalizados para sintetizar todo o uso de ésteres nos exemplos. Estes procedimentos de prepração generalizada se referirão às preparações dos outros ésteres utilizados nos exemplos, juntamente com os pesos de reagentes e qualquer dessvio dos procedimentos generalizados utilizados para preparar cada éster.

Preparação A. Preparação de Glicerol Etoxilado (Mn ~ 1000)

Esterificado com uma mistura de Ácidos carboxílicos [00078] Este éster é preparado por qualquer um de dois procedimentos, A-1 ou A-2.

A-1 Procedimento sem solvente [00079] A um reator de 2 litros equipado com um agitador mecânico, coletor de água, fonte de nitrogênio, termoacoplado, e condensador de refluxo são adicionados 500 gramas de glicerol etoxilado (Mn ~ 1000) e 210 gramas de uma mistura de ácido carboxílico (34% em pe

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36/55 so ácido n-pentanóico, 44% em peso ácido n-heptanóico, e 22% em peso de ácido 3,3,5-trimetilhexanóico) todos de uma vez. Isto é seguido pela adição de 0,25 gramas de oxilato de estanho (II). A mistura é agitada sob uma manta de nitrogênio e lentamente aquecida para 230°C durante aproximadamente 4 horas. Durante este período de aquecimento, a água da reação é coletada no coletor de água; qualquer ácido carboxílico destilado é retornado para o reator. Após 3 horas a 230°C, a mistura reacional é resfriada para aproximadamente 80°C e filtrada através de filtro de papel Whatman #1. O óleo resultante é em seguida submetido à destilação na direção linear entre 0,2 e 0,4 Torr para remover os ácidos carboxílicos voláteis residuais. Mais tarde, o óleo residual é passado através de uma coluna de carvão vegetal e óxido de alumínio para fornecer 458 gramas de esterificado glicerol etoxilado.

A-2. Destilação Azeotrópica de Procedimento de Água [00080] A um frasco de 1 litro, de gargalo único, de base redonda equipado com um agitador magnético, coletor de água Dean-Stark, e condensador de refluxo são adicionados 200 gramas de glicerol etoxilado (Mn ~ 1000) e 84,8 gramas de uma mistura de ácido carboxílico (34% em peso ácido n-pentanóico, 44% em peso ácido n-heptanóico, e 22% em peso ácido 3,3,5-trimetilhexanóico) todos de uma vez. Isto é seguido pela adição de 1.90 gramas de ácido p-toluenossulfônico e 400 mL de tolueno. A mistura reacional é agitada e aquecida sob refluxo até 11 mL de água serem coletados. Após resfriamento para temperatura ambiente, a mistura reacional é lavada quatro vezes com 250 mL de NaOH aquoso a 5%, duas vezes com 250 mL de água, e uma vez com 250 mL de NaCl aquoso saturado. A solução é secada com Na2SO4 anidroso e filtrada. Mais tarde a solução é submetida à rotoevaporação para fornecer 197 gramas de esterificado glicerol etoxilado.

Preparação B. Preparação de Trietileno Glicol Esterificado com

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37/55 uma mistura de Ácidos carboxílicos (sem solvente) [00081] A um reator de 2 litros equipado com um agitador mecânico, coletor de água, fonte de nitrogênio, termoacoplado, e condensador de refluxo são adicionados 270 gramas de trietileno glicol, 451 gramas de uma mistura de ácido carboxílico (34% em peso ácido npentanóico, 44 % em peso ácido n-heptanóico, e 22% em peso ácido

3,3,5-trimetilhexanóico) seguido por 0,20 gramas de oxalato de estanho (II) todos de uma vez. Sob uma manta de nitrogênio, a mistura é lentamente aquecida para 220°C em cerca de 6 horas. Durante este período de aquecimento, a água da reação é coletada no coletor de água e quaisquer ácidos carboxílicos destilados são retornados para o reator. Esta mistura reacional é mantida a 220°C durante um pouco mais de uma hora, em seguida aumentada para 230°C momentaneamente, e em seguida resfriada para temperatura ambiente. Mais tarde, o produto de reação é submetido à destilação a vácuo fracional através de uma coluna Vigreux de 2 cm de diâmetro por 18 cm de comprimento. O material destilado entre 192 e 232°C a 0,3 Torr é coletado para fornecer 532 gramas de esterificado trietileno glicol.

Preparação C. Preparação de Trietileno Glicol Esterificado com ácido 3,3,5-trimetilhexanóico (Destilação azeotrópica de água) [00082] A um frasco de 1 litro, de gargalo único, de base redonda equipado com um agitador magnético, coletor de água Dean-Stark, e condensador de refluxo são adicionados 75 gramas de trietileno glicol, 166 gramas de ácido 3,3,5-trimetilhexanóico, 0,95 gramas de ácido ptoluenossulfônico, e 200 mL de tolueno todos de uma vez. A mistura reacional é agitada e aquecida sob refluxo até ~19 mL de água serem coletados. Mais tarde, o produto de reação é resfriado para temperatura ambiente e lavado três vezes com 250 mL de NaOH aquoso a 5%, duas vezes com 250 mL de água, e secado sobre MgSO4. A mistura é em seguida filtrada e submetida à rotoevaporação. O óleo resultante é

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38/55 em seguida destilado através de uma coluna de 2 cm de diâmetro por 18 cm de comprimento Vigreux, e o material destilado entre 201 a 218°C a 0,1 a 0,2 Torr é coletado. Este material é de 176 gramas de esterificado trietileno glicol.

Preparação D. Preparação de Glicerol Etoxilado (Mn ~ 1000)

Esterificado com ácido 3,3,5-trimetilhexanóico (Sem solvente) [00083] O éster de preparação D é feito como na preparação A, utilizando 500 gramas de glicerol etoxilado (Mn ~ 1000), e 249 gramas de ácido 3,3,5-trimetilhexanóico para fornecer 567 gramas de produto.

Preparação E. Preparação Glicerol Etoxilado (Mn ~ 1240)

Esterificado com uma mistura de Ácidos carboxílicos (Sem solvente) [00084] O éster de preparação E é feito como na preparação A, utilizando 620 gramas de glicerol etoxilado (Mn ~ 1240) e 195 gramas de uma mistura de ácido carboxílico (34% em peso de ácido npentanóico, 44 % em peso de ácido n-heptanóico, e 22% em peso de ácido 3,3,5-trimetilhexanóico) para fornecer 730 gramas de produto. O produto é submetido à destilação a vácuo de direção linear (0.35 Torr, 41-47^oC) para remover material volátil residual.

Preparação F. Preparação de Glicerol Etoxilado (Mn ~ 1240) com ácido 3,3,5-trimetilhexanóico (Sem solvente) [00085] O éster de preparação F é feito como na preparação A iniciando com 620 gramas de glicerol etoxilado (Mn ~ 1240) e 248 gramas de ácido 3,3,5-trimetilhexanóico para fornecer 534 gramas de produto.

Exemplos 1-11. Lubrificantes de acordo com a Tecnologia Inventiva [00086] Os 78% de ésteres lineares de Preparação A e Preparação C foram combinados nas relaçoes de peso indicados nos Exemplos 1 a 8 e testados quanto às propriedades mostradas. De uma maneira

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39/55 similar, os 100% de ésteres ramificados de Preparação D e Preparação C foram combinados nas relações de peso indicados nos Exemplos 9 a 11 e testados quanto às propriedades mostradas.

TABELA 1

	Composição de lubrificante, % em peso	Propriedades
Exemplo	Preparaç	Preparaç	Preparaç	Preparaç	Viscosidade	Índice	Miscibilidad	Miscibilidad
	ão A	ão B	ão D	ão C	cinemática (cSt)	de	e em	e em R32
					a 40°C/ 100°C	viscosi	R410a (°C)	(°C)
						dade
Exemplo 1	—	100	—	—	6,97/ 2,28	154	72 a -70*
Exemplo 2	30	70	—	—			39 a -70*	56 a -40*
Exemplo 3	40	60	—	—			41 a -70*
Exemplo 4	50	50	—	—	21,3/5,48	214	18** a -57*
Exemplo 5	60	40	—	—	29/6,8	204	32 a -60	25 a -60
Exemplo 6	68	32	—	—	35,6/7,40	181	18** a -57*
Exemplo 7	85	15	—	—	45,0/9,79	211
Exemplo 8	100	—	—	—	62,6/12,7	208	-7,8 a -57*
Exemplo 9	—	—	—	100	13,4/3,46	141	72 a -70*
Exemplo	—	—	25	75	22,2/5,08	167		56 a -40*
10
Exemplo	—	—	30	70			39 a -70*
11

*Limite de temperatura testado **O limite de temperatura máxima de miscibilidade não foi determinada.

[00087] Convencionalmente, foi entendido que ésteres mais

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40/55 altamente ramificados são significantemente mais miscíveis em refrigerantes do que análogos de cadeia linear. Na composição de lubrificantes de ésteres etoxilados de glicerol e ésteres de polialquileno glicol de acordo com a tecnologia inventiva; entretanto, composições tanto altamente ramificadas quanto altamente lineares surpreendentemente têm miscibilidades quase iguais em ambos R410a e R32. Isto é demonstrado em Figuras 1-5, em que a abreviação % iC9 refere-se a uma porcentagem em peso de éster de isononoato (3,3,5-trimetilhexanoato) na composição de lubrificante, com 100% iC9 significando que ambos glicerol etoxilado e ésteres de polialquileno glicol foram preparados utilizando apenas ácido 3,3,5trimetilhexanóico como o ácido esterificante e 22% iC9 significando que ambos glicerol etoxilado e ésteres de polialquileno glicol foram preparados utilizando uma mistura de 22% em peso de ácido isononanoico (3,3,5-trimetilhexanoico), 34% em peso de ácido pentanoico normal, e 44% em peso de ácido heptanoico normal como os ácidos esterificantes. Os ésteres de Preparações C, D, e F são preparados utilizando apenas ácido 3,3,5-trimetilhexanóico como o ácido esterificante, e composições de lubrificantes feitas destas preparações são designadas como 100% iC9 nas Figuras. As preparações A, B, e E são preparadas utilizando uma mistura de 22% em peso de ácido isononanoico (3,3,5-trimetilhexanoico), 34% em peso de ácido pentanoico normal, e 44% em peso de ácido heptanoico normal, e composição de lubrificantes feita destas preparações são designadas como 22% iC9 nas figuras.

[00088] Na figura 1, as viscosidades cinemáticas a 40°C (determinada de acordo com ASTM D445) da composição de lubrificantes contendo combinações de Preparações A e B como mostrado na Tabela 2 são expostas em gráfico como curva de 22% iC9, e 40°C viscosidades cinemáticas de composições lubrificantes

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41/55 contendo combinações de preparações D e C como mostrado na Tabela 3 são representados como curva de 100% iC9. A figura 1 compara as viscosidades cinemáticas a 40°C de composição de lubrificantes de curva de 100% iC9, combinações dos ésteres de glicerol etoxilado altamente ramificados (Mn ~ 1000) e trietileno glicol, às viscosidades cinemáticas a 40°C de composição de lubrificantes de curva de 22% iC9, combinações de ésteres de glicerol etoxilado altamente lineares (Mn ~ 1000) e trietileno glicol. As composições de lubrificante de curva de 100% iC9 tendo um grau maior de ramificação exibem maiores viscosidades com relação à curva de 22% iC9. TABELA 2

Curva 22% iC9 - Glicerol Etoxilado (Mn ~ 1000) Esterificado com Ácidos Mistos (Preparação A) Misturados com Trietileno Glicol Esterificado com Ácidos Mistos (Preparação B)

Preparação A (% em peso)	Preparação B (% em peso)	A viscosidade a 40°C (cSt.)
0	100	6,97
50	50	21,3
60	40	29
68	32	35,6
85	15	45
100	0	62,6

TABELA 3

Curva 100% iC9 - Glicerol Etoxilado (Mn ~ 1000) Esterificado com Ácido 3,3,5-trimetilhexanóico (Preparação D) Misturado com Trietileno Glicol Esterificado com Ácido 3,3,5-trimetilhexanóico (Preparação C)

Preparação D (% em peso)	Preparação C (% em peso)	A viscosidade a 40°C (cSt.)
0	100	13,4
25	75	22,2
38	62	28,2

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42/55

50	50	36,2
100	0	92,2

[00089] A figura 2 é similar à figura 1 em que ela compara as viscosidades a 40°C (determinadas de acordo com ASTM D445) de ésteres lubrificantes altamente ramificados, curva de 100% iC9, com ésteres lubrificantes altamente lineares, curva de 22% iC9. Entretanto, o glicerol etoxilado de partida na figura 2 foi de um peso molecular maior (Mn ~ 1240) do que na figura 1. Na figura 2, a curva de 100% iC9 representa composição de lubrificantes feita combinando-se as preparations F e C como mencionado na Tabela 5, ao mesmo tempo em que curva de 22% iC9 representa composição de lubrificantes feita combinando-se as preparações E e B, como mencionado na Tabela 4. Na figura 2, as composições de lubrificantes de curva de 100% iC9 são mais altamente ramificadas e exibem viscosidades maiores viscosties com relação ao curva de 22% iC9. Aqueles ésteres lubrificantes com graus maiores de ramificação que exibem correspondentemente viscosidades maiores são típicos. De fato, em uma base de éster molecular e individual igual os lubrificantes de éster apresentam um comportamento de viscosidade típico.

TABELA 4

Curva de 22% iC9 - Glicerol Etoxilado (Mn ~ 1240) Esterificado com Ácidos Mistos (Preparação E) Misturados com Trietileno Glicol Esterificado com Ácidos Mistos (Preparação B)

Preparação E (% em peso)	Preparação B (% em peso)	A viscosidade a 40°C (cSt.)
0	100	6,97
25	75	14,01
50	50	27,46
75	25	49,05
100	0	90,1

TABELA 5

Curva de 100% iC9 - Glicerol Etoxilado (Mn ~ 1240) Esterificado com ácido 3,3,5-trimetilhexanóico (Preparação F) Misturados

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43/55 com Trietileno Glicol Esterificado com ácido 3,3,5-trimetilhexanóico (Preparação C)

Preparação F (% em peso)	Preparação C (% em peso)	A viscosidade a 40°C (cSt,)
0	100	13,4
10	90	16,95
20	80	21,09
30	70	26,5
40	60	32,75
100	0	117,7

[00090] É bem documentado que a lubricidade é melhor com ésteres de cadeia linear em vez de cadeia ramificada. A figura 3 compara a lubricidade (teste FALEX, determinado de acordo com ASTM D2670) de composições lubrificantes preparadas de ésteres ramificados versus parcialmente ramificados. Todas as composições lubrificantes foram formuladas para ter viscosidades cinemáticas entre 25 e 29 cSt. a 40°C. A lubricidade medida para cada composição lubrificante é mencionada na Tabela 6.

TABELA 6 [00091] Comparação da Lubricidade (FALEX, ASTM D2670) de Misturas de Éster Glicerol Etoxilado e Trietileno Glicol Ramificado Versus Parcialmente Ramificado. (Todas as misturas têm viscosidades cinemáticas entre 25 e 29 cSt. a 40^oC).

Éster de Glicerol Etoxilado, % em peso de preparação	Éster de trietileno glicol, % em peso de preparação	Falex (Libras para avaria)	A viscosidade a 40°C (cSt.)
33% em peso de preparação D	67% em peso de preparação C	794	26
60% em peso de preparação A	40% em peso de preparação B	1085	29
27% em peso de preparação F	73% em peso de preparação C	824	24
47% em peso de preparação E	53% em peso de preparação B	854	24

[00092] A despeito de seguir o esperado, as tendências de viscosidade e lubricidade, os lubrificantes da tecnologia inventiva agora descritas apresentaram graus inesperados de miscibilidade com

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44/55 refrigerantes. A literatura informa que a ramificação aumenta a miscibilidade de lubrificantes de éster em refrigerantes. Entretanto, os lubrificantes da tecnologia inventiva agora descritos foram surpreendentemente não responsivos à ramificação, com os lubrificantes tendo ésteres de cadeia relativamente linear funcionando bem como aqueles tendo ésteres relativamente ramificados. A figura 4 mostra a miscibilidade da composição de lubrificantes em R410a onde as composições de lubrificante continham combinações de preparações A e B como mostrado na tabela 7 (exposto em gráfico como curva 22% iC9). A figura 4 também mostra a miscibilidade da composição de lubrificantes em R410a onde as composições de lubrificante continham combinações de preparações D e C como mostrado na tabela 8 (exposto em gráfico como curva 100% de iC9). A figura 4 compar a miscibilidade de R410a e composição de lubrificantes com ésteres de glicerol etoxilado (Mn ~ 1000) e trietileno glicol altamente ramificados (curva 100% de iC9) à miscibilidade de R410a e composição de lubrificantes com combinações de ésteres de glicerol etoxilado (Mn ~ 1000) e trietileno glicol altamente lineares (curva 22% iC9).

TABELA 7

Curva 22% ramificado - Glicerol etoxilado (Mn ~ 1000) Esterificado com Ácidos mistos (Preparação A) Misturado com Trietileno Glicol Esterificado com Ácidos mistos (Preparação B)

Preparação A (% em peso)	Preparação B (% em peso)	Temperatura máxima de Miscibilidade de R410a na Composição de lubrificante,°C
0	100	72
30	70	39
40	60	41
60	40	32
68	32	18
100	0	-7,8

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45/55

TABELA 8

Curva 100% Ramificado - Glicerol etoxilado (Mn ~ 1000)

Esterificado com ácido 3,3,5-trimetilhexanóico (Preparação D) Misturado com Trietileno Glicol Esterificado com ácido 3,3,5trimetilhexanóico (Preparação C)

Preparação D (% em peso)	Preparação C (% em peso)	Temperatura máxima de Miscibilidade de R410a in Composição de lubrificante,°C
0	100	72
30	70	39
40	60	42
60	40	32

[00093] A figura 5 similarmente mostra a miscibilidade de R32 com composição de lubrificantes contendo combinações de preparações A e B como mostrado na tabela 9 (exposto em gráfico como curva 22% iC9) e com composição de lubrificantes contendo combinações de preparações D e C como mostrado na tabela 10 (exposto em gráfico como curva 100% de iC9). A figura 5 compara a miscibilidade de R32 com composição de lubrificantes com ésteres de glicerol etoxilado (Mn ~ 1000) e trietileno glicol altamente ramificados (curva 100% de iC9) à miscibilidade de R32 com composição de lubrificantes com combinações ésteres de glicerol etoxilado (Mn ~ 1000) e trietileno glicol altamente lineares (curva 22% iC9).

TABELA 9

Curva 22iC9 - Glicerol etoxilado (Mn ~ 1000) Esterificado com ácidos mistos (Preparação A) Misturado com Trietileno Glicol Esterificado com Ácidos mistos (Preparação B)

Preparação A (% em peso)	Preparação B (% em peso)	Temperatura máxima de Miscibilidade de R32 in Composição de lubrificante,°C
30	70	56
60	40	25

TABELA 10

Curva 100iC9 - Glicerol etoxilado (Mn ~ 1000) Esterificado

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46/55 com ácido 3,3,5-trimetilhexanóico (Preparação D) Misturado com Trietileno Glicol Esterificado com ácido 3,3,5-trimetilhexanóico (Preparação C)

Preparação D (% em peso)	Preparação C (% em peso)	Temperatura máxima de Miscibilidade de R32 in Composição de lubrificante,°C
25	75	56
33	67	47
38	62	45
50	50	33

[00094] Desse modo, os lubrificantes da tecnologia inventiva agora descritos inesperadamente fornecem uma determinada miscibilidade em um refrigerante em uma viscosidade mais baixa que pode ser esperada antes das composições de lubrificante. O fato de que a miscibilidade em refrigerantes é por ramificação do grupo carboxilato, pode ser utilizado como vantagem na preparação de composições de lubrificantes descritas com como viscosidade e lubricidade desejadas.

[00095] Em todos os estudos de miscibilidade, a miscibilidade de baixa temperatura dos ésteres com os refrigerantes foi menor do que 40°C, que a temperatura mais baixa testada. A temperatura de miscibilidade mínima não foi alcançada no teste. Desse modo, a comparação de composição de lubrificantes de cadeia linear versus ramificada também mostrou a mesma insensibilidade inesperada na miscibilidade na temperatura de baixa extremidade do estudo.

Exemplo 12. Preparação de um pote de um lubrificante de acordo com a tecnologia inventiva: Combinação de 25% em peso de Glicerol Etoxilado Éster (Glicerol Etoxilado Mn ~ 1000) e 75% em peso de Tetraetileno Glicol Éster de ácido 3,3,5-trimetilhexanóico (Sem solvente) [00096] A um reator de 2 litros equipado com um agitador mecânico, coletor de água, fonte de nitrogênio, termoacoplado, e condensador de refluxo foram adicionados de uma vez 176 gramas de glicerol etoxilado (Mn ~ 1000), 307 gramas de tetraetileno glicol, e 611 gramas

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47/55 de ácido 3,3,5-trimetilhexanóico. Esta adição foi seguida por uma adição de 0,25 grama de oxilato de estanho (II). A mistura foi agitada sob uma manta de nitrogênio e lentamente aquecida para 230°C. A temperatura foi mantida a 230°C durante cerca de 6,5 horas. Durante o período de aquecimento, a água de reação foi coletada no coletor de água e qualquer ácido carboxílico destilado foi retornado para o reator. No término da reação (como medido pela água coletada), o excesso de ácido carboxílico foi destilado, coletado, e não retornou novamente para o reator. A mistura reacional foi deixada resfriar para a temperatura ambiente e foi passada através de uma coluna aquecida de óxido de alumínio, filtrada, e purgada com uma corrente de nitrogênio. Isto resultou em 830 gramas de ésteres combinado.

[00097] As propriedades do lubrificante de Exemplo 12 foram determinadas como segue,

	Exemplo 12
Viscosidade cinemática (cSt) a 40° C/100°C	25,5/5,82
Índice de viscosidade	183
FALEX (0,1% de BHT adicionado)	860 libras por perda
Miscibilidade em R410a (°C) (20% em peso de carga de lubrificante)	50°C a -60°C*
Miscibilidade em R32 (°C) (20% em peso de carga de lubrificante)	51°C a -60°C*

*Limite inferior de teste [00098] Esta descrição da tecnologia inventiva é meramente exemplar por natureza e, desse modo, variações que não se afastam do âmago do assunto da presente invenção destinam-se estar no escopo da tecnologia inventiva. Tais variações não devem ser consideradas como um afastamento do espírito e escopo da tecnologia inventiva.

[00099] São especificamente descritas modalidades de composição de lubrificantes compreendendo uma mistura de cerca de 1 a 99% em peso de a mistura de um ou mais compostos de éster

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48/55 ο

I [jC -£ OC] l₂CI 1R¹ -j—( OC] l₂CI i R.²OCR

O ]IC—j-OC] I₂C1IR? ’^OC]I₂CI]R‘¹^—OCR*

O |(₂C—ÉOC]I₂C1IR.^s 4—(oC]I₂CHR⁶}OCR’ \ /c Z(I) [000100] and cerca de 1- 99% em peso de a mistura de um ou mais segundos compostos de éster ίι°

R_^lü—C—í-OCI]nCI]R^L1-j—foC] l₂C]IR.^l2J—QCR^r ' ‘ 'η(μ) [000101] em que R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R¹¹, e R¹² são cada qual H ou metila; a+x, b+y. e c+z são integers from 1 a cerca de 20, e m+n é um número inteiro from 1 a cerca de 10; e R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰eR¹³ são grupos alquila, alquenila, cicloalquila, arila, alquilarila, arilalquila, alquilcicloalquila, cicloalquilalquila, arilcicloalquila, cicloalquilarila, alquilcicloalquilarila, alquilarilcicloalquila, arilcicloalquilalquila, arilalquilcicloalquila, cicloalquilalquilarila, ou cicloalquilarilalquila de cadeia linear e ramificada, substituídos ou não substituídos tendo 1-17 carbonos que opcionalmente têm qualquer um ou qualquer combinação de mais do que uma das seguintes características: (1) cada um dentre a+x, b+y, e c+z é independentemente um número inteiro de 1 a cerca de 10; ou m+n é um número inteiro de cerca de 2 a cerca de 8; ou cada um dentre a+x, b+y. e c+z é independentemente um número inteiro de 1 a cerca de 10 e m+n é um número inteiro de cerca de 2 a cerca de 8; (2) cada um dentre R¹, R², R³, R⁴, R⁵, e R⁶é H; ou cada um dentre R¹¹ e R¹² é H; ou cada um dentre R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R¹¹,eR¹²é H; (3) cada um dentre R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰ e R¹³ é independentemente selecionado de grupos alquila e alquenila de cadeia linear e de cadeia

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49/55 ramificada e grupos cicloalquila substituídos ou não substituídos que podem opcionalmente conter um ou mais heteroátomos selecionados do grupo que consiste em O, F, N, S, e Si ou em que cada um dentre R7, R⁸, R⁹, R¹⁰ e R13 é independentemente selecionado de grupos alquila e alqueila de cadeia linear que podem opcionalmente conter um ou mais heteroátomos selecionados do grupo que consiste em O, F, N, S, e Si; (4) cada um dentre R7, R8, R⁹, R¹⁰ e R13 independentemente tem cerca de 3 a cerca de 8 átomos de carbono ou um ou ambos de R⁷, R⁸, e R⁹ juntos têm uma média de cerca de 5 a cerca de 7 átomos de carbono em uma base de peso e R10 e R13 juntos têm uma média de cerca de 5 a cerca de 7 átomos de carbono em uma base de peso;

(5) a mistura tem cerca de 20 a cerca de 80% em peso de um ou mais dos primeiros compostos de éster e cerca de 80 a cerca de 20% em peso do um ou mais segundos compostos de éster ou a mistura tem uma porção maior em peso de um ou mais primeiros compostos de éster; (6) pelo menos um do primeiro e segundo compostos de éster é um éster de ácido n-pentanóico, ácido 2-metilbutanóico, ácido nhexanóico, ácido n-heptanóico, ácido 3,3,5-trimetilhexanóico, ácido 2etilhexanóico, ácido n-octanóico, ácido n-nonanóico, e ácido isononanóico, ou combinações dos mesmos ou pelo menos um do primeiro e segundo compostos de éster é um éster de ácido n-butírico, ácido isobutírico, ácido n-pentanóico, ácido 2-metilbutanóico, ácido 3metilbutanóico, ácido n-hexanóico, ácido n-heptanóico, ácido noctanóico, ácido 2-etilhexanóico, ácido 3,3,5-trimetilhexanóico, ácido n-nonanóico, ácido decanóico, ácido undecanóico, ácido undecelênico, ácido láurico, ácido esteárico, ácido isosteárico, ou combinações dos mesmos; (7) o segundo composto ou compostos de éster (b) compreendem um dietiléster de trietileno glicol; (8) a composição de lubrificante é livre de compostos de lubrificante diferentes da mistura de primeiros e segundos compostos de éster ou a composição de lu-

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50/55 brificante inclui um outro lubrificante ou lubrificantes diferente do primeiro e segundo compostos de éster of a mistura com a condição de que a percentagem em peso total na composição de lubrificante do outro lubrificante ou lubrificantes seja menor do que a porcentagem em peso na composição de lubrificante da mistura que consiste no primeiro e segundo compostos de éster, cujo outro lubrificante ou lubrificantes podem ser selecionados do grupo que consiste em poliol éster (POE) lubricants, poyalquileno glicol (PAG) lubricants, polivinil éter (PVE) lubricants, e combinações dos mesmos; (9) a composição de lubrificante inclui um aditivo ou aditivos selecionados do grupo que consiste em antioxidantes, agentes antidesgaste, agentes de pressão extrema, agentes de oleosidade, agentes antiespumantes, agentes de inativação de metal, melhores de índice de viscosidade, depressores de ponto de derrame, dispersantes de detergente, estabilizantes, passivadores de metal, inibidores de corrosão, supressores de flamabilidade, recuperadores de ácido, e combinações dos mesmos, que podem ser de cerca de 0.1 a cerca de 5% em peso do aditivo ou aditivos; (10) a composição de lubrificante tem um índice de viscosidade de pelo menos cerca de 150, em que estas características incluem todos os valores e extremidades de faixas numéricas e combinações dos mesmos e todos os materiais e combinações de materiais descritos acima que podem ser incluídos nas composições mencionadas para estas características. Como mencionado, todas as possíveis combinações das características opcionais enumeradas destes métodos são especificamente descritas como modalidades. São também especificamente descritos, todas as combinações de lubrificante e refrigerante incluindo esta composição de lubrificante opcionalmente com qualquer uma ou qualquer combinação de mais do que uma das características enumeradas (1)-(10), em que cada combinação de lubrificante e refrigerante pode opcionalmente ter qualquer uma ou mais

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51/55 destas características: (11) uma temperatura de miscibilidade mínima de -40°C ou menos do lubrificante no refrigerante; (12) em que o refrigerante é selecionado do grupo que consiste em refrigerantes R410a, R32, e HFO ou combinações destes refrigerantes ou combinações incluindo estes refrigerantes; (13) em que o refrigerante é maior do que cerca de 50% em peso da combinação de lubrificante e refrigerante ou em que o lubrificante é de cerca de 5 a cerca de 20% em peso da combinação de lubrificante e refrigerante . são também especificamente descritos, todos os dispositivos de transferência de calor tipo compressão compreendendo qualquer uma estas combinações de lubrificante e refrigerante descritas, que podem opcionalmente ser um compressor de deslocamento positivo ou selecionados de equipamento de condicionamento de ar e refrigeração estacionária e móvel. Também é descrito um método de lubrificação de um equipamento de refrigeração por compressão, compreendendo a circulação de qualquer uma das composições de lubrificante descritas.

[000102] São também especificamente descritas modalidades de composição de lubrificantes compreendendo uma mistura de cerca de 1 - 99% em peso de a mistura de um ou mais compostos de éster

]IC

OC] l₂CU

OCR⁷

OC] l₂CU

[000103] em que x, y, e z são cada qual independentemente um número inteiro de 1 a cerca de 20 e R⁷, R⁸, e R⁹ são cada qual independentemente selecionados do grupo que consiste em grupos alquila, alquenila, cicloalquila, arila, alquilarila, arilalquila, alquilcicloal

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52/55 quila, cicloalquilalquila, arilcicloalquila, cicloalquilarila, alquilcicloalquilarila, alquilarilcicloalquila, arilcicloalqui lalquila, arilalquilcicloalquila, cicloalquilalquilarila, e cicloalquilarilalquila de cadeia linear ou ramificada tendo de 1 a cerca de 17 átomos de carbono e que podem ser substituídos ou não substituídos; e (b) cerca de 1 a cerca de 99% em peso de a mistura de um ou mais segundos compostos de éster

R.¹⁰—_c

OCIhCI]

[000104] em que em que m é um número inteiro de 1 a cerca de 10 e R¹⁰ e R¹³ são cada qual independentemente selecionados do grupo que consiste em grupos alquila, alquenila, cicloalquila, arila, alquilarila, arilalquila, alquilcicloalquila, cicloalquilalquila, arilcicloalquila, cicloalquilarila, alquilcicloalquilarila, alquilarilcicloalquila, arilcicloalquilalquila, arilalquilcicloalquila, cicloalquilalquilarila, e cicloalquilarilalquila de cadeia linear ou ramificada tendo de 1 a cerca de 17 átomos de carbono e que podem ser substituídos ou não substituídos, em que o primeiro composto ou compostos de éster (a) e o segundo composto ou compostos de éster (b) juntos formam pelo menos cerca de 50% em peso da composição de lubrificante, que opcionalmente têm qualquer um ou qualquer combinação de mais do que uma das seguintes características: (1) em que x, y, e z são cada qual independentemente um número inteiro 1 a cerca de 10, m é um número inteiro 2 a cerca de 8 e cada um dentre R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰, e R¹³independentemente têm 3 a cerca de 8 átomos de carbono ou em que x, y, e z são cada qual independentemente um número inteiro 1 a cerca de 10, m é um número inteiro 2 a cerca de 8, R⁷, R⁸, e R⁹, juntos têm uma média de cerca de 5 a cerca de 7 átomos de carbono em uma base de peso, e R^{10 e} R¹³ juntos têm uma média de cerca de 5 a cerca de 7 átomos de carbono em uma base de peso; (2) em que cada

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53/55 um dentre R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰ e R¹³ é independentemente selecionado de grupos alquila e alquenila de cadeia linear e de cadeia ramificada e grupos cicloalquila substituídos ou não substituídos que podem opcionalmente conter um ou mais heteroátomos selecionados do grupo que consiste em O, F, N, S, e Si ou em que cada um dentre R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰, e R¹³ é independentemente selecionado de grupos alquila e alqueila de cadeia linear que podem opcionalmente conter um ou mais heteroátomos selecionados do grupo que consiste em O, F, N, S, e Si; (3) cada um dentre R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰ e R¹³ independentemente tem cerca de 3 a cerca de 8 átomos de carbono ou um ou ambos de R⁷, R⁸, e R⁹ juntos têm uma média de cerca de 5 a cerca de 7 átomos de carbono em uma base de peso e R¹⁰ e R¹³ juntos têm uma média de cerca de 5 a cerca de 7 átomos de carbono em uma base de peso; (4) a mistura tem cerca de 20 a cerca de 80% em peso de um ou mais dos primeiros compostos de éster e cerca de 80 a cerca de 20% em peso do um ou mais segundos compostos de éster; (5) a mistura tem uma porção maior em peso de um ou mais primeiros compostos de éster; (6) pelo menos um do primeiro e segundo compostos de éster é um éster de ácido n-pentanóico, ácido 2-metilbutanóico, ácido nhexanóico, ácido n-heptanóico, ácido 3,3,5-trimetilhexanóico, ácido 2etilhexanóico, ácido n-octanóico, ácido n-nonanóico, e ácido isononanóico, ou combinações dos mesmos ou pelo menos um do primeiro e segundo compostos de éster é um éster de ácido n-butírico, ácido isobutírico, ácido n-pentanóico, ácido 2-metilbutanóico, ácido 3metilbutanóico, ácido n-hexanóico, ácido n-heptanóico, ácido noctanóico, ácido 2-etilhexanóico, ácido 3,3,5-trimetilhexanóico, ácido n-nonanóico, ácido decanóico, ácido undecanóico, ácido undecelênico, ácido láurico, ácido esteárico, ácido isosteárico, ou combinações dos mesmos; (7) o segundo composto ou compostos de éster (b) compreendem um dietiléster de trietileno glicol; (8) a composição de

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54/55 lubrificante é livre dos compostos de lubrificantes diferentes do primeiro e segundo compostos de éster ou a composição de lubrificante inclui um outro lubrificante ou lubrificantes diferente do primeiro e segundo compostos de éster of a mistura com a condição de que a percentagem em peso total na composição de lubrificante do outro lubrificante ou lubrificantes seja menor do que a porcentagem em peso na composição de lubrificante da mistura dos primeiros e segundos compostos de éster, cujo outro lubrificante ou lubrificantes podem ser selecionados do grupo que consiste em lubrificantes de poliol éster (POE), lubrificantes de poilalquileno glicol (PAG), lubrificantes de polivinil éter (PVE), e combinações dos mesmos; (9) a composição de lubrificante inclui um aditivo ou aditivos selecionados do grupo que consiste em antioxidantes, agentes antidesgaste, agentes de pressão extrema, agentes de oleosidade, agentes antiespumantes, agentes de inativação de metal, melhores de índice de viscosidade, depressores de ponto de derrame, dispersantes de detergente, estabilizantes, passivadores de metal, inibidores de corrosão, supressores de flamabilidade, recuperadores de ácido, e combinações dos mesmos, que podem ser cerca de 0,1 a cerca de 5% em peso do aditivo ou aditivos; (10) a composição de lubrificante tem um índice de viscosidade de pelo menos cerca de 150, em que estas características incluem todos os valores e extremidades de faixas numéricas e combinações dos mesmos e todos os materiais e combinações de materiais descritos acima que podem ser incluídos nas composições mencionadas para estas características. Como mencionado, todas as possíveis combinações das características opcionais enumeradas destes métodos são especificamente descritas como modalidades. São também especificamente descritas, todas as combinações de lubrificante e refrigerante incluindo esta composição de lubrificante opcionalmente com qualquer uma ou qualquer combinação de mais do que uma das

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55/55 características enumeradas (1)-(10), em que cada combinação de lubrificante e refrigerante pode opcionalmente ter qualquer uma ou mais destas características: (11) uma temperatura de miscibilidade mínima de -40°C ou menos do lubrificante no refrigerante; (12) em que o refrigerante é selecionado do grupo que consiste em refrigerantes R410a, R32, e HFO ou combinações destes refrigerantes ou combinações incluindo estes refrigerantes; (13) em que o refrigerante é maior do que cerca de 50% em peso da combinação de lubrificante e refrigerante ou em que o lubrificante é cerca de 5 a cerca de 20% em peso da combinação de lubrificante e refrigerante. São também especificamente descritos, todos os dispositivos de transferência de calor tipo compressão compreendendo qualquer uma ou estas combinações de lubrificante e refrigerante descritas, que podem opcionalmente ser um compressor de deslocamento positivo ou selecionados de equipamento de condicionamento de ar e refrigeração estacionária e móvel. Também é descrito um método de lubrificação de um equipamento de refrigeração por compressão, compreendendo a circulação de qualquer uma das composições de lubrificante descritas.

[000105] A descrição anterior das modalidades foi fornecida para os propósitos de ilustração e descrição. Ela não se destina a ser exaustiva ou limitar a invenção. Elementos ou características individuais de uma modalidade particular não são geralmente limitados por àquela modalidade particular, porém onde aplicável, são alternáveis e podem ser utilizados em uma modalidade selecionada, mesmo se não mostrado ou descrito especificamente.O mesmo pode também ser variado de muitas maneiras. Tais variações não devem ser consideradas como um afastamento da invenção, e todas as tais modificações se destinam a ser incluídas no escopo da invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Fluido de trabalho para um sistema de refrigeração compreendendo a compressor, caracterizado pelo fato de que compreende:

um lubrificante com base em éster compreendendo uma mistura de 20 a 80% em peso de um ou mais primeiros compostos de éster e 20 a 80% em peso de um ou mais segundos compostos de éster, em que um ou mais primeiros compostos de éster tem uma estrutura representada por:

o

IfiC—^-OCII^CUR¹ —(oC]l₂CHR²)^—OCR^?

O |[₂C—(-OC]I₂C]IR^s l₂CÍ3R^á )---OCR’ em que cada um dentre R¹, R², R³, R⁴, R⁵, e R⁶ é independentemente H ou metila;

cada um dentre a, b, c, x, y, e z é independentemente um número inteiro e a+x, b+y, e c+z são cada qual independentemente um número inteiro 1 a 20; e

R⁷, R⁸, e R⁹ são cada qual independentemente selecionados do grupo que consiste em: cadeia linear ou ramificada alquila, alquenila, cicloalquila, arila, alquilarila, arilalquila, alquilcicloalquila, cicloalquilalquila, arilcicloalquila, cicloalquilarila, alquilcicloalquilarila, alquilarilcicloalquila, arilcicloalquilalquila, arilalquilcicloalquila, cicloalquilalquilarila, e cicloalquilarilalquila de cadeia linear ou ramificada tendo de 1 a 17 átomos de carbono que podem ser substituídos ou não substituídos; e

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2/6 um ou mais segundos compostos de éster tendo uma estrutura representada por:

o o

R_^lü—C--Í-OCI]-.CI]R^L1J—foci l,CJ IR^I2-1—OCRi’ ' ' m ã > n em que cada um dentre R¹¹ e R¹² é independentemente H ou metila;

cada um dentre m e n é independentemente um número inteiro e m+n é um número inteiro 1 a 10; e

R¹⁰ e R¹³ são cada qual independentemente selecionados do grupo que consiste em: grupos alquila, alquenila, cicloalquila, arila, alquilarila, arilalquila, alquilcicloalquila, cicloalquilalquila, arilcicloalquila, cicloalquilarila, alquilcicloalquilarila, alquilarilcicloalquila, arilcicloalquilalquila, arilalquilcicloalquila, cicloalquilalquilarila, e cicloalquilarilalquila de cadeia linear ou ramificada tendo 1 a 17 átomos de carbono que podem ser substituídos ou não substituídos;

um ou mais aditivos selecionados do grupo que consiste em: sulfetos de diarila, sulfetos de arilalquila, sulfetos de dialquila, dissulfetos de diarila, dissulfetos de arilalquila, dissulfetos de dialquila, polissulfetos de diarila, polissulfetos de arilalquila, polissulfetos de dialquila, ditiocarbamatos, derivados de 2-mercaptoben-zotiazol, e derivados de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol; e um ou mais refrigerantes selecionados do grupo que consiste em: difluorometano (HFC-32), R410A (uma mistura quase azeotrópica de difluorometano (HFC-32) e pentafluoroetano (HFC-125)), e hidrofluoroolefinas, em que o lubrificante e o um ou mais refrigerantes no fluido de trabalho tem uma temperatura de miscibilidade mínima de -40°C ou menos.

2. Fluido de trabalho de acordo com a reivindicação 1,

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3/6 caracterizado pelo fato de que o um ou mais primeiros compostos de éster ou os primeiro ou segundo compostos de éter são formados de um ácido carboxílico selecionado do grupo que consiste em: ácido npentanóico, ácido 2-metilbutanóico, ácido n-hexanóico, ácido nheptanóico, ácido 3,3,5-trimetilhexanóico, ácido 2-etilhexanóico, ácido n-octanóico, ácido n-nonanóico, e ácido isononanóico.

3. Fluido de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o um ou mais primeiros compostos de éster compreendendo um triéster etoxilado de glicerol e o um ou mais segundos compostos de éster compreendendo o pelo menos um de diéster trietileno de glicol e um diéster tetraetileno de glicol.
4. Fluido de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mistura compreende:

(a) de 40 a 60% em peso de um ou mais primeiros compostos de éster e (b) de 40 a 60% em peso de um ou mais segundos compostos de éster, em que o peso combinado de um ou mais primeiro e segundo compostos de ésteres juntos é de 100%.
5. Fluido de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o um ou mais refrigerantes compreendem uma hidrofluoroolefina que é um C2 a C8 fluoroalqueno selecionado do grupo que consiste em: 3,3,3,-trifluoropropeno (HFO-1234zf), 2,3,3,3,tetrafluoropropeno (HFO-1234yf), 1,2,3,3,-tetrafluoropropeno (HFO1234ze), cis- e trans-1,3,3,3,-tetrafluoropropeno (HFO-1234ye), 1,1,3,3,3,pentafluoropropeno (HFO-1225zc), 1,2,3,3,3,-pentafluoropropeno (HFO1225yez), e CF3CCl=CH (HFO-1233xf), CF3CH=CHCl (HFO-1233zd).
6. Fluido de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o um ou mais refrigerantes compreendem um refrigerante selecionado do grupo que consiste em:

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4/6 difluorometano (HFC-32),

3.3.3, -trifluoropropeno (HFO-1234zf),

2.3.3.3, -tetrafluoropropeno (HFO-1234yf), e

1.2.3.3, -tetrafluoropropeno (HFO-1234ze).
7. Fluido de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o lubrificante com base em éster inclui ainda um ou mais aditivos adicionais selecionados do grupo que consiste em: antioxidantes, agentes antidesgaste, agentes de pressão extrema, agentes de oleosidade, agentes antiespumantes, agentes de inativação de metal, melhores de índice de viscosidade, depressores de ponto de derrame, dispersantes de detergente, estabilizantes, passivadores de metal, inibidores de corrosão, supressores de flamabilidade e recuperadores de ácido.
8. Fluido de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que tem uma temperatura de miscibilidade mínima de -55°C ou menos.
9. Fluido de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o um ou mais aditivos compreendem

2.5- dimercapto-1,3,4-tiadiazol ou um 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol substituído.
10. Fluido de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o um ou mais aditivos está presente no lubrificante com base em éster em 0,1 a 5% em peso.
11. Fluido de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o um ou mais aditivos é selecionado do grupo que consiste em:

2.5- bis(n-octilditio)-1,3,4-tiadiazol, dissulfeto de dioctila,

2.5- bis(terc-nonilditio)-1,3,4-tiadiazol, e

2.5- bis(n-octilditio)-1,3,4-tiadiazol.

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5/Q
12. Fluido de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o lubrificante com base em éster compreende um composto de éster formado de um ácido carboxílico linear ou ramificado tendo de 4 a 10 átomos de carbono e um poliol selecionados do grupo que consiste em:

pentaeritritol, neopentil glicol, e trimetilpropanol.
13. Fluido de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o um ou mais primeiros compostos de éster representados pela estrutura:

OCR⁷

Cí

OCR^K

na qual x, y, e z são cada qual independentemente um número inteiro de 2 a 8, e

R⁷, R⁸, e R⁹ são como definidos na reivindicação 1; e (b) o um ou mais segundos compostos de éster são representados pela estrutura o o

R¹*— Z í- OCI i ,CU , -1---L> : R¹ ’ ' ' ‘ ' m na qual m é um inteiro de 1 a 10 e

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6/6

R¹⁰ e R¹³ são como definidos na reivindicação 1, em que a mistura compreende:

(a) de 40 a 60% em peso de um ou mais primeiros compostos de éster; e (b) de 40 a 60% em peso de um ou mais segundos compostos de éster, em que o peso combinado de um ou mais primeiros compostos de éster e um ou mais segundos compostos de éster juntos é de 100%.
14. Fluido de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o lubrificante com base em éster está presente em mais do que ou igual a 1% a menos do que ou igual a 30% do fluido de trabalho e o refrigerante está presente em mais do que ou igual a 70% a menos do que ou igual a 99% em peso.