BR112020010823A2

BR112020010823A2 - lubrificante de éster aromático para uso com refrigerantes de baixo potencial de aquecimento global

Info

Publication number: BR112020010823A2
Application number: BR112020010823-5A
Authority: BR
Inventors: Nicholas Bujouves; David M. Pallister; Anthony Barthel
Original assignee: The Lubrizol Corporation
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2020-11-10
Also published as: US20200318023A1; AR113699A1; WO2019108720A1; CN111406102A; EP3717604A1; TW201927998A; CA3084517A1

Abstract

Fluidos de trabalho para um sistema de refrigeração de baixo potencial de aquecimento global (GWP) compreendendo um compressor. O fluido de trabalho pode compreender (a) um componente de óleo lubrificante compreendendo (i) pelo menos um éster aromático compreendendo o produto de reação de um hidrocarboneto aromático tendo pelo menos um grupo funcional carboxílico e um (mono)alquilálcool e/ou glicol éter; e (b) um refrigerante.

Description

“LUBRIFICANTE DE ÉSTER AROMÁTICO PARA USO COM REFRIGERANTES DE BAIXO POTENCIAL DE AQUECIMENTO GLOBAL” CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A tecnologia divulgada se refere a um fluido de trabalho para um sistema de refrigeração de baixo potencial de aquecimento global (GWP) que inclui um compressor, em que o fluido de trabalho inclui um éster aromático, um óleo de polioléster opcional e um refrigerante de baixo GWP, em que o éster aromático compreende o produto de reação de um hidrocarboneto aromático tendo pelo menos dois grupos funcionais carboxílicos e um (mono)alquilálcool e/ou um glicol éter. A tecnologia divulgada fornece fluidos de trabalho úteis comercialmente com propriedades de solubilidade, miscibilidade e viscosidade adequadas para uso em sistemas de refrigeração com refrigerantes de baixo GWP.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Os sistemas de refrigeração mecânica e dispositivos de transferência de calor relacionados, tal como bombas de calor e condicionadores de ar, usando fluidos refrigerantes são bem conhecidos na técnica para usos industriais, comerciais e domésticos. Os fluidos à base de fluorocarbono têm encontrado amplo uso em muitas aplicações residenciais, comerciais e industriais, como o fluido de trabalho em sistemas de refrigeração, tal como condicionamento de ar, bomba de calor e sistemas de ciclo Rankine orgânicos. Devido a certos problemas ambientais suspeitos, incluindo o potencial de depleção de ozônio (ODP) relativamente alto ou potenciais de aquecimento global associados ao uso de algumas das composições que até agora foram usadas nestas aplicações, tornou-se cada vez mais desejável usar fluidos tendo potencial de depleção de ozônio baixo ou zero, tal como hidrofluorocarbonetos (“HFCs”), ou tendo ambos baixo ODP e baixo GWP, tal como hidrofluoro-olefinas (HFOs) ou hidrocarbonetos (HCs). Além disso, inúmeros governos assinaram o Protocolo de Kyoto para proteger o meio ambiente global, estabelecendo uma redução de emissões diretas e indiretas

(aquecimento global). Assim, há uma necessidade de alternativas não tóxicas para substituir certos HFCs de alto potencial de aquecimento global.

[0003] Assim, tem havido uma necessidade crescente de novos compostos e novas composições de fluorocarbono e hidrofluorocarbono que são alternativas atraentes às composições até agora utilizadas nestas e em outras aplicações. Com respeito à eficiência em uso, é importante observar que uma perda no desempenho termodinâmico do refrigerante ou na eficiência energética pode ter impactos ambientais secundários através de elevado uso de combustíveis fósseis, decorrente de uma elevada demanda por energia elétrica. Além disso, é geralmente considerado desejável que substitutos de refrigerante de HFC sejam eficazes sem grandes mudanças de engenharia na tecnologia de compressão de vapor convencional usada atualmente com refrigerantes de HFC.

[0004] Como a indústria tentou atender a esta necessidade e fornecer fluidos de trabalho de baixo potencial de aquecimento global comercialmente úteis, verificou-se que os refrigerantes de baixo potencial de aquecimento global (GWP) têm características de solubilidade e miscibilidade diferentes dos refrigerantes de HFC tradicionais. Como tal, muitos problemas de solubilidade e miscibilidade ocorrem quando os lubrificantes convencionais que tipicamente são usados com refrigerantes de HFC são agora usados com refrigerantes de baixo GWP. Tipicamente, não se acredita que lubrificantes convencionais, incluindo lubrificantes convencionais à base de polioléster (POE), sejam capazes de fornecer as propriedades de miscibilidade/solubilidade necessárias para permitir que estas novas químicas de refrigerante trabalhem satisfatoriamente e atendam aos requisitos de desempenho do sistema estabelecidos pelos fabricantes de hardware. Assim, os fluidos de trabalho baseados nestes refrigerantes de baixo GWP são difíceis de usar e não trabalham tão bem quanto necessário, especialmente quando é necessário um fluido de trabalho de viscosidade mais alta, uma vez que problemas de miscibilidade se tornam mais pronunciados e é necessária energia adicional para bombear o fluido de viscosidade mais alta.

[0005] Existe uma necessidade contínua de fluidos de trabalho de baixo GWP comercialmente úteis com base em refrigerantes de baixo GWP que não têm os problemas de solubilidade e/ou miscibilidade comumente vistos em tais fluidos, e a necessidade é particularmente grande para fluidos e aplicações de viscosidade mais alta.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0006] Por conseguinte, é divulgado um fluido de trabalho para um sistema de refrigeração de baixo potencial de aquecimento global (GWP) compreendendo um compressor. O fluido de trabalho pode compreender (a) um componente de óleo lubrificante compreendendo (i) pelo menos um éster aromático compreendendo o produto de reação de um hidrocarboneto aromático tendo pelo menos um grupo funcional carboxílico e um (mono)alquilálcool e/ou um glicol éter; e (b) um refrigerante.

[0007] Em algumas modalidades, o óleo lubrificante (a) compreende ainda (ii) pelo menos um óleo de polioléster (“POE”), em que o óleo de polioléster compreende um poliol esterificado com pelo menos um ácido (mono)carboxílico que tem pelo menos 5 átomos de carbono. Em ainda outras modalidades, o óleo de polioléster compreende um poliol esterificado com uma mistura de ácidos (mono)carboxílicos, em que os ácidos (mono)carboxílicos, individualmente, têm 5 a 13 átomos de carbono.

[0008] O hidrocarboneto aromático usado para fazer o éster aromático pode ter 1 a 5, ou 1 a 4, ou 2 a 4 grupos funcionais carboxílicos. Em algumas modalidades, o hidrocarboneto aromático pode ser um ácido carboxílico aromático, um anidrido policarboxílico aromático, um éster policarboxílico aromático ou misturas dos mesmos.

[0009] O (mono)alquilálcool usado para fazer o éster aromático pode compreender pelo menos um álcool C4 a C15 ou C8 a C13 linear ou ramificado. Em algumas modalidades, o (mono)alquilálcool pode compreender um álcool

C10 e C13. Em ainda outras modalidades, o (mono)alquilálcool pode compreender um álcool C10 ramificado e um álcool C13 ramificado.

[0010] O glicol éter usado para fazer o éster aromático pode compreender alquileno glicóis, incluindo mono e poli-éter álcoois com a estrutura geral: R1(- O-R2)x-OR3, em que R1 e R3 podem ser individualmente hidrogênio ou um grupo C1 a C2 hidrocarbila; e em que R2 pode ser um monoéter ou uma subunidade poliéter simples, alternada ou aleatoriamente distribuída. Alternativamente, o éster aromático pode ser um éster complexo, em que um grupo PAG duplamente capeado liga dois ácidos aromáticos juntos.

[0011] O refrigerante no fluido de trabalho pode compreender pelo menos um composto de carbono halogenado (“halocarbono”). Halocarbonetos adequados não são excessivamente limitados e podem incluir quaisquer compostos carbonáceos que tenham um ou mais átomos de carbono que são ligados a um ou mais halogêneos. Em algumas modalidades, o refrigerante pode compreender pelo menos uma hidrofluoro-olefina, clorofluoro-olefina, hidrocloro-olefina, hidroclorofluoro-olefina, hidro-olefina ou misturas dos mesmos. Em outras modalidades, o refrigerante pode compreender pelo menos um hidrofluorocarbono, hidroclorocarbono, hidroclorofluorocarbono, clorofluorocarboneto ou misturas dos mesmos. Em ainda outras modalidades, o refrigerante pode compreender dióxido de carbono. Alternativamente, o refrigerante pode compreender pelo menos um hidrocarboneto que é um etano, propano, propeno, isobutano, butano linear, pentano, pentano linear, ou misturas dos mesmos.

[0012] O óleo de polioléster, se presente no fluido de trabalho, pode estar presente em uma razão do pelo menos um óleo de polioléster para o pelo menos um éster aromático variando de 95:5 a 5:95. Em algumas modalidades, a razão do pelo menos um óleo de polioléster para o pelo menos um éster aromático varia de 60:40 a 40:60. Em ainda outras modalidades, a razão do pelo menos um óleo de polioléster para o pelo menos um éster aromático é de 60:40.

[0013] Em algumas modalidades, pelo menos um éster aromático compreende um éster benzoato, éster ftalato, éster trimelitato, éster piromelitato ou misturas dos mesmos. Em ainda outras modalidades, o pelo menos um éster aromático tem a estrutura da fórmula (I) ou (II): (I) ou (II) em que R1, R2 e R3 são individualmente grupos hidrocarbila C4 a C13 lineares ou ramificados.

[0014] Se o óleo de polioléster estiver presente, ele pode ter uma viscosidade pura variando de 4 a 400 cSt, medida a 40°C, de acordo com ASTM D445. Em outras modalidades, a viscosidade pura pode ser de 200 a 400 cSt, 200 a 350 cSt, 170 a 200 cSt, 100 a 170 cSt, 32 a 120 cSt, 46 a 68 cSt ou 5 a 30 cSt medida a 40°C de acordo com ASTM D445.

[0015] Métodos para melhorar a viscosidade de trabalho de um fluido de trabalho para um sistema de refrigeração também são divulgados. O método pode compreender adicionar um componente de óleo lubrificante a um fluido de trabalho que compreende um refrigerante. O componente lubrificante pode compreender (i) pelo menos um éster aromático compreendendo o produto de reação de um hidrocarboneto aromático tendo pelo menos um grupo funcional carboxílico e um (mono)álcool e/ou um glicol éter.

[0016] Em algumas modalidades de métodos, o óleo lubrificante compreende ainda (ii) pelo menos um óleo de polioléster, em que o óleo de polioléster compreende um poliol esterificado com pelo menos um ácido (mono)carboxílico que tem pelo menos 5 átomos de carbono.

[0017] O fluido de trabalho resultante pode ter uma viscosidade de trabalho aprimorada. A viscosidade de trabalho, como aqui utilizada, é a viscosidade do fluido de trabalho a uma dada temperatura e pressão. A temperatura e a pressão dadas podem ser representativas das condições de operação de um compressor. Por conseguinte, o fluido de trabalho pode ter uma viscosidade de trabalho aprimorada a 323 K de pelo menos 40 cSt em 3 bar ou pelo menos 8 cSt em 7 bar. Em outras modalidades de método, o fluido de trabalho resultante pode ter uma viscosidade de trabalho aprimorada a 373 K de pelo menos 8 cSt em 10 bar ou pelo menos 3 cSt em 20 bar.

[0018] Em outra modalidade, é divulgado um método de lubrificação de um compressor. O método pode incluir fornecer ao compressor um fluido de trabalho compreendendo: (a) um componente de óleo lubrificante compreendendo (i) pelo menos um éster aromático compreendendo o produto de reação de um hidrocarboneto aromático tendo pelo menos um grupo funcional carboxílico e um (mono)alquilálcool e/ou um glicol éter; e (b) um refrigerante.

[0019] O fluido de trabalho divulgado tem um baixo “GWP”. Conforme usado aqui, “baixo GWP”, significa que o fluido de trabalho tem um valor de GWP (conforme calculado pelo Intergovernmental Panel on Climate Change’s 2014 Fifth Assessment Report) não superior a cerca de 1.300 ou um valor inferior a

1.300, inferior a 800, ou mesmo menos de 650. Em algumas modalidades, este valor de GWP se refere ao fluido de trabalho global. Em outras modalidades, este valor de GWP se refere ao refrigerante presente no fluido de trabalho,

onde o fluido de trabalho resultante pode ser referido como um fluido de trabalho de baixo GWP.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0020] FIG. 1 é um Gráfico de Solubilidade para um refrigerante compreendendo um lubrificante de POE e um éster aromático (exemplo inventivo).

[0021] FIG. 2 é um Gráfico de Daniel de Viscosidade e Pressão de Vapor para um refrigerante compreendendo um lubrificante de POE e um éster aromático (exemplo inventivo).

[0022] FIG. 3 é um Gráfico de Daniel de Viscosidade e Pressão de Vapor para um refrigerante com um lubrificante de POE (exemplo comparativo).

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0023] Várias características e modalidades preferidas serão descritas abaixo de forma ilustrativa não limitante. Fluidos de trabalho para o sistema de refrigeração de baixo potencial de aquecimento global (GWP) compreendendo um compressor são divulgados. O fluidos de trabalho podem compreender (a) um componente de óleo lubrificante compreendendo (i) pelo menos um éster aromático compreendendo o produto de reação de um hidrocarboneto aromático tendo pelo menos um grupo funcional carboxílico e um (mono)alquilálcool e/ou um glicol éter; e um refrigerante. Os componentes de óleo lubrificante podem ser usados com refrigerantes de olefina e misturas de refrigerante que contêm pelo menos uma olefina.

[0024] Em algumas modalidades, o óleo lubrificante (a) compreende ainda (ii) pelo menos um óleo de polioléster (“POE”), em que o óleo de polioléster compreende um poliol esterificado com pelo menos um ácido (mono)carboxílico que tem pelo menos 5 átomos de carbono. Em ainda outras modalidades, o óleo de polioléster compreende um poliol esterificado com uma mistura de ácidos (mono)carboxílicos ou seus anidridos, em que os ácidos (mono)carboxílicos ou anidridos, individualmente, têm 5 a 13 átomos de carbono. Razões adequadas dos ácidos C5 a C13 carboxílicos ou anidridos incluem, mas não estão limitados a 95:5 a 5:95. Em ainda outras modalidades a mistura de ácidos (mono)carboxílicos ou seus anidridos compreende pelo menos três ácidos C5 a C13 carboxílicos ou anidridos. Os polióis adequados incluem, mas não estão limitados a, trimetilolpropano, dipentaeritritol, neopentilglicol, monopentaeritritol, polipentaeritritol ou combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, o POE pode compreender ésteres e/ou ésteres complexos de ácidos policarboxílicos aromáticos ou seus anidridos. O éster complexo pode ser composto de unidades oligoméricas compostas de poliol (que podem incluir, mas não se limitam a: trimetilolpropano, dipentaeritritol, neopentilglicol, monopentaeritritol, polipentaeritritol) e poliácido ou anidrido ácido (que pode incluir, mas não está limitado a: succínico, glutárico, adípico, cítrico, trimelítico, promelítico) ou qualquer mistura dos mesmos. O éster complexo pode ser totalmente ou parcialmente capeado com ácidos (mono)carboxílicos funcionais ou (mono)alquilálcoois ou glicol éteres simplesmente capeado ou qualquer mistura dos mesmos.

[0025] Conforme usado neste documento, “(mono)carboxílico” ou “(mono)alquilálcool”, significa que o (mono) é opcional, isto é, os compostos carboxílicos ou alquilálcool podem ser mono ou poli. Em algumas modalidades da tecnologia divulgada, no entanto, apenas monocarboxílicos e/ou monoalquilálcoois estarão presentes.

[0026] Em outras modalidades, o óleo lubrificante (a) pode compreender outros lubrificantes bem conhecidos em vez dos, ou além dos, POEs descritos acima. Lubrificantes adequados podem incluir Grupos I-V das American Petroleum Institute (API) Base Oil Interchangeability Guidelines, a saber

Categoria de Óleo Base Enxofre (%) Saturados (%) Índice de viscosidade Grupo I > 0,03 e/ou < 90 80 a 120 Grupo II ≤ 0,03 e ≥ 90 80 a 120 Grupo III ≤ 0,03 e ≥ 90 >120 (Grupos I, II e III são estoques de base de óleo mineral.) Grupo IV Todas polialfaolefinas (PAOs) Grupo V Todos os outros não incluídos nos Grupos I, II, III ou IV

[0027] O óleo lubrificante pode compreender óleos minerais ou sintéticos, por exemplo, óleos de polialfaolefina e/ou óleos de poliéster e misturas dos mesmos. Em certas modalidades, o óleo compreende um estoque de base de óleo mineral e pode ser um ou mais de óleos de base do Grupo I, Grupo II e Grupo III ou misturas dos mesmos. Em certas modalidades, o óleo não é um óleo sintético. Em ainda outras modalidades, o óleo lubrificante compreende outros óleos de base comuns, tal como alquilbenzeno, polialquileno glicol e poliviniléter.

[0028] Ésteres aromáticos adequados não são excessivamente limitados. O hidrocarboneto aromático usado para fazer o éster aromático pode ter 1 a 5, ou 1 a 4, ou 2 a 4 grupos funcionais carboxílicos. Em algumas modalidades, o hidrocarboneto aromático pode ser um ácido carboxílico aromático, um anidrido policarboxílico aromático, um éster policarboxílico aromático ou misturas dos mesmos. Sem limitar a tecnologia divulgada a uma teoria de operação, acredita-se que quando o grupo carboxila estiver diretamente fixado a um éster aromático, a liberdade de rotação em torno dessa ligação é limitada. Isto resulta em uma molécula mais rígida com uma viscosidade pura mais alta em relação aos pesos moleculares dos ésteres aromáticos. Em algumas modalidades, o éster aromático pode ser preparado usando um ácido aromático policíclico ou anidrido ácido, tal como ácido 1,8-naftálico.

[0029] O (mono)alquilálcool usado para fazer o éster aromático pode compreender pelo menos um álcool C4 a C15 ou C8 a C13 linear ou ramificado.

Em algumas modalidades, o (mono)alquilálcool pode compreender um álcool C10 e C13. Razões adequadas do C10 a C13 álcool incluem, mas não estão limitadas a 95:5 a 5:95. Em ainda outras modalidades, o (mono)alquilálcool pode compreender um C10 álcool ramificado e C13 álcool ramificado, isto é, o (mono)alquilálcool é uma mistura de C10 e C13 alquil álcoois e ambos são ramificados.

[0030] O glicol éter usado para fazer o éster aromático pode compreender alquileno glicóis, incluindo mono e poli-éter álcoois com a estrutura geral de: R1(-OR2)x-OR3, em que R1 e R3 individualmente podem ser hidrogênio ou um grupo C1 a C4 hidrocarbila; e em que R2 pode ser um monoéter ou uma subunidade de poliéter simples, alternada ou distribuída aleatoriamente. Alternativamente, o éster aromático pode ser um éster complexo, em que um grupo PAG duplamente capeado liga dois ácidos aromáticos juntos.

[0031] O refrigerante no fluido de trabalho pode compreender pelo menos um composto de carbono halogenado (“halocarbono”). Halocarbonetos adequados não são excessivamente limitados e podem incluir quaisquer compostos carbonáceos que tenham um ou mais átomos de carbono que são ligados a um ou mais halogêneos. Em algumas modalidades, o refrigerante pode compreender pelo menos uma hidrofluoro-olefina, clorofluoro-olefina, hidorocloro-olefina, hidroclorofluoro-olefina, hidro-olefina ou misturas dos mesmos. Em outras modalidades, o refrigerante pode compreender pelo menos um hidrofluorocarbono, hidroclorocarbono, hidroclorofluorocarbono, clorofluorocarboneto ou misturas dos mesmos. Em ainda outras modalidades, o refrigerante pode compreender dióxido de carbono. Alternativamente, o refrigerante pode compreender pelo menos um hidrocarboneto que é um etano, propano, propeno, isobutano, butano linear, pentano, pentano linear, ou misturas dos mesmos.

[0032] Hidrofluoro-olefinas exemplares (“HFO”) incluem, mas não se limitam a, 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno (R-1234yf), trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno (R-1234ze(E)), cis-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno, cis-1,1,1,4,4,4-hexaflouro-2-

buteno (R-1336mzz(Z)), trans-1,1,1,4,4,4-hexaflouro-2-buteno, 1,1- difluoroetileno (R-1132a), trifluoroetileno, trans-1,2-difluoroeteno e cis-1,2- difluoroeteno.

[0033] Hidroclorofluoro-olefinas exemplares (“HCFO”) incluem, mas não se limitam a, cis-2,3,3,3-tetrafluoro-1-cloro-1-propeno (R-1224yd (Z)), trans- 2,3,3,3-tetrafluoro-1-cloro-1-propeno, trans-1-cloro-3,3,3-trifluoro-1-propeno (R- 1233zd (E)), cis-1-cloro-3,3,3-trifluoro-1-propeno, 2-cloro-3,3,3 trifluoropropeno, 1,1, dicloro-3,3,3 trifluoropropeno, 1,2 dicloro-3,3,3 trifluoropropeno (E) e 1,2 dicloro-3,3,3 trifluoropropeno (Z).

[0034] Hidrofluorocarbonetos exemplares (“HFC”), tal como trifluorometano (R-23), difluorometano (R-32), pentafluoroetano (R-125), 1,1,1,2- tetrafluoroetano (R-134a), 1,1,1-trifluoroetano (R-143a), 1,1-difluoroetano (R- 152a), 1,2-difluoroetano, 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano (R-227ea), 1,1,1,3,3,3-hexafluroropropano (R-236fa) e 1,1,1,3,3-pentafluoropropano (R- 245fa).

[0035] Carbonetos halogenados exemplares incluem, mas não estão limitados a, tetrafluorometano (R-14), hexafluoroetano (R-116), octafluoropropano (R-218), trifluoroiodometano e trifluorobromometano.

[0036] Hidrocarbonetos exemplares (“HC”) incluem, mas não estão limitados a, etano, eteno (R-1150), propano (R-290), propeno (R-1270), isobutano (R- 600a), butano linear (R-600), buteno, isopentano (R-601a), pentano linear (R- 601) e ciclopentano.

[0037] Outros refrigerantes, tal como dióxido de carbono (R-744) e amônia (R-717), também são adequados.

[0038] O óleo de polioléster, se presente no fluido de trabalho, pode estar presente em uma razão do pelo menos um óleo de polioléster para o pelo menos um éster aromático variando de 95:5 a 5:95. Em algumas modalidades, a razão do pelo menos um óleo de polioléster para o pelo menos um éster aromático varia de 60:40 a 40:60. Em ainda outras modalidades, a razão do pelo menos um óleo de polioléster para o pelo menos um éster aromático é de 60:40.

[0039] Em algumas modalidades, o pelo menos um éster aromático compreende um éster benzoato, éster ftalato, éster trimelitato, éster piromelitato ou misturas dos mesmos. Em ainda outras modalidades, o pelo menos um éster aromático pode ter a estrutura da fórmula (I) ou (II): (I) ou (II) em que R1, R2 e R3 são individualmente grupos hidrocarbila C4 a C15 lineares ou ramificados.

[0040] Em ainda outras modalidades, o pelo menos um éster aromático pode ter a estrutura de fórmula (III), (IV) ou (V): (III)

(IV) ou (V) em que R1, R2, R3, R4 e R5 são individualmente grupos hidrocarbila C4 a C15 lineares ou ramificados.

[0041] Os versados na técnica reconhecerão que qualquer combinação das estruturas acima pode ser adequada para lubrificante de éster aromático. Por conseguinte, em algumas modalidades, o pelo menos um éster aromático pode ter a estrutura de fórmula (I), (II), (III), (IV), (V) ou combinações das mesmas. Em ainda outras modalidades, o éster aromático pode compreender pelo menos dois ésteres aromáticos tendo a estrutura de fórmulas (II) e (III).

[0042] Como aqui usado, o termo “substituinte hidrocarbila” ou “grupo hidrocarbila” é usado em seu sentido usual que é bem conhecido dos versados na técnica. Especificamente, ele se refere a um grupo tendo um átomo de carbono diretamente fixado ao restante da molécula e tendo predominantemente caráter de hidrocarboneto. Exemplos de grupos hidrocarbila incluem:

[0043] substituintes de hidrocarbonetos, isto é, substituintes alifáticos (por exemplo, alquil ou alquenil), alicíclicos (por exemplo, cicloalquil, cicloalquenil) e substituintes aromáticos, alifáticos e aromáticos substituídos por alicíclicos, bem como substituintes cíclicos em que o anel é completado através de outra porção da molécula (por exemplo, dois substituintes juntos formam um anel);

[0044] substituintes substituídos por hidrocarbonetos, isto é, substituintes contendo grupos não hidrocarbonetos que, no contexto desta invenção, não alteram a natureza predominantemente de hidrocarboneto do substituinte (por exemplo, halo (especialmente cloro e flúor), hidróxi, alcóxi, mercapto, alquilmercapto, nitro, nitroso e sulfóxi);

[0045] hetero substituintes, isto é, substituintes que, embora tendo um caráter predominantemente de hidrocarboneto, no contexto desta invenção, contêm outro que não carbono num anel ou numa cadeia de outro modo composta por átomos de carbono e englobam substituintes como piridil, furil, tienil e imidazolil. Heteroátomos incluem enxofre, oxigênio e nitrogênio. Em geral, não mais que dois, ou não mais que um, substituinte não de hidrocarboneto estará presente para cada dez átomos de carbono no grupo hidrocarbila; alternativamente, pode não existir substituintes não hidrocarbonetos no grupo hidrocarbila.

[0046] Se o óleo de polioléster estiver presente, ele pode ter uma viscosidade pura variando de 4 a 400 cSt, medida a 40°C, de acordo com ASTM D445. Em outras modalidades, a viscosidade pura pode ser de 200 a 400 cSt, 200 a 350 cSt, 170 a 200 cSt, 100 a 170 cSt, 32 a 120 cSt, 46 a 68 cSt ou 5 a 30 cSt medida a 40°C de acordo com ASTM D445.

[0047] Os fluidos de trabalho descritos podem incluir ainda um ou mais aditivos de desempenho. Exemplos adequados de aditivos de desempenho incluem antioxidantes, passivadores e/ou desativadores de metal, inibidores de corrosão, antiespumantes, inibidores antidesgaste, inibidores de corrosão, depressores de ponto de fluidez, melhoradores de viscosidade, agentes de pegajosidade, aditivos de pressão extrema, modificadores de atrito, aditivos de lubricidade, inibidores de espuma, emulsificantes, desemulsificantes, captadores de ácido ou misturas dos mesmos.

[0048] Em algumas modalidades, as composições da presente invenção incluem um antioxidante. Em algumas modalidades, as composições da presente invenção incluem um passivador de metal, em que o passivador de metal pode incluir um inibidor de corrosão e/ou um desativador de metal. Em algumas modalidades, as composições da presente invenção incluem um inibidor de corrosão. Em ainda outras modalidades, as composições da presente invenção incluem uma combinação de um desativador de metal e um inibidor de corrosão. Em ainda outras modalidades, as composições da presente invenção incluem a combinação de um antioxidante, um desativador de metal e um inibidor de corrosão. Em quaisquer destas modalidades, a composição pode adicionalmente incluir um ou mais aditivos de desempenho adicionais.

[0049] Os antioxidantes adequados para uso na presente invenção não são excessivamente limitados. Antioxidantes adequados incluem hidroxitolueno butilado (BHT), hidroxianisol butilado (BHA), fenil-a-naftilamina (PANA), difenilamina octilada/butilada, antioxidantes fenólicos de alto peso molecular, antioxidantes fenólicos de alto peso molecular, antioxidante bis-fenólico impedido, di-alfa-tocoferol, butil fenol di-terciário.

[0050] Em algumas modalidades, o antioxidante inclui um ou mais de: (i) Hexametileno bis(3,5-di-terc-butil-4-hidroxidrocinamato), número de registro CAS 35074-77-2, disponível comercialmente de BASF; (ii) N-fenilbenzenamina, produtos de reação com 2,4,4-trimetilpenteno, número de registro CAS 68411–46–1, disponível comercialmente de BASF; (iii) Fenil-a-e/ou fenil-b-naftilamina, por exemplo, N-fenil-ar-(1,1,3,3- tetrametilbutil)-1-naftalenamina, disponível comercialmente de BASF; (iv) Tetraquis[metileno(3,5-di-terc-butil-4-hidroxi-hidrocinamato)] metano, CAS número de registo 6683-19-8;

(v) Tiodietilenobis (3,5-di-terc-butil-4-hidroxi-hidrocinamato), CAS número de registo 41484-35-9, que também está listado como tiodietilenobis (3,5-di-terc-butil-4-hidroxi-hidro-cinnamato) em 21 C.F.R. §178.3570; (vi) Hidroxitolueno butilado (BHT); (vii) Hidroxianisol butilado (BHA), (viii) Bis(4-(1,1,3,3-tetrametilbutil)fenil)amina, disponível comercialmente de BASF; e (ix) Ácido benzenopropanoico, 3,5-bis(1,1-dimetiletil)-4-hidróxi-, éster de tiodi-2,1-etanodi-il, disponível comercialmente de BASF.

[0051] Os antioxidantes podem estar presentes na composição de 0,01% a 6,0% ou de 0,02% a 1%. O aditivo pode estar presente na composição em 1%, 0,5% ou menos. Estas várias faixas são tipicamente aplicadas a todos os antioxidantes presentes na composição global. No entanto, em algumas modalidades, estas faixas também podem ser aplicadas a antioxidantes individuais.

[0052] Os passivadores de metal adequados para uso no fluido de trabalho não são excessivamente limitados e podem incluir tanto desativadores de metal quanto inibidores de corrosão.

[0053] Desativadores de metal adequados incluem triazóis ou triazóis substituídos. Por exemplo, toliltriazol ou tolutriazol podem ser utilizados na presente invenção. Exemplos adequados de desativador de metal incluem um ou mais de: (i) Um ou mais tolu-triazóis, por exemplo, N,N-Bis(2-etil-hexil)-ar-metil- 1H-benzotriazol-1-metanamina, número de registro CAS 94270-86- 70, vendido comercialmente por BASF sob o nome comercial Irgamet 39; (ii) Um ou mais ácidos graxos derivados de fontes animais e/ou vegetais e/ou as formas hidrogenadas de tais ácidos graxos, por exemplo,

Neo-Fat™, que é disponível comercialmente de Akzo Nobel Chemicals, Ltd.

[0054] Inibidores de corrosão adequados incluem um ou mais de: (i) N-Metil-N-(1-oxo-9-octadecenil)glicina, número de registro CAS 110– 25–8; (ii) Ácido fosfórico, ésteres de mono e di-iso-octil, reagidos com terc- alquil e aminas primárias (C12-C14), número de registro CAS 68187– 67–7; (iii) Ácido Dodecanoico; (iv) Trifenil fosforotionato, número de registro CAS 597–82–0; e (v) Ácido fosfórico, ésteres de mono e di-hexil, compostos com tetrametilnonilaminas e C11-14 alquilaminas.

[0055] Numa modalidade, o passivador de metal é compreendido de um aditivo de corrosão e um desativador de metal. Um aditivo útil é o derivado N- acil de sarcosina, tal como um derivado N-acil de sarcosina. Um exemplo é N- metil-N-(1-oxo-9-octadecenil) glicina. Este derivado está disponível de BASF sob o nome comercial SARKOSYL™ O. Outro aditivo é uma imidazolina, tal como Amine O™ comercialmente disponível de Ciba-Geigy.

[0056] Os passivadores de metal podem estar presentes na composição de 0,01% a 6,0% ou de 0,02% a 0,1%. O aditivo pode estar presente na composição em 0,05% ou menos. Estas várias faixas são tipicamente aplicadas a todos os aditivos passivadores de metal presentes na composição geral. No entanto, em algumas modalidades, estas faixas também podem ser aplicadas a inibidores de corrosão individuais e/ou desativadores de metal. As faixas acima também podem ser aplicadas ao total combinado de todos os inibidores de corrosão, desativadores de metal e antioxidantes presentes na composição geral.

[0057] Para evitar desgaste na superfície de metal, a presente invenção pode utilizar um inibidor antidesgaste/aditivo de EP e modificador de atrito. Inibidores antidesgaste, aditivos de EP e modificadores de atrito estão disponíveis nas prateleiras de uma variedade de fornecedores e fabricantes. Alguns destes aditivos podem executar mais de uma tarefa e qualquer um pode ser utilizado na presente invenção. Um produto que pode fornecer antidesgaste, EP, atrito reduzido e inibição de corrosão é sal de fósforo amina, tal como Irgalube 349, que está disponível comercialmente de BASF. Outro antidesgaste/inibidor de EP/modificador de atrito é um composto de fósforo, tal como trifenil fosfotionato (TPPT), que é comercialmente disponível de BASF sob o nome comercial Irgalube TPPT. Outro antidesgaste/inibidor de EP/modificador de atrito é um composto de fósforo, tal como tricresil fosfato (TCP), que é comercialmente disponível de Chemtura sob o nome comercial Kronitex TCP. Outro antidesgaste/inibidor de EP/modificador de fricção é um composto de fósforo, tal como t-butilfenil fosfato, que é comercialmente disponível de ICL Industrial Products sob o nome comercial Syn-O-Ad-8478. Os inibidores antidesgaste, EP e modificadores de atrito são tipicamente cerca de 0,1% a cerca de 4% da composição e podem ser usados separadamente ou em combinação.

[0058] Em algumas modalidades, a composição inclui ainda um aditivo do grupo que compreende: modificadores de viscosidade - incluindo, mas sem limitação, acetato de etileno vinil, polibutenos, poli-isobutilenos, polimetacrilatos, copolímeros de olefina, copolímeros de ésteres de anidrido maleico, copolímeros de estireno-dieno hidrogenado, poli-isopreno radial hidrogenado, poliestireno alquilado, sílicas fumadas e ésteres complexos; e agentes de pegajosidade como borracha natural solubilizada em óleos.

[0059] A adição de um modificador de viscosidade, espessante e/ou agente de pegajosidade fornece adesividade e melhora a viscosidade e o índice de viscosidade do lubrificante. Algumas aplicações e condições ambientais podem exigir um filme de superfície pegajoso adicional que protege o equipamento contra corrosão e desgaste. Nesta modalidade, o modificador de viscosidade, espessante/agente de pegajosidade é de cerca de 1 a cerca de 20 por cento em peso do lubrificante. No entanto, o modificador de viscosidade,

espessante/agente de pegajosidade pode ser de cerca de 0,5 a cerca de 30 por cento em peso. Um exemplo de um material que pode ser usado nesta invenção é Functional V-584, um modificador de viscosidade/agente de pegajosidade de borracha natural, que está disponível de Functional Products, Inc., Macedonia, Ohio. Outro exemplo é um éster complexo CG 5000 que também é um produto multifuncional, modificador de viscosidade, depressor de ponto de fluidez e modificador de atrito de Inolex Chemical Co. Philadelphia, Pa.

[0060] Métodos para melhorar a viscosidade de trabalho de um fluido de trabalho para um sistema de refrigeração também são divulgados. O método pode compreender adicionar um componente de óleo lubrificante a um fluido de trabalho que compreende um refrigerante. O componente lubrificante pode compreender (i) pelo menos um éster aromático compreendendo o produto de reação de um hidrocarboneto aromático tendo pelo menos um grupo funcional carboxílico e um (mono)álcool e/ou um glicol éter a um refrigerante.

[0061] Em algumas modalidades de métodos, o óleo lubrificante compreende ainda (ii) pelo menos um óleo de polioléster, em que o óleo de polioléster compreende um poliol esterificado com pelo menos um ácido (mono)carboxílico que tem pelo menos 5 átomos de carbono.

[0062] Por conseguinte, o fluido de trabalho pode ter uma viscosidade de trabalho aprimorada a 323 K de pelo menos 40 cSt em 3 bar ou pelo menos 8 cSt em 7 bar. Em outras modalidades de método, o fluido de trabalho resultante pode ter uma viscosidade de trabalho aprimorada a 373 K de pelo menos 8 cSt em 10 bar ou pelo menos 3 cSt em 20 bar.

[0063] Em outra modalidade, é divulgado um método de lubrificação de um compressor. O método pode incluir fornecer ao compressor um fluido de trabalho compreendendo: (a) um componente de óleo lubrificante compreendendo (i) pelo menos um éster aromático compreendendo o produto de reação de um hidrocarboneto aromático tendo pelo menos um grupo funcional carboxílico e um (mono)alquilálcool e/ou um glicol éter; e (b) um refrigerante.

[0064] Os presentes métodos, sistemas e composições são, assim, adaptáveis para uso em conexão com uma ampla variedade de sistemas de transferência de calor em geral e sistemas de refrigeração em particular, tal como condicionamento de ar (incluindo ambos os sistemas de condicionamento de ar estacionários e móveis), refrigeração, sistemas de bomba de calor e similares.

[0065] Como aqui utilizado, o termo “sistema de refrigeração” se refere geralmente a qualquer sistema ou aparelho, ou qualquer parte ou porção de tal sistema ou aparelho, que emprega um refrigerante para fornecer resfriamento e/ou aquecimento. Tais sistemas de refrigeração incluem, por exemplo, condicionadores de ar, refrigeradores elétricos, chillers, bombas de calor e similares.

[0066] A quantidade de cada componente químico descrito é apresentada excluindo qualquer solvente ou óleo diluente, que pode estar costumeiramente presente no material comercial, isto é, em uma base química ativa, a menos que indicado de outra maneira. No entanto, a menos que indicado de outra maneira, cada produto químico ou composição mencionada neste documento deve ser interpretada como um material de grau comercial que pode conter os isômeros, subprodutos, derivados e outros tais materiais que sejam normalmente entendidos estarem presentes no grau comercial.

[0067] Sabe-se que alguns dos materiais descritos acima podem interagir na formulação final, de modo que os componentes da formulação final possam ser diferentes daqueles que são inicialmente adicionados. Por exemplo, íons de metal (por exemplo, de um detergente) podem migrar para outros sítios acídicos ou aniônicos de outras moléculas. Os produtos assim formados, incluindo os produtos formados mediante emprego da composição da presente invenção em seu uso pretendido, podem não ser suscetíveis a fácil descrição. No entanto, todas essas modificações e esses produtos de reação estão incluídos dentro do escopo da presente invenção; a presente invenção abrange a composição preparada misturando os componentes descritos acima.

EXEMPLOS

[0068] Exemplos não limitativos dos fluidos de trabalho divulgados são mostrados na Tabela 1 abaixo. Tabela 1 - Composições de lubrificantes investigadas para uso com R1234zeE Composições de Lubrificantes - Poliol, Trimelitato, EXP Exemplo Grupo R (Comprimento Grupo de da cadeia de ácido Centro de (mono) carboxílico ou Lubrificante (mono)alquilálcool) Componentes EX 1 POE TMP1 : DiPE2 iC93 EX 2 POE Componentes TMP : DiPE iC9 EX 3 POE Componentes DiPE nC74 : nC8C10 : brC95 EX 4 POE Componentes DiPE nC5 : nC7 : brC9 Éster EX 5 Componentes Trimelitato iC10, iC13 Aromático POE e Trimelitato iC10, iC13 / nC5 : nC7 : EX 6 Éster Componentes 40/ DiPE 60 brC9 Aromático 1: TMP=trimetilolpropano 2: DiPE=dipentaeritritol 3: i=iso-ramificado 4: n=cadeia "normal" ou linear 5: br=ramificada

[0069] A miscibilidade de vários lubrificantes em um refrigerante comercialmente disponível, R1234ze (E), foi testada. Para cada estudo, os grupos R externos foram mantidos os mesmos (ou similares com base em disponibilidade), a fim de comparar como a química do grupo central muda a maneira como o lubrificante interage com o refrigerante.

[0070] A miscibilidade é medida colocando uma quantidade conhecida de lubrificante e refrigerante em % em peso em um tubo de vidro, vedando para manter massa de gás refrigerante constante com o lubrificante e observando o comportamento de fase em diferentes incrementos de temperatura. Os tubos de miscibilidade são aquecidos e/ou resfriados através de uma faixa de temperaturas e a mudança de fase é monitorada. As fases serão registradas como uma das seguintes: 1 é Uma Fase Transparente - o lubrificante e o refrigerante estão em uma fase que é visualmente transparente; HZ é Translúcida/Turva - o lubrificante/refrigerante ainda é uma fase, mas a solução é visualmente iridescente ou translúcida; CL é Nublada/Leitosa - a mistura de lubrificante/refrigerante parece espessa, branca ou leitosa, mas nenhuma separação de fase distinta é visível; 2 é Separação de Duas Fases - lubrificante e refrigerante podem ser claramente distinguidos como duas fases separadas; FZ é Congelada - partículas congeladas são visíveis nas fases de lubrificante e/ou refrigerante.

[0071] Os resultados de miscibilidade são mostrados na Tabela 2 abaixo.

Tabela 2 Relação de Miscibilidade de Lubrificantes Centrados em Ácido x Lubrificantes Centrados em Álcool com R1234ze(E)

Estudo # Estudo 1 Estudo 2 Estudo 3

Lubrificante EX 7 EX 2 EX 8 EX 9 EX 10 EX 12 EX 13 EX 14 EX 15

Grupo R iC9 iC9 iC9 iC9 iC10 iC10 nC13 nC13 iC13

Grupo de TMP:DiPE Trimelit Trimelit Adipa Trimelit TMP DiPE Ftalato Ftalato Centro (22:78) ato ato to ato Química de Álcool Álcool: Álcool Álcool Ácido Ácido Ácido Ácido Ácido Ácido Centro

Ligações 3 3:6 6 3 2 3 2 2 3

Visc a 40°C 52 224 393 84 38 140 27 85 327 (cSt)

VI 94 91 88 97 62 79 134 51 70

% em peso de 9,70% 10,46% 9,76% 9,94% 9,84% 10,33% 9,83% 10,17% 10,30% lubrificante 65°C 1 1 1 CL 1 CL 1 1 CL/2 60°C 1 1 1 CL 1 CL 1 1 CL/2

Tabela 2 (cont.)

Estudo # Estudo 1 Estudo 2 Estudo 3

Lubrificante EX 7 EX 2 EX 8 EX 9 EX 10 EX 12 EX 13 EX 14 EX 15

55°C 1 1 1 HZ 1 CL† 1 1 CL/2

50°C 1 1 1 1 1 CL† 1 1 CL/2

45°C 1 1 1 1 1 CL† 1 1 CL/2

40°C 1 1 1 1 1 CL† 1 1 CL/2

35°C 1 1 1 1 1 CL† 1 1 CL/2

30°C 1 1 1 1 1 CL 1 1 CL/2

25°C 1 1 1 1 1 CL 1 HZ CL/2

20°C 1 1 1 HZ 1 CL 1 HZ CL/2

15°C 1 1 1 CL 1 CL 1 CL CL/2

10°C 1 1 1 CL 1 CL 1 CL CL/2

5°C 1 1 1 CL 1 CL 1 CL CL/2

0°C 1 1 1 CL 1 CL 1 CL CL/2

-5°C 1 1 1 CL 1 CL 1 CL CL/2

-10°C 1 1 1 CL 1 CL 1 CL CL/2

-15°C 1 1 1 CL/2 1 CL 1 CL CL/2

-20°C 1 1 1 CL/2 1 CL 1 CL CL/2

-25°C 1 1 1 CL/2 1 CL 1 CL CL/2*

-30°C 1 1 1 CL/2 1 CL 1 CL CL/2*

-35°C 1 1 1 CL/2 CL CL/2 CL CL CL/2*

-40°C 1 1 1 CL/2 CL CL/2 CL CL FZ

-45°C 1 1 1 CL/2 CL CL/2* CL CL* FZ

-50°C 1 1 1 CL/2 CL CL/2* CL CL* FZ

-55°C 1 1 1 CL/2* CL FZ CL FZ FZ

-60°C 1 1 1 CL/2* CL FZ CL FZ FZ

1 = Uma Fase Transparente; HZ = Translúcida/Nebulosa; CL = Nublada/Leitosa; 2 = Separação de Duas Fases; FZ = Congelada * Lubrificante estava começando a mostrar sinais de congelamento † A nebulosidade do lubrificante foi reduzida, mas nunca alcançou a clareza de 'nebuloso'

[0072] O Estudo #1 mostra que um centro de trimelitato reduz a miscibilidade do lubrificante no refrigerante. A relação no Estudo #2 mostra que a miscibilidade muda de acordo com o número de grupos ácidos presentes em um aromático contendo ácido carboxílico (neste caso, anel de benzeno). O Estudo #3 mostra que a estrutura do ácido e, novamente, o número de grupos de carboxila de anel, afeta a miscibilidade do lubrificante.

[0073] Fluidos de trabalho foram preparados adicionando os lubrificantes dos Exemplos EX 4 e EX 6 a um refrigerante R1234ze(E). Os fluidos de trabalho foram testados usando um aparelho de Pressão, Viscosidade e Temperatura (“PVT”). O aparelho PVT expõe os fluidos de trabalho a várias temperaturas e pressões e fornece solubilidade e gráficos de Daniel. Os procedimentos para usar aparelhos de PVT e gerar solubilidade e gráficos de Daniel são bem conhecidos na técnica, mas podem ser geralmente resumidos da seguinte forma. Um fluido de trabalho é carregado gravimetricamente no reservatório de fluido do aparelho PVT. A temperatura e a pressão do reservatório de fluido são mudadas e controladas com transdutores. Uma vez que o fluido tenha sido carregado, uma bomba circulará o fluido através de vários estágios de medição, em que várias propriedades de fluido, tal como densidade de líquido, solubilidade, taxa de fluxo de massa circulante e viscosidade de líquido e vaporização, variarão. O aparelho de PVT também pode ter uma janela de observação para permitir que o usuário observe o fluido de trabalho durante o teste. As condições de teste são controladas e os dados registrados durante o teste com o auxílio de software. O software, então, usa os dados registrados para gerar os gráficos de solubilidade e Daniel. Informações adicionais para testes de aparelho de TVP podem ser encontradas em Seeton, Christopher J. e Hrnjak, Pedrag, 2006, “Thermorphysical Properties of CO2-Lubricant Mixtures and Their Affect on 2-Phase Flow in Small Channels (Less than 1 mm),” International Refrigeration and Air Conditioning Conference. Paper 774.

[0074] FIG. 1 é um Gráfico de Solubilidade para várias concentrações de um refrigerante compreendendo um lubrificante de POE e um éster aromático (exemplo inventivo) a diferentes temperaturas. FIG. 1 mostra que o EX 6 não é muito solúvel em um refrigerante R1234ze(E), uma propriedade desejada em um lubrificante.

[0075] O gráfico de Daniel mostra o efeito que um refrigerante tem em diferentes concentrações em um lubrificante a várias temperaturas e pressões. FIG. 2 é um Gráfico de Daniel de Viscosidade e Pressão de Vapor para um refrigerante que compreende um lubrificante de POE e um éster aromático (exemplo inventivo EX 6). FIG. 3 é um Gráfico de Daniel de Viscosidade e Pressão de Vapor para um refrigerante com um lubrificante de POE (exemplo comparativo EX 4). Uma comparação da FIG. 2 e da FIG. 3 mostra que o exemplo inventivo, EX 6, tem viscosidades cinemáticas mais altas do que o exemplo comparativo, EX 4. A Tabela 3 mostra a viscosidade cinemática do EX 4 e do EX 6 a temperaturas e pressões selecionadas. Tabela 3 Viscosidades Cinemáticas do EX 4 e EX 6 em R1234ze(E) Composição de Fluido de Viscosidade de Temperatura Pressão Lubrificante Trabalho (% em Fluido de (Kelvin) (bar) peso de Trabalho (cSt) Refrigerante) 3 9,7840% 38,9301 EX 4 7 28,4894% 6,6360 323 3 8,0412% 50,1155 EX 6 7 22,9598% 11,5545 10 11,5029% 7,5616 EX 4 20 27,4455% 2,5995 373 10 9,8310% 8,8708 EX 6 20 23,4406% 3,3505

[0076] A miscibilidade de vários lubrificantes em outros refrigerantes disponíveis comercialmente também foi testada. Os refrigerantes incluíam refrigerantes de HFC difluorometano (R32) e 1,1,1,2-Tetrafluoroetano (R134a). Os refrigerantes de HFO testados foram (1E)-1,3,3,3-Tetrafluoro-1-propeno R1234ze(E), 2,3,3,3-Tetrafluoroprop-1-eno (R1234yf), (Z)-1,11,4,4,4- hexafluoro-2-buteno (R1336mzz(Z)). O refrigerante de HCO testado foi trans- 1,2-dicloroeteno (R1130(E)). As misturas de refrigerante também foram testadas: R450A é uma mistura de HFO:HFC de R134a:R1234ze(E) [42:58]; R513A é uma mistura de HFC:HFO de R134a:R1234yf [44:56]; e R514A é uma mistura de HFO:HCO de R1336mzz(Z):R1130(E) [74,7:25,3]. Os resultados de miscibilidade são mostrados nas tabelas abaixo.

[0077] Tabela 4 - O agrupamento ISO220 na Tabela 4 mostra a miscibilidade de um POE e como ele tradicionalmente funcionou com HFC- 134a, onde ele agora está carecendo de HFO-1234ze(E) e como a introdução de um trimelitato de grau ISO220 pode ser usado para mudar a miscibilidade. O agrupamento ISO100 mostra o mesmo padrão, mas com um trimelitato em sua forma bruta.

Tabela 4 Grau de ISO220 ISO100 Viscosidade Lubrificante POE Mistura TME:POE POE TME Grupo de DiPE Trimelitato:DiPE [40:60] DiPE Trimelitato Centro Refrigerante R134a R1234zeE R134a R1234zeE R134a R1234zeE R1234zeE % em peso de 9,12% 10,17% 8,92% 9,87% 10,18% 10,03% 10,22% lubrificante 65°C 1 1 CL/2 1 1 1 1 60°C 1 1 CL/2 1 1 1 1 55°C 1 1 CL/2 1 1 1 1 50°C 1 1 CL/2 1 1 1 1 45°C 1 1 CL/2 1 1 1 1 40°C 1 1 CL/2 1 1 1 1 35°C 1 1 CL/2 1 1 1 1 30°C 1 1 CL/2 1 1 1 1 25°C 1 1 CL/2 1 1 1 1 20°C 1 1 CL 1 1 1 1 15°C 1 1 CL 1 1 1 1 10°C 1 1 CL 1 1 1 1 5°C 1 1 CL 1 1 1 1 0°C 1 1 CL 1 1 1 1 -5°C 1 1 CL/2 1 1 1 1 -10°C CL 1 CL/2 1 1 1 1 -15°C CL 1 CL/2 CL 1 1 1 -20°C CL 1 CL/2 CL 1 1 CL -25°C CL 1 CL/2 CL 1 1 CL -30°C CL 1 CL/2 CL 1 1 CL -35°C CL 1 CL/2 CL CL 1 CL -40°C CL 1 CL/2 CL CL 1 CL -45°C CL 1 FZ CL CL 1 CL -50°C CL 1 FZ CL CL 1 CL -55°C CL 1 FZ CL CL 1 CL -60°C CL 1 FZ FZ CL 1 FZ

1 = Uma Fase Transparente; HZ = Translúcida Nebulosa; CL = Nublada/Leitosa; 2 = Separação de Duas Fases; FZ = Congelada

[0078] Tabela 5 R514A é HFO-1336mzz (Z): HCO-1130E [74,7:25,3] - Esta tabela mostra várias opções de trimelitatos para R514A cobrindo uma faixa de viscosidades.

Tabela 5 Miscibilidade de Ésteres Trimelitato com R514A Grau de 50 80 90 140 230 320 Viscosidade % em peso de 9,72% 10,30% 10,00% 10,19% 11,29% 8,98% lubrificante 65°C 1 1 1 1 1 1 60°C 1 1 1 1 1 1 55°C 1 1 1 1 1 1 50°C 1 1 1 1 1 1 45°C 1 1 1 1 1 1 40°C 1 1 1 1 1 1 35°C 1 1 1 1 1 1 30°C 1 1 1 1 1 1 25°C 1 1 1 1 1 1 20°C 1 1 1 1 1 1 15°C 1 1 1 1 1 1 10°C 1 1 1 1 HZ CL 5°C 1 HZ 1 1 CL CL 0°C 1 CL 1 1 CL CL -5°C CL CL 1 1 CL CL -10°C CL CL CL 1 CL CL -15°C CL CL CL 1 CL CL -20°C CL CL CL 1 CL CL -25°C CL CL CL 1 CL CL -30°C CL CL CL 2 2 CL -35°C 2 2 2 2 2 2 -40°C 2 2 2 2 2 2 -45°C 2 2 2 2 2 2 -50°C 2 2 2 2 2 2 -55°C 2 2 2 2 2 2 -60°C 2 2 2 2 2 2

[0079] Tabela 6 mostra que R513A é HFC-134a:HFO-1234yf [44:56]. Os agrupamentos ISO32 e ISO100 mostram como o lubrificante de POE tradicional falha ao produzir qualquer nível de imiscibilidade com R513A, uma mistura de HFC:HFO versus o éster trimetilato puro.

Tabela 6 Grau de Viscosidade ISO32 ISO220

Lubrificante POE TME POE TME

Grupo de Centro TMP Trimelitato DiPE Trimelitato

Refrigerante R513A R513A

% em peso de 9,56% 10,07% 10,07% 9,90% lubrificante 65°C 1 CL 1 CL/2 60°C 1 CL 1 CL/2 55°C 1 HZ 1 2 50°C 1 1 1 2 45°C 1 1 1 2 40°C 1 1 1 2 35°C 1 1 1 2 30°C 1 1 1 2 25°C 1 1 1 2 20°C 1 1 1 2 15°C 1 1 1 2 10°C 1 1 1 2 5°C 1 1 1 2 0°C 1 1 1 2 -5°C 1 CL 1 2 -10°C 1 CL 1 2 -15°C 1 CL 1 2 -20°C 1 CL 1 CL/2 -25°C 1 CL 1 CL/2 -30°C 1 CL 1 FZ -35°C 1 CL 1 FZ -40°C 1 CL 1 FZ -45°C 1 CL 1 FZ -50°C 1 CL 1 FZ -55°C 1 CL/2 1 FZ -60°C 1 CL/2 1 FZ

[0080] Cada um dos documentos referidos acima é incorporado no presente documento a título de referência, incluindo quaisquer pedidos anteriores, sejam ou não especificamente listados acima, dos quais a prioridade seja reivindicada. A menção a qualquer documento não é uma admissão de que tal documento se qualifica como técnica anterior ou constitui o conhecimento geral dos versados na técnica em qualquer jurisdição. Exceto nos Exemplos, ou quando indicado explicitamente de outro modo, todas as quantidades numéricas nesta descrição especificando quantidades de materiais, condições de reação, pesos moleculares, número de átomos de carbono e semelhantes, serão entendidas como modificadas pela expressão “cerca de”. É para ser entendido que os limites de quantidade superior e inferior, faixa e razão estabelecidos aqui podem ser combinados independentemente. Similarmente, as faixas e quantidades de cada elemento da invenção podem ser usadas juntas com faixas ou quantidades de quaisquer outros elementos.

[0081] Como usado aqui, o termo de transição “compreendendo”, que é sinônimo de “incluindo”, “contendo” ou “caracterizado por”, é inclusivo ou aberto e não exclui elementos ou etapas de métodos adicionais não recitados. No entanto, em cada recitação de “compreendendo” aqui, pretende-se que o termo também abranja, como modalidades alternativas, as frases “consistindo essencialmente em” e “consistindo em”, onde “consistindo em” exclui qualquer elemento ou etapa não especificada e “consistindo essencialmente em” permite a inclusão de elementos ou etapas adicionais não recitados que não afetam materialmente as características básicas e novas da composição ou do método em consideração.

[0082] Embora certas modalidades e detalhes representativos tenham sido mostrados com o propósito de ilustrar a presente invenção, será evidente para os indivíduos versados na técnica que várias alterações e modificações podem ser feitas na mesma sem se desviar do escopo da presente invenção. A esse respeito, o escopo da invenção deve ser limitado apenas pelas reivindicações seguintes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Fluido de trabalho para um sistema de refrigeração, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) um componente de óleo lubrificante compreendendo (i) pelo menos um éster aromático compreendendo o produto de reação de um hidrocarboneto aromático tendo pelo menos um grupo funcional carboxílico e um (mono)alquilálcool e/ou um glicol éter; e (b) um refrigerante.

2. Fluido de trabalho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o óleo lubrificante compreende ainda (ii) pelo menos um óleo de poliéster, em que o óleo de poliéster compreende um poliol esterificado com pelo menos um ácido (mono)carboxílico ou anidrido (mono)carboxílico que tem pelo menos 5 átomos de carbono.

3. Fluido de trabalho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o óleo de polioléster compreende um poliol esterificado com uma mistura de ácidos (mono)carboxílicos ou seus anidridos, em que os ácidos (mono)carboxílicos ou seus anidridos, individualmente, têm 5 a 13 átomos de carbono.

4. Fluido de trabalho, de acordo com qualquer das reivindicações acima, caracterizado pelo fato de que o hidrocarboneto aromático tem 1 a 5, ou 1 a 4, ou 2 a 4 grupos funcionais carboxílicos.

5. Fluido de trabalho, de acordo com qualquer das reivindicações acima, caracterizado pelo fato de que o hidrocarboneto aromático é um ácido carboxílico aromático, um anidrido policarboxílico aromático, um éster policarboxílico aromático ou misturas dos mesmos.

6. Fluido de trabalho, de acordo com qualquer das reivindicações acima, caracterizado pelo fato de que o (mono)alquiálcool compreende pelo menos um álcool C4 a C15 linear ou ramificado.

7. Fluido de trabalho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o (mono)alquilálcool compreende um C10 e C13 álcool.

8. Fluido de trabalho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o (mono)alquilálcool compreende um álcool C10 ramificado e álcool C13 ramificado.

9. Fluido de trabalho, de acordo com qualquer das reivindicações acima, caracterizado pelo fato de que pelo menos um éster aromático compreende o produto de reação de um hidrocarboneto aromático tendo pelo menos um grupo funcional carboxílico e um (mono)alquilálcool.

10. Fluido de trabalho, de acordo com qualquer das reivindicações acima, caracterizado pelo fato de que o refrigerante compreende pelo menos uma hidrofluoro-olefina, clorofluoro-olefina, hiclorocloro-olefina, hidro-olefina ou misturas dos mesmos.

11. Fluido de trabalho, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o refrigerante compreende pelo menos um hidrofluorocarboneto, hidroclorocarboneto, hidroclorofluorocarboneto, clorofluorocarboneto ou misturas dos mesmos.

12. Fluido de trabalho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o refrigerante compreende dióxido de carbono.

13. Fluido de trabalho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o refrigerante compreende pelo menos um hidrocarboneto que é um etano, propano, propeno, isobutano, butano linear, pentano, pentano linear ou misturas dos mesmos.

14. Fluido de trabalho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 13, caracterizado pelo fato de que a razão do pelo menos um óleo de polioléster para o pelo menos um éster aromático varia de 95:5 a 5:95.

15. Fluido de trabalho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a razão do pelo menos um óleo de polioléster para o pelo menos um éster aromático varia de 60:40 a 40:60.

16. Fluido de trabalho, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a razão do pelo menos um óleo de polioléster para o pelo menos um éster aromático é de 60:40.

17. Fluido de trabalho, de acordo com qualquer das reivindicações acima, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um éster aromático compreende um éster benzoato, éster ftalato, éster trimelitato, éster piromelitato ou misturas dos mesmos.

18. Fluido de trabalho, de acordo com qualquer das reivindicações acima, caracterizado pelo fato de que pelo menos um éster aromático é como a estrutura de fórmula (I) ou (II): (I) ou (II) em que R1, R2, R3, são cada qual individualmente grupos hidrocarbila C4 a C15 lineares ou ramificados.

19. Fluido de trabalho, de acordo com qualquer das reivindicações acima, caracterizado pelo fato de que o óleo de poliéster tem uma viscosidade pura de 200 a 400 cSt, 200 a 350 cSt, 170 a 200 cSt, 100 a 170 cSt, 32 a 120 cSt, 46 a 68 cSt, ou 5 a 30 cSt medidos a 40°C de acordo com ASTM D445.

20. Compressor, caracterizado pelo fato de que é carregado com o fluido de trabalho de qualquer das reivindicações acima.

21. Método para melhorar a viscosidade de trabalho de um fluido de trabalho para um sistema de compressor, o referido método caracterizado pelo fato de que compreende adicionar um componente de óleo lubrificante compreendendo (i) pelo menos um éster aromático compreendendo o produto de reação de um hidrocarboneto aromático tendo pelo menos um grupo funcional carboxílico e um (mono)alquilálcool e/ou glicol éter glicol a um refrigerante.

22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o óleo lubrificante compreende ainda (ii) pelo menos um óleo de poliéster, em que o óleo de poliéster compreende um poliol esterificado com pelo menos um ácido (mono)carboxílico que tem pelo menos 5 átomos de carbono.

23. Método, de acordo com a reivindicação 21 ou 22, caracterizado pelo fato de que o fluido de trabalho tem uma viscosidade de trabalho aprimorada a 323 K de pelo menos 40 cSt em 3 bar ou pelo menos 8 cSt em 7 bar.

24. Método, de acordo com a reivindicação 21 ou 22, caracterizado pelo fato de que o fluido de trabalho tem uma viscosidade de trabalho aprimorada a 373 K de pelo menos 8 cSt a 10 bar ou pelo menos 3 cSt a 20 bar.

25. Método para lubrificar um compressor, caracterizado pelo fato de que compreende fornecer ao compressor um fluido de trabalho que compreende: (a) um componente de óleo lubrificante compreendendo (i) pelo menos um éster aromático compreendendo o produto de reação de um hidrocarboneto aromático tendo pelo menos um grupo funcional carboxílico e um (mono)alquilálcool e/ou um glicol éter; e (b) um refrigerante.