CN117285976A - 一种冷冻机油组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种冷冻机油组合物及其制备方法和应用。本发明的冷冻机油组合物采用了聚环氧丙烷聚合物、多元醇酯两者的组合物,采用改变上述两个组分的聚合度及配比,可以实现调控冷冻机油组合物与R290冷媒的二相分离温度,从而达到显著改善了与R290冷媒相容性能的应用需求。
Description
技术领域
本发明属于冷冻机油等工业用润滑油技术领域,具体涉及一种冷冻机油组合物及其制备方法和应用。
背景技术
近年来,冷冻机油用的冷媒越来越倾向于使用臭氧消耗潜能值(ODP)为零且全球变暖潜能值(GWP)更低的氢氟烃(HFC)制冷剂。在家用空调制冷压缩机中,目前使用量较大的为R410A、R22等,虽然HFC制冷剂不破坏臭氧层但温室效果大,相比HFC制冷剂,碳数2~4左右的低级烃不破坏臭氧层、对全球变暖的影响也非常低,因此最近越来越受到关注。例如,异丁烷(R600a)已经用作冰箱用制冷剂,特别是碳数3的丙烷(R290)已开始应用于家用空调制冷剂。
作为低级烃制冷剂用的冷冻机油,与制冷剂有相容性的环烷烃系或石蜡系的矿物油、烷基苯油、酯类油、聚醚油。
一方面,采用现有的矿物油、烷基苯、多元醇酯油作为润滑油时,由于上述润滑油与R290制冷剂是完全互容的,因此会出现润滑油粘度降低,油品润滑性能下降,从而导致压缩机耐磨性和密封性下降,最终引起压缩机性能和寿命大大减少。
另一方面,虽然聚醚润滑油已广泛应用在以R134A为冷媒的汽车空调压缩机油中,但是这类聚醚润滑油与R290是不相容的。如果制冷系统中采用与制冷剂不相容的冷冻机油,在制冷系统中的蒸发器上容易造成油和制冷剂的分层,冷冻机油不容易回到制冷系统的压缩机内,从而造成压缩机的运动部件缺油,影响压缩机的可靠性。同时,滞留在蒸发器的油又会影响蒸发器的热交换效率,造成制冷系统的效率下降。因此,基于上述两个方面考虑,如何选择与制冷剂合适溶解度的冷冻机油,将成为解决问题的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种冷冻机油组合物,在用于压缩制冷、空调或热泵系统中时,与R290制冷剂具有良好的相容性。
本申请提供的冷冻机油组合物,包括:聚烷氧基醚基础油A和多元醇酯基础油B;所述的聚烷氧基醚基础油A由环氧丙烷聚合而成,所述的聚烷氧基醚A的通式如下:
式中:R1是氢原子或者具有1-5个碳原子数的烷基,R2是氢原子,m表示环氧烷烃的平均加成摩尔数,m为2.5~27之间的数;
所述的多元醇酯基础油B是由多元醇和一元脂肪酸通过酯化反应制备得到的。
根据本发明的实施方案,所述的多元醇为新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇中的一种或多种。
根据本发明的实施方案,所述的一元脂肪酸为碳链数为4-9的脂肪酸,例如取代或未取代的丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸。这些脂肪酸可以是直链状,也可以是支链状。作为支链状的脂肪酸,可以优选的使用例如:2-甲基丙酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、2,2-二甲基丙酸、2-甲基戊酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2,2,-二甲基丁酸、2,3-二甲基丁酸、3,3二甲基丁酸、2-甲基己酸、3-甲基戊酸、4-甲基己酸、5-甲基己酸、2,2-二甲基戊酸、2,3-二甲基戊酸、2,4二甲基戊酸、3,3-二甲基戊酸、3,4-二甲基戊酸、4,4-二甲基戊酸、2-己基戊酸、3-乙基戊酸、1,1,1-三甲基丁酸、1,2,2-三甲基丁酸、1-乙基-1-甲基丁酸、1-乙基-2-甲基丁酸、2-乙基丁酸、2-乙基丁酸、3,5-二甲基己酸、2,4-二甲基己酸、3,4-二甲基己酸、4,5-二甲基己酸、2,2-二甲基己酸、2-甲基庚酸、3-甲基庚酸、4-甲基庚酸、5-甲基庚酸、6-甲基庚酸、2-乙基己酸、2-丙基戊酸、2,2-二甲基庚酸、2-甲基辛酸、2-乙基庚酸、3-甲基辛酸、3,5,5-三甲基己酸、2-乙基-2,3,3-三甲基丁酸、2,2,3,3-四甲基戊酸、2,2,4,4-四甲基戊酸、2,2,3,4-四甲基戊酸、2,2-二异丙基丙酸等中的一种或多种,优选丁酸、2-甲基丙酸、正戊酸、2-乙基己酸、3,5,5-三甲基己酸中的一种或多种。
根据本发明的实施方案,所述多元醇和一元脂肪酸的质量比为(10-50):(50-90),例如18:72、19:81、31:69、40:60。
根据本发明的实施方案,聚烷氧基醚基础油A和多元醇酯基础油B的重量百分比总和按照100%计算,所述冷冻机油组合物包含50~90%的聚烷氧基醚基础油A和10~50%的多元醇酯基础油B;
例如,所述聚烷氧基醚基础油A的重量比为50%、60%、70%、80%、90%;
例如,所述多元醇酯基础油B的重量百分比为10%、20%、30%、40%、50%。根据本发明的实施方案,所述的冷冻机油组合物,40℃时的运动粘度为10~110mm2/s,酸值不大于0.01mgKOH/g。根据本发明的实施方案,所述的冷冻机油组合物与丙烷(R290)制冷剂以油分率20wt%混合时,低温二层分离温度为-25~20℃之间。
根据本发明的实施方案,m可以选自5~20之间的数或10~18之间的数。示例性地,m为11、11.5、15、17、17.1、19。
根据本发明的实施方案,当m为5~20之间的数时,将所述冷冻机油组合物记为组合物(2)。
根据本发明的实施方案,所述组合物(2),40℃时的运动粘度为20~85mm2/s,酸值不大于0.01mgKOH/g。
根据本发明的实施方案,所述组合物(2)与丙烷(R290)制冷剂以油分率20wt%混合时,低温二层分离温度为-25~18℃之间。
根据本发明的实施方案,当m为10~18之间的数时,将所述冷冻机油组合物记为组合物(3)。
根据本发明的实施方案,所述组合物(3),40℃时的运动粘度为32~80mm2/s,酸值不大于0.01mgKOH/g。
根据本发明的实施方案,所述组合物(3)与丙烷(R290)制冷剂以油分率20wt%混合时,低温二层分离温度为-25~20℃之间。
根据本发明的一种实施方案,所述多元醇酯基础油B由季戊四醇和一元脂肪酸通过酯化反应制备得到,所述一元脂肪酸由质量比为40:60的2-乙基己酸和3,5,5-三甲基己酸组成。
根据本发明的一种实施方案,所述多元醇酯基础油B由多元醇和一元脂肪酸通过酯化反应制备得到,所述一元醇由摩尔比为1:5的单季戊四醇和双季戊四醇组成,所述一元脂肪酸由质量比为45:35:20的正丁酸、2-乙基己酸和正戊酸组成。
根据本发明的一种实施方案,所述多元醇酯基础油B由季戊四醇和2-乙基己酸通过酯化反应制备得到。
根据本发明的一种实施方案,所述多元醇酯基础油B由单季戊四醇和一元脂肪酸通过酯化反应制备得到,所述一元脂肪酸由质量比为30:70的2-乙基己酸和3,5,5-三甲基己酸组成。
根据本发明的实施方案,所述冷冻机油组合物还含有酸捕捉剂,所述酸捕捉剂包括但不限于碳二亚胺化合物,例如选自下列的至少一种:二烷基碳二亚胺、二苯基碳二亚胺、双(烷基苯基)碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺、二环己基碳二亚胺等、二甲苯基碳二亚胺、双(异丙基苯基)碳二亚胺、双(二异丙基苯基)碳二亚胺、双(三异丙基苯基)碳二亚胺、双(丁基苯基)碳二亚胺、双(二丁基苯基)碳二亚胺或双(壬基苯基)碳二亚胺等。
根据本发明的实施方案,所述冷冻机油组合物还含有抗磨剂。例如,所述抗磨剂包括但不限于选自下列的至少一种:磷酸酯、硫代磷酸酯、二烷基二硫代磷酸锌、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三甲苯酯(TCP)或硫代磷酸三苯酯(TPPT)等。
根据本发明的实施方案,所述冷冻机油组合物还含有抗氧剂,所述抗氧剂包括但不限于二叔丁基对甲酚和/或烷基二苯基胺。
本发明还提供一种流体组合物,包含上文所述的冷冻机油组合物和制冷剂。
根据本发明的实施方案,所述制冷剂选自烷烃制冷剂,例如R290制冷剂(丙烷制冷剂)。
本发明的另一目的是提供上述冷冻机油组合物在压缩制冷、空调或热泵系统中的应用。
本发明还提供了上述冷冻机油组合物的制备方法,所述方法包括:将聚烷氧基醚基础油A和多元醇酯基础油B混合,得到所述冷冻机油组合物。
根据本发明的实施方案,所述聚烷氧基醚基础油A由下述制备方法得到:在起始剂和催化剂的存在下,使环氧丙烷进行聚合反应,制得所述聚烷氧基醚基础油A;
根据本发明的实施方案,所述聚合反应在对惰性气氛,例如氮气氛下进行;
根据本发明的实施方案,所述聚合反应的温度为80℃以上,例如100~150℃,如110~120℃;
根据本发明的实施方案,所述起始剂可以选自乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、正丁醇等中的至少一种;作为实例,起始剂可以选自乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇中的至少一种;
根据本发明的实施方案,所述催化剂可以选自碱金属的氢氧化物或醇羟基的氢被碱金属取代的化合物中的至少一种,例如氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾中的至少一种;
根据本发明的实施方案,所述制备方法还包括将聚合反应得到的粗产物进行纯化。优选地,所述纯化包括加入水、磷酸和硅酸镁聚醚精制剂,以及脱水和过滤步骤;
作为实例,在粗产物中加入其质量1~5wt%的去离子水、0.15~0.45wt%的磷酸、0.03~0.1wt%的硅酸镁聚醚精制剂;
根据本发明的实施方案,在加入水、磷酸和硅酸镁聚醚精制剂后,将所得的混合物在75~95℃下搅拌1~2h,然后真空脱水至水分达到0.01%以下,再进行循环过滤,最终得到聚烷氧基醚基础油A。
根据本发明的实施方案,所述多元醇酯基础油B由下述的制备方法得到:由多元醇和一元脂肪酸通过酯化反应制备得到;
根据本发明的实施方案,所述反应可以在催化剂的存在下进行;
根据本发明的实施方案,所述方法还包括对反应产物进行后处理。所述后处理包括但不限于将反应产物进行pH调节、水洗和/或脱水等处理。作为选择,还可以采用吸附剂使反应产物脱色;
根据本发明的实施方案,所述pH调节可以通过加入碱实现,例如可以采用氢氧化钠中和反应中加入的过量的酸;
根据本发明的实施方案,脱水可以在减压的条件下进行;也可以在加热的条件下进行,加热的温度为60℃~110℃;
根据本发明的实施方案,所述反应的温度可以为150℃~250℃,反应时间可以为6~24h;
根据本发明的实施方案,所述吸附剂选自活性白土、碳黑、活性炭中的至少一种;
根据本发明的实施方案,所述催化剂可以选自本领域已知的酯化催化剂,例如选自草酸锡(II)、氧化锡(II)、钛酸四正丁酯、钛酸四异丙酯及甲烷磺酸中的至少一种;
根据本发明的实施方案,所述催化剂为所述一元脂肪酸总质量的0.05~0.5%。
根据本发明的实施方案,所述聚烷氧基醚基础油A和多元醇酯基础油B可以按照一定重量百分比混合,如10:90、20:80、30:70、40:60、50:50混合。
本申请的发明人首先对聚醚冷冻机油基础油与多元醇酯冷冻机油基础油混合后的冷冻机油组合物与R290制冷剂相容性的结果进行了研究之后发现:聚醚冷冻机油基础油和多元醇酯冷冻机油基础油的不同比例可以改变所述冷冻机油与R290的相容性。基于上述认知后进一步反复进行研究,结果发现,增加组合物中多元醇酯冷冻机油基础油的比例可以增加所述冷冻机油与R290的相容性。但是,增加组合物中多元醇酯冷冻机油基础油的比例,同时会使组合物与R290冷媒相容性过好以及成本增加等诸多弊端。
有益效果:
本发明的冷冻机油组合物采用了聚环氧丙烷聚合物、多元醇酯两者的组合物,采用改变上述两个组分的聚合度及配比,可以实现调控冷冻机油组合物与R290冷媒的二相分离温度,从而达到显著改善了与R290冷媒相容性能的应用需求。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解,下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明,而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现、变型或调整后的技术方案,均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明,以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品,或者可以通过已知方法制备。
为了保证所述的冷冻机油组合物具有良好的粘温性能、热稳定性能,选取聚烷氧基醚基础油A和多元醇酯基础油B混合时,需要首先测试各组分的40℃运动粘度,优选A和B两种组分40℃运动粘度相差±20%以内,更优选两种组分40℃运动粘度相差±10%以内,进一步优选两种组分40℃运动粘度相差±5%以内。
其中化合物A与化合物B的运动粘度相差比例通过式(1)计算:
相差比例=(化合物A的运动粘度-化合物B的运动粘度)/化合物B的运动粘度×100%。
实施例1
聚烷氧基醚基础油A的制备方法:
先向反应釜中依次投入7wt%丙二醇和0.02wt%氢氧化钾催化剂,氮气置换3次,抽真空到0.06Mpa,升温至110℃,连续通入93wt%环氧丙烷,控制反应温度不超过120℃,进料结束后,老化吸收0.5h,抽真空10min,冷却出料,得到粗醚,接着在粗醚中加入其质量0.1wt%的去离子水、0.03wt%磷酸、0.01wt%的硅酸镁聚醚精制剂,在90℃下搅拌1h,然后真空脱水至水分达到0.01%以下,再进行循环过滤,最终得到聚烷氧基醚基础油A。
所制备的聚烷氧基醚基础油A的环氧丙烷平均摩尔加成数m是17.1。
多元醇酯基础油B的制备方法:
将19wt%重量份的季戊四醇和81wt%重量份的混合脂肪酸(2-乙基己酸和3,5,5-三甲基己酸的质量比为40:60)充分混合,催化剂是草酸锡(Ⅱ),添加量为脂肪酸总质量的0.3%,反应从160℃开始,逐渐升温至230℃,不再产生水分为止,反应时间为20h,得到反应混合物,将反应冷却至70℃之后,加入相对于反应液总量为0.5wt%的氢氧化钠水溶液(30wt%),在70℃下搅拌15分钟,静置60分钟之后,去除从混合物中分离的水层。其后,加入相对于反应液总量为5wt%的水,在70℃下搅拌15分钟,静置60分钟之后,去除从混合物中分离的水层,将该操作重复2次,接着,向所得混合物中加入相对于所得多元醇酯组合物的质量为3wt%的活性白土和3wt%的活性炭,在100℃下搅拌脱水。最后,进行过滤而去除吸附剂,从而得到多元醇酯基础油B。
冷冻机油组合物的制备:
将上述聚烷氧基醚基础油A和多元醇酯基础油B,分别按照重量百分比90:10、80:20、70:30、60:40、50:50混合后搅拌均匀,最终得到冷冻机油组合物。
实施例2
聚烷氧基醚基础油A的制备方法:
与实施例1聚烷氧基醚基础油A制备方法相同。
多元醇酯基础油B的制备方法:
将40wt%的多元醇(摩尔比为1:5的单季戊四醇和双季戊四醇)和60wt%的混合脂肪酸(正丁酸、2-乙基己酸和正戊酸的质量比为45:35:20)充分混合,催化剂是草酸锡(Ⅱ),添加量为脂肪酸总质量的0.3%,反应从160℃开始,逐渐升温至230℃,不再产生水分为止,反应时间为20h,得到反应混合物,将反应冷却至70℃之后,加入相对于反应液总量为0.5wt%的氢氧化钠水溶液(30wt%),在70℃下搅拌15分钟,静置60分钟之后,去除从混合物中分离的水层。其后,加入相对于反应液总量为5wt%的水,在70℃下搅拌15分钟,静置60分钟之后,去除从混合物中分离的水层,将该操作重复2次,接着,向所得混合物中加入相对于所得多元醇酯组合物的质量为3wt%的活性白土和3wt%的活性炭,在100℃下搅拌脱水。最后,进行过滤而去除吸附剂,从而得到多元醇酯基础油B。
冷冻机油组合物的制备:
将上述聚烷氧基醚基础油A和多元醇酯基础油B,分别按照重量百分比90:10、80:20、70:30、60:40、50:50混合后搅拌均匀,最终得到冷冻机油组合物。
实施例3
聚烷氧基醚基础油A的制备方法:
先向反应釜中依次投入10wt%丙二醇和0.02wt%氢氧化钾催化剂,氮气置换3次,抽真空到0.08Mpa,升温至120℃,连续通入90wt%环氧丙烷,控制反应温度在120℃,进料结束后,老化吸收1h,抽真空10min,冷却出料,得到粗醚,接着在粗醚中加入其质量0.1wt%去离子水、0.03wt%磷酸、0.01wt%硅酸镁聚醚精制剂,在85℃下搅拌1.5h,然后真空脱水至水分达到0.01%以下,再进行循环过滤,最终得到聚烷氧基醚基础油A。
所制备的聚烷氧基醚基础油A的环氧丙烷平均摩尔加成数m是11.5。
多元醇酯基础油B的制备方法:
将31wt%的季戊四醇和69wt%的2-乙基己酸充分混合,催化剂是草酸锡(Ⅱ),添加量为脂肪酸总质量的0.3%,反应从160℃开始,逐渐升温至230℃,不再产生水分为止,反应时间为20h,得到反应混合物,将反应冷却至70℃之后,加入相对于反应液总量为0.5wt%的氢氧化钠水溶液(30wt%),在70℃下搅拌15分钟,静置60分钟之后,去除从混合物中分离的水层。其后,加入相对于反应液总量为5wt%的水,在70℃下搅拌15分钟,静置60分钟之后,去除从混合物中分离的水层,将该操作重复2次,接着,向所得混合物中加入相对于所得多元醇酯组合物的质量为3wt%的活性白土和3wt%的活性炭,在100℃下搅拌脱水。最后,进行过滤而去除吸附剂,从而得到多元醇酯基础油B。
冷冻机油组合物的制备:
将上述聚烷氧基醚基础油A和多元醇酯基础油B,分别按照重量百分比90:10、80:20、70:30、60:40、50:50混合后搅拌均匀,最终得到冷冻机油组合物。
实施例4
聚烷氧基醚基础油A的制备方法:
与实施例1聚烷氧基醚基础油A制备方法相同。
多元醇酯基础油B的制备方法:
将18wt%的季戊四醇和72wt%的混合脂肪酸(2-乙基己酸和3,5,5-三甲基己酸的质量比为30:70)充分混合,催化剂是草酸锡(Ⅱ),添加量为脂肪酸总质量的0.3%,反应从160℃开始,逐渐升温至230℃,不再产生水分为止,反应时间为20h,得到反应混合物,将反应冷却至70℃之后,加入相对于反应液总量为0.5wt%的氢氧化钠水溶液(30wt%),在70℃下搅拌15分钟,静置60分钟之后,去除从混合物中分离的水层。其后,加入相对于反应液总量为5wt%的水,在70℃下搅拌15分钟,静置60分钟之后,去除从混合物中分离的水层,将该操作重复2次,接着,向所得混合物中加入相对于所得多元醇酯组合物的质量为3wt%的活性白土和3wt%的活性炭,在100℃下搅拌脱水。最后,进行过滤而去除吸附剂,从而得到多元醇酯基础油B。
冷冻机油组合物的制备:
将上述聚烷氧基醚基础油A和多元醇酯基础油B,分别按照重量百分比90:10、80:20、70:30、60:40、50:50混合后搅拌均匀,最终得到冷冻机油组合物。
对比例1:实施例1聚烷氧基醚基础油A;
对比例2:实施例1多元醇酯基础油B;
对比例3:实施例2多元醇酯基础油B;
对比例4:实施例3聚烷氧基醚基础油A;
对比例5:实施例3多元醇酯基础油B;
对比例6:实施例4多元醇酯基础油B;
对比例7:
聚烷氧基醚基础油A的制备方法:
先向反应釜中依次投入58wt%丙二醇和0.02wt%氢氧化钾催化剂,氮气置换2~3次,抽真空到0.07Mpa,升温至110℃,连续通入42wt%环氧丙烷,控制反应温度不超过120℃,进料结束后,老化吸收0.5h,抽真空10min,冷却出料,得到粗醚,接着在粗醚中加入其质量0.1wt%的去离子水、0.03wt%的磷酸、0.01wt%的硅酸镁聚醚精制剂,在75℃下搅拌1h,然后真空脱水至水分达到0.01%以下,再进行循环过滤,最终得到聚烷氧基醚基础油A。
所制备的聚烷氧基醚基础油A的环氧丙烷平均摩尔加成数m是1.0。
多元醇酯基础油B的制备方法:
将25重量份的新戊二醇和75重量份的2-乙基己酸充分混合,催化剂是草酸锡(Ⅱ),添加量为脂肪酸总质量的0.3%,反应时间为20h,得到反应混合物,将反应冷却至70℃之后,加入相对于反应液总量为0.5wt%的氢氧化钠水溶液(30wt%),在70℃下搅拌15分钟,静置60分钟之后,去除从混合物中分离的水层。其后,加入相对于反应液总量为5wt%的水,在70℃下搅拌15分钟,静置60分钟之后,去除从混合物中分离的水层,将该操作重复2次,接着,向所得混合物中加入相对于所得多元醇酯组合物的质量为3wt%的活性白土和3wt%的活性炭,在100℃下搅拌脱水。最后,进行过滤而去除吸附剂,从而得到多元醇酯基础油B。
冷冻机油组合物的制备:
将上述聚烷氧基醚基础油A和多元醇酯基础油B,按照重量百分比50:50混合后搅拌均匀,最终得到冷冻机油组合物。
对比例8
与实施例1不同的是,聚烷氧基醚基础油A和多元醇酯基础油B的重量百分比为95:5。
对比例9
与实施例3不同的是,聚烷氧基醚基础油A和多元醇酯基础油B的重量百分比为20:80。
测试例1
测试方法:
(1)运动粘度
按照GB/T 265-1988《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》所描述的测定方法进行每个样品40℃下的运动粘度测试。
(2)相容性
按照SH/T 0699-2000《冷冻机油与制冷剂相容性试验法》所描述的测试方法进行测试,以冷冻机油组合物样品含量为20wt%(以冷冻机油组合物与R290制冷剂的质量之和计)时的二相分离温度来表征相容性(亦称相溶性)。
(3)稳定性
化学稳定性:采用在SH/T 0698-2000制冷系统中冷冻机油的化学稳定性试验法进行测试。
测试结果:
本发明的实施例1-4和对比例1-9的原料组成和性能测试结果分别如下表1和表2中所示。
表1实施例1-4具体组成及性能测试结果汇总
表1(续)实施例具体组成及性能测试结果汇总
表2对比例1-9中具体组成及性能测试结果汇总
分析表1可知,实施例1-4中冷冻机油基础油均与R290冷媒具有良好的相容性及化学稳定性。
对比例是1、4是采用环氧丙烷聚合而成的聚烷氧基醚基础油,与R290冷媒均不相容,故继续其他测试项目已无意义。
对比例2、3、5、6采用不同醇与不同脂肪酸聚合而成的多元醇酯基础油,虽然它们都与R290具有很好的互容性,但其二相分离温度均已低于-50℃,当它们与制冷剂组合后,制冷剂会对冷冻机油粘度稀释较多,粘度下降较大,粘度降低会使润滑性下降,引起滑动部件磨损,所以,继续其他测试项目已无意义。
对比例7的组分A的m未满足取值要求,这使得最终冷冻机油组合物的40℃运动粘度仅为6.5mm2/s,从而会引起润滑性能不足和部件磨损,不能满足压缩机OEM厂商的指标要求(通常介于10-100mm2/s之间),故继续其他测试项目已无意义。
对比例8和9采用的是环氧丙烷聚合而成的聚烷氧基醚基础油,与季戊四醇与脂肪酸合成的多元醇酯基础油混合的冷冻机油组合物,但是上述两组分的比例没有满足取值要求,一方面,对比例8与R290冷媒均不相容,故继续其他测试项目已无意义,另一方面,虽然对比例9与R290具有很好的互容性,但其二相分离温度均已低于-50℃,当它们与制冷剂组合后,制冷剂会对冷冻机油粘度稀释较多,粘度下降较大,粘度降低会使润滑性下降,引起滑动部件磨损,所以,继续其他测试项目已无意义。
以上,对本发明的实施方式进行了示例性的说明。但是,本发明的保护范围不拘囿于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内,本领域技术人员所作出的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.冷冻机油组合物,其特征在于,所述组合物包括:聚烷氧基醚基础油A和多元醇酯基础油B;所述的聚烷氧基醚基础油A由环氧丙烷聚合而成,所述的聚烷氧基醚A的通式如下:
式中:R1是氢原子或者具有1-5个碳原子数的烷基,R2是氢原子,m表示环氧烷烃的平均加成摩尔数,m为2.5~27之间的数;
所述的多元醇酯基础油B是由多元醇和一元脂肪酸通过酯化反应制备得到的。
2.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述的多元醇为新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇中的一种或多种;
和/或,所述的一元脂肪酸为碳链数为4-9的脂肪酸,例如取代或未取代的丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸;
和/或,所述多元醇和一元脂肪酸的质量比为(10-50):(50-90)。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其特征在于,聚烷氧基醚基础油A和多元醇酯基础油B的重量百分比总和按照100%计算,所述冷冻机油组合物包含50~90%的聚烷氧基醚基础油A和10~50%的多元醇酯基础油B。
4.根据权利要求1-3任一项所述的组合物,其特征在于,所述的冷冻机油组合物,40℃时的运动粘度为10~110mm2/s,酸值不大于0.01mgKOH/g;
和/或,所述的冷冻机油组合物与丙烷(R290)制冷剂以油分率20wt%混合时,低温二层分离温度为-25~20℃之间。
5.根据权利要求1-4任一项所述的组合物,其特征在于,m选自5~20之间的数或10~18之间的数。
优选地,当m为5~20之间的数时,将所述冷冻机油组合物记为组合物(2)。
优选地,所述组合物(2),40℃时的运动粘度为20~85mm2/s,酸值不大于0.01mgKOH/g。
优选地,所述组合物(2)与丙烷(R290)制冷剂以油分率20wt%混合时,低温二层分离温度为-25~18℃之间。
优选地,当m为10~18之间的数时,将所述冷冻机油组合物记为组合物(3)。
优选地,所述组合物(3),40℃时的运动粘度为32~80mm2/s,酸值不大于0.01mgKOH/g。
优选地,所述组合物(3)与丙烷(R290)制冷剂以油分率20wt%混合时,低温二层分离温度为-25~20℃之间。
6.根据权利要求1-5任一项所述的组合物,其特征在于,所述聚烷氧基醚基础油A由下述制备方法得到:在起始剂和催化剂的存在下,使环氧丙烷进行聚合反应,制得所述聚烷氧基醚基础油A;
和/或,所述多元醇酯基础油B由下述的制备方法得到:由多元醇和一元脂肪酸通过酯化反应制备得到。
7.根据权利要求1-6任一项所述的组合物,其特征在于,所述冷冻机油组合物还含有酸捕捉剂,所述酸捕捉剂包括但不限于碳二亚胺化合物;
和/或,所述冷冻机油组合物还含有抗磨剂;
和/或,所述冷冻机油组合物还含有抗氧剂。
8.权利要求1-7任一项所述冷冻机油组合物的制备方法,其特征在于,所述方法包括:将聚烷氧基醚基础油A和多元醇酯基础油B混合,得到所述冷冻机油组合物。
9.一种流体组合物,其特征在于,所述流体组合物包含权利要求1-7任一项所述的冷冻机油组合物和制冷剂。
优选地,所述制冷剂选自烷烃制冷剂,例如R290制冷剂。
10.权利要求1-7任一项所述冷冻机油组合物或权利要求9所述流体组合物在压缩制冷、空调或热泵系统中的应用。
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