CN1430665A - 冷冻机用润滑油组合物 - Google Patents
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Abstract
一种冷冻机用润滑油组合物,它包括100℃运动粘度为3平方毫米/秒或以下和粘度指数小于250的基础油组分1以及100℃运动粘度为25平方毫米/秒或以上和粘度指数小于250的基础油组分2,和它具有250或以上的粘度指数。可以结合上述润滑油采用碳氟基致冷剂或天然物质基致冷剂作为冷冻机致冷剂。该润滑油组合物的高温运动粘度可被保持在适宜的数值,并在低温度下的运动粘度数值被抑制在一个低值,即其具有高粘度指数。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷冻机用润滑油组合物,更具体地说,涉及一种可结合碳氟化合物基致冷剂或天然物质基致冷剂如二氧化碳、氨及烃类使用并有助于节约能量的润滑油组合物。
背景技术
近年来,在冷冻机领域,迄今已经被应用的并由于含有氯对臭氧层具有巨大破坏潜力的致冷剂,诸如氯氟烃和氢氯氟烃,正在被氢氟烃基致冷剂所取代,从保护全球臭氧层的观点来看,氢氟烃基致冷剂对臭氧层不构成破坏。同时,从防止全球变暖的观点来看,所谓天然物质基的致冷剂,如二氧化碳、氨和烃类对全球变暖的潜力小,正受到人们的注意。
当氢氟烃基致冷剂或天然物质基致冷剂用于冷冻机时,从溶混性观点来看,采用迄今用的矿物油基润滑油就变得困难了。其结果,使用含氧润滑油如聚亚烷基二醇基油、聚乙烯基醚基油,多元醇酯基油和聚碳酸酯基油作为基础油,与上述致冷剂结合应用。尤其,采用聚亚烷基二醇基冷冻机用润滑油作为汽车空调器的冷冻机润滑油,因为其粘度指数大。
发明公开
然而,已用于汽车空调器的冷冻机润滑油的聚亚烷基二醇基润滑油存在缺点,其粘度指数在约170-230,由于其低温运动粘度大,汽车空调器冷冻机启动时扭矩损失巨大。
本发明克服了上述缺点,其目的在于提供一种冷冻机用润滑油组合物,这种冷冻机用润滑油组合物能使用碳氟化合物基的或天然物质基的致冷剂作为冷冻机的致冷剂,而且其低温运动粘度小,高温运动粘度适宜,即其粘度指数大。
为达到上述目的,经本发明人深入研究,发现了一种冷冻机用润滑油组合物,它在高温下的运动粘度适宜,在温度下运动粘度小,即粘度指数高,可以通过使用粘度低的基础油组分作为主要成分,并在上述低粘度基础油组分中添加一种粘度大的基础油组分的方法获得。基于上述认识,本发明得以完成。
本发明提供:
(1)一种冷冻机用润滑油组合物,它包括一种100℃运动粘度为3平方毫米/秒或以下及粘度指数小于250的基础油组分1和一种100℃运动粘度为25平方毫米/秒或以上及粘度指数小于250的基础油组分2,并具有250或以上的粘度指数;
(2)描述在(1)中的润滑油组合物,其中基础油组分1与基础油组分2的运动粘度之间的差异在100℃下为25平方毫米/秒或以上;
(3)描述于(1)与(2)任一项中的润滑油组合物,其中基础油组分1是一种以通式(I)所表示的组分:
R1-O-(A-O-)m-R2 (I)
其中R1与R2各自代表氢原子或有1-8个碳原子的烃基团,A代表有2-8个碳原子的亚烷基基团,m代表1或大于1的整数,当m代表2或大于2的整数时,A所表示的多个基团可以是彼此相同或不同的;
(4)描述于(1)至(3)任一项中的润滑油组合物,其中基础油组分2是至少一种选自通式(II)所表示的组分:
R3-O-(A’-O-)n-R4 (II)
其中R3与R4各自代表氢原子或有1-8个碳原子的烃基团,A’代表有2-8个碳原子的亚烷基基团,n代表1或大于1的整数,当n代表2或大于2的整数时,A’所表示的多个基团可以是彼此相同或不同的;和一种以通式(III)所表示的组分:
其中R5至R9各自代表氢原子,或有1-8个碳原子的烃基团,R10代表有1-8碳原子的烃基团,p代表1或大于1的整数,当p代表2或大于2的整数时,由R5-R10每一个所表示的多数基团可以是彼此相同或不同的;和
(5)描述于(1)-(4)任一项中的润滑油组合物,其中基础油组分1对基础油组分2的重量比在10∶90-90∶10范围。
完成本发明的最优选实施方案
现将本发明更详细描述于下。
本发明涉及一种冷冻机用润滑油组合物,它包括100℃运动粘度为3平方毫米/秒或以下和粘度指数小于250的基础油组分1和100℃运动粘度为25平方毫米/秒或以上和粘度指数小于250的基础油组分2,而且它具有250或以上的粘度指数。
由于基础油组分1的100℃运动粘度在3平方毫米/秒或以下和粘度指数小于250,例如,运动粘度在上述范围的聚亚烷基二醇、聚乙烯基醚、多元醇酯或聚碳酸酯,均可单独或结合两种或更多种使用。在本发明中,在上述化合物中聚亚烷基二醇是优选的,因为其粘度指数大。
当基础油组分1运动粘度超过3平方毫米/秒时,所得润滑油组合物的低温运动粘度大,但其粘度指数下降。因此,这样一种基础油组分不是优选的。在本发明中,运动粘度在2.5平方毫米/秒或以下的基础油组分1是更优选的。
优选的是,本发明润滑油组合物包括的基础油组分1的数量在10-90%重量,更优选20-85%重量,而最优选30-80%重量。当该数量低于上述范围时,往往所得润滑油组合物的低温运动粘度增大,而其粘度指数下降。当该数量超过上述范围时,往往,保持适宜运动粘度变得困难。
由于基础油组分2是结合基础油组分1使用的,且基础油组分2具有25平方毫米/秒或以上的100℃运动粘度和小于250的粘度指数,例如,可以单独或结合两种或更多种地使用运动粘度在上述范围的聚亚烷基二醇、聚乙烯基醚、多元醇酯或聚碳酸酯。在本发明中,在上述化合物中聚亚烷基二醇是优选的,因为其粘度指数大。
当基础油组分2运动粘度在25平方毫米/秒或以上时,可以抑制所得润滑油组合物的低温运动粘度,使之处于低值,而可使其粘度指数保持较大。在本发明中,根据上述观点,更优选的是,基础油组分2的100℃运动粘度为30平方毫米/秒或以上,更优选为40平方毫米/秒或以上。
在本发明中,优选的是,基础油组分1和基础油组分2的运动粘度之间的差异在100℃下为25平方毫米/或以上。当这种差异小于25平方毫米/秒时,往往,达不到本发明的目的,因为所得润滑油组合物的低温运动粘度增加,而其粘度指数下降。按照以上观点,更优选的是,基础油组分1和基础油组分2的运动粘度之间的差异在100℃下为30平方毫米/或以上,而最优选40平方毫米/秒或以上。
优选的是,本发明润滑油组合物包括数量在10-90%重量的基础油组分2,更优选15-80%重量,而最优选20-70%重量。当该数量低于上述范围时,往往,在高温下维持适宜的运动粘度变得困难。当该数量超出上述范围时,往往,所得润滑油组合物的低温运动粘度会增加,而其粘度指数下降。
在本发明的冷冻机用润滑油组合物中,从达到本发明目的角度来看,优选的是,基础油组分1对基础油组分2的重量比在10∶90-90∶10范围,更优选20∶80-85∶15范围,而最优选在30∶70-80∶20范围。
在本发明中,在采用聚亚烷基二醇用作为基础油组分时,优选的是,使用上述通式(I)所表示的低粘度组分,其100℃运动粘度为3平方毫米/秒或以下,而粘度指数小于250,作为基础油组分1,并采用上述通式(II)所表示的高粘度组分和/或上述通式(III)所表示的高粘度组分,两者运动粘度均在25平方毫米/秒或以上,而其粘度指数小于250,作为基础油组分2,与基础油组分1相结合。
通式(I)中,R1和R2各自代表氢原子或1-8个碳原子的烃基团。烃基团的实例包括烷基、链烯基、炔基、环烷基、芳基和芳烷基基团。在本发明中,具有1-4个碳原子的烷基如甲基、乙基、正丙基、异丙基、烯丙基、正丁基和异丁基基团是优选的。
A代表具有2-8个碳原子的亚烷基基团。亚烷基基团的优选实例包括亚甲基、亚乙基、亚丙基和亚丁基基团。
m代表1或1以上的整数,优选2或2以上,更优选3-6。当m代表2或2以上的整数时,A所表示的多个基团可以是彼此相同或不同的。通式(I)所表示的其中A所表示的多数基团彼此不同的组分的实例包括含有亚乙基和亚丙基基团的组分,其用量要使亚乙基对亚丙基基团的数量比在0∶100-50∶50的范围。
通式(II)中,R3和R4各自代表氢原子或具有1-8个碳原子的烃基团。烃基团的实例包括烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基和芳烷基基团。在本发明中,具有1-4个碳原子的烷基如甲基、乙基、正丙基、异丙基、烯丙基、正丁基和异丁基基团是优选的。
A’代表有2-8个碳原子的亚烷基基团。亚烷基基团的优选实例包括亚甲基、亚乙基、亚丙基和亚丁基基团。
n代表1或1以上的整数,优选30或30以上,更优选35-60。当n代表2或2以上的整数时,A’所表示的多数基团可以是彼此相同或不同的。通式(II)所表示的其中A’所表示的多数基团彼此不同的组分的实例包括包含亚乙基和亚丙基基团的组分,其用量要使亚乙基对亚丙基基团的数量比在0∶100-50∶50范围。
通式(III)中,R5-R9各自代表氢原子或具有1-8个碳原子的烃基团。烃基团的实例包括烷基、链烯基、炔基、环烷基、芳基和芳烷基基团。在本发明中,氢原子和具有1-4个碳原子的烷基如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基和异丁基基团是优选的。
R10代表具有1-8个碳原子的烃基团。烃基团的实例包括烷基、链烯基、炔基、环烷基、芳基和芳烷基基团。在本发明中,具有1-4个碳原子的烷基如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基和异丁基基团是优选的。
p代表1或1以上的整数,优选25或25以上,更优选30-50。当p代表2或2以上的整数时,R5-R10各自表示的多个基团可以是彼此相同或不同的。
在本发明中,通式(II)所表示的上述化合物和通式(III)所表示的上述化合物均可单独结合通式(I)所表示的上述化合物使用,或作为这些化合物组合使用。
本发明的冷冻机用润滑油组合物的粘度指数为250或以上。当其粘度指数小于250时,有汽车空调器冷冻机启动时扭矩损失增加的缺点,具有这样粘度指数的润滑油组合物不是优选的。根据这个观点,粘度指数在260或以上是优选的。
从保持适宜的高温运动粘度以及从本发明目的角度来看,优选的是,本发明冷冻机用润滑油组合物的100℃运动粘度在5-35平方毫米/秒范围,更优选5.5-25平方毫米/秒和最优选6-15平方毫米/秒。
如上所述,本发明冷冻机用润滑油组合物包括基础油组分1和结合基础油组分1使用的基础油组分2。在需要场合,本发明冷冻机用润滑油组合物可进一步地包括各种通常用于润滑油的添加剂,诸如载荷能力添加剂、氯净化剂、抗氧化剂、金属钝化剂、消泡剂、洗涤剂、分散剂、粘度指数改进剂、油性添加剂、耐磨添加剂、极压剂、防锈剂、防腐剂和倾点改进剂,只要其对本发明目的不产生不利影响的。
本发明冷冻机用润滑油组合物可以有利地与对臭氧层无破坏力的氢氟烃基致冷剂或对全球变暖力低的所谓天然物质基致冷剂如二氧化碳、氨和烃类一起结合使用。在采用这种组合物作为汽车空调器诸如无离合器型汽车空调器的冷冻机润滑油时,该润滑油组合物可由于能减少低温下的扭矩损失而有助于降低能耗。
如以上详述,按照本发明,可以提供这种具有适宜的高温运动粘度和低温低运动粘度,即粘度指数大的冷冻机用润滑油组合物。将该冷冻机用润滑油组合物有利地用于对臭氧层无破坏力的氢氟烃基致冷剂或用于对全球变暖潜力低的所谓天然物质基致冷剂如二氧化碳、氨和烃类。在采用这种组合物作为汽车空调器诸如无离合器型汽车空调器的冷冻机润滑油时,该润滑油组合物可由于能减少低温下的扭矩损失而有助于降低能耗。
现参考实施例,对本发明更具体地描述于下。
实施例1-16和对比例1-6
制备包含表1所示组分的润滑油组合物,测定所制备的润滑油组合物的运动粘度和粘度指数。结果示于表1中。
运动粘度测定按照日本工业标准K2283方法,粘度指数测定按照日本工业标准K2284方法。
表1
基础油 基础油 数量比 组合物运动粘度 粘度指数
组分 组分 (平方毫米/秒)
1 2 -30℃ 40℃ 100℃
实施例1 P-1 Q-1 55∶45 2800 40.47 10.49 262
实施例2 P-1 Q-1 58∶42 2400 36.02 9.531 265
实施例3 P-1 Q-1 70∶30 1200 22.47 6.405 265
实施例4 P-1 Q-2 50∶50 3200 43.87 11.30 263
实施例5 P-1 Q-2 53∶47 2600 39.32 10.31 265
实施例6 P-1 Q-2 56∶44 2200 35.13 9.39 268
实施例7 P-1 Q-2 70∶30 1100 20.53 5.96 268
实施例8 P-2 Q-1 50∶50 3400 52.15 13.34 267
实施例9 P-2 Q-1 60∶40 2300 36.42 9.901 275
实施例10 P-2 Q-1 70∶30 1300 25.07 7.230 280
实施例11 P-2 Q-2 50∶50 3400 48.47 12.52 267
实施例12 P-2 Q-2 60∶40 2000 34.32 9.358 274
实施例13 P-2 Q-2 70∶30 1200 23.96 6.897 276
实施例14 P-2 Q-3 50∶50 2600 38.79 10.20 265
实施例15 P-2 Q-3 60∶40 1600 28.40 7.855 270
实施例16 P-2 Q-4 75.25 3400 47.01 11.90 260
对比例1 P-3 Q-1 60∶40 10000 66.33 14.55 231
对比例2 P-3 Q-1 70∶30 6200 49.78 11.38 231
对比例3 P-3 Q-1 80∶20 4200 49.78 8.760 230
对比例4 P-3 Q-2 60∶40 7000 58.51 13.36 237
对比例5 P-3 Q-2 70∶30 5000 44.57 10.53 238
对比例6 P-3 Q-2 80∶20 3600 33.87 8.234 232
P-1:通式(I)所表示的组分,其中R1和R2各自代表CH3和A代表C3H6(40℃运动粘度:5.617平方毫米/秒;100℃运动粘度:1.936平方毫米/秒;粘度指数:141)。
P-2:通式(I)所表示的组分,其中R1和R2各自代表CH3,和A代表相对数量为1∶1的C2H4和C3H6(40℃运动粘度:7.041平方毫米/秒;100℃运动粘度:2.387平方毫米/秒;粘度指数:185)。
P-3:通式(I)所表示的组分,其中R1和R2各自代表CH3,而A代表C3H6(40℃运动粘度:18.71平方毫米/秒;100℃运动粘度:4.825平方毫米/秒;粘度指数:197)。
Q-1:通式(II)所表示的组分,其中R3和R4各自代表CH3,而A’代表C3H6(40℃运动粘度:302.4平方厘米/秒;100℃运动粘度:52.12平方毫米/秒;粘度指数:238)。
Q-2:通式(II)所表示的组分,其中R3和R4各自代表CH3,而A’代表相对数量为1∶1的C2H4和C3H6(40℃运动粘度:247.3平方毫米/秒;100℃运动粘度:47.14平方毫米/秒;粘度指数:249)。
Q-3:通式(II)所表示的组分,其中R3和R4各自代表CH3,而A’代表相对数量为1∶1的C2H4和C3H6(40℃运动粘度:171.0平方毫米/秒;100℃运动粘度:33.96平方毫米/秒;粘度指数:245)。
Q-4:通式(III)所表示的组分,其中R5、R6、R7、R8和R9各自代表H,而R10代表C2H5(40℃运动粘度:65000平方毫米/秒;100℃运动粘度:500平方毫米/秒;粘度指数:90)。
工业实用性
本发明的冷冻机用润滑油组合物可有利地与对臭氧层无破坏力的氢氟烃基致冷剂或对全球变暖潜力低的所谓天然物质基致冷剂如二氧化碳、氨和烃类一起结合使用。在采用这种组合物作为汽车空调器如无离合器型汽车空调器的冷冻机润滑油时,该润滑油组合物可因能减少低温度下的扭矩损失而有助于降低能耗。
Claims (9)
1、一种冷冻机用润滑油组合物,它包括100℃运动粘度为3平方毫米/秒或以下和粘度指数小于250的基础油组分1以及100℃运动粘度为25平方毫米/秒或以上和粘度指数小于250的基础油组分2,而且它具有250或250以上的粘度指数。
2、按照权利要求1的润滑油组合物,其中基础油组分1和基础油组分2的运动粘度之间的差异在100℃下为25平方毫米/秒或以上。
3、按照权利要求1的润滑油组合物,其中基础油组分1是一种以通式(I)表示的组分:
R1-O-(A-O-)m-R2 (I)
其中R1与R2各自代表氢原子或有1-8个碳原子的烃基团,A代表有2-8个碳原子的亚烷基基团,m代表1或大于1的整数,当m代表2或大于2的整数时,A所表示的多个基团可以是彼此相同或不同的。
4、按照权利要求1的润滑油组合物,其中基础油组分1是一种聚亚烷基二醇。
5、按照权利要求1的润滑油组合物,其中基础油组分2是至少一种选自由通式(II)所表示的组分:
R3-O-(A’-O-)n-R4 (II)
其中R3与R4各自代表氢原子或有1-8个碳原子的烃基团,A’代表有2-8个碳原子的亚烷基基团,n代表1或大于1的整数,当m代表2或大于2的整数时,A’所表示的多个基团可以是彼此相同或不同的;和一种由通式(III)所表示的组分:
其中R5-R9各自代表氢原子或有1-8个碳原子的烃基团,R10代表有1-8个碳原子的烃基团,p代表1或大于1的整数,当p代表2或大于2的整数时,由R5-R10每一个所表示的多个基团可以是彼此相同或不同的。
6、按照权利要求1的润滑油组合物,其中基础油组分2是聚亚烷基二醇。
7、按照权利要求1的润滑油组合物,其中基础油组分1对基础油组分2的重量比在10∶90-90∶10范围。
8、按照权利要求1的润滑油组合物,它是结合氢氟烃基致冷剂或天然物质基致冷剂使用的。
9、一种用于汽车空调器的如要求1-8中任一项所述的润滑油组合物。
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