ES2910438T3

ES2910438T3 - Composición de aceite de refrigerador

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Publication number: ES2910438T3
Application number: ES12862756T
Authority: ES
Original assignee: Japan Sun Oil Co Ltd
Current assignee: Japan Sun Oil Co Ltd
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2022-05-12
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: CN104039939A; EP2799527B1; US9803122B2; CN108531239A; AU2012361491B2; KR20140108241A; EP2799527A4; KR101901482B1; DK2799527T3; US20140374647A1; WO2013100100A1; EP2799527A1; TW201333177A; AU2012361491A1; CN108587725A; TWI660038B

Abstract

Composición de aceite de refrigeración que contiene un aceite de éster de poliol y un refrigerante a base de hidrofluorocarburo, caracterizada por que el aceite de éster de poliol es un producto de esterificación de - un ingrediente alcohol que contiene pentaeritritol y dipentaeritritol, y - un ingrediente ácido graso que es una mezcla de: por lo menos uno de entre ácido 2-metilbutanoico y ácido 2-metilpentanoico; y por lo menos uno de entre ácido 2-etilhexanoico y ácido 3,5,5-trimetilhexanoico, el por lo menos uno de entre ácido 2-metilbutanoico y ácido 2-metilpentanoico en el ingrediente ácido graso representa por lo menos 20% en moles de la cantidad total del ingrediente ácido graso, el refrigerante a base de hidrofluorocarburo comprende por lo menos un miembro seleccionado de entre R- 32, R-410A, HFO-1234yf y HFO-1234ze(E), y el aceite de éster de poliol es soluble con el refrigerante a base de hidrofluorocarburo de manera que la composición de aceite de refrigeración presenta una temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura baja y una temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura elevada, con respecto a la separación del refrigerante a base de hidrofluorocarburo como se mide a un contenido de aceite de 20% en peso, de +20ºC o inferior y +35ºC o superior, respectivamente.

Description

DESCRIPCIÓN

Composición de aceite de refrigerador

Campo técnico

La presente invención se refiere a una composición de aceite de refrigeración que incluye un aceite de éster de poliol que es soluble con refrigerantes a base de hidrofluorocarburo.

Antecedentes de la técnica

Se utiliza una composición de aceite de refrigeración obtenida mediante disolución de un refrigerante en un aceite de refrigeración como fluido de trabajo en el ciclo de refrigeración de acondicionadores de aire de automoción, acondicionadores de aire domésticos, acondicionamiento de aire dentro de edificios, almacenes frigoríficos, refrigeradores y similares, y refrigerantes a base de hidrofluorocarburo que no contienen cloro y están constituidos por hidrógeno, carbono y flúor están en uso desde el punto de vista de la conservación medioambiental. Por lo tanto, los aceites de éster de poliol se utilizan como aceites de refrigeración para disolver los refrigerantes a base de hidrofluorocarburo en los mismos (ver, por ejemplo, el documento de patente 1).

Sin embargo, incluso las composiciones de aceite de refrigeración que contienen el mismo refrigerante a base de hidrofluorocarburo habitualmente difieren en los requisitos referidos a la temperatura a la que la composición se separa en aceite de refrigeración y refrigerante (temperatura de separación de dos capas), la viscosidad cinemática, etc., dependiendo de las aplicaciones o fines. Aunque generalmente resulta necesario bajar la viscosidad cinemática de un aceite de éster de poliol para incrementar la solubilidad del refrigerante a base de hidrofluorocarburo en el mismo, la viscosidad cinemática reducida resulta en una reducción de la lubricidad de la composición de aceite de refrigeración. Simultáneamente, en los casos en los que se mejora la lubricidad mediante el incremento de la viscosidad cinemática del aceite de éster de poliol, el refrigerante a base de hidrofluorocarburo llega a separarse.

Por lo tanto, se dan casos en los que un aceite de éster de poliol que es excelente en términos de solubilidad de los refrigerantes a base de hidrofluorocarburo en el mismo y un aceite de éster de poliol que presenta excelente lubricidad se mezclan entre sí y se utilizan a fin de resultar en una solubilidad y viscosidad cinemática que resulten adecuadas para la aplicación o fin (ver, por ejemplo, los documentos de patente 2 y 3). Sin embargo, en el caso de que los dos aceites de éster de poliol difieran considerablemente en solubilidad con la de los refrigerantes, el aceite de éster de poliol que es menos soluble en el refrigerante gradualmente se separa, según el refrigerante utilizado, durante el periodo en que la composición de aceite de refrigeración circula en el ciclo de refrigeración.

Sin embargo, debido a que los refrigerantes a base de hidrofluorocarburo presentan un potencial de calentamiento global extremadamente alto, en algunas aplicaciones se utilizan refrigerantes a base de hidrocarburo, que poseen un potencial de calentamiento global considerablemente bajo, aunque son inflamables. Existe la posibilidad de que dichos refrigerantes a base de hidrocarburo se utilicen crecientemente en el futuro en diversas aplicaciones, con la condición de que se adopten medidas de modificación de los aparatos para adaptarse al problema referido de la inflamabilidad. Como aceites de refrigeración para disolver los refrigerantes a base de hidrocarburo en los mismos se han utilizado principalmente aceites minerales nafténicos o parafínicos, aceites de alquilbenceno, aceites de éter, aceites fluorados y similares. Sin embargo, se están utilizando aceites lubricantes a base de éster de poliol para mejorar adicionalmente la lubricidad. Por ejemplo, se utiliza un aceite de éster que es un éster de un poliol de neopentilo, incluyendo neopentilglicol o pentaeritritol, con un ácido graso monovalente ramificado que presenta 7 a 9 átomos de carbono (ver el documento de patente 4) y un aceite de éster de poliol con un grupo de alquilo que presenta 11 a 19 átomos de carbono (ver el documento de patente 5).

Sin embargo, tal como en el caso de los refrigerantes a base de hidrofluorocarburo, dichos aceites refrigerantes habitualmente difieren en los requisitos referidos a la temperatura de separación de dos capas, la viscosidad cinemática, etc., según las aplicaciones o fines del aparato que debe utilizarse. Además, debido a que los refrigerantes a base de hidrocarburo presentan una densidad extremadamente baja, que es aproximadamente la mitad de la densidad de los refrigerantes a base de hidrofluorocarburo, la concentración en volumen de un refrigerante a base de hidrocarburo disuelto en un aceite de refrigeración incluso a la misma concentración en peso que la anteriormente indicada es el doble, y la viscosidad, que es influida por la concentración en volumen, es considerablemente menor que la viscosidad de la solución refrigerante convencional. Esta reducción de la viscosidad de la solución refrigerante es un factor que causa una reducción de la lubricidad. En el caso de que se utilice un refrigerante y un aceite de refrigeración que presenten una solubilidad elevada uno dentro del otro, se requiere que el aceite de refrigeración que debe utilizarse presente una viscosidad cinemática elevada desde el punto de vista de elevar la viscosidad de la solución refrigerante. Sin embargo, debido a que el refrigerante y el aceite de refrigeración difieren considerablemente en su densidad y debido a que el aceite de refrigeración con una viscosidad excesiva presenta una fluidez degradada, el refrigerante y el aceite de refrigeración son menos aptos para mezclarse entre sí en un aparato real, resultando en la posibilidad de que el aceite de refrigeración pueda proporcionarse en una cantidad reducida a las superficies que deben lubricarse y la lubricidad resulte afectada negativamente en lugar de positivamente.

Sin embargo, el aceite de refrigeración indicado en el documento de patente 4 presenta una viscosidad baja (aproximadamente 10 a 32 mm2/s a 40°C según los ejemplos) y puede comportar dificultades al utilizarlo en instalaciones refrigeradas de grandes dimensiones. Además, el aceite de refrigeración indicado en el documento de patente 5 está destinado a ser utilizado con R290, y es utilizable sólo en aplicaciones limitadas.

Sin embargo, en centros de producción para producir aceites refrigerantes, resulta necesario que estén listos para utilizar muchos tipos de aceites de éster de poliol producidos a partir de un gran número de materias primas, de manera que puedan adaptarse a diferentes en las aplicaciones o fines y en los tipos de refrigerantes a base de hidrofluorocarburo, y ello ha resultado en que se ha complicado la obtención de materias primas, la gestión de la producción y el control del producto. Cada uno de los aceites de éster de poliol indicados en los documentos de patente 2 y 3 asimismo están destinados a resultar adecuados para refrigerantes específicos y aparatos específicos, y al utilizarlos en combinación con otros refrigerantes o en otros aparatos, muestran una solubilidad excesivamente elevada o excesivamente baja con los refrigerantes o presentan una viscosidad excesivamente elevada o excesivamente baja. En particular, resulta imposible obtener una solubilidad adecuada con refrigerantes menos solubles, tales como el refrigerante de difluorometano (R-32), garantizando simultáneamente la viscosidad necesaria.

Los documentos de patente 6 y 7 describen aceites de poliéster que no resultan convenientemente solubles en dichos refrigerantes.

Aunque resulta necesario que estén preparados muchos tipos de aceites refrigerantes producidos a partir de un gran número de materias primas, las técnicas actuales de la técnica anterior, incluyendo los documentos de patente 4 y 5, resultan ineficaces para superar dichos problemas.

Documentos de la técnica anterior

Documentos de patente

Documento de patente 1: patente japonesa n° 2787083.

Documento de patente 2: patente japonesa n° 3510888.

Documento de patente 3: JP-A-20l0-235960.

Documento de patente 4: patente japonesa n° 3909744.

Documento de patente 5: JP-A-20l0-31134.

Documento de patente 6: JP-A-2005-171233.

Documento de patente 7: US 2010/190672.

Sumario de la invención

Problemas que la invención va a resolver

Un objetivo de la invención, que se ha conseguido a partir de las circunstancias indicadas anteriormente, es proporcionar una composición de aceite de refrigeración que elimine la necesidad de preparar muchos tipos de aceites refrigerantes o materias primas para los mismos preparados para adaptarse a las diferencias en aplicaciones o fines y en los tipos de refrigerantes y que no sólo se encuentre libre de separación entre aceites que se han mezclado entre sí, sino que se prepara para que presente una solubilidad y viscosidad adecuadas para cualquiera de los diversos refrigerantes a base de hidrofluorocarburo o los refrigerantes a base de hidrocarburos y para cualquiera de las diversas instalaciones refrigeradas, mediante la modificación de la proporción de materias primas específicas.

Medios para resolver los problemas

Con el fin de conseguir el objetivo, la presente invención proporciona las composiciones de aceite de refrigeración siguientes:

Una composición de aceite de refrigeración tal como se define en la reivindicación 1 adjunta.

Ventaja de la invención

En la composición de aceite de refrigeración de la invención, el aceite de éster de poliol es un producto de la esterificación de un ingrediente alcohol específico y un ingrediente ácido graso específico, y presenta, en la molécula, tanto un componente de excelente solubilidad en el refrigerante a base de hidrofluorocarburo como un componente con excelente lubricidad. Debido a ello, la composición de aceite de refrigeración se encuentra libre de la separación entre aceites que se produce en presencia de un refrigerante debido a una diferencia entre ellos de solubilidad con el refrigerante, tal como en el caso en que se utiliza una pluralidad de aceites de éster de poliol a modo de mezcla de los mismos. Además, el aceite de éster de poliol no se separa del refrigerante a base de hidrofluorocarburo, estancándose en el circuito de refrigeración. Debido a que dicho aceite de refrigeración se prepara para que presente una solubilidad y viscosidad que resulten adecuadas para cualquiera de entre diversos refrigerantes a base de hidrofluorocarburo y para cualquiera de entre diversas instalaciones refrigeradas, mediante la modificación de la proporción de materias primas específicas, la composición de aceite de refrigeración puede mostrar satisfactoria y establemente el comportamiento lubricante y refrigerante en las instalaciones refrigeradas.

Además, pueden utilizarse los mismos alcoholes y los mismos ácidos grasos para constituir el ingrediente alcohol específico y el ingrediente ácido graso específico, respectivamente, con independencia del tipo de refrigerante a base de hidrofluorocarburo.

En consecuencia, no resulta necesario que se preparen las materias primas para el aceite de éster de poliol para cada refrigerante, tal como en técnicas convencionales, y puede reducirse la complejidad de la obtención de materias primas y la gestión de la producción.

Breve descripción de los dibujos

[Figura 1] La figura 1 son gráficos que representan los resultados de los exámenes para una relación entre el tiempo abierto y el contenido de humedad del aceite, con respecto al ejemplo 2A y al ejemplo comparativo 1A.

[Figura 2] La figura 2 son gráficos que representan los resultados de los exámenes para una relación entre el tiempo abierto y el contenido de humedad del aceite, con respecto al ejemplo 2B y al ejemplo comparativo 1B.

Modos para poner en práctica la invención

La composición de aceite de refrigeración de la invención incluye un aceite de éster de poliol. Como aceite de éster de poliol, se utiliza un producto de la esterificación de un ingrediente alcohol, pentaeritritol y dipentaeritritol, y un ingrediente ácido graso que es una mezcla de: por lo menos uno de entre ácido 2-metilbutanoico y ácido 2-metilpentanoico, y por lo menos uno de entre ácido 2-etilhexanoico y ácido 3,5,5-trimetilhexanoico, por lo menos uno de entre ácido 2-metilbutanoico y ácido 2-metilpentanoico en el ingrediente ácido graso constituye por lo menos 20% en moles de la cantidad total del ingrediente ácido graso.

Sin embargo, debido a que un ácido graso puede encontrarse presente en forma de un racemato, puede sintetizarse una sustancia aceite de éster de manera que sea aplicable en cualquiera de entre diversos refrigerantes de hidrofluorocarburo que difieren en solubilidad y en cualquiera de entre diversas instalaciones refrigeradas que difieren en la viscosidad cinemática requerida, meramente modificando la proporción de componentes con respecto a una combinación específica de componentes del ingrediente alcohol y el ingrediente ácido graso como materias primas.

El pentaeritritol y el dipentaeritritol, que se utilizan como el ingrediente alcohol, proporcionan un producto de esterificación que no solo presenta lubricidad, sino que asimismo presenta menor tendencia a experimentar influencias de la humedad, la susceptibilidad a la cual es una desventaja de los compuestos éster, y presenta una resistencia hidrolítica extremadamente elevada. Además, la solubilidad en refrigerante a base de hidrofluorocarburo o refrigerante a base de hidrocarburo y la afinidad para superficies metálicas puede regularse mediante la selección de los tipos de ácidos grasos que se utilizarán para la esterificación. Debido a que el dipentaeritritol es un dímero de pentaeritritol, una combinación del mismo con pentaeritritol producirá una estabilidad excelente. Mediante la regulación de la proporción de pentaeritritol a dipentaeritritol, puede fijarse la viscosidad del aceite lubricante en un valor requerido por una instalación refrigerada. Además, mediante la regulación de la temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura elevada en un valor más adecuado, puede garantizarse la lubricidad dentro del compresor.

El ingrediente ácido graso está configurado por lo menos uno de entre un ácido graso ramificado con 5 átomos de carbono (en adelante denominado inclusivamente “ácido pentanoico”) y un ácido graso ramificado con 6 átomos de carbono (en adelante denominado inclusivamente “ácido hexanoico”) y que contiene un ácido graso ramificado con 8 átomos de carbono (en adelante denominado inclusivamente “ácido octanoico”) y un ácido graso ramificado con 9 átomos de carbono (en adelante denominado inclusivamente “ácido nonanoico”).

Por lo menos uno de entre el ácido pentanoico y el ácido hexanoico es un ingrediente ácido graso para mejorar la solubilidad en el refrigerante. Aunque un ingrediente ácido graso que presente un menor número de átomos de carbono resulta más eficaz para mejorar la solubilidad, se utilizan uno o más ácidos grasos con 5 o 6 átomos de carbono con el fin de garantizar la estabilidad hidrolítica y la viscosidad en cierto grado. Desde el punto de vista de garantizar la solubilidad del aceite de éster de poliol con el refrigerante R-32, que es especialmente poco soluble, el límite superior de la longitud de la cadena de carbonos en dicho ingrediente es 5 en términos de número de átomos de carbono. Este ácido graso sirve además como ingrediente para regular la viscosidad y garantizar la lubricidad, e incrementa la polaridad de la molecular, reduciendo de esta manera la solubilidad y mejorando la afinidad para superficies metálicas.

Por lo menos uno de entre el ácido octanoico y el ácido nonanoico es un ingrediente ácido graso para garantizar la viscosidad y la lubricidad y para mejorar la solubilidad en el refrigerante. Un ingrediente ácido graso con un gran número de átomos de carbono resulta más eficaz para mejorar la viscosidad y presenta una polaridad reducida, mejorando la solubilidad. Sin embargo, a partir de la reducción de solubilidad, y desde el punto de vista de garantizar la fluidez a baja temperatura y la estabilidad oxidativa, se utilizan uno o más ácidos grasos con 8 o 9 átomos de carbono, que de hecho se han utilizado para aceites refrigerantes convencionales.

Especialmente desde los puntos de vista de reducir las influencias adversas sobre la solubilidad y de mejorar la estabilidad hidrolítica y la viscosidad, los ácidos grasos ramificados resultan más preferidos. En consecuencia, la forma ramificada de cada ácido resulta más eficaz que la forma lineal del mismo para potenciar la solubilidad del refrigerante a base de hidrofluorocarburo o del refrigerante a base de hidrocarburo, y es capaz de reducir adicionalmente la temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura baja. Además, debido a que la forma ramificada resulta más eficaz para elevar la viscosidad que la forma lineal, la utilización de la forma ramificada facilita la fijación de la viscosidad en la requerida por una instalación refrigerada. Además, la forma ramificada es capaz de mejorar más la estabilidad hidrolítica que la forma lineal.

El ingrediente ácido graso son mezclas de: por lo menos uno de entre ácido 2-metilbutanoico y ácido 2-metilpentanoico, y por lo menos uno de entre ácido 2-etilhexanoico y ácido 3,5,5-trimetilheanoico. Resulta especialmente preferida una mezcla de ácido 2-metilbutanoico y ácido 2-etilhexanoico.

En la invención, la viscosidad cinemática del aceite de éster de poliol es de entre 15 y 350 mm2/s (40°C) y se selecciona convenientemente de acuerdo con el aparato en el que debe utilizarse la composición de aceite de refrigeración y con las aplicaciones. Especialmente para acondicionadores de aire, resulta preferido que la viscosidad cinemática del aceite de éster de poliol sea de entre 46 y 100 mm2/s (40°C). Las viscosidades cinemáticas del mismo que son inferiores a 46 mm2/s (40°C) resultan en una lubricidad baja, mientras que las viscosidades cinemáticas del mismo superiores a 100 mm2/s (40°C) resultan en una resistencia de viscosidad excesivamente elevada y una reducción considerable del rendimiento. Un intervalo más preferido de la viscosidad cinemática del mismo es de entre 50 y 800 mm2/s (40°C). Para instalaciones refrigeradas pequeñas, resulta preferido que la viscosidad cinemática del aceite de éster de poliol sea de entre 22 y 68 mm2/s (40°C). Las viscosidades cinemáticas del mismo que son inferiores a 22 mm2/s (40°C) resultan en una lubricidad reducida, mientras que las viscosidades cinemáticas del mismo superiores a 68 mm2/s (40°C) resultan en una resistencia de viscosidad excesivamente elevada y en una considerable reducción del rendimiento. Un intervalo más preferido de la viscosidad cinemática del mismo es de entre 30 y 50 mm2/s (40°C). Para instalaciones refrigeradas de gran tamaño, resulta preferido que la viscosidad cinemática del aceite de éster de poliol sea de entre 68 y 320 mm2/s (40°C). Las viscosidades cinemáticas del mismo que son inferiores a 68 mm2/s (40°C) resultan en una lubricidad reducida o en propiedades reducidas de sellado de la cámara de compresión, mientras que las viscosidades cinemáticas del mismo superiores a 320 mm2/s (40°C) resultan en una resistencia de viscosidad excesivamente elevada y en una reducción considerable del rendimiento. Debido a que las instalaciones refrigeradas difieren marcadamente en la viscosidad cinemática requerida según el compresor y sistema de refrigeración, resulta necesario que el aceite de éster de poliol se regule de manera que presente la viscosidad cinemática requerida por la instalación refrigerada. Dicha viscosidad cinemática puede alcanzarse mediante regulación de la proporción en la que se mezclan entre sí el pentaeritritol y el dipentaeritritol; el pentaeritritol se utiliza en una cantidad de entre 10% y 90% en moles respecto al ingrediente alcohol total, siendo el resto de dipentaeritritol. En el caso de que resulte necesario que se mezcle entre sí una pluralidad de aceites de éster de poliol, cada uno de los cuales es el aceite de éster de poliol de la invención y que difieren en viscosidad cinemática, la mezcla resultante puede utilizarse sin sufrir separación entre los aceites, con la condición de que la solubilidad de cada aceite de éster de poliol en el refrigerante que debe utilizarse sea apropiada. Especialmente para acondicionadores de aire, resulta preferido utilizar una proporción en la que la cantidad de pentaeritritol sea de entre 40% y 80% en moles respecto al ingrediente alcohol total, siendo el resto de dipentaeritritol. Para instalaciones refrigeradas pequeñas, resulta preferido utilizar una proporción en la que la cantidad de pentaeritritol es de entre 60% y 90% en moles respecto al ingrediente alcohol total, siendo el resto de dipentaeritritol. Para instalaciones refrigeradas de gran tamaño, resulta preferido utilizar una proporción en la que la cantidad de pentaeritritol sea de entre 10% y 40% en moles respecto al ingrediente alcohol total, siendo el resto de dipentaeritritol.

Se señala que los requisitos de conservación medioambiental son crecientemente severos y, especialmente en Europa, se ha decidido utilizar HFO-1234yf (2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno) como nuevo refrigerante en los acondicionadores de aire de automoción de vehículos a motor fabricados en y después del año 2011 (2nd International Workshop on Mobile Air Conditioning y Auxiliary Systems-Trono, Italia, 29 de nov. De 2007, y European Automotive A/C Convention, 22-23 de sept. De 2008). Además del refrigerante, los siguientes están captando la atención como refrigerantes de nueva generación: HFO-1234ze(E) (trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno), R-32 (difluorometano), una mezcla de HFO-1234YF (2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno) y R-32 (difluorometano), y una mezcla de HFO-1234ze(E) (trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno) y R-32 (difluorometano).

En la invención, además, se utiliza HFO-1234ef, HFO-1234ze(E) o R-32 como el refrigerante a base de hidrofluorocarburo. Cualquiera de dichos refrigerantes y R-410A, que es un refrigerante utilizado anteriormente, pueden utilizarse solos, o pueden utilizarse dos o más de los mismos en forma de una mezcla. En particular, R-32 está captando la atención como refrigerante de nueva generación, ya que R-32 presenta un bajo potencial de calentamiento global (PCG), no es un refrigerante mixto y es relativamente económico. Sin embargo, dicho refrigerante presenta una baja solubilidad en los aceites de éster de poliol convencionales y tiende a causar la separación de dos capas. Sin embargo, según la invención, mediante la regulación de los componentes del ingrediente alcohol y del ingrediente ácido graso, y regulando las proporciones de mezcla de los mismos, se obtiene una composición de aceite de refrigeración que se evite que experimente separación de dos capas y presenta una lubricidad satisfactoria, incluso en el caso de que se utilice R-32.

Con el fin de producir la composición de aceite de refrigeración de la invención, en primer lugar, se selecciona un refrigerante a base de hidrofluorocarburo. Después, se fija la proporción de mezcla de pentaeritritol a dipentaeritritol, la proporción de mezcla de por lo menos uno de entre ácido pentanoico y ácido hexanoico a por lo menos uno de entre ácido octanoico y ácido nonanoico, y la proporción de mezcla entre el ingrediente alcohol y el ingrediente ácido graso, considerando simultáneamente la solubilidad en el refrigerante seleccionado y la lubricidad, y el ingrediente alcohol se somete a reacción de esterificación con el ingrediente ácido graso a fin de producir un aceite de éster de poliol.

En la composición de aceite de refrigeración, resulta preferido que, con respecto a la separación respecto del refrigerante a base de hidrofluorocarburo, la temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura elevada sea 35°C o superior, en particular, en el intervalo de entre 40°C y 65°C, y la temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura baja sea 20°C o inferior, en particular, 0°C o inferior. Para la utilización en instalaciones refrigeradas o acondicionadores de aire de gran tamaño, existe una necesidad de -30°C o inferior, o de -50°C o inferior. Dicha solubilidad puede obtenerse mediante regulación de la proporción de mezcla de por lo menos uno de entre el ácido pentanoico y el ácido hexanoico a por lo menos uno de entre el ácido octanoico y el ácido nonanoico en el ingrediente ácido graso. Específicamente, la cantidad de por lo menos uno de entre el ácido pentanoico y el ácido hexanoico se regula a 20% a 100% en moles respecto al ingrediente ácido graso total, siendo el resto de por lo menos uno de entre ácido octanoico y ácido nonanoico. Especialmente para acondicionadores de aire domésticos en los que se utiliza R-32, una proporción preferida es un en la que se utiliza ácido 2-metilbutanoico en una cantidad de entre 40% y 60% en moles, siendo el resto de ácido 2-etilhexanoico.

En el caso en que la temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura elevada no sea 35°C o superior y la temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura baja no sea 20°C o inferior, la solubilidad entre el aceite de éster de poliol y el refrigerante a base de hidrofluorocarburo o el refrigerante a base de hidrocarburo es insuficiente y la separación de los dos se produce en partes a alta temperatura del ciclo de refrigeración, por ejemplo, el condensador, y en partes a baja temperatura del mismo, por ejemplo, el evaporador. Una vez se ha producido la separación, se ejercen las influencias adversas siguientes: el aceite de éster de poliol se estanca en los intercambiadores de calor, tales como el condensador y el evaporador, inhibiendo el intercambio de calor; la cantidad del aceite de éster de poliol que vuelve al compresor se reduce, causando problemas en el mismo debido a una lubricación insuficiente, y la separación inhibe la circulación del refrigerante, reduciendo considerablemente de esta manera el rendimiento de la refrigeración. Incidentalmente, cualquier aceite de éster de poliol producido a partir de un alcohol y ácido graso tiene tendencia a cristalizar o a solidificarse a una temperatura de entre la ambiente y temperaturas bajas y, por lo tanto, no puede ser adoptado. Además, se observa que, en casos en los que se utiliza un ácido graso que está constituido aparentemente por un componente, aunque es un racemato, se considera que dicho ácido graso está constituido por dos componentes. En consecuencia, el ácido 2-metilbutanoico, que es un ácido pentanoico, resulta más eficaz para prevenir la cristalización que el ácido 3-metilbutanoico, que asimismo es un ácido pentanoico, y el ácido 2-metilpentanoico, que es un ácido hexanoico, resulta más eficaz para prevenir la cristalización, que el ácido 2-etilbutanoico, que asimismo es un ácido hexanoico.

En particular, para instalaciones refrigeradas o acondicionadores de aire de gran tamaño en los que se utiliza R-32, una proporción preferida es una en la que se utiliza ácido 2-metilbutanoico en una cantidad de entre 60% y 90% en moles, siendo el resto de ácido 2-etilhexanoico. Para instalaciones refrigeradas en las que se utiliza HFO-1234ze(E), resulta preferida una proporción en la que se utiliza ácido 2-metilbutanoico en una cantidad de entre 20% y 60% en moles, siendo el resto de ácido 2-etilhexanoico, y se utiliza una proporción en la que se utiliza ácido 2-metilpetanoico en una cantidad de entre 20% y 60% en moles, siendo el resto de ácido 3,5,5-trimetilhexanoico.

No existen limitaciones respecto a la reacción de esterificación, y la reacción puede llevarse a cabo de acuerdo con métodos utilizados en la práctica. En la reacción de esterificación, los grupos carboxilos de los ácidos grasos reaccionan con todos los grupos hidroxilo de los alcoholes. En consecuencia, una vez se ha decidido la proporción de mezcla de pentaeritritol a dipentaeritritol en el ingrediente alcohol, asimismo se determina la cantidad total de grupos hidroxilo en la mezcla y, por lo tanto, puede fijarse la cantidad del ingrediente ácido graso que debe utilizarse de acuerdo con la cantidad total de grupos hidroxilo.

Los procedimientos para producir la composición de aceite de refrigeración se muestran específicamente después. Por ejemplo, en el caso de que se haya seleccionado HFO-1234ze(E) como refrigerante a base de hidrofluorocarburo para instalaciones refrigeradas pequeñas y en las que se requiere una viscosidad cinemática a 40°C de entre 15 y 60 mm2/s, entonces se utiliza un ingrediente alcohol en el que el pentaeritritol constituye entre 60% y 100% en moles del mismo, siendo el resto de dipentaeritritol, y un ingrediente ácido graso en el que el ácido 2-metilbutanoico constituye entre 20% y 90% en moles del mismo, siendo el resto por lo menos uno de entre ácido 2-etilhexanoico y ácido 3,5,5-trimetilhexanoico, y se esterifica para producir un aceite de éster de poliol. Después, se disuelve HFO-1234ze(E) en dicho aceite de éster de poliol para obtener una composición de aceite de refrigeración. La composición de aceite de refrigeración obtenida de esta manera satisface el lado de temperatura elevada de la temperatura de separación en dos casos, la temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura baja y la viscosidad cinemática indicados anteriormente, y es excelente en términos de rendimiento de refrigeración y rendimiento de lubricación.

Sin embargo, en el caso en el que, por ejemplo, HFO-1234ze(E) haya sido seleccionado para instalaciones refrigeradas de gran tamaño y en que la viscosidad cinemática requerida a 40°C sea de entre 90 y 240 mm2/s, entonces se utiliza un aceite de éster de poliol obtenido mediante esterificación de un ingrediente alcohol en el que el pentaeritritol constituye entre 0% y 70% en moles del mismo, siendo el resto de dipentaeritritol, y un ingrediente ácido graso en el que por lo menos uno de entre ácido 2-metilbutanoico y ácido 2-metilpentanoico constituye entre 20% y 60% en moles del mismo, siendo el resto de ácido 2-etilhexanoico, o un aceite de éster de poliol obtenido mediante esterificación de un ingrediente alcohol en el que el pentaeritritol constituye entre 40% y 100% en moles del mismo, siendo el resto de dipentaeritritol, y un ingrediente ácido graso en el que por lo menos uno de entre ácido 2-metilbutanoico y ácido 2-metilpentanoico constituye entre 20% y 60% en moles del mismo, siendo el resto de ácido 3,5,5-trimetilhexanoico. Se disuelve HFO-1234ze(E) en dicho aceite de éster de poliol para obtener una composición de aceite de refrigeración.

Además, en el caso de que, por ejemplo, se haya seleccionado R-32 para acondicionadores de aire domésticos y en que la viscosidad cinemática requerida a 40°C sea de entre 40 y 80 mm2/s, entonces se utiliza un aceite de éster de poliol obtenido mediante esterificación de un ingrediente alcohol en el que el pentaeritritol constituye entre 40% y 80% en moles del mismo, siendo el resto de dipentaeritritol y un ingrediente ácido graso en el que el ácido 2-metilbutanoico constituye entre 40% y 70% en moles del mismo, siendo el resto de ácido 2-etilhexanoico, o un aceite de éster de poliol obtenido mediante esterificación de un ingrediente alcohol en el que el pentaeritritol constituye entre 50% y 100% en moles del mismo, siendo el resto de dipentaeritritol, y un ingrediente ácido graso en el que el ácido 2-metilbutanoico constituye entre 30% y 70% en moles del mismo, siendo el resto de ácido 3,5,5-trimetilhexanoico. Se disuelve R-32 en dicho aceite de éster de poliol con el fin de obtener una composición de aceite de refrigeración.

Además, asimismo en el caso de un modo convencional en el que se selecciona R-410A para acondicionadores de aire domésticos, puede utilizarse un aceite de éster de poliol obtenido mediante esterificación de un ingrediente alcohol en el que el pentaeritritol constituye entre 40% y 80% en moles del mismo, siendo el resto de dipentaeritritol, y un ingrediente ácido graso en el que el ácido 2-metilbutanoico constituye entre 40% y 70% en moles del mismo, siendo el resto de ácido 2-etilhexanoico. Se disolvió R-410A en dicho aceite de éster de poliol con el fin de obtener una composición de aceite de refrigeración.

Adicionalmente, asimismo en el caso de un modo convencional en el que se selecciona R-410A para acondicionadores de aire de gran tamaño, se puede utilizar un aceite de éster de poliol obtenido mediante esterificación de un ingrediente alcohol en el que el pentaeritritol constituye entre 40% y 80% en moles del mismo, siendo el resto de dipentaeritritol, y un ingrediente ácido graso en el que el ácido 2-metilbutanoico constituye entre 40% y 60% en moles del mismo, siendo el resto de ácido 2-etilhexanoico. Se disuelve R-410A en dicho aceite de éster de poliol con el fin de obtener una composición de aceite de refrigeración.

Además, asimismo en el caso en que R-32, que es un refrigerante de nueva generación, y R-410A, que es un refrigerante convencional, se mezclan juntos en un acondicionador de aire de gran tamaño debido a, por ejemplo, la configuración de las instalaciones, puede utilizarse un aceite de éster de poliol obtenido mediante esterificación de un ingrediente alcohol en el que el pentaeritritol constituye entre 40% y 80% en moles del mismo, siendo el resto de dipentaeritritol y un ingrediente ácido graso en el que el ácido 2-metilbutanoico constituye entre 40% y 60% en moles del mismo, siendo el resto de ácido 2-etilhexanoico. Se disuelve un refrigerante mixto compuesto por R-32 y R-410A en dicho aceite de éster de poliol con el fin de obtener una composición de aceite de refrigeración.

Además, en el caso de que se haya seleccionado un refrigerante mixto compuesto por R-32 y HFO-1234yf o HFO-1234ze(E) para acondicionadores de aire domésticos y en que la viscosidad cinemática requerida a 40°C sea de entre 40 y 80 mm2/s, entonces se utiliza un aceite de éster de poliol obtenido mediante esterificación de un ingrediente alcohol en el que el pentaeritritol constituye entre 40% y 80% en moles del mismo, siendo el resto de dipentaeritritol, y un ingrediente ácido graso en el que el ácido 2-metilbutanoico constituye entre 20% y 50% en moles del mismo, siendo el resto de ácido 2-etilhexanoico, o un aceite de éster de poliol obtenido mediante esterificación de un ingrediente alcohol en el que el pentaeritritol constituye entre 50% y 100% en moles del mismo, siendo el resto de dipentaeritritol, y un ingrediente ácido graso en el que el ácido 2-metilbutanoico constituye entre 30% y 70% en moles del mismo, siendo el resto de ácido 3,5,5-trimetilhexanoico. Se disuelve un refrigerante mixto compuesto por R-32 y HFO-1234yf o HFO-1234ze(E) en el aceite de éster de poliol con el fin de obtener una composición de aceite de refrigeración.

Tal como se ha indicado anteriormente, mediante la utilización de pentaeritritol, dipentaeritritol, por lo menos uno de entre ácido pentanoico y ácido hexanoico, y por lo menos uno de entre ácido octanoico y ácido nonanoico en común y meramente modificando las proporciones de mezcla de los mismos, se obtienen aceites de éster de poliol que son utilizables con diversos refrigerantes a base de hidrofluorocarburo o refrigerantes a base de hidrocarburos. En consecuencia, con el fin de preparar pentaeritritol, dipentaeritritol, por lo menos uno de entre ácido pentanoico y ácido hexanoico y por lo menos uno de entre ácido octanoico y ácido nonanoico previamente resulta suficiente para el sitio de producción, y puede reducirse significativamente la complejidad de obtención de materias primas y de gestión de la producción en comparación con el caso en que se preparan muchos tipos de aceites de éster de poliol.

Pueden añadirse diversos aditivos a la composición de aceite de refrigeración de la invención. El aceite de éster de poliol posiblemente puede sufrir deterioro oxidativo o hidrólisis debido al aire o humedad exterior que se ha infiltrado en el ciclo de refrigeración, o debido a la influencia de residuos, por ejemplo, un preventivo del óxido, que permanece en el ciclo de refrigeración, resultando en la posibilidad de que pueda producirse un componente ácido mediante deterioro o hidrólisis, que produce corrosión en el interior del sistema. Además, los refrigerantes con un doble enlace en la molécula, tales como HFO-1234hf, HFO-1234ze(E) y R-1270, presentan mayor tendencia que otros refrigerantes a base de hidrofluorocarburo, a sufrir deterioro oxidativo o hidrólisis debido al calor, o al aire o humedad exterior que se ha infiltrado en el ciclo de refrigeración, o debido a la influencia de residuos, por ejemplo, un preventivo del óxido, que permanece en el ciclo de refrigeración, resultando en la posibilidad de que pueda producirse un componente ácido mediante deterioro o hidrólisis, que produce corrosión en el interior del sistema. Por lo tanto, resulta preferido añadir un secuestrante de ácidos de compuesto epoxi. En particular, resultan preferidos secuestrantes de ácidos de compuesto epoxi, tales como éteres de glicidilo y ésteres de glicidilo, debido a que dichos compuestos presentan un elevado efecto secuestrante de ácidos. Además, resulta preferido utilizar un secuestrante de ácidos de compuesto epoxi que presenta un grupo epoxicicloalquilo o un secuestrante de ácidos de compuesto epoxi obtenido mediante la introducción de un grupo glicidilo en un extremo del polipropilenglicol, desde el punto de vista de la afinidad para el aceite de éster de poliol y el refrigerante a base de hidrofluorocarburo. Además, un secuestrante de ácidos de compuesto epoxi obtenido mediante la introducción de un grupo glicidilo en un alcohol o ácido graso que presenta 10 o menos átomos de carbono resulta preferido debido a que dicho compuesto muestra una capacidad mejorada de secuestro de ácidos debido a la elevada dispersabilidad del mismo en el refrigerante a base de hidrofluorocarburo o en el refrigerante a base de hidrocarburos.

Mediante la adición de un mejorante de la lubricidad, tal como un agente de presión extrema o un agente de oleosidad, no sólo puede prevenirse que superficies metálicas de partes deslizantes sufran desgaste o agarrotamiento, sino que asimismo puede mejorarse la lubricidad, reduciendo el calentamiento por fricción, permitiendo inhibir la descomposición de los refrigerantes que presentan un doble enlace en la molécula, tales como HFO-1234yf, HFO-1234ze(E) y R-1270. Como agente de presión extrema, puede utilizarse un agente de presión extrema de tipo ácido fosfórico o un agente de presión extremo de tipo ácido tiofosfórico de acuerdo con los requisitos de la instalación refrigerada o acondicionador de aire. Debido a que los agentes de presión extrema de tipo ácido tiofosfórico causan la precipitación de los compuestos de azufre según las condiciones y por lo tanto resulta necesario minimizar la cantidad de los mismos en caso de añadirse dichos agentes, los agentes de presión extrema de tipo ácido fosfórico resultan preferidos. Entre los ejemplos de los agentes de presión extrema de tipo ácido fosfórico se incluyen fosfato de tricresilo, fosfato de trifenilo, fosfato de tris(terc-butilfenilo), bis(tercbutilfenil)fosfato de monofenilo y terc-butilfenilfosfato de difenilo. Como agente de oleosidad, puede utilizarse uno que no presenta ningún elemento activo, por ejemplo, fósforo o azufre, y que utiliza la afinidad de oxígeno para metales, tales como un alcohol alquídico de cadena larga, monoglicérido de alquilo o metiléster de ácido graso. Entre los ejemplos de los mismos se incluyen alcohol oleílico, alcohol isoestearílico, monoglicérido de oleílo, monoglicérido de linolenilo y oleato de metilo.

Asimismo resulta preferido añadir un antioxidante con el fin de inhibir que los refrigerantes que presentan un doble enlace en la molécula, tales como HFO-1234yf, HFO-1234ze(E) y R-1270, se descompongan o experimenten deterioro oxidativo debido a la infiltración de aire exterior en el ciclo de refrigeración. Entre los ejemplos del antioxidante se incluyen antioxidantes fenólicos, tales como 2,6-di-terc-butil-4-metilfenol, 2,6-di-terc-butil-4-etilfenol y 2,2'-metilen-bis(4-metil-6-terc-butilfenol) y antioxidantes de compuesto amina, tales como fenil-a-naftilamina y N,N'-difenil-p-fenilendiamina. Sin embargo, debido a que los antioxidantes de compuesto de amina presentan reactividad con los refrigerantes que presentan un doble enlace en la molécula, tales como HFO-1234yf, HFO-1234ze(E) y R-1270, resulta preferido utilizar dichos antioxidantes en el aceite de refrigeración que debe aplicarse en otros refrigerantes a base de hidrofluorocarburo o en refrigerantes a base de hidrocarburos.

Uno cualquiera de entre el secuestrante de ácido de compuesto epoxi, el mejorante de lubricidad y el antioxidante puede utilizarse solo, o pueden utilizarse los tres agentes en combinación. No existen limitaciones respecto a la cantidad de cada agente que debe añadirse, con la condición de que se produzca el efecto de los mismos. Sin embargo, resulta preferido que las cantidades del secuestrante de ácidos de compuesto epoxi, mejorante de lubricidad y antioxidante sean de 0.25% a 2% en masa, 0.5% a 4% en masa y 0.1% a 1% en masa, respectivamente, respecto a la composición de aceite de refrigeración total. En caso de que la cantidad añadida de cada agente sea inferior al límite inferior, el efecto de la misma no podrá producirse en grado suficiente. Aunque la cantidad de cada agente sea superior al límite superior, no sólo el efecto no resultará potenciado adicionalmente, sino que, además, el contenido relativo del aceite de éster de poliol será bajo, resultando en una lubricidad reducida.

Además de dichos aditivos, pueden añadirse aditivos de uso general con el fin de mejorar rendimientos además de los mencionados anteriormente.

Ejemplos

Se muestran a continuación los ejemplos de ensayo con el fin de explicar con mayor detalle la invención, aunque la invención no debe interpretarse como limitada a los ejemplos siguientes en modo alguno.

<Ensayo A: composiciones de aceite de refrigeración para refrigerantes a base de hidrofluorocarburo>

Los ingredientes alcohol y los ingredientes ácido graso mostrados en la tabla A se esterificaron para producir aceites de éster de poliol. En la tabla, PE representa pentaeritritol, DiPE representa dipentaeritritol, LPt representa ácido pentanoico normal (un ácido pentanoico), 2Mbu representa ácido DL-2-metilbutanoico (un ácido pentanoico), LHx representa ácido hexanoico normal (un ácido hexanoico), 2MPt representa ácido DL-2-metilpentanoico (un ácido hexanoico), 2Ebu representa ácido 2-etilbutanoico (un ácido hexanoico), 2Ehx representa un ácido 2-etilhexanoico (un ácido octanoico) y TMHx representa ácido 3,5,5-trimetilhexanoico (un ácido nonanoico) y la proporción de mezcla entre cada ingrediente alcohol y el ingrediente ácido graso se encuentra en proporción molar. Se añadió un aceite de poli(éter vinílico) (aceite comparativo 15A) que se utiliza actualmente como aceite de refrigeración, a modo de aceite comparativo aparte de aceites éster producidos a partir del ingrediente alcohol y el ingrediente ácido graso. Además, se añadieron los aceites comparativos 18A, 19A y 20A como aceites mixtos. El aceite de refrigeración A utilizado en los aceites mixtos se utiliza como aceite de refrigeración para neveras HFC; este aceite de refrigeración es altamente soluble en el refrigerante R-32, aunque presenta una viscosidad excesivamente baja para utilizarlo en las instalaciones refrigeradas o acondicionadores de aire a los que pretende aplicarse la invención.

[Tabla 1]

Tabla A (Aceites de éster de poliol utilizados en los ejemplos y ejemplos comparativos)

[Tabla 2]

Tabla A (continuación)

(Ejemplo de ensayo 1A: con respecto a las viscosidades cinemáticas de cada aceite de éster de poliol sintetizado)

Se examinó cada uno de los aceites de éster de poliol y aceites comparativos para la viscosidad cinemática a 40°c y a 100°C. Los resultados de las mediciones se muestran en las tablas 3 y 4.

[Tabla 3]

[Tabla 4]

(Ensayo 2A: con respecto a la solubilidad en R-32)

Se introdujo cada aceite de éster de poliol junto con R-32 en un tubo de vidrio de manera que diera como resultado un contenido de aceite de 20% en peso y el tubo de vidrio se sometió a agitación para disolver el R-32 en el aceite de éster de poliol. Tras la disolución, el tubo de vidrio se introdujo en un baño de agua y se calentó gradualmente a fin de medir la temperatura a la que la capa homogénea se separaba en una capa de aceite y una capa de refrigerante (temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura elevada). Después, se introdujo el tubo de vidrio en una cámara de enfriamiento y se enfrió gradualmente para medir la temperatura a la que la capa homogénea se separaba en una capa de aceite y una capa de refrigerante (temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura baja).

Los resultados de las mediciones y las viscosidades cinemáticas se muestran ambas en las tablas 5 a 7.

[Tabla 5]

Refrigerante R-32/acondicionador de aire

como aceite de refri eración con una viscosidad cinemática a 40°C de 50 a 100 mm2/s

[Tabla 6]

Refrigerante R-32/instalación refrigerada o acondicionador de aire de grandes dimensiones m i r fri r i n n n vi i in m i 4 ° 1 2 mm2

[Tabla 7]

Refrigerante R-32/instalación refrigerada pequeña

m i r fri r i n n n vi i in m i 4 ° 22 mm2

(Ejemplo de ensayo 3A: con respecto a la solubilidad en R-410A y viscosidad cinemática)

Se midió la temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura elevada y la temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura baja de la misma manera que en el ejemplo de ensayo 1A, excepto en que se utilizó R-410A como refrigerante a base de hidrofluorocarburo. Los resultados de las mediciones y las viscosidades cinemáticas se muestran ambas en las tablas 8 y 9.

[Tabla 8]

Refrigerante R-410A/acondicionador de aire

m i r fri r i n n n vi i in m i 4 ° 1 mm2

[Tabla 9]

Refrigerante R-410A/instalación refrigerada o acondicionador de aire de grandes dimensiones como aceite de refri eración con una viscosidad cinemática a 40°C de 100 a 320 mm2/s

[Ejemplo de ensayo 4A: con respecto a la solubilidad en HFO-1234yf y la viscosidad cinemática]

La temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura elevada y la temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura baja se midieron de la misma manera que en el ejemplo de ensayo 1A, excepto en que se utilizó HFO-1234yf como refrigerante a base de hidrofluorocarburo. Los resultados de las mediciones y las viscosidades cinemáticas se muestran ambas en las tablas 10 a 12.

[Tabla 10]

Refrigerante HFO-1234yf/acondicionador de aire

m i r fri r i n n n vi i in m i 4 ° -1 mm2

[Tabla 11]

Refrigerante HFO-1234yf/instalación refrigerada o acondicionador de aire de grandes dimensiones como aceite de refri eración con una viscosidad cinemática a 40°C de 100 a 320 mm2/s

[Tabla 12]

Refrigerante HFO-1234yf/instalación refrigerada pequeña

como aceite de refri eración con una viscosidad cinemática a 40°C de 22 a 50 mm2/s

(Ejemplo de ensayo 5A: con respecto a la solubilidad en HFO-1234ze(E) y la viscosidad cinemática) La temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura elevada y la temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura baja se midieron de la misma manera que en el ejemplo de ensayo 1A, excepto en que se utilizó HFO-1234ez(E) como refrigerante a base de hidrofluorocarburo. Los resultados de las mediciones y las viscosidades cinemáticas se muestran ambas en las tablas 13 a 15.

[Tabla 13]

Refrigerante HFO-1234ze(E)/acondicionador de aire

[Tabla 14]

Refrigerante HFO-1234ze(E)/instalaciones refrigeradas o acondicionador de aire de grandes dimensiones m i r fri r i n n n vi i in m i 4 ° 1 2 mm2

[Tabla 15]

Refrigerante HFO-1234ze(E)/instalación refrigerada pequeña

(Ejemplo de ensayo 6A: con respecto a la lubricidad de los aceites refrigerantes)

Se evaluaron los eEjemplos 1A, 2A, 3A, 4A y 8A y el ejemplo comparativo 1A, que es el aceite de refrigeración actual para los acondicionadores de aire R-4l0a, con un probador Falex. Se muestran los resultados de los mismos en la tabla 16.

(Condiciones de ensayo)

Aparato de ensayo: probador Falex (PIN-VEE BLOCK)

Temperatura de ensayo: 80°C

Carga de ensayo: 150 libras

Periodo de ensayo: 4 h

Velocidad de giro: 290 rpm

[Tabla 16]

(Ejemplo de ensayo 7A: con respecto a la higroscopicidad)

Se evaluaron el ejemplo 2A y el ejemplo comparativo 1A, que es un aceite de refrigeración actual para acondicionadores de aire R-410A, mediante un ensayo de higroscopicidad. Los resultados de los mismos se muestran en la tabla 17.

(Condiciones de ensayo)

Aparato de ensayo A: se produjo y se utilizó un probador de higroscopicidad basado en una combinación de un humidificador, carcasa acrílica, mesa giratoria, ventilador, calefactor, higrómetro y termómetro.

Temperatura de ensayo: 30°C

Humedad de ensayo: 80% HR

Superficie del espécimen: 21.2 cm2

[Tabla 17]

El tiempo abierto que se consideró durante la manipulación del distribuidor de la instalación de los aceites refrigerantes se fijó en 0.5 a 3 horas entre los periodos de ensayo mostrados en la tabla 17, y los aceites refrigerantes se compararon respecto al grado de absorción de la humedad en un intervalo que incluía periodos más cortos y más largos. Se muestran los resultados de los mismos en la figura 1.

(Ejemplo de ensayo 8A: con respecto a la resistencia hidrolítica)

Se introdujo en un tubo de vidrio un aceite de éster de poliol que presentaba un contenido de humedad de 500 ppm y al que se había añadido un antioxidante y un secuestrante de ácidos a modo de aditivos, junto con refrigerante R-32 y un alambre de hierro, un alambre de cobre o un alambre de aluminio como catalizador, y se llevó a cabo un ensayo de calentamiento durante 14 días en una cámara termostática a 175°C. Tras completar el periodo de calentamiento, se examinó el contenido para la apariencia, color, cualquier cambio en el catalizador y precipitados. Además, se sacó el aceite de éster de poliol que había sido sometido al ensayo y se examinó para el valor ácido. Los resultados de los mismos se muestran en las tablas 18 y 19.

[Tabla 18]

[Tabla 19]

Nota 1) El aceite comparativo 1A y el aceite comparativo 15A se utilizan en

acondicionadores de aire en los que se utiliza R-410A, que es un refrigerante actual.

(Ejemplo de ensayo 9A: con respecto a otras propiedades)

La densidad, color, punto de inflamación, punto de fluidez, viscosidad cinemática, índice de viscosidad y número ácido total, como propiedades requeridas de los aceites refrigerantes, se muestran en las tablas 20 a 24 basándose en ejemplos y ejemplos comparativos.

[Tabla 20]

como aceite de refri eración con una viscosidad^ cinemática a 40°C de50-100^ mm2/s

[Tabla 21]

[Tabla 22]

Nota 1) El aceite comparativo 1A es un éster de poliol utilizando en acondicionadores de aire en el que se utiliza R-410A, que es un refrigerante actual.

[Tabla 23]

m i r fri r i n n n vi i in m i 4 ° 1 - 2 mm2

Note 1) El aceite comparativo 16A es un éster de poliol utilizado en instalaciones refrigeradas o acondicionadores de aire de grandes dimensiones en los que se utilizan R-410A, R-134a y similares, que son refrigerantes actuales.

[Tabla 24]

como aceite de refri eración con una viscosidad cinemática a 40°C de22-50 mm2/s

Nota 1) El aceite comparativo 17A es un éster de poliol utilizado en instalaciones refrigeradas pequeñas en las que se utiliza R-l34a, R-404A y similares, que son refrigerantes actuales.

(Listado de aceites de éster de poliol para cada combinación de materias primas)

Los ejemplos y ejemplos comparativos están dispuestos en relación a cada combinación de materias primas para mostrar que se obtienen diversas viscosidades y solubilidad en diversos refrigerantes mediante la modificación de la proporción de las materias primas. Las relaciones entre la combinación de materias primas y la viscosidad cinemática o instalaciones refrigeradas/acondicionadores de aire en las que es aplicable el aceite se muestran en las tablas 25 a 34, a continuación.

[Tabla 25]

° °

[Tabla 26]

m in i n m ri rim 2: l h l PE DiPE i n° 1 2MB i n° 2 TMHx

[Tabla 27]

° °

[Tabla 28]

° °

[Tabla 29]

m in i n m ri rim : l h l PE DiPE i n° 12MP i n° 2 2EHx

[Tabla 30]

° °

[Tabla 31]

° °

[Tabla 32]

m in i n m ri rim : l h l PE DiPE i n° 1 LHx i n° 2 TMHx

[Tabla 33]

° °

[Tabla 34]

r m in i n i r fri r n nv n i n l

La relación entre cada combinación de materias primas y la solubilidad en cada refrigerante (lado de temperatura baja de la temperatura de separación de dos fases) se muestra en las tablas 35 a 44, a continuación.

[Tabla 35]

Alcoholes PE DiPE ácdo n° 12MBu ácido n° 22EHx

[Tabla 36]

Alcoholes PE DiPE ácido n° 12MBu ácido n° 2 TMHx

[Tabla 37] Alcoholes PE DiPE ácido n° 1 LPt ácido n° 2 2EHx

[Tabla 38] Alcoholes PE DiPE ácido n° 1 LPt ^ ácido n° 2 TMHx

[Tabla 39] ° °

[Tabla 40]

° °

[Tabla 41] Al h l PE DiPE i n° 12EB i ^ n°2 TMHx

[Tabla 42] Alcoholes PE DiPE ácdo n° 1 LHx ácido n° 2 TMHx

[Tabla 43] Al h l PE DiPE i n° 12EHx i n° 2 TMHx

[Tabla 44]

Otras combinaciones

Tal como se muestra en las tablas 23 a 32, cada uno de los aceites de éster de poliol producidos mediante esterificación de un ingrediente alcohol obtenido mediante la mezcla de pentaeritritol con dipentaeritritol y un ingrediente ácido graso compuesto por por lo menos uno de entre ácido pentanoico y ácido hexanoico y por lo menos uno de entre ácido octanoico y ácido nonanoico se hace que presenten diversos valores de viscosidad mediante modificación de las proporciones de las materias primas con respecto a cada una de las combinaciones específicas de materias primas.

Además, tal como se muestra en los ejemplos de ensayo 1A a 4A y en las tablas 33 a 42, pueden producirse composiciones de aceite de refrigeración que son excelentes en términos de solubilidad y lubricidad, mediante la utilización de aceites de éster de poliol cada uno de los cuales se produce mediante esterificación de un ingrediente alcohol producido mediante la mezcla de pentaeritritol y dipentaeritritol y un ingrediente ácido graso compuesto por por lo menos uno de entre ácido pentanoico y ácido hexanoico y por lo menos uno de entre ácido octanoico y ácido nonanoico, de acuerdo con los tipos de refrigerantes a base de hidrofluorocarburo. Además, tal como se muestra en los ejemplos de ensayo 5A a 8A, los aceites de éster de poliol producidos son equivalentes o superiores a los aceites de refrigeración convencionales en otros rendimientos y, mediante la incorporación de aditivos en los mismos tal como en productos convencionales, puede conseguirse que aceites de éter de poliol sean utilizables asimismo en instalaciones refrigeradas que utilizan refrigerantes con un bajo potencial de calentamiento global, tales como el refrigerante R-32, tal como en un aparato en el que se utiliza R-410A, un refrigerante convencional.

Aplicabilidad industrial

La presente invención resulta útil como composiciones de aceite de refrigeración para refrigerantes a base de hidrofluorocarburo.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Composición de aceite de refrigeración que contiene un aceite de éster de poliol y un refrigerante a base de hidrofluorocarburo,

caracterizada por que el aceite de éster de poliol es un producto de esterificación de

- un ingrediente alcohol que contiene pentaeritritol y dipentaeritritol, y

- un ingrediente ácido graso que es una mezcla de: por lo menos uno de entre ácido 2-metilbutanoico y ácido 2-metilpentanoico; y por lo menos uno de entre ácido 2-etilhexanoico y ácido 3,5,5-trimetilhexanoico, el por lo menos uno de entre ácido 2-metilbutanoico y ácido 2-metilpentanoico en el ingrediente ácido graso representa por lo menos 20% en moles de la cantidad total del ingrediente ácido graso,

el refrigerante a base de hidrofluorocarburo comprende por lo menos un miembro seleccionado de entre R-32, R-410A, HFO-1234yf y HFO-1234ze(E), y

el aceite de éster de poliol es soluble con el refrigerante a base de hidrofluorocarburo de manera que la composición de aceite de refrigeración presenta una temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura baja y una temperatura de separación de dos capas de lado de temperatura elevada, con respecto a la separación del refrigerante a base de hidrofluorocarburo como se mide a un contenido de aceite de 20% en peso, de 20°C o inferior y 35°C o superior, respectivamente.

2. Composición de aceite de refrigeración según la reivindicación 1, caracterizada por que el ingrediente ácido graso es una mezcla de ácido 2-metilbutanoico y ácido 2-etilhexanoico.

3. Composición de aceite de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada por que el refrigerante a base de hidrofluorocarburo comprende por lo menos un elemento seleccionado de entre R-32 y R-410A.

4. Composición de aceite de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que el refrigerante a base de hidrofluorocarburo comprende R-32.5

5. Composición de aceite de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que contiene además por lo menos uno de entre un antioxidante, un secuestrante de ácidos de compuesto epoxi y un agente de presión extrema.