ES2928566T3 - Sistema y métodos de introducción de un lubricante de PAG y refrigerante en un aire acondicionado - Google Patents

Abstract

Se describen composiciones, sistemas y métodos para introducir lubricantes y aditivos, que están diseñados para funcionar con refrigerantes respetuosos con el medio ambiente en sistemas de gestión de calor de vehículos, incluidos sistemas de aire acondicionado (A/C) del compartimento de pasajeros. También se describen métodos para cargar lubricantes y aditivos específicos que utilizan refrigerante o mezclas de refrigerante deseables desde el punto de vista ambiental (PCA bajo) en un sistema respetuoso con el medio ambiente, como un sistema que utiliza HFO-1234yf. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema y métodos de introducción de un lubricante de PAG y refrigerante en un aire acondicionado

Campo de la invención

La presente invención se refiere, en general, a composiciones, sistemas y métodos de introducción de lubricantes, y aditivos, que se diseñan para funcionar con refrigerantes respetuosos con el medioambiente, en los sistemas de gestión térmica de un vehículo que incluyen sistemas de aire acondicionado (A/C) del compartimento de pasajeros. Más específicamente, la presente invención se refiere a métodos de carga de lubricantes y aditivos específicos usando composiciones de refrigerante o de mezcla de refrigerantes medioambientalmente deseables (bajo GWP) en un sistema respetuoso con el medioambiente, tal como un sistema que usa HFO-1234yf. La presente invención también se refiere a métodos de carga de refrigerantes que contienen lubricantes y aditivos específicos en un sistema respetuoso con el medioambiente, tal como un sistema que usa HFO-1234yf.

Antecedentes de la invención

Desde mediados de los años 90, los sistemas de aire acondicionado (A/C) automotrices han usado el refrigerante R-134a para el ciclo de compresión de vapor. Ahora, debido a las presiones medioambientales y sociales, los fabricantes mundiales de automóviles están haciendo la transición hacia el refrigerante de bajo potencial de calentamiento global (GWP), HFO-1234yf (2,3,3,3-tetrafluoropropeno), como el refrigerante de A/C en los vehículos. En el sistema de A/C de compresión de vapor tradicional, el compresor de A/C hace circular el refrigerante a través del sistema de A/C para lograr la refrigeración. Por lo tanto, el compresor de A/C es crítico para la operación del sistema de A/C. Los compresores de A/C funcionan como el corazón del sistema de A/C bombeando el fluido operativo a través del sistema. Sin el correcto funcionamiento del compresor de A/C, fallaría el sistema de A/C. Para funcionar correctamente, los compresores de A/C requieren lubricantes con los parámetros físicos correctos (viscosidad, humedad, TAN, etc.). El lubricante debe circular completamente a través del sistema de A/C. El lubricante debe ser transportado por el refrigerante de una parte del sistema a la siguiente y el lubricante debe también ser capaz de llevar el refrigerante de una parte del sistema a una parte del sistema diferente mientras que proporciona lubricación cuando está interno al compresor. Por lo tanto, la mutua compatibilidad refrigerante/aceite con respecto al intervalo de funcionamiento del sistema de A/C de 0 °C a 40 °C es esencial para el eficaz funcionamiento del sistema.

Los fabricantes de equipos originales (OEM) automotrices añaden normalmente lubricantes de A/C durante el proceso inicial de llenado del A/C del vehículo. Los sistemas de A/C puede requerir una reparación debido a un fallo de componentes (rotura de mangueras o líneas) o accidente del vehículo que compromete al sistema de A/C. Normalmente, el mercado de repuestos automotrices o la industria de servicios emplea una máquina de recuperación, recirculación, recarga o "R/R/R" para reinyectar/rellenar el refrigerante y el lubricante en sistemas de A/C después de la reparación. Sin embargo, la actual máquina de R/R/R diseñada para su uso con HFO-1234yf, que se basa en SAE J2843, particularmente la sección 8.9.5.1 de dicha norma de SAE, no permite la inyección automática de lubricante en el sistema después de la reparación por la máquina de R/R/R. El lubricante debe ser "inyectado a mano" o "inyectado mecánicamente". Para cada una de estas opciones, el lubricante se llena en un inyector y luego una maguera se une al lado de baja del sistema de A/C. El vehículo se arranca, y el sistema de A/C se pone a refrigeración máxima, que también pone en marcha el compresor de A/C. Cuando el compresor de A/C empieza a recircular, el inyector acoplado se gira a la posición abierta y el lubricante se transporta a lo largo de la manguera hasta el sistema de A/C.

Aunque este método se puede usar, es un proceso tedioso y requiere el uso de un mecanismo de tipo bomba manual que empuja el lubricante por la manguera conectada a un puerto de servicio de A/C. El lubricante es introducido en el sistema por el compresor de A/C. El lubricante se puede adherir a las paredes de la manguera durante el proceso de suministro, por lo que se dificulta el suministro de una cantidad apropiada de lubricante en el sistema. Por lo tanto, existe una necesidad en esta técnica de una forma rápida y conveniente de transportar el lubricante en el sistema de A/C sin el uso de un inyector manual.

También se debe observar que algunas veces puede ser ventajoso usar un proceso de suministro similar para suministrar el refrigerante, el refrigerante que contiene lubricante o el refrigerante que contiene otros aditivos potenciadores del rendimiento en el sistema de A/C usando este mismo método de transporte.

El documento de patente US 2009/241562 A1 proporciona un método de selección de un lubricante y un refrigerante para su uso en un dispositivo de refrigeración de la compresión de vapor de forma que la combinación del lubricante y el refrigerante produzca un sistema de fluidos que tiene una fase rica en lubricante y una fase rica en refrigerante, pero presenta propiedades de tipo miscible.

El documento de patente US 2016/068721 A1 desvela un método de mejora de la miscibilidad en los sistemas de refrigeración, aire acondicionado, bomba de calor o ciclo de potencia que comprende cargar un sistema de refrigeración, aire acondicionado o bomba de calor con una composición refrigerante. La composición refrigerante comprende al menos un refrigerante y un lubricante que comprende al menos un perfluoropoliéter y al menos un lubricante no fluorado.

El documento de patente US 2011/272624 A1 se refiere a una composición refrigerante, o un kit para una composición refrigerante, para su uso en aires acondicionados que comprenden un refrigerante. El refrigerante comprende un hidrofluorocarbono que tiene un GWP inferior a aproximadamente 10 y un ODP de aproximadamente cero, que está presente en una concentración de al menos aproximadamente el 50 % en peso de la composición de refrigerante; un lubricante en donde el lubricante es un lubricante oxigenado polar; y un secuestrante de ácido que comprende un siloxano, un compuesto aromático activado, o cualquier mezcla de los mismos.

El documento de patente XP055568141 desvela un recipiente que comprende una carga de aceite de PAG de viscosidad media para sistemas de A/C de automóviles de R-134a.

Sumario de la invención

La presente invención resuelve los problemas asociados con las composiciones, sistemas y métodos convencionales proporcionando un refrigerante de bajo GWP que se puede usar para inyectar lubricante en el sistema de A/C automotriz de HFO-1234yf de bajo GWP a través del uso de una maguera de recarga típica del mercado de repuestos de A/C. En el inyector manual o la bomba manual el flujo de lubricante está controlado por la viscosidad del lubricante y la aspiración del compresor de A/C. En el método inventivo, el refrigerante se usa para transportar el lubricante y/o el paquete de aditivos de lubricante a la manguera de A/C sin que se pegue en la manguera, por lo que así se asegura que más lubricante o paquete de lubricante/aditivos se introduzca en el sistema de A/C, por lo que mejora el flujo de material.

Usando el inyector manual o la bomba manual se puede conducir un lubricante que se adhiere a las líneas de mangueras que conectan con el sistema de A/C. El uso del refrigerante para transferir el lubricante al sistema garantiza que más lubricante se introduzca en el sistema de A/C frente a los inyectores manuales o de bomba a medida que el refrigerante lleva el lubricante y transporta el lubricante en el sistema de A/C. El lubricante o lubricante/aditivo y refrigerante se ofrecen en un paquete conjunto en un recipiente o lata convencional en condiciones en las que el lubricante y el refrigerante son miscibles. Tras ser descargados del recipiente pequeño, el componente refrigerante cambiará el estado de gas licuado comprimido a vapor, mientras que el componente de aceite se atomiza. Durante este proceso, el refrigerante, que es miscible con el lubricante, atomizará el lubricante o la mezcla de lubricante/aditivo y transportará el lubricante o la mezcla de lubricante/aditivo adicional a lo largo de la manguera y en el sistema de A/C antes de que el lubricante o la mezcla de lubricante/aditivo pueda depositarse en las paredes de la manguera de recarga de A/C.

Un aspecto de la invención se refiere a un recipiente configurado para suministrar una composición en un sistema de aire acondicionado de un vehículo que comprende una composición, en donde la composición comprende aproximadamente 50 a aproximadamente 80 % en peso de lubricante de polialquilenglicol (PAG) y aproximadamente 20 a aproximadamente 50 % en peso de un refrigerante, en donde el refrigerante presenta un potencial de calentamiento global (GWP) inferior a aproximadamente 100 y en donde la presión dentro del recipiente es aproximadamente 160 kPa a aproximadamente 945 kPa.

Otro aspecto de la invención se refiere al recipiente anterior en donde la composición comprende aproximadamente 55 a aproximadamente 70 % en peso, preferentemente aproximadamente 60 a aproximadamente 65 % en peso de lubricante de PAG y aproximadamente 30 % en peso a aproximadamente 45 % en peso, preferentemente 35 a aproximadamente 40 % en peso de refrigerante de bajo GWP.

Otro aspecto de la invención se refiere al recipiente anterior en donde la composición comprende además aproximadamente 1 a aproximadamente 5 % en peso de secuestrantes de ácido.

Otro aspecto de la invención se refiere a cualquiera de los recipientes anteriores en donde las composiciones comprenden además aproximadamente 1 a aproximadamente 5 % en peso de potenciadores del rendimiento.

Un aspecto adicional de la invención se refiere a cualquiera de los recipientes anteriores en donde las composiciones comprenden además aproximadamente 1 a aproximadamente 10 % en peso de supresores de la llama.

Un aspecto de la invención se refiere a un método de suministro de un lubricante de PAG en el sistema de A/C de un vehículo usando cualquiera de los recipientes anteriores.

Otro aspecto de la invención comprende el método anterior y que comprende además suministrar secuestrantes de ácido en el sistema de A/C de un vehículo.

Otro aspecto de la invención comprende los métodos anteriores y que comprende además suministrar potenciadores del rendimiento en el sistema de A/C de un vehículo.

Otro aspecto de la invención comprende los métodos anteriores y que comprende además suministrar supresores de la llama en el sistema de A/C de un vehículo.

Un aspecto adicional de la invención comprende los métodos anteriores en donde el método se realiza en condiciones de presión y temperatura en las cuales el lubricante es miscible con el refrigerante.

Un aspecto de la invención comprende un sistema de suministro de la composición de cualquiera de los recipientes anteriores a un sistema de A/C automotriz que comprende: el recipiente un compresor, condensador, secador, válvula de expansión y un evaporador.

Un aspecto adicional de la invención comprende el uso de un kit que comprende cualquiera de los recipientes anteriores, un dispensador accionado manualmente para controlar el flujo de la composición en un sistema de aire acondicionado y una manguera para transportar la composición al sistema de aire acondicionado como se muestra en la FIG. 2.

Otro aspecto de la invención se refiere a un recipiente configurado para suministrar una composición en un sistema de aire acondicionado de un vehículo que comprende una composición, en donde la composición comprende aproximadamente 1 a aproximadamente 15 % en peso de lubricante de polialquilenglicol (PAG) y aproximadamente 85 a aproximadamente 99 % en peso de un refrigerante, en donde el refrigerante presenta un potencial de calentamiento global (GWP) inferior a aproximadamente 100 y en donde la presión dentro del recipiente es aproximadamente 160 kPa a aproximadamente 945 kPa.

Un aspecto adicional de la invención se refiere al recipiente anterior, en donde la composición comprende aproximadamente 1 a aproximadamente 10% en peso de lubricante de PAG y aproximadamente 90 a aproximadamente 99 % en peso de refrigerante de bajo GWP

Un aspecto adicional de la presente invención se refiere al recipiente anterior, en donde la composición comprende aproximadamente 1 a aproximadamente 5 % en peso de lubricante de PAG y aproximadamente 95 a aproximadamente 99 % en peso de refrigerante de bajo GWP.

Los diversos aspectos y realizaciones desvelados en el presente documento se pueden usar solos o en diversas combinaciones entre sí.

Breve descripción del dibujo

La FIG. 1 es un dibujo esquemático de un sistema para introducir la composición del recipiente a un sistema de A/C.

La FIG. 2 es una foto de un kit para su uso en el suministro de la composición del recipiente en un sistema de A/C.

Descripción detallada

La presente invención se refiere, en general, a un recipiente según la reivindicación 1 que comprende composiciones que consisten en lubricantes, y aditivos, que se diseñan para funcionar con refrigerantes respetuosos con el medioambiente. Más específicamente, la presente invención se refiere a dicho recipiente que comprende composiciones que comprenden o que consisten esencialmente en aproximadamente 50 a aproximadamente 80 % en peso, aproximadamente 55 a aproximadamente 70 % en peso, o aproximadamente 60 a aproximadamente 65 % en peso de lubricantes de pAg , aproximadamente 0 a aproximadamente 5 % en peso de aditivos y aproximadamente 20 a aproximadamente 50 % en peso, aproximadamente 30 % en peso a aproximadamente 45 % en peso, o aproximadamente 35 % en peso a aproximadamente 40 % en peso de refrigerantes de bajo GWP o mezclas de refrigerantes para su uso en un sistema de A/C.

La presente invención también se refiere a un recipiente según la reivindicación 3 que comprende composiciones que comprenden o que consisten esencialmente en aproximadamente 1 a aproximadamente 15% en peso, aproximadamente 1 a aproximadamente 10 % en peso, o aproximadamente 1 a aproximadamente 5 % en peso de lubricantes de PAG, aproximadamente 0 a aproximadamente 5 % en peso aditivos y aproximadamente 85 a aproximadamente 99 % en peso, aproximadamente 90 % en peso a aproximadamente 99 % en peso, o aproximadamente 95 % en peso a aproximadamente 99 % en peso de refrigerantes de bajo GWP o mezclas de refrigerantes.

Lubricante

El lubricante elegido para esta composición tiene preferentemente solubilidad suficiente en el refrigerante de A/C del vehículo para garantizar que el lubricante pueda regresar al compresor desde el evaporador. Además, el lubricante tiene preferentemente una viscosidad relativamente baja a bajas temperaturas, de manera que el lubricante es capaz de pasar a través del evaporador frío. En una realización preferida, el lubricante y el refrigerante de A/C son miscibles en un amplio intervalo de temperaturas. Los lubricantes preferidos pueden ser uno o más compuestos oxigenados polares. Los compuestos oxigenados polares preferidos incluyen poli(óxidos de alquileno), también conocidos como polialquilenglicoles (PAG).

Los polialquilenglicoles, como se usa en el presente documento, incluyen compuestos que contienen más de un óxido de alquileno, en donde uno o más de los extremos están abiertos con un resto (grupo) que no contiene un átomo de hidrógeno activo. Se puede usar cualquier óxido de alquileno que facilite la lubricación, siendo preferidos el óxido de etileno y el óxido de propileno y siendo más preferido el óxido de propileno. Los restos de terminación de extremos incluyen cualquier resto que no interfiera con la lubricación o refrigeración. Los restos de terminación de extremos preferidos incluyen grupos alquilo inferior; siendo los grupos alquilo inferior C1 a 4 más preferidos. Los lubricantes de PAG preferidos incluyen uno o cualquier combinación de compuestos terminados con alquil éter, compuestos terminados con éster o monoles que tienen al menos un único grupo hidroxilo. Los alquilenglicoles preferidos están terminados en un solo extremo o terminados en los dos extremos, siendo la terminación doble más preferida.

En una realización preferida, el lubricante es soluble en el sistema de A/C de un vehículo refrigerante a temperaturas entre aproximadamente 0 °C y aproximadamente 100 °C, y más preferentemente en el intervalo de aproximadamente 0 °C y aproximadamente 40 °C, e incluso más específicamente entre 5 °C y 40 °C. En otra realización, el intento por mantener el lubricante en el compresor no es una prioridad y así no se prefiere la solubilidad a alta temperatura. En esta realización, el lubricante es soluble a temperaturas superiores a aproximadamente 70 °C, más preferentemente a temperaturas superiores a aproximadamente 80 °C, y lo más preferentemente a temperaturas entre 90-95 °C.

El lubricante puede tener una viscosidad cinemática (medida a 40 °C, según ASTM D445) superior a aproximadamente 5 cSt, preferentemente superior a aproximadamente 10 cSt, y lo más preferentemente superior a 20 cSt. El lubricante puede tener una viscosidad cinemática (medida a 40 °C, según ASTM D445) inferior a aproximadamente 600 cSt, más preferentemente inferior a aproximadamente 320 cSt, y lo más preferentemente, inferior a aproximadamente 210 cSt. Idealmente, el lubricante, cuando se mide a 40 °C, según ASTM D445, tendrá una viscosidad cinemática entre 40-50 cSt.

El lubricante tiene preferentemente un peso molecular (como se mide por cromatografía de exclusión molecular (GPC) o espectrometría de masas de tiempo de vuelo (TOF-MS)) entre aproximadamente 1000 y aproximadamente 4000, más preferentemente entre aproximadamente 1500 y aproximadamente 3500. Los lubricantes con pesos moleculares en estos intervalos proporcionan resultados de la prueba de desgaste de Falex que son más favorables en comparación con los lubricantes con pesos moleculares fuera de estos intervalos. La Tabla 1 ilustra características adecuadas de un lubricante para su uso con la composición inventiva.

T l 1

Además, el lubricante de PAG que se usa en esta composición debe tener compatibilidad de materiales con los elastómeros y plásticos usados en sistemas de A/C en vehículos típicos. El lubricante de PAG que se usa debe tener buena compatibilidad de materiales con elastómeros, tales como Neoprene WRT (copolímero de policloropreno/2,3-dicloro-1,3-butadieno), HNBR (caucho de nitrilo-butadieno hidrogenado), NBR (caucho de nitrilobutadieno), EPDM (monómero de etileno-propileno-dieno), silicona y caucho butílico como se mide por ASHRAE 97: 2007 "Sealed Glass Tube Method to Test the Chemical Stability of Materials for Use within Refrigerant Systems" durante dos semanas a 100 °C. Similarmente, los lubricantes de PAG usados deben tener buena compatibilidad de materiales con materiales plásticos, concretamente poliéster, nailon, epoxi, polietileno, tereftalato y poliimida, como se mide por ASHRAE 97: 2007 "Sealed Glass Tube Method to Test the Chemical Stability of Materials for Use within Refrigerant Systems" durante dos semanas a 100 °C. Los plásticos y elastómeros junto con dichos lubricantes de PAG y HFO-1234yf deben tener menos de aproximadamente 10 %, menos de aproximadamente 8 %, o menos de aproximadamente 7 % en peso de ganancia o menos de aproximadamente 10 %, menos de aproximadamente 8 %, o menos de aproximadamente 7% de hinchamiento lineal o menos de aproximadamente 10, menos de aproximadamente 8, o menos de aproximadamente 7 de cambio de dureza como se mide por un durómetro. Idealmente, los plásticos y elastómeros tendrán menos de un 10% en peso de ganancia o menos del 10% de hinchamiento lineal o menos de un cambio de dureza en al menos dos propiedades, como se mide por un durómetro, preferentemente, menos del 10 % para las tres propiedades.

Se encontró que varios lubricantes de PAG que tenían la miscibilidad requerida con un refrigerante de bajo GWP particular, concretamente HFO-1234yf (disponible de The Chemours Company como los refrigerantes Opteon™), durante el intervalo de temperatura deseado, tenían la viscosidad de lubricante deseada y tenían la compatibilidad deseada de materiales de elastómero/plásticos. Específicamente, los PAG se indican como aceites de tipo PAG de 46 cSt y se conocen por los siguientes nombres comerciales "ND-12", "SP-A2", "PS-D1" y "FD46XG".

Refrigerante

La parte de refrigerante de la mezcla comprende al menos una hidrofluoro-olefina, o más comúnmente denominado un refrigerante de tipo HFO, pero no se limita a un refrigerante de HFO particular. Las hidrofluoro-olefinas tienen bajo potencial de calentamiento global (GWP) y cero potencial de destrucción de ozono (ODP). El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) revisa y establece periódicamente el GWP para los fluorocarbonos. El refrigerante de hidrofluoro-olefina incorporado en la presente invención tiene un GWP inferior a aproximadamente 100 GWP, pero normalmente tiene un GWP inferior a 10 e incluso de tan solo 1 GWP. Una hidrofluoro-olefina particularmente útil comprende HFO-1234yf. HFO-1234yf presenta un GWP inferior a 1 según el Quinto Informe de Evaluación del IPCC (AR5) de la ONU.

El potencial de calentamiento global (GWP) es un índice para estimar la contribución relativa al calentamiento global debido a la emisión atmosférica de un kilogramo de un gas de invernadero particular en comparación con la emisión de un kilogramo de dióxido de carbono. El GWP se puede calcular para diferentes horizontes de tiempo que muestran el efecto de la vida útil atmosférica para un gas dado. El GWP para el horizonte de tiempo de 100 años es comúnmente el valor referenciado. Para mezclas, se puede calcular un promedio ponderado basado en el GWP individual para cada componente.

Leck et al. (publicación de solicitud de patente de EE. UU. N.° 2007/0187639, párrafo 10) lista además ejemplos de refrigerantes de fluorocarbono insaturados que se pueden usar como las fluoro-olefinas en la presente invención. Como se expone en el párrafo 10 de Leek et al., refrigerantes de fluorocarbono insaturados representativos o fluidos de almacenamiento térmico incluyen 1,2,3,3,3-pentafluoro-1-propeno, 1,1,3,3,3-pentafluoro-1-propeno, 1,1,2,3,3-pentafluoro-1-propeno, 1,2,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1.1.2.3- tetrafluoro-1-propeno, 1,1,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,2,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 2,3,3-trifluoro-1-propeno, 3.3.3- trifluoro-1-propeno, 1,1,2-trifluoro-1-propeno, 1,1,3-trifluoro-1-propeno, 1,2,3-trifluoro-1-propeno, 1,3,3-trifluoro-1- propeno, 1,1,1,2,3,4,4,4-octafluoro-2-buteno, 1,1,2,3,3,4,4,4-octafluoro-1-buteno, 1,1,1,2,4,4,4-heptafluoro-2-buteno, 1,2,3,3,4,4,4-heptafluoro-1-buteno, 1,1,1,2,3,4,4-heptafluoro-2-buteno, 1,3,3,3-tetrafluoro-2-(trifluorometil)-2-propeno, 1,1,3,3,4,4,4-heptafluoro-1-buteno, 1,1,2,3,4,4,4-heptafluoro-1-buteno, 1,1,2,3,3,4,4-heptafluoro-1-buteno, 2.3.3.4.4.4- hexafluoro-1-buteno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno, 1,3,3,4,4,4-hexafluoro-1-buteno, 1,2,3,4,4,4-hexafluoro-1-buteno, 1,2,3,3,4,4-hexafluoro-1-buteno 1,1,2,3,4,4-hexafluoro-2-buteno,1,1,1,2,3,4-hexafluoro-2-buteno, 1,1,1,2,3,3-hexafluoro-2-buteno, 1,1,1,3,4,4-hexafluoro-2-buteno, 1,1,2,3,3,4-hexafluoro-1-buteno, 1.1.2.3.4.4- hexafluoro-1-buteno, 3,3,3-trifluoro-2-(trifluorometil)-1-propeno, 1,1,1,2,4-pentafluoro-2-buteno, 1,1,1,3,4-pentafluoro-2-buteno, 3,3,4,4,4-pentafluoro-1-buteno, 1,1,1,4,4-pentafluoro-2-buteno, 1,1,1,2,3-pentafluoro-2-buteno, 2.3.3.4.4- pentafluoro-1-buteno, 1,1,2,4,4-pentafluoro-2-buteno, 1,1,2,3,3-pentafluoro-1-buteno, 1,1,2,3,4-pentafluoro-2- buteno, 1,2,3,3,4 pentafluoro-1-buteno, 1,1,3,3,3-pentafluoro-2-metil-1-propeno, 2-(difluorometil)-3,3,3-trifluoro-1-propeno, 3,3,4,4-tetrafluoro-1-buteno, 1,1,3,3-tetrafluoro-2-metil-1-propeno, 1,3,3,3-tetrafluoro-2-metil-1-propeno, 2-(difluorometil)-3,3-difluoro-1-propeno, 1,1,1,2-tetrafluoro-2-buteno, 1,1,1,3-tetrafluoro-2-buteno, 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoro-2-penteno, 1,1,2,3,3,4,4,5,5,5-decafluoro-1-penteno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-(trifluorometil)-2-buteno, 1.1.1.2.4.4.5.5.5- nonafluoro-2-penteno, 1,1,1,3,4,4,5,5,5-nonafluoro-2-penteno, 1,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoro-1-penteno, 1,1,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoro-1-penteno, 1,1,2,3,3,4,4,5,5-nonafluoro-1-penteno, 1,1,2,3,4,4,5,5,5-nonafluoro-2-penteno, 1,1,1,1,2,3,4,4,5,5-nonafluoro-2-penteno, 1,1,1,2,3,4,5,5,5-nonafluoro-2-penteno, 1,2,3,4,4,4-hexafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 1,1,2,4,4,4-hexafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-3-(trifluorometil)-2-buteno, 1,1,3,4,4,4-hexafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 2,3,3,4,4,5,5,5-octafluoro-1-penteno, 1.2.3.3.4.4.5.5- octafluoro-1-penteno, 3,3,4,4,4-pentafluoro-2-(trifluorometil)-1-buteno, 1,1,4,4,4-pentafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 1,3,4,4,4-pentafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 1,1,4,4,4-pentafluoro-2-(trifluorometil)-1-buteno, 1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno, 3,4,4,4-tetrafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 3,3,4,4,5,5,5-heptafluoro-1-penteno, 2,3,3,4,4,5,5-heptafluoro-1-penteno, 1,1,3,3,5,5,5-heptafluoro-1-penteno, 1,1,1,2,4,4,4-heptafluoro-3-metil-2-buteno, 2,4,4,4-tetrafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno,1,4,4,4-tetrafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 1,4,4,4-tetrafluoro-3-(trifluorometil)-2-buteno, 2,4,4,4-tetrafluoro-3-(trifluorometil)-2-buteno, 3-(trifluorometil)-4,4,4-trifluoro-2-buteno, 3,4,4,5,5,5-hexafluoro-2-penteno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-metil-2-buteno, 3,3,4,5,5,5-hexafluoro-1-penteno, 4.4.4- trifluoro-2-(trifluorometil)-1-buteno, 1,1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-dodecafluoro-1-hexeno, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,6dodecafluoro-3-hexeno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2,3-bis(trifluorometil)-2-buteno, 1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-trifluorometil-2-penteno, 1,1,1,3,4,5,5,5-octafluoro-4-(trifluorometil)-2-penteno, 1,1,1,4,5,5,5-heptafluoro-4-(trifluorometil)-2-penteno, 1,1,1,4,4,5,5,6,6,6-decafluoro-2-hexeno, 1,1,1,2,2,5,5,6,6,6-decafluoro-3-hexeno, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonafluoro-1-hexeno, 4,4,4-trifluoro-3,3-bis(trifluorometil)-1-buteno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-3-metil-2-(trifluorometil)-2-buteno, 2,3,3,5,5,5-hexafluoro-4-(trifluorometil)-1-penteno, 1,1,1,2,4,4,5,5,5-nonafluoro-3-metil-2-penteno, 1,1,1,5,5,5-hexafluoro-4(trifluorometil)-2-penteno, 3,4,4,5,5,6,6,6-octafluoro-2-hexeno, 3,3,4,4,5,5,6,6-octafluoro-2-hexeno, 1,1,1,4,4-pentafluoro-2-(trifluorometil)-2-penteno, 4,4,5,5,5-pentafluoro-2-(trifluorometil)-1-penteno, 3,3,4,4,5,5,5-heptafluoro-2-metil-1-penteno, 1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-tetradecafluoro-2-hepteno, 1.1.1.2.2.3.4.5.5.6.6.7.7.7- tetradecafluoro-2-hepteno, 1,1,1,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoro-2-hepteno, 1.1.1.2.4.4.5.5.6.6.7.7.7- tridecafluoro-2-hepteno, 1,1,1,2,2,4,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoro-3-hepteno, 1.1.1.2.2.3.5.5.6.6.7.7.7- tridecafluoro-3-hepteno, 4,4,5,5,6,6,6-heptafluoro-2-hexeno, 4,4,5,5,6,6,6-heptafluoro-1-hexeno, 1,1,1,2,2,3,4-heptafluoro-3-hexeno, 4,5,5,5-tetrafluoro-4-(trifluorometil)-1-penteno, 1,1,1,2,5,5,5-heptafluoro-4-metil-2-penteno, 1,1,1,3-tetrafluoro-2-(trifluorometil)-2-penteno, 1,2,3,3,4,4-hexafluorociclobuteno, 3,3,4,4-tetrafluorociclobuteno, 3,3,4,4,5,5-hexafluorociclopenteno, 1,2,3,3,4,4,5,5-octafluorociclopenteno, 1,2,3,3,4,4,5,5,6,6-decafluorociclohexeno, 1,1,1,2,3,4,5,5,5-nonafluoro-4-(trifluorometil)-2-penteno, pentafluoroetil trifluorovinil éter, trifluorometil trifluorovinil éter; o cualquier combinación de los mismos.

Además, podría haber uno o más componentes refrigerantes no de bajo GWP que comprendan la parte de refrigerante. Minor et al. (publicación de solicitud de patente de EE. UU. N.° 2007/0289317) lista además ejemplos de refrigerantes de fluorocarbono saturados e insaturados que se pueden usar como el fluoroalcano en la presente invención. Como se expone en el párrafo 81 de Minor et al., hidrofluorocarbonos representativos se pueden representar por la fórmula CxH2x+2yFy o CxH2xyFy, donde x puede ser igual a 3 a 8 e y puede ser igual a 1 a 17. Los hidrofluorocarbonos pueden ser de cadena lineal, cadena ramificada o cíclica; compuestos saturados o insaturados que tienen desde aproximadamente 3 hasta 8 átomos de carbono. Sin limitación, los fluoroalcanos a modo de ejemplo que se pueden usar, como se expone en Minor et al., párrafos 47-78, incluyen: 1,1,2,2,3-pentafluoropropano; 1,1,1,3,3-pentafluoropropano; 1,1,3-trifluoropropano; 1,1,3-trifluoropropano; 1,3-difluoropropano; 2-(difluorometil)-1,1,1,2,3,3-hexafluoropropano; 1,1,2,2,3,3,4,4-octafluorobutano; 1,1,1,2,2,4-hexafluorobutano; 1,1,1,3,3-pentafluorobutano; 1,1-difluorobutano; 1,3-difluoro-2-metilpropano; 1,2-difluoro-2-metilpropano; 1,2-difluorobutano; 1,3-difluorobutano; 1,4-difluorobutano; 2,3-difluorobutano; 1,1,1,2,3,3,4,4-octafluoro-2-(trifluorometil)butano; 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5-undecafluoropentano; 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-decafluoropentano; 1,1,1,2,2,3,3,5,5,5-decafluoropentano.

La parte de refrigerante o de mezcla de refrigerantes de dicha invención tendrá GWP inferior a 300, pero específicamente inferior a 150 GWP y más específicamente inferior a 75 GWP e idealmente inferior a 5 GWP. Es posible que un refrigerante se use de forma que GWP <1.

La parte de refrigerante de la mezcla mencionada anteriormente tiene una energía de ignición mínima (MIE) de al menos 300 MJ/kg, preferentemente superior a 1.000 MJ/kg, y más específicamente entre 1.000 MJ/kg y 5.000 MJ e incluso más específicamente al menos 5.000 MJ/kg como se mide por ASTM E-582. El calor de combustión, como se calcula por la norma 34 de la American Society of Heating, Refrigeration and Air-conditioning Engineers (ASHRAE), debe ser inferior a 19.000 kJ/kg y más específicamente en el intervalo de 8-12 kJ/kg e incluso más específicamente 9,5-11,5 kJ/kg. El límite de inflamabilidad inferior a 21 °C de la parte de refrigerante puede ser realmente no inflamable como se mide por ASTM E-681. Alternativamente, si la parte de refrigerante tiene límites de inflamabilidad, el menor límite de inflamabilidad puede ser de al menos el 5 % en volumen, pero más específicamente de al menos el 6 % en volumen e incluso más específicamente de al menos el 6,2 % en volumen como se mide por ASTM E-681.

La composición resultante global, es decir, el lubricante y el refrigerante mencionados en el presente documento, pueden ser "añadidos posteriormente" al sistema de A/C, tiene ventajosamente viscosidad relativamente baja, de forma que un metal (por ejemplo, aluminio, cobre o hierro) que es parte del sistema de A/C en contacto con la composición experimente una corrosión relativamente baja. Además, después de la prueba durante 14 días a 175 °C, no hubo deslustrado del acero, ningún recubrimiento o corrosión visible a las probetas de metal y no se formaron depósitos ni flóculos durante la prueba.

La corrosividad relativamente baja de la composición de lubricante/ refrigerante puede ser tal que la parte de composición de refrigerante presente ventajosamente una o cualquier combinación de las siguientes propiedades. Un índice de acidez total, después del envejecimiento por ASHRAE 97: 2007 "Sealed Glass Tube Method to Test the Chemical Stability of Materials for Use within Refrigerant Systems" durante 14 días a 175 °C, inferior a 3,3 mg de KOH/g, e inferior a 1,5 mg de KOH/g y específicamente inferior a 1,0 mg de KOH/g como se mide por ASTM D664-01. Con tiras metálicas de aluminio, cobre y acero al carbono; una concentración total de haluros (por ejemplo, una concentración de ion flúor) inferior a aproximadamente 100 ppm, preferentemente inferior a 50 ppm e idealmente inferior a 10 ppm después del envejecimiento por ASHRAE 97: 2007 "Sealed Glass Tube Method to Test the Chemical Stability of Materials for Use within Refrigerant Systems" durante 14 días a 175 °C. Con tiras metálicas de aluminio, cobre y hierro, como se mide por cromatografía iónica; una concentración de ácido orgánico total inferior a aproximadamente 300 ppm después del envejecimiento por ASHRAE 97: 2007 "Sealed Glass Tube Method to Test the Chemical Stability of Materials for Use within Refrigerant Systems" durante 14 días a 175 °C.

Los aditivos que pueden mejorar el refrigerante y la vida útil del A/C y la durabilidad del compresor son deseables. En un aspecto de la invención, el refrigerante inventivo que contiene la composición se usa para introducir lubricante en el sistema de A/C, así como otros aditivos, tales como a) secuestrantes de ácido, b) potenciadores del rendimiento, y c) supresores de la llama.

Secuestrante de ácido

Un secuestrante de ácido puede comprender un siloxano, un compuesto aromático activado, o una combinación de ambos. Serrano et al. (publicación de solicitud de patente de EE. Uu . N.° 2011/0272624, párrafo 38) desvela que el siloxano puede ser cualquier molécula que tenga una funcionalidad siloxi. El siloxano puede incluir un alquilsiloxano, un arilsiloxano, o un siloxano que contiene mezclas de sustituyentes arilo y alquilo. Por ejemplo, el siloxano puede ser un alquilsiloxano, que incluye un dialquilsiloxano o un polidialquilsiloxano. Los siloxanos preferidos incluyen un átomo de oxígeno unido a dos átomos de silicio, es decir, un grupo que tiene la estructura: SiOSi. Por ejemplo, el siloxano puede ser un siloxano de la fórmula IV: R1[Si(R2R3)4O]nSi(R2R3)R4, donde n es 1o más. Los siloxanos de fórmula IV tienen n que es preferentemente 2 o más, más preferentemente 3 o más (por ejemplo, aproximadamente 4 o más). Los siloxanos de la fórmula IV tienen n que es preferentemente aproximadamente 30 o menos, más preferentemente aproximadamente 12 o menos, y lo más preferentemente aproximadamente 7 o menos. Preferentemente, el grupo R4 es un grupo arilo o un grupo alquilo. Preferentemente, los grupos R2 son grupos arilo o grupos alquilo o mezclas de los mismos. Preferentemente, los grupos R3 son grupos arilo o grupos alquilo o mezclas de los mismos. Preferentemente, el grupo R4 es un grupo arilo o un grupo alquilo. Preferentemente, R1, R2, R3, R4, o cualquier combinación de los mismos, no son hidrógeno. Los grupos R2 en una molécula pueden ser iguales o diferentes. Preferentemente, los grupos R2 en una molécula son los mismos. Los grupos R2 en una molécula pueden ser iguales o diferentes de los grupos R3. Preferentemente, los grupos R2 y los grupos R3 en una molécula son los mismos. Los siloxanos preferidos incluyen siloxanos de la fórmula IV, en donde R1, R2, R3, R4, R5, o cualquier combinación de los mismos, es un grupo metilo, etilo, propilo o butilo, o cualquier combinación de los mismos. Los siloxanos a modo de ejemplo que se pueden usar incluyen hexametildisiloxano, polidimetilsiloxano, polimetilfenilsiloxano, dodecametilpentasiloxano, decametilciclopentasiloxano, decametiltetrasiloxano, octametiltrisiloxano, o cualquier combinación de los mismos.

El párrafo [0039] de Serrano et al. observa que en un aspecto de la invención, el siloxano es un alquilsiloxano que contiene desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 12 átomos de carbono, tal como hexametildisiloxano. El siloxano también puede ser un polímero, tal como polidialquilsiloxano, donde el grupo alquilo es un metilo, etilo, propilo, butilo, o cualquier combinación de los mismos. Los polidialquilsiloxanos adecuados tienen un peso molecular desde aproximadamente 100 hasta aproximadamente 10.000. Los siloxanos altamente preferidos incluyen hexametildisiloxano, polidimetilsiloxano, y combinaciones de los mismos. El siloxano puede consistir esencialmente en polidimetilsiloxano, hexametildisiloxano, o una combinación de los mismos.

El compuesto aromático activado puede ser cualquier molécula aromática activada hacia una reacción de adición de Friedel-Crafts, o mezclas de las mismas. Una molécula aromática activada hacia una reacción de adición de Friedel-Crafts se define por ser cualquier molécula aromática capaz de una reacción de adición con ácidos minerales. Las moléculas especialmente aromáticas capaces de reacciones de adición con ácidos minerales o en el entorno de aplicación (sistema de A/C) o durante la prueba de estabilidad térmica de ASHRAE 97: 2007 "Sealed Glass Tube Method to Test the Chemical Stability of Materials for Use within Refrigerant Systems". Dichas moléculas o compuestos se activan normalmente por sustitución de átomos de hidrógeno del anillo aromático con uno de los siguientes grupos: NH2, NHR, NRz, ADH, AD, NHCOCH3, NHCOR, 4OCH3, OR, CH3, 4C2H5, R o C6H5, donde R es un hidrocarburo (preferentemente un hidrocarburo que contiene desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 100 átomos de carbono). La molécula aromática activada puede ser un alcohol, o un éter, donde el átomo de oxígeno (es decir, el átomo de oxígeno del grupo alcohol o éter) está unido directamente a un grupo aromático. La molécula aromática activada puede ser una amina donde el átomo de nitrógeno (es decir, el átomo de nitrógeno del grupo amina) está unido directamente a un grupo aromático. A modo de ejemplo, la molécula aromática activada puede tener la fórmula ArXRn, donde X es O (es decir, oxígeno) o N (es decir, nitrógeno); n: 1 cuando X:O; n: 2 cuando x:N; Ar es un grupo aromático (es decir, grupo C6H5); R puede ser H o un grupo que contiene carbono; y cuando n:2, los grupos R pueden ser iguales o diferentes. Por ejemplo, R puede ser H (es decir, hidrógeno), Ar, un grupo alquilo, o cualquier combinación de los mismos, las moléculas aromáticas activadas a modo de ejemplo que se pueden emplear en una composición de refrigerante según las enseñanzas en el presente documento incluyen óxido de difenilo (es decir, difenil éter), metil fenil éter (por ejemplo, anisol), etil fenil éter, butil fenil éter o cualquier combinación de los mismos. Una molécula aromática altamente preferida activada hacia una reacción de adición de Friedel-Crafts es el óxido de difenilo.

Párrafo [0045] de Serrano et al. el secuestrante de ácido (por ejemplo, el compuesto aromático activado, el siloxano, o ambos) puede estar presente en cualquier concentración que da como resultado un índice de acidez total relativamente bajo, una concentración de haluros total relativamente baja, una concentración de ácido orgánico total relativamente baja, o cualquier combinación de los mismos. Preferentemente, el secuestrante de ácido está presente en una concentración superior a aproximadamente el 0,0050 % en peso, más preferentemente superior a aproximadamente el 0,05 % en peso e incluso más preferentemente superior a aproximadamente el 0,1 % en peso (por ejemplo, superior a aproximadamente el 0,5 % en peso) basada en el peso total de la composición de refrigerante. El secuestrante de ácido está preferentemente presente en una concentración inferior a aproximadamente el 3 % en peso, más preferentemente inferior a aproximadamente el 2,5 % en peso y lo más preferentemente superior a aproximadamente el 2 % en peso (por ejemplo, inferior a aproximadamente el 1,8 % en peso) basado en el peso total de la composición de refrigerante.

Los ejemplos adicionales de secuestrantes de ácido que se pueden incluir en la composición de refrigerante y preferentemente se excluyen de la composición de refrigerante incluyen los descritos por Kaneko (solicitud de patente de EE. UU. N.° de serie 11/575.256, publicada como la publicación de patente de EE. UU. 2007/0290164, párrafo 42), tal como uno o más de: fenil glicidil éteres, alquil glicidil éteres, alquilenglicol glicidil éteres, óxidos de ciclohexeno, óxidos de otoleno, o compuestos epoxi, tales como aceite de soja epoxidado, y los descritos por Singh et al. (solicitud de patente de EE. UU. N.° de serie 11/250.219, publicada como 20060116310, párrafos 34-42). Potenciadores del rendimiento

Los aditivos preferidos incluyen los descritos en las patentes de EE. UU. N.° 5.152.926; 4.755.316. En particular, los aditivos de presión extrema preferidos incluyen mezclas de (A) toliltriazol o derivados sustituidos del mismo, (B) una amina (por ejemplo, Jeffamine M-600) y (C) un tercer componente que es (i) un éster de fosfato etoxilado (por ejemplo, tipo Antara LP-700), o (ii) un alcohol de fosfato (por ejemplo, tipo ZELEC 3337), o (iii) un dialquilditiofosfato de cinc (por ejemplo, tipo Lubrizol 5139, 5604, 5178 o 5186), o (iv) un mercaptobenzotiazol, o (v) un derivado de 2,5-dimercapto-1,3,4-triadiazol (por ejemplo, Curvan 826) o una mezcla de los mismos. Los ejemplos adicionales de aditivos que se pueden usar se dan en la patente de EE. UU. N.° 5.976.399 (Schnur, 5:12-6:51).

El índice de acidez se mide según ASTM D664-01 en unidades de mg de KOH/g. La concentración de haluros total, la concentración de ion flúor y la concentración de ácido orgánico total se mide por cromatografía iónica. La estabilidad química del sistema de refrigerante se mide según ASHRAE 97: 2007 "Sealed Glass Tube Method to Test the Chemical Stability of Materials for Use within Refrigerant Systems". La viscosidad del lubricante se prueba a 40 °C según ASTM D-7042.

Mouli et al. (documento de patente WO 2008/027595) enseñan el uso de alquilsilanos como un estabilizador en composiciones refrigerantes que contienen fluorolefinas. Los fosfatos, fosfitos, epóxidos y aditivos fenólicos también se han empleado en ciertas composiciones refrigerantes. Estos se describen, por ejemplo, por Kaneko (solicitud de patente de EE. UU. N.° de serie 11/575.256, publicada como la publicación de EE. UU. 2007/0290164) y Singh et al. (solicitud de patente de EE. UU. N.° de serie 11/250.219, publicada como la publicación de EE. UU. 2006/0116310). Supresores de la llama

Los supresores de la llama preferidos incluyen los descritos en la solicitud de patente CA 2557873 A1 y junto con productos fluorados, tales como lubricantes HFC-125 y/o Krytox®, también descritos en la solicitud de patente WO2009018117 A1.

Miscibilidad/estabilidad del paquete

Aunque se encuentra que HFO-1234yf cuando se usa como el principal refrigerante para sistemas de A/C de vehículos es compatible con lubricantes de polialquilenglicol o de tipo PAG, no todos los lubricantes de PAG tienen el intervalo de miscibilidad requerido, estabilidad térmica, compatibilidad de materiales, nivel de humedad, entre otras características, para ser adecuados para su uso con HFO-1234yf en sistemas de A/C automotrices. Por consiguiente, la composición desvelada está sustancialmente libre de lubricantes de PAG que carecen de las características anteriores. Por "sustancialmente libre" se indica que cuando la composición desvelada comprende HFO-1234yf, la composición contiene menos del 5 % en peso, normalmente menos del 3 % en peso y en algunos casos menos del 0,5 % en peso del siguiente PAG ND-8 con terminación doble en los extremos, PAG Dow RL244 con una terminación única en los extremos. La cantidad de lubricante que normalmente se usa en el sistema de A/C varía desde aproximadamente el 5 hasta aproximadamente el 10 % en peso de la cantidad de refrigerante de A/C. Por ejemplo, una carga de refrigerante de A/C de 600 g usará 60 g de lubricante (90 % en peso de refrigerante/10 % en peso de lubricante). Sin embargo, puesto que el refrigerante se usará para transferir el lubricante en el sistema de A/C, la cantidad de aceite de PAG que se usará junto con el refrigerante será relativamente grande, del orden del 50-80 % en peso de lubricante/20-50 % en peso de refrigerante (por ejemplo, aproximadamente 60 a aproximadamente 65 % en peso de lubricante).

El principal componente de la composición desvelada puede comprender lubricante, mientras que el/los componente/s minoritario/s comprenderá/n refrigerante, con cierta baja cantidad (0-5 % en peso) de aditivos que mejoran una propiedad de rendimiento deseada. Es decir, el refrigerante se usará para transportar o transferir el lubricante líquido y los aditivos en el sistema de A/C.

El lubricante y el refrigerante deben tener miscibilidad mutua a lo largo de un intervalo mucho mayor debido a las condiciones de uso y de almacenamiento. Hay muchas ciudades del mundo que tienen temperaturas superiores a los 37,5 °C. Además, se espera que la composición de lubricante/aceite se almacene en un almacén relativamente caliente o se use en un garaje caliente donde las temperaturas podrían alcanzar hasta 37,5 °C durante un periodo superior a 70 días.

También es concebible que el producto se pudiera usar durante los meses de invierno después de un fallo importante del sistema del vehículo, tal como una colisión frontal.

La composición de lubricante/ refrigerante es estable a temperaturas de aproximadamente -20, -30, e incluso -40 °C que debe ayudar en el almacenamiento de dicha composición a temperaturas de -20 °C durante periodos más largos, tales como 5 días.

Fue sorprendente que la composición desvelada mantuviera la miscibilidad en un amplio intervalo de condiciones de temperatura y presión (por ejemplo, una composición 20-50 % en peso de refrigerante/50-80 % en peso de lubricante que es miscible durante un intervalo de temperatura de -18 °C a 37 °C a una presión de 160 kPa a 945 kPa dentro de un envase sellado). La miscibilidad de lubricante de PAG/refrigerante se realiza cargando cantidades predeterminadas de lubricantes y refrigerantes (véanse las siguientes tablas) en tubos cerrados usando el método de ASHRAE 97: 2007 "Sealed Glass Tube Method to Test the Chemical Stability of Materials for Use within Refrigerant Systems". Entonces, los tubos cerrados se ponen en baños de agua para determinar si una mezcla es miscible en un intervalo de temperaturas. La prueba se realiza en dos segmentos con un periodo de 24 horas entre cada segmento para permitir que los tubos vuelvan a temperatura ambiente antes de empezar el siguiente segmento. El segmento frío empieza a temperatura ambiente y la temperatura disminuye lentamente hasta -50 °C en incrementos de 5 °C que se mantienen en cada temperatura durante 10 minutos y registro de la observación visual en cada mantenimiento de temperatura. El segmento caliente empieza a temperatura ambiente y la temperatura aumenta lentamente hasta 90 °C o la temperatura crítica del refrigerante que se prueba en incrementos de 5 °C y nuevamente se mantiene en cada temperatura durante 10 minutos y registro de la observación visual en cada mantenimiento de temperatura.

Las composiciones de lubricante de PAG/refrigerante se evaluaron para estabilidad térmica usando ASHRAE 97: 2007 "Sealed Glass Tube Method to Test the Chemical Stability of Materials for Use within Refrigerant Systems". Los sistemas de lubricante/refrigerante también se colocaron en tubos cerrados que contienen probetas de metal (Al, Cu, acero al carbono) y se mantuvieron a 175 °C durante dos semanas. Los resultados indican que el lubricante de PAG/ refrigerante/s de bajo GWP son térmicamente estables a temperatura elevada, que indica que las composiciones no se deben degradar durante el almacenamiento. No hubo deslustrado del acero, ningún recubrimiento o corrosión visible a los metales y ninguna generación de ion fluoruro o ácido. No se formaron depósitos ni flóculos durante la prueba. No hubo cambio de color al sistema de refrigerante/lubricante.

Un resultado desconocido fue que los lubricantes que estuvieron convencionalmente listados como "compatibles con HFO-1234yf" no tienen miscibilidad en todo el intervalo de miscibilidad. Se encontró que los lubricantes de PAG indicados como aceites de PAG de tipo 46cSt y conocidos por los siguientes nombres comerciales "ND-12", "SP-A2", "PS-D1", y "FD46XG" cumplían todos los criterios deseados.

Sin desear quedar ligado a teoría o explicación alguna, se cree que una vez la concentración de refrigerante aumenta para convertirse en la parte principal de la composición, cambia el intervalo de miscibilidad de lubricante/lubricante. Por ejemplo, un 30 % en peso de lubricante/70 % en peso de refrigerante sería insignificante para su uso en un sistema de A/C, pero carece de miscibilidad suficiente para usar el refrigerante para transferir el lubricante en el sistema.

El lubricante de PAG convencional (Idemitsu® ND-8) usado con R-134a no tuvo el mismo intervalo de miscibilidad con R-1234yf (refrigerante insaturado de bajo GWP) ni tuvo la misma estabilidad térmica. Se encontró que 1234yf/ND-8 generó valores de TAN superiores a los deseados (> 1,0 mg de KOH/g) y mayores valores de haluros (>100 ppm) después de la prueba por la prueba del tubo cerrado de ASHRAE 97: 2007 "Sealed Glass Tube Method to Test the Chemical Stability of Materials for Use within Refrigerant System" durante 2 semanas a 175 °C. Por lo tanto, solo se encontró que los PAG con terminación doble en los extremos seleccionados tenían la miscibilidad deseada y la estabilidad térmica con refrigerante HFO-1234yf de bajo GWP.

Los ejemplos de las composiciones de refrigerante de bajo GWP / aceite de PAG y el intervalo de miscibilidad se muestran en la Tabla 2, donde la parte superior de la tabla muestra el uso de productos en el sistema de A/C y la parte más baja de la tabla muestra las temperaturas de fabricación y de almacenamiento (en donde "M" significa miscible y "N" significa no miscible).

TABLA 2

Lubricante: ND12

Un aspecto de la invención se refiere a un método de introducción de lubricante en el sistema de A/C. En el método inventivo, el refrigerante se usa para transportar el lubricante y/o el paquetes de aditivos de lubricante a la manguera de A/C sustancialmente sin adherirse a la manguera, por lo que se asegura así que más lubricante o paquete de lubricante/aditivo se introduzca en el sistema de A/C (por ejemplo, usando el inyector manual o la bomba manual se puede conducir un lubricante que se adhiera a las líneas de manguera que conecta con el sistema de A/C). El uso del refrigerante para transferir el lubricante al sistema garantiza que más lubricante se introduzca en el sistema de A/C frente a los inyectores manuales o de bomba a medida que el refrigerante lleva el lubricante y transporta el lubricante en el sistema de A/C. El lubricante o lubricante/aditivo y refrigerante se envasan conjuntamente en un recipiente convencional o pueden estar en condiciones en las que el lubricante y el refrigerante son miscibles. Tras abandonar la lata pequeña, el refrigerante cambiará el estado de gas licuado comprimido a gas refrigerante. Durante este proceso, el refrigerante que es miscible con el lubricante atomizará el lubricante o la mezcla de lubricante/aditivo y transportará el lubricante o la mezcla adicional de lubricante/aditivo a lo largo de la manguera y en el sistema de A/C antes de que el lubricante o la mezcla de lubricante/aditivo puedan sedimentar en las paredes de la manguera de recarga del A/C.

Otro aspecto de la invención se refiere a un método de introducción de refrigerante respetuoso con el medioambiente en el sistema de A/C. En este método inventivo, el refrigerante/ lubricante con o sin un paquete de aditivos se introduce en el sistema usando el mismo método de transporte que se ha descrito anteriormente con los mismos resultados positivos que se han mencionado anteriormente.

El recipiente inventivo que comprende la composición desvelada (lubricante o lubricante/aditivo con refrigerante) puede ser una pequeña lata sellada que normalmente es de 237 ml (8 oz) o menos, y más normalmente 88,7­ 177,5 ml (3-6 oz) e incluso más específicamente 88,7-118,3 ml (3-4 oz). La composición desvelada se debe envasar en una lata pequeña que tiene una tapa de lata perforada o una tapa de lata autosellante que se puede conectar al sistema de A/C del vehículo usando una manguera de recarga de refrigerante del mercado de repuestos típico. En una realización, los accesorios usados en la parte superior de la lata deben ser de rosca izquierda y cumplir con una conexión macho tipo CGA 166, ya que este producto está destinado a ser usado en un sistema de A/C de bajo GWP que contenga HFO-1234yf. El tipo de manguera usada para transportar este producto de la lata al sistema de A/C del vehículo debe cumplir la norma SAE J2888 de construcción. La manguera debe tener dos accesorios diferentes. Un extremo de la manguera de recarga de A/C debe ser capaza de conectar con la lata pequeña y tener o una aguja de perforación o un mecanismo de tipo émbolo, algunas veces denominado un grifo de la lata, que pueda liberar el producto contenido dentro de la lata pequeña. El accesorio que conecta con la lata puede ser un accesorio de tipo CGA 166 hembra. El otro extremo de la manguera de recarga debe tener el acoplador de conexión rápido del lado bajo de SAE J639 diseñado para HFO-1234yf y debe ser capaz de unirse al sistema de A/C del vehículo mediante el puerto de servicio del lado de baja.

Para transportar la composición desvelada en el sistema de A/C, primero se debe agitar bien la lata que contiene el lubricante o el lubricante/aditivo y refrigerante. El motor del vehículo debe ser arrancado y entonces el sistema de A/C se pone al máximo enfriamiento. Entonces, se debe conectar la manguera de recarga del mercado de repuestos como se ha mencionado anteriormente a la lata. El otro lado de la manguera se deben conectar al puerto de servicio del lado de baja del A/C. Cuando esté listo para empezar a dispensar el producto, se debe usar el mecanismo de aguja o de émbolo para liberar el contenido de la lata. La lata debe ser agitada ligeramente de lado a lado para ayudar a liberar el contenido de la lata. Este proceso debe durar aproximadamente 10-15 minutos.

La presente composición se puede usar para añadir lubricante o lubricante/aditivo al sistema de A/C a temperaturas entre aproximadamente 0°C y aproximadamente 40 °C, más específicamente, esta composición se puede usar a temperaturas de aproximadamente 10 °C y aproximadamente 35 °C, e incluso más específicamente a temperaturas de aproximadamente 15 °C a aproximadamente 30 °C. La composición desvelada se puede almacenar a temperaturas de tan solo aproximadamente -20 °C y de hasta aproximadamente 40 °C a aproximadamente 45 °C, pero normalmente se almacenará a temperaturas de aproximadamente 10 °C a aproximadamente 35 °C y más específicamente a temperaturas de aproximadamente 15 °C a aproximadamente 30 °C. Normalmente, cuando se conecta con el sistema de A/C, la composición desvelada se suministrará al sistema de A/C a presiones entre aproximadamente 315 kPa y aproximadamente 435 kPa, o más específicamente entre aproximadamente 330 kPa y aproximadamente 410 kPa, o incluso más específicamente a presiones entre aproximadamente 360 kPa y aproximadamente 400 kPa.

Otro aspecto de la invención se refiere a un sistema para introducir la composición desvelada del recipiente en un sistema de gestión térmica, tal como un sistema de A/C automotriz. Con referencia ahora a la FIG. 1, la FIG. 1 ilustra un sistema (100) para introducir lubricante usando el recipiente que comprende la composición desvelada en un sistema de A/C automotriz. El sistema para administrar la composición desvelada a un sistema de A/C automotriz comprende un recipiente (110) que comprende la composición, un compresor (120), un condensador (130), un secador (140), una válvula de expansión (150) y un evaporador (160). El sistema (100) incluye además un puerto de servicio del lado de baja (170) y un puerto de servicio del lado de alta (180). El recipiente (110) o la lata que aloja la composición desvelada se conecta por una manguera (190) con un puerto de servicio del lado de baja (170) del compresor (120). La manguera (190) y las líneas (195) que conectan el compresor, el condensador, el secador, la válvula de expansión y el evaporador se construyen y ensamblan usando materiales y métodos conocidos en la técnica.

Un aspecto adicional de la invención se refiere a un kit. Con referencia ahora a la FIG. 2, la FIG. 2 ilustra un kit (200) que comprende: el recipiente (210) que tiene un acoplador de recipiente (215) y que comprende la composición desvelada, un dispensador accionado manualmente (220) para controlar el flujo de la composición en un sistema de A/C (230). El dispensador (220) incluye además un acoplador dispensador (240) configurado para unir con el acoplador del recipiente (215) para facilitar la transferencia de la composición desvelada en el sistema de A/C (230). Una manguera (250) conecta el dispensador (220) con el sistema de A/C (230) y está configurada para transportar la composición del dispensador (220) al sistema de A/C (230).

Como se usa en el presente documento, los términos "comprende", "que comprende", "incluye", "que incluye", "tiene", "que tiene", o cualquier otra variación de los mismos, pretenden cubrir una inclusión no exclusiva. Por ejemplo, una composición, proceso, método, artículo o aparato que comprende una lista de elementos no se limita necesariamente a solo los elementos, sino que puede incluir otros elementos no explícitamente enumerados o inherentes a dicha composición, proceso, método, artículo o aparato. Además, a menos que se establezca explícitamente lo contrario, "o" se refiere a un o inclusivo y no a un o exclusivo. Por ejemplo, una condición A o B se cumple por una cualquiera de lo siguiente: A es verdadero (o presente) y B es falso (o no presente), A es falso (o no presente) y B es verdadero (o presente), y tanto A como B son verdaderos (o presentes).

La expresión de transición "que consiste en" excluye cualquier elemento, etapa o componente no especificado. Si está en la reivindicación, cerraría la reivindicación a la inclusión de materiales distintos de los citados, excepto por impurezas, en general, asociadas con ellos. Cuando la expresión "consiste en" aparece en una frase del cuerpo de una reivindicación, en vez de inmediatamente siguiendo al preámbulo, limita solo el elemento expuesto en esa frase; otros elementos no se excluyen de la reivindicación en conjunto.

La expresión de transición "que consiste esencialmente en" se usa para definir una composición, método que incluye materiales, etapas, características, componentes, o elementos, además de los literalmente desvelados siempre que estos incluyan además materiales, etapas, características, componentes o elementos que afecten materialmente la(s) característica(s) básica(s) y novedosa(s) de la invención reivindicada, especialmente el modo de acción para lograr el resultado deseado de cualquiera de los procesos de la presente invención. El término 'que consiste esencialmente en' ocupa un punto intermedio entre "que comprende" y 'que consiste en'.

Donde los solicitantes han definido una invención o una porción de la misma con un término de extremos abiertos, tal como "que comprende", debe ser fácilmente entendido que (a menos que se establezca de otro modo) la descripción se debe interpretar para también incluir dicha invención usando los términos "que consiste esencialmente en" o "que consiste en".

Por tanto, el uso de "un" o "una" se emplean para describir elementos y componentes descritos en el presente documento. Esta descripción se debe leer para incluir uno o al menos uno y el singular también incluye el plural, a menos que sea obvio que se indica lo contrario.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un recipiente configurado para suministrar una composición en un sistema de aire acondicionado de un vehículo que comprende una composición, en donde la composición comprende aproximadamente del 50 a aproximadamente el 80 % en peso de lubricante de polialquilenglicol (PAG) y aproximadamente del 20 a aproximadamenteel 50 % en peso de un refrigerante, en donde el refrigerante presenta un potencial de calentamiento global (GWP) inferior a aproximadamente 100 y en donde la presión dentro del recipiente es aproximadamente de 160 kPa a aproximadamente 945 kPa.

2. El recipiente de la reivindicación 1, en donde la composición comprende aproximadamente del 55 a aproximadamente el 70 % en peso, preferentemente aproximadamente del 60 a aproximadamente el 65 % en peso de lubricante de PAG y aproximadamente del 30 % en peso a aproximadamente el 45 % en peso, preferentemente aproximadamente del 35 a aproximadamente el 40 % en peso, de refrigerante de bajo GWP.

3. Un recipiente configurado para administrar una composición en un sistema de aire acondicionado de un vehículo que comprende una composición, en donde la composición comprende aproximadamente del 1 a aproximadamente el 15 % en peso de lubricante de polialquilenglicol (PAG) y aproximadamente del 85 a aproximadamente el 99 % en peso de un refrigerante, en donde el refrigerante presenta un potencial de calentamiento global (GWP) inferior a aproximadamente 100 y en donde la presión dentro del recipiente es aproximadamente de 160 kPa a aproximadamente 945 kPa.

4. El recipiente de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, comprendiendo la composición además aproximadamente del 1 a aproximadamente el 5 % en peso de secuestrantes de ácido, en donde los secuestrantes de ácido comprenden preferentemente al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en hexametildisiloxano, polidimetilsiloxano, polimetilfenilsiloxano, dodecametilpentasiloxano, decametilciclopentasiloxano, decametiltetrasiloxano u octametiltrisiloxano.

5. El recipiente de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el lubricante tiene una viscosidad cinemática superior a aproximadamente 5 cSt, preferentemente superior a aproximadamente 10 cSt, y lo más preferentemente superior a 20 cSt y/o inferior a aproximadamente 600 cSt, más preferentemente inferior a aproximadamente 320 cSt, y lo más preferentemente, inferior a aproximadamente 210 cSt, y en particular una viscosidad cinemática entre 40 y 50 cSt, en donde la viscosidad cinemática se mide a 40 °C, según ASTM D445.

6. El recipiente de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la composición comprende además aproximadamente del 1 a aproximadamente el 5 % en peso de potenciadores del rendimiento.

7. El recipiente de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la composición comprende además aproximadamente del 1 a aproximadamente el 10 % en peso de supresores de la llama.

8. Un método de suministro de un lubricante de PAG en un sistema de aire acondicionado de un vehículo que comprende conectar un recipiente que comprende una composición al sistema de aire acondicionado de un vehículo y transferir la composición en el sistema de aire acondicionado de un vehículo, en donde la composición comprende aproximadamente del 50 a aproximadamente el 80 % en peso de lubricante de polialquilenglicol (PAG) y aproximadamente del 20 a aproximadamente el 50 % en peso de un refrigerante, en donde el refrigerante presenta un GWP inferior a aproximadamente 100 y en donde la presión dentro del recipiente es aproximadamente de 160 kPa a aproximadamente 945 kPa.

9. El método de la reivindicación 8 que comprende además suministrar secuestrantes de ácido, potenciadores del rendimiento o supresores de la llama en el sistema de aire acondicionado de un vehículo.

10. El método de las reivindicaciones 8 o 9, en donde el método se realiza en condiciones de presión y temperatura bajo las cuales el lubricante de PAG es miscible con el refrigerante.

11. El método de la reivindicación 10, en donde la presión es entre aproximadamente 315 kPa y aproximadamente 435 kPa y la temperatura es entre aproximadamente -18 °C y aproximadamente 37 °C.

12. El método de las reivindicaciones 10 u 11, en donde la presión dentro del recipiente es entre aproximadamente 330 kPa y aproximadamente 410 kPa, preferentemente entre 360 kPa y 400 kPa.

13. Un sistema de suministro de la composición del recipiente de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 a un sistema de aire acondicionado automotriz que comprende: el recipiente, un compresor, un condensador, un secador, una válvula de expansión y un evaporador.

14. El sistema de la reivindicación 13 que comprende además un puerto de servicio del lado de baja y un puerto de servicio del lado de alta, en donde el recipiente está conectado al puerto de servicio del lado de baja del compresor por medio de una manguera.

15. Un kit que comprende: el recipiente de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, un dispensador accionado manualmente para controlar el flujo de la composición en un sistema de aire acondicionado y una manguera para transportar la composición al sistema de aire acondicionado.