JP6054495B2 - Working fluid composition for refrigerator - Google Patents

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本発明は冷凍機用作動流体組成物に関し、より詳しくは、モノフルオロエタン(「HFC−161」または「R161」とも呼ばれる)を含有する冷媒を含有する冷凍機用作動流体組成物に関する。   The present invention relates to a working fluid composition for a refrigerator, and more particularly to a working fluid composition for a refrigerator containing a refrigerant containing monofluoroethane (also referred to as “HFC-161” or “R161”).

近年のオゾン層破壊の問題から、従来冷凍機器の冷媒として使用されてきたCFC(クロロフルオロカーボン)およびHCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)が規制の対象となり、これらに代わってHFC(ハイドロフルオロカーボン)が冷媒として使用されつつある。   Due to the problem of ozone layer destruction in recent years, CFC (chlorofluorocarbon) and HCFC (hydrochlorofluorocarbon), which have been used as refrigerants in conventional refrigeration equipment, are subject to regulation, and HFC (hydrofluorocarbon) is used as a refrigerant instead. It is being done.

HFC冷媒のうち、HFC−134a、R407C、R410Aは、カーエアコン用、冷蔵庫用またはルームエアコン用の冷媒として標準的に用いられている。しかし、これらのHFC冷媒は、オゾン破壊係数(ODP)がゼロであるものの地球温暖化係数(GWP)が高いため、規制の対象となりつつある。これら冷媒の代替候補の一つとしてジフルオロメタンが検討されているが、地球温暖化係数が充分に低くはなく、沸点が低すぎて熱力学的特性が現行の冷凍システムにはそのまま適用できなく、また従来のHFC冷媒に使用されているポリオールエステルやポリビニルエーテルなどの潤滑油(冷凍機油)と相溶しにくいという問題点がある。一方、不飽和フッ化炭化水素類は、ODPおよびGWPの双方が非常に小さく、構造によっては不燃性であり、なかでもHFO−1234yfは冷媒性能の尺度である熱力学的特性がHFC−134aとほぼ同等かそれ以上であることから、冷媒としての使用が提案されている(特許文献1〜3)。   Among HFC refrigerants, HFC-134a, R407C, and R410A are standardly used as refrigerants for car air conditioners, refrigerators, and room air conditioners. However, these HFC refrigerants are becoming subject to regulation because of their high global warming potential (GWP) although their ozone depletion potential (ODP) is zero. Difluoromethane has been studied as one of the alternative candidates for these refrigerants, but the global warming potential is not sufficiently low, the boiling point is too low, and the thermodynamic characteristics cannot be applied to the current refrigeration system as it is, In addition, there is a problem that it is difficult to be compatible with lubricating oil (refrigeration machine oil) such as polyol ester and polyvinyl ether used in conventional HFC refrigerants. On the other hand, unsaturated fluorinated hydrocarbons are very small in both ODP and GWP, and are nonflammable depending on the structure. Among them, HFO-1234yf has a thermodynamic characteristic that is a measure of refrigerant performance as HFC-134a. Since it is substantially the same or more, use as a refrigerant | coolant is proposed (patent documents 1-3).

また、第1成分として1,1−ジフルオロエタン(HFC−152a)、1,1,1−トリフルオロ−2−モノフルオロエタン(HFC−134a)、1,1,1−トリフルオロ−2,2−ジフルオロエタン(HFC−125)から選ばれる1種以上の第1成分80質量%以上、第2成分として二酸化炭素(R744)20質量%以下から成る作動媒体が提案されている(特許文献4)。   In addition, as the first component, 1,1-difluoroethane (HFC-152a), 1,1,1-trifluoro-2-monofluoroethane (HFC-134a), 1,1,1-trifluoro-2,2- There has been proposed a working medium composed of 80% by mass or more of one or more first components selected from difluoroethane (HFC-125) and 20% by mass or less of carbon dioxide (R744) as the second component (Patent Document 4).

また、可燃性ではあるものの、ODPが0でありGWPが約3と極めて小さい、イソブタン(R600a)やプロパン(R290)のような炭化水素も検討されている(特許文献5〜7)。   In addition, hydrocarbons such as isobutane (R600a) and propane (R290) that are flammable but have an ODP of 0 and an extremely low GWP of about 3 have been studied (Patent Documents 5 to 7).

国際公開WO2004/037913号パンフレットInternational Publication WO2004 / 037913 Pamphlet 国際公開WO2005/105947号パンフレットInternational Publication WO2005 / 105947 Pamphlet 国際公開WO2009/057475号パンフレットInternational Publication WO2009 / 057475 Pamphlet 特開平10−265771号公報JP-A-10-265771 特開2000−044937号公報JP 2000-044937 A 特開2000−274360号公報JP 2000-274360 A 特開2010−031728号公報JP 2010-031728 A

冷凍・空調システムにおける課題は、冷媒については、地球温暖化係数(GWP)が小さくて環境への悪影響が少なく、燃焼・爆発しにくくて安全に使用でき、熱力学特性が用途に好適であり、化学構造がシンプルで安価に大量な供給が可能であることであり、冷媒と冷凍機油が共存する系の特性としては、相互に溶解し(相溶性)、安定性に優れ、摩耗しない油膜が維持される(潤滑性)という、多くの特性をすべて満足する作動流体を見出すことである。   The problem with the refrigeration and air conditioning system is that the refrigerant has a low global warming potential (GWP), has little adverse effect on the environment, is difficult to burn and explode, can be used safely, and has thermodynamic characteristics suitable for the application. The chemical structure is simple and a large amount can be supplied at low cost. The characteristics of the system in which refrigerant and refrigerating machine oil coexist are mutually soluble (compatible), excellent in stability, and maintain an oil film that does not wear. Is to find a working fluid that satisfies all of the many properties of being lubricated.

GWPが大きな現行のHFC冷媒に代わる、低GWPの次世代冷媒としては、前述のようにHFC−32(GWP:675)、HFO−1234yf(GWP:4)、HFC−152a(GWP:120)、プロパン(R290、GWP:3)などが有力な候補として検討されているが、それぞれに課題をかかえている。   As described above, HFC-32 (GWP: 675), HFO-1234yf (GWP: 4), HFC-152a (GWP: 120), as the low-GWP next-generation refrigerant, which replaces the existing HFC refrigerant with a large GWP, Propane (R290, GWP: 3) and the like have been studied as promising candidates, but each has a problem.

冷凍・空調機器の冷媒循環サイクルにおいては、冷媒圧縮機を潤滑する冷凍機油が冷媒とともにサイクル内を循環するため、冷凍機油には冷媒との相溶性が要求される。しかし、HFC−32を用いる冷凍・空調システムにおいては冷凍機油と相溶しにくいという課題がある。冷凍・空調機器において、冷媒に使用する冷凍機油の選択によっては、冷媒と冷凍機油との十分な相溶性が得られず、冷媒圧縮機から吐出された冷凍機油がサイクル内の温度の低い所に滞留しやすくなる。その結果、冷媒圧縮機内の油量が低下して潤滑不良による摩耗や、内径が1mm以下の細管であるキャピラリ等の膨張機構を閉塞するといった問題を生じる。また、HFC−32の沸点は−52℃であり、ルームエアコン、パッケージエアコン等に使用されている現行冷媒のHCFC−22より約10℃低く、同じ温度においてはより高圧となることから吐出温度が上りすぎるという熱力学特性の問題もあり、さらに、GWPも675と充分には小さくない。   In the refrigerant circulation cycle of the refrigeration / air conditioning equipment, since the refrigeration oil that lubricates the refrigerant compressor circulates in the cycle together with the refrigerant, the refrigeration oil is required to have compatibility with the refrigerant. However, the refrigeration / air conditioning system using HFC-32 has a problem that it is difficult to be compatible with refrigeration oil. In refrigeration and air conditioning equipment, depending on the selection of the refrigeration oil used for the refrigerant, sufficient compatibility between the refrigerant and the refrigeration oil is not obtained, and the refrigeration oil discharged from the refrigerant compressor is placed at a low temperature in the cycle. It becomes easy to stay. As a result, the amount of oil in the refrigerant compressor decreases, causing problems due to wear due to poor lubrication and closing of an expansion mechanism such as a capillary that is a narrow tube having an inner diameter of 1 mm or less. Moreover, HFC-32 has a boiling point of −52 ° C., which is about 10 ° C. lower than the current refrigerant HCFC-22 used in room air conditioners, packaged air conditioners, etc., and the discharge temperature is higher at the same temperature. There is also a problem of thermodynamic characteristics that it is too high, and GWP is not sufficiently small as 675.

不飽和フッ化炭化水素であり、GWPも極めて小さなHFO−1234yfを用いる冷凍・空調システムにおいては、現行のHFCに使用されているポリオールエステル、エーテル化合物などの冷凍機油と相溶性があり、適用可能であると考えられてきた。しかし、本発明者らの検討によれば、不飽和フッ化炭化水素は分子内に不安定な二重結合を有することから、熱・化学的安定性が劣るという安定性面での課題が明らかになった。また、HFO−1234yfの沸点は−25℃であり、沸点が−26℃のHFC−134aが使用されているカーエアコン、冷蔵庫分野には適用できるが、沸点が−41℃であり、比較的圧力の高いHCFC−22等が使われている冷媒使用量の多いルームエアコン、パッケージエアコン、産業用冷凍機等の分野には、効率が悪くなりすぎるため適用できない。   In refrigeration and air conditioning systems using HFO-1234yf, which is an unsaturated fluorohydrocarbon and extremely small GWP, it is compatible with refrigeration machine oils such as polyol esters and ether compounds currently used in HFC, and can be applied. Has been considered. However, according to the study by the present inventors, since the unsaturated fluorinated hydrocarbon has an unstable double bond in the molecule, the problem in terms of stability is inferior in thermal and chemical stability. Became. HFO-1234yf has a boiling point of −25 ° C. and can be applied to the car air conditioner and refrigerator fields where HFC-134a having a boiling point of −26 ° C. is used. The high efficiency of HCFC-22 or the like in which the amount of refrigerant is used is not applicable to room air conditioners, packaged air conditioners, industrial refrigerators, etc., because the efficiency is too low.

HFC−152aは可燃性である点を除けば、GWPも小さく特性バランスの良い冷媒である。しかし、沸点が−25℃であり、その熱力学特性からHFC−134a分野にしか適用できない。HFC−134aが使われている主な分野のうち、冷媒チャージ量の少ない冷蔵庫分野においては、既にGWPが3と小さなイソブタン(R600a)への切り替えが進んでいる。しかし、イソブタンにも、熱力学特性、安全性の面から冷媒チャージ量の多い用途には適用できないという問題がある。   HFC-152a is a refrigerant with a small GWP and a good balance of properties, except that it is flammable. However, it has a boiling point of −25 ° C. and is applicable only to the field of HFC-134a because of its thermodynamic characteristics. Among the main fields where HFC-134a is used, in the refrigerator field where the refrigerant charge amount is small, switching to isobutane (R600a) having a small GWP of 3 is already in progress. However, isobutane also has a problem that it cannot be applied to uses with a large amount of refrigerant charge in terms of thermodynamic characteristics and safety.

プロパンは沸点が−42℃でありGWPも極めて小さく、HCFC−22やその代替としてODPが0で、HFC−32とHFC−125が各50質量%の混合冷媒であるR410Aが使われている分野での冷媒特性に優れている。しかし、強燃性であり爆発性も高く、安全面の課題がある。   Propane has a boiling point of -42 ° C, GWP is very small, HCFC-22 and its alternative ODP is 0, and R410A, a mixed refrigerant with 50% by mass of HFC-32 and HFC-125, is used. Excellent refrigerant characteristics. However, it is highly flammable and highly explosive, and there are safety issues.

なお、特許文献4に記載されているような、第1成分としての1,1−ジフルオロエタン等80質量%以上と第2成分として二酸化炭素20質量%以下とからなる冷媒の場合、ODPは0であるものの、GWPは充分には小さくはない。   In the case of a refrigerant composed of 80% by mass or more such as 1,1-difluoroethane as the first component and 20% by mass or less of carbon dioxide as the second component as described in Patent Document 4, the ODP is 0. Although there is GWP, it is not small enough.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、環境への悪影響が少なく、高効率なシステムにおいて、相溶性、熱・化学的安定性および潤滑性を高水準で達成することが可能な冷凍機用作動流体組成物を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and can achieve compatibility, thermal / chemical stability, and lubricity at a high level in a highly efficient system with little adverse effect on the environment. An object is to provide a working fluid composition for a refrigerator.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、モノフルオロエタン(HFC−161)を含有する冷媒と、特定のエステル若しくはエーテルを基油とした冷凍機油を用いることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have used a refrigerant containing monofluoroethane (HFC-161) and a refrigerating machine oil based on a specific ester or ether as described above. The present inventors have found that the problem can be solved and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、モノフルオロエタンを含有する冷媒と、
ポリオールエステル、ポリビニルエーテルおよびポリアルキレングリコール化合物から選ばれる少なくとも1種を基油として含有し、該基油の炭素/酸素モル比が2.5以上5.8以下である冷凍機油と、
を含有する冷凍機用作動流体組成物を提供する。
That is, the present invention includes a refrigerant containing monofluoroethane,
A refrigerating machine oil containing at least one selected from polyol esters, polyvinyl ethers and polyalkylene glycol compounds as a base oil, wherein the base oil has a carbon / oxygen molar ratio of 2.5 to 5.8;
The working fluid composition for refrigerators containing the is provided.

上記冷媒は、下記一般式(A)で示される化合物および二酸化炭素から選ばれる少なくとも1種を更に含有してもよい。
(A)
[式中、pは1〜4の整数を示し、qは1〜10の整数を示し、rは0〜5の整数を示す。]
The refrigerant may further contain at least one selected from a compound represented by the following general formula (A) and carbon dioxide.
C p H q F r (A)
[In formula, p shows the integer of 1-4, q shows the integer of 1-10, r shows the integer of 0-5. ]

さらに、上記冷媒が一般式(A)で示される化合物を含有する場合、当該化合物としては、ジフルオロメタン、1,1−ジフルオロエタン、1,1,1−トリフルオロエタン、1,1,1,2−テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタン、1,3,3,3−テトラフルオロプロペン、2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、プロパン(R290)およびイソブタン(R600a)から選ばれる少なくとも1種が好ましい。   Further, when the refrigerant contains a compound represented by the general formula (A), examples of the compound include difluoromethane, 1,1-difluoroethane, 1,1,1-trifluoroethane, 1,1,1,2 -At least one selected from tetrafluoroethane, pentafluoroethane, 1,3,3,3-tetrafluoropropene, 2,3,3,3-tetrafluoropropene, propane (R290) and isobutane (R600a) is preferable. .

また、上記冷媒と上記冷凍機油の質量比は90:10〜30:70であることが好ましい。   The mass ratio of the refrigerant to the refrigerating machine oil is preferably 90:10 to 30:70.

また、上記冷媒の地球温暖化係数は300以下であることが好ましい。   The global warming potential of the refrigerant is preferably 300 or less.

上記基油が炭素/酸素モル比が2.5以上5.8以下のポリオールエステルを含有する場合、該ポリオールエステルの好ましい例として、炭素数4〜9の脂肪酸と炭素数4〜12の多価アルコールとから合成されるポリオールエステルを挙げることができる。   When the base oil contains a polyol ester having a carbon / oxygen molar ratio of 2.5 or more and 5.8 or less, preferred examples of the polyol ester include fatty acids having 4 to 9 carbon atoms and polyvalent acids having 4 to 12 carbon atoms. Mention may be made of polyol esters synthesized from alcohols.

上記基油が炭素/酸素モル比が2.5以上5.8以下のポリアルキレングリコールを含有する場合、該ポリアルキレングリコール化合物の好ましい例として、プロピレンオキサイドの単独重合鎖またはプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合鎖を有し、その両末端の少なくとも一方がエーテル結合で封鎖された化合物を挙げることができる。   When the base oil contains a polyalkylene glycol having a carbon / oxygen molar ratio of 2.5 or more and 5.8 or less, preferred examples of the polyalkylene glycol compound include propylene oxide homopolymer chains or propylene oxide and ethylene oxide. Examples thereof include a compound having a copolymer chain and at least one of both ends of which is blocked with an ether bond.

上記基油が炭素/酸素モル比が2.5以上5.8以下のポリビニルエーテルを含有する場合、該ポリビニルエーテルの好ましい例として、下記一般式(1)で表される構造単位を有するポリビニルエーテルを挙げることができる。

Figure 0006054495

[式中、R,RおよびRは同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1〜8の炭化水素基を示し、Rは炭素数1〜10の二価の炭化水素基または炭素数2〜20の二価のエーテル結合酸素含有炭化水素基を示し、Rは炭素数1〜20の炭化水素基を示し、mは前記ポリビニルエーテルについてのmの平均値が0〜10となるような数を示し、R〜Rは構造単位毎に同一であっても異なっていてもよく、一の構造単位においてmが2以上である場合には、複数のROは同一でも異なっていてもよい。] When the base oil contains a polyvinyl ether having a carbon / oxygen molar ratio of 2.5 or more and 5.8 or less, as a preferred example of the polyvinyl ether, a polyvinyl ether having a structural unit represented by the following general formula (1) Can be mentioned.
Figure 0006054495

[Wherein R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 4 represents a divalent carbon atom having 1 to 10 carbon atoms. A hydrogen group or a divalent ether-bonded oxygen-containing hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, R 5 represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and m is an average value of m for the polyvinyl ether is 0. And R 1 to R 5 may be the same or different for each structural unit. When m is 2 or more in one structural unit, a plurality of R 4 O may be the same or different. ]

本発明によれば、環境への悪影響が少なく、高効率なシステムにおいて、相溶性、熱・化学的安定性および潤滑性を高水準で達成することが可能な冷凍機用作動流体組成物が提供される。   According to the present invention, there is provided a working fluid composition for a refrigerator that can achieve compatibility, thermal / chemical stability, and lubricity at a high level in a highly efficient system with little adverse effect on the environment. Is done.

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

本実施形態に係る冷凍機用作動流体組成物は、
モノフルオロエタンを含有する冷媒と、
ポリオールエステル、ポリビニルエーテルおよびポリアルキレングリコール化合物から選ばれる少なくとも1種を基油として含有し、該基油の炭素/酸素モル比が2.5以上5.8以下である冷凍機油と、
を含有する。
6−n (A)
[式中、nは1または2を示す。]
The working fluid composition for a refrigerator according to this embodiment is
A refrigerant containing monofluoroethane;
A refrigerating machine oil containing at least one selected from polyol esters, polyvinyl ethers and polyalkylene glycol compounds as a base oil, wherein the base oil has a carbon / oxygen molar ratio of 2.5 to 5.8;
Containing.
C 2 H n F 6-n (A)
[Wherein n represents 1 or 2. ]

本実施形態に係る冷凍機用作動流体組成物において、冷媒と冷凍機油との配合割合は特に制限されないが、冷媒と冷凍機油の質量比が90:10〜30:70であることが好ましく、より好ましくは80:20〜40:60である。   In the working fluid composition for a refrigerator according to this embodiment, the mixing ratio of the refrigerant and the refrigerator oil is not particularly limited, but the mass ratio of the refrigerant and the refrigerator oil is preferably 90:10 to 30:70, and more Preferably it is 80: 20-40: 60.

次に、冷凍機用作動流体組成物の含有成分について詳述する。   Next, the components contained in the working fluid composition for refrigerators will be described in detail.

[冷媒]
本実施形態における冷媒はモノフルオロエタン(HFC−161)を含有する。モノフルオロエタンは分子内にフッ素を1個有し、特徴的な特性を示す。
[Refrigerant]
The refrigerant in this embodiment contains monofluoroethane (HFC-161). Monofluoroethane has one fluorine in its molecule and exhibits characteristic properties.

すなわち、まず、冷媒としてHCFC−22が使用されてきた分野において、低GWP冷媒として熱力学特性から最も適しているのはプロパン(R290)である。しかし、プロパンは強燃性であることから安全面の大きな問題と、かつ冷凍機油と共存した場合、冷凍機油に溶けすぎて油の粘度を大幅に下げ、潤滑性を低下させるという課題がある。   That is, first, in the field where HCFC-22 has been used as a refrigerant, propane (R290) is most suitable as a low GWP refrigerant because of its thermodynamic characteristics. However, since propane is highly flammable, there is a big problem in safety, and when coexisting with refrigerating machine oil, there is a problem that it is excessively dissolved in refrigerating machine oil and drastically lowers the viscosity of the oil and lowers lubricity.

これに対してモノフルオロエタンは、GWPが100以下と小さく、沸点が−37℃であり、HCFC−22の沸点−41℃と接近しており熱力学特性が類似で、単独でも冷媒としての熱力学特性、冷凍機油との相溶性、安定性が良好である。また、可燃性ではあるものの、プロパンの爆発下限値である2.1容量%に対しHFC−161の爆発下限値は5.0容量%であり、さらにプロパンより沸点が5℃高く、低圧であり冷媒リークを起こしにくくはるかに安全性が高い。室内の冷媒濃度が5.0容量%に達することは殆ど無い。また、分子内にフッ素を有することから冷凍機油への溶解量がプロパンよりはるかに少なく、冷凍・空調装置1つあたりの冷媒チャージ量が少なくて済み、相応の安全対策をすることにより実用化は可能であると考えられる。共存する冷凍機油への溶解量が少ないことにより、冷凍機油の粘度低下も小さく、潤滑性に関しても有利な方向であり、分子内に二重結合が無いことから安定性も問題はない。   On the other hand, monofluoroethane has a GWP as small as 100 or less, a boiling point of −37 ° C., close to the boiling point of −41 ° C. of HCFC-22, has similar thermodynamic characteristics, and can be used alone as a refrigerant. Good mechanical properties, compatibility with refrigerating machine oil, and stability. In addition, although it is flammable, HFC-161 has a lower explosion limit of 5.0% by volume, compared with 2.1% by volume, which is the lower limit of explosion of propane. Refrigerant leakage is difficult to occur and it is much safer. The refrigerant concentration in the room hardly reaches 5.0% by volume. In addition, since fluorine is contained in the molecule, the amount dissolved in refrigerating machine oil is much less than that of propane, and the amount of refrigerant charge per refrigeration / air-conditioning device can be reduced. It is considered possible. Since the amount of the dissolved refrigeration oil in the coexisting refrigeration oil is small, the decrease in the viscosity of the refrigeration oil is small and the lubricity is advantageous, and there is no problem in stability because there is no double bond in the molecule.

また、本実施形態における冷媒は、モノフルオロエタンに加えて、下記一般式(A)で示される化合物および二酸化炭素から選ばれる少なくとも1種を更に含有してもよい。
(A)
[式中、pは1〜4の整数を示し、qは1〜10の整数を示し、rは0〜5の整数を示す。]
In addition to monofluoroethane, the refrigerant in the present embodiment may further contain at least one selected from a compound represented by the following general formula (A) and carbon dioxide.
C p H q F r (A)
[In formula, p shows the integer of 1-4, q shows the integer of 1-10, r shows the integer of 0-5. ]

本実施形態における冷媒が上記一般式(A)で示される化合物および二酸化炭素から選ばれる少なくとも1種を含有することによって、モノフルオロエタンに由来する可燃性を低減することができる。また、冷媒組成の調整により、使用目的に応じた冷媒の熱力学特性の調整を容易かつ確実に行うことができ、システムの高効率化の点で有効である。   When the refrigerant in the present embodiment contains at least one selected from the compound represented by the general formula (A) and carbon dioxide, flammability derived from monofluoroethane can be reduced. Further, by adjusting the refrigerant composition, it is possible to easily and reliably adjust the thermodynamic characteristics of the refrigerant according to the purpose of use, which is effective in increasing the efficiency of the system.

モノフルオロエタンと組み合わせる好ましい成分について、括弧内に沸点、GWP、燃焼性を付記して列挙すると、HFC−32(−52℃、675、微燃性)、HFC−152a(−25℃、120、可燃性)、HFC−143a(−47℃、4300、微燃性)、HFC−134a(−26℃、1300、不燃性)、HFC−125(−49℃、3400、不燃性)、HFO−1234ze(−19℃、6、微燃性)、HFO−1234yf(−29℃、4、微燃性)、プロパン(−42℃、3、強燃性)、イソブタン(−12℃、3、強燃性)、二酸化炭素(−78℃、1、不燃性)が挙げられる。これらの成分は2種以上を組み合わせてもよい。   For preferred components combined with monofluoroethane, the boiling point, GWP, and flammability are listed in parentheses, and HFC-32 (-52 ° C., 675, slightly flammable), HFC-152a (−25 ° C., 120, Flammable), HFC-143a (-47 ° C, 4300, slightly flammable), HFC-134a (-26 ° C, 1300, nonflammable), HFC-125 (-49 ° C, 3400, nonflammable), HFO-1234ze (-19 ° C, 6, slightly flammable), HFO-1234yf (-29 ° C, 4, flammable), propane (-42 ° C, 3, flammable), isobutane (-12 ° C, 3, flammable) ), Carbon dioxide (-78 ° C., 1, nonflammability). Two or more of these components may be combined.

例えば、本実施形態における冷媒(混合冷媒)の安全性を高めるためには、不燃性冷媒を配合すればよいが、不燃性のHFC冷媒は総じてGWPが高い。そこで、微燃性冷媒を配合して特性のバランスをとる方法がある。特に、二酸化炭素は不燃であり、GWPの基準化合物で1と小さいことから、熱力学特性に影響しない範囲での配合は有効である。また、効率を高めるためには高圧な冷媒、つまり沸点の低い冷媒を配合することになるが、プロパンは強燃性であることから、HFC−32、HFC−143a、HFC−125が候補となる。   For example, in order to improve the safety of the refrigerant (mixed refrigerant) in the present embodiment, a nonflammable refrigerant may be blended, but the nonflammable HFC refrigerant generally has a high GWP. Therefore, there is a method of balancing the characteristics by blending a slightly flammable refrigerant. In particular, since carbon dioxide is nonflammable and is as small as 1 as a GWP reference compound, blending in a range that does not affect thermodynamic properties is effective. In order to increase efficiency, a high-pressure refrigerant, that is, a refrigerant having a low boiling point, is blended. However, since propane is highly flammable, HFC-32, HFC-143a, and HFC-125 are candidates. .

GWPを小さくするには、HFO−1234ze、HFO−1234yf、二酸化炭素さらにはプロパン、イソブタンが好ましい。   In order to reduce GWP, HFO-1234ze, HFO-1234yf, carbon dioxide, propane, and isobutane are preferable.

また、HCFC−22が使われてきた分野以外に適用するために混合冷媒の圧力を下げる場合は、総合的な特性バランスを考慮し、沸点が−30℃より高いHFC−134a、HFO−1234ze、HFO−1234yfなどの比較的圧力の低い冷媒から選定することになる。   In addition, when reducing the pressure of the mixed refrigerant for application to fields other than where HCFC-22 has been used, HFC-134a, HFO-1234ze having a boiling point higher than −30 ° C. A refrigerant having a relatively low pressure such as HFO-1234yf is selected.

本実施形態における冷媒がモノフルオロエタンと上記成分との混合冷媒の場合、当該混合冷媒中のモノフルオロエタンの含有割合が50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましい。また、GWPについては300以下とすることが、地球環境保護の観点から好ましく、200以下、さらに150以下がより好ましい。本実施形態において使用される混合冷媒は、共沸混合物であることが好ましいが、冷媒として必要な物性を有していれば特に共沸混合物である必要はない。   When the refrigerant in the present embodiment is a mixed refrigerant of monofluoroethane and the above components, the content ratio of monofluoroethane in the mixed refrigerant is preferably 50% by mass or more, and more preferably 60% by mass or more. preferable. Moreover, about GWP, it is preferable to set it as 300 or less from a viewpoint of global environment protection, 200 or less, and 150 or less are more preferable. The refrigerant mixture used in the present embodiment is preferably an azeotrope, but need not be an azeotrope as long as it has physical properties necessary as a refrigerant.

[冷凍機油]
本実施形態に係る冷凍機油はポリオールエステル、ポリビニルエーテルおよびポリアルキレングリコール化合物から選ばれる少なくとも1種を基油として含有し、該基油の炭素/酸素モル比は2.5以上5.8以下である。基油中の炭素および酸素については、一般的な元素分析法により定量分析することができる。炭素分析については燃焼により二酸化炭素に変換した後の熱伝導度法やガスクロマトグラフィー法などがあり、酸素分析については炭素により一酸化炭素に導き定量分析する炭素還元法が一般的であり、Shutze−Unterzaucher法が広く実用化されている。
[Refrigerator oil]
The refrigerating machine oil according to the present embodiment contains at least one selected from polyol esters, polyvinyl ethers and polyalkylene glycol compounds as a base oil, and the carbon / oxygen molar ratio of the base oil is 2.5 or more and 5.8 or less. is there. Carbon and oxygen in the base oil can be quantitatively analyzed by a general elemental analysis method. For carbon analysis, there are a thermal conductivity method after conversion to carbon dioxide by combustion, a gas chromatography method, and the like. For oxygen analysis, a carbon reduction method in which carbon monoxide is quantitatively analyzed by carbon is generally used. -The Unteraucher method has been widely put into practical use.

なお、基油が2種以上の混合基油である場合、混合基油の炭素/酸素モル比が2.5以上5.8以下である限りにおいて、混合基油に含まれる各成分の炭素/酸素モル比は特に制限されないが、ポリオールエステル、ポリビニルエーテルおよびポリアルキレングリコール化合物の各々の炭素/酸素モル比が2.5以上5.8以下であることが好ましい。これらの好ましい例については後述する。   In addition, when the base oil is two or more kinds of mixed base oils, as long as the carbon / oxygen molar ratio of the mixed base oil is 2.5 or more and 5.8 or less, carbon / The oxygen molar ratio is not particularly limited, but the carbon / oxygen molar ratio of each of the polyol ester, polyvinyl ether, and polyalkylene glycol compound is preferably 2.5 or more and 5.8 or less. These preferable examples will be described later.

[ポリオールエステル]
ポリオールエステルは、多価アルコールとカルボン酸とから合成されるエステルであり、炭素/酸素モル比が、好ましくは2.5以上5.8以下であり、より好ましくは3.2以上5.0以下であり、更に好ましくは4.0以上5.0以下である。カルボン酸としては、脂肪酸(1価脂肪族カルボン酸)、特には飽和脂肪酸が好ましく用いられ、その炭素数は4以上9以下が、特には5以上9以下が好ましい。ポリオールエステルは、多価アルコールの水酸基の一部がエステル化されずに水酸基のまま残っている部分エステルであっても良く、全ての水酸基がエステル化された完全エステルであっても良く、また部分エステルと完全エステルの混合物であっても良いが、水酸基価が好ましくは10mgKOH/g以下、さらに好ましくは5mgKOH/g以下、最も好ましくは3mgKOH/g以下であることが好ましい。
[Polyol ester]
The polyol ester is an ester synthesized from a polyhydric alcohol and a carboxylic acid, and the carbon / oxygen molar ratio is preferably 2.5 or more and 5.8 or less, more preferably 3.2 or more and 5.0 or less. More preferably, it is 4.0 or more and 5.0 or less. As the carboxylic acid, a fatty acid (monovalent aliphatic carboxylic acid), particularly a saturated fatty acid is preferably used, and the carbon number thereof is preferably 4 or more and 9 or less, particularly preferably 5 or more and 9 or less. The polyol ester may be a partial ester in which some of the hydroxyl groups of the polyhydric alcohol are not esterified and remain as hydroxyl groups, or may be a complete ester in which all the hydroxyl groups are esterified. A mixture of ester and complete ester may be used, but the hydroxyl value is preferably 10 mgKOH / g or less, more preferably 5 mgKOH / g or less, and most preferably 3 mgKOH / g or less.

[脂肪酸]
(a)冷媒の主成分である上記一般式(A)で示されるハイドロフルオロエタン、ジフルオロメタンおよび2,3,3,3−テトラフルオロプロペンのうち、冷凍機油との相溶性に劣るジフルオロメタンの割合が多い場合、例えば冷媒中のジフルオロメタンの割合が40質量%以上の場合には、ポリオールエステルを構成する脂肪酸のうち、分岐脂肪酸の割合が50〜100モル%、特には70〜100モル%、更には90〜100モル%が好ましい。
[fatty acid]
(A) Of hydrofluoroethane, difluoromethane and 2,3,3,3-tetrafluoropropene represented by the above general formula (A), which is the main component of the refrigerant, difluoromethane having poor compatibility with refrigerating machine oil. When the proportion is high, for example, when the proportion of difluoromethane in the refrigerant is 40% by mass or more, among the fatty acids constituting the polyol ester, the proportion of branched fatty acids is 50 to 100 mol%, particularly 70 to 100 mol%. Furthermore, 90-100 mol% is preferable.

炭素数4〜9の分岐脂肪酸としては、具体的には、分岐状のブタン酸、分岐状のペンタン酸、分岐状のヘキサン酸、分岐状のヘプタン酸、分岐状のオクタン酸、分岐状のノナン酸が挙げられる。さらに具体的には、α位および/またはβ位に分岐を有する脂肪酸が好ましく、イソブタン酸、2−メチルブタン酸、2−メチルペンタン酸、2−メチルヘキサン酸、2−エチルペンタン酸、2−メチルヘプタン酸、2−エチルヘキサン酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸などが好ましく、中でも2−エチルヘキサン酸および/または3,5,5−トリメチルヘキサン酸が最も好ましい。なお、炭素数5〜9の分岐脂肪酸以外の脂肪酸を含んでいてもよい。   Specific examples of branched fatty acids having 4 to 9 carbon atoms include branched butanoic acid, branched pentanoic acid, branched hexanoic acid, branched heptanoic acid, branched octanoic acid, and branched nonane. Examples include acids. More specifically, fatty acids having a branch at the α-position and / or β-position are preferred, and isobutanoic acid, 2-methylbutanoic acid, 2-methylpentanoic acid, 2-methylhexanoic acid, 2-ethylpentanoic acid, 2-methyl Heptanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and the like are preferable, among which 2-ethylhexanoic acid and / or 3,5,5-trimethylhexanoic acid are most preferable. In addition, you may contain fatty acids other than C5-C9 branched fatty acid.

(b)冷媒の主成分のうち、上記一般式(A)で示されるハイドロフルオロエタンおよびジフルオロメタンの含有量の合計よりも2,3,3,3−テトラフルオロプロペンの含有量の合計が多い場合には、冷凍機油と相溶しやすくなることから、脂肪酸の内、直鎖脂肪酸の割合が50〜95モル%、特には60〜90モル%、更には70〜85モル%が好ましい。   (B) Among the main components of the refrigerant, the total content of 2,3,3,3-tetrafluoropropene is larger than the total content of hydrofluoroethane and difluoromethane represented by the general formula (A). In this case, since it becomes easy to be compatible with refrigerating machine oil, the proportion of linear fatty acid in the fatty acid is preferably 50 to 95 mol%, particularly 60 to 90 mol%, more preferably 70 to 85 mol%.

炭素数4〜9の直鎖脂肪酸としては、具体的には、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸が挙げられる。中でもペンタン酸および/またはヘプタン酸が、特には両者の混合酸が最も好ましい。直鎖のペンタン酸の含有量は、特に相溶性の点から、30モル%以上が好ましく、他方、特に加水分解安定性の点から、50モル%以下、特には45モル%以下が好ましい。ヘプタン酸の含有量は、潤滑性の点から20モル%以上、特には25モル%以上が、更には30モル%以上好ましい。他方、特に加水分解安定性の点から、50モル%以下、好ましくは45モル%以下である。直鎖脂肪酸以外の分岐脂肪酸としては、炭素数5〜9の分岐脂肪酸が、特には2−エチルヘキサン酸および/または3,5,5−トリメチルヘキサン酸が好ましい。3,5,5−トリメチルヘキサン酸の含有量は、特に加水分解安定性の点から、5モル%以上、特には10モル%以上が好ましく、他方、特に相溶性および潤滑性の点から、30モル%以下、特には25%以下が好ましい。   Specific examples of the linear fatty acid having 4 to 9 carbon atoms include butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, and nonanoic acid. Of these, pentanoic acid and / or heptanoic acid are particularly preferable, and a mixed acid of both is most preferable. The content of linear pentanoic acid is particularly preferably 30 mol% or more from the viewpoint of compatibility, and on the other hand, 50 mol% or less, particularly 45 mol% or less is particularly preferable from the viewpoint of hydrolysis stability. The heptanoic acid content is preferably 20 mol% or more, particularly 25 mol% or more, more preferably 30 mol% or more from the viewpoint of lubricity. On the other hand, it is 50 mol% or less, preferably 45 mol% or less, particularly from the viewpoint of hydrolysis stability. As the branched fatty acid other than the linear fatty acid, a branched fatty acid having 5 to 9 carbon atoms, particularly 2-ethylhexanoic acid and / or 3,5,5-trimethylhexanoic acid is preferable. The content of 3,5,5-trimethylhexanoic acid is particularly preferably 5 mol% or more, particularly preferably 10 mol% or more from the viewpoint of hydrolytic stability, and on the other hand, particularly from the viewpoint of compatibility and lubricity, 30 It is preferably not more than mol%, particularly preferably not more than 25%.

上記(b)の場合の好ましい脂肪酸としては、具体的には、直鎖のペンタン酸および直鎖のヘプタン酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸の混合酸が好ましく、この混合酸が直鎖のペンタン酸を30〜50モル%、直鎖のヘプタン酸を20〜50モル%および3,5,5−トリメチルヘキサン酸を5〜30モル%含有するものであることがより好ましい。   As the preferable fatty acid in the case of (b), specifically, a linear pentanoic acid and a mixed acid of a linear heptanoic acid and 3,5,5-trimethylhexanoic acid are preferable, and this mixed acid is a linear acid. It is more preferable to contain 30-50 mol% of pentanoic acid, 20-50 mol% of linear heptanoic acid, and 5-30 mol% of 3,5,5-trimethylhexanoic acid.

[多価アルコール]
ポリオールエステルを構成する多価アルコールとしては、水酸基を2〜6個有する多価アルコールが好ましく用いられる。多価アルコールの炭素数としては、4〜12、特には5〜10が好ましい。ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ジ−(トリメチロールプロパン)、トリ−(トリメチロールプロパン)、ペンタエリスリトール、ジ−(ペンタエリスリトール)などのヒンダードアルコールが好ましい。冷媒との相溶性および加水分解安定性に特に優れることからペンタエリスリトールまたはペンタエリスリトールとジ−(ペンタエリスリトール)の混合エステルが最も好ましい。
[Polyhydric alcohol]
As the polyhydric alcohol constituting the polyol ester, a polyhydric alcohol having 2 to 6 hydroxyl groups is preferably used. As carbon number of a polyhydric alcohol, 4-12, especially 5-10 are preferable. Hindered alcohols such as neopentyl glycol, trimethylol ethane, trimethylol propane, trimethylol butane, di- (trimethylol propane), tri- (trimethylol propane), pentaerythritol, di- (pentaerythritol) are preferred. Pentaerythritol or a mixed ester of pentaerythritol and di- (pentaerythritol) is most preferred because it is particularly excellent in compatibility with the refrigerant and hydrolytic stability.

[ポリビニルエーテル]
ポリビニルエーテルの炭素/酸素モル比は、好ましく2.5以上5.8以下であり、より好ましくは3.2以上5.8以下であり、更に好ましくは4.0以上5.0以下である。炭素/酸素モル比がこの範囲未満では吸湿性が高くなり、この範囲を超えると相溶性が低下する。また、ポリビニルエーテルの重量平均分子量は、好ましくは200以上3000以下、より好ましくは500以上1500以下である。
[Polyvinyl ether]
The carbon / oxygen molar ratio of polyvinyl ether is preferably 2.5 or more and 5.8 or less, more preferably 3.2 or more and 5.8 or less, and further preferably 4.0 or more and 5.0 or less. If the carbon / oxygen molar ratio is less than this range, the hygroscopicity is high, and if it exceeds this range, the compatibility is lowered. The weight average molecular weight of polyvinyl ether is preferably 200 or more and 3000 or less, more preferably 500 or more and 1500 or less.

本実施形態において好ましく用いられるポリビニルエーテルは、下記一般式(1)で表される構造単位を有する。

Figure 0006054495

[式中、R,RおよびRは同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1〜8の炭化水素基を示し、Rは炭素数1〜10の二価の炭化水素基または炭素数2〜20の二価のエーテル結合酸素含有炭化水素基を示し、Rは炭素数1〜20の炭化水素基を示し、mは前記ポリビニルエーテルについてのmの平均値が0〜10となるような数を示し、R〜Rは構造単位毎に同一であっても異なっていてもよく、一の構造単位においてmが2以上である場合には、複数のROは同一でも異なっていてもよい。] The polyvinyl ether preferably used in the present embodiment has a structural unit represented by the following general formula (1).
Figure 0006054495

[Wherein R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 4 represents a divalent carbon atom having 1 to 10 carbon atoms. A hydrogen group or a divalent ether-bonded oxygen-containing hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, R 5 represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and m is an average value of m for the polyvinyl ether is 0. And R 1 to R 5 may be the same or different for each structural unit. When m is 2 or more in one structural unit, a plurality of R 4 O may be the same or different. ]

上記一般式(1)におけるR、RおよびRは、少なくとも1つが水素原子、特には全てが水素原子であることが好ましい。一般式(1)におけるmは0以上10以下、特には0以上5以下が、更には0であることが好ましい。一般式(1)におけるRは炭素数1〜20の炭化水素基を示す。この炭化水素基としては、アルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、アリール基、アリールアルキル基などが挙げられ、アルキル基、特には炭素数1以上5以下のアルキル基が好ましい。 In the general formula (1), at least one of R 1 , R 2 and R 3 is preferably a hydrogen atom, particularly preferably a hydrogen atom. M in the general formula (1) is 0 or more and 10 or less, particularly 0 or more and 5 or less, and more preferably 0. R 5 in the general formula (1) represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, a cycloalkyl group, a phenyl group, an aryl group, and an arylalkyl group, and an alkyl group, particularly an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.

本実施形態に係るポリビニルエーテルは、一般式(1)で表される構造単位が同一である単独重合体であっても、2種以上の構造単位で構成される共重合体であってもよいが、共重合体とすることにより、相溶性を満足しつつ潤滑性、絶縁性、吸湿性等を一層向上させることができる効果がある。この際、原料となるモノマーの種類、開始剤の種類ならびに共重合体の比率を選ぶことにより、油剤の上記性能を目的レベルに合わせることが可能となる。従って、冷凍システムあるいは空調システムにおけるコンプレッサーの型式、潤滑部の材質および冷凍能力や冷媒の種類等により異なる潤滑性、相溶性等の要求に応じた油剤を自在に得ることができるという効果がある。共重合体はブロック共重合体またはランダム共重合体のいずれであってもよい。   The polyvinyl ether according to this embodiment may be a homopolymer having the same structural unit represented by the general formula (1) or a copolymer composed of two or more structural units. However, the use of the copolymer has the effect of further improving the lubricity, insulation, hygroscopicity and the like while satisfying the compatibility. At this time, by selecting the kind of raw material monomer, the kind of initiator, and the ratio of the copolymer, the performance of the oil can be adjusted to the target level. Therefore, it is possible to freely obtain an oil agent that meets different requirements such as lubricity and compatibility depending on the type of compressor in the refrigeration system or the air conditioning system, the material of the lubrication part, the refrigeration capacity, the type of refrigerant, and the like. The copolymer may be a block copolymer or a random copolymer.

本実施形態にかかるポリビニルエーテルが共重合体である場合、当該共重合体は、上記一般式(1)で表され且つRが炭素数1〜3のアルキル基である構造単位(1−1)と、上記一般式(1)で表され且つRが炭素数3〜20、好ましくは3〜10、更に好ましくは3〜8のアルキル基である構造単位(1−2)と、を含むことが好ましい。構造単位(1−1)におけるRとしてはエチル基が特に好ましく、また、構造単位(1−2)におけるR5としてはイソブチル基が特に好ましい。さらに、本実施形態に係るポリビニルエーテルが上記の構造単位(1−1)および(1−2)を含む共重合体である場合、構造単位(1−1)と構造単位(1−2)とのモル比は、5:95〜95:5が好ましく、20:80〜90:10がより好ましく、更には70:30〜90:10が好ましい。当該モル比が上記範囲を逸脱する場合は冷媒との相溶性が不十分となり、また、吸湿性が高くなる傾向にある。 When the polyvinyl ether according to this embodiment is a copolymer, the copolymer is a structural unit represented by the general formula (1) and R 5 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms (1-1 And a structural unit (1-2) represented by the general formula (1) and R 5 is an alkyl group having 3 to 20, preferably 3 to 10, more preferably 3 to 8 carbon atoms. It is preferable. As R 5 in the structural unit (1-1), an ethyl group is particularly preferable, and as R 5 in the structural unit (1-2), an isobutyl group is particularly preferable. Furthermore, when the polyvinyl ether according to the present embodiment is a copolymer containing the structural units (1-1) and (1-2), the structural unit (1-1) and the structural unit (1-2) The molar ratio is preferably 5:95 to 95: 5, more preferably 20:80 to 90:10, and even more preferably 70:30 to 90:10. When the molar ratio deviates from the above range, the compatibility with the refrigerant becomes insufficient, and the hygroscopicity tends to increase.

本実施形態に係るポリビニルエーテルは、上記一般式(1)で表される構造単位のみで構成されるものであってもよいが、下記一般式(2)で表される構造単位をさらに含む共重合体であってもよい。この場合、共重合体はブロック共重合体またはランダム共重合体のいずれであってもよい。

Figure 0006054495

[式中、R〜Rは互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基を示す。] The polyvinyl ether according to the present embodiment may be composed only of the structural unit represented by the general formula (1), but may further include a structural unit represented by the following general formula (2). It may be a polymer. In this case, the copolymer may be a block copolymer or a random copolymer.
Figure 0006054495

[In formula, R < 6 > -R < 9 > may mutually be same or different, and shows a hydrogen atom or a C1-C20 hydrocarbon group, respectively. ]

〔ポリビニルエーテルの末端構造〕
本実施形態に係るポリビニルエーテルは、それぞれ対応するビニルエーテル系モノマーの重合、および対応するオレフィン性二重結合を有する炭化水素モノマーと対応するビニルエーテル系モノマーとの共重合により製造することができる。一般式(1)で表される構造単位に対応するビニルエーテル系モノマーとしては、下記一般式(3)で表されるモノマーが好適である。

Figure 0006054495

[式中、R、R、R、R、Rおよびmは、それぞれ一般式(1)中のR、R、R、R、Rおよびmと同一の定義内容を示す。] [Terminal structure of polyvinyl ether]
The polyvinyl ether according to this embodiment can be produced by polymerization of a corresponding vinyl ether monomer and copolymerization of a corresponding hydrocarbon monomer having an olefinic double bond and a corresponding vinyl ether monomer. As the vinyl ether monomer corresponding to the structural unit represented by the general formula (1), a monomer represented by the following general formula (3) is preferable.
Figure 0006054495

Wherein, R 1, R 2, R 3, R 4, R 5 and m is, R 1, R 2, R 3, R 4, R 5 and m the same definition of each in the general formula (1) Show the contents. ]

本実施形態に係るポリビニルエーテルとしては、以下の末端構造を有するものが好適である。
(A)一方の末端が、一般式(4)または(5)で表され、かつ他方の末端が一般式(6)または(7)で表される構造を有するもの。

Figure 0006054495

[式中、R11、R21およびR31は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1〜8の炭化水素基を示し、R41は炭素数1〜10の二価の炭化水素基または炭素数2〜20の二価のエーテル結合酸素含有炭化水素基を示し、R51は炭素数1〜20の炭化水素基を示し、mはポリビニルエーテルについてのmの平均値が0〜10となるような数を示し、mが2以上の場合には、複数のR41Oは同一でも異なっていてもよい。]
Figure 0006054495

[式中、R61、R71、R81およびR91は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基を示す。]
Figure 0006054495

[式中、R12,R22およびR32は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1〜8の炭化水素基を示し、R42は炭素数1〜10の二価の炭化水素基または炭素数2〜20の二価のエーテル結合酸素含有炭化水素基を示し、R52は炭素数1〜20の炭化水素基を示し、mはポリビニルエーテルについてのmの平均値が0〜10となるような数を示し、mが2以上の場合には、複数のR41Oは同一でも異なっていてもよい。]
Figure 0006054495

[式中、R62、R72、R82およびR92は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基を示す。] As polyvinyl ether which concerns on this embodiment, what has the following terminal structures is suitable.
(A) One having one end represented by the general formula (4) or (5) and the other end represented by the general formula (6) or (7).
Figure 0006054495

[Wherein R 11 , R 21 and R 31 may be the same as or different from each other, each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 41 is a divalent divalent having 1 to 10 carbon atoms. A hydrocarbon group or a divalent ether-bonded oxygen-containing hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, R 51 represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and m is an average value of m for polyvinyl ether of 0 When m is 2 or more, a plurality of R 41 Os may be the same or different. ]
Figure 0006054495

[Wherein, R 61 , R 71 , R 81 and R 91 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. ]
Figure 0006054495

[Wherein R 12 , R 22 and R 32 may be the same as or different from each other, each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 42 is a divalent one having 1 to 10 carbon atoms. A hydrocarbon group or a divalent ether-bonded oxygen-containing hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, R 52 represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and m is an average value of m for polyvinyl ether of 0. When m is 2 or more, a plurality of R 41 Os may be the same or different. ]
Figure 0006054495

[Wherein, R 62 , R 72 , R 82 and R 92 may be the same as or different from each other, and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. ]

(B)一方の末端が上記一般式(4)または(5)で表され、かつ他方の末端が下記一般式(8)で表される構造を有するもの。

Figure 0006054495

[式中、R13、R23およびR33は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1〜8の炭化水素基を示す。] (B) One having one end represented by the above general formula (4) or (5) and the other end represented by the following general formula (8).
Figure 0006054495

[In formula, R < 13 >, R < 23 > and R <33 > may mutually be same or different, and show a hydrogen atom or a C1-C8 hydrocarbon group, respectively. ]

このようなポリビニルエーテル系化合物の中で、特に次に挙げるものが本実施形態に係る冷凍機油の主成分として好適である。
(1)一方の末端が一般式(5)または(6)で表され、かつ他方の末端が一般式(7)または(8)で表される構造を有し、一般式(1)におけるR、RおよびRが共に水素原子、mが0〜4の数、Rが炭素数2〜4の二価の炭化水素基およびRが炭素数1〜20の炭化水素基であるもの。
(2)一般式(1)で表される構造単位のみを有するものであって、一方の末端が一般式(5)で表され、かつ他方の末端が一般式(7)で表される構造を有し、一般式(1)におけるR、RおよびRが共に水素原子、mが0〜4の数、Rが炭素数2〜4の二価の炭化水素基およびRが炭素数1〜20の炭化水素基であるもの。
(3)一方の末端が一般式(5)または(6)で表され、かつ他方の末端が一般式(9)で表される構造を有し、一般式(1)におけるR、RおよびRが共に水素原子、mが0〜4の数、Rが炭素数2〜4の二価の炭化水素基およびRが炭素数1〜20の炭化水素基であるもの。
(4)一般式(1)で表される構造単位のみを有するものであって、その一方の末端が一般式(III)で表され、かつ他方の末端が一般式(9)で表される構造を有し、一般式(1)におけるR、RおよびRが共に水素原子、mが0〜4の数、Rが炭素数2〜4の二価の炭化水素基およびRが炭素数1〜20の二価の炭化水素基およびRが炭素数1〜20の炭化水素基であるもの。
(5)上記(1)〜(4)の各々であって、一般式(1)におけるRが炭素数1〜3の炭化水素基である構造単位と該Rが炭素数3〜20の炭化水素基である構造単位を有するもの。
Among such polyvinyl ether compounds, the following are particularly suitable as the main component of the refrigerating machine oil according to the present embodiment.
(1) One end is represented by the general formula (5) or (6), and the other end has a structure represented by the general formula (7) or (8), and R in the general formula (1) 1 , R 2 and R 3 are all hydrogen atoms, m is a number of 0 to 4, R 4 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 4 carbon atoms, and R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. thing.
(2) A structure having only the structural unit represented by the general formula (1), wherein one terminal is represented by the general formula (5) and the other terminal is represented by the general formula (7). R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (1) are all hydrogen atoms, m is a number from 0 to 4, R 4 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 4 carbon atoms, and R 5 is A hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
(3) One end is represented by the general formula (5) or (6) and the other end is represented by the general formula (9), and R 1 and R 2 in the general formula (1) And R 3 is a hydrogen atom, m is a number of 0 to 4, R 4 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 4 carbon atoms, and R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
(4) It has only the structural unit represented by the general formula (1), one end of which is represented by the general formula (III), and the other end is represented by the general formula (9). R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (1) are all hydrogen atoms, m is a number from 0 to 4, R 4 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 4 carbon atoms, and R 5. Is a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
(5) above (1) a respective ~ (4), R 5 in the general formula (1) is a structural unit with said R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms having 3 to 20 carbon atoms Those having a structural unit which is a hydrocarbon group.

〔ポリビニルエーテルの製造〕
本実施形態に係るポリビニルエーテルは、前記したモノマーをラジカル重合、カチオン重合、放射線重合などによって製造することができる。重合反応終了後、必要に応じて通常の分離・精製方法を施すことにより、目的とする一般式(1)で表される構造単位を有するポリビニルエーテル系化合物が得られる。
[Production of polyvinyl ether]
The polyvinyl ether according to this embodiment can be produced by radical polymerization, cationic polymerization, radiation polymerization or the like of the above-described monomer. After completion of the polymerization reaction, a polyvinyl ether compound having the target structural unit represented by the general formula (1) can be obtained by subjecting to an ordinary separation / purification method as necessary.

本実施形態にかかるポリビニルエーテルは、前記したように炭素/酸素モル比が所定の範囲にあることが必要であるが、原料モノマーの炭素/酸素モル比を調節することにより、該モル比が前記範囲にあるポリマーを製造することができる。すなわち、炭素/酸素モル比が大きいモノマーの比率が大きければ、炭素/酸素モル比の大きなポリマーが得られ、炭素/酸素モル比の小さいモノマーの比率が大きければ、炭素/酸素モル比の小さなポリマーが得られる。なお、ビニルエーテル系モノマーとオレフィン性二重結合を有する炭化水素モノマーとを共重合させる場合には、ビニルエーテル系モノマーの炭素/酸素モル比より炭素/酸素モル比の大きなポリマーが得られるが、その割合は、使用するオレフィン性二重結合を有する炭化水素モノマーの比率やその炭素数により調節することができる。   The polyvinyl ether according to the present embodiment needs to have a carbon / oxygen molar ratio in a predetermined range as described above, but by adjusting the carbon / oxygen molar ratio of the raw material monomer, the molar ratio is A range of polymers can be produced. That is, if the ratio of the monomer having a large carbon / oxygen molar ratio is large, a polymer having a large carbon / oxygen molar ratio is obtained, and if the ratio of the monomer having a small carbon / oxygen molar ratio is large, the polymer having a small carbon / oxygen molar ratio is obtained. Is obtained. In the case of copolymerizing a vinyl ether monomer and a hydrocarbon monomer having an olefinic double bond, a polymer having a carbon / oxygen molar ratio larger than the carbon / oxygen molar ratio of the vinyl ether monomer is obtained. Can be adjusted by the ratio of the hydrocarbon monomer having an olefinic double bond to be used and the number of carbon atoms.

また、上記一般式(1)で表されるポリビニルエーテルの製造工程において、副反応を起こして分子中にアリール基などの不飽和基が形成される場合がある。ポリビニルエーテル分子中に不飽和基が形成されると、ポリビニルエーテル自体の熱安定性が低下する、重合物を生成してスラッジを生成する、あるいは抗酸化性(酸化防止性)が低下して過酸化物を生成するといった現象が起こりやすくなる。特に、過酸化物が生成すると、分解してカルボニル基を有する化合物を生成し、さらにカルボニル基を有する化合物がスラッジを生成してキャピラリ詰まりが起こりやすくなる。このため、本実施形態に係るポリビニルエーテルとしては、不飽和基等に由来する不飽和度が低いものが好ましく、具体的には0.04meq/g以下であることが好ましく、0.03meq/g以下であることがより好ましく、0.02meq/g以下であることが最も好ましい。また、過酸化物価は10.0meq/kg以下であることが好ましく、5.0meq/kg以下であることがより好ましく、1.0meq/kgであることが最も好ましい。さらに、カルボニル価は、100重量ppm以下であることが好ましく、50重量ppm以下であることがより好ましく、20重量ppm以下であることが最も好ましい。   Moreover, in the manufacturing process of the polyvinyl ether represented by the general formula (1), a side reaction may occur and an unsaturated group such as an aryl group may be formed in the molecule. When an unsaturated group is formed in the polyvinyl ether molecule, the thermal stability of the polyvinyl ether itself is reduced, a polymer is produced and sludge is produced, or the antioxidant property (antioxidant property) is lowered. Phenomena such as generation of oxides are likely to occur. In particular, when a peroxide is generated, it decomposes to generate a compound having a carbonyl group, and the compound having a carbonyl group generates sludge, which easily causes capillary clogging. For this reason, as the polyvinyl ether according to the present embodiment, those having a low degree of unsaturation derived from an unsaturated group or the like are preferable, specifically, 0.04 meq / g or less is preferable, and 0.03 meq / g. Or less, and most preferably 0.02 meq / g or less. The peroxide value is preferably 10.0 meq / kg or less, more preferably 5.0 meq / kg or less, and most preferably 1.0 meq / kg. Furthermore, the carbonyl value is preferably 100 ppm by weight or less, more preferably 50 ppm by weight or less, and most preferably 20 ppm by weight or less.

なお、本発明における不飽和度、過酸化物価およびカルボニル価とは、それぞれ日本油化学会制定の基準油脂分析試験法により測定した値をいう。すなわち、本発明における不飽和度とは、試料にウィス液(ICl−酢酸溶液)を反応させ、暗所に放置し、その後、過剰のIClをヨウ素に還元し、ヨウ素分をチオ硫酸ナトリウムで滴定してヨウ素価を算出し、このヨウ素価をビニル当量に換算した値(meq/g)をいい;本発明における過酸化物価とは、試料にヨウ化カリウムを加え、生じた遊離のヨウ素をチオ硫酸ナトリウムで滴定し、この遊離のヨウ素を試料1kgに対するミリ当量数に換算した値(meq/kg)をいい;本発明におけるカルボニル価とは、試料に2,4−ジニトロフェニルヒドラジンを作用させ、発色性あるキノイドイオンを生ぜしめ、この試料の480nmにおける吸光度を測定し、予めシンナムアルデヒドを標準物質として求めた検量線を基に、カルボニル量に換算した値(重量ppm)をいう。また、水酸基価は特に限定されないが、10mgKOH/g、好ましくは5mgKOH/g、さらに好ましくは3mgKOH/gであるのが望ましい。   In the present invention, the degree of unsaturation, the peroxide value, and the carbonyl value refer to values measured by the standard oil analysis method established by the Japan Oil Chemists' Society. That is, the degree of unsaturation in the present invention refers to reacting a sample with a Wis solution (ICl-acetic acid solution), leaving it in the dark, and then reducing excess ICl to iodine and titrating the iodine with sodium thiosulfate. The iodine value is calculated by converting the iodine value into a vinyl equivalent (meq / g); in the present invention, the peroxide value is obtained by adding potassium iodide to a sample and converting the generated free iodine to thiol. Titration with sodium sulfate refers to a value (meq / kg) in which this free iodine is converted to the number of milliequivalents per 1 kg of the sample; the carbonyl value in the present invention refers to the action of 2,4-dinitrophenylhydrazine on the sample, A colored quinoid ion was produced, and the absorbance at 480 nm of this sample was measured. Based on a calibration curve obtained in advance using cinnamaldehyde as a standard substance, Say-converted value Le amount (wt ppm). The hydroxyl value is not particularly limited, but is desirably 10 mgKOH / g, preferably 5 mgKOH / g, and more preferably 3 mgKOH / g.

[ポリアルキレングリコール化合物]
本実施形態に係るポリアルキレングリコール(PAG)化合物の炭素/酸素モル比は、好ましくは2.5以上5.8以下であり、好ましくは2.5以上4.0以下であり、更に好ましくは2.7以上3.5以下である。モル比がこの範囲未満では吸湿性が高く、電気絶縁性が低くなり、この範囲を超えると相溶性が低下する。当該ポリアルキレングリコール化合物の重量平均分子量は、好ましくは200以上3000以下、より好ましくは500以上1500以下である。
[Polyalkylene glycol compound]
The carbon / oxygen molar ratio of the polyalkylene glycol (PAG) compound according to this embodiment is preferably 2.5 or more and 5.8 or less, preferably 2.5 or more and 4.0 or less, and more preferably 2 7 or more and 3.5 or less. If the molar ratio is less than this range, the hygroscopicity is high and the electrical insulation is low, and if it exceeds this range, the compatibility is lowered. The weight average molecular weight of the polyalkylene glycol compound is preferably 200 or more and 3000 or less, more preferably 500 or more and 1500 or less.

[ポリアルキレングリコールの構造単位]
ポリアルキレングリコールは種々の化学構造のものがあるが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどが基本化合物で、単位構造はオキシエチレン、オキシプロピレン、オキシブチレンであり、それぞれモノマーであるエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドを原料として、開環重合により得ることができる。
[Structural unit of polyalkylene glycol]
Polyalkylene glycols have various chemical structures, but polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol and the like are basic compounds, and unit structures are oxyethylene, oxypropylene, and oxybutylene, each of which is a monomer, ethylene oxide, It can be obtained by ring-opening polymerization using propylene oxide and butylene oxide as raw materials.

ポリアルキレングリコールとしては、例えば下記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。
−〔(OR−OR (1)
[式(1)中、Rは水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアシル基または水酸基を2〜8個有する化合物の残基を表し、Rは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、Rは水素原子、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数2〜10のアシル基を表し、fは1〜80の整数を表し、gは1〜8の整数を表す。]
Examples of the polyalkylene glycol include a compound represented by the following general formula (1).
R 1 -[(OR 2 ) f -OR 3 ] g (1)
[In Formula (1), R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, or a residue of a compound having 2 to 8 hydroxyl groups, and R 2 represents the number of carbon atoms. Represents an alkylene group having 2 to 4, R 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, f represents an integer of 1 to 80, and g represents 1 to 8 Represents an integer. ]

上記一般式(1)において、R、Rで表されるアルキル基は直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよい。当該アルキル基の炭素数は好ましくは1〜10であり、より好ましくは1〜6である。アルキル基の炭素数が10を超えると作動媒体との相溶性が低下する傾向にある。 In the general formula (1), the alkyl group represented by R 1 and R 3 may be linear, branched or cyclic. Preferably the carbon number of the said alkyl group is 1-10, More preferably, it is 1-6. When the number of carbon atoms in the alkyl group exceeds 10, the compatibility with the working medium tends to decrease.

また、R、Rで表されるアシル基のアルキル基部分は直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよい。アシル基の炭素数は、好ましくは2〜10であり、より好ましくは2〜6である。当該アシル基の炭素数が10を超えると作動媒体との相溶性が低下し、相分離を生じる場合がある。 Moreover, the alkyl group part of the acyl group represented by R 1 and R 3 may be linear, branched, or cyclic. Carbon number of an acyl group becomes like this. Preferably it is 2-10, More preferably, it is 2-6. If the number of carbon atoms in the acyl group exceeds 10, the compatibility with the working medium may be reduced and phase separation may occur.

、Rで表される基が、ともにアルキル基である場合、あるいはともにアシル基である場合、R、Rで表される基は同一でも異なっていてもよい。さらに、gが2以上の場合は、同一分子中の複数のR、Rで表される基は同一でも異なっていてもよい。 When the groups represented by R 1 and R 3 are both alkyl groups or are both acyl groups, the groups represented by R 1 and R 3 may be the same or different. Furthermore, when g is 2 or more, the groups represented by a plurality of R 1 and R 3 in the same molecule may be the same or different.

で表される基が水酸基を2〜8個有する化合物の残基である場合、この化合物は鎖状のものであってもよいし、環状のものであってもよい。 When the group represented by R 1 is a residue of a compound having 2 to 8 hydroxyl groups, this compound may be a chain or a cyclic one.

上記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールの中でも、R、Rのうちの少なくとも1つがアルキル基(より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基)であることが好ましく、特にメチル基であることが作動媒体との相溶性の点から好ましい。 Among the polyalkylene glycols represented by the general formula (1), at least one of R 1 and R 3 is preferably an alkyl group (more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), particularly methyl. The group is preferable from the viewpoint of compatibility with the working medium.

さらには、熱・化学安定性の点から、RとRとの双方がアルキル基(より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基)であることが好ましく、とりわけ双方がメチル基であることが好ましい。 Furthermore, from the viewpoint of thermal and chemical stability, it is preferable that both R 1 and R 3 are alkyl groups (more preferably, alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms), and particularly that both are methyl groups. Is preferred.

製造容易性およびコストの点から、RまたはRのいずれか一方がアルキル基(より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基)であり、他方が水素原子であることが好ましく、とりわけ一方がメチル基であり、他方が水素原子であることが好ましい。また、潤滑性およびスラッジ溶解性の点からは、RおよびRの双方が水素原子であることが好ましい。 From the viewpoint of ease of production and cost, it is preferable that either R 1 or R 3 is an alkyl group (more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), and the other is a hydrogen atom, It is preferably a methyl group and the other is a hydrogen atom. From the viewpoint of lubricity and sludge solubility, it is preferable that both R 1 and R 3 are hydrogen atoms.

上記一般式(1)中のRは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、このようなアルキレン基としては、具体的には、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられる。また、ORで表される繰り返し単位のオキシアルキレン基としては、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基が挙げられる。同一分子中のオキシアルキレン基は同一であってもよく、また、2種以上のオキシアルキレン基が含まれていてもよい。 R 2 in the general formula (1) represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and specific examples of such an alkylene group include an ethylene group, a propylene group, and a butylene group. Examples of the oxyalkylene group of the repeating unit represented by OR 2 include an oxyethylene group, an oxypropylene group, and an oxybutylene group. The oxyalkylene groups in the same molecule may be the same, or two or more oxyalkylene groups may be included.

上記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールの中でも、作動媒体との相溶性および粘度−温度特性の観点からは、オキシエチレン基(EO)とオキシプロピレン基(PO)とを含む共重合体が好ましく、このような場合、焼付荷重、粘度−温度特性の点から、オキシエチレン基とオキシプロピレン基との総和に占めるオキシエチレン基の割合(EO/(PO+EO))が0.1〜0.8の範囲にあることが好ましく、0.3〜0.6の範囲にあることがより好ましい。   Among the polyalkylene glycols represented by the general formula (1), from the viewpoints of compatibility with the working medium and viscosity-temperature characteristics, a copolymer containing an oxyethylene group (EO) and an oxypropylene group (PO) In such a case, the ratio of the oxyethylene group to the total of the oxyethylene group and the oxypropylene group (EO / (PO + EO)) is 0.1 to 0 in terms of baking load and viscosity-temperature characteristics. Is preferably in the range of .8, more preferably in the range of 0.3 to 0.6.

また、吸湿性や熱・酸化安定性の点ではEO/(PO+EO)の値が0〜0.5の範囲にあることが好ましく、0〜0.2の範囲にあることがより好ましく、0(すなわちプロピレンオキサイド単独重合体)であることが最も好ましい。   In terms of hygroscopicity and heat / oxidation stability, the value of EO / (PO + EO) is preferably in the range of 0 to 0.5, more preferably in the range of 0 to 0.2, and 0 ( That is, a propylene oxide homopolymer) is most preferable.

上記一般式(1)中のfは、オキシアルキレン基ORの繰り返し数(重合度)を表し、1〜80の整数である。また、gは1〜8の整数である。例えばRがアルキル基またはアシル基である場合、gは1である。Rが水酸基を2〜8個有する化合物の残基である場合、gは当該化合物が有する水酸基の数となる。 F of the general formula (1) represents the repetition number of the oxyalkylene group OR 2 (degree of polymerization) is an integer of 1 to 80. Moreover, g is an integer of 1-8. For example, when R 1 is an alkyl group or an acyl group, g is 1. When R 1 is a residue of a compound having 2 to 8 hydroxyl groups, g is the number of hydroxyl groups that the compound has.

また、fとgとの積(f×g)については特に制限されないが、前記した冷凍機用潤滑油としての要求性能をバランスよく満たすためには、f×gの平均値が6〜80となるようにすることが好ましい。   In addition, the product of f and g (f × g) is not particularly limited, but in order to satisfy the required performance as the above-described lubricating oil for a refrigerator in a balanced manner, the average value of f × g is 6 to 80. It is preferable to do so.

一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールの数平均分子量は好ましくは500〜3000、さらに好ましくは600〜2000、より好ましくは600〜1500であり、nは当該ポリアルキレングリコールの数平均分子量が上記の条件を満たすような数であることが好ましい。ポリアルキレングリコールの数平均分子量が低すぎる場合には冷媒共存下での潤滑性が不十分となる。他方、数平均分子量が高すぎる場合には、低温条件下で冷媒に対して相溶性を示す組成範囲が狭くなり、冷媒圧縮機の潤滑不良や蒸発器における熱交換の阻害が起こりやすくなる。   The number average molecular weight of the polyalkylene glycol represented by the general formula (1) is preferably 500 to 3000, more preferably 600 to 2000, more preferably 600 to 1500, and n is the number average molecular weight of the polyalkylene glycol. It is preferable that the number satisfies the above conditions. When the number average molecular weight of the polyalkylene glycol is too low, the lubricity in the presence of the refrigerant is insufficient. On the other hand, when the number average molecular weight is too high, the composition range showing compatibility with the refrigerant under low temperature conditions is narrowed, and the refrigerant compressor is poorly lubricated and heat exchange in the evaporator is liable to occur.

ポリアルキレングリコールの水酸基価は特に限定されないが、100mgKOH/g以下、好ましくは50mgKOH/g以下、さらに好ましくは30mgKOH/g以下、最も好ましくは10mgKOH/g以下であるのが望ましい。   The hydroxyl value of the polyalkylene glycol is not particularly limited, but is desirably 100 mgKOH / g or less, preferably 50 mgKOH / g or less, more preferably 30 mgKOH / g or less, and most preferably 10 mgKOH / g or less.

本実施形態に係るポリアルキレングリコールは、従来より公知の方法を用いて合成することができる(「アルキレンオキシド重合体」、柴田満太他、海文堂、平成2年11月20日発行)。例えば、アルコール(ROH;Rは上記一般式(1)中のRと同一の定義内容を表す)に所定のアルキレンオキサイドの1種以上を付加重合させ、さらに末端水酸基をエーテル化もしくはエステル化することによって、上記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールが得られる。なお、上記の製造工程において異なる2種以上のアルキレンオキサイドを使用する場合、得られるポリアルキレングリコールはランダム共重合体、ブロック共重合体のいずれであってもよいが、より酸化安定性および潤滑性に優れる傾向にあることからブロック共重合体であることが好ましく、より低温流動性に優れる傾向にあることからランダム共重合体であることが好ましい。 The polyalkylene glycol according to the present embodiment can be synthesized using a conventionally known method (“alkylene oxide polymer”, Mitsuta Shibata et al., Kaibundo, issued on November 20, 1990). For example, an alcohol (R 1 OH; R 1 represents the same definition as R 1 in the general formula (1)) by addition polymerization of one or more predetermined alkylene oxide to, etherified or further terminal hydroxyl group By esterification, the polyalkylene glycol represented by the general formula (1) is obtained. When two or more different alkylene oxides are used in the above production process, the resulting polyalkylene glycol may be either a random copolymer or a block copolymer, but more oxidative stability and lubricity. The block copolymer is preferable because it tends to be excellent in the temperature, and the random copolymer is preferable because it tends to be excellent in low-temperature fluidity.

本実施形態に係るポリアルキレングリコールの100℃における動粘度は5〜20mm/sであることが好ましく、好ましくは6〜18mm/s、より好ましくは7〜16mm/s、さらに好ましくは8〜15mm/s、最も好ましくは10〜15mm/sである。100℃における動粘度が前記下限値未満であると冷媒共存下での潤滑性が不十分となり、他方、前記上限値を超えると、冷媒に対して相溶性を示す組成範囲が狭くなり、冷媒圧縮機の潤滑不良や蒸発器における熱交換の阻害が起こりやすくなる。また、当該ポリアルキレングリコールの40℃における動粘度は、40℃における動粘度が10〜200mm/sであることが好ましく、20〜150mm/sであることがより好ましい。40℃における動粘度が10mm/s未満であると潤滑性や圧縮機の密閉性が低下するという傾向にあり、また、200mm/sを越えると、低温条件下で冷媒に対して相溶性を示す組成範囲が狭くなり、冷媒圧縮機の潤滑不良や蒸発器における熱交換の阻害が起こりやすくなる傾向にある。 The kinematic viscosity at 100 ° C. of the polyalkylene glycol according to this embodiment is preferably 5 to 20 mm 2 / s, preferably 6 to 18 mm 2 / s, more preferably 7 to 16 mm 2 / s, and still more preferably 8 ˜15 mm 2 / s, most preferably 10 to 15 mm 2 / s. When the kinematic viscosity at 100 ° C. is less than the lower limit, the lubricity in the presence of the refrigerant becomes insufficient. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the composition range showing compatibility with the refrigerant becomes narrow, and Machine lubrication and heat exchange in the evaporator are likely to be hindered. Moreover, kinematic viscosity at 40 ° C. of the polyalkylene glycol is preferably a kinematic viscosity at 40 ° C. is 10 to 200 mm 2 / s, more preferably 20 to 150 mm 2 / s. Tend kinematic viscosity 10mm sealability is less than 2 / s lubricity and compressor is reduced at 40 ° C., also exceeds 200 mm 2 / s, compatibility with the refrigerant at low temperature The composition range showing the above becomes narrow, and the lubrication failure of the refrigerant compressor and the heat exchange in the evaporator tend to be hindered.

また、上記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールの流動点は−10℃以下であることが好ましく、−20〜−50℃であることがより好ましい。流動点が−10℃以上のポリアルキレングリコールを用いると、低温時に冷媒循環システム内で冷凍機油が固化しやすくなる傾向にある。   Moreover, the pour point of the polyalkylene glycol represented by the general formula (1) is preferably −10 ° C. or less, and more preferably −20 to −50 ° C. When a polyalkylene glycol having a pour point of −10 ° C. or higher is used, the refrigerating machine oil tends to solidify in the refrigerant circulation system at low temperatures.

また、上記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールの製造工程において、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドが副反応を起こして分子中にアリール基などの不飽和基が形成される場合がある。ポリアルキレングリコール分子中に不飽和基が形成されると、ポリアルキレングリコール自体の熱安定性が低下する、重合物を生成してスラッジを生成する、あるいは抗酸化性(酸化防止性)が低下して過酸化物を生成するといった現象が起こりやすくなる。特に、過酸化物が生成すると、分解してカルボニル基を有する化合物を生成し、さらにカルボニル基を有する化合物がスラッジを生成してキャピラリ詰まりが起こりやすくなる。   Further, in the production process of the polyalkylene glycol represented by the general formula (1), an alkylene oxide such as propylene oxide may cause a side reaction to form an unsaturated group such as an aryl group in the molecule. When an unsaturated group is formed in the polyalkylene glycol molecule, the thermal stability of the polyalkylene glycol itself is reduced, a polymer is produced and sludge is produced, or the antioxidant property (antioxidant property) is lowered. Therefore, a phenomenon such as generation of peroxide is likely to occur. In particular, when a peroxide is generated, it decomposes to generate a compound having a carbonyl group, and the compound having a carbonyl group generates sludge, which easily causes capillary clogging.

したがって、本実施形態に係るポリアルキレングリコールとしては、不飽和基等に由来する不飽和度が低いものが好ましく、具体的には0.04meq/g以下であることが好ましく、0.03meq/g以下であることがより好ましく、0.02meq/g以下であることが最も好ましい。また、過酸化物価は10.0meq/kg以下であることが好ましく、5.0meq/kg以下であることがより好ましく、1.0meq/kgであることが最も好ましい。さらに、カルボニル価は、100重量ppm以下であることが好ましく、50重量ppm以下であることがより好ましく、20重量ppm以下であることが最も好ましい。   Therefore, as the polyalkylene glycol according to the present embodiment, those having a low degree of unsaturation derived from an unsaturated group or the like are preferable, specifically 0.04 meq / g or less, preferably 0.03 meq / g. Or less, and most preferably 0.02 meq / g or less. The peroxide value is preferably 10.0 meq / kg or less, more preferably 5.0 meq / kg or less, and most preferably 1.0 meq / kg. Furthermore, the carbonyl value is preferably 100 ppm by weight or less, more preferably 50 ppm by weight or less, and most preferably 20 ppm by weight or less.

本実施形態において、不飽和度、過酸化物価およびカルボニル価の低いポリアルキレングリコールを得るためには、プロピレンオキサイドを反応させる際の反応温度を120℃以下(より好ましくは110℃以下)とすることが好ましい。また、製造に際してアルカリ触媒を使用することがあれば、これを除去するために無機系の吸着剤、例えば、活性炭、活性白土、ベントナイト、ドロマイト、アルミノシリケート等を使用すると、不飽和度を減ずることができる。また、当該ポリアルキレングリコールを製造または使用する際に酸素との接触を極力避けたり、酸化防止剤を添加することによっても過酸化物価またはカルボニル価の上昇を防ぐことができる。   In this embodiment, in order to obtain a polyalkylene glycol having a low degree of unsaturation, peroxide value, and carbonyl value, the reaction temperature when reacting propylene oxide is 120 ° C. or lower (more preferably 110 ° C. or lower). Is preferred. In addition, if an alkali catalyst is used in the production, the use of an inorganic adsorbent, such as activated carbon, activated clay, bentonite, dolomite, aluminosilicate, etc., to remove it may reduce the degree of unsaturation. Can do. Further, when the polyalkylene glycol is produced or used, contact with oxygen is avoided as much as possible, and an increase in the peroxide value or carbonyl value can also be prevented by adding an antioxidant.

本実施形態に係るポリアルキレングリコール化合物は、炭素/酸素モル比が所定の範囲であることが必要であるが、原料モノマーのタイプ、混合比を選定、調節することにより、該モル比が前記範囲にある重合体を製造することができる。   The polyalkylene glycol compound according to this embodiment is required to have a carbon / oxygen molar ratio in a predetermined range. By selecting and adjusting the type and mixing ratio of raw material monomers, the molar ratio is within the above range. Can be produced.

冷凍機油中のポリオールエステル、ポリビニルエーテルあるいはポリアルキレン化合物の含有量は、潤滑性、相溶性、熱・化学的安定性、電気絶縁性など冷凍機油に要求される特性に優れるためには、冷凍機油全量を基準として、合計で80質量%以上、特には90質量%以上が好ましい。基油として、後述のポリオールエステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール化合物以外に、鉱油、オレフィン重合体、ナフタレン化合物、アルキルベンゼン等の炭化水素系油、ならびにカーボネート、ケトン、ポリフェニルエーテル、シリコーン、ポリシロキサン、パーフルオロエーテルなどの酸素を含有する合成油を併用して用いても良い。酸素を含有する合成油としては、上記の中でもカーボネート、ケトンが好ましく用いられる。   In order for the content of polyol ester, polyvinyl ether or polyalkylene compound in refrigerating machine oil to be excellent in characteristics required for refrigerating machine oil such as lubricity, compatibility, thermal / chemical stability, and electrical insulation, refrigerating machine oil The total amount is preferably 80% by mass or more, particularly 90% by mass or more based on the total amount. As the base oil, in addition to the polyol ester, polyvinyl ether and polyalkylene glycol compound described later, mineral oil, olefin polymer, naphthalene compound, hydrocarbon oil such as alkylbenzene, and carbonate, ketone, polyphenyl ether, silicone, polysiloxane, A synthetic oil containing oxygen such as perfluoroether may be used in combination. Among the above, carbonates and ketones are preferably used as the synthetic oil containing oxygen.

冷凍機油の動粘度は特に限定されないが、40℃における動粘度は、好ましくは3〜1000mm/s、より好ましくは4〜500mm/s、最も好ましくは5〜400mm/sとすることができる。また、100℃における動粘度は好ましくは1〜100mm/s、より好ましくは2〜50mm/sとすることができる。 The kinematic viscosity of the refrigerating machine oil is not particularly limited, but the kinematic viscosity at 40 ° C. is preferably 3 to 1000 mm 2 / s, more preferably 4 to 500 mm 2 / s, and most preferably 5 to 400 mm 2 / s. it can. The kinematic viscosity at 100 ° C. is preferably 1 to 100 mm 2 / s, more preferably 2 to 50 mm 2 / s.

冷凍機油の体積抵抗率は特に限定されないが、好ましくは1.0×10Ω・m以上、より好ましくは1.0×1010Ω・m以上、最も好ましくは1.0×1011Ω・m以上とすることができる。特に、密閉型の冷凍機用に用いる場合には高い電気絶縁性が必要となる傾向にある。なお、本発明において、体積抵抗率とは、JIS C 2101「電気絶縁油試験方法」に準拠して測定した25℃での値を意味する。 The volume resistivity of the refrigerating machine oil is not particularly limited, but is preferably 1.0 × 10 9 Ω · m or more, more preferably 1.0 × 10 10 Ω · m or more, and most preferably 1.0 × 10 11 Ω · m. m or more. In particular, when it is used for a hermetic refrigerator, high electrical insulation tends to be required. In the present invention, the volume resistivity means a value at 25 ° C. measured in accordance with JIS C 2101 “Electrical insulating oil test method”.

冷凍機油の水分含有量は特に限定されないが、冷凍機油全量基準で好ましくは200ppm以下、より好ましくは100ppm以下、最も好ましくは50ppm以下とすることができる。特に密閉型の冷凍機用に用いる場合には、冷凍機油の熱・化学的安定性や電気絶縁性への影響の観点から、水分含有量が少ないことが求められる。   The water content of the refrigerating machine oil is not particularly limited, but can be preferably 200 ppm or less, more preferably 100 ppm or less, and most preferably 50 ppm or less based on the total amount of the refrigerating machine oil. In particular, when it is used for a hermetic type refrigerator, the moisture content is required to be small from the viewpoint of the influence on the thermal / chemical stability and electrical insulation of the refrigerator oil.

冷凍機油の酸価は特に限定されないが、冷凍機または配管に用いられている金属への腐食を防止するため、および本実施形態に係る冷凍機油に含有されるエステルの分解を防止するため、好ましくは0.1mgKOH/g以下、より好ましくは0.05mgKOH/g以下とすることができる。なお、本発明において、酸価とは、JISK2501「石油製品および潤滑油−中和価試験方法」に準拠して測定した酸価を意味する。   The acid value of the refrigerating machine oil is not particularly limited, but is preferable in order to prevent corrosion of the metal used in the refrigerating machine or the piping and to prevent the decomposition of the ester contained in the refrigerating machine oil according to the present embodiment. May be 0.1 mgKOH / g or less, more preferably 0.05 mgKOH / g or less. In addition, in this invention, an acid value means the acid value measured based on JISK2501 "Petroleum products and lubricating oil-neutralization value test method".

冷凍機油の灰分は特に限定されないが、本実施形態に係る冷凍機油の熱・化学的安定性を高めスラッジ等の発生を抑制するため、好ましくは100ppm以下、より好ましくは50ppm以下とすることができる。なお、本発明において、灰分とは、JISK2272「原油および石油製品の灰分ならびに硫酸灰分試験方法」に準拠して測定した灰分の値を意味する。   The ash content of the refrigerating machine oil is not particularly limited, but in order to increase the thermal and chemical stability of the refrigerating machine oil according to the present embodiment and suppress the generation of sludge and the like, the ash content is preferably 100 ppm or less, more preferably 50 ppm or less. . In the present invention, the ash means the value of ash measured in accordance with JIS K2272 “Testing method for ash and sulfated ash of crude oil and petroleum products”.

本実施形態に係る冷凍機用作動流体組成物は、必要に応じてさらに各種添加剤を配合した形で使用することもできる。なお、以下の説明において、添加剤の含有量については、冷凍機油組成物全量を基準として示すが、冷凍機用流体組成物におけるこれらの成分の含有量は、冷凍機油組成物全量を基準とし、含有量は5質量%以下、特には、2質量%以下が好ましい。   The working fluid composition for a refrigerator according to this embodiment can be used in a form in which various additives are further blended as necessary. In the following description, the additive content is shown based on the total amount of the refrigerating machine oil composition, but the content of these components in the refrigerating machine fluid composition is based on the total amount of the refrigerating machine oil composition, The content is preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 2% by mass or less.

本実施形態に係る冷凍機用作動流体組成物の耐摩耗性、耐荷重性をさらに改良するために、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、チオリン酸エステル、酸性リン酸エステルのアミン塩、塩素化リン酸エステルおよび亜リン酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種のリン化合物を配合することができる。これらのリン化合物は、リン酸または亜リン酸とアルカノール、ポリエーテル型アルコールとのエステルあるいはその誘導体である。   In order to further improve the wear resistance and load resistance of the working fluid composition for a refrigerator according to this embodiment, phosphoric acid ester, acidic phosphoric acid ester, thiophosphoric acid ester, amine salt of acidic phosphoric acid ester, chlorination At least one phosphorus compound selected from the group consisting of phosphoric acid esters and phosphorous acid esters can be blended. These phosphorus compounds are esters of phosphoric acid or phosphorous acid with alkanols and polyether type alcohols or derivatives thereof.

また、本実施形態に係る冷凍機用作動流体組成物は、その熱・化学的安定性をさらに改良するために、フェニルグリシジルエーテル型エポキシ化合物、アルキルグリシジルエーテル型エポキシ化合物、グリシジルエステル型エポキシ化合物、アリルオキシラン化合物、アルキルオキシラン化合物、脂環式エポキシ化合物、エポキシ化脂肪酸モノエステルおよびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種のエポキシ化合物を含有することができる。   In addition, the working fluid composition for a refrigerator according to the present embodiment has a phenyl glycidyl ether type epoxy compound, an alkyl glycidyl ether type epoxy compound, a glycidyl ester type epoxy compound, in order to further improve its thermal and chemical stability. It can contain at least one epoxy compound selected from allyl oxirane compounds, alkyl oxirane compounds, alicyclic epoxy compounds, epoxidized fatty acid monoesters and epoxidized vegetable oils.

また、本実施形態に係る冷凍機用作動流体組成物は、その性能をさらに高めるため、必要に応じて従来公知の冷凍機油用添加剤を含有することができる。かかる添加剤としては、例えばジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ビスフェノールA等のフェノール系の酸化防止剤、フェニル−α−ナフチルアミン、N,N−ジ(2−ナフチル)−p−フェニレンジアミン等のアミン系の酸化防止剤、ジチオリン酸亜鉛などの摩耗防止剤、塩素化パラフィン、硫黄化合物等の極圧剤、脂肪酸等の油性剤、シリコーン系等の消泡剤、ベンゾトリアゾール等の金属不活性化剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、清浄分散剤等が挙げられる。これらの添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   In addition, the working fluid composition for a refrigerator according to the present embodiment can contain a conventionally known additive for refrigerator oil as necessary in order to further enhance the performance. Examples of such additives include phenolic antioxidants such as di-tert-butyl-p-cresol and bisphenol A, phenyl-α-naphthylamine, N, N-di (2-naphthyl) -p-phenylenediamine, and the like. Amine-based antioxidants, anti-wear agents such as zinc dithiophosphate, extreme pressure agents such as chlorinated paraffin and sulfur compounds, oil-based agents such as fatty acids, antifoaming agents such as silicones, metal inertness such as benzotriazole Agents, viscosity index improvers, pour point depressants, detergent dispersants and the like. These additives may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

本実施形態に係る冷凍機用作動流体組成物は、往復動式や回転式の密閉型圧縮機を有するルームエアコン、冷蔵庫、あるいは開放型または密閉型のカーエアコンに好ましく用いられる。また、本実施形態に係る冷凍機用作動流体組成物および冷凍機油は、除湿機、給湯器、冷凍庫、冷凍冷蔵倉庫、自動販売機、ショーケース、化学プラント等の冷却装置等に好ましく用いられる。さらに、本実施形態に係る冷凍機用作動流体組成物および冷凍機油は、遠心式の圧縮機を有するものにも好ましく用いられる。   The working fluid composition for a refrigerator according to this embodiment is preferably used for a room air conditioner, a refrigerator, or an open or sealed car air conditioner having a reciprocating or rotating hermetic compressor. Moreover, the working fluid composition for refrigeration machine and the refrigeration oil according to the present embodiment are preferably used for a dehumidifier, a water heater, a freezer, a refrigerated warehouse, a vending machine, a showcase, a cooling device for a chemical plant, and the like. Furthermore, the working fluid composition for refrigerating machine and the refrigerating machine oil according to this embodiment are also preferably used for those having a centrifugal compressor.

以下、実施例および比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example at all.

[冷凍機油]
まず、以下に示す基油1〜4に酸化防止剤であるジ−ter.−ブチル−p−クレゾ−ル(DBPC)を0.1質量%添加し、冷凍機油1〜4を調製した。冷凍機油1〜4の各種性状を表1に示す。
〔基油〕
基油1:2−エチルヘキサン酸および3,5,5−トリメチルヘキサン酸の混合脂肪酸(混合比(モル比):50/50)とペンタエリスリトールとのエステル。炭素/酸素モル比:4.8
基油2:n−ペンタン酸、n−ヘプタン酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸の混合脂肪酸(混合比(モル比):40/40/20)とペンタエリスリトールとのエステル。炭素/酸素モル比:3.3
基油3:エチルビニルエーテルとイソブチルビニルエーテルの共重合体(エチルビニルエーテル/イソブチルビニルエーテル=7/1(モル比)。重量平均分子量:910、炭素/酸素モル比:4.3
基油4:ポリプロピレングリコ−ルの両末端をメチルエーテル化した化合物。重量平均分子量:1100、炭素/酸素モル比:2.9
基油5:ポリオキシエチレングリコールとポリオキシプロピレングリコールの共重合体であって、片末端をメチルエーテル化した化合物。重量平均分子量:1700、炭素/酸素モル比:2.7
[Refrigerator oil]
First, the base oils 1-4 shown below are di-ter. Refrigerating machine oils 1 to 4 were prepared by adding 0.1% by mass of -butyl-p-cresol (DBPC). Table 1 shows various properties of the refrigerating machine oils 1 to 4.
[Base oil]
Base oil 1: ester of mixed fatty acid (mixing ratio (molar ratio): 50/50) of 2-ethylhexanoic acid and 3,5,5-trimethylhexanoic acid and pentaerythritol. Carbon / oxygen molar ratio: 4.8
Base oil 2: ester of mixed fatty acid (mixing ratio (molar ratio): 40/40/20) of n-pentanoic acid, n-heptanoic acid and 3,5,5-trimethylhexanoic acid and pentaerythritol. Carbon / oxygen molar ratio: 3.3
Base oil 3: Copolymer of ethyl vinyl ether and isobutyl vinyl ether (ethyl vinyl ether / isobutyl vinyl ether = 7/1 (molar ratio). Weight average molecular weight: 910, carbon / oxygen molar ratio: 4.3
Base oil 4: A compound obtained by methyl etherifying both ends of polypropylene glycol. Weight average molecular weight: 1100, carbon / oxygen molar ratio: 2.9
Base oil 5: a compound of polyoxyethylene glycol and polyoxypropylene glycol, which is methyl etherified at one end. Weight average molecular weight: 1700, carbon / oxygen molar ratio: 2.7

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[実施例1〜11、比較例1〜9]
実施例1〜11および比較例1〜9においては、それぞれ上記の冷凍機油1〜4のいずれかと、表2〜4に示す冷媒とを組み合わせた冷凍機用作動流体組成物について、以下に示す評価試験を実施した。なお、後述するように、冷凍機用作動流体組成物における冷媒と冷凍機油との質量比は、試験ごとに変更した。
[Examples 1-11, Comparative Examples 1-9]
In Examples 1-11 and Comparative Examples 1-9, the evaluation shown below about the working fluid composition for refrigerators which combined either of said refrigerator oil 1-4 and the refrigerant | coolant shown in Tables 2-4, respectively. The test was conducted. In addition, as will be described later, the mass ratio between the refrigerant and the refrigerating machine oil in the working fluid composition for the refrigerating machine was changed for each test.

冷媒として、実施例にはHFC−161単独、あるいは、HFC−161に、総合的な特性を考慮し、強燃性、可燃性ではなく、GWPが比較的小さいHFC−134a、HFC−32、HFO−1234yf、二酸化炭素(R744)を、GWPが300以下になるように配合した混合冷媒A、B、Cを用いた。なお、GWPについてHFC−161の確定した値が公表されていないことから、最大値である100を用いて計算した。
比較例には、GWP値、燃焼性、熱力学特性から新冷媒として有力候補であるHFC−32、HFO−1234yfを用いた。
[冷媒]
HFC−161:モノフルオロエタン(GWP:約100)
HFC−134a:1,1,1,2−テトラフルオロエタン(GWP:1300)
HFC−32:ジフルオロメタン(GWP:675)
HFO−1234yf:2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(GWP:4)
混合冷媒A:HFC−161/HFC−134a=85/15(質量比、GWP:280)
混合冷媒B:HFC−161/HFC−32/R744=60/20/20(質量比、GWP:195)
混合冷媒C:HFC−161/HFO−1234yf=60/40(質量比、GWP:62)
As a refrigerant, in the examples, HFC-161 alone or HFC-161 is considered in consideration of overall characteristics, and is not highly flammable or flammable, but has a relatively small GWP HFC-134a, HFC-32, HFO Mixed refrigerants A, B, and C in which −1234yf and carbon dioxide (R744) were blended so that the GWP was 300 or less were used. In addition, since the fixed value of HFC-161 was not announced about GWP, it calculated using 100 which is the maximum value.
In the comparative examples, HFC-32 and HFO-1234yf, which are promising candidates, were used as new refrigerants based on the GWP value, combustibility, and thermodynamic characteristics.
[Refrigerant]
HFC-161: Monofluoroethane (GWP: about 100)
HFC-134a: 1,1,1,2-tetrafluoroethane (GWP: 1300)
HFC-32: Difluoromethane (GWP: 675)
HFO-1234yf: 2,3,3,3-tetrafluoropropene (GWP: 4)
Mixed refrigerant A: HFC-161 / HFC-134a = 85/15 (mass ratio, GWP: 280)
Mixed refrigerant B: HFC-161 / HFC-32 / R744 = 60/20/20 (mass ratio, GWP: 195)
Mixed refrigerant C: HFC-161 / HFO-1234yf = 60/40 (mass ratio, GWP: 62)

次に、実施例1〜11および比較例1〜9の冷凍機用作動流体組成物について、以下に示す評価試験を実施した。その結果を表2〜4に示す。   Next, the following evaluation tests were performed on the working fluid compositions for refrigerators of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 9. The results are shown in Tables 2-4.

[相溶性の評価]
JIS−K−2211「冷凍機油」の「冷媒との相溶性試験方法」に準拠し、混合冷媒を含む上記冷媒のそれぞれ18gに対して冷凍機油を2g配合し、冷媒と冷凍機油とが0℃において相互に溶解しているかを観察した。得られた結果を表2〜4に示す。表中、「相溶」は冷媒と冷凍機油とが相互に溶解したことを意味し、「分離」は冷媒と冷凍機油とが2層に分離したことを意味する。
[Compatibility evaluation]
In accordance with JIS-K-2211 “Refrigerating machine oil” “Compatibility test method with refrigerant”, 2 g of refrigerating machine oil is blended with 18 g of each of the above refrigerants including mixed refrigerant, and the refrigerant and refrigerating machine oil are at 0 ° C. It was observed whether they were dissolved in each other. The obtained results are shown in Tables 2-4. In the table, “compatible” means that the refrigerant and the refrigerating machine oil are dissolved in each other, and “separation” means that the refrigerant and the refrigerating machine oil are separated into two layers.

[熱・化学的安定性の評価]
JIS−K−2211に準拠し、水分を100ppm以下に調整した冷凍機油(初期色相L0.5)1gと、上記の各種冷媒1gと、触媒(鉄、銅、アルミの各線)とをガラス管に封入した後、鉄製の保護管に入れ175℃に加熱して1週間保持し試験した。試験後に、冷凍機油の色相および触媒の色変化を評価した。色相は、ASTMD156に準拠して評価した。また、触媒の色変化は、外観を目視で観察し、変化なし、光沢なし、黒化のいずれに該当するかを評価した。光沢なし、黒化の場合は冷凍機油と冷媒の混合液体、つまり作動流体が劣化しているといえる。得られた結果を表2〜4に示す。
[Evaluation of thermal and chemical stability]
In accordance with JIS-K-2211, 1 g of refrigerating machine oil (initial hue L0.5) whose water content is adjusted to 100 ppm or less, 1 g of the above-mentioned various refrigerants, and catalysts (iron, copper, and aluminum wires) in a glass tube After sealing, it was placed in an iron protective tube, heated to 175 ° C. and held for 1 week for testing. After the test, the hue of the refrigerating machine oil and the color change of the catalyst were evaluated. The hue was evaluated according to ASTM D156. Further, the color change of the catalyst was visually observed for the appearance, and it was evaluated whether it corresponded to no change, no gloss, or blackening. In the case of no gloss and blackening, it can be said that the mixed liquid of the refrigerating machine oil and the refrigerant, that is, the working fluid is deteriorated. The obtained results are shown in Tables 2-4.

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本発明は、HFC−161を含有する冷媒が用いられる冷凍・空調機に使用される作動流体組成物であり、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器等を有し、これらの間で冷媒を循環させる冷却効率の高い冷凍システムで、特には、ロータリータイプ、スイングタイプ、スクロールタイプ、レシプロタイプ圧縮機等の圧縮機を有する冷凍・空調機の作動流体として用いることができ、ルームエアコン、パッケージエアコン、産業用冷凍機、冷蔵庫、カーエアコン等の分野で好適に使用できる。   The present invention is a working fluid composition used in a refrigeration / air conditioner in which a refrigerant containing HFC-161 is used, and includes a compressor, a condenser, a throttle device, an evaporator, and the like, and the refrigerant is between them. Refrigeration system with high cooling efficiency that circulates, and can be used as working fluid for refrigeration / air conditioners that have compressors such as rotary type, swing type, scroll type, reciprocating type compressor, etc., room air conditioner, package It can be suitably used in the fields of air conditioners, industrial refrigerators, refrigerators, car air conditioners and the like.

Claims (5)

モノフルオロエタンのみからなる冷媒、または、ジフルオロメタン、1,1−ジフルオロエタン、1,1,1−トリフルオロエタン、1,1,1,2−テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタン、プロパン(R290)、イソブタン(R600a)および二酸化炭素から選ばれる少なくとも1種とモノフルオロエタンとの混合物のみからなる冷媒と、
ポリビニルエーテルを基油として含有し、該基油の炭素/酸素モル比が2.5以上5.8以下である冷凍機油と、
を含有し、
前記冷凍機油の100℃における動粘度が1〜100mm/sである、冷凍機用作動流体組成物。
A refrigerant consisting only of monofluoroethane , or difluoromethane, 1,1-difluoroethane, 1,1,1-trifluoroethane, 1,1,1,2-tetrafluoroethane, pentafluoroethane, propane (R290), A refrigerant consisting only of a mixture of at least one selected from isobutane (R600a) and carbon dioxide and monofluoroethane ;
A refrigerating machine oil containing polyvinyl ether as a base oil, wherein the base oil has a carbon / oxygen molar ratio of 2.5 to 5.8;
Containing
The working fluid composition for refrigerators whose kinematic viscosity in 100 degreeC of the said refrigerator oil is 1-100 mm < 2 > / s.
前記冷媒と前記冷凍機油の質量比が90:10〜30:70である、請求項に記載の冷凍機用作動流体組成物。 The working fluid composition for a refrigerator according to claim 1 , wherein a mass ratio of the refrigerant and the refrigerator oil is 90:10 to 30:70. 前記冷媒の地球温暖化係数が300以下である、請求項1又は2に記載の冷凍機用作動流体組成物。 The working fluid composition for a refrigerator according to claim 1 or 2 , wherein the refrigerant has a global warming potential of 300 or less. 前記ポリビニルエーテルが下記一般式(1)で表される構造単位を有するポリビニルエーテルである、請求項1〜のいずれか一項に記載の冷凍機用作動流体組成物。
Figure 0006054495

[式中、R,RおよびRは同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1〜8の炭化水素基を示し、Rは炭素数1〜10の二価の炭化水素基または炭素数2〜20の二価のエーテル結合酸素含有炭化水素基を示し、Rは炭素数1〜20の炭化水素基を示し、mは前記ポリビニルエーテルについてのmの平均値が0〜10となるような数を示し、R〜Rは構造単位毎に同一であっても異なっていてもよく、一の構造単位においてmが2以上である場合には、複数のROは同一でも異なっていてもよい。]
The working fluid composition for a refrigerator according to any one of claims 1 to 3 , wherein the polyvinyl ether is a polyvinyl ether having a structural unit represented by the following general formula (1).
Figure 0006054495

[Wherein R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 4 represents a divalent carbon atom having 1 to 10 carbon atoms. A hydrogen group or a divalent ether-bonded oxygen-containing hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, R 5 represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and m is an average value of m for the polyvinyl ether is 0. And R 1 to R 5 may be the same or different for each structural unit. When m is 2 or more in one structural unit, a plurality of R 4 O may be the same or different. ]
前記冷凍機油の40℃における動粘度が3〜1000mm/sである、請求項1〜のいずれか一項に記載の冷凍機用作動流体組成物。
The working fluid composition for a refrigerating machine according to any one of claims 1 to 4 , wherein the refrigerating machine oil has a kinematic viscosity at 40 ° C of 3 to 1000 mm 2 / s.
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