JPH0753981A - 非塩素系フロン冷媒用潤滑油基油 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】重量平均分子量５００〜２，０００を有する下
記一般式（１）で表わされる化合物からなる非塩素系フ
ロン冷媒用潤滑油基油。 【化１】 （式中、Ｒ^１は炭素数２〜４のアルキレン基、Ｒ^２はア
ルキル基、ｎは上記分子量を満足する数を示す。Ｒ^１が
複数個あるとき、それらは同一でも異なってもよい。） 【効果】 本発明の潤滑油基油は、非塩素系フロンとの
相溶性に優れ、電気絶縁性に優れ、なおかつ耐加水分解
性などの長期安定性にも優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１，１，１，２−テト
ラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、１，１，１，
２，２−ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）、ジ
フルオロメタン（ＨＦＣ−３２）などの非塩素系フロン
を冷媒として使用する冷凍機、空調機、冷蔵庫などの圧
縮機用の潤滑油基油に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来か
ら、冷凍機などの圧縮機用の潤滑油基油としては、ナフ
テン系鉱油、パラフィン系鉱油、アルキルベンゼン、ポ
リグリコール系油、エステル油などが使用されている。

【０００３】一方、冷凍機に用いられているフロン系冷
媒としては、ＣＦＣ−１１、ＣＦＣ−１２、ＣＦＣ−１
１３、ＨＣＦＣ−２２などが使用されている。これらフ
ロン系冷媒のうち、ＣＦＣ−１１、ＣＦＣ−１２、ＣＦ
Ｃ−１１３などの炭化水素の全ての水素を塩素を含むハ
ロゲンで置換した構造のフロンは、オゾン層破壊につな
がるとして規制の対象となっており、１９９５年末に全
廃されることになっている。また、ＨＣＦＣ−２２など
の水素と塩素を含むフロンも、１９９５年から段階的に
廃止されることになっている。したがって、ＨＦＣ−１
３４ａ、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−３２などの非塩素系
フロンが、ＣＦＣ系のフロンの代替として使用されつつ
ある。

【０００４】冷凍機用の潤滑油基油には種々の要求性能
があるが、冷媒との相溶性は、冷凍機の潤滑性およびシ
ステム効率の面から極めて重要である。また、家庭用冷
蔵庫、ルームエアコンなどの圧縮機に用いられる基油
は、高い電気絶縁性が要求される。しかしながら、ナフ
テン系鉱油、パラフィン系鉱油、アルキルベンゼンなど
を基油としたものは、ＨＦＣ−１３４ａなどの非塩素系
フロンとの相溶性がほとんどない。そのため、ＨＦＣ−
１３４ａなどと組み合わせて使用すると、常温において
二層分離をおこし、冷凍システム内で最も重要な油戻り
性が悪くなって冷凍効率が低下したり、潤滑性が不良と
なって圧縮機の焼付けが発生したり、実用上様々な不都
合が生じて使用に耐えない。また、ポリグリコール類も
高粘度指数を有する冷凍機用潤滑油基油として知られて
おり、例えば、特開昭６１−２８１１９９号、特開平１
−２５９０９４号に記載されている。具体的には、特開
昭６１−２８１１９９号には、ポリグリコール油として
ポリオキシプロピレングリコールモノエーテルが、特開
平１−２５９０９４号には、ポリオキシプロピレングリ
コールジエチルエーテルが記載されている。しかし、こ
れら先行技術に記載されているポリグリコール油では、
ＨＦＣ−１３４ａなどとの相溶性はあるものの、電気絶
縁性が劣るという欠点が明らかとなった。

【０００５】そこで、ＨＦＣ−１３４ａと相溶性が良
く、電気絶縁性の優れた潤滑油基油としてエステル系の
化合物が開発されている。しかしながら、エステル系化
合物は微量の水分によって加水分解をおこしやすく、取
扱いが難しく長期間の使用が困難である。

【０００６】したがって、ＨＦＣ−１３４ａなどの非塩
素系フロンとの高い相溶性と高い電気絶縁性と長期間の
安定性とを全て備えた潤滑油基油は、未だ出現していな
い。

【０００７】本発明の課題は、非塩素系フロンとの相溶
性に優れ、高い電気絶縁性を有し、かつ長期間にわたっ
て安定な非塩素系フロン冷媒用潤滑油基油を提供する処
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記要求
に応え得る潤滑油基油を開発すべく研究を重ねた結果、
ジノニルフェノールを出発物質としてアルキレンオキサ
イドを付加し、さらに末端をアルキル化処理した化合物
が、ＨＦＣ−１３４ａなどの非塩素系フロンとの相溶性
に優れ、かつ高い電気絶縁性を有し、しかも耐加水分解
性などの安定性に優れていることを見出し、本発明を完
成するに至った。

【０００９】本発明の非塩素系フロン冷媒用潤滑油基油
は、重量平均分子量５００〜２，０００を有する下記一
般式（１）で表わされる化合物からなる。

【００１０】

【化２】 （式中、Ｒ^１は炭素数２〜４のアルキレン基、Ｒ^２はア
ルキル基、ｎは上記分子量を満足する数を示す。Ｒ^１が
複数個あるとき、それらは同一でも異なってもよい。）

【００１１】上記一般式（１）において、Ｒ^１は炭素数
２〜４のアルキレン基であり、繰返し単位のオキシアル
キレン基（Ｒ^１Ｏ）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。１分子
中の全オキシアルキレン基は、２種以上のオキシアルキ
レン基がブロック状またはランダム状に重合した状態で
構成されていてもよい。この全オキシアルキレン基とし
ては、オキシプロピレン基を９０重量％以上含むものが
好適であり、オキシプロピレン基単独のものが特に好ま
しい。オキシプロピレン基が９０重量％未満だと、電気
絶縁性が急激に低下するので、好ましくない。

【００１２】また、Ｒ^２はアルキル基を表わし、このア
ルキル基は直鎖状、分枝鎖状、環状のいずれであっても
よい。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル
基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基
（全ての異性体を含む。以下同様。）、各種ペンチル
基、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル
基、各種ノニル基、各種デシル基、シクロペンチル基、
シクロヘキシル基などを挙げることができる。このアル
キル基の炭素数が１０を超えると、ＨＦＣ−１３４ａな
どとの相溶性が低下し、相分離を生じるようになる。好
ましいアルキル基の炭素数は１〜６であり、特に好まし
くはメチル基である。

【００１３】上記一般式（１）の化合物の具体例として
は、下記式で表わされる化合物などが挙げられる。

【化３】

【化４】

【００１４】本発明において、前記一般式（１）で表わ
される化合物の重量平均分子量を、５００〜２，０００
に限定する理由は次のとおりである。すなわち、かかる
重量平均分子量が５００未満のものでは、潤滑性が低下
するとともに、シール材、ゴムなどに悪影響を及ぼすこ
とになる。一方、重量平均分子量が２，０００を超える
と、ＨＦＣ−１３４ａなどとの相溶性が低下する。

【００１５】上記一般式（１）で表わされる、ジノニル
フェノールを出発物質としたアルキレンオキサイド付加
物の末端アルキル化物を主成分とする本発明の潤滑油基
油は、非塩素系フロン（例えばＨＦＣ−１３４ａ）を冷
媒として用いる冷凍機などの圧縮機用の潤滑油基油とし
て、低温から高温までの広い温度領域で冷媒フロンと相
互に良好な溶解性を示す。さらに、一般にＨＦＣ−１３
４ａ用冷凍機油として検討されているポリアルキレング
リコール（ＰＡＧ）に比べると、はるかに電気絶縁性も
高い。従って、一般式（１）で表わされる化合物を主成
分とする冷凍機油は、従来からの課題であるＨＦＣ−１
３４ａなどに対する相溶性の問題を解決し得るものであ
る。一方、一般に使用されているＰＡＧでは電気絶縁性
が低く、漏電の危険性があったが、本発明の化合物はＰ
ＡＧの１，０００倍以上高い電気絶縁性があることか
ら、何ら心配はない。

【００１６】なお、本発明の潤滑油基油には、従来、冷
凍機油に使用されている酸化防止剤、摩耗防止剤、清浄
分散剤などの添加剤を適宜添加し得る。

【００１７】

【実施例】次に、本発明を実施例および比較例によりさ
らに詳細に説明する。

【００１８】実施例１ ５リットルオートクレーブに２，４−ジノニルフェノー
ルを所定量仕込み、ＫＯＨを触媒として目標とする重量
平均分子量までプロピレンオキサイドを導入し、１２０
〜１２５℃で充分反応させてジノニルフェノールプロピ
レンオキサイド付加物を得た。

【００１９】次に、このプロピレンオキサイド付加物と
ＮａＯＨまたはＫＯＨを５リットルオートクレーブに仕
込み、充分溶解させた後にアルコラート化を行なった。
アルコラート化終了後、塩化メチルまたはよう化メチル
を導入してメチル化を行ない、脱塩精製した後、ジノニ
ルフェノールプロピレンオキサイド末端メチル化物を得
た。

【００２０】実施例２、５ 表１に示す重量平均分子量とする以外は実施例１と同様
にして、ジノニルフェノールプロピレンオキサイド末端
メチル化物を得た。

【００２１】実施例３ 付加させるアルキレンオキサイドとして、プロピレンオ
キサイドとエチレンオキサイドの混合物（重量比９５／
５）を用いた以外は実施例１と同様にして、ジノニルフ
ェノールアルキレンオキサイド末端メチル化物を得た。

【００２２】実施例４ 付加させるアルキレンオキサイドとして、プロピレンオ
キサイドとブチレンオキサイドの混合物（重量比９０／
１０）を用いた以外は実施例１と同様にして、ジノニル
フェノールアルキレンオキサイド末端メチル化物を得
た。

【００２３】比較例１ 実施例１の前半と同様にして、ジノニルフェノールプロ
ピレンオキサイド付加物を得た。

【００２４】なお、重量平均分子量は、昭和電工製ＲＩ
ＳＥ−５１を検出器に用い、ゲルパーミエーションク
ロマトグラフィーにて求めた。

【００２５】実施例１〜５および比較例１で得た化合物
からなる潤滑油基油の性能を評価するために、以下に示
す方法で、ＨＦＣ−１３４ａとの相溶性、電気絶縁特性
および安定性を評価した。なお、比較のために、特開昭
６１−２８１１９９号に記載の化合物（比較例２）、特
開平１−２５９０９４号に記載の化合物（比較例３）お
よびエステル系の化合物（比較例４）の評価結果も表１
に併記する。

【００２６】（ＨＦＣ−１３４ａとの相溶性）試料油と
ＨＦＣ−１３４ａを重量比５０／５０にてガラスアンプ
ル中に封止し、試料油とＨＦＣ−１３４ａの二液界面の
有無を肉眼で観察して、相溶性を判定した。

【００２７】（電気絶縁特性）ＪＩＳ Ｃ ２１０１に
準拠して、試料油の体積抵抗率を測定した。なお、測定
は２５℃で行なった。

【００２８】（安定性）耐加水分解性を評価するため、
製造直後の酸価と、試料油６０ｇおよび水０．６ｇを２
００ｍｌガラス製試験管にとり、劣化促進触媒として銅
板、アルミニウム板および鉄板を入れて、ステンレス製
オートクレーブ中で１７５℃で１６８時間加熱劣化させ
た後の酸価とを測定した。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】本発明の潤滑油基油は、非塩素系フロン
との相溶性に優れ、電気絶縁性に優れ、なおかつ耐加水
分解性などの長期安定性にも優れている。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量平均分子量５００〜２，０００を有
   する下記一般式（１）で表わされる化合物からなる非塩
   素系フロン冷媒用潤滑油基油。 【化１】 （式中、Ｒ^１は炭素数２〜４のアルキレン基、Ｒ^２はア
   ルキル基、ｎは上記分子量を満足する数を示す。Ｒ^１が
   複数個あるとき、それらは同一でも異なってもよい。）
2. 【請求項２】 一般式（１）において、Ｒ^１がプロピレ
   ン基である請求項１記載の非塩素系フロン冷媒用潤滑油
   基油。
3. 【請求項３】 一般式（１）において、Ｒ^２がメチル基
   である請求項１または２に記載の非塩素系フロン冷媒用
   潤滑油基油。