JPH1025486A - 非塩素系フロン冷媒用潤滑油基油 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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優
れる潤滑油基油の提供。 【解決手段】 数平均分子量４００〜２，０００を有す
る下記一般式（１）及び（２）の少なくとも一方の化合
物からなる非塩素系フロン冷媒用潤滑油基油。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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−１２
５）、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
がるとして規制され、１９９５年末に全廃された。ま
た、ＨＣＦＣ−２２などの水素と塩素を含むフロンも、
１９９６年から段階的に廃止されている。したがって、
ＨＦＣ−１３４ａ、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ブチルエーテル
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、ジーターシャリーブチルフェノールまたはジーセカ
ンダリーブチ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、数平均分子量４００〜２０００を有する下記一般式
（１）及び（２）で表される化合物の少なくとも一方の
化合物からなる。

【００１０】

【化２】

【００１１】

【発明の実施の形態】上記一般式（１）及び（２）にお
いて、Ｒ¹ は炭素数２〜４のアルキレン基であり、繰り
返し単位のオキシアルキレン基（Ｒ¹ Ｏ）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、Ｒ² 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）、（２）の化合物の具体
例としては、下記式化３，化４で表わされる化合物など
が挙げられる。

【００１４】

【化３】

【００１５】

【化４】

【００１６】本発明において、前記一般式（１）、
（２）で表わされる化合物の数平均分子量を、４００〜
２，０００に限定する理由は次のとおりである。すなわ
ち、かかる数平均分子量が４００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、数平均分子量が２，０００を
超えると、ＨＦＣ−１３４ａなどとの相溶性が低下す
る。

【００１７】上記一般式（１），（２）で表わされるジ
ーターシャリーブチルフェノールあるいはジーセカンダ
リーブチ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−１３
４ａ）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。

【００１８】さらに、一般にＨＦＣ−１３４ａ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（Ｐ
ＡＧ）に比べると、はるかに電気絶縁性も高い。従っ
て、一般式（１）、（２）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−１３
４ａなどに対する相溶性の問題を解決し得るものであ
る。

【００１９】一方、カーエアコン用に使用されているＰ
ＡＧでは電気絶縁性が低く、冷蔵庫やルームクーラーに
使用すると漏電の危険性があったが、本発明の化合物は
ＰＡＧ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。

【００２０】なお、本発明の潤滑油には、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。

【００２１】

【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。実施例１ ５リットルオートクレーブに２，４−ジターシャリーブ
チルフェノールを所定量仕込み、ＫＯＨを触媒として目
標とする数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ターシャリー
ブチルフェノールプロピレンオキサイド付加物を得た。

【００２２】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、ジター
シャリーブチ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。

【００２３】実施例２，３ 表１に示す数平均分子量とする以外は実施例１と同様に
して、ジターシャリーブチ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。

【００２４】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、ジターシャ
リーブチ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。

【００２５】実施例５ ５リットルオートクレーブにジセカンダリーブチルフェ
ノールを所定量仕込み、ＫＯＨを触媒として目標とする
数平均分子量までプロピレンオキサイドを導入し、１２
０〜１２５℃で充分反応させてジセカンダリーブチルフ
ェノールプロピレンオキサイド付加物を得た。

【００２６】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、塩化ブチルまたはよう化ブチル
を導入してブチル化を行ない、脱塩精製した後、ジセカ
ンダリーブチルフェノールプロピレンオキサイド末端ブ
チル化物を得た。

【００２７】実施例６ 表１に示す数平均分子量とし、更に塩化メチルを使用す
る以外は実施例５と同様にしてジセカンダリーブチルフ
ェノールプロピレンオキサイド末端メチル化物を得た。

【００２８】比較例１ 実施例１の前半と同様にしてジターシャリーブチルフェ
ノールプロピレンオキサイド付加物を得た。

【００２９】比較例２ 実施例５の前半と同様にしてジセカンダリーブチルフェ
ノールプロピレンオキサイド付加物を得た。

【００３０】なお、数平均分子量は、コロナ電気製１１
４形分子量測定装置にて求めた。

【００３１】実施例１〜６および比較例１、２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
特性および安全性を評価した。なお、比較のために、特
開昭６１−２８１１９９号に記載の化合物（比較例
３）、特開平１−２５９０９４号に記載の化合物（比較
例４）およびエステル系の化合物（比較例５）の評価結
果も表１に併記する。

【００３２】（ＨＦＣ−１３４ａとの相溶性）試料油と
ＨＦＣ−１３４ａを重量比１５／８５にてガラスアンプ
ル中に封止し、低温及び高温での二層分離温度を測定し
た。

【００３３】（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。

【００３４】（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。

【００３５】（粘度）キャノンフェンスケ粘度計に試料
油を所定量とり、４０℃になった恒温槽にそれを入れ、
流出時間を測定し、粘度を算出した。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【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】 数平均分子量４００〜２０００を有す
   る、下記一般式（１）及び（２）の少なくとも一方の化
   合物からなる非塩素系フロン冷媒用潤滑油基油。 【化１】
2. 【請求項２】 一般式（１）及び（２）において、Ｒ¹
   Ｏの９０重量％以上がオキシプロピレンである請求項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）及び（２）において、Ｒ²
   が炭素数１〜６のアルキル基である請求項１又は２記載
   の非塩素系フロン冷媒用潤滑油基油。