KR20090064485A - 폴리올 에스테르와 알킬벤젠의 배합물을 함유하는 윤활성 조성물 - Google Patents

폴리올 에스테르와 알킬벤젠의 배합물을 함유하는 윤활성 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20090064485A
KR20090064485A KR1020097011323A KR20097011323A KR20090064485A KR 20090064485 A KR20090064485 A KR 20090064485A KR 1020097011323 A KR1020097011323 A KR 1020097011323A KR 20097011323 A KR20097011323 A KR 20097011323A KR 20090064485 A KR20090064485 A KR 20090064485A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
alkylbenzene
weight
blend
lubricant
polyol ester
Prior art date
Application number
KR1020097011323A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100983741B1 (ko
Inventor
신헹 리
케네쓰 씨. 릴제
Original Assignee
더루우브리졸코오포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 더루우브리졸코오포레이션 filed Critical 더루우브리졸코오포레이션
Publication of KR20090064485A publication Critical patent/KR20090064485A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100983741B1 publication Critical patent/KR100983741B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M111/00—Lubrication compositions characterised by the base-material being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M101/00 - C10M109/00, each of these compounds being essential
    • C10M111/02—Lubrication compositions characterised by the base-material being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M101/00 - C10M109/00, each of these compounds being essential at least one of them being a non-macromolecular organic compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
    • C10M169/04—Mixtures of base-materials and additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M171/00—Lubricating compositions characterised by purely physical criteria, e.g. containing as base-material, thickener or additive, ingredients which are characterised exclusively by their numerically specified physical properties, i.e. containing ingredients which are physically well-defined but for which the chemical nature is either unspecified or only very vaguely indicated
    • C10M171/008—Lubricant compositions compatible with refrigerants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2203/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/06—Well-defined aromatic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2203/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/06—Well-defined aromatic compounds
    • C10M2203/065—Well-defined aromatic compounds used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28—Esters
    • C10M2207/283—Esters of polyhydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28—Esters
    • C10M2207/283—Esters of polyhydroxy compounds
    • C10M2207/2835—Esters of polyhydroxy compounds used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00—Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01—Physico-chemical properties
    • C10N2020/04—Molecular weight; Molecular weight distribution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00—Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/09—Characteristics associated with water
    • C10N2020/097—Refrigerants
    • C10N2020/099—Containing Chlorofluorocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00—Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/09—Characteristics associated with water
    • C10N2020/097—Refrigerants
    • C10N2020/101—Containing Hydrofluorocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/40—Low content or no content compositions
    • C10N2030/41—Chlorine free or low chlorine content compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/30—Refrigerators lubricants or compressors lubricants

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

본 발명은 (A)적어도 하나의 알킬벤젠과 (B)적어도 하나의 폴리올 에스테르의 배합물을 포함하는, 하이드로플루오로탄소 및 선택적으로는 하이드로클로로플루오로탄소 냉각제의 배합물에 대한 윤활성 원료베이스에 관한 것이다. 알킬벤젠은 냉각 시스템 또는 에어컨 시스템의 목적한 작업 온도 및 압력에서 냉각제 배합물과 혼화성이 아니지만, 폴리올 에스테르를 낮은 농도로 첨가하면 알킬벤젠과 폴리올 에스테르 배합물의 혼화성이 크게 향상되는 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 중요한 기준은 폴리올 에스테르와 알킬벤젠의 윤활제 배합물이 압축 냉각 시스템의 작업 온도에서 액체 및 기체 냉각제 둘다로서의 하이드로플루오로탄소 냉각제 배합물과 충분하게 혼화성이 되는 것이다.
알킬벤젠, 폴리올 에스테르, 하이드로플루오로탄소, 냉각제, 윤활제

Description

폴리올 에스테르와 알킬벤젠의 배합물을 함유하는 윤활성 조성물{A LUBRICATING COMPOSITION CONTAINING A BLEND OF A POLYOL ESTER AND AN ALKYLBENZENE}
본 발명은 폴리올 에스테르와 특정 알킬벤젠의 배합물을 함유하는 압축 냉각용 윤활성 조성물에 관한 것이다. 바람직한 양태에 있어서, 알킬벤젠은 하이드로플루오로탄소 냉각제와 혼화성이 양호한 폴리올 에스테르와 배합되는, 특정 범위의 점도를 갖는 분지형 또는 선형의 알킬 치환된 벤젠의 일부 그룹이다. 이러한 폴리올 에스테르와 알킬벤젠의 배합물은 윤활성 조성물을 형성하는 윤활 점도의 다른 오일을 비롯한 첨가제와 함께 또는 그 첨가제 없이 사용할 수 있다. 이와 같은 조성물은 왕복 회전식 풍차, 스크롤(scroll) 또는 회전 나선형 공기 압축기와 같은 양(正)의 변위 압축기에 유용하게 사용된다.
지금까지 윤활유는 양의 변위 압축기의 베어링을 윤활하고 로터(rotor)를 밀봉하며 압축 가스를 냉각하는데 사용되어왔다. 이러한 산업에 일반적으로 사용되는 윤활유는 베이스 오일인 광유 또는 합성유와 함께 특정 목적의 각종 첨가제를 함유하고 있다. 윤활제의 수명을 최대화하고, 이에 따라 장치의 수명을 최대화하기 위 한 목적의 윤활제에 필요한 중요 성질 중 일부는 특히 양의 변위 압축기, 예컨대 왕복 회전식 풍차, 스크롤 또는 회전 나선형 압축기를 작동시킬 때 형성되는 고온 및 고압 조건일 때의 열안정성과 산화안정성 및 니스와 침착물의 제어성이다.
또한, 당해 산업에서 요구되는 것은 수분이나 고온에 노출시 또는 장기간 사용시 열화를 나타내지 않는 윤활성 조성물을 수득하는 것이다. 탄화수소유는 수분과의 반응에 대한 저항성이 매우 양호하다. 폴리올 에스테르는 수분과의 반응 안정성은 떨어지나 고온 내성은 양호하다.
미국 특허 제4,046,533호에서는 탄소원자가 1 내지 3개인 할로치환된 탄화수소와 적어도 40중량%의 플루오르를 함유하는 냉각제용 윤활제로서 측쇄형 알킬벤젠을 사용할 수 있음을 교시하고 있다. 이 특허의 명세서 컬럼 2, 라인 30 내지 컬럼 3, 라인 50에서는 구체적으로 알킬기에 다량의 분지도를 가진 알킬벤젠을 확인하는 방법과 할로치환된 탄화수소를 확인하는 방법을 설명하고 있다. 할로치환된 탄화수소의 모든 예들은 염소 원자를 포함하고 있다.
미국 특허 제4,302,343호에서는 탄소원자가 4 내지 18개인 1종 또는 그 이상의 알칸산과 탄소원자가 5 내지 10개이고 하이드록실기가 3 내지 8개인 힌더드 다가 알코올의 에스테르를 기술하고 있다. 이 특허의 윤활제는 이러한 에스테르와 폴리에테르 폴리올의 배합물이다. 이 윤활제는 회전 나선형 압축기에 유용하다.
미국 특허 제4,755,316호에서는 할로 플루오로탄소에 의한 오존 고갈의 문제점을 최소화하기 위하여 개발한 새로운 냉각제 R-134(테트라플루오로에탄)와 함께 사용되는 폴리알킬렌 글리콜 윤활제에 대하여 기술하고 있다. 이 특허에서는 R-12 와 함께 통상적인 윤활제인 광유가 R-134a와 혼화되지 않기 때문에 R-134a와 혼화성이면서 압축 냉각의 모든 필요조건을 충족하는 윤활유에 대한 연구가 수행되었음을 논의하고 있다.
EPO 422 185B는 본 출원인이 R-134a와 같은 하이드로플루오로탄소 윤활제와 폴리올 에스테르의 사용에 대해 공표한 것이었다. 본 출원에서 바람직한 폴리올 에스테르는 압축 냉각 시스템의 작동액의 작용 범위에서 하이드로플루오로탄소 윤활제에 용해성인 것이었다. 이 출원에서는 R-134a와의 혼화성 및 기타 다른 성질을 수득할 수 있는 여러 폴리올 에스테르의 선발 방법을 개략하고 있다.
미국 특허 제5,342,533호는 미국 제4,302,343호 및 EPO 422 185B에 기술된 다가 알코올의 카르복실레이트와 하이드로플루오로탄소를 포함하는, 압축기용 냉각제 오일 조성물에 대해 기술하고 있다. 이 특허는 또한 윤활제에 인산염 또는 아인산염을 포함하고, 선택적으로 소량의 광유 및/또는 알킬벤젠을 포함하기도 한다.
미국 특허 제6,207,071호 및 제6,252,300호는 R-134a 및/또는 R-125와 함께 압축 냉각 시스템에 사용되는 200 내지 350 분자량의 알킬벤젠에 관한 것이다. 이 출원은 상기 알킬벤젠 중 60%가 상기 범위의 분자량에 속하지 않으면, 알킬벤젠이 주성분인 윤활제 조성물은 장기간 사용 후 압축기 부품의 손상을 유발한다는 것을 입증하고 있다. 이 윤활제에는 인 화합물이 선택적으로 포함되기도 한다.
발명의 개요
본 발명은 저점도와 고도 분지형 알킬기를 보유하는 알킬벤젠과 폴리올 에스테르의 배합물을 함유하는 윤활액에 관한 것이다. 이 윤활액은 대부분의 알킬벤젠 오일이나 알킬벤젠과 다른 오일의 배합물과는 상이한 것인데, 이는 이 윤활액이 에어컨, 냉장고, 냉동고 등의 압축 냉각 시스템의 작업 온도 범위에서 하이드로플루오로탄소 냉각제와 혼화성이기 때문이다. 일 구체예 A에 있어서, 윤활제는 염소 또는 브롬 함유 냉각제가 실질적으로 없는 냉각제와 혼화성이다. 다른 구체예 B에 있어서, 냉각제는 염소 함유 플루오로탄소 냉각제를 함유할 수 있다. 폴리올 에스테르는 하이드로플루오로탄소와의 양호한 온도 안정성, 윤활성 및 혼화성을 배합물에 제공한다. 알킬벤젠은 양호한 온도 안정성, 윤활성을 제공하고, 배합물의 수분 친화성과 수분 민감성을 감소시킨다. 이 윤활성 배합물에는 추가로 산화방지제, 부식 억제제, 금속 부동화제 및 기타 다른 윤활유 등의 첨가제를 첨가할 수 있다. 일 구체예 A에 있어서, 알킬벤젠은 벤젠 고리 당 9 내지 15개 탄소 원자로 이루어진 고도 분지형 알킬기만을 주로 가진 ISO 5 알킬벤젠이다. 보다 바람직한 구체예에 있어서, 상기 알킬벤젠은 2 내지 6개의 OH기를 가진 힌더드 다가 알코올 유래의 폴리올 에스테르와 혼합되는 것이 좋다. 또한, 이러한 배합물은 첨가제를 첨가하여 사용하거나 첨가제 첨가 없이 사용할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 윤활성 조성물은 에너지 효율적 조작에 필요한 낮은 점도, 수분에 대한 감소된 친화성과 민감성, 및 윤활제의 우수한 장기간 안정성을 나타낸다.
본 개시는 먼저 냉각제가 염소 또는 브롬 함유 냉각제가 실질적으로 없는 것인 본 발명의 구체예 A를 기술할 것이다. 구체예 A는 윤활제 배합물과 하이드로플루오로탄소 냉각제 간에 혼화성을 제공하는 실질적인 양의 폴리올 에스테르와 저점도 알킬벤젠에 의해 유리한 이점을 얻는다. 뒤이은 구체예 B는 냉각제가 하이드로플루오로탄소 냉각제와 플루오로클로로탄소 냉각제의 배합물인 것이다. 구체예 B에서는 폴리올 에스테르가 더 소량 요구되고 약간 더 높은 점도의 알킬벤젠이 적당하다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 윤활성 조성물은 에너지 효율적 조작에 필요한 낮은 점도, 수분에 대한 감소된 친화성과 민감성, 및 윤활제의 우수한 장기간 안정성을 나타낸다.
구체예 A 및 대표적인 윤활성 배합물
본 발명의 윤활성 배합물은 보다 광범위한 폴리올 에스테르와 알킬벤젠류로부터 선발된 성분이다. 재료의 일 부류로서 폴리올 에스테르는 2개 이상의 OH기를 가진 알코올이 모노카르복실산 및/또는 폴리카르복실산과 축합하여 반응 생성물내 에스테르 결합을 형성하여 얻어지는 에스테르를 포함한다. 이 부류에 속하는 화합 물의 점도와 열안정성은 매우 다양하다. 또한, 재료의 다른 일 부류인 알킬벤젠 역시 극히 낮은 점도에서부터 비교적 높은 점도를 가진 모노알킬 및 폴리알킬 작용기화된 벤젠을 비롯하여 광범위하게 다양하다. 알킬벤젠은 일반적으로 윤활유로서 고려된 바 없고 압축 냉각 시스템의 일부 조건하에서 액체보다는 기체일 수 있는 저분자량 화합물, 예컨대 톨루엔을 포함한다.
본 발명의 구체예 A에 속하는 중요한 기준은 폴리올 에스테르와 알킬벤젠의 윤활제 배합물이 압축 냉각 시스템의 작업 온도에서, 선발된 하이드로플루오로탄소 냉각제 또는 냉각제 배합물과 혼화성이라는 점이다. 구체예 A 및 B의 작업 온도에서 냉각제와 윤활제의 혼화성은 압축기로부터 냉각 시스템으로 들어가는 윤활유가 증발 오리피스(orifice)와 열전이 장치를 통해 전달되어 압축기로 다시 들어가서, 윤활제로서 작용하고 비혼화성 윤활제 일부가 시스템을 통과하는 냉각제 이동을 제한하는 시스템의 차단물로서 존재하지 않도록 해준다. 또한, 최소량의 윤활유 막이 열전이 장치에 존재하여 단열막으로 작용함으로써 열전이 효율을 방해하지 않도록 해준다. 윤활제 배합물과 냉각제에 필요한 혼화성 정도는 구체예 A에서의 용도에 따라 달라질 수 있지만, 바람직한 범위는 냉각제(R-134a 또는 다른 하이드로플루오로탄소 또는 하이드로플루오로탄소 배합물일 수 있음) 중의 윤활제 농도가 5, 10 및/또는 20 중량%인 경우에 약 -20℃ 내지 약 80℃, 보다 바람직하게는 -10℃ 내지 약 70℃ 범위이다.
윤활제 배합물의 특별한 이점은 에너지 손실을 최소화하여 냉각 시스템의 효율을 증가시키는 경향이 있는 저점도 윤활제가 배합될 수 있다는 것이다. 알킬벤젠 과 폴리올 에스테르 배합물은 다양한 점도로 배합될 수 있지만, 구체예 A의 경우 순수 윤활제 배합물(즉, 첨가제, 냉각제 및 기타 다른 희석제를 첨가하지 않은 윤활제)에 바람직한 점도는 약 ISO 5 내지 70, 보다 적당하게는 5 내지 68, 보다 더 적당하게는 5 내지 32, 바람직하게는 5 내지 15 범위이다. ISO 점도는 기본적으로 40℃에서 측정된 재료의 점도를 나타내는 수치적 값[단위, 센티스트로크(cSt)]이다.
하이드로플루오로탄소와 혼화하지 않는 알킬벤젠도 본 명세서에 제시된 특정 폴리올 에스테르와 상기 알킬벤젠을 배합하면 하이드로플루오로탄소와 혼화성이 될 수 있다. 이 폴리올 에스테르는 양호한 고온 안정성과 장기간의 사용 수명을 제공하지만 수분에 대한 민감성을 갖고 있어 가수분해되어 시초의 알코올과 카르복실산을 형성한다. 따라서, 알킬벤젠은 단독으로는 하이드로플루오로탄소와의 혼화성에 문제점이 있지만 배합물의 수분 감수성은 감소시켜준다.
상기 알킬벤젠의 사용량은 바람직하게는 구체예 A의 경우 알킬벤젠과 폴리올 에스테르 배합물의 약 5 내지 약 45중량%, 보다 바람직하게는 약 10 내지 약 40중량%, 보다 더 바람직하게는 약 15 내지 약 35중량%, 가장 바람직하게는 약 25 내지 약 35중량%이다. 이에 상보적인 양으로, 폴리올 에스테르는 알킬벤젠과 폴리올 에스테르 배합물의 약 55 내지 약 95중량%, 바람직하게는 약 60 내지 약 90중량%, 보다 바람직하게는 약 65 내지 약 85중량%, 가장 바람직하게는 약 65 내지 약 75중량% 범위이다. 바람직하게는 배합물의 오일 중 적어도 80중량%, 85중량% 또는 90중량% 이상이 하기 기술되는 폴리올 에스테르와 알킬벤젠인 것이다. 또한, 특정 용도 에 필요한 추가 성질을 부여하기 위하여 윤활제 배합물에 기타 다른 오일, 성분 및 첨가제도 첨가할 수 있다. 알킬벤젠 및 폴리올 에스테르 윤활제에 대한 첨가제는 당해 기술분야에 공지되어 있다.
구체예 A의 경우에 알킬 벤젠의 분자량은 적당하게는 약 100 내지 약 500, 보다 적당하게는 약 200 내지 약 350 범위, 바람직하게는 약 200 내지 약 300 범위이다. 구체예 A의 알킬벤젠은 40℃에서 약 1 내지 약 15cSt 범위의 점도를 갖는 것이 적당하고, 보다 적당하게는 약 3 내지 약 10cSt 범위, 바람직하게는 약 3 내지 약 7 cSt 범위인 것이 좋다. 구체예 A에서 적당하게는 알킬벤젠의 적어도 50몰% 이상, 보다 적당하게는 적어도 75몰% 이상, 바람직하게는 적어도 85몰% 이상이 모노알킬 치환된 것이 좋다. 구체예 A에서, 알킬 주쇄에서 신장하는 2개 또는 그 이상의 메틸 및/또는 에틸 분지는 상기 알킬벤젠의 알킬기 중에서 적당하게는 적어도 50몰% 이상, 보다 적당하게는 적어도 75몰% 이상, 바람직하게는 적어도 85몰% 이상인 것이 좋다. 두 구체예 모두에서, 알킬벤젠은 알킬화 반응의 반응 산물이기 때문에, 적당하게는 알킬벤젠의 적어도 50 또는 60%, 보다 적당하게는 적어도 75%, 바람직하게는 적어도 85%는 벤젠에 부착된 총 탄소원자가 약 5 내지 약 40개, 보다 적당하게는 약 7 내지 약 30개, 바람직하게는 약 8개 내지 약 16개인 것이 좋다.
구체예 A 또는 B에 있어서 폴리올 에스테르는 EPO 422 185B에 교시된 것 중에서 선택할 수 있다. 적당하게는 폴리올 에스테르는 수평균 분자량이 약 300 내지 약 1000g/mol, 보다 적당하게는 약 300 내지 약 600g/mol인 것이 좋다. 적당하게는, 구체예 A의 폴리올 에스테르의 순수 점도(첨가제 또는 냉각제 없이)는 40℃에 서 약 5 내지 약 70cSt 범위, 적당하게는 약 5 내지 약 68cSt 범위, 보다 적당하게는 약 5 내지 약 32cSt, 바람직하게는 약 5 내지 약 22cSt 범위이다.
일반적으로, 에스테르의 폴리올 성분과 카르복실산 성분에 존재하는 알킬 분지는 R-134a 타입의 하이드로플루오로탄소 냉각제의 우수한 용해성을 촉진시키지만 점도 역시 증가시킨다. 저분자량의 폴리올과 카르복실산은 점도를 보다 낮게 하는 경향이 있다. 탄소원자가 4개 이하인 카르복실산은 폴리올 에스테르에 병입시키기에는 바람직하지 않은 경향이 있다. 탄소원자수가 10개 이상인 카르복실산은 저온에서 하이드로플루오로탄소 냉각제와의 혼화성을 유지하기 위해서는 소량(예컨대, 폴리올 에스테르 내 총 카르복실산을 기준으로 10몰% 미만)으로만 허용될 수 있다.
폴리올 에스테르는 폴리올을 카르복실산과 반응시켜 제조한다. 폴리올은 분자 당 2 내지 10개의 하이드록실기 및 3 내지 30개의 탄소원자를 포함하는 것이 적당하고, 선택적으로 1개 또는 그 이상의 에테르 결합을 포함할 수도 있다(예컨대, 디펜타에리트리톨). 폴리올은 평균 4 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 것이 보다 적당하다. C, H 및 O 이외의 다른 헤테로원자도 가능하지만, 일반적으로 폴리올에는 바람직하지 않다. 안정성과 혼화성 면에서 바람직한 폴리올은 힌더드 폴리올 및 힌더드 폴리올 유래의 축합 산물(폴리에테르)이다. 힌더드 폴리올의 바람직한 탄소원자수는 5 내지 7개이다. 적당하게는, 폴리올 에스테르의 적어도 50몰% 이상, 보다 적당하게는 적어도 80몰% 이상을 5 내지 7개의 탄소원자 및 2 내지 4개의 OH기를 갖는 힌더드 폴리올을 반응시킴으로써 얻는다. 힌더드 폴리올 에스테르는 윤활 업계에 공지된 것이다. 그 예로는 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올 프로판, 펜타에리트 리톨, 디펜타에리트리톨 및 펜타에리트리톨의 고급 폴리에테르 올리고머 등이 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 이의 특징은 수소 원자들이 베타 탄소에 직접 부착되어 있지 않다는 점이다[알파 탄소는 폴리올이나 폴리올 에스테르의 산소에 부착된다(폴리올인지, 폴리올 에스테르인지의 여부에 상관없음)]. 베타 탄소에는 수소원자 대신에 다른 알킬기 또는 하이드록시메틸기가 부착된다. 폴리올 에스테르를 제조하는데 이러한 힌더드 폴리올의 사용은 폴리올 에스테르의 안정성을 향상시켜 준다. 폴리올의 보다 넓은 정의에 속하는 기타 다른 폴리올로는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 글리세린, 폴리글리세린 등이 있다.
폴리올 에스테르를 제조하는데 사용되는 카르복실산은 폴리올 에스테르의 적어도 50몰%, 보다 적당하게는 적어도 80몰% 이상이 탄소원자가 5 내지 10개인 모노카르복실산 잔기(폴리올 에스테르에 병입되는 카르복실산 반응물의 부분)를 갖도록 주로 탄소원자가 5 내지 10개인 카르복실산이 적당하다. 폴리카르복실산의 2 또는 그 이상의 작용기의 양은 폴리올 에스테르에 존재하는 총 카르복실산 잔기의 10몰% 미만인 것이 적당하다. 소량의 카르복실산(예컨대, 폴리올 에스테르를 제조하는데 사용된 카르복실산의 10몰% 미만)은 10개 이상의 탄소원자를 가질 수 있고, 이러한 산 잔기는 이들의 상대적 수보다 과도하게 특이적 성질을 윤활제에 제공할 수 있다.
본 발명의 윤활제 배합물은 또한 첨가제와 배합되거나 또는 오일 및 첨가제 둘다와 배합될 수 있다.
냉각제
본 개시의 구체예 A에 있어서 냉각제는 주로(예를 들면, 적어도 80, 90 또는 95중량% 이상) 하이드로플루오로탄소 또는 특정 용도에 필요한 성질을 제공하는 상이한 하이드로플루오로탄소의 배합물로 이루어진 것이 바람직하다. 하이드로플루오로탄소는 탄소원자 1 내지 5개, 분자 당 수소원자 적어도 1개 이상, 및 분자 당 플루오르원자 적어도 1개 이상을 함유하는 화합물로 정의된다. 구체예 A에 있어서 냉각제는 염소 함유 플루오르탄소가 없는 것이 바람직하다. 하이드로플루오로탄소는 일반적으로 제조 또는 취급 과정으로부터의 오염물을 제외하고는 염소, 브롬, 또는 기타 다른 원소를 함유하지 않는다. 하이드로플루오로탄소는 R-134a, R-125, R-32, R-143a 및 이들의 배합물을 포함하지만 이에 국한되는 것은 아니다. 본 개시의 당해 하이드로플루오로탄소는 압축 냉각에 적절한 증기압 및 취급 특성을 갖는 것이다. 본 개시의 목적에 맞는 압축 냉각에는 특히 냉장고, 에어컨, 냉각 펌프, 열 펌프 등이 포함될 것이다.
첨가제
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 윤활성 배합물 또는 윤활성 조성물은 산화방지제, 녹 및 부식 억제제, 금속 부동화제, 윤활성 첨가제, 내마모성 첨가제, 또는 필요할 수 있는 기타 첨가제와 같은 첨가제 유효량을 함유할 수 있다. 내마모성 첨가제의 시판용 예에는 악조-노벨(Akzo-Nobel)사로부터 Syn-O-Add 8484®로서 입수가능한 트리크레실 인산염(TCP), 또는 시바 가이기(Ciba Geigy)사로부터 입수 가능한 트리페닐 포스포로티오네이트(TPPT)와 같은 첨가제가 있다. 일반적으로, 최종 윤활제 조성물은 윤활 점도의 오일이나 베이스원료 배합물, 또는 베이스 오일 및 베이스원료 배합물 둘다의 작용 특성 및 성질을 향상시키기에 충분한 최소량으로 첨가제 성분을 함유할 것이다. 일반적으로, 이들의 공지된 목적으로 사용되는 첨가제는 윤활제 조성물 총 중량의 약 10중량% 내지 약 0.01중량%, 및 바람직하게는 윤활성 조성물의 총 중량을 기준으로 약 5중량% 내지 약 0.001중량%로 포함할 수 있다.
유용한 산화방지제의 예에는 페닐 나프틸 아민(알파 및/또는 베타), 알킬화된 디페닐 아민을 비롯한 디페닐 아민이 포함된다. 이러한 산화방지제의 시판용 예에는 시바 가이기사로부터 입수가능한 Irganox L-57®, 밴더빌트 케미컬(Vanderbilt Chemical)사로부터 입수가능한 Valube 81®이 있다. 적절한 산화방지제는 또한 페놀 산화방지제, 방향족 아민 산화방지제, 황화 페놀 산화방지제, 및 유기 아인산염 등으로 예시화된다. 페놀 산화방지제의 예에는 2,6-디-tert-부틸페놀, tert-부틸화 페놀의 액체 혼합물, 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디-tert-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 혼합 메틸렌-브릿지드 폴리알킬 페놀, 및 4,4'-티오비스(2-메틸-6-tert-부틸페놀)이 있다. N,N'-디-sec-부틸-p-페닐렌디아민, 4-이소프로필아미노디페닐 아민, 페닐-알파-나프틸 아민, 페닐-베타-나프틸 아민, 및 고리-알킬화 디페닐아민은 방향족 아민 산화방지제의 예이다. 또한 본 발명에 유용한 시판용 산화방지제에는 에틸 코오포레이션(Ethyl Corporation)사로부터 입수가능한 Ethanox®702, 시바 가이기사로부터 입수가능한 Irganox®L-135, Irganox®L-118, Irganox L-06®, 및 라인 케미(Rhein Chemie)사로부터 입수가능한 RC-7130®이 포함된다.
적절한 녹 및 부식 억제제의 예에는 술폰산 칼슘, 술폰산 마그네슘, 술폰산 나트륨, 술폰산 바륨 디노닐나프탈렌, 및 술폰산 칼슘 석유와 같은 천연 금속 술폰산염이 있다. 사용할 수 있는 기타 유형의 녹 및 부식 억제제에는 모노카르복실산 및 폴리카르복실산이 포함된다. 적절한 모노카르복실산의 예에는 올레산 및 도데칸산이 있다. 적절한 폴리카르복실산에는 톨오일 지방산, 올레산, 및 리놀레산과 같은 산으로부터 제조된 것과 같은 이량체 및 삼량체 산이 포함된다. 또한 유용한 것으로는 하이드록시 알킬 카르복실 에스테르와 같은, 카르복실산 주성분의 금속 없는 물질이 있다. 본 발명의 실시에서 사용하기에 유용한 또다른 유형의 녹 억제제에는 알케닐 숙신산 및 알케닐 숙신산 무수물 부식 억제제, 예컨대 테트라프로페닐숙신산, 테트라프로페닐숙신산 무수물, 테트라데세닐숙신산, 테트라데세닐숙신산 무수물, 헥사데세닐숙신산, 헥사데세닐숙신산 무수물 등이 있다. 또한 유용한 것으로는 폴리글리콜과 같은 알코올과 알케닐기에 약 8개 내지 약 24개의 탄소원자를 갖는 알케닐 숙신산의 하프 에스테르가 있다. 기타 다른 적절한 녹 또는 부식 억제제에는 에테르 아민; 산 인산염; 아민; 폴리에톡실화 화합물, 예컨대 에톡실화 아민, 에톡실화 페놀, 및 에톡실화 알코올; 이미다졸린; 및 아미노숙신산 또는 이들의 유도체가 포함된다. 이러한 녹 또는 부식 억제제의 혼합물도 사용할 수 있다. 미국 특허 제5,773,393호의 녹 및 부식 억제 첨가제에 관한 개시내용을 본원에서 참조로 인용한다. 부식 억제제의 시판용 예에는 루우브리졸 코오포레이션(Lubrizol Corporation)사로부터 입수가능한 L-859®가 있다.
적절한 금속 부동화제의 예에는 복합체 유기 질소, 산소 및 황 함유 화합물이 있다. 구리에 대해서는, 치환된 벤조트리아졸, 알킬 또는 아실 치환된 5,5'-메틸렌-비스-벤조트리아졸, 알킬 또는 아실 치환된 2,5-디메르캅토티아졸, 살리실아미노구아니딘의 염, 및 퀴니자린과 같은 화합물이 유용하다. 프로필갈레이트는 마그네슘에 대한 금속 부동화제의 예이고, 세바스산은 납에 대한 부동화제의 예이다. 트리아졸 금속 부동화제의 시판용 예에는 시바 가이기사로부터 입수가능한 Irgamet 39®가 있다.
전술한 첨가제의 유효량은 일반적으로 산화방지제에 대해서는 윤활제 조성물 총 중량의 약 0.005중량% 내지 약 5중량%이고, 부식 억제제에 대해서는 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.005중량% 내지 약 0.5중량%이며, 금속 부동화제에 대해서는 윤활제 조성물 총 중량의 약 0.001중량% 내지 약 0.5중량%이다. 윤활제 조성물을 사용하는 환경에 따라 첨가제의 양을 증감시킬 수 있음은 물론이다.
본 발명은 또한 한 부품의 장치, 예를 들면 왕복 회전식 풍차, 스크롤 또는 회전 나선형 압축기와 같은 양의 변위 압축기를 윤활하는 방법에 관한 것으로서, 윤활제가 우수한 산화안정성 및 열안정성을 갖게 하여 윤활제 및 장치의 수명을 최대화한다.
에어컨 및 냉각 시스템은 냉각 윤활제에 대해 다양한 작업 온도 요구조건을 가진다. 일반적으로, 에어컨에는 약 0℃ 내지 약 70 또는 80℃에서 냉각제와 혼화성인 윤활제가 필요한 반면, 냉각 시스템은 0℃ 이하로 떨어지는 혼화성(예를 들면, 냉동고 구획내에서 냉동 온도가 유지되도록 -10℃ 또는 -20℃ 까지)을 필요로 한다. HFC(하이드로플루오로탄소, 일반적으로 염소 및 브롬 없음) 시스템에 있어서, 이러한 혼화성 요구조건은 PAG계(폴리알킬렌 글리콜) 윤활제 및 POE계(폴리올 에스테르) 윤활제를 사용함으로써 충족될 수 있다. 그러나, 혼화성 요구조건은 표 1의 데이터에 의해 입증되는 바와 같이 AB(알킬벤젠)에 의해서는 충족될 수 없다. ISO 7보다 낮은 점도를 갖는 AB는 HFC와 제한된 혼화성을 가질 것으로 사료된다. 그러나, 이들(ISO 7 점도를 갖는 AB 윤활제)은 부적합한 윤활막 강도 때문에 냉각 압축기 또는 에어컨 압축기에 적용할 수 없다.
표 1
AB와 R-134a의 혼화성
AB AB-7 AB-10 AB-22 AB-32
에스테르 없음 없음 없음 없음
점도(40℃에서), cSt 7 10 22 32
R-134a, 5%* X X X X
R-134a, 10% X X X X
* R-134a/윤활제 용액내 윤활제 5%.
X: -60℃ 내지 60℃ 중 임의의 온도에서 혼화성 없음.
AB-7: 쉬리브 케미컬(Shrieve Chemical)사의 ISO 7 AB
AB-10: 쉬리브 케미컬사의 ISO 10 AB
AB-22: 쉬리브 케미컬사의 ISO 22 AB
AB-32: 쉬리브 케미컬사의 ISO 32 AB
POE/AB 배합물의 혼화성은 표 2에 나타냈다. 이 배합물에서 POE/AB 비율은 배합물이 ISO 10 내지 ISO 32 범위의 점도를 가질 수 있도록 설계된다. 배합물의 혼화성을 향상시키는 데 중요하기 때문에, 선택된 POE는 HFC와 높은 혼화성을 갖는 것이다.
B1 내지 B4 실시예는 ISO 10 규격에 맞도록 제조된 배합물이다. B3 및 B4 실시예는 냉각제/윤활제 용액내 윤활제 농도 5% 및 10%에서 B1 및 B2와 비교할 때 상당히 양호한 혼화성을 나타내며 냉각용 윤활제의 요구조건을 충족시킨다. 이처럼 상대적으로 양호한 혼화성은 배합물에 대해 선택된 저점도 AB 및 고혼화성 POE 둘다에 기인할 수 있다. HFC와 윤활제의 혼화성은 점도가 높아지면 감소할 것으로 예측된다. 이는 HFC와 적합한 혼화성을 갖는 고점도 POE/AB 배합물이 배합되는 것을 곤란하게 한다. 표 2의 B5 내지 B8 실시예는 22 내지 32 범위의 점도를 가지는데, 데이터로부터 B8만이 에어컨 또는 냉각 시스템에서 사용할 수 있는 적합한 점도의 배합물임을 알 수 있다. ISO 10의 경우와 유사하게, B8의 양호한 혼화성은 저점도 AB 및 HFC 냉각제와 POE 4의 고혼화성에 기인할 수 있다.
표 2
R-134a와 POE/AB 배합물의 혼화성(보다 낮은 혼화성 온도, ℃)
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8
AB 70% AB-7 30% AB-22 30% AB-5 30% AB-5 50% AB-10 30% AB-7 70% AB-22 25% AB-5
에스테르 30% POE 1 70% POE 2 50% POE 3 20% POE 2 30% POE 1 40% POE 2 50% POE 1 75% POE 4 30% POE 4 75% POE 4
점도(40℃에서), cSt 10 10 10 10 22 32 32 32
R-134a, 5% 5 40 -30 -25 -20 -10 X -25
R-134a, 10% 25 55 -25 -20 20 15 X -5
POE 1: nC5, nC7, iC9, PE(펜타에리트리톨)
POE 2: 2EH, NPG(네오펜틸 글리콜)
POE 3: nC5, PE
POE 4: nC5, iC8, iC9, PE
구체예 B
구체예 B에 속하는 중요한 기준은 구체예 A와 유사하게, 폴리올 에스테르와 알킬벤젠의 윤활제 배합물이 압축 냉각 시스템의 작업 온도에서, 액체 및 기체 냉각제 둘다로서의 하이드로클로로플루오로탄소와 하이드로플루오로탄소 냉각제의 배합물인 구체예 B의 냉각제와 충분하게 혼화성이라는 점이다. 구체예 B에 있어서 작업 온도는 냉각제 배합물 중의 윤활제(R-22와 R-152a의 배합물 또는 다른 하이드로클로로플루오로탄소와 하이드로플루오로탄소의 배합물일 수 있음) 농도가 5, 10 및/또는 20 중량%인 경우에 약 -30℃ 내지 약 80℃ 및 보다 바람직하게는 -30℃ 내지 약 60℃ 이다.
구체예 B에 있어서 윤활제 배합물의 특별한 이점은 에너지 손실을 최소화하여 냉각 시스템의 효율을 증가시키는 경향이 있는 저점도 내지 중간점도 윤활제가 배합될 수 있다는 것이다. 알킬벤젠과 폴리올 에스테르 배합물은 구체예 B에서 다양한 점도로 배합될 수 있지만, 순수 윤활제 배합물(즉, 첨가제, 냉각제 및 기타 다른 희석제를 첨가하지 않은 윤활제)에 바람직한 점도는 약 ISO 5 내지 70, 보다 적당하게는 5 내지 68, 보다 더 적당하게는 5 내지 46, 및 바람직하게는 5 내지 35 이다. 점도 범위의 상한은 구체예 A보다 약간 높다.
일반적으로 하이드로플루오로탄소와 혼화하지 않는 알킬벤젠도 본 명세서에 제시된 특정 폴리올 에스테르와 상기 알킬벤젠을 배합하면 하이드로클로로플루오로탄소/하이드로플루오로탄소 배합물과 혼화성이 될 수 있다.
구체예 B에서 상기 알킬벤젠의 사용량은 적당하게는 알킬벤젠과 폴리올 에스테르 배합물의 약 1 내지 약 99중량%, 보다 적당하게는 약 50 내지 약 99중량%, 보다 더 적당하게는 약 60 내지 약 99중량% 이다. 이에 상보적인 양으로, 구체예 B에서 폴리올 에스테르는 알킬벤젠과 폴리올 에스테르 배합물의 약 99 내지 약 1중량%, 적당하게는 약 50 내지 약 1중량%, 보다 적당하게는 약 40 내지 약 1중량% 이다.
구체예 B에서 알킬 벤젠의 수평균 분자량은 적당하게는 약 100 내지 약 500, 보다 적당하게는 약 200 내지 약 350, 바람직하게는 약 200 내지 약 300 이다. 알킬벤젠은 40℃에서 약 1 내지 약 100cSt 범위의 점도를 갖는 것이 적당하고, 보다 적당하게는 약 3 내지 약 68cSt 범위, 바람직하게는 약 5 내지 약 68cSt 범위인 것 이 좋다. 점도 범위의 상한은 일반적으로 구체예 A의 경우보다 높다. 적당하게는 알킬벤젠의 적어도 50몰% 이상, 보다 적당하게는 적어도 75몰% 이상, 바람직하게는 적어도 85몰% 이상이 모노알킬 또는 디알킬 치환된 것이 좋다. 알킬은 선형이거나 분지형일 수 있다. 적당하게는, 구체예 B의 폴리올 에스테르의 순수 점도(첨가제 또는 냉각제 없이)는 40℃에서 약 5 내지 약 120cSt 범위, 보다 적당하게는 약 5 내지 약 68cSt 범위이다.
구체예 B에서의 냉각제
구체예 B에 있어서 냉각제는 주로(예를 들면, 적어도 80, 90 또는 95중량% 이상) 하이드로클로로플루오로탄소와 하이드로플루오로탄소의 배합물 또는 특정 용도에 필요한 성질을 제공하는 하이드로클로로플루오로탄소와 하이드로플루오로탄소의 배합물인 것이 바람직하다. 하이드로클로로플루오로탄소는 탄소원자 1 내지 4개, 분자 당 수소원자 적어도 1개 이상, 및 분자 당 플루오르원자 적어도 1개 이상과 염소원자 적어도 1개 이상을 함유하는 화합물로 정의된다. 하이드로클로로플루오로탄소는 R-22, R-123, R-124, R-133a, R-31, R-141b, R-142b 및 이들의 배합물을 포함하지만 이에 국한되는 것은 아니다. 냉각제의 하이드로플루오로탄소 부분에는 염소 함유 플루오로탄소가 없는 것이 적당하다. 하이드로플루오로탄소는 일반적으로 제조 또는 취급 과정으로부터의 오염물을 제외하고는 염소, 브롬, 또는 기타 다른 원소를 함유하지 않는다. 하이드로플루오로탄소는 R-134a, R-125, R-32, R-143a, R-152a 및 이들의 배합물을 포함하지만 이에 국한되는 것은 아니다. 하이드로클로로플루오로탄소 대 하이드로플루오로탄소의 비율은 중량 기준으로 적절하게 는 5:95 내지 95:5, 보다 적절하게는 10:90 내지 90:10, 보다 더 적절하게는 15:85 내지 85:15 이다. 보다 바람직한 범위는 약 10:90 내지 35:65이고, 보다 더 바람직하게는 15:85 내지 30:70 이다. 본 개시의 당해 하이드로클로로플루오로탄소와 하이드로플루오로탄소의 배합물은 압축 냉각에 적절한 증기압 및 취급 특성을 갖는 것이다. 하이드로클로로플루오로탄소와 하이드로플루오로탄소 냉각제의 배합물은 이것의 사용이 가능한 국가에서, 배합물의 하이드로클로로플루오로탄소 부분에 대한 바람직한 비용을 비롯한 다수의 이유에 대해 적당하다.
구체예 B에 있어서 에어컨 및 냉각 시스템은 냉각 윤활제에 대해 다양한 작업 온도 요구조건을 가진다. 일반적으로, 에어컨에는 약 -10℃ 내지 약 70 또는 80℃에서 냉각제와 혼화성인 윤활제가 필요한 반면, 냉각 시스템은 0℃ 이하로 떨어지는 혼화성(예를 들면, 냉동고 구획내에서 냉동 온도가 유지되도록 -10℃ 또는 -40℃ 까지)을 필요로 한다. HCFC(하이드로클로로플루오로탄소) 시스템에 있어서, 이러한 혼화성 요구조건은 AB(알킬벤젠) 및 광유를 사용함으로써 충족될 수 있는데, 즉 보다 고가인 PAG계(폴리알킬렌 글리콜) 윤활제 및 POE계(폴리올 에스테르) 윤활제가 일반적으로 상기 냉각제에 불필요하다. 그러나, HCFC(하이드로클로로플루오로탄소)와 HFC(하이드로플루오로탄소)의 배합물을 냉각제로 사용하는 경우에, 혼화성 요구조건은 표 3의 데이터에 의해 입증되는 바와 같이 광유 또는 AB(알킬벤젠)의 사용에 의해서는 만족될 수 없다.
표 3
R-22/R-152a(25/75) 배합물과 AB 및 광유의 혼화성
AB AB-1 AB-2 MO-1 MO-2
점도(40℃에서), cSt 32 46 32 46
10%* X X X X
20%* X X X X
* R-22/R-152a/윤활제 용액내 윤활제 10% 또는 20%.
X: -40℃ 내지 15℃ 중 임의의 온도에서 혼화성 없음.
AB-1: 쉬리브 케미컬사의 ISO 32 알킬벤젠
AB-2: 쉬리브 케미컬사의 ISO 46 알킬벤젠
MO-1: 칼루멧(Calumet)사의 ISO 32 그룹 I 광유
MO-2: 칼루멧사의 ISO 46 그룹 I 광유
POE/AB 배합물의 혼화성은 표 4에 나타냈다. 이들 데이터는 하이드로클로로플루오로탄소와 하이드로플루오로탄소의 배합물 냉각제와 윤활제 사이의 적합한 혼화성은 AB에 POE를 낮은 농도로 배합함으로써 달성될 수 있음을 입증한다. 이 혼화성은 AB내 POE 농도를 증가시킴으로써 보다 향상될 것으로 예측된다.
표 4
R-22/R-152a(25/75) 배합물과 POE/AB 배합물의 혼화성
B9 B10 B11 B12
알킬벤젠 95% AB-1 85% AB-1 95% AB-1 85% AB-1
에스테르 5% POE 1 15% POE 1 5% POE 5 15% POE 5
점도(40℃에서), cSt 31 31 30 28
10%* -40℃ 까지 떨어지는 혼화성 -40℃ 까지 떨어지는 혼화성 -40℃ 까지 떨어지는 혼화성 -40℃ 까지 떨어지는 혼화성
* R-22/R-152a/윤활제 용액내 윤활제 10%.
AB-1: 쉬리브 케미컬사의 ISO 32 AB
POE 5: NPG(네오펜틸 글리콜)과 산인 2-에틸헥산산(EH)의 에스테르 및 PE(펜타에리트리톨)과 2EH의 에스테르의 배합물
본 발명은 특정 바람직한 구체예에 대해서 나타내고 기술했지만, 본 명세서를 숙독 및 이해한 뒤에 당업자라면 동등한 변경 및 변형을 일으킬 수 있음이 명백하다. 본 발명은 이처럼 모든 동등한 변경 및 변형을 포함하며, 청구의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (6)

  1. a) 하이드로클로로플루오로탄소 대 하이드로플루오로탄소의 비율이 중량 기준으로 15:85 내지 85:15 인, 하이드로클로로플루오로탄소와 하이드로플루오로탄소 냉각제의 배합물,
    b) 100 내지 500의 수평균 분자량을 갖는 알킬벤젠 50 내지 95중량%, 및 300 내지 1000의 수평균 분자량을 갖는 폴리올 에스테르 50 내지 5중량%를 함유하는 윤활제
    를 포함하는 압축 냉각 시스템용 작동액.
  2. 제1항에 있어서, 상기 알킬벤젠은 200 내지 350의 수평균 분자량을 갖고 80몰% 이상이 모노알킬화 또는 디알킬화된 것을 특징으로 하는 압축 냉각 시스템용 작동액.
  3. 제2항에 있어서, 상기 알킬벤젠의 알킬기가 분지형 또는 선형 C8-C16 알킬인 것을 특징으로 하는 압축 냉각 시스템용 작동액.
  4. 제3항에 있어서, 상기 폴리올 에스테르의 80중량% 이상이 탄소원자가 5 내지 10개인 카르복실산과 힌더드 다가 알콜의 에스테르화로부터 유도된 것을 특징으로 하는 압축 냉각 시스템용 작동액.
  5. 제1항에 있어서, 상기 알킬벤젠은 상기 윤활제의 60 내지 95중량%이고, 상기 폴리올 에스테르는 40 내지 5중량%인 것을 특징으로 하는 압축 냉각 시스템용 작동액.
  6. 제4항에 있어서, 상기 알킬벤젠은 상기 윤활제의 90 내지 95중량%이고, 상기 폴리올 에스테르는 10 내지 5중량%인 것을 특징으로 하는 압축 냉각 시스템용 작동액.
KR1020097011323A 2001-11-19 2002-11-13 폴리올 에스테르와 알킬벤젠의 배합물을 함유하는 윤활성 조성물 KR100983741B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US33271001P 2001-11-19 2001-11-19
US60/332,710 2001-11-19
US38859502P 2002-06-13 2002-06-13
US60/388,595 2002-06-13

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020047007565A Division KR100927754B1 (ko) 2001-11-19 2002-11-13 폴리올 에스테르와 알킬벤젠의 배합물을 함유하는 윤활성조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090064485A true KR20090064485A (ko) 2009-06-18
KR100983741B1 KR100983741B1 (ko) 2010-09-24

Family

ID=26988353

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020047007565A KR100927754B1 (ko) 2001-11-19 2002-11-13 폴리올 에스테르와 알킬벤젠의 배합물을 함유하는 윤활성조성물
KR1020097011323A KR100983741B1 (ko) 2001-11-19 2002-11-13 폴리올 에스테르와 알킬벤젠의 배합물을 함유하는 윤활성 조성물

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020047007565A KR100927754B1 (ko) 2001-11-19 2002-11-13 폴리올 에스테르와 알킬벤젠의 배합물을 함유하는 윤활성조성물

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7208098B2 (ko)
EP (2) EP1451273A2 (ko)
KR (2) KR100927754B1 (ko)
CN (2) CN100588703C (ko)
AU (1) AU2002346463B2 (ko)
BR (1) BR0214272A (ko)
WO (1) WO2003044137A2 (ko)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7910017B2 (en) * 2003-11-14 2011-03-22 Paratherm Corporation Low temperature heat transfer fluid composition comprising alkylbenzene and dibutyl ether
BRPI0502759B1 (pt) * 2005-06-30 2014-02-25 óleo lubrificante e composição lubrificante para uma máquina de refrigeração
BRPI0614172B1 (pt) * 2005-07-27 2016-04-26 Lubrizol Corp material de base de lubrificante de éster de poliol
US8535556B2 (en) * 2006-03-30 2013-09-17 E I Du Pont De Nemours And Company Compositions comprising iodotrifluoromethane and stabilizers
WO2008013844A2 (en) * 2006-07-25 2008-01-31 General Vortex Energy, Inc. System, apparatus and method for combustion of metal and other fuels
CN101522849B (zh) * 2006-09-01 2014-05-07 纳幕尔杜邦公司 氟烯烃用的含磷稳定剂
EP2069454A1 (en) 2006-09-01 2009-06-17 E.I. Du Pont De Nemours And Company Epoxide and fluorinated epoxide stabilizers for fluoroolefins
WO2008027514A1 (en) * 2006-09-01 2008-03-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Terpene, terpenoid, and fullerene stabilizers for fluoroolefins
US9938442B2 (en) * 2007-11-16 2018-04-10 Honeywell International Inc. Hydrofluorocarbon/trifluoroiodomethane/ hydrocarbons refrigerant compositions
US10246621B2 (en) 2007-11-16 2019-04-02 Honeywell International Inc. Heat transfer methods, systems and compositions
US9481852B2 (en) * 2008-01-24 2016-11-01 The Lubrizol Corporation High viscosity synthetic ester lubricant base stock blends
US8402778B2 (en) * 2008-03-31 2013-03-26 National Refrigerants, Inc. Method for enhancing mineral oil miscibility and oil return
EP2984158A4 (en) * 2013-04-11 2017-01-25 Shrieve Chemical Products, Inc. Lubricating oil and uses thereof
US20140305146A1 (en) * 2013-04-11 2014-10-16 SHREIVE CHEMICAL PRODUCTS, Inc. Lubricating oil and uses thereof
BR102013032982A2 (pt) * 2013-12-20 2015-09-08 Whirlpool Sa óleo, composição lubrificante com lubricidade melhorada e coeficiente de desempenho aumentado, usos e máquina de refrigeração
EP3278038A1 (en) 2015-03-30 2018-02-07 Carrier Corporation Low-oil refrigerants and vapor compression systems
CN105505540A (zh) * 2016-01-04 2016-04-20 武汉杰生润滑科技有限公司 一种冷冻机油组合物及其应用
JP2017133808A (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
CN115651740A (zh) * 2016-05-10 2023-01-31 特灵国际有限公司 减少制冷剂溶解度的润滑剂共混物
US10301521B2 (en) 2016-07-29 2019-05-28 Honeywell International Inc. Heat transfer methods, systems and compositions

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4046533A (en) 1972-12-21 1977-09-06 Chevron Research Company Refrigeration working fluid containing branched chain alkylbenzene lubricant
US4302343A (en) 1979-04-02 1981-11-24 The Dow Chemical Company Rotary screw compressor lubricants
JPS6162596A (ja) 1984-09-03 1986-03-31 Nippon Oil & Fats Co Ltd 冷凍機油
US4755316A (en) 1987-10-23 1988-07-05 Allied-Signal Inc. Refrigeration lubricants
ATE123797T1 (de) 1989-04-25 1995-06-15 Lubrizol Corp Carbonsäureester enthaltende flüssige zusammensetzungen.
JP3142321B2 (ja) 1991-09-03 2001-03-07 日石三菱株式会社 冷凍機油組成物
WO1993006198A1 (en) 1991-09-16 1993-04-01 The Lubrizol Corporation Oil compositions
JPH05125374A (ja) * 1991-11-07 1993-05-21 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍機油組成物
AU661756B2 (en) * 1992-02-18 1995-08-03 Idemitsu Kosan Co. Ltd Lubricant for refrigerating machine employing refrigerant comprising tetrafluoroethane
DE69532783D1 (de) 1994-07-19 2004-05-06 Nippon Oil Corp Kältemaschinenöl- und Kältemittelzusammensetzung
US6251300B1 (en) 1994-08-03 2001-06-26 Nippon Mitsubishi Oil Corporation Refrigerator oil compositions and fluid compositions for refrigerator
DE69509716T2 (de) * 1994-08-03 1999-12-02 Nippon Oil Co Ltd Kältemaschinenölzusammensetzung und Kältemittelzusammensetzung für Kältemaschine
JPH09143486A (ja) * 1995-11-24 1997-06-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 冷凍機油組成物および冷凍サイクル
EP0905219A1 (en) * 1997-02-13 1999-03-31 Japan Energy Corporation Lubricating oil for compression refrigerators, working fluid for refrigerators, and method for lubricating refrigeration system
JP4885339B2 (ja) * 1998-05-13 2012-02-29 出光興産株式会社 冷凍機油組成物
GB0105065D0 (en) * 2001-03-01 2001-04-18 Ici Plc Lubricant compositions

Also Published As

Publication number Publication date
CN101024792A (zh) 2007-08-29
AU2002346463A1 (en) 2003-06-10
CN1708575A (zh) 2005-12-14
KR100927754B1 (ko) 2009-11-20
CN100588703C (zh) 2010-02-10
US20070187640A1 (en) 2007-08-16
EP2077314A1 (en) 2009-07-08
US7208098B2 (en) 2007-04-24
WO2003044137A2 (en) 2003-05-30
EP1451273A2 (en) 2004-09-01
CN100455645C (zh) 2009-01-28
AU2002346463B2 (en) 2007-08-23
BR0214272A (pt) 2004-12-14
KR100983741B1 (ko) 2010-09-24
KR20050044519A (ko) 2005-05-12
WO2003044137A3 (en) 2003-08-07
US20050029488A1 (en) 2005-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100983741B1 (ko) 폴리올 에스테르와 알킬벤젠의 배합물을 함유하는 윤활성 조성물
JP5214151B2 (ja) 炭化水素冷媒用冷凍機油及びそれを用いた冷凍機システム
KR100437554B1 (ko) 냉매 열전달 유체용의 배합된 폴리올 에스테르 윤활제
TWI601811B (zh) Refrigerant oil and freezer are used as dynamic fluid composition
EP2814923B1 (en) Polyester lubricant for working fluids comprising difluoromethane
KR20030080048A (ko) 냉장고 윤활제 조성물
EP2814922B1 (en) Working fluids comprising difluoromethane and di-pentaerythritol ester
WO2014112417A1 (ja) 冷凍機油および冷凍機用作動流体組成物
CN105238360A (zh) 冷冻机用工作流体组合物以及冷冻机油
US6183662B1 (en) Polyol ester lubricants, especially those compatible with mineral oils, for refrigerating compressors operating at high temperatures
JP2005514492A (ja) 炭酸ガス冷却装置及び空調装置用の作動媒体
JPH06100881A (ja) 冷凍機油組成物
CN109576037A (zh) 一种冷冻机油、冷冻机油组合物及其应用
AU680317B2 (en) Polyol ester lubricants, especially those compatible with mineral oils, for refrigerating compressors operating at high temperatures
JPH0532985A (ja) 冷凍機油組成物
WO2004072215A1 (en) Lubricant for hydrofluorocarbon refrigerants
AU2007203564B2 (en) A lubricating composition containing a blend of a polyol ester and an alkylbenzene
KR20010052810A (ko) 암모니아 냉매를 사용하는 냉동기용 윤활제
JPH0688086A (ja) 潤滑油組成物
JPH09302373A (ja) 冷凍機油組成物
JPH07118674A (ja) エーテル系潤滑油組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130827

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140826

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150825

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160830

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170831

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180828

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190830

Year of fee payment: 10