KR20140125786A - 디플루오로메탄을 포함하는 작동 유체용 폴리에스테르 윤활유 - Google Patents

디플루오로메탄을 포함하는 작동 유체용 폴리에스테르 윤활유 Download PDF

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켐트라 코포레이션
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Abstract

선택된 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 혼합물들은 다양한 온도 범위에 걸쳐서 냉매 R-32와 고도로 혼화성이 있는 것을 알게 되었다. R-32 및 이 선택된 네오펜틸 폴리올 에스테르들을 함유하는 윤활유를 포함하며 40℃에서 32 cSt 이상의 동점도를 갖는 작동 유체들이 제공된다. 구체적으로, 본 발명의 윤활유 조성물은 네오펜틸 폴리올들의 알킬카르복시 에스테르들의 혼합물을 포함하며, 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 적어도 10 중량%는 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머 기들의 펜타에리스리톨 올리고머들의 에스테르들이고, 네오펜틸 폴리올들의 알킬카르복시 에스테르들의 알킬카르복실레이트기들의 대부분은 펜타노일기들이며, 펜타노일기들의 적어도 15%는 분지쇄이다.

Description

디플루오로메탄을 포함하는 작동 유체용 폴리에스테르 윤활유{POLYESTER LUBRICANT FOR WORKING FLUIDS COMPRISING DIFLUOROMETHANE}
본 출원은 미국 특허법 제119조(e) 하에 2012년 2월 15일에 출원된 미국 가출원 번호 제61/598,980호 및 2013년 2월 14일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제13/767,058호의 권리를 주장하며, 그 내용이 참조로 포함되어 있다.
냉장 및 공조 시스템을 포함하는 열 전달 장치에 적합한 작동 유체로서, 상기 작동 유체는 하이드로플루오로탄소 냉매, 즉, R-32라고도 하는 디플루오로메탄 및 네오펜틸 폴리올들의 혼합물의 선형 및 분지 C5 -10 알킬카르복시 에스테르들을 포함하는 40℃에서 32 내지 120 cSt의 동점도를 갖는 폴리올 에스테르 윤활유 조성물을 포함하며, 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 적어도 10 중량%는 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머 기들의 펜타에리스리톨 올리고머 에스테르들이고, 네오펜틸 폴리올들의 알킬카르복시 에스테르들의 알킬카르복실레이트 기들의 대부분은 펜타노일기들이며, 펜타노일기들의 15 내지 45%는 분지된 작동 유체가 제공된다. 특정한 일 실시형태에 있어서, 작동 유체는 지배적 또는 유일한 냉매로서 디플루오로메탄을 포함한다.
냉장고, 냉동고, 열 펌프 및 공조 시스템과 같은 열 전달 장치는 주지되어 있다. 간단한 용어로, 그런 장치는 적당한 비등점의 냉매가 저압에서 증발하여 그 주위로부터 열을 빼앗아 가고, 증기가 응축기로 가서, 액체로 다시 응축하여 이의 새로운 주위로 열을 방출하고, 이후 응축물은 증발기로 되올아 가서 사이클을 완료하는 사이클을 통해 작동한다. 컴프레서 등과 같은 냉장 장치의 기계 부품에 더하여, 장치의 가동 부품들을 기능하게 하는 냉매, 적당한 열전달 물질, 냉매의 손실을 방지하는 밀봉재 및 윤활유를 포함하는 특히 적합한 물질들이 요구된다.
예를 들면, 컴프레서 내에서 윤활 및 밀봉을 제공하는데 충분한 양의 윤활유가 바람직하다. 윤활유는 하중을 받는 베어링과 같은 이동 부품의 마모에 대한 보호를 제공하고, 컴프레서로부터 열을 제거하고, 냉매의 손실을 방지하기 위해 밀봉을 보존하는데 보조하고, 틈새(clearances)를 밀봉하여 저압에서부터 고압으로 가스의 효율적인 압축을 확실하게 하며, 소음을 감소시키는데(댐프닝(dampening)) 이용될 수 있다.
윤활유는 양호한 저온 흐름 특성을 가지며 열적으로 안정하여야 한다. 냉장 윤활유는 냉매와 융합성이 있을 필요도 있다. 예를 들면, 컴프레서를 다루는데 있어서, 윤활유 유체는 윤활유에 용해된 냉매의 용액으로 간주된다. 증발기와 같은 냉장 시스템의 다른 부품에서, 오일은 냉매에 용해된 윤활유로 간주된다. 일반적으로, 전체 냉장 시스템의 작동 조건(온도 및 압력)에 걸쳐서 윤활유 및 냉매 사이에서 높은 혼화도를 갖는 것이 바람직하며, 부분적인 혼화성은 열전달에 문제를 일으킬 수 있으며 오일이 컴프레서로 복귀하는데 간섭할 수도 있다.
예를 들면, 증발기는 시스템의 가장 차가운 부품이며, 상분리가 일어나는 가능성이 있는 장소이지만, 윤활유를 함유하는 작동 유체는 시스템 내의 어딘가에서 더 높은 온도에서 수행하여야 한다.
그러므로, 냉매 및 윤활유 조합은 상호 용해도에 따라서, 완전한 혼화성, 부분적인 혼화성 또는 불혼화성으로 분류된다. 냉매 및 윤활유의 부분적으로 혼화성인 혼합물은 일정 온도 및 냉매 내 윤활유(lubricant-in-refrigerant) 농도에서 상호적으로 용해성이 있으며, 다른 조건 하에서는 2 이상의 액체 상으로 분리된다.
오존 고갈 및 지구 온난화에 대한 우려로 인하여 전통적인 클로로플루오로카본 냉매를 새로운 물질 또는 대체 물질로 교체하기에 이르렀다. 클로로플루오로카본 냉매에 대한 대체재의 일례인 디플루오로메탄은 클로로플루오로카본의 해로운 오존 고갈성이 없는 효율이 높은 냉매이다. 그러나, 이 매우 바람직한 냉매를 충분히 이용하기 위하여 극복해야 될 기술적 장벽들이 있다.
냉매 R-32, 즉, 디플루오로메탄은 0의 오존 고갈력(ODP) 및 650의 지구 온난화 지수(GWP)를 갖는 하이드로플루오로탄소(HFC)이다. 그러나, R-32는 적당히 가연성이지만, 더 중요하게는, 오늘날의 열전달 시스템 시스템에서의 용도에 요구되는 성질을 갖는 윤활유와 불충분하게 혼화성이다. 이 기술적 장벽을 극복하기 위하여, R-32는 혼화되어 이용되는데, 예컨대, R-140A는 디플루오로메탄(R-32)와 펜타플루오로에탄(R-125)의 공비(50%/50%) w/w 혼합물이다; R-407A는 디플루오로메탄의 펜타플루오로에탄 및 테트라플루오로에탄(R-134a)의 공비 혼합물이다. 단독으로 사용되는 경우 R-32와 직면하게 되는 장벽들의 일부를 극복하지만, 이 혼화물(blends)은 성능 또는 생태적 관점에서 바람직하지 않다.
언급된 바와 같이, R-32는 냉매 R-410A의 GWP = 2100보다 상당히 더 낮은 650의 GWP를 갖는다. R-410A는 0.055의 ODP 및 1810의 GWP를 갖는 R-22(클로로플루오로메탄) HCFC 냉매에 대한 대체물로 간주되어 왔다. R-32도 R-410A보다 10% 더 높은 체적 용량(volumetric capacity)를 가져, 더 높은 성능 계수에 이르게 된다.
R-32로 배타적으로 작동할 수 있는 냉장 및 AC 장비의 개발에 최근 다시 불길이 붙고 있다. R-32는 R-410A보다 높은 압력에서 작동하지만, 경제성이 개선된 장비 설계에서 개선으로 인하여 R-32의 용도를 실질적으로 고려하게 하였다. R-410A는 비가연성(A1 등급)으로 간주되는 반면에 R-32는 적당한 가연성(A2 등급)으로 간주되고 있기 때문에, 일부 응용을 위해 가연성 탄화수소 냉매(A3 등급)이 점점 더 용인될 뿐만 아니라 가연성 위험을 최소화하려는 엔지니어링 제어에 있어서 개선점들로 인하여, R-32가 새 장비에 대한 차세대 주류 저 GWP 냉매가 되는 확률을 증대시키고 있다.
R-32를 용인하는데 있어서 방해가 되는 한 가지 남아있는 문제는 R-410A와 현재 이용되는 합성 윤활유는 R-32와의 용도에 완전히 적합하지 않다는 것이다. R-410A와 가장 흔하게 이용되는 윤활유는 폴리 에스테르들 및 폴리비닐 에테르들이다. 현재 시판중인 윤활유는 특히, 더 바람직한 윤활유 점도에서 냉장/AC 시스템의 전체 작동 범위에 걸쳐서 R-32와 적당한 혼화성/용해도를 갖지 않는다. R-32계 장비 또한 윤활유에 대한 열적 안정성에 추가적으로 요구사항을 요하는 더 높은 토출 온도에서 구동한다.
합성 에스테르계 윤활유는 많은 시스템들에 있어서 효과적인 냉각 윤활유이다. 에스테르 혼합물의 물리적 성질, 예를 들면, 점도 등은 에스테르의 유형 및 존재하는 에스테르의 비율에 의존한다.
미국 특허 번호 제6,444,626호는 상기 언급된 에스테르 및 트리메틸올 폴리올 에스테르와의 혼합물뿐만 아니라 펜타에리스리톨, 디-펜타에리스리톨, 트리-펜타에리스리톨 및 테트라-펜타에리스리톨 에스테르의 혼합물을 포함하는 냉각제 또는 윤활유로서의 용도에 양호하게 적합한 제형 유체를 개시한다. 미국 특허 번호 제6,444,626 호의 펜타에리스리톨 및 폴리-펜타에리스리톨 에스테르의 혼합물은 대부분이 모노-펜타에리스리톨인 출발 폴리올로부터 폴리올/에스테르의 올리고머화로 이어지기도 하는 조건 하에서 완전한 에스테르화에 필요한 것보다 더 적은 카르복실산을 이용하는 산성 조건 하에서 폴리올을 부분적으로 에스테르화함으로써 미국 특허 번호 제3,670,013호의 일반적인 교시를 따르는2 단계 공정으로 제조된다. 그 다음 단계는 히드록시기의 에스테르화를 완료한다.
미국 특허 번호 제5,486,302호는 분지쇄 카르복실산을 이용하여 폴리올을 에스테르화하여 얻어진 더 높은 점도 POE 윤활유를 개시한다; 불행하게도, 이 분지쇄 에스테르는 특정한 열 전달 장치에서의 용도에 대해 불충분한 윤활성을 보인다.
미국 특허 번호 제6,774,093 호는 미국 특허 번호 제6,444,626호의 에스테르와 유사하지만, 훨씬 높은 점도로 인하여 R-410A와 같은 불소화된 냉매로서의 용도에 적합하게 하는 에스테르를 포함하는 냉각 윤활제를 개시한다.
동시 계류중인 미국 특허 출원 번호 제12/684,315호는 펜타에리스리톨의 모노-, 디-, 트리-, 테트라- 및 고급 올리고머의 카르복시 에스테르의 혼합물을 포함하는 냉각 윤활유로서, 적어도 25%는 냉매로서 CO2와 유용한 테트라-펜타에리스리톨 또는 고급 올리고머의 에스테르인 냉각 윤활유를 개시한다. 동시 계류중인 미국 특허 출원 번호 제13/080,739호는 또한, 직쇄 C3 -6 선형 카르복실산의 에스테르, 예를 들면, n-펜탄산 에스테르를 주로 함유하고, 4 개 이상의 펜타에리스리톨기들을 함유하는 펜타에리스리톨 올리고머의 에스테르를 30 중량% 이상 포함하는, CO2와 유용한 고점도 윤활유를 개시한다.
놀랍게도, 모든 C5 -10 알킬카르복시 네오펜틸 폴리올 에스테르의 50 몰% 이상이 선형 또는 분지쇄 C5 알킬카르복시 에스테르이고, 모든 C5 알킬카르복시 에스테르의 15 내지 40%가 분지쇄인, 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머들을 포함하는 펜타에리스리톨, 디-펜타에리스리톨, 트리-펜타에리스리톨 및 올리고머의 C5 -10 알킬카르복시 에스테르의 혼합물을 포함하는 C5 -10 알킬카르복시 네오펜틸 폴리올 에스테르는 R-32 냉매와 용도에 이상적으로 적합한 윤활유 베이스 스탁(base stock)을 제공하는 것을 알게 되었다. 상기 알킬카르복실레이트 에스테르 및 선택된 폴리올 에스테르와 이들의 혼화물은 예상되는 점도 및 R-32 혼화성보다 더 높을 뿐만 아니라, 우수한 윤활성, 필름 축조성(film building properties) 및 내력특성(load bearing properties)를 갖는다.
본 발명은 R-32라고도 하는 디플루오로메탄 및 40℃에서 32 cSt 이상의 동점도를 갖는 폴리올 에스테르 윤활유 조성물을 포함하되, 상기 윤활유 조성물은 네오펜틸 폴리올의 알킬카르복시 에스테르의 혼합물을 포함하는 작동 유체로서, 네오펜틸 폴리올의 알킬카르복시 에스테르의 알킬카르복실레이트기들의 대부분, 즉, 50 몰% 이상이 펜타노일기들이며, 펜타노일기들의 적어도 15%는 분지쇄이고, 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르의 적어도 10 중량%는 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머기들의 펜타에리스리톨 올리고머의 에스테르인 열전달 장치에 적합한 작동 유체를 제공한다.
다른 유형의 냉매들이 존재할 수 있는 반면에, 하이드로플루오로탄소, 즉, HFC 냉매들은 존재하는 모든 냉매들의 대부분을 구성하며, 많은 실시형태들에 있어서, 냉매는 HFC 냉매들로 주로 또는 배타적으로 구성되어 있다. 많은 실시형태들에 있어서, 작동 유체는 디플루오로메탄을 지배적인 냉매로서 포함하고, 특정한 실시형태들에 있어서, 냉매는 디플루오로메탄으로 필수적으로 구성되며, 즉, 디플루오로메탄이 아닌 임의의 냉매는 본 발명의 기본 및 신규 특성(들)에 물질적으로 영향을 주지 않는 양으로만 존재한다.
본 발명의 펜타에리스리톨계 폴리올 에스테르는 상기에 인용된 미국 특허 및 특허 출원에서 발견되는 일반적인 공정에 의하여 간편하게 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 폴리올 에스테르는 하나 이상의 폴리올들의 간단한 에스테르화에 의하여 제조될 수 있으며, 개별적으로 제조된 에스테르들을 융합하여 본 발명의 폴리올 에스테르 혼합물에 이르게 하는 것도 일반적이다. 예를 들면, 펜타에리스리톨계 폴리올 에스테르들의 혼합물들은 윤활유 조성물의 점도를 조절하기 위하여 예컨대, 네오펜틸 글리콜 또는 트리메틸올 프로판의 카르복실산 에스테르와 혼화될 수 있다.
i) 디플루오로메탄(R-32)을 포함하는 하이드로플루오로탄소 냉매, 및
ii) C5 -10 알킬카르복시 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 혼합물을 포함하는, 40℃에서 32 내지 120 cSt, 예컨대, 32 내지 100 cSt의 동점도를 가지며, 상기 네오펜틸 폴리올 에스테르들은 펜타에리스리톨, 디-펜타에리스리톨, 트리-펜타에리스리톨 및 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머들을 포함하는 올리고머들의 C5 -10 알킬카르복시 에스테르들의 혼합물을 포함하며, 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 적어도 10 중량%는 4 개 이상의 펜타에리스리톨 폴리올 모노머 단위들의 에스테르인 폴리올 에스테르 윤활유 조성물을 포함하는 작동 유체로서,
모든 C5 -10 알킬카르복시 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 50 몰% 이상은 선형 또는 분지쇄 C5 알킬카르복시 에스테르들이며, 모든 C5 알킬카르복시 에스테르들의 15 내지 45%, 예컨대, 15 내지 40%, 예컨대, 20 내지 40% 및 일부 실시형태들에 있어서, 적어도 30%는 분지쇄인 작동 유체. 많은 실시형태들에 있어서, 네오펜틸 글리콜 및/또는 트리메틸올 프로판의 C5 -10 알킬카르복시 에스테르들도 폴리올 에스테르 윤활유 조성물 내에 존재한다.
본 윤활유는 40℃에서 적어도 32 cSt, 40 cSt, 46 cSt, 60 cSt 또는 이상의 동점도를 가지며, 90 cSt, 100 cSt, 110 cSt 또는 120 cSt 정도일 수 있다. 대부분의 경우들에 있어서, 40℃에서의 점도는 32 내지 120 cSt, 예컨대, 32 내지 100 cSt, 예컨대, 40 내지 100 cSt, 또는 46 내지 100 cSt일 것이다. 일반적으로, 본 발명의 윤활유는 32 내지 100, 48 내지 100의 ISO 점도 등급을 가지며, 예를 들면, 48, 68, 100 또는 그 사이의 어떤 수치의 ISO 점도 등급을 요구하는 시스템들에서 양호하게 기능할 것이다.
예를 들면, 폴리올 에스테르 윤활유 조성물은 식 I의 화합물들의 혼합물을 포함하고,
Figure pct00001
I,
여기서, n은 1 내지 20, 예를 들면, 1 내지 12 또는 1 내지 10의 정수이고,
R은 각각 독립적으로 5 내지 10 탄소 원자의 알킬 카르보닐로서, 대부분은 C5 알킬 카르보닐들이고, 이의 15 내지 45%는 분지쇄이고,
R1은 각각 독립적으로 선택되며 R기 또는 식 II의 치환기 중 어느 하나이고:
Figure pct00002
II,
여기서, 상기 폴리올 에스테르 윤활유 조성물은 적어도
a) n은 1 이고, R1은 각각 독립적으로 선택되며 R기인 식 I의 모노-펜타에리스리톨 에스테르,
b) n은 2 이고, R1은 각각 독립적으로 선택되며 R기인 식 I의 디-펜타에리스리톨 에스테르,
c) 식 I의 트리-펜타에리스리톨 에스테르, 및
d) 4개 이상의 펜타에리스리톨 모노머 기들을 포함하는 식 I의 펜타에리스리톨 올리고머들의 에스테르를 포함한다.
모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 조합된 중량을 기준으로 적어도 10 중량% 및 최대 60 중량%, 통상적으로 10 내지 45 중량%는 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머 기들의 펜타에리스리톨 올리고머들의 식 I의 화합물들이다. 예를 들면, 일부 실시형태들에 있어서, 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 조합된 중량을 기준으로 적어도 12 중량%, 15 중량%, 25 중량% 또는 30 중량%는 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머 기들의 펜타에리스리톨 올리고머들의 식 I의 화합물이다. 예를 들면, 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 12% 내지 45%, 15% 내지 45%, 25% 내지 45% 또는 30% 내지 40%는 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머 기들의 펜타에리스리톨 올리고머들의 식 I의 화합물들로 구성된다.
윤활유 조성물의 폴리올 에스테르들은 식 I의 화합물들로 이루어질 수 있지만, 많은 실시형태들에 있어서, 윤활유는 식 I의 화합물들과 다른 네오펜틸 폴리올 에스테르들, 예컨대, 네오펜틸 글리콜 및/또는 트리메틸올 프로판의 C5 -10 알킬카르복실레이트 에스테르들과의 혼합물을 포함한다.
일부 공통적으로 이용되는 폴리올 에스테르 및 폴리비닐 에테르 윤활유들은 냉매 R-32, 또는 주로 또는 필수적으로 R-32인 냉매 혼합물과 혼화성임에도 불구하고, 이 윤활유들은 낮은 점도, 예컨대, 40℃에서 32 cSt의 동점도를 가지며, 넓은 온도 범위에서 본 발명의 윤활유와는 혼화성이지 않다. 더 높은 점도의 윤활유들이 많은 열전달 시스템들, 즉, 냉장, 공조 등에 바람직하고, 일부 경우들에 있어서 요구된다. 본 발명의 윤활유들은 R-32 혼화성의 요구되는 범위를 가지며, 더 높은 점도들에서 이용가능하다.
본 명세서에서 “하나의” 화합물 또는 “하나의” 원소는 달리 명기하지 않으면, “하나 이상의” 화합물 또는 “원소”를 의미한다. “대부분”은 50% 이상, 통상적으로 50% 초과 및 “주로”는 현저한 대부분, 예를 들면, 70% 이상, 냉매의 경우에, “주로 R-32”는 냉매의 15 중량% 미만이 R-32 이외의 것이고, 종종 10% 또는 5% 미만이다.
일 실시형태에 있어서, 폴리올 에스테르 윤활유 조성물은:
a) 펜타에리스리톨의 30 내지 85 중량%, 예컨대, 30 내지 80 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들,
b) 디-펜타에리스리톨의 1 내지 20 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들,
c) 트리-펜타에리스리톨의 1 내지 10 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들, 및
d) 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머 기들의 펜타에리스리톨 올리고머들의 10 내지 45 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들을 포함하고,
중량%는 윤활유 내의 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들을 기준으로 하며;
예를 들면,
a) 펜타에리스리톨의 30 내지 55 중량%, 예컨대, 40 내지 50 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들,
b) 디-펜타에리스리톨의 1 내지 20 중량%, 예컨대, 10 내지 20 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들,
c) 트리-펜타에리스리톨의 1 내지 10 중량%, 예컨대, 3 내지 10 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들, 및
d) 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머 기들의 펜타에리스리톨 올리고머들의 25 내지 45 중량%, 예컨대, 30 내지 40 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들을 포함하며,
중량%는 윤활유 내의 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들을 기준으로 한다.
다른 일 실시형태에 있어서, 폴리올 에스테르 윤활유 조성물은:
(I) 윤활유 조성물 내에 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들을 기준으로,
a) 펜타에리스리톨의 30 내지 55 중량%, 예컨대, 40 내지 50 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들,
b) 디-펜타에리스리톨의 1 내지 20 중량%, 예컨대, 10 내지 20 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들,
c) 트리-펜타에리스리톨의 1 내지 10 중량%, 예컨대, 3 내지 10 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들, 및
d) 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머 기들의 펜타에리스리톨 올리고머들의 25 내지 45 중량%, 예컨대, 30 내지 40 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들로 이루어진 혼합물로서,
중량%는 펜타에리스리톨, 디-펜타에리스리톨, 트리-펜타에리스리톨 및 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머들을 포함하는 올리고머들의 모든 에스테르들의 중량을 기준으로 하는 혼합물의 50 내지 95 중량%, 예를 들면, 60 내지 90 중량%, 및
(II) 윤활유 조성물 내에 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들을 기준으로,
네오펜틸 글리콜의 C5 -10 알킬카르복시 에스테르들 및/또는 트리메틸올 프로판의 C5 -10 알킬카르복시 에스테르들의 5 내지 50 중량%, 예를 들면 10 내지 40 중량%를 포함하며,
모든 C5 -10 알킬카르복시 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 50 몰% 이상은 선형 또는 분지쇄 C5 알킬카르복시 에스테르들이며, 모든 C5 알킬카르복시 에스테르들의 15 내지 40%는 분지쇄이다.
특정 실시형태들에 있어서, 폴리올 에스테르 윤활유 조성물 내의 모든 알킬카르복시 에스테르들의 75 몰% 이상은 선형 또는 분지쇄 C5 알킬카르복시 에스테르들이다. 일부 실시형태들에 있어서, 폴리올 에스테르 윤활유 조성물 내에서 모든 C5 -10 알킬카르복시 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 25 내지 75 몰%는 분지쇄이다.
특정 실시형태들에 있어서, 펜타에리스리톨, 디-펜타에리스리톨, 트리-펜타에리스리톨 및 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머들을 포함하는 올리고머들의 알킬카르복시 에스테르들의 75 몰% 이상은 선형 또는 분지쇄 C5 알킬카르복시 에스테르들이다.
일부 실시형태들에 있어서, 폴리올 에스테르 윤활유 조성물 내에서 모든 에스테르들의 적어도 50 중량%, 예를 들면, 60 중량%, 예를 들면, 75 중량%는 식 I의 화합물들이고, 일 실시형태에 있어서, 90% 이상은 식 I의 화합물들이다. 기타 실시형태들에 있어서, 상기 폴리올 에스테르 윤활유 조성물 내에서 모든 에스테르들의 50 중량%, 60 중량%, 75 중량%, 90 중량% 이상은 트리메틸올 프로판 또는 네오펜틸 글리콜의 에스테르들이다.
R은 각각 독립적으로 선형 또는 분지일 수 있는, 5 내지 10 개의 탄소 원자들의 알킬 카르보닐이지만, 모든 알킬 카르보닐기들의 적어도 50% 이상은 C5 알킬 카르보닐, 예컨대, 모든 알킬 카르보닐기들의 60%, 75%, 90% 이상은 펜타노일이다. 펜타노일기들의 적어도 15 몰%는 분지쇄이다. 일 실시형태에 있어서, 약 66% n-펜탄산 및 약 34% 2-메틸 부탄산의 혼합물은 폴리올 에스테르들의 제조에 이용된다.
다른 카르복실산들도 폴리올 에스테르들의 제조에 종종 이용되고, 예컨대, C6, C7, C8, C9 및/또는 C10 카르복실산들이 이용될 수 있지만, 모든 카르복실산들의 대부분은 및 따라서, 폴리올 에스테르들의 모든 알킬 카르보닐들의 대부분은 5 개의 탄소들을 갖는다.
폴리올 에스테르들의 모든 알킬 카르보닐기들의 20 내지 65%는 분지쇄이고, 예를 들면, 25 내지 60%, 예를 들면, 30 내지 65% 또는 30 내지 60%는 분지쇄이다.
펜타노일기들의 대부분 및 25 내지 60%의 전체 분지쇄 알킬 카르보닐기들을 함유하는 상기 윤활유들은 선형 또는 비-펜타노일 알킬 카르보닐기들의 더 많은 양들을 함유하는 윤활유들보다 R-32와의 혼화성이 훨씬 개선되어 있는 것이 관찰되었다.
펜타에리스리톨 올리고머들인 식 I의 화합물들은 미국 공개 특허 번호 제2011/0240910호에 기재된 바와 같이, 선형 또는 분지쇄 올리고머들, 즉, 선형 또는 분지쇄 올리고머 골격일 수 있으며, 상기에 기재된 식 I의 화합물들과 유사한 다른 화합물들은 작동 유체 내에 존재할 수 있다. 예를 들면, 불완전한 에스테르화로 인하여 하나 이상의 R 기들이 수소이고, 더 높은 분지도를 보이는 고급 올리고머들도 이용된 합성 방법에 따라서는 가능한 화합물들이 존재할 수 있다.
상기 에스테르들의 혼합물은 적절한 폴리올들, 예컨대, 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨 및 폴리(펜타에리스리톨)들의 단순 에스테르화에 의하여 제조될 수 있지만, 이는 출발 물질들로서 개별적인 폴리올들을 획득하는 단계를 필요로 한다.
종종, 폴리올 에스테르 조성물은 미국 공개 특허 번호 제2011/0240910호에 일반적으로 기재된 바와 같이 2 단계 공정으로 더 간편하게 제조될 수 있다.
폴리올 에스테르들도 폴리알파올레핀들, 폴리알킬렌 글리콜들, 알킬화된 방향족들, 폴리비닐 에테르들, 광유들, 다른 에스테르계 윤활유들, 식물유들 등과 같은 다른 윤활유들과 혼화되어 윤활유 조성물을 형성할 수도 있다. 그러나, 상기에 정의된 폴리올 에스테르들의 혼합물은 윤활유 조성물이 대부분, 주된 또는 유일한 성분으로서 작동 유체를 제조하며, 다른 윤활유 기본 스탁들(base stocks)을 첨가하는 경우, 주의를 기울여야 하기 때문에, 냉매와 이용되는 것에 대하여 폴리올 에스테르 조성물의 바람직한 성질들은 감소되지 않는다.
본 발명의 작동 유체는 상기 윤활유 및 R-32를 포함하는 냉매를 포함한다. 냉매는 HFC 화합물을 하나 초과하는 혼합물일 수 있거나 비 HFC 화합물들을 함유할 수 있지만, 일반적으로 냉매는 주로 R-32이다. 예를 들면, 작동 유체 내에 존재할 수 있는 다른 냉매들은 CO2, 암모니아 등을 포함하지만, 냉매의 적어도 85 중량% 및 종종 그 이상은 HFC이고, 통상적으로 냉매의 적어도 90% 및 종종 그 이상은 R-32이다.
폴리올 에스테르 윤활유 대 냉매의 혼합비는 특별히 제한되지는 않지만, 윤활유는 냉매 100 중량부 당 1 대 500 중량부, 더 바람직하게는 2 대 400 중량부의 비율로 존재할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 작동 유체는 윤활유 및 냉매의 중량을 기준으로 에스테르 윤활유를 약 5 내지 20 중량%를 포함한다.
본 발명의 작동 유체는 첨가제들, 다른 윤활유들 등을 포함하는, 업계에 일반적인 다른 성분들을 포함할 수 있다. 작동 유체에 존재할 수도 있는 일반적인 첨가제들은 항산화제들, 극압 첨가제들, 내마모 첨가제들, 마찰 감소 첨가제들, 소포제들, 친발포제들(profoaming agents), 금속 불활성제들, 제산제들 등을 포함한다.
이용될 수 있는 항산화제들의 예는 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 및 4,4'-메틸렌비스(2,6-디-t-부틸페놀)과 같은 페놀성 항산화제들; p,p-디옥틸페닐아민, 모노옥틸디페닐아민, 페노티아진, 3,7-디옥틸페노티아진, 페닐-1-나프틸아민, 페닐-2-나프틸아민, 알킬페닐-1-나프틸아민, 및 알킬페닐-2-나프틸아민과 같은 아민 항산화제들; 알킬 디설파이드, 티오디프로피온산 에스테르들 및 벤조티아졸과 같은 황-함유 항산화제들; 및 아연 디알킬 디티오포스페이트 및 아연 디아릴 디티오포스페이트를 포함한다.
이용될 수 있는 극압 첨가제들, 내마모 첨가제들, 및 마찰 감소 첨가제들의 예는 아연 디알킬 디티오포스페이트 및 아연 디아릴 디티오포스페이트와 같은 아연 화합물들; 티오디프로피온산 에스테르들, 디알킬 설파이드, 디벤질 설파이드, 디알킬 폴리설파이드, 알킬메르캅탄, 디벤조티오펜 및 2,2'-디티오비스(벤조티아졸)과 같은 황 화합물들; 디알킬디메르캅토티아디아졸들 및 메틸렌비스(N,N-디알킬디티오카르바메이트들)과 같은 황/질소 애쉬리스(ashless) 내마모 첨가제들; 트리크레실 포스페이트와 같은 트리아릴 포스페이트들 및 트리알킬 포스페이트들과 같은 인 화합물들; 디알킬 또는 디아릴 포스페이트들; 트리알킬 또는 트리아릴 포스파이트들; 디메틸포스포릭산 에스테르의 도데실아민염과 같은 알킬 및 디알킬포스포릭산 에스테르들의 아민염들; 디알킬 또는 디아릴 포스파이트들모노알킬 또는 모노아릴 포스파이트들; 퍼플루오로알킬 폴리에테르들, 트리플루오로클로로에틸렌 중합체들 및 그라파이트 플루오라이드와 같은 불소 화합물들; 지방산-개질된 실리콘과 같은 규소 화합물들; 몰리브데늄 디설파이드, 그라파이트 등을 포함한다. 유기 마찰 개질제들의 예는 장쇄 지방 아민들 및 글리세롤 에스테르들을 포함한다.
이용될 수 있는 소포제 및 친발포제들의 예는 디메틸폴리실록산과 같은 실리콘유들 및 디에틸 실리케이트와 같은 유기실리케이트들을 포함한다. 이용될 수 있는 금속 불활성제들의 예는 벤조트리아졸, 톨릴트리아졸, 알리자린, 퀴니자린 및 메르캅토벤조티아졸을 포함한다. 또한, 페닐 글리시딜 에테르들, 알킬 글리시딜 에테르들, 알킬글리시딜 에스테르들, 에폭시스테아르산 에스테르들 및 에폭시화된 식물유와 같은 에폭시 화합물들, 유기주석 화합물들 및 붕소 화합물들은 제산제들 또는 안정화제들로서 첨가될 수 있다.
수분 제거제들의 예는 트리메틸오르토포메이트 및 트리에틸오르토포메이트와 같은 트리알킬오르토포메이트들, 1,3-디옥사시클로펜탄과 같은 케탈들, 및 2,2-디알킬옥사졸리딘들과 같은 아미노 케탈들을 포함한다.
본 발명의 폴리올 에스테르들 및 냉매를 포함하는 작동 유체들은 광범위한 냉장 및 열 에너지 전달 응용들에 이용될 수 있다. 비한정 예는 소형 윈도우 공조기들, 집중화된 가정용 공조 장치 내지 경장비 산업용 공조기들 및 공장, 사무 빌딩, 아파트 빌딩 및 창고용 대형 산업용 장치들에 이르는 모든 범위의 공조 장비를 포함한다. 냉장 응용은 가정용 냉장고, 냉동고, 물 냉각기, 자동 판매기 및 얼음 제조기와 같은 소형 가정용 기구 내지 대규모 냉장된 창고 및 아이스 스케이팅 링크를 포함한다. 캐스케이드(cascade) 식료품점 냉장 및 냉동 시스템들도 산업용 응용에 포함될 것이다. 열 에너지 전달 응용은 가정 난방용 열 펌프들 및 열수 히터들을 포함한다. 교통 관련 응용은 냉동된 해양 및 레일 선적 컨테이너들뿐만 아니라 자동차 및 트럭 공조, 냉동된 세미-트레일러들을 포함한다.
상기 응용들에 유용한 컴프레서들의 유형은 2 개의 넓은 범주들; 용적형(positive displacement) 및 터보형(dynamic) 컴프레서들로 분류될 수 있다. 용적형 컴프레서들은 컴프레서의 메커니즘에 적용되는 일(work)을 통해 컴프레션 챔버의 체적을 감소시킴으로써 냉매 증기압을 증가시킨다. 용적형 컴프레서들은 왕복(reciprocating), 로터리(롤링 피스톤(rolling piston)), 로터리 베인(rotary vane), 단축(single screw), 이축(twin screw), 및 오비탈(스크롤(scroll)) 또는 트로코이달(trochoidal)과 같은 현재 이용되는 많은 유형의 컴프레서들을 포함한다. 터보형 컴프레서들은 회전 부재로부터 증기로의 운동 에너지의 계속적인 전달, 이후 이 에너지의 압력 상승으로의 변환에 의하여 냉매 증기 압력을 증가시킨다. 원심 컴프레서들은 이 원리들을 기초로 기능한다.
실시예
디플루오로메탄, 즉, R-32를 포함하는 작동 유체들 및 윤활유들이 제조되었으며, R-32/윤활유 혼화성은 다양한 온도 및 중량%에서 측정되었다.
실시예 1 내지 8은 펜타에리스리톨, 디-펜타에리스리톨, 트리-펜타에리스리톨 및 표 1에 나타낸 본 발명의 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머들을 포함하는 올리고머들(PolyPE)의 에스테르 혼합물들을 이용하여 제조되었다.
하기 실시예들에서, i-C5는 펜탄산/2-메틸부탄산의 약 66/34 혼합물이고,
i-C9은 3,5,5-트리메틸헥산산이고,
PE는 펜타에리스리톨이고, DiPE는 디펜타에리스리톨이고, PVE는 폴리 비닐 에테르이며,
PolyPE는 펜타에리스리톨, 디-펜타에리스리톨, 트리-펜타에리스리톨 및 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머들을 포함하는 올리고머들의 혼합물이며, 혼합물의 적어도 10 중량%는 적어도 4 개의 PE 모노머 단위들의 PE 올리고머들의 올리고머들이다.
실시예 폴리올 KV VI 몰% 카르복실산 % C5 % Br'd Acid
40℃ 100℃ nC5 iC5 nC7 iC9 산 C5 * All**
1 PolyPE 46.8 7.5 125 0 95 0 5 95% 33% 37%
2 PolyPE 57.7 8.9 132 0 95 0 5 95% 33% 37%
3 PolyPE 68.7 9.8 125 0 94 1 5 94% 33% 37%
4 PolyPE 93.5 12.3 126 0 95 0 5 95% 33% 37%
5 PolyPE 53.3 8.1 121 0 85 0 15 85% 33% 44%
6 PolyPE 63.8 9.1 120 0 85 0 15 85% 33% 44%
7 PolyPE 76.0 10.3 119 0 85 0 15 85% 33% 44%
8 PolyPE 55.4 8.1 116 0 75 0 25 75% 33% 50%
* % Br'd Acid C5는 분지된 펜타노일기들의 백분율이다
** % Br'd Acid All은 분지된 모든 알카노일기들의 백분율이다
i-C5는 펜탄산/2-메틸부탄산의 2:1 혼합물이므로, 실시예 1에서, C5 알킬 카도된다.
비교예 A 내지 I는 표 2에 나타낸, 본 발명 이외의 폴리올 에스테르 윤활유들을 이용하여 제조되었다.
실시예 폴리올 KV 몰% 카르복실산 % C5 % Br'd Acid
40℃ nC5 iC5 nC7 iC9 산 C5 All
A PolyPE 70.9 75 0 0 25 75% 0% 25%
B PolyPE 68.5 97 1 1 1 98 >1% 13%
C PolyPE 55.0 0 50 25 25 50% 33% 42%
D PE 64.9 0 27 5 68 27% 33% 77%
E PE 46.2 0 39 10 51 39 33% 64%
F PE 32.0 32 0 33 35 32% 0% 35%
G DiPE+PE 30.0 43 0 41 16 43% 0% 16%
H PVE 68.0 ---- ---- ---- ---- ---- ---- ----
I PVE 32.0 ---- ---- ---- ---- ---- ---- ----
표 3은 다양한 윤활유 중량%에서 상기 작동 유체들에 대하여 윤활유/R-32 혼화성이 관찰된 온도들을 열거한다. 온도가 나타낸 것 미만으로 하강하는 경우, 2 개 상들은 열거된 윤활유 중량%로 명백하다.
실시예 ISO % C5 % 분지 상기 혼화성 (℃)
등급 산 산 함량 5 % 10% 20% 30% 60 %
1 46 95% 37% ---- -28 -32 -38 -61
2 55 95% 37% -18 -15 -23 -30 -55
3 68 94% 37% -11 -6 -16 -24 -55
4 100 95% 37% -62 -5 -3 -18 -61
5 55 85% 44% -25 -22 -20 -26 -61
6 68 85% 44% -21 -17 -12 -15 -47
7 80 85% 44% -9 -8 -7 -15 -45
8 55 75% 51% -26 -18 -17 -19 -45
A 68 75% 25% -55 7 10 2 -49
B 68 98% 13% -12 N.M N.M ---- -45
C 55 50% 42% 5 N.M N.M N.M -29
D 68 27% 78% -20 0 15 9 -21
E 46 39% 64% -24 -12 4 5 -25
F 32 32% 35% -16 2 21 N.M -25
G 32 43% 16% -20 2 N.M N.M -33
H 68 ---- ---- -10 15 N.M N.M -24
I 32 ---- ---- -17 3 10 10 -23
N.M.은 비혼화성을 나타낸다.
많은 냉장 냉매들에 대한 기초적인 요구사항은 0℃ 초과의 모든 농도에서 냉매와 단일상을 형성한다는 것이다. 상기 데이터로부터, 이는 실시예 1 내지 8의 각각의 냉매로 달성되지만, 비교에 A 내지 I의 냉매로는 달성되지 않는다.
실시예 9 내지 14에서, 상기 실시예들의 고도로 혼화성인 냉매들은 비-PolyPE 네오펜틸 에스테르 윤활유들과 혼화되었으며, R-32/윤활유 혼화성은 다양한 온도 및 중량%에서 측정되었다. 표 4는 카르복실레이트들이 유도되는 산들을 열거하고, 일부 반올림 오차들이 관찰된다. 나타낸 비율들은 중량 비율들이다. 표 5는 혼화성 결과들을 열거한다.
실시예 9 내지 11은 실시예 3의 윤활유와 비교 실험예의 윤활유와의 1:2, 1:1 및 1:2 혼합물들을 이용한다.
실시예 12는 실시예 3의 윤활유와 n-펜탄산 : 3,5,5-트리메틸헥산산의 72:28 혼합물로부터 유도된 펜타에리스리톨 에스테르의 1:1 혼합물을 이용한다.
실시예 13은 실시예 3의 윤활유와 네오-펜틸 글리콜의 n-헵타노일 에스테르들의 4:1 혼합물을 이용한다.
실시예 14는 실시예 3의 윤활유와 네오-펜틸 글리콜의 n-헵타노일 에스테르들의 46의 ISO 등급을 달성하는 양과의 혼합물을 이용한다.
실시예 3의 윤활유와 비 폴리 PE 에스테르들( NP )과의 혼화물들
실시예 NP 비율 ISO 몰% 카르복실산 % C5 % Br'd Acid
Ex3 : NP Gr nC5 iC5 nC7 iC9 산 C5 All
9 Ex E 1:2 68 0 75 2 23 75% 33% 48%
10 Ex E 1:2 68 0 64 3 33 64% 33% 55%
11 Ex E 1:1 68 0 52 4 44 52% 33% 62%
12 PE 1:1 46 34 50 1 16 79% 20% 33%
13 NPG 4:1 32 0 75 21 4 75% 33% 30%
14 NPG 46
실시예 3의 윤활유와 비 폴리 PE 에스테르들( NP )과의
혼화물들에 대한 혼화성 데이터
실시예 NP 비율 ISO 상기 혼화성 (℃)
Ex2 : NP 등급 5% 10% 20% 30% 60%
9 Ex E 2:1 68 -22 -9 -8 -15 -50
10 Ex E 1:1 68 -26 -6 -4 -8 -48
11 Ex E 1:2 68 -32 -14 2 0 -38
12 PE 1:1 46 -34 -20 -19 -24 -45
13 NPG 4:1 32 -24 -19 -17 -21 -45
14 NPG 46 -17 -15 -20 -29 -63
많은 냉장 냉매들에 대한 기초적인 요구사항은 0℃ 초과의 모든 농도에서 냉매와 단일상을 형성한다는 것이다. 상기 데이터로부터, 이는 실시예 8 내지 16의 혼화물들 각각으로 달성된다.

Claims (14)

  1. i) 디플루오로메탄(R-32)을 포함하는 하이드로플루오로탄소 냉매, 및
    ii) C5 -10 알킬카르복시 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 혼합물을 포함하는, 40℃에서 32 내지 100 cSt의 동점도를 가지며, 상기 네오펜틸 폴리올 에스테르들은 펜타에리스리톨, 디-펜타에리스리톨, 트리-펜타에리스리톨 및 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머들을 포함하는 올리고머들의 C5 -10 알킬카르복시 에스테르들의 혼합물을 포함하며, 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 적어도 10 중량%는 4 개 이상의 네오펜틸 폴리올 모노머 단위들의 에스테르인 폴리올 에스테르 윤활유 조성물을 포함하는 열전달 장치용 작동 유체로서,
    상기 모든 C5 -10 알킬카르복시 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 50 몰% 이상은 선형 또는 분지쇄 C5 알킬카르복시 에스테르들이며, 상기 모든 C5 알킬카르복시 에스테르들의 15 내지 40%는 분지쇄인 열전달 장치용 작동 유체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올 에스테르 윤활유 조성물은 네오펜틸 글리콜의 C5 -10 알킬카르복시 에스테르들 및/또는 트리메틸올 프로판의 C5 -10 알킬카르복시 에스테르들을 더 포함하며, 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 적어도 10 중량%는 4 개 이상의 네오펜틸 폴리올 모노머 단위들을 함유하는 올리고머들의 에스테르들이고, 상기 C5 -10 알킬카르복시 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 50 몰% 이상은 선형 또는 분지쇄 C5 알킬카르복시 에스테르들이고, 상기 C5 알킬카르복시 에스테르들의 15 내지 40%는 분지쇄인 작동 유체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올 에스테르 윤활유 조성물은:
    a) 펜타에리스리톨의 30 내지 85 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들,
    b) 디-펜타에리스리톨의 1 내지 20 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들,
    c) 트리-펜타에리스리톨의 1 내지 10 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들, 및
    d) 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머 기들의 펜타에리스리톨 올리고머들의 10 내지 45 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들을 포함하고,
    중량%는 윤활유 내의 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들을 기준으로 하는 작동 유체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 폴리올 에스테르 윤활유 조성물은:
    a) 펜타에리스리톨의 30 내지 55 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들,
    b) 디-펜타에리스리톨의 1 내지 20 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들,
    c) 트리-펜타에리스리톨의 1 내지 10 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들, 및
    d) 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머 기들의 펜타에리스리톨 올리고머들의 25 내지 45 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들을 포함하고,
    중량%는 윤활유 내의 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들을 기준으로 하는 작동 유체.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 폴리올 에스테르 윤활유 조성물은:
    (I) 상기 윤활유 조성물 내에서 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들을 기준으로,
    a) 펜타에리스리톨의 30 내지 55 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들,
    b) 디-펜타에리스리톨의 1 내지 20 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들,
    c) 트리-펜타에리스리톨의 1 내지 10 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들, 및
    d) 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머 기들의 펜타에리스리톨 올리고머들의 25 내지 45 중량% C5 -10 알킬카르복시 에스테르들로 이루어진 혼합물로서,
    중량%는 펜타에리스리톨, 디-펜타에리스리톨, 트리-펜타에리스리톨 및 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머들을 포함하는 올리고머들의 모든 에스테르들의 중량을 기준으로 하는 혼합물의 50 내지 90 중량%, 및
    (II) 상기 윤활유 조성물 내에 모든 네오펜틸 폴리올 에스테르들을 기준으로,
    네오펜틸 글리콜의 C5 -10 알킬카르복시 에스테르들 및/또는 트리메틸올 프로판의 C5 -10 알킬카르복시 에스테르들의 5 내지 50 중량%를 포함하며,
    상기 모든 C5 -10 알킬카르복시 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 50 몰% 이상은 선형 또는 분지쇄 C5 알킬카르복시 에스테르들이며, 상기 모든 C5 알킬카르복시 에스테르들의 15 내지 40%는 분지쇄인 작동 유체.
  6. 제4항에 있어서,
    모든 알킬카르복시 에스테르들의 75 몰% 이상은 선형 또는 분지쇄 C5 알킬카르복시 에스테르들인 작동 유체.
  7. 제5항에 있어서,
    펜타에리스리톨, 디-펜타에리스리톨, 트리-펜타에리스리톨 및 4 개 이상의 펜타에리스리톨 모노머들을 포함하는 올리고머들의 75 몰% 이상은 선형 또는 분지쇄 C5 알킬카르복시 에스테르들인 작동 유체.
  8. 제3, 4, 또는 5항에 있어서,
    상기 모든 C5 -10 알킬카르복시 네오펜틸 폴리올 에스테르들의 25 내지 75 몰%는 분지쇄인 작동 유체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올 에스테르 윤활유는 40℃에서 46 내지 100 cSt의 동점도를 갖는 작동 유체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올 에스테르 윤활유는 40℃에서 68 내지 100 cSt의 동점도를 갖는 작동 유체.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하이드로플루오로탄소 냉매는 R-32를 포함하며, 상기 냉매의 15 중량% 미만이 R-32 이외의 것이고, 다른 HFC 냉매들, CO2, 암모니아 및 탄화수소 냉매들로부터 선택되는 작동 유체.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하이드로플루오로탄소 냉매는 R-32를 포함하며, 상기 냉매의 10 중량% 미만이 R-32 이외의 것이고, 다른 HFC 냉매들, CO2, 암모니아 및 탄화수소 냉매들로부터 선택되는 작동 유체.
  13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하이드로플로오로탄소 냉매는 필수적으로 R-32로 이루어진 작동 유체.
  14. 제1항에 있어서,
    항산화제, 극압 첨가제, 내마모 첨가제, 마찰 감소 첨가제, 소포제, 친발포제, 금속 불활성제, 제산제 또는 이들의 혼합물을 하나 이상 더 포함하는 작동 유체.
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