KR950005693B1 - R-134a를 냉각제로 사용한 가정용 냉장고에 쓰이는 냉각윤활제의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

R-134a를 냉각제로 사용한 가정용 냉장고에 쓰이는 냉각윤활제의 제조방법

본 발명은 새로운 대체 냉매인 R-134a(1,1,1,2-테트라플루오로메탄)을 사용한 가정한 냉장고에 쓰이는 냉각윤활제의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 냉매로 사용되어 오던 R-12후레온 냉매는 오존층 파괴로 인하여 사용의 규제를 받게되며 이에 대응하기 위해 새로운 냉매로 R-134a가 개발되었다. 그러나 R-134a는 종래의 R-12냉매에 비해 극성이 크므로 기존의 냉동 기유로 사용되어오던 나프텐계 광유나 알킬벤젠계 합성유 등에 녹지 않는 문제점을 갖고 있다.

종래에는 R-134a용 냉동기유로써 1∼6개의 히드록시기를 갖는 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨 등의 다가 알콜과 탄소수 2∼9개의 모노지방산, 탄소수 2∼10개의 2가 지방산으로 합성된 에스테르 화합물 중 100℃에서 동점도가 1∼100cSt인 화합물이 냉각윤활제로 쓰인다는 것이 알려져 있다. 그러나 상기의 에스테르 화합물중 네오펜틸글리콜과 카프릴릭산으로 합성된 네오펜틸글리콜디카프릴레이트와 아디핀산, 네오펜틸글리콜, 카프릴릭산으로 합성된 디(네오펜틸글리콜모노카프릴레이트)아디페이트는 각각 40℃에서 동점도가 7.103cSt(100℃에서는 2.197cSt), 83.73cSt(100℃에서는 12.11cSt)로써 가정용 냉장고에 사용할 수 있는 점도 범위인 40℃에서 10.0cSt∼35.2cSt에 맞지 않으므로 이들 각각을 합성한 후 가정용 냉장고에 사용할 수 있는 점도에 맞도록 혼합해야한다는 문제점이 있다.

본 발명에서는 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 동일한 반응기내에서 네오펜틸글리콜디카프릴레이트와 디(네오펜틸글리콜모노카프릴레이트)아디페이트가 8 : 2∼4 : 6의 조성으로 동시에 단일 공정에서 생성되도록 하므로써 가정용 냉장고에 쓰이는 냉동기유로 사용할 수 있음을 발견했다.

본 발명의 에스테르계 합성냉동기유는 R-134a와의 상호용해성, 열 및 산화안정성, 내흡습성, 내마모성 등이 종래의 에스테르계 합성유에 비해 우수하여 R-134a를 이용한 가정용 냉장고에 사용가능하다.

본 발명을 상세히 설명하면 아디핀산 1에 대하여 3∼9몰의 네오펜틸글리콜을 촉매 및 용매하에서 반응시킨후 이를 4∼15몰의 카프릴릭산과 다시 반응시킨다음 촉매 및 용매를 제거하고 네오펜틸글리콜디카프릴레이트(1)와 디(네오펜틸글리콜모노카프릴레이트)아디페이트(2)를 8 : 2∼4 : 6이 혼합물로 동시에 단일공정에서 얻는다. 반응식은 다음과 같다.

여기서 n=3∼9, m=4∼15

본 발명의 상세한 내용을 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

교반기, 환류냉각기, Dean-Stark장치, 온도계 등이 장치된 1l 4구 둥근바닥 플라스크에 아디핀산 25.6g(0.175몰), 네오펜틸글리콜 153g(1.47몰), p-토루엔설폰산 2g 및 톨루엔 200ml를 넣고, 110℃에서 5시간 반응시킨 다음 반응혼합물에 카프릴릭산 374g(2.59몰)을 첨가하여 120℃에서 3.5시간 반응시켰다. 반응 혼합물을 증류수로 3회 세척하여 촉매를 제거하고 미반응의 카프릴릭산, 톨루엔을 감압증류하여 제거하였다. 반응생성물로 네오펜틸글리콜디카프릴레이트(1)와 디(네오펜틸글리콜모노카프릴레이트)아디페이트(2)를 얻었으며 이의 물성을 측정한 결과는 표-1과 같고 혼합물의 GC-크로마토그램은 그림-1, 혼합물 각각의 질량분석 스펙트럼은 그림 2, 3에 나타내었다.

[표 1]

[실시예 1의 윤활유의 물성]

[그림 1. 실시예 1의 윤활유의 GC 크로마토그램]

[그림 2. 실시예 1의 네오펜틸글리콜디카프릴레이트의 질량분석 스펙트럼]

[그림 3. 실시예 1 디(네오펜틸글리콜모노카프릴레이트)아디페이트의 질량분석 스펙트럼]

[실시예 2]

실시예 1과 동일한 반응기에 아디핀산 38.7g(0.265몰), 네오펜틸글리콜 157g(1.51), p-톨루엔설폰산 2g 및 톨루엔 200㎖를 놓고 110℃에서 5시간 동안 반응시킨 다음 반응혼합물에 카프릴릭산 359g(2.49몰)을 첨가하여 120℃에서 3시간 반응시켰다. 반응혼합물을 실시예 1과 같은 방법으로 처리하여 네오펜틸글리콜디카프릴레이트와 디(네오펜틸글리콜모노카프릴레이트)아디페이트를 얻었으며 이의 물성을 측정한 결과는 표-2와 같고 혼합물의 GC크로마토그램은 그림-4에 나타내었으며 혼합물 각각의 질량분석스펙트럼은 그림 2, 3과 같다.

[표 2]

[실시예 2의 윤활유의 물성]

[실시예 3]

실시예 1과 동일한 반응기에 아디핀산 51.2g(0.35몰), 네오펜틸글리콜 160.4g(1.54몰), p-톨루엔설폰산 2g 및 톨루엔 200㎖를 넣고 110℃에서 5시간 동안 반응시킨 다음 반응혼합물에 카프릴릭산 343g(2.38몰)을 첨가하여 120℃에서 3시간 반응시켰다. 반응혼합물을 실시예 1과 같은 방법으로 처리하여 네오펜틸글리콜디카프릴레이트와 디(네오펜틸글리콜모노카프릴레이트)아디페이트를 얻었으며 이의 물성을 측정한 결과는 표-3과 같고 혼합물의 GC크로마토그램은 그림-5에 나타내었으며 혼합물 각각의 질량분석스펙트럼은 그림 2, 3과 같다.

[표 3]

[실시예 3의 윤활유의 물성]

[그림 4. 실시예2의 윤활유의 GC크로마토그램]

[그림 5. 실시예3의 윤활유의 GC크로마토그램]

[실시예 4]

실시예 1과 동일한 반응기에 아디핀산 62.8g(0.43몰), 네오펜틸글리콜 164g(1.58몰), p-톨루엔설폰산 2g 및 톨루엔 200㎖를 넣고 110℃에서 5시간 동안 반응시킨 다음 반응혼합물에 카프릴릭산 329g(2.28몰)을 첨가하여 120℃에서 4시간 반응시켰다. 반응혼합물을 실시예 1과 같은 방법으로 처리하여 네오펜틸글리콜디카프릴레이트와 디(네오펜틸글리콜모노카프릴레이트)아디페이트를 얻었으며 이의 물성을 측정한 결과는 표-4과 같고 혼합물의 GC크로마토그램은 그림-6에 나타내었으며 혼합물 각각의 질량분석스펙트럼은 그림 2, 3과 같다.

[표 4]

[실시예 5의 윤활유 물성]

[실시예 5]

실시예 1과 동일한 반응기에 아디핀산 77.5g(0.53몰), 네오펜틸글리콜 168g(1.61몰), p-톨루엔설폰산 2g 및 톨루엔 200ml를 넣고 120℃에서 5시간 동안 반응시킨 다음 반응혼합물에 카프릴릭산 343g(2.38몰)을 첨가하여 120℃에서 5시간 반응시켰다. 반응혼합물을 실시예 1과 같은 방법으로 처리하여 네오펜틸글리콜디카프릴레이트와 디(네오펜틸글리콜모노카프릴레이트)아디페이트를 얻었으며 이의 물성을 측정한 결과는 표-3과 같고 혼합물의 GC크로마토그램은 그림-7에 나타내었으며 혼합물 각각의 질량분석스펙트럼은 그림 2, 3과 같다.

[표 5]

[실시예 5의 윤활유의물성]

[그림 6. 실시예4의 윤활유의 GC크로마토그램]

[그림 7. 실시예5의 윤활유의 GC크로마토그램]

[실시예 6∼10]

실시예 1∼5의 혼합생성물 각각을 1,1,1,2-테트라플루오로에탄과 부피비로 2 : 8로 되도록 혼합한 후 저온층분리 온도를 측정하였다. 이들의 물성을 표-6에 나타내었다.

[표 6]

[혼합생성물들의 저온 층분리온도*]

* ANSI/ASHRAE 97∼1983, Sealed Glass Tube Method에 의거 측정

상기 실시예에서 보여준 바와 같이 그 물성이 우수하고, 가정용 냉장고의 윤활제로서 유용하고, 단일공정에서 합성하므로 공정을 단축할 수 있어 제조원가를 절감할 수 있는 등의 우수한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 아디핀산과 네오펜틸글리콜을 반응시켜 디네오펜틸글리콜아디페이트를 얻고 이에 카프릴릭산을 반응시켜 네오펜틸글리콜디카프릴레이트(1)와 디(네오펜틸글리콜모노카프릴레이트)아디페이트(2)의 혼합생성물로된 가정용 냉장고에 쓰이는 냉각윤활제의 제조방법.
2. 제1항에 있어서 생성물(1)과 생성물(2)의 혼합물이 40℃에서 동점도가 10cSt∼35.0cSt인 1,1,1,3-히드로플루오르에탄올 냉각으로 사용하는 가정용 냉장고에 쓰이는 냉각윤활제의 제조방법.