TW201343897A - 冷凍機用作動流體組合物、冷凍機油及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之冷凍機用作動流體組合物含有冷凍機油與碳數2~4之烴冷媒，該冷凍機油係將n-d-M環分析中之%CN為20~60、流動點為-15℃以下、40℃下之動黏度為1.5~15mm2/s之礦物油與烷基苯以上述礦物油/上述烷基苯=85/15~15/85之質量比含有，且40℃下之動黏度為2~12mm2/s，著火點為120℃以上。

Description

冷凍機用作動流體組合物、冷凍機油及其製造方法
本發明係關於一種使用全球暖化係數極低而環保之烴，例如乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷等作為冷媒之冷凍機用作動流體、以及冷凍機油(冷凍機用之潤滑油)及其製造方法，更詳細而言，係關於一種即便為了冷凍系統之省電化而低黏度化亦不會產生磨耗之可靠性較高、適合系統的冷凍機油。
先前，於冷凍機、空調機、冰箱等中，使用以氟與氯為構成元素之氟氯烴作為冷媒。作為此種氟氯烴，例如有R-11(三氯單氟甲烷)、R-12(二氯二氟甲烷)等氟氯碳化物(CFC，chlorofluorocarbon)，R-22(單氯二氟甲烷)等氫氟氯碳化物(HCFC，hydrochlorofluorocarbon)等。
然而，關係到最近之臭氧層破壞問題，國際上其生產及使用受到限制，現在正向不含氯之新的含氫氟氯烴冷媒轉變。作為此種含氫氟氯烴冷媒，例如有四氟乙烷(R-134或R-134a)或者作為混合冷媒之R410A、R407C等氫氟碳化物(HFC，hydrofluorocarbon)。
然而，HFC雖不破環臭氧層，但溫室效應較大，就近年來成為問題之全球暖化之觀點而言，HFC未必為優異之冷媒。
因此，碳數2~4左右之低級烴因不破壞臭氧層，且對全球暖化之影響亦與上述氯系或非氯系氟化烴冷媒相比非常低，故最近受到關注。例如，業界已經使用異丁烷(R600a)作為冰箱用冷媒，且異丁烷 冷媒之冰箱正於世界上不斷普及。又，研究將低級烴化合物作為冷媒而亦用於包含由上述氟氯烴系冷媒開發出之壓縮機、冷凝器、節流裝置、蒸發器等之室內空氣調節機、產業用冷凍機等冷卻效率較高之冷凍系統中。該等烴冷媒與現在廣泛用作室內空氣調節機用冷媒之作為氫氟碳化物(HFC)之混合冷媒的R410A相比，全球暖化係數(GWP，Global Warming Potential)為1/100以下，且效率亦良好。尤其是碳數3之丙烷(R290)有可不進行室內空氣調節機之大規模之設計變更而經濟性地大幅降低對暖化之影響的可能性。
作為低級烴冷媒用之冷凍機油，提出有與冷媒具有相溶性之例如環烷系或烷烴系之礦物油、烷基苯油、酯油、醚油、氟化油(參照專利文獻1)。於該等冷凍機油中，作為合成烴之烷基苯油係作為若用於往復型壓縮機則可實現省電之冷凍機油而受到期待(參照專利文獻2)。又，作為酯油，提出有多元醇酯(POE，polyol ester)等(參照專利文獻3)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開平10-130685號公報
專利文獻2：國際公開WO2007/003024 A1
專利文獻3：日本專利特開2003-41278號公報
然而，上述烴冷媒具有燃燒性，因此用以安全使用之技術開發、及選定與該冷媒適合之冷凍機油作為潤滑劑成為課題。
另一方面，冷凍機之省電化亦就地球環境保護之觀點而言較為重要。作為其對策之一，有冷凍機之滑動部之摩擦力之降低。因此，降低冷凍機油之黏度、即低黏度化較為有效。然而，若使冷凍機油低 黏度化，則滑動部上之油膜變薄，因此變得容易產生磨耗，而可靠性降低。又，若使冷凍機油低黏度化，則冷凍機油之著火點變低，因此亦產生安全方面上之問題。
若基於該等技術性課題而對上述先前之冷凍機油與烴冷媒之適合性進行研究，則均尚有改善之餘地。例如，礦物油系低黏度油之著火點較低，於製造壓縮機時在封入油後經過高溫、即約120℃下之乾燥步驟，故而有安全方面之擔憂。又，烷基苯之高壓黏度較小，因此彈性流體潤滑區域中之油膜變薄，而於潤滑性上存在缺陷。又，若使酯低黏度化，則必需使用碳鏈較短之脂肪酸，變得容易水解，而使穩定性變差。
本發明係鑒於上述先前技術之課題而完成者，其目的在於提供一種即便低黏度化亦具有可確保安全性之充分較高之著火點，對烴冷媒具有適度之相溶性，可保持無損潤滑性之油膜厚度，且具有優異之穩定性、電氣絕緣性的冷凍機油及其製造方法、以及使用該冷凍機油之冷凍機用作動流體組合物。
本發明者為達成上述目的而進行努力研究，結果發現：以固定範圍之比率調配有相對較多含有環烷環之特定之礦物油與作為合成烴之烷基苯的低黏度油彌補各者之弱點，於安全方面不存在問題，對烴冷媒具有適當之相溶性，並且具有良好之潤滑性、較高之穩定性、較低之吸濕性，作為丙烷、異丁烷等烴冷媒用之冷凍機油而言優異，從而完成本發明。
即，本發明提供下述[1]~[6]所記載之冷凍機用作動流體組合物、下述[7]所記載之冷凍機油、以及下述[8]所記載之冷凍機油之製造方法。
[1]一種冷凍機用作動流體組合物，其含有： 冷凍機油，其係將n-d-M環分析中之%CN為20~60、流動點為-15℃以下、40℃下之動黏度為1.5~15 mm2/s之礦物油與烷基苯以上述礦物油/上述烷基苯=85/15~15/85之質量比含有，且40℃下之動黏度為2~12 mm2/s，著火點為120℃以上；及碳數2~4之烴冷媒。
[2]如上述[1]之冷凍機用作動流體組合物，其中上述烷基苯為苯環上鍵結有直鏈烷基之直鏈型烷基苯，且該烷基苯於40℃下之動黏度為2~10 mm2/s。
[3]如上述[1]或[2]之冷凍機用作動流體組合物，其中上述礦物油於n-d-M環分析中之%CN為40~60。
[4]如上述[1]至[3]中任一項之冷凍機用作動流體組合物，其進而含有選自甘油之酯化合物及甘油之醚化合物中之至少1種甘油衍生物，且該甘油衍生物之含量以上述冷凍機油總量為基準，為0.005~1.0質量%。
[5]如上述[1]至[4]中任一項之冷凍機用作動流體組合物，其進而含有選自具有1個碳數3~5之烷基之磷酸單(烷基苯基)二苯酯、具有2個碳數3~5之烷基之磷酸二(烷基苯基)苯酯及具有3個碳數3~5之烷基之磷酸三(烷基苯基)酯中之至少1種磷化合物，且該磷化合物之含量以上述冷凍機油總量為基準，為0.05~3.0質量%。
[6]如上述[1]至[5]中任一項之冷凍機用作動流體組合物，其中上述烴冷媒為異丁烷。
[7]一種冷凍機油，其含有如下冷凍機油，該冷凍機油係將n-d-M環分析中之%CN為20~60、流動點為-15℃以下、40℃下之動黏度為1.5~15 mm2/s之礦物油與烷基苯以上述礦物油/上述烷基苯=85/15~15/85之質量比含有，且40℃下之動黏度為2~12 mm2/s，著火點為120℃以上，並且 與碳數2~4之烴冷媒一起使用。
[8]一種冷凍機油之製造方法，該冷凍機油係用於碳數2~4之烴冷媒，且該方法具備如下步驟：將n-d-M環分析中之%CN為20~60、流動點為-15℃以下、40℃下之動黏度為1.5~15 mm2/s之礦物油與烷基苯以上述礦物油/上述烷基苯=85/15~15/85之質量比進行混合，而獲得以上述礦物油與上述烷基苯之混合油為基油，且40℃下之動黏度為2~12 mm2/s，著火點為120℃以上之冷凍機油。
根據本發明，可提供一種即便低黏度化亦具有可確保安全性之充分較高之著火點，對烴冷媒具有適度之相溶性，可保持無損潤滑性之油膜厚度，且具有優異之穩定性、電氣絕緣性的冷凍機油及其製造方法、以及使用該冷凍機油之冷凍機用作動流體組合物。
更具體而言，根據本發明，即便於為了謀求冷凍機器之省電化而使冷凍機油於40℃下之動黏度低黏度化為2~12 mm2/s之情形時，著火點亦為120℃以上而不存在安全方面之問題，且對烴冷媒具有適度之相溶性，並且以作為重要特性之良好之潤滑性為首，具有較高之電氣絕緣性、較低之吸濕性、較高之穩定性，因此作為冷凍機油，可發揮綜合性能優異之特別之效果。
以下，對本發明之較佳之實施形態詳細地進行說明。
[第1實施形態：冷凍機油及其製造方法]
本發明之第1實施形態之冷凍機油係含有如下冷凍機油，且與碳數2~4之烴冷媒一起使用者，該冷凍機油係將n-d-M環分析中之%CN為20~60、流動點為-15℃以下、40℃下之動黏度為1.5~15 mm2/s之 礦物油與烷基苯以上述礦物油/上述烷基苯=85/15~15/85之質量比含有，且40℃下之動黏度為2~12 mm2/s，著火點為120℃以上。
又，本發明之第1實施形態之碳數2~4之烴冷媒用冷凍機油之製造方法具備如下步驟：將n-d-M環分析中之%CN為20~60、流動點為-15℃以下、40℃下之動黏度為1.5~15 mm2/s之礦物油與烷基苯以上述礦物油/上述烷基苯=85/15~15/85之質量比進行混合，而獲得以上述礦物油與上述烷基苯之混合油為基油，且40℃下之動黏度為2~12 mm2/s，著火點為120℃以上之冷凍機油。
於冷凍壓縮機之情形時，多數情況下滑動部為彈性流體潤滑區域，為了於該區域中將油膜保持為較厚，必需選定黏度壓力係數較高之基材。因此，於本實施形態中，將礦物油於n-d-M環分析中之%CN設為20~60、較佳為35~50、進而較佳為40~50之範圍內。或，將該%CN設為較佳為35~60、進而較佳為40~60之範圍內。若礦物油之%CN為上述範圍內，則於藉由滑動部之負荷而向冷凍機油施加壓力之情形時，黏度增加，而可使油膜變厚。再者，本發明中所謂n-d-M環分析中之%CN係指依據ASTM D3238而測定之值。
又，就作為冷凍機油所必需之低溫特性之方面而言，礦物油之流動點為-15℃以下，較佳為-25℃以下，進而較佳為-40℃以下。再者，本發明中所謂流動點係指依據JIS K2269而測定之值。
又，就省電之方面而言，礦物油於40℃下之動黏度為1.5~15 mm2/s，較佳為3~10 mm2/s，進而較佳為3~7 mm2/s。再者，本發明中所謂40℃下之動黏度係指依據JIS K2283而測定之值。
作為本實施形態中所使用之礦物油，例如可列舉：對原油進行常壓蒸餾及/或減壓蒸餾而獲得之潤滑油餾分單獨利用溶劑脫瀝青、溶劑萃取、氫化純化、氫化分解、氫化異構化、溶劑脫蠟、接觸脫蠟、硫酸清洗、白土處理等純化處理中之1種或組合2種以上進行純化 而得之礦物油中，n-d-M環分析中之%CN、流動點及40℃下之動黏度分別於上述範圍內者。
礦物油基油之性狀中，關於動黏度，可根據減壓蒸餾之處理條件而設為設定範圍內，關於n-d-M環分析中之%CN，可根據溶劑萃取、氫化純化、氫化分解之處理條件而設為設定範圍內，關於流動點，可根據氫化異構化、溶劑脫蠟、接觸脫蠟之處理條件而設為設定範圍內。
本實施形態之冷凍機油除上述礦物油外，進而含有烷基苯。於本實施形態中，亦可使用鍵結於苯環上之烷基為支鏈烷基之支鏈型烷基苯、以及鍵結於苯環上之烷基為直鏈烷基之直鏈型烷基苯中之任一者，但就由溫度引起之黏度變化較小而言，較佳為直鏈型烷基苯。就設為作為潤滑油基油所較佳之黏度之觀點而言，烷基之碳數較佳為1~30，更佳為4~20。又，1分子烷基苯所具有之烷基之數雖取決於烷基之碳數，但為了將黏度設為設定範圍內，較佳為1~4、更佳為1~3。
就使調配添加劑後之冷凍機油低黏度化而製成省電型之方面而言，烷基苯於40℃下之動黏度較佳為3~10 mm2/s，更佳為4~9 mm2/s，進而較佳為4~6 mm2/s。
又，上述特定之礦物油與烷基苯之質量比(礦物油/烷基苯)為85/15~15/85，較佳為70/30~30/70，進而較佳為60/40~40/60。藉由將兩者之質量比設為上述範圍內，可實現即便低黏度化亦具有可確保安全性之充分較高之著火點，對烴冷媒具有適度之相溶性，可保持無損潤滑性之油膜厚度，且具有優異之穩定性、電氣絕緣性的冷凍機油。再者，若烷基苯少於上述範圍，則有由於具有分子量分佈之礦物油之特性而使著火點伴隨冷凍機油之低黏度化變低，而無法用於冷凍壓縮機之實際生產之虞。另一方面，若烷基苯多於上述範圍，則有由 於烷基苯之特性而使對壓縮機內之有機材料之適合性降低之虞。
關於礦物油與烷基苯之混合方法，因兩者均為烴油，故可利用通常之潤滑油調合方法製成，可為利用調合槽之批次方式，亦可為使用康奈爾機(Cornell machine)等之使兩者分別流入配管中，並藉由隔板加以攪拌、混合之大量處理之流通方式。
就省電化之方面而言，本實施形態之冷凍機油於40℃下之動黏度為2~12 mm2/s，更佳為2~8 mm2/s，進而較佳為4~6 mm2/s。
又，就安全性之方面而言，本實施形態之冷凍機油之著火點為120℃以上，較佳為125℃以上，進而較佳為130℃以上。
本實施形態之冷凍機油可為包含上述特定之礦物油與烷基苯之混合基油者，但可根據需要而進而含有以下之基油及添加劑。再者，於冷凍機油進而含有以下之基油及添加劑之情形時，上述混合基油之含量以冷凍機油總量為基準，較佳為90質量%以上，進而較佳為95質量%以上。
本實施形態之冷凍機油於滿足作為冷凍機油之功能之範圍內，可適當混合多元醇酯(POE)或二酯等酯、聚伸烷基二醇(PAG，polyalkylene glycol)或聚乙烯醚(PVE，poly vinyl ether)等醚、或上述特定之礦物油以外之礦物油、聚α烯烴(PAO，poly-α-olefin)等烷基苯以外之烴系合成油。
本實施形態之冷凍機油可進而含有具有油性效果之化合物。藉此，即便滑動部之潤滑狀態成為部分產生金屬/金屬接觸之混合潤滑區域，亦可達成良好之潤滑性。作為具有油性效果之化合物，選自甘油之酯化合物及甘油之醚化合物中之至少1種甘油衍生物由於容易吸附於滑動材料之表面上，無對穩定性之影響，且耐磨耗之效果較大，故而較佳。
作為甘油之酯化合物，較佳為並非全部羥基形成酯鍵之酯化合 物(部分酯)，構成酯之羧酸較佳為脂肪酸，尤佳為碳數12~20之脂肪酸，具體而言，可列舉甘油單油酸酯、甘油單月桂酸酯等。
作為甘油之醚化合物，較佳為並非全部羥基形成醚鍵之醚化合物，較佳為甘油烷基醚、甘油烯基醚，該烷基、烯基之碳數較佳為12~20，具體而言，可列舉：甘油單油醚、甘油單月桂醚等。
上述甘油衍生物之含量以冷凍機油總量為基準，較佳為0.005~1.0質量%，更佳為0.01~0.5質量%，進而較佳為0.02~0.2質量%。若含量未達上述下限值，則有耐磨耗效果變小之傾向，又，若超過上述上限值，則有容易產生低溫下之添加劑之析出之傾向。
又，就提高耐磨耗性之方面而言，本實施形態之冷凍機油較佳為進而含有磷化合物。作為磷化合物，尤佳為選自具有1個碳數3~5之烷基之磷酸單(烷基苯基)二苯酯、具有2個碳數3~5之烷基之磷酸二(烷基苯基)苯酯及具有3個碳數3~5之烷基之磷酸三(烷基苯基)酯中之至少1種磷化合物。
作為具有1個碳數3~5之烷基之磷酸單(烷基苯基)二苯酯，可列舉：磷酸異丙基苯基二苯酯、磷酸第三丁基苯基二苯酯、磷酸正丁基苯基二苯酯等。
作為具有2個碳數3~5之烷基之磷酸二(烷基苯基)二苯酯，可列舉：磷酸二(異丙基苯基)苯酯、磷酸二(第三丁基苯基)苯酯、磷酸二(正丁基苯基)苯酯等。
作為具有3個碳數3~5之烷基之磷酸三(烷基苯基)二苯酯，可列舉：磷酸三(異丙基苯基)酯、磷酸三(第三丁基苯基)酯、磷酸三(正丁基苯基)酯等。
於本實施形態中，可使用上述磷酸單(烷基苯基)二苯酯、磷酸二(烷基苯基)苯酯及磷酸三(烷基苯基)酯中之任1種，或亦可使用2種以上之混合物。
上述磷化合物之含量以冷凍機油總量為基準，較佳為0.05~3.0質量%，更佳為0.1~2.0質量%，進而較佳為0.2~1.0質量%。若含量未達上述下限值，則有耐磨耗效果變小之傾向，又，若超過上述上限值，則有冷凍機油之穩定性降低之傾向。
再者，於本實施形態中，亦可使用磷酸三苯酯(TPP，triphenyl phosphate)或磷酸三甲酚酯(TCP，tricresyl phosphate)作為磷化合物，然而TPP及TCP雖具有耐磨耗效果，但有提高摩擦係數之傾向。另一方面，若使用選自上述磷酸單(烷基苯基)二苯酯、磷酸二(烷基苯基)苯酯及磷酸三(烷基苯基)酯中之至少1種，則除耐磨耗效果外，亦可將摩擦係數保持為較低，就省電之方面而言較佳。
又，為了於實際使用中進而提高冷媒與冷凍機油之混合物之穩定性，本實施形態之冷凍機油較佳為添加穩定性提高添加劑。作為穩定性提高添加劑，較佳為選自受阻酚化合物、芳香族胺化合物、環氧化合物、或碳二醯亞胺中之至少1種，進而，更佳為將環氧化合物及碳二醯亞胺一併添加。該等添加劑以冷凍機油總量為基準，添加合計0.05~5.0重量%便足夠。
作為受阻酚化合物，較佳為2,6-二-第三丁基苯酚、2,6-二-第三丁基對甲酚、4,4-亞甲基-雙(2,6-二-第三丁基對甲酚)等，作為芳香族胺化合物，較佳為α-萘基胺、4,4'-二辛基二苯基胺等，作為環氧化合物，較佳為含縮水甘油醚基之化合物、環氧化脂肪酸單酯類、環氧化油脂、含環氧環烷基之化合物等。
又，可適當添加有機硫化合物等抗磨耗劑，醇、高級脂肪酸類等油性劑，苯并三唑衍生物等金屬減活劑，聚矽氧油等消泡劑等添加劑。
本實施形態之冷凍機油可較佳地用作使用碳數2~4之烴冷媒之冷凍機用之潤滑油。此處，於將本實施形態之冷凍機油應用於使用異 丁烷作為冷媒之冰箱之情形時，亦必需具有適合馬達內藏型(密閉型)之壓縮機之冷凍機油之特性，即較高之電氣絕緣性。因此，於調配添加劑後，本發明之冷凍機油之體積電阻率較佳為109 Ω．m以上。再者，所謂本發明中之體積電阻率意指依據JIS C2101而測定之值。又，於使用添加劑之情形時，該體積電阻率意指調配添加劑後之冷凍機油之體積電阻率。
[第2實施形態：冷凍機用作動流體組合物]
本發明之第2實施形態之冷凍機用作動流體組合物含有冷凍機油與碳數2~4之烴冷媒，該冷凍機油係將n-d-M環分析中之%CN為20~60、流動點為-15℃以下、40℃下之動黏度為1.5~15 mm2/s之礦物油與烷基苯以上述礦物油/上述烷基苯=85/15~15/85之質量比含有，且40℃下之動黏度為2~12 mm2/s，著火點為120℃以上。再者，本實施形態之冷凍機用作動流體組合物所含有之冷凍機油與上述第1實施形態之冷凍機油相同，因此，於此處省略重複之說明。
作為本實施形態中之碳數2~4之烴冷媒，具體而言，可列舉：乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷等。其中，異丁烷(R600a)係用作冰箱用，且丙烷(R290)正作為室內空氣調節機用而進行實用化研究，於本實施形態中，可較佳地使用該等烴冷媒。尤其是本實施形態之冷凍機用作動流體組合物可藉由冷凍機油之低黏度化而達成省電，因此可謂適宜作為其效果較大之主要使用往復型壓縮機之冰箱用，尤其是較佳作為異丁烷冷媒用。
於本實施形態之冷凍機用作動流體組合物中，冷媒與冷凍機油之含有比率並無特別限制，冷媒/冷凍機油較佳為10/90~90/10，更佳為30/70~70/30。
實施例
以下，基於實施例及比較例進而具體地說明本發明，但本發明 並不受以下實施例任何限定。
[實施例1]
將40℃下之動黏度為3.4 mm2/s、著火點為108℃、n-d-M環分析中之%CN為40、流動點為-50℃以下之礦物油(JX Nippon Oil&Energy(股)製造之VG3基油，以下稱為「礦物油A」)與40℃下之動黏度為4.5 mm2/s、著火點為158℃之烷基苯(JX Nippon Oil&Energy(股)製造，直鏈烷基苯，稱為「LAB，linear alkyl benzene」)以礦物油A/LAB=30/70之質量比進行混合，而獲得40℃下之動黏度為4.1 mm2/s、著火點為136℃、流動點為-50℃之冷凍機油。
[實施例2~10、比較例1~6]
於實施例2~10及比較例1~6中，分別使用上述之礦物油A及LAB、以及以下所示之礦物油及添加劑，而獲得具有表1~4所示之組成之冷凍機油。將獲得之冷凍機油於40℃下之動黏度、著火點及流動點一併示於表1~4。
(基油)
礦物油B：40℃下之動黏度為6.5 mm2/s、著火點為116℃、n-d-M環分析中之%CN為47、流動點為-50℃以下之礦物油(JX Nippon Oil&Energy(股)製造之VG7基油)
礦物油C：40℃下之動黏度為8.7 mm2/s、著火點為130℃、n-d-M環分析中之%CN為57、流動點為-50℃以下之礦物油(JX Nippon Oil&Energy(股)製造之VG8基油)
PAO：40℃下之動黏度為5.2 mm2/s、著火點為194℃、n-d-M環分析之%CN為11、流動點為-50℃以下之聚-α-烯烴
(添加劑)
GMO(glycerol monooleate)：甘油單油酸酯
GMOE(glycerol monooleyl ether)：甘油單油醚
TBPP(tert-butyl phenyl phosphate)：磷酸第三丁基苯酯(磷酸第三丁基苯基二苯酯與磷酸二(第三丁基苯基)苯酯之質量比為2/1之混合物)
繼而，對實施例1~10及比較例1~6之冷凍機油進行以下之評價試驗。
(潤滑性)
依據ASTM(American Society for Testing Materials，美國材料與試驗協會)D-3233-73，於冷媒R600a之吹入控制環境下(70 ml/min)，於初始50℃、290 rpm下測定法萊克斯(Falex)留痕荷重。
又，關於法萊克斯磨耗試驗，於50℃、290 rpm下，以荷重50 Lbf進行試運行5分鐘後，以荷重100 Lbf進行正式試驗1小時，以試驗後之葉片與塊體之磨耗量之合計值(mg)進行表示。
關於試驗荷重，係以自混合潤滑區域成為溫和之邊界潤滑區域之條件的方式較低地設定。
將獲得之結果示於表5、6。
(熱穩定性)
依據ANSI/ASHRAE(American National Standards Institute/American Society of Heating Refrigerating and Air Conditioning Engineers，美國國家標準學會/美國採暖、製冷與空調工程師學會)97-1983，將供試油(20 g)、冷媒R600a(20 g)及觸媒(鉄、銅、鋁之各線)封入不鏽鋼製儲液瓶(100 ml)中，加熱至175℃並保持14天後，測定供試油之色相(由ASTM表示)及酸值。將獲得之結果示於表5、6。
(電氣絕緣性)
依據JIS C2101，求出80℃下之體積電阻率。將獲得之結果示於表5、6。
根據表1~6可知，實施例1~10及比較例1~6之冷凍機油任一者 之由流動點所表示之低溫特性、熱穩定性、電氣絕緣性均達到作為冷凍機油所充分之等級。
然而，比較例1~3之冷凍機油之作為安全性標準之著火點未達到120℃，於製造壓縮機時在注入冷凍機油後經過約120℃之乾燥步驟，因此危險而無法使用。另一方面，作為合成油系之比較例4~6之冷凍機油之著火點充分較高，但於相對低荷重之摩擦試驗中潤滑性較差為產生留痕之程度。即，若於冷凍壓縮機之滑動部上產生磨耗或留痕，則製冷循環無法發揮功能。
與此相對，實施例1~10之冷凍機油之著火點均為120℃以上，且關於潤滑性，雖為低黏度，但亦為固定之留痕荷重等級，磨耗量亦較少為10 mg以下而良好。尤其是調配耐磨耗添加劑之實施例5、6、10之潤滑性良好，但就長期可靠性之方面而言，更理想為以使用本發明之低黏度冷凍機油之情形時滑動部亦限於彈性流體潤滑區域中之方式設計冷凍機，而利用油膜厚度防止磨耗。
產業上之可利用性
本發明之冷凍機油可用作使用異丁烷等碳數2~4之烴冷媒之冷凍機之潤滑油，尤其是於具有壓縮機、冷凝器、節流裝置(膨脹閥或毛細管等冷媒流量控制部)、蒸發器等，使冷媒於該等之間循環之冷卻效率較高，且省電化的冷凍系統中，尤其是可用作具有往復型、旋轉型、滾動型、螺旋型等之壓縮機之冷凍機中之潤滑油，而可較佳地用於冰箱、室內空氣調節機、產業用冷凍機等。

Claims (8)

  1. 一種冷凍機用作動流體組合物，其含有冷凍機油與碳數2~4之烴冷媒，該冷凍機油係將n-d-M環分析中之%CN為20~60、流動點為-15℃以下、40℃下之動黏度為1.5~15 mm2/s之礦物油與烷基苯以上述礦物油/上述烷基苯=85/15~15/85之質量比含有，且40℃下之動黏度為2~12 mm2/s，著火點為120℃以上。
  2. 如請求項1之冷凍機用作動流體組合物，其中上述烷基苯為苯環上鍵結有直鏈烷基之直鏈型烷基苯，且該烷基苯於40℃下之動黏度為2~10 mm2/s。
  3. 如請求項1或2之冷凍機用作動流體組合物，其中上述礦物油於n-d-M環分析中之%CN為40~60。
  4. 如請求項1至3中任一項之冷凍機用作動流體組合物，其進而含有選自甘油之酯化合物及甘油之醚化合物中之至少1種甘油衍生物，且該甘油衍生物之含量以上述冷凍機油總量為基準，為0.005~1.0質量%。
  5. 如請求項1至4中任一項之冷凍機用作動流體組合物，其進而含有選自具有1個碳數3~5之烷基之磷酸單(烷基苯基)二苯酯、具有2個碳數3~5之烷基之磷酸二(烷基苯基)苯酯及具有3個碳數3~5之烷基之磷酸三(烷基苯基)酯中之至少1種磷化合物，且該磷化合物之含量以上述冷凍機油總量為基準，為0.05~3.0質量%。
  6. 如請求項1至5中任一項之冷凍機用作動流體組合物，其中上述烴冷媒為異丁烷。
  7. 一種冷凍機油，其含有冷凍機油，該冷凍機油係將n-d-M環分析中之%CN為20~60、流動點為-15℃以下、40℃下之動黏度為1.5~15 mm2/s之礦物油與烷基苯以上述礦物油/上述烷基苯=85/15 ~15/85之質量比含有，且40℃下之動黏度為2~12 mm2/s，著火點為120℃以上，並且與碳數2~4之烴冷媒一起使用。
  8. 一種冷凍機油之製造方法，該冷凍機油係用於碳數2~4之烴冷媒，且該方法具備如下步驟：將n-d-M環分析中之%CN為20~60、流動點為-15℃以下、40℃下之動黏度為1.5~15 mm2/s之礦物油與烷基苯以上述礦物油/上述烷基苯=85/15~15/85之質量比進行混合，而獲得以上述礦物油與上述烷基苯之混合油為基油，且40℃下之動黏度為2~12 mm2/s，著火點為120℃以上之冷凍機油。
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