TW201823439A - 低全球暖化潛勢之冷媒系統的潤滑劑 - Google Patents

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Abstract

所揭示的技術係關於一種用於包括壓縮機之低全球暖化潛勢(GWP)冷凍系統的工作流體，其中該工作流體包括一聚醇酯油、一烷基苯油及一低GWP冷媒，及其中酯基底的潤滑劑包含以羧酸混合物酯化的二新戊四醇，其中該羧酸混合物包含至少一種具有8至10個碳原子的線性羧酸。所揭示的技術提供一種商業上有用的低GWP工作流體(以低GWP冷媒為主之商業上有用的工作流體)，其不具有通常在低GWP流體中看見之溶解度及/或可溶混性問題，其包括高黏度流體及應用。

Description

低全球暖化潛勢之冷媒系統的潤滑劑
所揭示的技術係關於一種用於包括壓縮機之低全球暖化潛勢(GWP)冷凍系統的工作流體，其中該工作流體包括一聚醇酯油、一烷基苯及一低GWP冷媒，其中該聚醇酯油包含至少一種具有8至10個碳原子的線性羧酸。所揭示的技術提供一種商業上有用的低GWP工作流體(以低GWP冷媒為主之商業上有用的工作流體)，其提供想要的溶解度、可溶混性及黏度而使用在低GWP流體中。
使用冷媒流體之工業、商業及家庭用途的機械冷凍系統及諸如熱泵及空調機的相關熱傳遞裝置已在技藝中熟知。已發現在許多住宅、商業及工業應用中，包括在諸如空氣調節、熱泵及冷凍系統之系統中普遍使用碳氟化物基底的流體作為工作流體。因為某些猜想的環境問題，包括與使用迄今為止已使用在這些應用中的某些組成物相關之相當高的全球暖化潛勢，已日益轉變至想要使用具有低或甚至零臭氧耗竭潛勢之流體，諸如 氫氟碳化物(“HFCs”)。再者，一些政府已簽署提出減少二氧化碳排放(全球暖化)之京都議定書(Kyoto Protocol)來保護全球環境。因此，對置換某些高全球暖化潛勢HFCs之低或不可燃無毒替代物有需求。
因此，對迄今為止使用在這些及其它應用中之組成物之吸引力的替代品之新型碳氟化物及氫氟碳化合物及組成物有增加需求。關於使用效率，重要要注意的是，冷媒熱力學性能或能量效率之損失可透過因對電能需求增加所引起之化石燃料使用增加而具有二次環境衝擊。再者，通常考慮到想要的HFC冷媒取代品係有效且對現在使用HFC冷媒的習知蒸氣壓縮技術沒有主要的工程改變。
因為工業已試圖滿足此需求及提供商業上有用的低全球暖化潛勢工作流體，已發現低全球暖化潛勢(GWP)冷媒具有與傳統HFC冷媒不同的溶解度及可溶混性特徵。就此而論，當現在使用習知與典型HFC冷媒一起使用的潤滑劑與該低GWP冷媒時，會發生許多溶解度及可溶混性問題。典型來說，咸信包括習知聚醇酯(POE)基底的潤滑劑之習知潤滑劑無法提供能夠讓這些新型冷媒化學物質令人滿意地行使及滿足由硬體製造商所提出的系統性能需求所需要之可溶混性/溶解度性質。因此，以這些低GWP冷媒為主的工作流體難以使用及同樣無法所需要般行使，特別是，當需要較高黏度的工作流體時，會因為可溶混性問題而變得更明顯。
對商業上有用且不具有通常在此流體中看到 的溶解度及/或可溶混性問題之低GWP工作流體(以低GWP冷媒為主之商業上有用的工作流體)不間斷地有需求，及此需求對較高黏度的流體及應用特別重大。
所揭示的技術提供一種用於包括壓縮機的低全球暖化潛勢(GWP)冷凍系統之工作流體，其中該工作流體包含(a)一潤滑油組分，其包含(i)一聚醇酯油，其中該聚醇酯油包含以羧酸混合物酯化的二新戊四醇，其中該羧酸混合物包含至少一種具有8至10個碳原子的線性羧酸，及(ii)一烷基苯；及(b)一低GWP冷媒。在該技術的一個具體實例中，該低GWP冷媒包含氫氟烯烴-1336mzzZ/反-1,2-二氯乙烯。
所揭示的技術提供於本文中所描述的工作流體，其中該聚醇酯油包含10莫耳%至20莫耳%二新戊四醇、0莫耳%至10莫耳%具有5個碳原子的線性羧酸、3莫耳重量%至10莫耳%具有7個碳原子的線性羧酸、10莫耳%至20莫耳%具有8個碳原子的線性羧酸、40莫耳%至70莫耳%具有9個碳原子的分枝羧酸及5莫耳%至12莫耳%具有10個碳原子的線性羧酸。
在另一個具體實例中，所揭示的技術提供一種工作流體，其包含(a)一潤滑油組分，其包含(i)一聚醇酯油，其中該聚醇酯油包含以羧酸混合物酯化的二新戊四醇，其中該羧酸混合物係實質上無C5羧酸，例如，線性C5羧酸，及(ii)一烷基苯；及(b)一低GWP冷媒。該低GWP冷媒包含氫氟烯烴-1336mzzZ/反-1,2-二氯乙烯。
所揭示的技術提供所描述的工作流體，其中該潤滑油組分包含75重量%至95重量%的聚醇酯油及5重量%至25重量%的烷基苯。
所揭示的技術亦提供一種與低GWP冷媒相連使用之潤滑組成物，其中該潤滑組成物包含一聚醇酯油與烷基苯之混合物。在一個具體實例中，該聚醇酯油包含10莫耳%至20莫耳%二新戊四醇、0莫耳%至10莫耳%具有5個碳原子的線性羧酸、3莫耳重量%至10莫耳%具有7個碳原子的線性羧酸、10莫耳%至20莫耳%具有8個碳原子的線性羧酸、40莫耳%至70莫耳%具有9個碳原子的分枝羧酸及5莫耳%至12莫耳%具有10個碳原子的線性羧酸。
所揭示的技術提供所描述的工作流體，其中該低GWP冷媒包含氫氟烯烴-1336mzzZ/反-1,2-二氯乙烯。
所揭示的技術提供所描述的工作流體，其中所描述的低GWP冷媒具有不大於約1000的GWP值(按照Intergovernmental Panel on Climate Change’s 2001 Third Assessment Report計算)。所揭示的技術亦提供所描述的工作流體，其中所描述的低GWP冷媒具有GWP值少於1000，少於800或甚至少於650。在某些具體實例中，此GWP值係關於整體工作流體。在其它具體實例中，此GWP值係關於存在於該工作流體中的冷媒，其中所產生的工作流體可指為低GWP工作流體。
所揭示的技術進一步提供一種包括一壓縮機及一工作流體之冷凍系統，其中該工作流體包括一潤滑油組分，其包含(a)一聚醇酯油，其中該聚醇酯油包含以 羧酸混合物酯化的二新戊四醇，其中該羧酸混合物包含至少一種具有8至10個碳原子的線性羧酸，及(ii)一烷基苯；及(B)一低GWP冷媒，其中該低GWP冷媒包含氫氟烯烴-1336mzzZ/反-1,2-二氯乙烯。
在另一個具體實例中，所揭示的技術提供一種包括一壓縮機及一工作流體的冷凍系統，其中該工作流體包含(a)一潤滑油組分，其包含(i)一聚醇酯油，其中該聚醇酯油包含以羧酸混合物酯化的二新戊四醇，其中該羧酸混合物實質上無C5羧酸，例如，線性C5羧酸，及(ii)一烷基苯；及(b)一低GWP冷媒。該低GWP冷媒包含氫氟烯烴-1336mzzZ/反-1,2-二氯乙烯。
所描述的冷凍系統可使用任何於本文中所描述的工作流體，包括但不限於所描述的工作流體，其中該低GWP冷媒具有GWP值少於1000，少於800或甚至少於650。在某些具體實例中，此GWP值係關於整體工作流體。在其它具體實例中，此GWP值係關於存在於該工作流體中的冷媒，其中所產生的工作流體可指為低GWP工作流體。
所描述的冷凍系統可使用任何於本文中所描述的工作流體，包括但不限於所描述的工作流體，其中該工作流體進一步包括一與該低GWP冷媒摻合的非低GWP冷媒，此產生一仍然可指為低GWP工作流體的工作流體。
所揭示的技術進一步提供一種操作一使用低GWP冷媒的冷凍系統之方法，該方法包括下列步驟：(I) 將一包含下列之工作流體供應至該冷凍系統：(a)一潤滑油組分，其包含(i)一聚醇酯油，其中該聚醇酯油包含以羧酸混合物酯化的二新戊四醇，其中該羧酸混合物包含至少一種具有8至10個碳原子的線性羧酸，及(ii)一烷基苯；及(b)一低GWP冷媒，其包含氫氟烯烴-1336mzzZ/反-1,2-二氯乙烯。
在另一個具體實例中，所揭示的技術提供一種操作一使用低GWP冷媒的冷凍系統之方法，該方法包括下列步驟：(I)將一包含下列的工作流體供應至該冷凍系統：(a)一潤滑油組分，其包含(i)一聚醇酯油，其中該聚醇酯油包含以羧酸混合物酯化的二新戊四醇，其中該羧酸混合物實質上無C5羧酸，例如，線性C5羧酸，及(ii)一烷基苯；及(b)一低GWP冷媒，其包含氫氟烯烴-1336mzzZ/反-1,2-二氯乙烯。
所揭示的技術進一步提供一潤滑油組分的用途，其中該潤滑油組分包含(i)一聚醇酯油，其中該聚醇酯油包含以羧酸混合物酯化的二新戊四醇，其中該羧酸混合物包含至少一種具有8至10個碳原子的線性羧酸或實質上無C5羧酸；及(ii)一烷基苯；其係與包含氫氟烯烴-1336mzzZ/反-1,2-二氯乙烯的低GWP冷媒組合。
下列將藉由非為限制的闡明描述出多個較佳特徵及具體實例。
所揭示的技術進一步提供一種用於包括壓縮機的低全球暖化潛勢(GWP)冷凍系統之工作流體。該工作流體包括一包含聚醇酯油及烷基苯的潤滑組分。該工作流體包含一低GWP冷媒，特別是，氫氟烯烴-1336mzzZ/反-1,2-二氯乙烯。
該聚醇酯油包含多元醇與線性及/或分枝羧酸的反應產物。
在某些具體實例中，於該酯之製備時所使用的多元醇包括新戊二醇、甘油、三羥甲基丙烷、新戊四醇、二新戊四醇、三新戊四醇或其任何組合。在某些具體實例中，於該酯之製備時所使用的多元醇包括新戊二醇、新戊四醇、二新戊四醇或其任何組合。在某些具體實例中，於該酯之製備時所使用的多元醇包括新戊二醇。在某些具體實例中，於該酯之製備時所使用的多元醇包括新戊四醇。在某些具體實例中，於該酯之製備時所使用的多元醇包括二新戊四醇。
該多元醇係使用一或多種線性或分枝羧酸進行酯化。該線性或分枝羧酸可包含2至12個碳原子。在一個具體實例中，該聚醇酯油包含一線性及分枝羧酸之混合物。在一個具體實例中，該聚醇酯油包含二新戊四醇，其係藉由一或多種具有5個碳原子的線性羧酸、具有7個碳原子的線性羧酸、具有8個碳原子的線性羧酸、具有9個碳原子的分枝羧酸、具有10個碳原子的線性羧酸酯化。在一個具體實例中，該聚醇酯油包含10莫耳%至20莫耳%，或甚至12莫耳%至18莫耳%的二新戊四醇；0莫耳% 至10莫耳%，或甚至0莫耳%至3莫耳%之具有5個碳原子的線性羧酸；3莫耳重量%至10莫耳%，或甚至3莫耳%至7莫耳%之具有7個碳原子的線性羧酸；10莫耳%至20莫耳%，或甚至12莫耳%至18莫耳%之具有8個碳原子的線性羧酸；40莫耳%至70莫耳%，或甚至60莫耳%至60莫耳%之具有9個碳原子的分枝羧酸；及5莫耳%至12莫耳%，或甚至8莫耳%至12莫耳%之具有10個碳原子的線性羧酸。在一個具體實例中，該聚醇酯油包含在一個具體實例中，該聚醇酯油包含10莫耳%至20莫耳%，或甚至12莫耳%至18莫耳%的二新戊四醇；3莫耳重量%至10莫耳%，或甚至3莫耳%至7莫耳%之具有7個碳原子的線性羧酸；10莫耳%至20莫耳%，或甚至12莫耳%至18莫耳%之具有8個碳原子的線性羧酸；40莫耳%至70莫耳%，或甚至60莫耳%至60莫耳%之具有9個碳原子的分枝羧酸；及5莫耳%至12莫耳%，或甚至8莫耳%至12莫耳%之具有10個碳原子的線性羧酸，其中該聚醇酯油實質上無C5羧酸，諸如線性C5羧酸。
在另一個有用的具體實例中，該聚醇酯油基本上由藉由下列物質酯化的二新戊四醇組成：具有7個碳原子的線性羧酸、具有8個碳原子的線性羧酸、具有9個碳原子的分枝羧酸及具有10個碳原子的線性羧酸。
該潤滑油組分亦包含一烷基苯。在所揭示的技術中有用的烷基苯包括具有6至24或甚至6至36個碳原子之烷基鏈，其可係單或二取代及可係線性或分枝。在一個具體實例中，該烷基苯具有一具有6至24或甚至6至 12個碳原子之線性烷基鏈。在另一個具體實例中，該烷基苯具有一具有12至36個碳原子之分枝烷基鏈。
於一個具體實例中，該聚醇酯油在摻合進該工作流體中之前的黏度(“純淨”黏度)係150cSt至180cSt，如藉由ASTM D445在40℃下測量。於一個具體實例中，該烷基苯在摻合進該工作流體中之前的黏度(“純淨”黏度)係3cSt至100cSt，如藉由ASTM D445在100℃下測量。
在所揭示的工作流體中之潤滑油組分可包含75重量%至95重量%，或80重量%至90重量%，或甚至80重量%至85重量%的聚醇酯油；及5重量%至25%，或10重量%至20重量%，或甚至15重量%至20重量%的烷基苯。
要注意的是，所揭示的技術之關鍵特徵為提供一在想要的黏度下具有好的可溶混性及溶解度之高黏度低GWP工作流體的能力。
如由上述提到，“低GWP”意謂著具有GWP值(按照Intergovernmental Panel on Climate Change’s 2001 Third Assessment Report計算)不大於約1000之工作流體，或其值係少於1000，少於800或甚至少於650。在某些具體實例中，此GWP值係關於整體工作流體。在其它具體實例中，此GWP值係關於存在於該工作流體中的冷媒，其中所產生的工作流體可指為低GWP工作流體。
“好的可溶混性”意謂著該冷媒與潤滑劑係至少在所描述的工作流體於冷凍系統操作期間將見到的條件下可溶混。在某些具體實例中，好的可溶混性可意 謂著該工作流體(及/或冷媒與潤滑劑之組合)除了在溫度低如0℃，或甚至-5℃，或甚至在某些具體實例中，低如-20℃或較低時有目視模糊外，其餘未顯示出任何差的可溶混性跡象。
本發明之工作流體亦包括一或多種冷媒。該冷媒的至少一種係低GWP冷媒。在某些具體實例中，存在於該工作流體中的全部冷媒係低GWP冷媒。在本文所描述的工作流體中，該冷媒包含或基本上由R-514A組成，其係氫氟烯烴-1336mzzZ/反-1,2-二氯乙烯。
要注意的是，在某些具體實例中，所描述的工作流體亦可包括將一或多種其它低GWP冷媒或與低GWP冷媒摻合的非低GWP冷媒，而產生一低GWP工作流體。
所描述的工作流體可包含約5至約50重量百分比的潤滑劑及95至50重量百分比的冷媒，至少關於將使用該工作流體的冷凍系統之蒸發器中發現。在某些具體實例中，該工作流體係10至40重量百分比的潤滑劑，或甚至10至30或10至20重量百分比的潤滑劑。
所描述的工作流體可包含約1至50或甚至5至50重量百分比的冷媒，及99至50或甚至95至50重量百分比的潤滑劑，至少關於將使用該工作流體的冷凍系統之槽中發現。在某些具體實例中，該工作流體係90至60或甚至95至60重量百分比的潤滑劑，或甚至90至70或甚至95至70，或90至80或甚至95至80重量百分比的潤滑劑。
為了對該組成物提高或提供某些官能基的目 的或在某些情況中減少該組成物之成本，所描述的工作流體可包括其它組分。
所描述的工作流體可進一步包括一或多種性能添加劑。合適的性能添加劑之實施例包括抗氧化劑、金屬鈍化劑及/或去活化劑、腐蝕抑制劑、抗發泡劑、抗磨損抑制劑、腐蝕抑制劑、傾點降低劑、黏度改良劑、增黏劑、金屬去活化劑、極壓添加劑、摩擦力改質劑、潤滑添加劑、發泡抑制劑、乳化劑、去乳化劑、酸捕獲劑或其混合物。
在某些具體實例中，本發明之組成物包括抗氧化劑。在某些具體實例中，本發明之組成物包括金屬鈍化劑，其中該金屬鈍化劑可包括腐蝕抑制劑及/或金屬去活化劑。在某些具體實例中，本發明之組成物包括腐蝕抑制劑。在又其它具體實例中，本發明之組成物包括金屬去活化劑與腐蝕抑制劑的組合。在又進一步具體實例中，本發明之組成物包括抗氧化劑、金屬去活化劑與腐蝕抑制劑的組合。在任何這些具體實例中，該組成物可進一步包括一或多種額外的性能添加劑。
合適於使用在本發明中的抗氧化劑未過度限制。合適的抗氧化劑包括丁基化的羥基甲苯(BHT)、丁基化的羥基茴香醚(BHA)、苯基-a-萘胺(PANA)、辛基化/丁基化的二苯胺、高分子量酚系抗氧化劑、位阻雙酚系抗氧化劑、二-α-生育酚、二-三級丁基酚。其它有用的抗氧化劑係在美國專利案號6,534,454中有描述，其以參考之方式併入本文。
在某些具體實例中，該抗氧化劑包括下列一或多種：(i)六亞甲基雙(3,5-二-三級丁基-4-羥基氫化桂皮酸酯)，CAS登記編號35074-77-2，其可從BASF商業購得；(ii)N-苯基苯胺，與2,4,4-三甲基戊烯之反應產物，CAS登記編號68411-46-1，可從BASF商業購得；(iii)苯基-a-及/或苯基-b-萘胺，例如，N-苯基-ar-(1,1,3,3-四甲基丁基)-1-萘胺，可從BASF商業購得；(iv)肆[亞甲基(3,5-二-三級丁基-4-羥基氫化桂皮酸酯)]甲烷，CAS登記編號6683-19-8；(v)硫代二伸乙基雙(3,5-二-三級丁基-4-羥基氫化桂皮酸酯)，CAS登記編號41484-35-9，其亦在21 C.F.R.§178.3570中列出如為硫代二伸乙基雙(3,5-二-三級丁基-4-羥基-氫化-桂皮酸酯)；(vi)丁基化的羥基甲苯(BHT)；(vii)丁基化的羥基茴香醚(BHA)；(viii)雙(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基)胺，可從BASF商業購得；及(ix)苯丙酸，3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基-，硫代二-2,1-乙烷二基酯，可從BASF商業購得。
該抗氧化劑可以0.01%至6.0%或0.02%至1%存在於該組成物中。該添加劑可以1%、0.5%或較少存在於該組成物中。這些不同範圍典型係應用至存在於整體組成物中之全部抗氧化劑。但是，在某些具體實例中，這些範圍亦可應用至各別的抗氧化劑。
合適於使用在本發明中的金屬鈍化劑未過度限制，及可包括金屬去活化劑及腐蝕抑制劑二者。
合適的金屬去活化劑包括三唑或經取代的三唑。例如，在本發明中可使用甲苯基三唑或甲苯三唑。合適的金屬去活化劑實施例包括下列一或多種：(i)一或多種甲苯三唑，例如，N,N-雙(2-乙基己基)-ar-甲基-1H-苯并三唑-1-甲胺，CAS登記編號94270-86-70，商業上由BASF以Irgamet 39之商品名出售；(ii)一或多種衍生自動物及/或蔬菜來源的脂肪酸及/或此等脂肪酸之氫化形式，例如，可從Akzo Novel Chemicals,Ltd商業購得之Neo-FatTM。
合適的腐蝕抑制劑包括下列一或多種：(i)N-甲基-N-(1-側氧-9-十八碳烯基)甘胺酸，CAS登記編號110-25-8；(ii)磷酸，單及二異辛基酯類，與三級烷基及(C12-C14)一級胺反應，CAS登記編號68187-67-7；(iii)十二酸；(iv)三苯基硫代磷酸酯(phosphorothionate)，CAS登記編號597-82-0；及(v)磷酸，單及二己基酯類，具有四甲基壬基胺類及C11-14烷基胺之化合物。
在一個具體實例中，該金屬鈍化劑包含腐蝕添加劑及金屬去活化劑。一種有用的添加劑為肌胺酸的N-醯基衍生物，諸如肌胺酸的N-醯基衍生物。一個實施例為N-甲基-N-(1-側氧-9-十八碳烯基)甘胺酸。此衍生物 可從BASF以SARKOSYLTM O之商品名獲得。另一種添加劑為可從Ciba-Geigy商業購得之諸如Amine OTM的咪唑啉。
該金屬鈍化劑可以0.01%至6.0%或0.02%至0.1%存在於該組成物中。該添加劑可以0.05%或較少存在於該組成物中。這些不同範圍典型係應用至存在於整體組成物中的全部金屬鈍化劑添加劑。但是，在某些具體實例中，這些範圍亦可應用至各別的腐蝕抑制劑及/或金屬去活化劑。上述範圍亦可應用至存在於整體組成物中之全部腐蝕抑制劑、金屬去活化劑及抗氧化劑的總組合。
於本文中所描述的組成物亦可包括一或多種額外的性能添加劑。合適的添加劑包括抗磨損抑制劑、生鏽/腐蝕抑制劑及/或金屬去活化劑(除了上述那些外)、傾點降低劑、黏度改良劑、增黏劑、極壓(EP)添加劑、摩擦力改質劑、發泡抑制劑、乳化劑及去乳化劑。
為了防止金屬表面磨損，本發明可使用抗磨損抑制劑/EP添加劑及摩擦力改質劑。抗磨損抑制劑、EP添加劑及摩擦力改質劑可現成從多個供應者及製造商獲得。這些添加劑某些可進行多於一種工作及任何一種皆可使用在本發明中。可提供抗磨損、EP、減低的摩擦力及腐蝕抑制之一種產物有諸如Irgalube 349的磷胺鹽，其可從BASF商業購得。另一種抗磨損/EP抑制劑/摩擦力改質劑有諸如三苯基硫代磷酸酯(phosphothionate)(TPPT)之磷化合物，其可從BASF以Irgalube TPPT之商品名商業購得。另一種抗磨損/EP抑制劑/摩擦力改質劑有諸如磷 酸三甲苯酚酯(TCP)之磷化合物，其可從Chemtura以Kronitex TCP之商品名商業購得。另一種抗磨損/EP抑制劑/摩擦力改質劑有諸如磷酸三級丁基苯基酯的磷化合物，其可從ICL Industrial Products以Syn-O-Ad 8478之商品名商業購得。該抗磨損抑制劑、EP及摩擦力改質劑典型為該組成物的約0.1%至約4%及其可分別或組合著使用。
在某些具體實例中，該組成物進一步包括來自包含下列之群的添加劑：黏度調節劑，包括但不限於乙烯醋酸乙烯酯、聚丁烯類、聚異丁烯類、聚甲基丙烯酸酯類、烯烴共聚物、苯乙烯馬來酸酐共聚物的酯類、氫化的苯乙烯-二烯共聚物、氫化的徑向聚異戊二烯、烷基化的聚苯乙烯、煙燻二氧化矽類及複合酯；及增黏劑，如溶解在油中的天然橡膠。
加入黏度改質劑、增稠劑及/或增黏劑提供黏著性並改良潤滑劑的黏度及黏度指數。某些應用及環境條件可需要額外的黏性表面膜來保護設備使其不受腐蝕及磨損。在此具體實例中，該黏度改質劑、增稠劑/增黏劑係該潤滑劑之約1至約20重量百分比。但是，該黏度改質劑、增稠劑/增黏劑可係約0.5至約30重量百分比。可使用在本發明中的材料之實施例有Functional V-584，一種天然橡膠黏度改質劑/增黏劑，其可從Functional Products,Inc.，Macedonia,Ohio購得。另一個實施例為複合酯CG 5000，其亦係一種來自Inolex Chemical Co.Philadelphia,Pa之多官能基產物、黏度改質劑、傾點降 低劑及摩擦力改質劑。
所揭示的技術亦提供一種冷凍系統，其中該冷凍系統包括一壓縮機及一工作流體，其中該工作流體包括(a)一潤滑油組分，其包含(i)一聚醇酯油，其中該聚醇酯油包含以羧酸混合物酯化的二新戊四醇，其中該羧酸混合物包含至少一種具有8至10個碳原子的線性羧酸，及(ii)一烷基苯；及(b)一低GWP冷媒，其中該低GWP冷媒包含氫氟烯烴-1336mzzZ/反-1,2-二氯乙烯。在某些具體實例中，該工作流體可無或實質上無C5羧酸，諸如線性羧酸。於本文中所描述的任何工作流體或工作流體之組分皆可使用在所描述的冷凍系統中。
所揭示的技術亦提供一種操作冷凍系統的方法，其中該冷凍系統使用低GWP冷媒。所描述的方法包括下列步驟：(I)將一包括下列的工作流體供應至該冷凍系統：(a)一潤滑油組分，其包含(i)一聚醇酯油，其中該聚醇酯油包含以羧酸混合物酯化的二新戊四醇，其中該羧酸混合物包含至少一種具有8至10個碳原子的線性羧酸，及(ii)一烷基苯；及(b)一低GWP冷媒，其中該低GWP冷媒包含氫氟烯烴-1336mzzZ/反-1,2-二氯乙烯。在某些具體實例中，該工作流體可無或實質上無C5羧酸，諸如線性羧酸。於本文中所描述的任何工作流體或工作流體之組分可使用在所描述之操作任何所描述的冷凍系統之方法中。
因此，本方法、系統及組成物係適應於與廣泛多種一般熱傳遞系統及冷凍系統連接著使用，特別是 ，諸如空氣調節(包括固定及移動式空氣調節系統二者)、冷凍、熱泵系統及其類似物。在某些具體實例中，本發明之組成物係使用在原始設計為與HFC冷媒，諸如例如，R-410A或R-404A一起使用之冷凍系統中。
如於本文中所使用，用語“冷凍系統”通常指為使用冷媒來提供冷卻及/或加熱的任何系統或設備，或此系統或設備之任何零件或部分。例如，此冷凍系統包括空調機、電冰箱、冷凝器、熱泵及其類似物。
除非其它方面有指示出，否則所描述的每種化學組分之量係以不包括習慣上可存在於商業材料中的任何溶劑或稀釋油呈現，也就是說，以活性化學物質為基礎。但是，除非其它方面有指示出，否則於本文中指出的每種化學物質或組成物應該解釋為商業等級材料，其可包括正常了解存在於該商業等級中的異構物、副產物、衍生物及其它此材料。
已知上述某些材料可在最後調配物中交互作用，使得最後調配物的組分可與初始加入之那些不同。例如，金屬離子(例如，清潔劑的)可漂移至其它分子的其它酸性或陰離子位置。因此形成的產物，包括在將本發明之組成物使用於其想要的用途後所形成之產物，其可能無法容易地進行描述。然而，此等改質及反應產物全部皆包括在本發明之範圍內，本發明包括藉由混合上述組分而製備的組成物。
本發明可參照下列非為限制的實施例而較好地了解。
[實施例]
製備一系列合適於使用在包括低GWP冷媒的工作流體之酯潤滑劑。
1聚醇酯1包含14%二新戊四醇、5%線性C7羧酸、17%線性C8羧酸、53%分枝的C9羧酸及11%線性C10羧酸。
2聚醇酯2包含14.3%二新戊四醇、15.4%線性C5羧酸、3.4%線性C7羧酸及66.9%分枝的C9羧酸。
3溶解在POE/烷基苯流體中的冷媒重量%。藉由在低溫下將已知量的冷媒及潤滑劑充入配備有壓力計之Parr壓力容器中，及讓該容器平衡至想要的溫度來測量稀釋。在所提供的溫度下之壓力測量允許從與包括在蒸氣相中的冷媒差異計算出溶解在潤滑劑中之冷媒量。
4最低溫度，於此之下，該冷媒/潤滑劑組成物在含10%冷媒濃度之潤滑劑中係一個相。可溶混性係藉由下列測量：將以重量%計已知量的潤滑劑及冷媒放置在玻璃管中，密封以維持固定的冷媒氣體與潤滑劑質量，及觀察在不同溫度增加下的相行為。在一溫度範圍內加熱及/或冷卻該可溶混性管及監視相變化。記錄相變化，如為下列之一：一個相(OP或1P)-潤滑劑與冷媒係在一個相 中；模糊(H或Hz)-潤滑劑/冷媒仍然係一個相，但是溶液顯露出彩虹色或半透明。混濁(C或Cl)-潤滑劑/冷媒混合物顯露出濃白色或乳狀，但是沒有看見可區別的相分離。二個相(TP或2P)-潤滑劑與冷媒可清楚地辨別為二個分離的相。記錄首先觀察到具有模糊或二個相的溫度讀取值作為第一不溶混溫度。
就該低GWP冷媒之稀釋及可溶混性來說，上述實施例1之工作流體顯示出優異的性能，其具有稀釋少於25%及可溶混性溫度-20℃或較低。
上述指出的每篇文件係以參考方式併入本文中，包括主張優先權的任何先前申請案，不論上述是否特別列出。所提及的任何文件不准許在任何法律管轄權下將此文件限定為先述技術或構成熟於技術者之一般知識。要了解的是，除了在實施例中或其它方面有明白地指示出外，在此描述中具體指定出的材料的量、反應條件、分子量、碳原子數目及其類似用詞之全部數值量係由用字“約”修飾。要瞭解的是，於本文中提出的上及下量、範圍及比率限制可各自獨立地結合。類似地，本發明的每個元素之範圍及量可與任何其它元素的範圍或量一起使用。
如於本文中所使用，過渡用語“包含(comprising)”係與“包括(including)”、“含有(containing)”或“其特徵為”同義，其具包容性或開放性及不排除額外、未敘述的元素或方法步驟。但是，在本文之“包含”的每個列舉中，意欲該用語亦包括措辭 “實質上由...組成”及“由...組成”作為任擇的具體實例，其中“由...組成”排除未具體指定的任何元素或步驟，及“實質上由...組成”准許內含不顯著地影響該組成物或方法在考量下的基本及新穎特徵之額外未敘述的元素或步驟。
雖然為了闡明本發明的目的已經顯示出某些典型具體實例及細節，將由熟悉此技藝之人士明瞭可在其中進行多種改變及修改而沒有離開本發明的範圍。就這一點而言，本發明之範圍僅欲由下列申請專利範圍限制。

Claims (17)

  1. 一種工作流體，其用於包含壓縮機之低全球暖化潛勢冷凍系統，該工作流體包含：(a)潤滑油組分，其包含(i)聚醇酯油，其中該聚醇酯油包含以羧酸混合物酯化的二新戊四醇，其中該羧酸混合物包含至少一種具有8至10個碳原子的線性羧酸，及(ii)一烷基苯；及(b)冷媒，其包含氫氟烯烴-1336mzzZ/反-1,2-二氯乙烯。
  2. 如請求項1之工作流體，其中根據ASTM D445在40℃下測量，該聚醇酯油具有純淨黏度(neat viscosity)150cSt至180cSt。
  3. 如請求項1或2之任一項的工作流體，其中根據ASTM D445在100℃下測量，該烷基苯具有純淨黏度3cSt至100cSt。
  4. 如請求項1至3之任一項的工作流體，其中該聚醇酯油包含10莫耳%至20莫耳%之具有8個碳原子的線性羧酸。
  5. 如請求項1至4之任一項的工作流體，其中該聚醇酯油包含5莫耳%至12莫耳%之具有10個碳原子的線性羧酸。
  6. 如請求項1至5之任一項的工作流體，其中該聚醇酯油包含10莫耳%至20莫耳%之二新戊四醇、0莫耳%至10莫耳%之具有5個碳原子的線性羧酸、3莫耳重量%至10莫耳%之具有7個碳原子的線性羧酸、10莫耳%至20莫耳%之具有8個碳原子的線性羧酸、40莫耳%至70莫耳%之具有9個碳原子的分枝羧酸及5莫耳%至12莫耳%之具有10個碳原子的線性羧酸。
  7. 如請求項1至6之任一項的工作流體，其中該潤滑油組分包含：(a)75重量%至95重量%的聚醇酯油；及(b)5重量%至25重量%的烷基苯。
  8. 一種冷凍系統，其包含一壓縮機及一工作流體，其中該工作流體包含：潤滑油組分，其包含(i)80莫耳%至90莫耳%的聚醇酯油，其中該聚醇酯油包含10莫耳%至20莫耳%之二新戊四醇、0莫耳%至10莫耳%之具有5個碳原子的線性羧酸、3莫耳%至10莫耳%之具有7個碳原子的線性羧酸、10莫耳%至20莫耳%之具有8個碳原子的線性羧酸、40莫耳%至70莫耳%之具有9個碳原子的分枝羧酸及5莫耳%至12莫耳%之具有10個碳原子的線性羧酸；及(ii)10重量%至20重量%的烷基苯。
  9. 如請求項8之冷凍系統，其中該聚醇酯油包含12莫耳%至18莫耳%之二新戊四醇、0莫耳%至3莫耳%之具有5個碳原子的線性羧酸、3莫耳%至7莫耳%之具有7個碳原子的線性羧酸、12莫耳%至18莫耳%之具有8個碳原子的線性羧酸、50莫耳%至60莫耳%之具有9個碳原子的分枝羧酸及8莫耳%至12莫耳%之具有10個碳原子的線性羧酸。
  10. 一種潤滑壓縮機的方法，其包含將工作流體供應至該壓縮機，其中該工作流體包含：(a)潤滑油組分，其包含(i)聚醇酯油，其中該聚醇酯油包含以羧酸混合物酯化的二新戊四醇，其中該羧酸 混合物包含至少一種具有8至10個碳原子的線性羧酸，及(ii)烷基苯；及(b)冷媒，其包含氫氟烯烴-1336mzzZ/反-1,2-二氯乙烯。
  11. 如請求項10之方法，其中根據ASTM D445在40℃下測量，該聚醇酯油具有純淨黏度150cSt至180cSt。
  12. 如請求項10或11之任一項的方法，其中根據ASTM D445在100℃下測量，該烷基苯具有純淨黏度3cSt至100cSt。
  13. 如請求項10至12之任一項的方法，其中該聚醇酯油包含10莫耳%至20莫耳%之具有8個碳原子的線性羧酸。
  14. 如請求項10至13之任一項的方法，其中該聚醇酯油包含5莫耳%至12莫耳%之具有10個碳原子的線性羧酸。
  15. 如請求項10至14之任一項的方法，其中該聚醇酯油包含10莫耳%至20莫耳%之二新戊四醇、0莫耳%至10莫耳%之具有5個碳原子的線性羧酸、3莫耳重量%至10莫耳%之具有7個碳原子的線性羧酸、10莫耳%至20莫耳%之具有8個碳原子的線性羧酸、40莫耳%至70莫耳%之具有9個碳原子的分枝羧酸及5莫耳%至12莫耳%之具有10個碳原子的線性羧酸。
  16. 如請求項10至15之任一項的方法，其中該潤滑油組分包含：(a)75重量%至95重量%的聚醇酯油；及(b)5重量%至25重量%的烷基苯。
  17. 如請求項10至16之任一項的方法，其中該潤滑油組分 包含：(a)80重量%至90重量%的聚醇酯油；及(b)10重量%至20重量%的烷基苯。
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