TWI557222B - The refrigerating machine oil and the refrigerating machine are used as the moving fluid composition - Google Patents

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TWI557222B TW103134460A TW103134460A TWI557222B TW I557222 B TWI557222 B TW I557222B TW 103134460 A TW103134460 A TW 103134460A TW 103134460 A TW103134460 A TW 103134460A TW I557222 B TWI557222 B TW I557222B
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Hitoshi Takahashi
Ken Sawada
Akira Tada
Souichirou Konno
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Jx Nippon Oil & Energy Corp
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Description

冷凍機油、冷凍機用作動流體組合物
本發明係關於一種冷凍機油、冷凍機用作動流體組合物、含有聚伸烷基二醇之組合物作為微燃性氫氟碳冷媒用冷凍機油或含有微燃性氫氟碳冷媒之冷凍機用作動流體組合物的用途、及聚伸烷基二醇之用以製造微燃性氫氟碳冷媒用冷凍機油或含有微燃性氫氟碳冷媒之冷凍機用作動流體組合物的用途、冷凍機之阻燃化方法。
由於近年來臭氧層破壞之問題，先前用作冷凍機器之冷媒之CFC(氟氯碳化物)及HCFC(氫氟氯碳化物)成為管制對象，一直使用HFC(氫氟碳)代替該等作為冷媒。
於將CFC或HCFC設為冷媒之情形時，作為冷凍機油，可較佳地使用礦物油或烷基苯等烴油，冷凍機油係根據共存之冷媒之種類而顯示與冷媒之相溶性、潤滑性、與冷媒之溶解黏度、熱穩定性、化學穩定性等無法預料之行為，因此必須根據每種冷媒開發冷凍機油。因此，作為HFC冷媒用冷凍機油，例如開發有聚伸烷基二醇(參照專利文獻1)、酯(參照專利文獻2)、碳酸酯(參照專利文獻3)、聚乙烯醚(參照專利文獻4)等。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開平02-242888號公報
專利文獻2：日本專利特開平03-200895號公報
專利文獻3：日本專利特開平03-217495號公報
專利文獻4：日本專利特開平06-128578號公報
本發明之目的在於提供一種就阻燃性之觀點而言提高安全性之冷凍機油及含有該冷凍機油之冷凍機用作動流體組合物。
為了解決上述問題，本發明提供一種冷凍機油，其係含有由下述通式(1)表示R1-(OR3)n-OR2 (1)
[式中，R1及R2彼此可相同亦可不同，分別表示氫原子、碳數1~5之烷基或碳數2~5之醯基，R3表示碳數2~4之伸烷基，n表示上述通式(1)所表示之聚伸烷基二醇之數量平均分子量成為1000~2500的整數]
且重量平均分子量Mw與數量平均分子量Mn之比Mw/Mn為1.00~1.15之聚伸烷基二醇者，且該冷凍機油可與微燃性氫氟碳冷媒一起使用。
較佳為於上述通式(1)所表示之聚伸烷基二醇中R3所表示之伸烷基中伸乙基所占比率為40莫耳%以下。
又，本發明提供一種冷凍機用作動流體組合物，其含有上述冷凍機油與微燃性氫氟碳冷媒。
於本發明中，微燃性氫氟碳冷媒可設為含有選自由1,3,3,3-四氟丙烯及2,3,3,3-四氟丙烯所組成之群中之至少1種者。
又，本發明亦可謂一種組合物之用途，該組合物係含有由下述通式(1)表示R1-(OR3)n-OR2 (1)
[式中，R1及R2彼此可相同亦可不同，分別表示氫原子、碳數1~5之烷基或碳數2~5之醯基，R3表示碳數2~4之伸烷基，n表示上述通式(1)所表示之聚伸烷基二醇之數量平均分子量成為1000~2500的整數]
且重量平均分子量Mw與數量平均分子量Mn之比Mw/Mn為1.00~1.15之聚伸烷基二醇者，該組合物係用作微燃性氫氟碳冷媒用冷凍機油或含有微燃性氫氟碳冷媒之冷凍機用作動流體組合物。
又，本發明亦可謂一種聚伸烷基二醇之用途，該聚伸烷基二醇係由下述通式(1)表示R1-(OR3)n-OR2 (1)
[式中，R1及R2彼此可相同亦可不同，分別表示氫原子、碳數1~5之烷基或碳數2~5之醯基，R3表示碳數2~4之伸烷基，n表示上述通式(1)所表示之聚伸烷基二醇之數量平均分子量成為1000~2500的整數]
且重量平均分子量Mw與數量平均分子量Mn之比Mw/Mn為1.00~1.15者，該聚伸烷基二醇係用於製造微燃性氫氟碳冷媒用冷凍機油或含有微燃性氫氟碳冷媒之冷凍機用作動流體組合物。
又，本發明提供一種冷凍機之阻燃化方法，該方法使用微燃性氫氟碳冷媒，且該方法藉由使用含有由下述通式(1)R1-(OR3)n-OR2 (1)
[式中，R1及R2彼此可相同亦可不同，分別表示氫原子、碳數1~5之烷基或碳數2~5之醯基，R3表示碳數2~4之伸烷基，n表示上述通式(1)所表示之聚伸烷基二醇之數量平均分子量成為1000~2500的整數]
且重量平均分子量Mw與數量平均分子量Mn之比Mw/Mn為1.00~1.15之聚伸烷基二醇的組合物作為冷凍機油，而將冷凍機阻燃化。
根據本發明，可提供一種就阻燃性之觀點而言提高安全性之冷凍機油及含有該冷凍機油之冷凍機用作動流體組合物。
1‧‧‧冷媒壓縮機
2‧‧‧氣體冷卻器
3‧‧‧膨脹機構
4‧‧‧蒸發器
5‧‧‧流路
10‧‧‧冷凍機
a、b、c、d‧‧‧位置點
圖1係表示冷凍機之構成之一例之概略圖。
以下，對本發明之較佳實施形態詳細地進行說明。
本實施形態之冷凍機油含有由通式(1)表示R1-(OR3)n-OR2 (1)
[式中，R1及R2彼此可相同亦可不同，分別表示氫原子、碳數1~5之烷基或碳數2~5之醯基，R3表示碳數2~4之伸烷基，n表示上述通式(1)所表示之聚伸烷基二醇之數量平均分子量成為1000~2500的整數]
且重量平均分子量Mw與數量平均分子量Mn之比Mw/Mn為1.00~1.15的聚伸烷基二醇(以下，根據情況稱作「本實施形態之聚伸烷基二醇」)，且可與微燃性氫氟碳冷媒一起使用。本實施形態之冷凍機用作動流體組合物含有下述冷凍機油與微燃性氫氟碳冷媒，該冷凍機油含有由上述通式(1)表示且重量平均分子量Mw與數量平均分子量Mn之比Mw/Mn為1.00~1.15之聚伸烷基二醇。本實施形態之冷凍機用作動流體組合物包含含有本實施形態之冷凍機油與微燃性氫氟碳冷媒之態樣。
上述式(1)中，R1及R2彼此可相同亦可不同，分別表示氫原子、碳數1~5之烷基或碳數2~5之醯基。於R1、R2分別為烷基或醯基之情形時，該等可為直鏈狀者，亦可為支鏈狀者。作為此種烷基，具體而言，可列舉：甲基、乙基、直鏈狀或支鏈狀之丙基、直鏈狀或支鏈狀之丁基、直鏈狀或支鏈狀之戊基等，作為醯基，具體而言，可列舉： 乙醯基、直鏈狀或支鏈狀之丙醯基、直鏈狀或支鏈狀之丁醯基、直鏈狀或支鏈狀之戊醯基等。該等烷基及醯基之中，就與冷媒之相溶性之方面而言，更佳為甲基、乙基、直鏈狀或支鏈狀之丙基、直鏈狀或支鏈狀之丁基、乙醯基、直鏈狀或支鏈狀之丙醯基、直鏈狀或支鏈狀之丁醯基，進而較佳為甲基、乙基或乙醯基，最佳為甲基或乙醯基。若烷基及醯基之碳數為5以下，則相對於冷媒顯示相溶性之組成範圍擴大，可抑制冷媒壓縮機之潤滑不良或蒸發器中之熱交換障礙。
上述式(1)中，R3表示碳數2~4之伸烷基。作為此種伸烷基，具體而言，可列舉：伸乙基(-CH2CH2-)、伸丙基(-CH(CH3)CH2-)、三亞甲基(-CH2CH2CH2-)、伸丁基(-CH(CH2CH3)CH2-)、四亞甲基(-CH2CH2CH2CH2-)等。該等伸烷基之中，更佳為伸乙基、伸丙基、伸丁基、四亞甲基。R3所表示之伸烷基中碳數2之伸烷基(即伸乙基)所占之比率較佳為40莫耳%以下，更佳為30莫耳%以下，進而較佳為25莫耳%以下，最佳為20莫耳%以下。碳數2之伸烷基(伸乙基)之比率為40莫耳%以下之情形由於冷媒相溶性優異故而較佳。
本實施形態之聚伸烷基二醇之數量平均分子量(Mn)例如可設為500~3000，可設為600~2000，可設為600~1500。本實施形態之聚伸烷基二醇之數量平均分子量(Mn)較佳為1500~2500，更佳為1510~2300，進而較佳為1520~2100。式(1)中之n為該聚伸烷基二醇之數量平均分子量滿足上述條件之整數。於聚伸烷基二醇之數量平均分子量為上述下限值以上之情形時，微燃性氫氟碳於冷媒共存下之潤滑性提昇。於聚伸烷基二醇之數量平均分子量為上述上限值以下之情形時，於低溫條件下相對於微燃性氫氟碳冷媒顯示相溶性之組成範圍擴大，且可抑制冷媒壓縮機之潤滑不良或蒸發器中之熱交換障礙。
於本實施形態之聚伸烷基二醇中，重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)為1.00~1.15以下，為1.00~1.14，更佳 為1.00~1.13，進而較佳為1.00~1.12。若Mw/Mn為1.15以下，則可提高聚伸烷基二醇之引火點及自然著火點。若Mw/Mn為1.15以下，則可確保微燃性氫氟碳冷媒與冷凍機油之相溶性。就提昇冷凍機油之潤滑性之觀點而言，Mw/Mn亦可設為1.02以上、1.04以上、1.06以上或1.08以上。本實施形態之聚伸烷基二醇之重量平均分子量(Mw)係以Mn及Mw/Mn滿足上述條件之方式而適當選定。
所謂本發明中之重量平均分子量(Mw)、數量平均分子量(Mn)及重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)，意指藉由GPC(gel permeation chromatography，滲透層析法)分析所得之Mw、Mn及Mw/Mn(聚丙二醇(標準試樣)換算值)。Mw、Mn及Mw/Mn例如可按以下之方式測定。
使用氯仿作為溶劑，進行稀釋而製備將試樣濃度設為1質量%之溶液。使用GPC裝置(Waters Alliance2695)對該試樣溶液進行分析。使用溶劑之流速為1ml/min、可分析之分子量為100至10,000之管柱，以折射率作為檢測器而實施分析。再者，由於使用分子量明確之聚丙二醇標準求出管柱保持時間與分子量之關係，另外製作校正曲線後根據所得之保持時間決定分子量。
本實施形態之聚伸烷基二醇之引火點較佳為220℃以上，更佳為230℃以上，進而較佳為240℃以上。本發明中之引火點意指依據JIS K2265-4：2007「引火點之求法-第4部分：克利夫蘭開放法」所測定之引火點。
本實施形態之聚伸烷基二醇之自然著火點較佳為330℃以上，更佳為340℃以上，進而較佳為350℃以上。本發明中之自然著火點意指利用依據ASTM E 659-1978之方法所測定之值。
本實施形態之聚伸烷基二醇於100℃下動黏度較佳為4~30mm2/s，更佳為5~20mm2/s，進而較佳為6~18mm2/s，進而更佳為7 ~16mm2/s，尤佳為8~15mm2/s，最佳為10~15mm2/s。若100℃下之動黏度為上述下限值以上，則於冷媒共存下潤滑性提昇，若為上述上限值以下，則相對於冷媒顯示相溶性之組成範圍擴大，且可抑制冷媒壓縮機之潤滑不良或蒸發器中之熱交換障礙。
本實施形態之聚伸烷基二醇於40℃下動黏度較佳為10~200mm2/s，更佳為20~150mm2/s。若40℃下之動黏度為10mm2/s以上，則有潤滑性或壓縮機之密閉性提昇之傾向，若為200mm2/s以下，則於低溫條件下相對於冷媒顯示相溶性之組成範圍擴大，且可抑制冷媒壓縮機之潤滑不良或蒸發器中之熱交換障礙。
本發明之動黏度意指JIS K-2283-1993所規定之動黏度。
本實施形態之聚伸烷基二醇之流動點較佳為-10℃以下，更佳為-20~-50℃。若使用流動點為-10℃以下之聚伸烷基二醇，則有可抑制低溫時冷凍機油於冷媒循環系統內固化之傾向。本發明中之流動點意指JIS K2269-1987所規定之流動點。
本實施形態之聚伸烷基二醇之羥值並無特別限定，較佳為100mgKOH/g以下，更佳為50mgKOH/g以下，進而較佳為30mgKOH/g以下，最佳為10mgKOH/g以下。
本實施形態之聚伸烷基二醇可使用公知之方法而合成(例如參照「環氧烷聚合物」，柴田滿太等、海文堂、1990年11月20日發行)。例如使1種以上之特定環氧烷與醇(R1OH；R1表示與上述通式(1)中之R1相同之定義內容)加成聚合，進而將末端羥基醚化或酯化，藉此可獲得上述通式(1)所表示之聚伸烷基二醇。於在上述製造步驟中使用不同之2種以上之環氧烷之情形時，所得之聚伸烷基二醇可為無規共聚物、嵌段共聚物中之任一者，就存在氧化穩定性更優異之傾向之方面而言，較佳為嵌段共聚物，就存在低溫流動性更優異之傾向之方面而言，較佳為無規共聚物。
於本實施形態之聚伸烷基二醇之製造步驟中，存在環氧丙烷等環氧烷引起副反應而於分子中形成烯丙基等不飽和基之情況。若於聚伸烷基二醇分子中形成不飽和基，則容易產生聚伸烷基二醇本身之熱穩定性下降、因聚合物生成所致之沈澱物生成、或因抗氧化性(抗氧化性)下降引起的過氧化物生成的現象。尤其是若生成過氧化物，則發生分解而生成具有羰基之化合物，進而具有羰基之化合物生成沈澱物而容易引起毛細管堵塞。
因此，作為本實施形態之聚伸烷基二醇，較佳為源自不飽和基等之不飽和度較低者，具體而言，不飽和度較佳為0.04meq/g以下，更佳為0.03meq/g以下，進而較佳為0.02meq/g以下。過氧化物值較佳為10.0meq/kg以下，更佳為5.0meq/kg以下，進而較佳為1.0meq/kg。進而，羰值較佳為100重量ppm以下，更佳為50重量ppm以下，進而較佳為20重量ppm以下。
所謂本發明中之不飽和度、過氧化物值及羰值，分別指藉由日本油化學會製定之基準油脂分析試驗法所測定之值。即，本發明中之不飽和度意指利用下述方法所得之值(meq/g)：使威伊斯氯化碘溶液(ICl-乙酸溶液)與試樣反應並放置於暗處，其後將過量之ICl還原為碘，利用硫代硫酸鈉對碘成分進行滴定而算出碘值，並將該碘值換算為乙烯基當量。所謂本發明中之過氧化物值，意指利用下述方法所得之值(meq/kg)：於試樣中添加碘化鉀，利用硫代硫酸鈉對所產生之游離之碘進行滴定，並將該游離之碘換算為相對於試樣1kg之毫當量數。所謂本發明中之羰值，意指利用下述方法所得之值(重量ppm)：使2,4-二硝基苯肼對試樣作用，使其產生具顯色性之醌離子，測定該試樣之480nm中之吸光度，以預先以桂皮醛作為標準物質所求出之校正曲線為基礎將吸光度換算成羰基量。
於本實施形態中，為了獲得不飽和度、過氧化物值及羰值較低 之聚伸烷基二醇，較佳為將使環氧烷反應時之反應溫度設為120℃以下，更佳為設為110℃以下。若存在於製造時使用鹼性觸媒之情況且為了將其去除而使用無機系吸附劑(例如，活性碳、活性白土、膨潤土、白雲石、鋁矽酸鹽等)，則可減小不飽和度。藉由製造或使用該聚伸烷基二醇時極力避免與氧之接觸並添加抗氧化劑，亦可防止過氧化物值或羰值上升。
本實施形態之冷凍機油含有上述聚伸烷基二醇，即便於僅使用該聚伸烷基二醇之情形時，冷凍機油及含有該冷凍機油之冷凍機用作動流體組合物係就阻燃性之觀點而言可提高安全性者，視需要亦可添加除下述上述聚伸烷基二醇以外之基油或添加劑。
關於本實施形態之冷凍機油中之上述聚伸烷基二醇之含量，只要無損上述優異之特性，則並無特別限制，以冷凍機油總量為基準，較佳為50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為含有90質量%以上。若上述聚伸烷基二醇之含量為50質量%以上，則可進一步提高冷凍機油及含有該冷凍機油之冷凍機用作動流體組合物之安全性。
作為除本實施形態之聚伸烷基二醇以外之基油，可使用礦物油、烯烴聚合物、萘化合物、烷基苯等烴系油；及酯系基油(單酯、二酯、多元醇酯等)、除本實施形態之聚伸烷基二醇以外之聚二醇、聚乙烯醚、酮、聚苯基醚、聚矽氧、聚矽氧烷、全氟醚等含有氧之合成油。作為含有氧之合成油，可較佳地使用多元醇酯、聚乙烯醚。
為了進一步提高本實施形態之冷凍機油及冷凍機用作動流體組合物之性能，本實施形態之冷凍機油及冷凍機用作動流體組合物視需要可含有先前公知之冷凍機油用添加劑。作為上述添加劑，例如可列舉：抗氧化劑、酸捕捉劑、抗磨耗劑、極壓添加劑、油性劑、消泡劑、金屬減活劑、黏度指數提昇劑、流動點降低劑、清潔分散劑。該 等添加劑可單獨使用1種，亦可將2種以上組合使用。該等添加劑之含量並無特別限制，以冷凍機油總量為基準，較佳為10質量%以下，更佳為5質量%以下。
本實施形態之冷凍機油於40℃下之動黏度並無特別限定，較佳為3~1000mm2/s，更佳為4~500mm2/s，進而較佳為5~400mm2/s。本實施形態之冷凍機油於100℃下之動黏度較佳為1~100mm2/s，更佳為2~50mm2/s。
本實施形態之冷凍機油之水分含量並無特別限定，以冷凍機油總量為基準，較佳為500ppm以下，更佳為300ppm以下，進而較佳為200ppm以下。尤其是於用於密閉型冷凍機用之情形時，就對冷凍機油之熱穩定性、化學穩定性或電絕緣性之影響之觀點而言，要求水分含量較少。
本實施形態之冷凍機油之酸值並無特別限定，為了防止對冷凍機或配管所使用之金屬之腐蝕，及為了防止本實施形態之冷凍機油所含有之酯分解，較佳為0.1mgKOH/g以下，更佳為0.05mgKOH/g以下。所謂本發明中之酸值，意指依據JIS K2501：2003「石油製品及潤滑油-中和值試驗方法」所測定之酸值。
本實施形態之冷凍機油之灰分並無特別限定，為了提高冷凍機油之熱穩定性、化學穩定性並抑制沈澱物等之產生，較佳為100ppm以下，更佳為50ppm以下。所謂本發明中之灰分，意指依據JIS K2272：1998「原油及石油製品-灰分及硫酸灰分試驗方法」所測定之灰分之值。
本實施形態之冷凍機油可與微燃性氫氟碳(HFC)冷媒一起使用，本實施形態之冷凍機用作動流體組合物含有微燃性氫氟碳(HFC)冷媒。氫氟碳(HFC)冷媒包含飽和氟代烴冷媒(亦稱作氫氟烷烴冷媒)及不飽和氟代烴冷媒(亦稱作氫氟烯烴冷媒、氫氟烯烴冷媒或HFO冷 媒)。所謂本發明中之微燃性冷媒，意指ASHRAE(The American Society of Heating，Refrigerating and Air-conditioning Engineers)34之燃燒性分類中之A2L分類中所含之冷媒。
作為微燃性氫氟碳冷媒，例如可列舉：二氟甲烷(HFC-32)、1,3,3,3-四氟丙烯(HFC-1234ze)、2,3,3,3-四氟丙烯(HFC-1234yf)。作為微燃性氫氟碳冷媒，較佳為1,3,3,3-四氟丙烯(HFC-1234ze)或2,3,3,3-四氟丙烯(HFC-1234yf)。
可與本實施形態之冷凍機油一起使用之冷媒可為微燃性氫氟碳冷媒與其他冷媒之混合冷媒。作為其他冷媒，可列舉：除微燃性氫氟碳冷媒以外之氫氟碳冷媒、全氟醚類等含氟醚系冷媒；雙(三氟甲基)硫化物冷媒、三氟碘甲烷冷媒、二甲醚、二氧化碳、氨及烴等自然系冷媒。作為其他冷媒，可較佳地使用包括不具有氧原子之化合物之冷媒。
作為除微燃性氫氟碳冷媒以外之氫氟碳冷媒，例如可列舉：三氟甲烷(HFC-23)、五氟乙烷(HFC-125)、1,1,2,2-四氟乙烷(HFC-134)、1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)、1,1,1-三氟乙烷(HFC-143a)、1,1-二氟乙烷(HFC-152a)、氟乙烷(HFC-161)、1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(HFC-227ea)、1,1,1,2,3,3-六氟丙烷(HFC-236ea)、1,1,1,3,3,3-六氟丙烷(HFC-236fa)、1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)、1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC-365mfc)、1,2,3,3,3-五氟丙烯(HFC-1225ye)等。
作為烴冷媒，較佳為碳數3~5之烴，具體而言，例如可列舉：甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、環丙烷、正丁烷、異丁烷、環丁烷、甲基環丙烷、2-甲基丁烷、正戊烷或該等之2種以上之混合物。該等之中，可較佳地使用於25℃、1氣壓下為氣體者，較佳為丙烷、正丁烷、異丁烷、2-甲基丁烷或該等之混合物。
作為含氟醚系冷媒，具體而言，例如可列舉：HFE-134p、HFE-245mc、HFE-236mf、HFE-236me、HFE-338mcf、HFE-365mcf、HFE- 245mf、HFE-347mmy、HFE-347mcc、HFE-125、HFE-143m、HFE-134m、HFE-227me等，該等冷媒可根據用途或要求性能而適當選擇。
於本實施形態之冷媒為混合冷媒之情形時，微燃性氫氟碳冷媒與其他冷媒之混合比(質量比，微燃性氫氟碳冷媒：其他冷媒)較佳為1：99~99：1，更佳為5：95~95：5。
本實施形態之冷凍機油通常於冷凍機中僅以微燃性氫氟碳冷媒之形式存在或以與混合冷媒混合而成之冷凍機用作動流體組合物之形式存在。本實施形態之冷凍機用作動流體組合物中之冷凍機油與冷媒之調配比率並無特別限制，相對於冷媒100質量份，冷凍機油較佳為1~500質量份，更佳為2~400質量份。
本實施形態之冷凍機至少具備具有冷媒壓縮機、氣體冷卻器、膨脹機構及蒸發器之冷媒循環系統。該冷凍機包含汽車用空調、除濕器、冷藏室、冷凍冷藏倉庫、自動販賣機、展示櫃、化學設備等中之冷卻裝置、住宅用空調器、櫃式空調機、供熱水用熱泵等。
圖1係表示本實施形態之冷凍機之構成之一例之概略圖。如圖1所示，冷凍機10例如至少具備下述冷媒循環系統，該冷媒循環系統係冷媒壓縮機1、氣體冷卻器2、膨脹機構3(毛細管、膨脹閥等)及蒸發器4於流路5中依序連接而成者。於該冷媒循環系統中，首先，自冷媒壓縮機1噴出至流路5內之高溫(通常70~120℃)之微燃性氫氟碳冷媒(以下亦簡稱為「冷媒」)於氣體冷卻器2中成為高密度之流體(超臨界流體等)。繼而，冷媒藉由通過膨脹機構3所具有之狹窄之流路而液化，進而於蒸發器4中氣化而成為低溫(通常-40~0℃)。
於圖1中之冷媒壓縮機1內中，於高溫(通常70~120℃)條件下少量之冷媒與大量之冷凍機油共存。自冷媒壓縮機1噴出至流路5之冷媒為氣體狀，且以霧之形式含有少量(通常1~10%)之冷凍機油，該霧狀冷凍機油中溶解有少量之冷媒(圖1中之點a)。繼而，於氣體冷卻器2 內，氣體狀冷媒被壓縮而成為高密度之流體，於相對高溫(通常50~70℃左右)條件下大量之冷媒與少量之冷凍機油共存(圖1中之點b)。進而，大量之冷媒與少量之冷凍機油之混合物依次被送至膨脹機構3、蒸發器4而急遽地成為低溫(通常-40~0℃)(圖1中之點c、d)，再被返送至冷媒壓縮機1。
藉由使用含有本實施形態之聚伸烷基二醇之組合物作為冷凍機油，可將如上所述之使用微燃性氫氟碳冷媒之冷凍機阻燃化。
本實施形態之冷凍機油及冷凍機用作動流體組合物可較佳地用於具有往返動式或旋轉式密閉型壓縮機之空調、冷藏室、或者開放型或密閉型車用空調。本實施形態之冷凍機油及冷凍機用作動流體組合物可較佳地用於除濕機、供熱水器、冷凍室、冷凍冷藏倉庫、自動販賣機、展示櫃、化學設備等之冷卻裝置等。本實施形態之冷凍機油及冷凍機用作動流體組合物亦可較佳地用於具有離心式壓縮機者。
實施例
以下，基於實施例及比較例對本發明進一步具體地進行說明，但本發明未受以下實施例之任何限定。
[實施例1~4、比較例1~6]
於實施例1~4及比較例1~6中，分別使用以下所示之基油1~10製備冷凍機油。
(基油)
基油1：Me-O-(PO)n-Me
[數量平均分子量Mn：800，重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)：1.08，氧基伸乙基於總氧基伸烷基中所占之比率：0莫耳%]
基油2： Me-O-(EO,PO)n-Me
[數量平均分子量Mn：800，重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)：1.17，氧基伸乙基於總氧基伸烷基中所占之比率：10莫耳%]
基油3：Me-O-(PO)n-Me
[數量平均分子量Mn：1500，重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)：1.10，氧基伸乙基於總氧基伸烷基中所占之比率：0莫耳%]
基油4：Me-O-(EO,PO)n-Me
[數量平均分子量Mn：1500，重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)：1.05，氧基伸乙基於總氧基伸烷基中所占之比率：30莫耳%]
基油5：Me-O-(PO)n-Me
[數量平均分子量Mn：1500，重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)：1.18，氧基伸乙基於總氧基伸烷基中所占之比率：0莫耳%]
基油6：Me-O-(EO,PO)n-Me
[數量平均分子量Mn：1500，重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)：1.21，氧基伸乙基於總氧基伸烷基中所占之比率：40莫耳%]
基油7：Ac-O-(PO)n-Ac
[數量平均分子量Mn：1000，重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)：1.13，氧基伸乙基於總氧基伸烷基中所占之比率：0莫耳%]
基油8：Me-O-(PO)n-Me
[數量平均分子量Mn：400，重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)：1.12，氧基伸乙基於總氧基伸烷基中所占之比率：0莫耳%]
基油9：Me-O-(PO)n-Me
[數量平均分子量Mn：2300，重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)：1.14，氧基伸乙基於總氧基伸烷基中所占之比率：0莫耳%]
基油10：Me-O-(EO,PO)n-Me
[數量平均分子量Mn：2700，重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)：1.27，氧基伸乙基於總氧基伸烷基中所占之比率：30莫耳%]
於基油1~10中，Me表示甲基，Ac表示乙醯基，EO表示氧基伸乙基，PO表示氧基伸丙基。
繼而，對實施例1~4及比較例1~6之各冷凍機油實施以下所示之評價。
(各種性狀之評價)
依據以下所示之試驗方法對冷凍機油之各種性狀進行評價。
動黏度：JIS K2283-1993
流動點：JIS K2269-1987
引火點：JIS K2265-4：2007
自然著火點：ASTM E 659-1978
(冷媒相溶性之評價)
依據JIS K2211：2009「冷凍機油」之「與冷媒之相溶性試驗方法」，對2,3,3,3-四氟丙烯(HFC-1234yf)18g調配冷凍機油2g，並觀察冷媒與冷凍機油於0℃下是否相互溶解。將所得之結果示於表1~2。表中，「相溶」意指冷媒與冷凍機油相互溶解，「分離」意指冷媒與冷凍機油分離為兩層。
於在冷凍機中將實施例1~4之冷凍機油與微燃性氫氟碳冷媒一起使用之情形時，可實現阻燃化。
1‧‧‧冷媒壓縮機
2‧‧‧氣體冷卻器
3‧‧‧膨脹機構
4‧‧‧蒸發器
5‧‧‧流路
10‧‧‧冷凍機
a、b、c、d‧‧‧位置點

Claims (5)

  1. 一種冷凍機油，其係含有由下述通式(1)表示R1-(OR3)n-OR2 (1)[式中，R1及R2彼此可相同亦可不同，分別表示氫原子、碳數1~5之烷基或碳數2~5之醯基，R3表示碳數2~4之伸烷基，n表示上述通式(1)所表示之聚伸烷基二醇之數量平均分子量成為1000~2500的整數]，上述通式(1)中，R3所表示之伸烷基中伸乙基所占之比率為30莫耳%以下，且重量平均分子量Mw與數量平均分子量Mn之比Mw/Mn為1.00~1.15的聚伸烷基二醇，且該冷凍機油可與僅包含選自由二氟甲烷、1,3,3,3-四氟丙烯及2,3,3,3-四氟丙烯所組成之群中之至少1種之微燃性氫氟碳之冷媒一起使用。
  2. 如請求項1之冷凍機油，其中於上述通式(1)中，R1及R2表示甲基，R3表示伸丙基，n表示上述數量平均分子量成為1500~2500的整數。
  3. 一種冷凍機用作動流體組合物，其含有如請求項1或2之冷凍機油與僅包含選自由二氟甲烷、1,3,3,3-四氟丙烯及2,3,3,3-四氟丙烯所組成之群中之至少1種之微燃性氫氟碳之冷媒。
  4. 一種組合物之使用方法，其係可將組合物用作僅包含選自由二氟甲烷、1,3,3,3-四氟丙烯及2,3,3,3-四氟丙烯所組成之群中之至少1種之微燃性氫氟碳之冷媒用冷凍機油或僅含有上述微燃性氫氟碳之冷媒之冷凍機用作動流體組合物者，該組合物係含有由下述通式(1)表示R1-(OR3)n-OR2 (1)[式中，R1及R2彼此可相同亦可不同，分別表示氫原子、碳數1 ~5之烷基或碳數2~5之醯基，R3表示碳數2~4之伸烷基，n表示上述通式(1)所表示之聚伸烷基二醇之數量平均分子量成為1000~2500的整數]，上述通式(1)中，R3所表示之伸烷基中伸乙基所占之比率為30莫耳%以下，且重量平均分子量Mw與數量平均分子量Mn之比Mw/Mn為1.00~1.15的聚伸烷基二醇者。
  5. 一種聚伸烷基二醇之使用方法，其係將聚伸烷基二醇用於製造僅包含選自由二氟甲烷、1,3,3,3-四氟丙烯及2,3,3,3-四氟丙烯所組成之群中之至少1種之微燃性氫氟碳之冷媒用冷凍機油或僅含有上述微燃性氫氟碳之冷媒之冷凍機用作動流體組合物者，該聚伸烷基二醇係由下述通式(1)表示R1-(OR3)n-OR2 (1)[式中，R1及R2彼此可相同亦可不同，分別表示氫原子、碳數1~5之烷基或碳數2~5之醯基，R3表示碳數2~4之伸烷基，n表示上述通式(1)所表示之聚伸烷基二醇之數量平均分子量成為1000~2500的整數]，上述通式(1)中，R3所表示之伸烷基中伸乙基所占之比率為30莫耳%以下，且重量平均分子量Mw與數量平均分子量Mn之比Mw/Mn為1.00~1.15。
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