酯化合物和润滑油组合物制造技术

一种在金属存在下具有热稳定性的酯化合物，其特征在于所述酯化合物是由具有５－１５个碳原子的二元或一元受阻醇和具有３－２０个碳原子的饱和脂族一元羧酸或其衍生物形成的，支链羧酸或其衍生物与对整个羧酸或其衍生物的比率不低于５０％（摩尔）；酯化合物的羟值不超过３０ｍｇＫＯＨ／ｇ；酯化合物的酸值不超过１０ｍｇＫＯＨ／ｇ，假定酸值的测定是在进行下述步骤之后进行的：将酯化合物的５克水浓度调节至不超过１０ｐｐｍ，将酯化合物与直径均为１．６毫米、长度为１００毫米的铁片、铜片和铝片一起置于内部容积为大约１５毫升的玻璃容器中，将容器内部脱气至不超过１．３Ｐａ，投入１克重量比为２３∶２５∶５２的二氟甲烷／五氟乙烷／１，１，１，２－四氟乙烷混合物，将容器密封，将容器在２５０℃静置３天。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种酯化合物、一种润滑油组合物和制冷机械用工作流体组合物。更具体地说，本专利技术涉及具有通过将酯化合物的结构进行特定的限制(通过选择具有特定结构的酯化合物)而赋予的在金属存在下的极佳的热稳定性的酯化合物和含有该酯化合物作为主要成分的制冷机械用润滑油组合物和工作流体组合物。
技术介绍
随着工业技术的进步，工业机械的动力在上升，尺寸在下降，润滑油的工作条件变得越来越严酷。此外，为了降低环境的负担，对润滑油也提出了节约能量和资源的要求。在这样的社会形势下，要求润滑油具有更好的性能，例如改善的热稳定性、极佳的氧化稳定性、高的粘度指数、低的挥发性和更好的低温流动性，并且矿物油基润滑油正在逐渐被合成润滑油所取代。我们注意到酯，特别是受阻酯被用于发动机油、润滑油脂、工作流体、透平油、载热油、金属工作油和制冷油。由于上述各种润滑油几乎总是在与金属接触的条件下使用，对油性能的各种要求必须在金属的存在下予以满足。然而，酯在金属存在下，在高温下会发生热降解，导致产生羧酸或金属羧酸盐的问题。上述问题在用于制冷机械(例如冷冻机)的压缩机润滑油中特别突出，其中受阻酯被用作制冷油来代替制冷剂。最近已经决定将在未来对一氯二氟甲烷(HCFC22)的使用加以限制，已经对在室内空调器、小型空调器和工业用制冷机械中的使用进行了这种限制，氢氟化碳便是一种候选的替代物。这种氢氟化碳混合物的使用使得压缩机的内部压力比目前在冷冻机中使用1，1，1，2-四氟乙烷(HFC134a)的高。具体来说，当它用于旋转压缩机或涡卷压缩机时，所用的制冷油暴露在严酷的热条件下。因而，人们更加关心上述问题。为了避免这些问题，人们考虑使用在金属存在下的热稳定的润滑油，例如烷基化的二苯基醚和全氟聚醚。然而，这些化合物特别是昂贵的，当使用烷基化的二苯基醚作制冷油时，其在氢氟化碳制冷剂中的不溶性是一个问题。基于上述的原因，人们需要在金属存在下热稳定和便宜的润滑油。顺便说一下，金属(铁)对酯化合物的热稳定性的影响被描述在文献R.L. COTTINGTON等人和SATISHK.NAIDU等人中。有人指出，添加TCP(磷酸三羟甲苯酯)能够有效地提高在金属存在下的热稳定性(上述R.L. COTTINGTON等人报导)。然而，根本没有提出关于在金属存在下的热稳定性与酯化合物结构的关系。也就是说，既没有提出改善用作基础油的酯化合物的热稳定性的可行性，也没有提出如果这样的改善是可行的话，酯结构的选择。另一方面，在许多出版物中已有报导，具有特定结构的酯化合物(即由支链羧酸形成的酯化合物)作为润滑油具有极佳的性能。具体来说，美国专利3115519，美国专利3282971，英国专利999099和英国专利1028402在说明书中公开了为获得具有极佳氧化稳定性的酯化合物，可以使用在羰基的α-或β-位具有2个侧链的的脂肪酸作受阻酯的原材料。在日本专利申请公开55-105644和一些其它出版物中还公开了从3，5，5-三甲基己酸和直链羧酸以90∶10至10∶90的比率制备的受阻酯具有极佳的氧化稳定性。日本专利申请公开5-17787和一些其它的出版物公开了从5-90％新戊基支化的脂肪酸和95-105直链脂肪酸和/或α-支化的脂肪酸制备的受阻酯具有极佳的耐热性。然而，关于在金属存在下的热稳定性则没有讨论。此外，在日本专利申请公开6-158079中，描述了一种在2-或3-位带有分支的羧酸酯作为润滑油组分具有极佳的粘度指数，但该出版物还提及了具有支化结构的羧酸酯与直链羧酸酯的相当，在氧化稳定性方面没有差别。如上所述，没有关于酯化合物在金属存在下的热稳定性的报导。在制冷油领域中，与含有HFC32的氢氟化碳一起使用的酯公开在日本专利申请公开5-17789，5-32985，5-239480，6-17073和8-502769中，在一些上述的出版物中指明了支链酰基与整个酰基基团的比率。然而，所有这些出版物仅仅提及了与含有HFC32的氢氟化碳的相容性。在日本专利申请公开3-200895，4-311797，4-314793和5-209171中公开了指明了支链酰基与整个酰基的比率。然而，这些出版物仅提及了与HFC134的相容性和耐水解性。日本专利申请公开3-217493和5-25484公开了指明酸值的酯。这些出版物仅仅提及了PET低聚物的耐磨性和洗脱。率和羟值的酯。然而，它仅仅提及了在HFC134a存在下的耐水解性。此外，日本专利申请公开6-108076公开了指明了支化酰基与整个酰基基团的比率和羟值的酯。然而，它仅仅提及了在HFC134a存在下的耐水解性。如上所述，没有关于酯在含有HFC32的氢氟化碳存在下的热稳定性的报导。专利技术公开本专利技术的第一个目的是提供具有良好的在金属存在下的热稳定性的受阻酯化合物。本专利技术的第二个目的是提供包含该酯化合物作为主要成分的制冷机械用润滑油组合物和工作流体组合物。本专利技术的第三个目的是提供将该酯化合物与润滑油共混来改善润滑油在金属存在下的热稳定性的方法。为达到上述目的本专利技术人进行了深入的研究。结果发现，从受阻醇和特定的支链羧酸获得的酯化合物具有明显改善的热稳定性，即使在金属的存在下也是如此，从而完成了本专利技术。简而言之，本专利技术的要点如下(1)一种在金属存在下具有热稳定性的酯化合物，其特征在于所述酯化合物是由具有5-15个碳原子的二元或一元受阻醇和具有3-20个碳原子的饱和脂族一元羧酸或其衍生物形成的；支链羧酸或其衍生物与对整个羧酸或其衍生物的比率不低于50％(摩尔)；酯化合物的羟值不超过30mgKOH/g；酯化合物的酸值不超过10mgKOH/g，假定酸值的测定是在进行下述步骤之后进行的将酯化合物的5克水浓度调节至不超过10ppm，将酯化合物与直径均为1.6毫米、长度为100毫米的铁片、铜片和铝片一起置于内部容积为大约15毫升的玻璃容器中，将容器内部脱气至不超过1.3Pa，投入1克重量比为23∶25∶52的二氟甲烷/五氟乙烷/1，1，1，2-四氟乙烷混合物，将容器密封，将容器在250℃静置3天；(2)上述第(1)项所述的酯化合物，其中所述酯化合物的酸值不超过1.0mgKOH/g，假定酸值的测定是在进行下述步骤之后进行的在1kW的旋转压缩机(G515QB1X，Hitachi，Ltd.制造)中加入450克水浓度已经被预先调节到不超过20ppm的酯化合物，和重量比为23∶25∶52的二氟甲烷/五氟乙烷/1，1，1，2-四氟乙烷混合物，以便将压缩机的外壳顶部温度调节到130℃，排出压力调节到26公斤力/平方厘米，吸入压力调节到5公斤力/平方厘米，使压缩机连续运行400小时；(3)上述第(1)项所述的酯化合物，其中支链羧酸或其衍生物对整个羧酸或其衍生物的比率不低于70％(摩尔)并且其中羟值不超过20mgKOH/g；(4)上述第(1)项或第(2)项所述的酯化合物，其中支链羧酸或其衍生物对整个羧酸或其衍生物的比率不低于50％(摩尔)并且其中羟值不超过10mgKOH/g；(5)上述第(1)项或第(2)项所述的酯化合物，其中支链羧酸或其衍生物对整个羧酸或其衍生物的比率不低于90％(摩尔)并且其中羟值不超过30mgKOH/g；(6)上述第(1)项所述的酯化合物，其中支链羧酸或其衍生物对整个羧酸或其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：酒井章充，原敏也，
申请(专利权)人：花王株式会社，
类型：发明
国别省市：