一种冷冻机油组合物及其制备方法技术

本发明专利技术属于润滑油技术领域，提供一种冷冻机油组合物及其制备方法，其组分包括：基础油：90

【技术实现步骤摘要】
一种冷冻机油组合物及其制备方法
[0001]

[0002]本专利技术属于润滑油
，本专利技术提供一种冷冻机油组合物及其制备方法。
[0003]
技术介绍

[0004]近年来，由于臭氧层出现破坏的问题日益突出，根据蒙特利尔议定书的要求，含氯的CFCs（氯氟烃）和HCFCs（氢氯氟烃）类制冷剂将逐渐被禁止和淘汰使用。HFCs（氢氟烃）类制冷剂因全球变暖指数（GWP）较低、无破坏臭氧层作用，已发展成为其替代的制冷剂。在制冷系统中，以CFCs和HCFCs作制冷剂时选用的冷冻机油组合物通常为矿物油、烷基苯油等；在变换冷媒类型后，随之而来的是冷冻机油组合物与制冷剂的相溶性、溶解粘度、润滑性和热氧化学稳定性等问题。
[0005]目前，氢氟烃(HFC)制冷系统中多使用合成多元醇酯(POE)类或聚醚(PVE)类基础油。其中，多元醇酯类油常用的有C4-C9脂肪酸的三羟甲基丙烷酯和季戊四醇酯油。随着制冷压缩机以节能环保等目的而进行的设备小型化，压缩机的热负荷也随之增大；而在苛刻条件下，合成酯类冷冻机油组合物也更容易变质而使润滑性能降低。为确保制冷压缩机能长期高速、可靠性运行，冷冻机油组合物的热氧化稳定性和抗磨性能需要进一步的改善。
[0006]为了提高和兼顾合成酯的润滑性、相溶性与稳定性，且通过改变冷冻机油组合物中添加剂配方来改善其品质特性的作用有限，一些专利提出从基础油的结构出发，提高冷冻机油组合物的稳定性与抗磨性，如：专利文献CN104093694B公开了一种混合多元醇酯，所述混合多元醇酯由季戊四醇脂肪酸酯或双季戊四醇脂肪酸酯组成，能够与R32制冷剂相溶的同时具有良好耐磨损性能。
[0007]专利文献CN 105505540A公开了一种适用于氢氟烃R32、R23、R134a、R125a或这几种混合物为制冷剂的润滑基本原料，以烷基化芳烃与多元醇酯配合使用以提高冷冻机油组合物的水解稳定性。
[0008]专利文献CN 104254515B公开了一种季戊四醇或混合多元醇与羧酸混合酯的制备方法，该混合酯冷冻机油组合物在均衡地表现出较好的相溶性、润滑性与氧化-水解稳定性等。但没有涉及或公开所述冷冻机油组合物与R32单一制冷剂具有良好相溶性，且同时兼顾稳定性与润滑性。
[0009]以上专利方案在一定程度上能提供较好润滑性能，然而兼顾合成酯的润滑性、相溶性与稳定性方面依然存不足之处。此外，这些多元醇酯大多数是脂肪酸与新戊基多元醇的酯化物，其基本结构单元均为脂肪酸的酯。

技术实现思路

[0010]为解决上述问题，本专利技术提出一种新结构的冷冻机油组合物及其制备方法，该组
合物以多元醇酯基础油和必要的添加剂组成。其中，基础油主要为含有多元醇苯甲酸混酯成分的新结构。这种通过多元酯分子中引入苯环，形成苯甲酸的酯结构，从本质上提高了基础油的稳定性，且兼顾了与R32制冷剂的相溶性，同时具有良好的润滑性与抗氧化性能。
[0011]本专利技术的技术方案为：一种冷冻机油组合物，其特征在于，其组分包括：基础油：90-99.8%重量份，其中含有多元醇苯甲酸混合酯油；抗氧剂：0.05-3%重量份；酸捕捉剂:0.05-3%重量份；抗磨剂:0.05-2%重量份；抗泡剂:0.05-2%重量份。
[0012]进一步的，所述基础油包含有苯甲酸的酯化物，苯甲酸在所述有机酸总量中所占的比例为4 mol%-35mol%，余量为C4-18直链或支链脂肪酸。
[0013]进一步的，所述苯甲酸包括苯甲酸及带有烷基或烷氧基取代基的苯甲酸中至少一种。
[0014]进一步的，所述苯甲酸是占有机酸原料总量的10mol％-30mol％，更优选为15mol％-20mol％。
[0015]进一步的，所述混合酯包括以下任一种：新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇。从结构的稳定性角度考虑，优选新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇和双季戊四醇等对称性较好的位阻醇的混合酯；从热稳定性及氧化稳定性较好方面考虑，更优选为季戊四醇或双季戊四醇的酯。
[0016]进一步的，所述混合酯包含式Ⅰ或式Ⅱ中酯类油中的一种或多种，结构式Ⅰ或式Ⅱ中，R1、R2、R3、R4和R5各自独立为C
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的烷基或苯基（-C6H5），且不同时为苯基；
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式Ⅰ；
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式Ⅱ。需要说明的是，本专利技术的混合酯中可含有作为杂质的部分羟基未被酯化的多元醇酯。
[0017]进一步的，所述抗氧剂包括以下的任一种：受阻酚、二芳胺、吩噻嗪、有机磺酸盐、二烷基二硫代氨基甲酸金属盐。
[0018]进一步的，所述酸捕捉剂包括以下的任一种：缩水甘油酯型环氧化合物、缩水甘油醚型环氧化合物和苯基缩水甘油醚。
[0019]进一步的，所述抗磨剂包括以下的任一种：烷基磷酸酯和烷基磷酸盐、二烷基二硫代磷酸盐和磷酸酯。
[0020]进一步的，所述抗泡剂包括含硅类的聚二甲基硅氧烷或其他非硅类的聚丙烯酸酯。
[0021]特别的，在本专利技术的冷冻机油组合物中，对本专利技术的冷冻油添加剂种类（抗氧剂、酸捕捉剂、抗磨剂、抗泡剂）没有特定限制，可采用其他现有技术实现。
[0022]进一步的，所述基础油在40℃的运动粘度为17-600mm2/s，优选为45-120mm2/s，更优选为60-95mm2/s。
[0023]本申请专利技术人通过大量创造性试验，获得由于含多元醇苯甲酸酯组分，在氢氟烃制冷剂(R32)体系中具有良好的热氧化学稳定性，同时具有较高的粘度指数，较低的倾点以及优异的抗磨损性能。
[0024]本专利技术通过在多元醇酯基础油中引入新戊基苯甲酸酯，利用苯环与酯基形成的π-π共轭体系的区域屏蔽作用，可提高多元醇酯基础油的结构稳定性；由于酯分子中的酯键极性较强，能吸附在摩擦表面，生成强度较高的油膜，降低摩擦表面的摩擦系数。因此，合成酯基础油的极性越强，其润滑减磨效果越好。根据酯的极性或非极性计算公式：非极性指数（NPI）=总碳原子数*相对分子质量（RMM）/羰基团数*100对于具有相同总碳原子数和羰基团数的酯，其相对分子质量越低，NPI就越小，极性也就越大。即具有相同总碳原子数和羰基团数的多元醇酯，不饱和度越高,极性就越大。因此，将具有不饱和度的苯甲酸引入到合成酯中，有利于提高基础油的极性，从而起到改善基础油的润滑性能的作用。
[0025]本专利技术还提供一种冷冻机油组合物的制备方法，包括以下步骤：将多元醇混合酯为多元醇与有机酸按羟基羧基摩尔比1:1.1，并按顺序分批加入脂肪酸、苯甲酸进行催化酯化反应制得，是经过除酸、除水、脱色吸附和精制后处理，得到的基础油目标产物；再将制得的基础油加入调和容器中，再添加抗氧剂、酸捕捉剂、抗磨剂或抗泡剂充分混
合均匀，得到的目标冷冻机油组合物产物。
[0026]本专利技术作为多元醇苯甲酸混合酯冷冻油，是包含任一多元醇酯带有苯甲酸酯成分的酯化物，并且可与氢氟烃系R-32制冷剂一起使用。
[0027]本专利技术解决了以下技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷冻机油组合物，其特征在于，其组分包括：基础油：90-99.8%重量份，其中含有多元醇苯甲酸混合酯油；抗氧剂：0.05-3%重量份；酸捕捉剂:0.05-3%重量份；抗磨剂:0.05-2%重量份；抗泡剂:0.05-2%重量份。2.根据权利要求1所述的冷冻机油组合物，其特征在于，所述基础油包含有苯甲酸的酯化物，苯甲酸在所述有机酸总量中所占的比例为4-35mol%，余量为C4-18直链或支链脂肪酸。3.根据权利要求2所述的冷冻机油组合物，其特征在于，所述苯甲酸包括苯甲酸及带有烷基或烷氧基取代基的苯甲酸中至少一种。4.根据权利要求3所述的冷冻机油组合物，其特征在于，所述苯甲酸是占有机酸原料总量的10mol％-30mol％，余量为C4-18直链或支链脂肪酸。5.根据权利要求1所述的冷冻机油组合物，其特征在于，所述混合酯包括以下任一种：新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇。6.根据权利要求5所述的冷冻机油组合物，其特征在于，所述混合酯包含式Ⅰ或式Ⅱ中酯类油中的一种或多种，结构式Ⅰ或Ⅱ中，R1、R2、R3、R4和R5各自独立为C
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡余生，林新俊，郭小青，史正良，徐嘉，
申请(专利权)人：珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：