压缩型冷冻机用润滑油以及使用该润滑油的冷冻装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种压缩型冷冻机用润滑油，其含有聚乙烯基醚类化 合物和有机羧酸碱金属盐，所述聚乙烯基醚类化合物的分子中具有亚 烷基二醇单元或聚氧亚烷基二醇单元以及乙烯基醚单元，且分子量在 300～3,000的范围内。该压缩型冷冻机用润滑油在二氧化碳气氛下， 相溶性好，且粘度指数高，耐磨损性、以及贮藏稳定性优良。

【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压缩型冷冻机用润滑油，更详细地涉及使用自然 类制冷剂的压缩型冷冻机用润滑油以及使用它的冷冻装置。
技术介绍
一直以来，冷冻机，例如包括压缩机、冷凝器、膨胀结构以及蒸发器的压缩式冷冻循环中，使用CFC(氯氟烃)、HCFC(氢氯氟烃)作为 制冷剂，或者与它们并用来制造使用多种润滑油。然而，以前作为制冷剂使用的这些氟隆(7口 y)化合物，被释放到 大气中时，担心其可能会破坏臭氧层，导致环境污染问题。近年来，从处理该环境污染方面考虑，开展了可以成为其代替品 的HFC(氢氟烃)的开发，即以1，1，1,2-四氟乙烷(R-134a)为代表的、对 环境污染可能性小的各种所谓氟隆代替品逐渐进入市场。但是，这种HFC中，仍然存在全球暖化能量高等问题，近年来正 在考虑使用不存在这种问题的自然类制冷剂。另一方面，作为不会破坏臭氧层、且对全球变暖几乎没有影响的 自然类制冷剂，正在研究碳酸气体(二氧化碳)、氨气、烃类气体作为不 久的将来的制冷剂。例如，碳酸气体(二氧化碳)对环境无害，从对人的安全性的观点来 看是优良的制冷剂，而且还具有以下优点i)接近经济上最适水平的压 力、ii)与以前的制冷剂相比，压力比非常小、iii)对于通常的油和机械 的构造材料具有优异的适应性、iv)无论何处均可筒单地获得、v)不需 要回收，非常廉价等， 一直以来作为一部分冷冻机等的制冷剂被使用， 近年来正在研究其作为汽车空调、热水供应用热泵的制冷剂的应用。一般，压缩型冷冻机至少由压缩机、冷凝器、膨胀结构(膨胀阀等)、 蒸发器等构成，其结构为在这种压缩型冷冻机润滑油中作为冷冻装 置润滑油的冷冻机油和制冷剂的混合液体，在该密闭系统内循环。在这种压缩型冷冻机中，虽然装置的种类也有影响，但是一般在 压缩机内为高温、在冷却器内为4氐温，因此需要制冷剂和润滑油在从6低温到高温的较宽温度范围内不发生相分离，而在该系统内循环。一般，作为制冷剂和润滑油不发生相分离而相溶的温度区域，优选为-20。C以下至0。C以上的范围，特别优选高温侧为10。C以上。如果在冷冻机的运转中发生相分离，那么会对装置的寿命和效率产生显著的不良影响。例如，如果在压缩机部分制冷剂和润滑油发生相分离，则活动部会变得润滑不良，从而引起烧结等使装置的寿命显著缩短；另一方面如果在蒸发器内发生相分离，则由于存在粘度高的润滑油而导致热交换的效率降低。另外，使用压缩型冷冻机用润滑油的目的是润滑冷冻机的活动部 分，所以其润滑性能当然也是很重要的。特别是由于压缩机内为高温，所以能够保持润滑所必要的油膜的 粘度是很重要的。必要的粘度，根据所用的压缩机的种类、使用条件而不同，通常， 与制冷剂混合之前的润滑油的粘度(运动粘度)在100。C下优选为1~ 50mmVs ，特别优选为5 ~ 20mm2/s 。如果粘度低于该范围，则油膜变薄容易引起润滑不良；如果粘度 高于该范围，则热交换的效率降低。另一方面，假设如汽车空调等在寒冷处使用时，为确保低温下的 起动性，在低温下润滑油的粘度不能过高是必须的，而且要求流点低 以及高粘度指数。通常，流点为-20'C，优选为-3(TC以下，更优选为-40'C以下；粘 度指数至少为80以上，优选为100以上，更优选为120以上。进而，对于冷冻机油，除了制冷剂相溶性、低温流动性之外，还 要求润滑性、水解稳定性等各种特性。但是，这些冷冻机油的特性容易受制冷剂种类的影响，将以前常 用的氟隆类制冷剂用冷冻机油与自然类制冷剂(例如二氧化碳制冷剂) 一起使用时，难以满足众多的要求特性。因此，正在开发适合与自然类制冷剂，特别是二氧化碳制冷剂一 起使用的新型冷冻机油，聚亚烷基二醇(PAG)对二氧化碳制冷剂的相溶 性较低，但低温流动性、水解稳定性优异，因此作为二氧化碳制冷剂 用冷冻机油的基材之一备受关注(例如参照专利文献l)。但是，上述现有的PAG类冷冻机油，虽然在二氧化碳制冷剂比率 较低的组成中显示出相溶性，但其相溶领域不一定充分。因此，这种冷冻机油中，为获得充分的制冷剂相溶性，有将PAG 低粘度化的方法，但此时容易产生润滑性、稳定性不充分等恶性循环。专利文献1:日本特开平10-46169号公报
技术实现思路
本专利技术是在这样的状况下完成的，本专利技术的目的是提供压缩型冷 冻机用润滑油、以及使用该润滑油的冷冻装置，所述润滑油在自然类 制冷剂、特别是二氧化碳气氛下，相溶性好，且粘度指数高，耐磨损 性及贮藏稳定性优异。进行了深入的研究，结果发现，通过采用具有特定结构^醚类化合物 以及以特定的有机羧酸碱金属盐作为主要成分的润滑油，可以解决上 述课题。即，本专利技术提供(1) 压缩型冷冻机用润滑油，其特征在于，含有聚乙烯基醚类化合物和有机羧酸碱金属盐，所述聚乙烯基醚类化合物的分子中具有亚烷 基二醇单元或聚氧亚烷基二醇单元以及乙烯基醚单元，且分子量在300~3，000的范围内；(2) 压缩型冷冻机用润滑油，其特征在于，该润滑油含有在聚合引 发剂的存在下，使乙烯基醚类化合物聚合得到的分子量在300 ~ 3,000 范围内的聚乙烯基醚类化合物和有机羧酸碱金属盐，所述聚合引发剂 和乙烯基醚类化合物中的至少一方含有亚烷基二醇残基或聚氧亚烷基 二醇残基，以及(3) 冷冻装置，其特征在于包括至少由压缩机、冷凝器、膨胀结 构以及蒸发器构成的自然类制冷剂用压缩型制冷剂循环系统，并且使 用自然类制冷剂和前述(1)或(2)所述的压缩型冷冻机用润滑油。本专利技术的润滑油与作为制冷剂的自然类制冷剂的相溶性优良，同 时润滑性能、特别是耐磨损性、进而贮藏稳定性优良，因此可以作为 自然类制冷剂用压缩型冷冻机的润滑油使用。另外，本专利技术的润滑油也可以作为二氧化碳制冷剂等自然类制冷剂的混合制冷剂用压缩型冷冻机的润滑油使用。而且，从改善与制冷剂的相溶性的目的来看，也可以混合在其他 的压缩型冷冻机用润滑油，例如酯化合物、聚碳酸酯化合物、矿物油、烷基苯、聚a-烯烃等中使用。 附图说明图1是本专利技术的冷冻装置中的压缩冷冻机的一个例子的主要部分 纵剖面图。符号说明1: 机壳(case)2:定子(stator)3:转子(乇一夕一口一，)4:旋转轴5:绕线部6:上部压缩室7:下部压缩室8:消声器(77，)9: 储能器(accumulator)10:吸管具体实施方式本专利技术的压缩型冷冻机用润滑油(以下，有时简单称为润滑油。) 有两种方案，即1. 润滑油I,其特征在于含有聚乙烯基醚类化合物和有机羧酸 碱金属盐，所述聚乙烯基醚类化合物的分子中具有聚亚烷基二醇单元 或聚氧亚烷基二醇单元以及聚乙烯基醚单元、且分子量在300~3，000 的范围内，以及2. 润滑油n,其特征在于该润滑油含有在聚合引发剂的存在下， 使乙烯基醚类化合物聚合得到的分子量在300~3，000范围内的聚乙烯 基醚类化合物和有机羧酸碱金属盐，而且所述聚合引发剂和乙烯基醚 类化合物中的至少一方含有亚烷基二醇残基或聚氧亚烷基二醇残基。9本专利技术中，作为满足前述润滑油i或n的润滑油，可以列举含有 下述聚乙烯基醚类化合物i ~ 4的润滑油。 [聚乙烯基醚类化合物i聚乙烯基醚类化合物i是具有通式(i)表示的结构单元的醚类化合物。[化i]式中，R1、 W和113分别表示氢原子或碳原子数1~8的烃基，它 们可以互相相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
压缩型冷冻机用润滑油，其特征在于，含有聚乙烯基醚类化合物和有机羧酸碱金属盐，所述聚乙烯基醚类化合物的分子中具有亚烷基二醇单元或聚氧亚烷基二醇单元以及乙烯基醚单元，且分子量在３００～３，０００的范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.29 JP 269257/20061.压缩型冷冻机用润滑油，其特征在于，含有聚乙烯基醚类化合物和有机羧酸碱金属盐，所述聚乙烯基醚类化合物的分子中具有亚烷基二醇单元或聚氧亚烷基二醇单元以及乙烯基醚单元，且分子量在300～3,000的范围内。2. 压缩型冷冻机用润滑油，其特征在于，该润滑油含有在聚合引 发剂的存在下，使乙烯基醚类化合物聚合得到的分子量在300 ~ 3,000 范围内的聚乙烯基醚类化合物和有机羧酸碱金属盐，所述聚合引发剂 和乙烯基醚类化合物中的至少一方含有亚烷基二醇残基或聚氧亚烷基 二醇残基。3. 权利要求1或2所述的压缩型冷冻机用润滑油，其中，有机羧 酸碱金属盐是碳原子数8 ~ 20的羧酸的碱金属盐。4. 权利要求1~3中任一项所述的压缩型冷冻机用润滑油，其中， 聚乙烯基醚类化合物具有通式(I )表示的结构，[化1fC一C^-(+——+~)~ (I)、I I /k \|。I 乂PR2 0(RbO)mRa R2 OR4式中，R1、 112和RS分别表示氢原子或碳原子数1~8的烃基，它 们可以互相相同也可以不同，Rb表示碳原子数2 ~ 4的二价烃基，Ra表示氢原子、碳原子数1~20的脂肪族或脂环式烃基、可具有 碳原子数1~20的取代基的芳香族基、碳原子数2~20的酰基或碳原 子数2~50的含氧烃基，W表示碳原子数1 ~ 10的烃基，Ra、 Rb、 W当它们有多个时，各自可以相同也可以不同， m表示平均值为1~50的数，k表示l 50的数，p表示0 50的 数，k和p当它们有多个时分别可以是嵌段的也可以是无规的， 而且，当RbO有多个时，多个RbO可以相同也可以不同。5. 权利要求4所述的压缩型冷冻机用润滑油，其中，在通式(I) 中，m为2以上。6.权利要求1~3中任一项所述的压缩型冷冻机用润滑油，其中，聚乙烯基醚类化合物具有通式(n)表示的结构，Rc—[[(OR, — (A) —(ORf) 〕 —Re] (II)a b e c d式中，Rc表示氢原子、碳原子数1~10的烷基、碳原子数2~10 的酰基或具有2 ~ 6个键合部的碳原子数1 ~ 10的烃基， Rd和Rf表示碳原子数2 ~ 4亚烷基， a和e表示平均值为0~50的数， c表示l-20的整数，Re表示氢原子、碳原子数1 ~ 10的烷基、碳原子数1 ~ 10的烷氧 基、碳原子数2 10的酰基，a和/或e为2以上时，(ORd)和/或(ORf)以及(A)可以是嵌段的也可 以是无规的，(A)由通式(m)表示[化2]^~ (III) R6 0(R80)nR9式中，R5、议6和R〗分别表示氢原子或碳原子数1~8的烃基，它们可 以互相相同也可以不同；R8表示碳原子数1~10的二价烃基或碳原子 数2~20的二价的含醚键氧的烃基；W表示氢原子、碳原子数1~20 的烃基；n表示平均值为0~10的数，当n有多个时以结构单元为单位 可以相同也可以分别不同；R5~R9以结构单元为单位可以相同也可以 分别不同；而且当R8(3有多个时，多个rSO可以相同也可以不同，b为3以上、d为1~6的整数、a为0时，结构单元A中的任一个 n表示1以上的整数。7.权利要求1~3中任一项所述的压缩型冷冻机用润滑油，其中， 聚乙烯基醚类化合物具有通式(IV)表示的结构，Rc— 〔(ORd) — (A) — (OR, 〕 一Rg (IV)a b e d式中，R...

【专利技术属性】
技术研发人员：金子正人，池田晴智，
申请(专利权)人：出光兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：JP