製冷節能增效組合物的製作方法

2023-08-06 00:43:41 1

專利名稱：：製冷節能增效組合物的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種製冷節能增效組合物，特別是關於適合壓縮製冷設備的一種製冷節能增效組合物。
背景技術：
：在我國，製冷系統設備維護水平普遍處於粗放的狀況，而且所使用的冷凍油，特別是工礦企業的冷凍壓縮機油，中低檔基礎油佔全部用量的50%左右，加之，設計時系統負荷重，製冷系統能效衰減嚴重，據慧聰商情對全國星級酒店中央空調系統的調查統計，使用2-3年以上的機組能效衰減普遍達25%以上。工業、民用製冷系統佔了相當大的用電份額，在夏季高峰時期可高達城鎮用電負荷的42%左右。國民經濟持續發展的客觀需求，國家出臺了更嚴格的節能減排政策要求和日益嚴格的環保法規，導致需要用於這些目的的能滿足日益嚴格的製冷設備節能效果的新專用製冷節能增效組合物。制冷機能效衰減的兩大根本原因在於壓縮機的磨損及系統換熱變差。需要由新的具有磨損修復功能及傳熱改善功能的新的製冷節能增效劑來解決，而不能為現有的改善潤滑為目的的潤滑添加劑所達到。現有各種潤滑添加劑，僅僅是針對潤滑的改進，不能修復已發生的磨損，也不能改善系統的傳熱功能，不能解決壓縮製冷設備能效下降的內在根本問題。
發明內容為了解決以上的問題，現針對製冷系統能效的兩大關鍵因子——磨損與換熱，如何解決實現磨損自修復並形成納米流體高換熱新工質的問題發明了一種製冷節能增效組合物，該組合物在制冷機中具有修復磨損，改善磨擦、改善換熱、抗氧等作用。本發明的製冷節能增效組合物，a)在40°C具有範圍為28.5至36.5mm/s的運動粘度的一種礦物油基礎組分。(RC-0)nM,b)至少一種納米軟金屬有機鹽，其通式為110式中η為1或2，R為Cltl至C22的脂肪烴基和/或C18至C24的不飽和二元酸烴基和/或下列通式之一的環烷基formulaseeoriginaldocumentpage4式中M為IA族至IVA族、IB族至VHIB族的軟金屬；C)至少一種納米過渡軟金屬有機鹽，選自通式formulaseeoriginaldocumentpage5式中η為1或2;R.R』同或異，其中至少一個為烷基、取代烷基、苄基，烷基碳數為C1至C21；和/或選自通式formulaseeoriginaldocumentpage5式中R為C6環烷基；上二式中M同為過渡軟金屬；d)至少一種有機酸脂，其通式為formulaseeoriginaldocumentpage5式中R為烷基、取代烷基、苄基，烷基碳數為C1至C8；e)至少一種以通式為R-CH=CH2的a_烯烴為原料的合成油組份，產物結構式為formulaseeoriginaldocumentpage5式中，η為35。式中R為CmH2m+1(m為614)；所述組合物的組分重量百分比如下納米軟金屬有機鹽0.5%至18.O%納米過渡軟金屬有機鹽0.至15%有機酸脂0.01%至12.5%聚a-烯烴合成油至15%環烷礦物油39.5至98.4%將以上各組分按其相應的配比在液態下進行物理混合。所述礦物油基礎組分可採用環烷礦物油，其運動粘度在40°C時為29至36mm/s，優選的運動粘度在40°C時為29.5至35.5mm/s。優選的，所述環烷礦物油為加氫環烷油，其環烷碳含量50%。所述軟金屬為M為Li、Mg、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Sn、Pb、Ni或Co中的一種；所述過渡軟金屬為M為Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Ni或Co中的一種，其納米粒徑最大不超過lOOnm，優選納米粒徑最大不超過60nm。優選地，本發明的製冷節能增效組合物，組分如下(均為重量百分比)納米軟金屬有機鹽5%-16%納米過渡軟金屬有機鹽-14%有機酸脂0.5%-12%聚a-烯烴合成油5%-11%環烷礦物油47%-88.5%上述組分中的納米軟金屬有機鹽，是組成增效組合物的常規組成份，並可採用滿足前面所述通式的這種納米軟金屬有機鹽的任何一種或幾種，其中包括銅亞鹽。然而應注意，即使存在其它滿足上述定義的軟金屬有機鹽，仍希望在組合物中總含有油酸亞銅或其相當物，據發現這種有機銅鹽在高低負荷狀態還有改善磨擦和抗氧化的綜合功能。可用於本發明的除油酸亞銅以外的納米軟金屬有機鹽實例為，但不限於，月桂酸亞銅、環烷酸鋁、亞油酸銅、脂肪酸鋰、環烷酸鋅、月桂酸鋅、2-十八烯基丁二酸銅、油酸銅、環烷酸銅、硬脂酸銅、棕櫚酸銅等。組合物中通式C)組份的納米過渡軟金屬鹽，可為滿足前面已給定義的任何一種納米過渡軟金屬有機鹽，例如，二戊基二硫代氨基甲酸鋅、二戊基二硫代氨基甲酸鎘、N-辛基-N丁基二硫代氨基甲酸鋅、N苯基-N烷基二硫代氨基甲酸鋅、二丁基二硫代氨基甲酸銅、二丁基二硫代氨基甲酸鋅，它們可單獨使用或混合使用。組成製劑中的通式d)組份的有機酸酯為滿足前面通式所述的有機酸脂，4.4-甲叉二(二丁基二硫代氨基甲酸酯)是用於本發明優選的有機酸酯。組合物的組份e)可為滿足前述已定義的任何一種聚a_烯烴合成油，用於本發明優選的聚a-烯烴合成油為以癸烯(Cltl)的直鏈a_烯烴為原料的合成油，產物聚合度主要為三聚體、四聚體、五聚體的混合物。通過調節三聚體/四聚體/五聚體的比例，以獲得在40°C時粘度為25至36mm/s的聚癸烯合成油為最佳。本發明具有以下優點和效果本發明組合物中b)組份納米軟金屬有機鹽與具有協同增效作用的C)組份納米過渡軟金屬有機鹽都處於超微細的納米粒子狀態，處於原子(分子)與可見微小粒子間的交互過渡區，這一特定的超微物質狀態，導致了因物質尺寸極小化的量變到物質性能產生本質變化的質的飛躍。賦予了材料特殊的表面效應、量子尺寸效應、量子隧道效應等特殊性能。其異乎尋常的大界面，表面原子密度小，排列各不相同，構成晶界到非晶界之間的新結構狀態，表面配位數不足，晶界數量的極大增加，形成了極高的表面能及表面活性，使粒子與其它材料間作用異常強烈，並提供了極高的短程高密度擴散，使微觀粒子具有穿透勢壘的能力，同時納米麵附近的電子能級具有離散性，電子波動性增大，在摩擦力作用下，易產生變形、遷移以及熱力學性能、物理性能本質的變化，表現出比熱、強度、堅韌度等極大提高，賦予材料磨損自修復功能。本發明組合物中b)組份納米軟金屬有機鹽及e)組份納米過渡軟金屬有機鹽材料，在摩擦能量、高應力、高溫、高壓力、高剪切力以及磨損部位微痕缺陷勢能場及應力誘導下，在摩擦對偶表面吸附、沉積、鋪展成選擇性轉移膜，特別在極壓狀態時，藉助軟金屬轉移膜剪切強度低，易產生滑移，並從高勢能的尖銳凸起部位，滑移向低勢能的裂紋、梨溝等缺陷處，經過沉積、電吸附、物理、電化學作用、冶金、共晶、焊合等作用，實現磨損自修復。經過極壓條件下形成的改性修復膜牢度、機械堅韌性比單一金屬更高。得以磨損修復的設備氣密性提高，輸出冷量提高，磨耗功減少，能效提升。根據Maxwell導熱理論及美國Arqorme國家實驗室choi等的納米流體理論，本發明組合物中b)組份納米軟金屬有機鹽和e)組份納米過渡軟金屬有機鹽，在本發明組合物的a)組份礦物油基本組份為載體的流體中，並在本發明組合物中d)組份有機酯及e)組份合成油的協同作用下，形成一類具有高導熱係數、均勻、穩定的新型換熱冷卻工質，改善了體系的換熱功能。磨損自修復與高導熱新工質，使壓縮制冷機普遍獲得1015%的節電率。同時本發明組合物中d)組份還是無灰型抗氧劑和極壓多功能組份。組份b)至組份e)的組合，具有協同效應，組合物同時具有優良的抗磨、摩擦改進性、抗氧協同作用及防鏽性。本發明組合物銅片高溫腐蝕性(100°C，3h)等級為1級(GB/T5096)。同時，本發明組合物不含磷，符合冷凍油添加劑不含磷的嚴格的環保法規要求，屬環保型增效組合物。具體實施例方式下面結合
發明內容給出的實施例，對本發明作進一步的說明。需要說明的是，以下只是一些較佳的實施例，只要在技術方案的配方範圍內，均可以達到本發明的目的。實施例1將15.0%油酸亞銅、12.0%二戊基二硫代氨基甲酸鋅、10.0%4.4-甲叉二(二丁基二硫代氨基甲酸酯)、10.0%聚癸烯合成油、1.Sppm矽氧烷消泡劑、餘量的加氫環烷油在液相下進行物理混合後作為製冷節能增效劑。表1tableseeoriginaldocumentpage7由表1可明顯看出，使用本發明的組合物出風口溫度明顯降低；進出水平均溫差加大；機組噪音明顯降低，由節電率評定法算出的節電率為21%。注節電率評定法——綜合電量縱向對比法(使用節能增效組合物前後用電量對比)。節電率計算公式為節電率η=[(Wl+tl-W2+t2)+(Wl+tl)]Χ100%(Wl為添加組合物前空調的耗電量W2為添加組合物後空調的耗電量tl為添加組合物前空調的開機時間t2為添加組合物後空調的開機時間)實施例212%的油酸銅、8%二丁基二硫代氨基甲酸銅、12%N,N-二戊基二硫代氨基甲酸酯、11%PA06、2.5ppm矽氧烷消泡劑、餘量加氫環烷油在液相下進行物理混合。表2tableseeoriginaldocumentpage8表2可以看出，添加了本發明的製冷節能增效組合物後，節電率為16.5%。實施例3將14%12-羥基硬脂酸鋰、7%二戊基二硫代氨基甲酸鎘、8%6-溴-1-(N，N-二丁基二硫代氨基甲酸酯)、6%PA08、濃度為2.Oppm矽氧烷消泡劑和餘量的加氫環烷油在液相下進行混合(所有組分質量均為百分比)。表3tableseeoriginaldocumentpage8本實施例表3可以看出，除了產生節能效果之外，還同時取得出電流降低的有益效果。實施例4%重量環己氧基硼酸銅4%油酸亞銅6%二丁基二硫代氨基甲酸鋅10%S-己基N，N-二羥乙基二硫代氨基甲酸酯6%PA048%矽氧烷消泡劑2.Oppm加氫環烷油餘量表4tableseeoriginaldocumentpage9從表4可以得出，添加本發明的組合物後，同樣起到了節能的作用。由此，在由前述說明而變得顯而易見的內容中，可明顯看出有效的獲得了上述的各項目的，並且由於在不背離本發明的精神和範圍的條件下可以對上述組合物做某些改變，傾向於將上面的說明書中所包含的所有物質解釋為用於說明而不是限制。也應當理解上面的權利要求是要覆蓋本文所描述的發明的所有一般和具體性質以及對於本發明範圍的所有聲明，可以說這些都是在權利要求範圍內。權利要求一種製冷節能增效組合物，其特徵在於，組成為a)在40℃具有範圍為28.5至36.5mm/s的運動粘度的一種礦物油基礎組分，該基礎組分佔組合物的質量百分比為39.5％至98.4％；b)至少一種佔組合物重量百分比為0.5％至18.0％的納米軟金屬有機鹽，其通式為式中n為1或2，R為脂肪烴基、不飽和二元酸烴基或環烷基中的一種或以上幾種的組合；式中M為IA族至IVA族、IB族至VIIIB族的軟金屬；C)至少一種佔組合物重量0.1％至15％納米過渡軟金屬有機鹽，其通式為式中n為1或2；R.R』同或異，其中至少一個為烷基、取代烷基、苄基；或為以下通式式中R為C6環烷基；上二式中M同為過渡軟金屬；d)至少一種佔組合物重量0.01％至12.5％的有機酸脂，其通式為式中R為烷基、取代烷基、苄基中的一種；e)至少一種以通式為R-CH＝CH2的a-烯烴為原料的合成油組份，該合成油組分佔組合物重量百分比為1％至15％，其產物結構式為式中，n為3～5；R為CmH2m+1(m為6～14)；將以上各組分按其相應的配比在液態下進行物理混合。FSA00000021184900011.tif,FSA00000021184900012.tif,FSA00000021184900021.tif,FSA00000021184900022.tif,FSA00000021184900023.tif2.根據權利要求1所述的製冷節能增效組合物，其特徵在於，所述礦物油基礎組分為加氫環烷油，所述加氫環烷油的環烷碳含量CN%彡50%。3.根據權利要求1所述的製冷節能增效組合物，其特徵在於，所述納米軟金屬有機鹽通式中，脂肪烴基的碳數為Cltl至C22；不飽和二元酸烴基的碳數為C18至C24，環烷基的通式為formulaseeoriginaldocumentpage3中的一種。4.根據權利要求1所述的製冷節能增效組合物，其特徵在於，所述納米過渡軟金屬有機鹽通式中，烷基碳數為C1至C21。5.根據權利要求1所述的製冷節能增效組合物，其特徵在於，所述有機酸脂通式中，烷基碳數為C1至c8。6.根據權利要求1所述的製冷節能增效組合物，其特徵在於，所述軟金屬M為Li、Mg、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Sn、Pb、Ni或Co中的一種；所述過渡軟金屬M為Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Ni或Co中的一種，其納米粒徑不超過lOOnm。7.根據權利要求1-6所述的製冷增效節能組合物，其特徵在於，所述含有礦物油原料的基礎油組分a)佔組合物重量的47%至88.5%;所述納米軟金屬有機鹽b)佔組合物重量的5%至16%；所述納米過渡軟金屬有機鹽c)佔組合物重量的％1至14%；所述有機酸酯d)佔組合物重量的0.5%至12%；所述烯烴合成油e)佔組合物重量的5%至11%。8.根據權利要求7所述的製冷節能增效組合物，其特徵在於，所述礦物油基礎組分運動粘度在40°C時為29-36mm/s。9.根據權利要求7所述的製冷節能增效組合物，其特徵在於，所述軟金屬和所述過渡軟金屬的納米粒徑不超過60nm。全文摘要本發明涉及一種適合作為壓縮製冷設備增強制冷效果的製冷節能增效組合物。其特點包含粘度在40℃時為28.5至36.5mm/s的加氫礦物油基本組份、納米軟金屬有機鹽組份、納米過渡軟金屬有機鹽組份、有機酸脂組份、烴類合成油組份。該組合物無腐蝕性，(GB/T5096)腐蝕試驗100℃.3h為1級，與現行制冷機中礦物油相溶，具有磨損自修復功能，換熱比原有制冷機油更好；組合物不含磷；節電率普遍可達10至15％，是一種高效、安全、環保的製冷節能增效劑。文檔編號C10N40/30GK101824356SQ20101010393公開日2010年9月8日申請日期2010年2月2日優先權日2010年2月2日發明者白禮桂申請人:重慶仟兆科技發展有限公司