冷凍機用工作流體組合物以及冷凍機油的製作方法

2023-05-29 16:50:31 2

冷凍機用工作流體組合物以及冷凍機油的製作方法
【專利摘要】本發明的冷凍機用工作流體組合物包含：含有二氟甲烷以及不飽和氟化烴且二氟甲烷與不飽和氟化烴的質量比為95：5～10：90的製冷劑、和含有選自碳/氧摩爾比為3.2以上且5.8以下的多元醇酯以及碳/氧摩爾比為3.2以上且5.8以下的聚乙烯基醚中的至少1種基礎油的冷凍機油。
【專利說明】冷凍機用工作流體組合物以及冷凍機油
【技術領域】
[0001]本發明涉及冷凍機用工作流體組合物以及冷凍機油，更詳細而言，涉及含有以二氟甲烷(也稱為「HFC-32」或「R32」)和不飽和氟化烴的混合物作為主要成分的製冷劑的冷凍機用工作流體組合物、以及在該冷凍機用工作流體組合物中使用的冷凍機油。
【背景技術】
[0002]由於近年來的臭氧層破壞的問題，以往作為冷凍機器的製冷劑而使用的CFC(氯氟烴)以及HCFC(氫氯氟烴)成為限制的對象，逐漸使用HFC(氫氟烴)作為製冷劑來替代它們。
[0003]HFC製冷劑之中，HFC-134a, R407C、R410A普遍用作汽車空調用、冰箱用或室內空調用的製冷劑。然而，這些HFC製冷劑雖然臭氧破壞係數(ODP)為零但地球溫暖化係數(GffP)高，因此逐漸成為限制的對象。作為這些製冷劑的替代候選之一，研究二氟甲烷，存在地球溫暖化係數不足夠低，沸點過低、熱力學特性不能直接適用於現有的冷凍系統，此外，與在以往的HFC製冷劑中所使用的多元醇酯、聚乙烯基醚等潤滑油(冷凍機油)難以相容的問題點。另一方面，不飽和氟化烴類的ODP以及GWP兩者非常小，由於結構而具有阻燃性，其中，HF0-1234yf的作為製冷劑性能的尺度的熱力學特性與HFC_134a大致相等或在其以上，因此提出將其用作製冷劑(專利文獻I~3)。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:國際公開W02004/037913號小冊子
`[0007]專利文獻2:國際公開W02005/105947號小冊子
[0008]專利文獻3:國際公開W02009/057475號小冊子

【發明內容】

_9] 發明要解決的問題
[0010]將製冷劑和冷凍機油應用於冷凍系統的情況下，對於製冷劑，謀求不對環境產生壞影響、熱力學特性適合於冷凍系統。此外，在製冷劑與冷凍機油共存下，謀求兩者相互溶解(相容性)、熱穩定性/化學穩定性優異、為了抑制滑動構件的磨耗而維持油膜(潤滑性)
坐寸O
[0011]使用不飽和氟化烴的冷凍系統中，HFC中所使用的多元醇酯、聚乙烯基醚等冷凍機油表現出與不飽和氟化烴的相容性，因此認為這些冷凍機油是可以應用的。然而，根據本發明人等的研究，明確了不飽和氟化烴在分子內具有不穩定的雙鍵，因此存在熱穩定性/化學穩定性差的問題。
[0012]此外，要求製冷劑與冷凍機油的相容性(以下根據情況簡稱為「相容性」)的理由之一，是因為在冷凍機器的製冷劑循環周期中，潤滑製冷劑壓縮機的冷凍機油與製冷劑一起在周期內循環。即，冷凍機器中，根據製冷劑中使用的冷凍機油的選擇不同，不能得到製冷劑與冷凍機油的足夠的相容性，從製冷劑壓縮機噴出的冷凍機油在周期內容易滯留。然後，其結果，產生由製冷劑壓縮機內的油量降低、潤滑不良導致的磨耗，或阻塞毛細管等膨脹結構的問題。由此，適合於製冷劑的冷凍機油的選定是重要的。然而，在使用二氟甲烷的冷凍系統中，存在難以與冷凍機油相容的問題，進而，也存在熱力學特性的問題。
[0013]本發明鑑於這樣的實情而開發，其目的在於提供在使用含有二氟甲烷以及不飽和氟化烴的製冷劑的冷凍系統中，不需要大幅變更既存系統，可以達成相容性以及熱穩定性/化學穩定性的冷凍機用工作流體組合物以及冷凍機油。
_4] 用於解決問題的方案
[0015]本發明人等為了達成上述目的而重複深入研究，結果發現通過使用以規定的質量比含有二氟甲烷以及不飽和氟化烴的製冷劑、和以特定的酯或者醚作為基礎油的冷凍機油，從而能夠以高水準達成足夠高的相容性和熱穩定性/化學穩定性兩者，以致完成本發明。
[0016]即，本發明提供如下的冷凍機用工作流體組合物，其包含:含有二氟甲烷以及不飽和氟化烴且二氟甲烷與不飽和氟化烴的質量比為95:5~10:90的製冷劑；以及含有選自碳/氧摩爾比為3.2以上且5.8以下的多元醇酯以及碳/氧摩爾比為3.2以上且5.8以下的聚乙烯基醚中的至少I種基礎油的冷凍機油。
[0017]本發明中，優選二氟甲烷與不飽和氟化烴的總計佔上述製冷劑的80質量％以上。
[0018]此外，上述製冷劑與上述冷凍機油的質量比優選為90:10~30:70o
[0019]此外，二氟甲烷與不飽和氟化烴的質量比優選為90:10~50:50ο
[0020]此外，不飽和氟化烴優選為氟丙烯。
[0021]上述基礎油為碳/氧摩爾比`為3.2以上且5.8以下的多元醇酯的情況下，作為該多元醇酯的優選例子，可以列舉出由碳數4以上且9以下的脂肪酸與碳數4以上且12以下的多元醇合成的酯。
[0022]此外，上述基礎油為碳/氧摩爾比為3.2以上且5.8以下的聚乙烯基醚的情況下，作為該聚乙烯基醚的優選例子，可以列舉出具有由下述通式(I)表示的結構單元的聚乙烯基醚。
[0023]
【權利要求】
1.一種冷凍機用工作流體組合物，其包含: 含有二氟甲烷以及不飽和氟化烴且二氟甲烷與不飽和氟化烴的質量比為95:5~10:90的製冷劑，以及 含有選自碳/氧摩爾比為3.2以上且5.8以下的多元醇酯以及碳/氧摩爾比為3.2以上且5.8以下的聚乙烯基醚中的至少I種基礎油的冷凍機油。
2.根據權利要求1所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，所述二氟甲烷和所述不飽和氟化烴的總計在所述製冷劑中佔80質量％以上。
3.根據權利要求1或2所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，所述製冷劑與所述冷凍機油的質量比為90:10~30:70。
4.根據權利要求1~3中任一項所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，所述二氟甲烷與所述不飽和氟化烴的質量比為90:10~50:50。
5.根據權利要求1~4中任一項所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，所述不飽和氟化烴為氟丙烯。
6.根據權利要求1~5中任一項所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，所述基礎油為碳/氧摩爾比為3.2以上且5.8以下的多元醇酯，該多元醇酯為由碳數4以上且9以下的脂肪酸與碳數4以上且12以下的多元醇合成的酯。
7.根據權利要求1~5中任一項所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，所述基礎油為碳/氧摩爾比為3.2以上且5.8以下的聚乙烯基醚，該聚乙烯基醚為具有由下述通式(I)表示的結構單元的聚乙烯基醚，
8.—種冷凍機油，其含有選自碳/氧摩爾比為3.2以上且5.8以下的多元醇酯以及碳/氧摩爾比為3.2以上且5.8以下的聚乙烯基醚中的至少I種基礎油， 所述冷凍機油被用於含有二氟甲烷以及不飽和氟化烴且二氟甲烷與不飽和氟化烴的質量比為95:5~10:90的製冷劑中。
【文檔編號】C10M107/24GK103890155SQ201280052794
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月25日 優先權日:2011年10月26日
【發明者】大城戶武, 齋藤正典, 阿出川邦子 申請人:吉坤日礦日石能源株式會社