CN111057611A - 一种混合型冷冻机油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混合型冷冻机油及其制备方法，所述的混合型冷冻机油通过采用多元醇及单羧酸进行一对一单酯合成两种以上的多元醇单酯，进行混合并进行粘度及互溶性调配作为基础油，还添加抗氧剂、酸捕捉剂、抗磨剂成分并进行适当配比，最终制备得到的混合型冷冻机油，具有最佳润滑效果，可根据不同机型进行调节从而进行性能匹配，与R32或R410A具有较好的相容性，能适应不同机型。数据表明，本发明所述混合型冷冻机油与R32制冷剂混合，含油率为15％时，相分离温度达‑12℃至‑32℃，从而说明本发明所述的混合型冷冻机油R32制冷剂的相容性很好。

Description

一种混合型冷冻机油及其制备方法

技术领域

本发明属于润滑油技术领域，具体涉及一种混合型冷冻机油及其制备方法。

背景技术

制冷剂又称制冷工质，是在制冷***中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。其性质直接关系到制冷装置的制冷效果、经济性、安全性及运行管理。

目前常用的制冷剂有氟里昂、氨、溴化锂、氯甲烷等。但上述传统制冷剂存在着破坏环境，易爆或有毒的缺陷，应用受到一定限制。

空调行业使用的冷媒要求具有较低的臭氧破坏性及低温室效应，目前行业内普遍使用的为R410A或R32。R32，化学名为二氯甲烷，分子式CH₂F₂，其为不***、无毒、可燃，安全的新型制冷剂。R32具有节能、绿色、不伤害臭氧层等优良特性。R32制冷剂破坏臭氧潜能值ODP为0，全球变暖系数GWP为675，工作压力与R410A基本相当；且在相同制冷量下，R32充注量仅为R22的三分之二左右。与匹配的制冷润滑剂分为互溶型、部分混溶及完全不混溶型。由于部分混溶和完全不混型制冷润滑剂容易导致在***中形成油层，使得传热效率降低，且特殊条件下，会导致回流至压缩机的油减少导致压缩机故障，故行业内目前应用较多的为混溶型的POE多元醇酯类冷冻机油。

然而，普遍使用的商业POE采用一种或多种多元醇与一种或多种单官能团羧酸混合进行酯化反应获得，酯化反应产生的产物为多种混合物，需进一步进行选择及处理，所得产物难以控制。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种与R32或R410A具有较好的相容性的混合型冷冻机油及其制备方法。本发明所述混合型冷冻机油采用两种以上多元醇及两种以上单羧酸进行一对一单酯合成，所得的合成酯进行混合从而进行粘度及互溶性调配，以达到最佳的润滑效果。本发明所述混合型冷冻机油，可根据不同机型进行调节从而进行性能匹配，与R32或R410A具有较好的相容性，能适应不同机型。

本发明所采用的技术方案为：

一种混合型冷冻机油，原料组分包括：

基础油，90.5-99重量份；

抗氧剂，0.1-4重量份；

酸捕捉剂，0.1-4重量份；

抗磨剂，0.1-1.5重量份；

所述基础油为两种以上的多元醇单酯混合而成。

所述多元醇单酯为采用多元醇与脂肪酸反应合成的单酯。

所述多元醇为二元醇、三元醇、四元醇或其组合物的缩聚醇；

所述脂肪酸为C4-C9的直链酸或异构酸。

所述多元醇单酯包括至少一种C4-C5脂肪酸多元醇单酯和至少一种C8-C9的脂肪酸多元醇单酯。

所述二元醇为乙二醇和/或丙二醇，所述三元醇为三羟甲基丙烷，所述四元醇为季戊四醇，所述组合物为双季戊四醇或三季戊四醇。

所述脂肪C4酸为正丁酸和/或异丁酸，所述脂肪C5酸为异戊酸和/或正戊酸；所述脂肪C6酸为己酸；所述脂肪C7酸为庚酸，所述脂肪C8酸为正辛酸和/或异辛酸，所述脂肪C9酸为壬酸和/或异壬酸。

所述多元醇为二元醇，所述脂肪酸为脂肪C4酸、脂肪C5酸、脂肪C9酸中的一种或几种的组合物。

所述抗氧剂为酚类抗氧剂和/或胺类抗氧剂；

所述酸捕捉剂为苯基缩水甘油醚型环氧化合物、烷基缩水甘油醚型环氧化合物、烷基环氧乙烷化合物中的一种或几种的混合物；

所述抗磨剂为磷酸酯和/或亚磷酸酯。

所述酚类抗氧剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4，4-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)中的一种或两种的混合物；

所述胺类抗氧剂为单辛基二苯胺、苯基-2-萘胺中的一种或两种的混合物；

所述磷酸酯为磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三壬酯中的一种或几种的混合物；所述亚磷酸酯为亚磷酸二丁酯、亚磷酸二戊酯、亚磷酸二辛酯中的一种或几种的混合物；

所述苯基缩水甘油醚环氧化合物为苯基缩水甘油醚、烷基苯基缩水甘油醚中的一种或两种的混合物；所述烷基缩水甘油醚型环氧化合物为叔丁基苯基缩水甘油醚、己基苯基缩水甘油醚中的一种或两种的混合物；所述烷基环氧乙烷化合物为1,2-环氧丁烷、1,2-环氧戊烷、1,2-环氧辛烷中的一种或几种的混合物。

所述混合型冷冻机油的制备方法，具体步骤如下：

按照上述重量称取各原料，充分混合均匀，即得所述混合型冷冻机油。

本发明的有益效果为：

本发明所述的混合型冷冻机油，通过采用多元醇及单羧酸进行一对一单酯合成两种以上的多元醇单酯，进行混合并进行粘度及互溶性调配作为基础油，还添加抗氧剂、酸捕捉剂、抗磨剂成分并进行适当配比，最终制备得到的混合型冷冻机油，具有最佳润滑效果，可根据不同机型进行调节从而进行性能匹配，与R32或R410A具有较好的相容性，能适应不同机型。数据表明，本发明所述混合型冷冻机油与R32制冷剂混合，含油率为15％时，相分离温度达-12℃至-32℃，从而说明本发明所述的混合型冷冻机油R32制冷剂的相容性很好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是不同冷冻机油与R32制冷剂混合后所得样品的相分离曲线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面实施例中以1重量份代表1g。

实施例1

本实施例提供一种混合型冷冻机油，原料组分包括：

基础油，98重量份；

抗氧剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，0.3重量份；

酸捕捉剂为苯基缩水甘油醚，0.3重量份；

抗磨剂磷酸三丁酯，0.5重量份；

所述基础油为多元醇单酯A1、多元醇单酯B1、多元醇单酯C1、多元醇单酯D1、多元醇单酯E1五种多元醇单酯按照摩尔比例1:1:1:1:1混合而成。

其中，多元醇单酯A1为采用三羟甲基丙烷和异丁酸按照摩尔比1:1.2(添加反应物总质量0.015％的催化剂钛酸四丁酯)进行酯化反应制得；多元醇单酯B1为采用三羟甲基丙烷和异壬酸按照摩尔比1:1.2(添加反应物总质量0.015％的催化剂钛酸四丁酯)进行酯化反应制得；多元醇单酯C1为采用季戊四醇和异丁酸按照摩尔比1:1.2(添加反应物总质量0.015％的催化剂钛酸四丁酯)进行酯化反应制得；多元醇单酯D1为采用季戊四醇和异辛酸按照摩尔比1:1.2(添加反应物总质量0.015％的催化剂钛酸四丁酯)进行酯化反应制得；多元醇单酯E1为采用季戊四醇和异壬酸按照摩尔比1:1.2(添加反应物总质量0.015％的催化剂钛酸四丁酯)进行酯化反应制得。分别合成制得五种单酯后，经除酸除水精制，制得五种纯净单酯，用于制备基础油。

所述混合型冷冻机油的制法具体为：

将上述方法制得的基础油加入调和釜中，依次加入抗氧剂、酸捕捉剂、抗磨剂后，充分混合均匀，即得所述混合型冷冻机油。

实施例2

本实施例提供一种混合型冷冻机油，原料组分与实施例1完全相同，区别仅在于，所述基础油为多元醇单酯A1、多元醇单酯B1、多元醇单酯C1、多元醇单酯D1、多元醇单酯E1五种多元醇单酯按照摩尔比例1.5:1:1:1:1混合而成。

实施例3

本实施例提供一种混合型冷冻机油，原料组分包括：

基础油，98重量份；

抗氧剂为单辛基二苯胺，0.3重量份；

酸捕捉剂为1,2-环氧丁烷，0.3重量份；

抗磨剂亚磷酸二丁酯，0.5重量份；

所述基础油为多元醇单酯A3、多元醇单酯B3、多元醇单酯C3、多元醇单酯D3、多元醇单酯E3五种多元醇单酯按照摩尔比例1:1:1:1:1混合而成。

其中，多元醇单酯A3为采用乙二醇和异丁酸按照摩尔比1:1.2(添加反应物总质量0.015％的催化剂对甲苯磺酸)进行酯化反应制得；多元醇单酯B3为采用乙二醇和异壬酸按照摩尔比1:1.2(添加反应物总质量0.015％的催化剂对甲苯磺酸)进行酯化反应制得；多元醇单酯C3为采用季戊四醇和异戊酸按照摩尔比1:1.2(添加反应物总质量0.015％的催化剂对甲苯磺酸)进行酯化反应制得；多元醇单酯D3为采用季戊四醇和异辛酸按照摩尔比1:1.2(添加反应物总质量0.015％的催化剂对甲苯磺酸)进行酯化反应制得；多元醇单酯E3为采用季戊四醇和异壬酸按照摩尔比1:1.2(添加反应物总质量0.015％的催化剂对甲苯磺酸)进行酯化反应制得。分别合成制得五种单酯后，经除酸除水精制，制得五种纯净单酯，用于制备基础油。

所述混合型冷冻机油的制法具体为：

将上述方法制得的基础油加入调和釜中，依次加入抗氧剂、酸捕捉剂、抗磨剂后，充分混合均匀，即得所述混合型冷冻机油。

实施例3

本实施例提供一种混合型冷冻机油，原料组分包括：

基础油，98重量份；

抗氧剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，0.3重量份；

酸捕捉剂为苯基缩水甘油醚，0.3重量份；

抗磨剂磷酸三丁酯，0.5重量份；

所述基础油为多元醇单酯A1、多元醇单酯B1、多元醇单酯C1、多元醇单酯D1、多元醇单酯E1五种多元醇单酯按照等质量比混合而成。

其中，多元醇单酯A1为采用三羟甲基丙烷和异丁酸按照摩尔比1:1.2(添加反应物总质量0.015％的催化剂草酸亚锡)进行酯化反应制得；多元醇单酯B1为采用三羟甲基丙烷和异壬酸按照摩尔比1:1.2(添加反应物总质量0.015％的催化剂草酸亚锡)进行酯化反应制得；多元醇单酯C1为采用季戊四醇和异丁酸按照摩尔比1:1.2(添加反应物总质量0.015％的催化剂草酸亚锡)进行酯化反应制得；多元醇单酯D1为采用季戊四醇和异辛酸按照摩尔比1:1.2(添加反应物总质量0.015％的催化剂草酸亚锡)进行酯化反应制得；多元醇单酯E1为采用季戊四醇和异壬酸按照摩尔比1:1.2(添加反应物总质量0.015％的催化剂草酸亚锡)进行酯化反应制得。

所述混合型冷冻机油的制法具体为：

将上述方法制得的基础油加入调和釜中，依次加入抗氧剂、酸捕捉剂、抗磨剂后，充分混合均匀，即得所述混合型冷冻机油。

实施例4

本实施例提供一种混合型冷冻机油，原料组分包括：

基础油，90.5重量份；

抗氧剂为4，4-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)，0.1重量份；

酸捕捉剂为叔丁基苯基缩水甘油醚，0.1重量份；

抗磨剂亚磷酸二丁酯，0.1重量份；

所述基础油与实施例1完全相同。

所述混合型冷冻机油的制法具体为：

将上述方法制得的基础油加入调和釜中，依次加入抗氧剂、酸捕捉剂、抗磨剂后，充分混合均匀，即得所述混合型冷冻机油。

实施例5

本实施例提供一种混合型冷冻机油，原料组分包括：

基础油，99重量份；

抗氧剂为苯基-2-萘胺，4重量份；

酸捕捉剂为1,2-环氧丁烷，4重量份；

抗磨剂亚磷酸二辛酯，1.5重量份；

所述基础油与实施例1完全相同。

所述混合型冷冻机油的制法具体为：

将上述方法制得的基础油加入调和釜中，依次加入抗氧剂、酸捕捉剂、抗磨剂后，充分混合均匀，即得所述混合型冷冻机油。

对比例1

本对比例提供一种混合型冷冻机油，与实施例1的区别仅在于：所述基础油为多元醇单酯B1一种成分，其他原料组分和制法均与实施例1完全相同。

对比例2

本对比例提供一种混合型冷冻机油，与实施例1的区别仅在于：所述基础油为多元醇单酯B1和D1两种成分按照比例1:1混合而成，其他原料组分和制法均与实施例1完全相同。

实验例

将实施例1-3所述方法制得的冷冻机油、市售进口产品多元醇酯润滑油(厂家新日石)作为测试样品，分别与R32制冷剂混合，测试在不同油含量下的分离温度，得到分离曲线如图1所示。相同含油率时，不同冷冻机油样品的相分离温度，检测结果如表1所示。

表1-不同样品的相分离温度测试结果

样品	油含量(％)	相分离温度(℃)
			实施例1	15	-32
实施例2	15	-18
			实施例3	15	-12
市售进口产品	15	10
			对比例1	15	15
对比例2	15	20

从表1可看出，当油含量为15％时，本发明实施例1-3所得冷冻机油的相分离温度为-12℃至-32℃，而市售进口产品的相分离温度为10℃，表明本发明所得冷冻机油与R32的相容性更好。而对比例1-2所得冷冻机油的相分离温度分别为15℃和20℃，相比于实施例1所得冷冻机油的相容性较差，从而说明本发明所述基础油较为优选地采用至少一种C4-C5脂肪酸多元醇单酯和至少一种C8-C9的脂肪酸多元醇单酯混合而成。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种混合型冷冻机油，其特征在于，原料组分包括：

基础油，90.5-99重量份；

抗氧剂，0.1-4重量份；

酸捕捉剂，0.1-4重量份；

抗磨剂，0.1-1.5重量份；

所述基础油为两种以上的多元醇单酯混合而成。

2.根据权利要求1所述的混合型冷冻机油，其特征在于，所述多元醇单酯为采用多元醇与脂肪酸反应合成的单酯。

3.根据权利要求2所述的混合型冷冻机油，其特征在于，所述多元醇为二元醇、三元醇、四元醇或其组合物的缩聚醇；

所述脂肪酸为C4-C9的直链酸或异构酸。

4.根据权利要求3所述的混合型冷冻机油，其特征在于，所述多元醇单酯包括至少一种C4-C5脂肪酸多元醇单酯和至少一种C8-C9的脂肪酸多元醇单酯。

5.根据权利要求3所述的混合型冷冻机油，其特征在于，所述二元醇为乙二醇和/或丙二醇，所述三元醇为三羟甲基丙烷，所述四元醇为季戊四醇，所述组合物为双季戊四醇或三季戊四醇。

6.根据权利要求3所述的混合型冷冻机油，其特征在于，所述脂肪C4酸为正丁酸和/或异丁酸，所述脂肪C5酸为异戊酸和/或正戊酸；所述脂肪C6酸为己酸；所述脂肪C7酸为庚酸，所述脂肪C8酸为正辛酸和/或异辛酸，所述脂肪C9酸为壬酸和/或异壬酸。

7.根据权利要求3所述的混合型冷冻机油，其特征在于，所述多元醇为二元醇，所述脂肪酸为脂肪C4酸、脂肪C5酸、脂肪C9酸中的一种或几种的组合物。

8.根据权利要求3所述的混合型冷冻机油，其特征在于，所述抗氧剂为酚类抗氧剂和/或胺类抗氧剂；

所述酸捕捉剂为苯基缩水甘油醚型环氧化合物、烷基缩水甘油醚型环氧化合物、烷基环氧乙烷化合物中的一种或几种的混合物；

所述抗磨剂为磷酸酯和/或亚磷酸酯。

9.根据权利要求3所述的混合型冷冻机油，其特征在于，所述酚类抗氧剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4，4-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)中的一种或两种的混合物；

所述胺类抗氧剂为单辛基二苯胺、苯基-2-萘胺中的一种或两种的混合物；

所述磷酸酯为磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三壬酯中的一种或几种的混合物；所述亚磷酸酯为亚磷酸二丁酯、亚磷酸二戊酯、亚磷酸二辛酯中的一种或几种的混合物；

所述苯基缩水甘油醚环氧化合物为苯基缩水甘油醚、烷基苯基缩水甘油醚中的一种或两种的混合物；所述烷基缩水甘油醚型环氧化合物为叔丁基苯基缩水甘油醚、己基苯基缩水甘油醚中的一种或两种的混合物；所述烷基环氧乙烷化合物为1,2-环氧丁烷、1,2-环氧戊烷、1,2-环氧辛烷中的一种或几种的混合物。

10.权利要求1-9任一项所述混合型冷冻机油的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

按照上述重量称取各原料，充分混合均匀，即得所述混合型冷冻机油。

Images