CN117777352A - 黏度指数改进剂及制备方法、冷冻机油、工作流体组合物 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种黏度指数改进剂及制备方法、冷冻机油、工作流体组合物，涉及制冷工作介质技术领域。主要采用的技术方案为：所述黏度指数改进剂的化学结构式如式(I)所示：

Description

黏度指数改进剂及制备方法、冷冻机油、工作流体组合物

技术领域

本发明涉及一种制冷工作介质技术领域，特别是涉及一种黏度指数改进剂及制备方法、冷冻机油、工作流体组合物。

背景技术

冷冻机油为润滑油的一种，是压缩机制冷装置的专用润滑油。在压缩机运行过程中，要求冷冻机油具有合适的工作粘度，以保证冷冻机油在低温条件下易启动，在高温条件下有足够的黏度，以起到良好的密封和润滑作用。

冷冻机油的低黏度化是提高电器能效的一个重要手段。低黏度可以有效降低压缩机各部件之间的摩擦阻力，使输入功率降低、制冷能效COP提高。但是，冷冻机油的黏度过小，不足以形成润滑油膜，无法实现压缩机部件的密封作用，造成压缩机气体(如制冷剂)的泄露，降低工作效率。

其中，润滑油黏度指数VI为润滑油的性能参数之一，衡量润滑油黏度随温度变化的情况。VI越大，即黏度指数越高，黏度随温度变化越小；VI越小，即黏度随温度变化越大。在润滑油的实际应用中，优选低黏度、高黏度指数的润滑油来提升制冷能效，以满足压缩机高低温工作要求。

改变化学合成工艺(如，改变原料种类、原料比例、合成方法等)、添加黏度指数改进剂是提高润滑油的黏度指数的方法。但是，采用改变化学合成工艺的方法具有成本高、工艺复杂的缺点。其中，在润滑油中添加黏度指数改进剂的方法具有成本低、流程简单易操作的优点。

目前，黏度指数改进剂主要有聚甲基酸酯(PMA)、聚异丁烯(PIB)、乙丙共聚物(OCP)、氢化苯乙烯双烯共聚物(HSD)等。但是，PIB由于低温性能较差，低温易析出，不适用压缩机在-30℃的低温环境下使用；OCP的增稠能力和剪切稳定性方面不是很好；PMA型黏度指数改进剂具有较低的低温性能、好的黏温性能，但是其与POE类冷冻机油(基础油)中的相容性不佳。因此，低黏度POE润滑油需要一种与之相容性好、稳定性能高、低温流动性好的黏度指数改进剂。

现有相关技术涉及一种PMA型黏度指数改进剂及其制备，该改进剂具有增粘、降凝作用，特别是抗磨性能得到提高；现有相关技术还涉及丙烯酸酯-烯烃共聚物用作高度剪切稳定的润滑油添加剂或合成基础流体；现有相关技术还涉及OCP的制备方法。但是，上述相关技术均未涉及黏度指数改进剂与冷冻机油中基础油的相容性研究。

综上，目前亟需一种与冷冻机油的基础油具有优异的相容性、稳定性(相容稳定性)的黏度指数改进剂，以适用于低黏度POE冷冻机油，能够在高低温工况下使用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种黏度指数改进剂及制备方法、冷冻机油、工作流体组合物，主要目的在于提供一种与冷冻机油的基础油具有优异的相容性、稳定性的黏度指数改进剂。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种黏度指数改进剂，其中，黏度指数改进剂的化学结构式如式(I)所示：

其中，在所述式(I)中：R1为C1～C5的烷基；R2为C1～C20的烷基；R3为含氮原子的化学基团；a为10-10000范围内的整数；b为10-5000范围内的整数。

优选的，所述R1为C1～C3的直链烷基。

优选的，所述R2为C2～C16的直链烷基。

优选的，所述R3为与氮原子键合的C1～C4的烷基。优选的，所述R3中的烷基包括甲基、乙基、异丙基、正丁基、异丁基中的一种或几种。

优选的，所述黏度指数改进剂的重均分子量为10000～10000000。

优选的，所述黏度指数改进剂的化学结构式如式(II)或式(III)所示：

再一方面，本发明实施例提供了上述的黏度指数改进剂的制备方法，其中，所述制备方包括如下步骤：使第一类单体和第二类单体进行聚合反应；收集聚合反应产物，得到所述黏度指数改进剂；

其中，所述第一类单体的结构式如下所示：

所述第二类单体的结构式如下所示：

优选的，在所述聚合反应中：所述第一类单体和第二类单体单体的摩尔为2:1～3:1。

优选的，所述聚合反应的温度为60～100℃、所述聚合反应的时间为1～6h。

优选的，在所述聚合反应的过程中，通入氮气或惰性气体。

优选的，所述聚合反应的原料还包括引发剂。优选的，所述引发剂选用过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮双(2,4-二甲基丁腈)中的一种或几种；优选的，所述引发剂的用量为：第一类单体和第二类单体的总质量的0.1～1.0wt％。

优选的，所述聚合反应的原料还包括链转移剂。优选的，所述链转移剂选用十二烷基硫醇(DM)或十六烷基硫醇。优选的，所述链转移剂的用量为：第一类单体和第二类单体的总质量的0.05～0.5wt％。

优选的，所述聚合反应的原料中还包括稀释剂。

优选的，所述稀释剂为矿物油、酯类油和聚烯烃中的一种或几种。

优选的，所述稀释剂的用量为：第一类单体和第二类单体的总质量的10～80wt％。

优选的，在所述聚合反应结束后，对反应产物混合物进行蒸馏处理，以脱除挥发性单体及未反应的单体，收集聚合反应产物，得到黏度指数改进剂。

再一方面，本发明实施例提供一种冷冻机油，其中，所述冷冻机油包括基础油和添加剂；其中，所述添加剂包括上述任一项所述的黏度指数改进剂。

优选的，以所述冷冻机油的总量基准计，所述粘度指数改进剂的含量为0.05～1.00wt％。

优选的，所述基础油为酯类油。

优选的，以所述冷冻机油的总量基准计，所述基础油的含量为90wt％以上。

优选的，所述添加剂还包括抗磨剂、抗氧剂、酸捕捉剂、金属减活剂和抗泡剂中的至少一种。

优选的，所述抗氧剂选用酚型抗氧剂、胺型抗氧剂中的一种或几种；和/或所述抗磨剂选用磷酸酯类化合物、亚磷酸酯类化合物、有机硫化合物、磷氮复合型化合物、硫磷氮复合型化合物、有机氯化合物中的一种或几种；和/或所述酸捕捉剂选用甘油醚、甘油醚酯类环氧化合物、碳二亚胺类化合物中的一种或几种；和/或所述金属碱活剂选用苯并***衍生物、噻二唑衍生物中的一种或几种；所述抗泡剂选用硅型抗泡剂、非硅型抗泡剂中的一种或几种；和/或以所述冷冻机油的总量基准计，所述抗氧剂的含量为0.1～2wt％；和/或以所述冷冻机油的总量基准计，所述抗磨剂的含量为0.1～2wt％；和/或以所述冷冻机油的总量基准计，所述酸捕捉剂的含量为0.5～2wt％；和/或以所述冷冻机油的总量基准计，所述金属碱活剂的含量为0.01～0.1wt％；和/或以所述冷冻机油的总量基准计，所述抗泡剂的含量为10～100ppm。

再一方面，本发明实施例提供一种工作流体组合物，其中，所述工作流体组合物包括制冷剂和上述任一项所述的冷冻机油。

与现有技术相比，本发明的黏度指数改进剂及制备方法、冷冻机油、工作流体组合物至少具有下列有益效果：

一方面，本发明实施例提供一种黏度指数改进剂，该黏度指数改进剂的结构如式(I)所示：

其中，在所述式(I)中：R1代表碳原子数为1-5的烷基，优选C1-C3的直链烷基，R2为C1-C20的烷基，优选C2-C16的直链烷基，R3为含N原子的化学基团。a、b分别代表不同的聚合度，a为10-10000范围整数，b为10-5000范围整数，其中，黏度指数改进剂的重均分子量在10000-10000000范围。

关于本发明上述结构的黏度指数改进剂，说明如下：一方面，该黏度指数改进剂为高分子聚合物，将高分子聚合物加入基础油中；温度升高时，高分子聚合物在基础油中的溶解度增大，高分子聚合物的长键伸张开，导致有效容积增大，增加润滑油的黏度；相反，温度降低时，高分子聚合物的长键卷缩，有效容积减少，降低基础油的黏度。因此，此特定结构黏度指数改进剂能够提高冷冻机油的黏度指数、改善黏温性能(其中，黏度指数改进剂有提高润滑油黏度指数的作用，黏度指数改进剂为高分子化合物，本身的粘度较大，能够使润滑油在高温下运动粘度降幅小，低温下运动粘度增幅小)。另一方面，本发明的上述结构的黏度指数改进剂中的氮原子基团(即，R3)使化合物整体的极性增强，而冷冻机油中多数为具有极性的化学物(如，基础油)，因此根据“相似相容”原理，可见，本发明的黏度指数改进剂与基础油的相容性优异、稳定性优异、分散性好。综上，本发明提供的黏度指数改进剂与冷冻机油中的基础油的相容性优异、稳定性优异，适用于低黏度POE冷冻机油，能够在高低温工况下使用。另外，本发明提供的黏度指数改进剂还具有一定的消泡能力。

进一步地，本发明实施例提出的黏度指数改进剂的化学结构式如式(II)或式(III)所示：

在此，式(II)、式(III)所示的黏度指数改进剂，因为其结构上含有上述极性稍强的N原子基团，能够更好地和基础油相容、稳定性高。

另一方面，本发明实施例还提供了上述黏度指数改进剂的制备方法，主要如下：使第一类单体和第二类单体进行聚合反应；收集聚合反应产物，得到所述黏度指数改进剂。在此，本发明通过控制原料中的第一类单体和第二类单体单体的摩尔为2:1～3:1，以提高反应率、产率。为了提高聚合反应的合成率、产物纯度，本发明将聚合反应的温度控制为60～100℃。此外，为了能调节聚合反应产物的相对分子质量，本发明的聚合反应原料中还加入了链引发剂。为了进一步提高聚合反应速率，本发明的聚合反应原料中加入了特定种类的引发剂。

再一方面，本发明实施例还提供一种冷冻机油，该冷冻机油包括基础油和添加剂；其中，添加剂包括上述的黏度指数改进剂。在此，本发明提供的冷冻机油由于采用了上述的黏度指数改进剂，因此，提高了冷冻机油的黏温指数，且相容性、稳定性较好，满足压缩机高低温工作要求，使得冷冻机油能够在高低温工况下使用。

再一方面，本发明实施例还提供一种工作流体组合物，其中，该工作流体组合物包括制冷剂和上述的冷冻机油。在此，由于采用的冷冻机油具有黏度指数高、相容性好、稳定性高的优点，使得该此工作流体组合物能满足压缩机的高低温工作要求，且***功耗低、能效高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

本发明提供一种黏度指数改进剂，其与冷冻机油中的基础油的相容性优异、稳定性优异，适用于低黏度POE冷冻机油，能够在高低温工况下使用。

本发明的具体方案如下：

一方面，本发明实施例提供一种黏度指数改进剂，其中，黏度指数改进剂的化学结构式如式(I)所示：

其中，在所述式(I)中：R1为C1～C5的烷基，优选为C1～C3的直链烷基；R2为C1～C20的烷基，优选为C2～C16的直链烷基；R3为含氮原子的化学基团，具体为与氮原子键合的C1～C4的烷基，优选的，R3中的烷基包括甲基、乙基、异丙基、正丁基、异丁基等烷基中的一种或几种；a为10-10000范围内的整数；b为10-5000范围内的整数。黏度指数改进剂的重均分子量为10000～10000000。

优选的，本发明实施例的黏度指数改进剂的化学结构式如式(II)或式(III)所示：

另一方面，上述黏度指数改进剂的制备方法，包括如下步骤：使第一类单体和第二类单体进行聚合反应；收集聚合反应产物，得到所述黏度指数改进剂。

其中，所述第一类单体的结构式如下所示：

所述第二类单体的结构式如下所示：

其中，在聚合反应中：第一类单体和第二类单体的摩尔为2:1～3:1(在此，采用该配比范围值会使得聚合反应的反应率高、产物的产率高)。在第一类单体和第二类单体的聚合反应中，可以加入引发剂；优选的，引发剂选用过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈或2,2'-偶氮双(2,4-二甲基丁腈)。引发剂的用量优选为：第一类单体和第二类单体的总质量的0.1～1.0wt％。在聚合反应中，可以加入链转移剂，用于调节聚合物的相对分子质量，其中，链转移剂优选为十二烷基硫醇(DM)或十六烷基硫醇；优选的，链转移剂的加入量优选为：第一类单体和第二类单体的总质量的0.05～0.5wt％。在聚合反应中，可以加入稀释剂(在此，稀释剂用于降低溶液的浓度，以达到所需的浓度水平)，稀释剂可以是矿物油、酯类油和聚烯烃；优选的，稀释剂的加入量优选为：第一类单体和第二类单体的总质量的10～80wt％。其中，聚合反应的温度为60～100℃；聚合反应的时间为1～6h(在此需要说明的是：若聚合反应的温度过低，会出现产物的产率低；若聚合反应的温度过高，副反应产物多，产物的纯度低。在本发明的聚合反应温度及时间范围内，聚合反应的合成率高、产物纯度高)。在聚合反应过程中，优选通入惰性气体或氮气。在聚合反应结束后，可以对反应产物进行常压或减压蒸馏，脱除挥发性单体及未反应的单体，收集得到黏度指数改进剂。

再一方面，本发明实施例提供一种冷冻机油；其中，冷冻机油包括基础油和添加剂；其中，所述添加剂包括上述的黏度指数改进剂。

优选的，冷冻机油的基础油为酯类油，冷冻机油的基础油优选为多元醇与脂肪酸进行酯化后形成的多元醇酯。优选的，多元醇优选为：季戊四醇或双季戊四醇。脂肪酸优选为：碳数为4～9的直链或支链饱和脂肪酸，例如：正丁酸、2-甲基丙酸、正戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、2-甲基庚酸、3-甲基庚酸、4-甲基庚酸、3-乙基己酸、正壬酸、2-甲基辛酸、3-甲基辛酸、4-甲基辛酸、2-乙基庚酸、3-乙基庚酸、4-乙基庚酸、3,5,5-三甲基己酸、异辛酸等。

优选的，以冷冻机油的总量为基准，基础油的含量为90wt％以上，优选为95wt％以上。

优选的，以所述冷冻机油的总量为基准，粘度指数改进剂的含量为0.05～1.00wt％。在此，该黏度指数改进剂在上述用量范围内不仅能够提高冷冻油的黏度指数、改善黏温性能，还具有较好的分散性，与基础油具有有良好的相容性。

优选的，添加剂用于进一步改善冷冻机油的性能，降低压缩机的损耗，添加剂除了黏度指数改进剂之外，还包括但不限于抗磨剂、抗氧剂、酸捕捉剂、金属减活剂和抗泡剂中的至少一种。

抗氧剂选用酚型抗氧剂、胺型抗氧剂中的一种或几种(即，抗氧剂为酚型抗氧剂中的一种或几种、胺型抗氧剂中的一种或几种，还可以为两种类型抗氧剂的组合物)。其中，酚型抗氧剂可以为2,6-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚(2,6-二叔丁基对甲苯酚)、2,6-二叔丁基-α-二甲氮基对甲酚、对苯二酚等。胺型抗氧剂可以为二苯胺、苯基-α-萘胺、二异辛基二苯胺、N,N-二仲丁基对苯二胺等。以冷冻机油的总量为基准计，抗氧剂的含量可以为0.1～2wt％。

酸捕捉剂可以为甘油醚、甘油醚酯类环氧化合物和碳二亚胺类化合物中的一种或几种。具体而言，酸捕捉剂可以为新癸基缩水甘油酯(新癸酸缩水甘油醚酯)、叔丁基苯基缩水甘油酯、3-乙基己基缩水甘油醚、碳化二亚胺、2-乙基己基缩水甘油醚、双(二丁基苯基)碳化二亚胺等。以冷冻机油的总量基准计，酸捕捉剂的含量可以为0.5～2wt％。

抗磨剂为磷酸酯类(如，磷酸三甲酚酯，)、亚磷酸酯类化合物、有机硫化物、磷氮复合型化合物、硫磷氮复合型化合物、有机氯化物中的其中任意一种或任意两种以上以任意比例混合的混合物。以冷冻机油的总量基准计，抗磨剂的用量可以为0.1～2.0wt％。

金属减活剂可以为苯并***衍生物、噻二唑衍生物等。以冷冻机油的总量基准计，金属减活剂的含量优选为0.01～0.1wt％。

抗泡剂，可以列举硅型抗泡剂和非硅型抗泡剂两类。作为硅型抗泡剂，如二甲基硅油。作为非硅型抗泡剂，可以列举例如，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的均聚物或共聚物，也可使用两种或两种以上抗泡剂组成的复合抗泡剂。以冷冻机油的总量基准计，抗泡剂的质量含量优选为10～100ppm。

再一方面，本发明实施例提供一种工作流体组合物，其中，所述工作流体组合物包括上述任一项所述的冷冻机油和制冷剂。

具体地，本发明上述的冷冻机油通常在冷冻机中以与制冷剂混合而成的冷冻机用工作流体组合物的形式存在。其中，制冷剂可以选用饱和氟代烃(HFC)制冷剂，例如优选C1-C3的饱和氟代烃、更优选为C1-C2的饱和氟代烃。其包括但不限于二氟甲烷(R32)、三氟甲烷(R23)、五氟乙烷(R125)、1,1,2,2-四氟乙烷(R134)和1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)中的一种或其中两种以上的混合物。工作流体组合物中的冷冻机油的含量并没有特别限制，相对于100质量份的制冷剂，优选采用1～500质量份的冷冻机油，更优选为2～400质量份的冷冻机油。

下面通过具体实施例进一步对本发明说明如下：

以下实施例、对比例提供均提供了一种冷冻机油。并对每一实施例及对比例提供的冷冻机油的组成、性能进行对比，参见表1和表2。

另外，本发明主要采用以下方法对冷冻机油的性能进行测试。

1)运动粘度/黏度指数试验

依据ASTMD 445-2009石油产品运动粘度测定方法、GBT 1995-1998黏度指数计算方法对冷冻机油进行不同温度下运动粘度、黏度指数测定。

2)稳定性试验

依据JIS K2211-09(高压釜试验)进行，本试验方法向冷冻机油中加入一定量的蒸馏水，混合均匀，直至含水量为1000ppm，取30g上述含水的冷冻机油加入高压釜中，封入催化剂(铁棒、铜棒、铝棒)，用真空泵抽尽釜内空气，然后封入15g制冷剂(如R32)，在150℃下保持168h。测定并计算试验后油样的酸值(mg KOH/g)，并观察金属外观是否发生变化。

3)相容性试验

将不同用量的黏度指数改进剂加入低粘度润滑油中，在不同高低温环境下，即低温-30℃、高温100℃分别放置24小时，观察润滑油是否有沉降、不溶物出现。

4)抗泡性能试验

按照GB/T12579-2002润滑油泡沫特性测定法进行泡沫倾向试验。将200mL润滑油试样放入量筒并置于24℃的水浴中，用恒定流速94mL/min的空气吹气5min，然后静置、记录试样中泡沫消失所用时间。取第二份试样，在93.5℃的水浴条件下进行试验，用恒定流速的空气吹气5min，同样记录泡沫消失所用的时间。以泡沫消失所用的时间来评价润滑油的抗泡性能。

实施例1

本实施例提供一种冷冻机油；其中，该冷冻机油是由基础油和添加剂组成。

其中，基础油为季戊四醇酯。其中，该季戊四醇酯为季戊四醇、异辛酸、3,5,5-三甲基己酸混合后进行酯化后合成的酯。其中，季戊四醇酯的制备原料中，原料醇和原料酸的摩尔比为1:1.2；而原料酸中：异辛酸和3,5,5-三甲基己酸的摩尔比为3:7。

其中，本实施例的添加剂包括：

添加剂A：抗氧化剂，具体选用2,6-二叔丁基对甲苯酚。

添加剂B：酸捕捉剂，具体选用新癸酸缩水甘油醚酯。

添加剂C：抗泡剂，具体选用二甲基硅油。

添加剂D：金属碱活剂，具体选用Irgamet 39(Irgamet 39在冷冻油中起到延缓金属腐蚀的作用，是苯并***衍生物)。

添加剂E：抗磨剂，具体选用T306(磷酸三甲酚酯)

添加剂F1：如式(II)所示的黏度指数改进剂。

在此，添加剂F1的制备步骤如下：

第一类单体与第二类单体以2:1～3:1的摩尔比例发生聚合反应，其中，引发剂选用偶氮二异丁腈，用量为第一类单体和第二类单体总质量的0.5％；链转移剂优选十二烷基硫醇，用量为第一类单体和第二类单体总质量的0.1％，稀释剂为为矿物油，聚合反应的温度为80-85℃，聚合反应3-4小时，采用氮气为保护气体。聚合反应生成的产物为混合物(聚合反应产生不是单一的化合物，在此处混合物是指不同聚合度产物的总称)，F1为混合物；聚合反应生成的F1的重均分子量在10000～10000000范围内。

对于本实施例的冷冻机油中的基础油、各种添加剂的用量具体参见表1所示。另外，本实施例的冷冻机油的性能数据参见表1所示。

实施例2

本实施例提供一种冷冻机油，与实施例1的区别在于：基础油、添加剂F1的含量不同，具体参见表1。

对于本实施例的冷冻机油中的基础油、各种添加剂的用量具体参见表1所示。另外，本实施例的冷冻机油的性能数据参见表1所示。

实施例3

本实施例提供一种冷冻机油，与实施例1的区别在于：基础油、添加剂F1的含量不同，具体参见表1。

对于本实施例的冷冻机油中的基础油、各种添加剂的用量具体参见表1所示。另外，本实施例的冷冻机油的性能数据参见表1所示。

实施例4

本实施例提供一种冷冻机油，与实施例1的区别在于：采用添加剂F2替代添加剂F1。

其中，添加剂F2：如式(III)所示的黏度指数改进剂。

在此，添加剂F2的制备步骤如下：

第一类单体与第二类单体以2:1～3:1摩尔比例发生聚合反应，其中，引发剂选用偶氮二异丁腈，用量为第一类单体和第二类单体总质量的0.5％；链转移剂优选十二烷基硫醇，用量为第一类单体和第二类单体总质量的0.1％，稀释剂为为矿物油，聚合反应的温度为80-85℃，聚合反应3-4小时，采用氮气为保护气体。聚合反应生成产物为混合物(聚合反应产生不是单一的化合物，在此处混合物是指不同聚合度产物的总称)，F2为混合物，F2的重均分子量在10000～10000000范围内。

对于本实施例冷冻机油中的基础油、各种添加剂的用量具体参见表1所示。另外，本实施例冷冻机油的性能数据参见表1所示。

实施例5

本实施例提供一种冷冻机油，与实施例4的区别在于：基础油、添加剂F2的含量不同，具体参见表1。

对于本实施例的冷冻机油中的基础油、各种添加剂的用量具体参见表1所示。另外，本实施例的冷冻机油的性能数据参见表1所示。

实施例6

本实施例提供一种冷冻机油，与实施例4的区别在于：基础油、添加剂F2的含量不同，具体参见表1。

对于本实施例冷冻机油的中的基础油、各种添加剂的用量具体参见表1所示。另外，本实施例的冷冻机油的性能数据参见表1所示。

对比例1

对比例1提供一种冷冻机油，与实施例1的区别在于：不含有黏度指数改进剂，具体参见表2。

对于对比例1的冷冻机油中的基础油、各种添加剂的用量具体参见表2所示。另外，对比例1的冷冻机油的性能数据参见表2所示。

对比例2

对比例2提供一种冷冻机油，与实施例1的区别在于：黏度指数改进剂的含量不同，具体参见表2。

对于对比例2的冷冻机油中的基础油、各种添加剂的用量具体参见表2所示。另外，对比例2的冷冻机油的性能数据参见表2所示。

对比例3

对比例3提供一种冷冻机油，与实施例1的区别在于：黏度指数改进剂的含量不同，具体参见表2。

对于对比例3的冷冻机油中的基础油、各种添加剂的用量具体参见表2所示。另外，对比例3的冷冻机油的性能数据参见表2所示。

对比例4

对比例4提供一种冷冻机油，与实施例1的区别在于：黏度指数改进剂选用T602(聚甲基丙烯酸酯类的黏度指数改进剂)，其含量具体参见表2。

对于对比例4的冷冻机油中的基础油、各种添加剂的用量具体参见表2所示。另外，对比例4的冷冻机油的性能数据参见表2所示。

表1为实施例1-6的冷冻机油的成分含量、性能。

表1

表2为对比例1-4冷冻机油的成分含量及其性能参数

表2

从实施例1-6、对比例1-4、表1、表2可知：

(1)采用本发明所示结构的黏度指数改进剂，使得冷冻机油的运动粘度、黏度指数两个指标均有提高。

(2)与对比例相比，添加设定量的本发明所示结构黏度指数改进剂，使得冷冻机油在相容性试验、稳定性试验中的效果较好，冷冻机油未出现浑浊现象。表明：本发明所示结构的黏度指数改进剂在具有增稠能力的基础上，其化学性质稳定。另外，依据抗泡性能的结果来看，加入本发明所示结构的黏度指数改进剂后，冷冻机油的消泡时间有缩短趋势，这表明：本发明所示结构的黏度指数改进剂具有一定的消泡能力。

(3)在对比例2-3中，当本发明的黏度指数改进剂的用量降低至0.01wt％时，对冷冻机油的运动粘度、黏度指数改善效果不明显，即黏度指数改进剂的用量少使得技术效果不明显；当本发明的黏度指数改进剂的用量升高到1.5wt％时，基础油与黏度指数改进剂在高低温下不能很好的相容，冷冻机油有浑浊现象发生，稳定性差，影响油品本身的性质。因此，本申请中的黏度指数改进剂的用量在0.05～1.0wt％时，效果最优，在此范围内使得冷冻机油的相容性、稳定性能优，且有一定程度的消泡作用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (21)

1.一种黏度指数改进剂，其特征在于，黏度指数改进剂的化学结构式如式(I)所示：

其中，在所述式(I)中：R1为C1～C5的烷基；R2为C1～C20的烷基；R3为含氮原子的化学基团；a为10-10000范围内的整数；b为10-5000范围内的整数。

2.根据权利要求1所述的黏度指数改进剂，其特征在于，所述R1为C1～C3的直链烷基；和/或

所述R2为C2～C16的直链烷基。

3.根据权利要求1所述的黏度指数改进剂，其特征在于，所述R3为与氮原子键合的C1～C4的烷基。

4.根据权利要求3所述的黏度指数改进剂，其特征在于，所述R3中的烷基包括甲基、乙基、异丙基、正丁基、异丁基中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的黏度指数改进剂，其特征在于，所述黏度指数改进剂的重均分子量为10000～10000000。

6.根据权利要求1所述的黏度指数改进剂，其特征在于，所述黏度指数改进剂的化学结构式如式(II)或式(III)所示：

7.权利要求1-6任一项所述的黏度指数改进剂的制备方法，其特征在于，所述制备方包括如下步骤：

使第一类单体和第二类单体进行聚合反应；收集聚合反应产物，得到所述黏度指数改进剂；

其中，所述第一类单体的结构式如下所示：

所述第二类单体的结构式如下所示：

8.根据权利要求7所述的黏度指数改进剂的制备方法，其特征在于，在所述聚合反应中：所述第一类单体和第二类单体单体的摩尔为2:1～3:1；和/或

所述聚合反应的温度为60～100℃、所述聚合反应的时间为1～6h；和/或

在所述聚合反应的过程中，通入氮气或惰性气体。

9.根据权利要求7或8所述的黏度指数改进剂的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的原料还包括引发剂。

10.根据权利要求9所述的黏度指数改进剂的制备方法，其特征在于，

所述引发剂选用过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮双(2,4-二甲基丁腈)中的一种或几种；和/或

所述引发剂的用量为：第一类单体和第二类单体的总质量的0.1～1.0wt％。

11.根据权利要求7或8所述的黏度指数改进剂的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的原料还包括链转移剂。

12.根据权利要求11所述的黏度指数改进剂的制备方法，其特征在于，

所述链转移剂选用十二烷基硫醇或十六烷基硫醇；和/或

所述链转移剂的用量为：第一类单体和第二类单体的总质量的0.05～0.5wt％。

13.根据权利要求7或8所述的黏度指数改进剂的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的原料中还包括稀释剂。

14.根据权利要求13所述的黏度指数改进剂的制备方法，其特征在于，

所述稀释剂为矿物油、酯类油和聚烯烃中的一种或几种；和/或

所述稀释剂的用量为：第一类单体和第二类单体的总质量的10～80wt％。

15.根据权利要求7或8所述的黏度指数改进剂的制备方法，其特征在于，在所述聚合反应结束后，对反应产物混合物进行蒸馏处理，以脱除挥发性单体及未反应的单体，收集聚合反应产物，得到黏度指数改进剂。

16.一种冷冻机油，其特征在于，所述冷冻机油包括基础油和添加剂；其中，所述添加剂包括权利要求1-6任一项所述的黏度指数改进剂。

17.根据权利要求16所述的冷冻机油，其特征在于，以所述冷冻机油的总量基准计，所述粘度指数改进剂的含量为0.05～1.00wt％。

18.根据权利要求16所述的冷冻机油，其特征在于，

所述基础油为酯类油；和/或

以所述冷冻机油的总量基准计，所述基础油的含量为90wt％以上。

19.根据权利要求16所述的冷冻机油，其特征在于，所述添加剂还包括抗磨剂、抗氧剂、酸捕捉剂、金属减活剂和抗泡剂中的至少一种。

20.根据权利要求19所述的冷冻机油，其特征在于，

所述抗氧剂选用酚型抗氧剂、胺型抗氧剂中的一种或几种；和/或

所述抗磨剂选用磷酸酯类化合物、亚磷酸酯类化合物、有机硫化合物、磷氮复合型化合物、硫磷氮复合型化合物、有机氯化合物中的一种或几种；和/或

所述酸捕捉剂选用甘油醚、甘油醚酯类环氧化合物、碳二亚胺类化合物中的一种或几种；和/或

所述金属碱活剂选用苯并***衍生物、噻二唑衍生物中的一种或几种；

所述抗泡剂选用硅型抗泡剂、非硅型抗泡剂中的一种或几种；和/或

以所述冷冻机油的总量基准计，所述抗氧剂的含量为0.1～2wt％；和/或

以所述冷冻机油的总量基准计，所述抗磨剂的含量为0.1～2wt％；和/或

以所述冷冻机油的总量基准计，所述酸捕捉剂的含量为0.5～2wt％；和/或

以所述冷冻机油的总量基准计，所述金属碱活剂的含量为0.01～0.1wt％；和/或

以所述冷冻机油的总量基准计，所述抗泡剂的含量为10～100ppm。

21.一种工作流体组合物，其特征在于，所述工作流体组合物包括：制冷剂和权利要求16-20任一项所述的冷冻机油。