冷凍機用工作流體組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的冷凍機用工作流體組合物含有：制冷劑，其含有選自二氟甲烷和四氟丙烯中的至少1種的第1制冷劑成分、和選自二氧化碳和碳數(shù)3～4的烴中的至少1種的第2制冷劑成分，且地球溫室效應(yīng)系數(shù)為500以下；以及冷凍機油，其含有選自多元醇酯、聚乙烯醚和聚亞烷基二醇化合物中的至少1種作為基礎(chǔ)油，該基礎(chǔ)油的碳/氧摩爾比為2.5以上且5.8以下。
【專利說明】冷凍機用工作流體組合物

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冷凍機用工作流體組合物，更詳細而言涉及含有混合制冷劑的冷凍機 用工作流體組合物，所述混合制冷劑含有碳數(shù)3?4的烴、二氟甲烷（也稱"HFC-32"或 "R32"）、四氟丙烯等成分且地球溫室效應(yīng)系數(shù)（GWP)為500以下。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于近年臭氧層破壞的問題，以往用作冷凍機器的制冷劑的CFC(氯氟烴）和 HCFC(氫氯氟烴）成為限制的對象，逐漸使用HFC(氫氟烴）作為制冷劑代替它們。
[0003] HFC制冷劑之中，HFC-134a、R407C、R410A -般用作汽車空調(diào)用、冰箱用或室內(nèi)空 調(diào)用的制冷劑。但是，這些HFC制冷劑雖然臭氧破壞系數(shù)（0DP)為0,但地球溫室效應(yīng)系數(shù) (GWP)高，因此逐漸成為限制的對象。研究二氟甲烷作為這些制冷劑的代替候選之一，但其 未充分降低地球溫室效應(yīng)系數(shù)、沸點過低、熱力學特性不能原樣應(yīng)用于現(xiàn)行的冷凍系統(tǒng)，還 存在與現(xiàn)有的HFC制冷劑所使用的多元醇酯、聚乙烯醚等潤滑油（冷凍機油）難以相容的 問題點。另一方面，不飽和氟代烴類的0DP和GWP雙方都非常小、根據(jù)結(jié)構(gòu)而為不燃性，其 中，HF0-1234yf的制冷劑性能的尺度即熱力學特性與HFC-134a幾乎相同或在其以上，因此 提出使用不飽和氟代烴類作為制冷劑的方案（專利文獻1?3)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)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(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的問是頁
[0010] 將制冷劑與冷凍機油應(yīng)用于冷凍系統(tǒng)時，要求制冷劑不對環(huán)境產(chǎn)生不良影響、熱 力學特性適合冷凍系統(tǒng)。另外，在制冷劑與冷凍機油的共存下，要求兩者相互溶解（相容 性）、熱/化學穩(wěn)定性優(yōu)異、為了抑制滑動部件的磨耗而維持有油膜（潤滑性）等。
[0011] 在使用不飽和氟代烴的冷凍系統(tǒng)中，HFC所使用的多元醇酯、聚乙烯醚等冷凍機油 顯示出與不飽和氟代烴的相容性，因此認為可以應(yīng)用這些冷凍機油。但是，根據(jù)本發(fā)明人等 的研究明確了 ：不飽和氟代烴的分子內(nèi)具有不穩(wěn)定的雙鍵因而熱/化學穩(wěn)定性差這樣的課 題。
[0012] 另外，要求制冷劑與冷凍機油的相容性（以下，有時僅稱"相容性"。）的理由之一， 是因為在冷凍機器的制冷劑循環(huán)周期中，用于潤滑制冷劑壓縮機的冷凍機油與制冷劑一同 在周期內(nèi)進行循環(huán)。即，在冷凍機器中，根據(jù)制冷劑所使用的冷凍機油的選擇，制冷劑與冷 凍機油不能得到充分的相容性，從制冷劑壓縮機噴出的冷凍機油變得容易滯留在周期內(nèi)。 于是，其結(jié)果，產(chǎn)生制冷劑壓縮機內(nèi)的油量降低而潤滑不良從而造成磨耗、堵塞毛細管等膨 脹機構(gòu)這樣的問題。由此，適合制冷劑的冷凍機油的選擇是重要的。但是，在使用二氟甲烷 的冷凍系統(tǒng)中，存在難以與冷凍機油相容這樣的課題，進而還存在熱力學特性的問題。
[0013] 本發(fā)明是鑒于這樣的情況而進行的，其目的在于提供在使用烴、二氟甲烷、不飽和 氟代烴等制冷劑的冷凍系統(tǒng)中，不需要大幅變更現(xiàn)有系統(tǒng)就可以達成相容性和熱/化學穩(wěn) 定性的冷凍機用工作流體組合物。
[0014] 用于解決問題的方案
[0015] 本發(fā)明人等為了達成上述目的進行了反復(fù)深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使用特定 的制冷劑、和以特定的酯或者醚作為基礎(chǔ)油的冷凍機油，能夠以高水準達成充分高的相容 性和熱/化學穩(wěn)定性這兩者，從而完成本發(fā)明。
[0016] g卩，本發(fā)明提供下述[1]?[9]所示的冷凍機用工作流體組合物。
[0017] [1] 一種冷凍機用工作流體組合物，其含有：
[0018] 制冷劑，其含有選自二氟甲烷和四氟丙烯中的至少1種的第1制冷劑成分、和選自 二氧化碳和碳數(shù)3?4的烴中的至少1種的第2制冷劑成分，且地球溫室效應(yīng)系數(shù)為500 以下；以及
[0019] 冷凍機油，其含有選自多元醇酯、聚乙烯醚和聚亞烷基二醇化合物中的至少1種 作為基礎(chǔ)油，該基礎(chǔ)油的碳/氧摩爾比為2. 5以上且5. 8以下。
[0020] [2]根據(jù)[1]所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，前述制冷劑含有碳數(shù)3?4 的烴、二氟甲烷和四氟丙烯，且地球溫室效應(yīng)系數(shù)為400以下。
[0021] [3]根據(jù)[1]或[2]所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，相對于制冷劑100質(zhì) 量份，前述制冷劑含有前述碳數(shù)3?4的烴3?40質(zhì)量份、前述二氟甲烷20?60質(zhì)量份 和前述四氟丙烯20?70質(zhì)量份。
[0022] [4]根據(jù)[1]?[3]中任一項所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，前述碳數(shù) 3?4的烴為丙烷或異丁烷，且前述制冷劑的地球溫室效應(yīng)系數(shù)為300以下。
[0023] [5]根據(jù)[1]所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，前述制冷劑含有選自二氟甲 烷和四氟丙烯中的至少1種、以及二氧化碳，且地球溫室效應(yīng)系數(shù)為500以下。
[0024] [6]根據(jù)[1]?[5]中任一項所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，前述制冷劑 與前述冷凍機油的質(zhì)量比率為90:10?30:70。
[0025] [7]根據(jù)[1]?[6]中任一項所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，前述基礎(chǔ)油 含有碳/氧摩爾比為2. 5以上且5. 8以下的多元醇酯，該多元醇酯為由碳數(shù)4?9的脂肪 酸與碳數(shù)4?12的多元醇合成的多元醇酯。
[0026] [8]根據(jù)[1]?[6]中任一項所述的冷凍機油工作流體組合物，其中，前述基礎(chǔ)油 含有碳/氧摩爾比為2. 5以上且5. 8以下的聚亞烷基二醇化合物，該聚亞烷基二醇化合物 為具有環(huán)氧丙烷的均聚鏈或環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷的共聚鏈且其兩末端的至少一端以醚鍵 封閉的化合物。
[0027] [9]根據(jù)[1]?[6]中任一項所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，前述基礎(chǔ)油 含有碳/氧摩爾比為2. 5以上且5. 8以下的聚乙烯醚，該聚乙烯醚為具有下述通式（1)所 示的結(jié)構(gòu)單元的聚乙烯醚。
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種冷凍機用工作流體組合物，其含有： 制冷劑，其含有選自二氟甲烷和四氟丙烯中的至少1種的第1制冷劑成分、和選自二氧 化碳和碳數(shù)3?4的烴中的至少1種的第2制冷劑成分，且地球溫室效應(yīng)系數(shù)為500以下； 以及 冷凍機油，其含有選自多元醇酯、聚乙烯醚和聚亞烷基二醇化合物中的至少1種作為 基礎(chǔ)油，該基礎(chǔ)油的碳/氧摩爾比為2. 5以上且5. 8以下。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，所述制冷劑含有碳數(shù)3?4 的烴、二氟甲烷和四氟丙烯，且地球溫室效應(yīng)系數(shù)為400以下。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，相對于制冷劑100質(zhì)量 份，所述制冷劑含有所述碳數(shù)3?4的烴3?40質(zhì)量份、所述二氟甲烷20?60質(zhì)量份和 所述四氟丙烯20?70質(zhì)量份。
4. 根據(jù)權(quán)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，所述碳數(shù)3? 4的烴為丙烷或異丁烷，且所述制冷劑的地球溫室效應(yīng)系數(shù)為300以下。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，所述制冷劑含有選自二氟 甲烷和四氟丙烯中的至少1種、以及二氧化碳，且地球溫室效應(yīng)系數(shù)為500以下。
6. 根據(jù)權(quán)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，所述制冷劑與 所述冷凍機油的質(zhì)量比率為90:10?30:70。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，所述基礎(chǔ)油含 有碳/氧摩爾比為2. 5以上且5. 8以下的多元醇酯，該多元醇酯為由碳數(shù)4?9的脂肪酸 與碳數(shù)4?12的多元醇合成的多元醇酯。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的冷凍機油工作流體組合物，其中，所述基礎(chǔ)油含 有碳/氧摩爾比為2. 5以上且5. 8以下的聚亞烷基二醇化合物，該聚亞烷基二醇化合物為 具有環(huán)氧丙烷的均聚鏈或環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷的共聚鏈且其兩末端的至少一端以醚鍵封 閉的化合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的冷凍機用工作流體組合物，其中，所述基礎(chǔ)油含 有碳/氧摩爾比為2.5以上且5.8以下的聚乙烯醚，該聚乙烯醚為具有下述通式（1)所示 的結(jié)構(gòu)單元的聚乙烯醚，
式⑴中，R1、!?2和R3可以相同也可以不同，分別表示氫原子或碳數(shù)1?8的烴基；R 4 表示碳數(shù)1?10的二價的烴基或碳數(shù)2?20的二價的含醚鍵氧的烴基；R5表示碳數(shù)1? 20的烴基;m表示使所述聚乙烯醚的m的平均值為0?10的數(shù)；R 1?R5在每個結(jié)構(gòu)單元中 可以相同也可以不同，在一個結(jié)構(gòu)單元中m為2以上時，多個R 40可以相同也可以不同。
【文檔編號】C10M169/04GK104145009SQ201380012190
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月27日
【發(fā)明者】齋藤正典, 大城戶武, 今野聰一郎, 阿出川邦子 申請人:吉坤日礦日石能源株式會社