本發(fā)明屬于潤滑油技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種壓縮機(jī)組用冷凍機(jī)油組合物。
背景技術(shù)：
國家環(huán)保法規(guī)的持續(xù)推進(jìn)，使得制冷行業(yè)使用的冷媒種類發(fā)生了重大變化。氟氯烴(CFCs)制冷劑的使用受到嚴(yán)格限制，而具有低的OPD值(大氣臭氧層損耗潛能值)及較小的GWP值(全球變暖潛值)的氫氟氯烴(HCFCs，如R22)、氫氟烴(HFCs，如R134a)、烴類(HCs，如R600a)、氨(如R717)和二氧化碳制冷劑在制冷行業(yè)中獲得了運(yùn)用。
制冷壓縮機(jī)的發(fā)展，與石油化工、冷凍冷藏等行業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。大型制冷壓縮機(jī)組從構(gòu)造上分，主要為半封閉和開啟式兩種。冰箱壓縮機(jī)及空調(diào)壓縮機(jī)主要為全封閉式。
與氨(R717)為制冷工質(zhì)的冷凍機(jī)油相比，HCFCs制冷系統(tǒng)用油除低溫性能(低傾點(diǎn)和絮凝點(diǎn))要求苛刻外，最大的區(qū)別是油品與HCFCs制冷劑(如R22)適宜的相溶性，主要的目的是避免造成冷凍機(jī)油附著在散熱器、毛細(xì)管和蒸發(fā)器上從而影響制冷效果。由于HCFCs制冷劑與礦油的溶解性能較CFCs制冷劑小的多，早期用于CFCs制冷劑(與礦物油是互溶的)的冷凍機(jī)油很難滿足與HCFCs制冷劑相溶性的要求，特別是在全封閉系統(tǒng)(制冷劑與礦物油必須就有更好的相容性，以滿足壓縮機(jī)的回油需求)，更難達(dá)到使用要求。
制冷壓縮系統(tǒng)中使用的冷凍機(jī)油組合物應(yīng)具有優(yōu)良的低溫流動性和潤滑性，其基礎(chǔ)油一般是礦物油，有時(shí)也采用合成潤滑油為基礎(chǔ)油，例如：
CN1054154C公開了一種冷凍機(jī)油組合物，含有粘度10-150mm2/s的軟蠟裂解C5-C18混合α烯烴聚合油，其中還可以加入環(huán)氧化合物穩(wěn)定劑、磷酸酯類潤滑劑和酚型抗氧化劑，該油與氟氯氫烴具有很好的互溶性，絮凝點(diǎn) 低，但是存在粘度指數(shù)偏低，低溫流動性差，與R22冷媒高溫?zé)峄瘜W(xué)穩(wěn)定性差的問題。
CN101397522A公開了一種環(huán)保冷凍機(jī)油組合物，采用費(fèi)托合成潤滑油基礎(chǔ)油、烷基苯和/或烷基萘潤滑油基礎(chǔ)油及礦物油和/或聚α烯烴合成基礎(chǔ)油的混合物。該組合物與含鹵素制冷劑具有良好的互溶性，且具有較高的粘度指數(shù)，較低的絮凝點(diǎn)以及良好的熱氧化安定性。但是，該組合物抗磨性能較差，不適用于對抗磨性能要求較高的冷凍機(jī)油應(yīng)用場所。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種冷凍機(jī)油組合物及其應(yīng)用，以便克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種冷凍機(jī)油組合物，以基礎(chǔ)油重量為基準(zhǔn)，包括以下組分：
(1)15-40wt％烷基苯合成潤滑油基礎(chǔ)油；
(2)15-40wt％油溶性的聚醚類基礎(chǔ)油，即OSP基礎(chǔ)油；
(3)20-70wt％高壓加氫環(huán)烷基礦物潤滑油基礎(chǔ)油，所述高壓加氫環(huán)烷基礦物潤滑油基礎(chǔ)油是采用“加氫脫金屬-加氫處理-臨氫降凝-補(bǔ)充精制”高壓串聯(lián)全氫型工藝技術(shù)得到的；
(4)添加劑。
其中，油溶性的聚醚類基礎(chǔ)油，即OSP基礎(chǔ)油，是以環(huán)氧丁烷(BO)、四氫呋喃(THF)為原料，在醇引發(fā)劑的作用下進(jìn)行聚合反應(yīng)而合成，具有較高碳氧比及與礦物基礎(chǔ)油的互溶性，100℃運(yùn)動粘度為4-15mm2/s，傾點(diǎn)為-50℃以下，粘度指數(shù)為150以上。
其中，高壓加氫環(huán)烷基礦物潤滑油基礎(chǔ)油，是采用“加氫脫金屬-加氫處理-臨氫降凝-補(bǔ)充精制”高壓串聯(lián)全氫型工藝技術(shù)得到的，可以實(shí)現(xiàn)芳烴飽和深度的靈活控制。本發(fā)明選用的環(huán)烷基礦物潤滑油基礎(chǔ)油100℃運(yùn)動粘度在4-12mm2/s之間，絮凝點(diǎn)在-40℃以下，硫含量為50ug/g以下。
其中，烷基苯合成潤滑油基礎(chǔ)油，是由C11～C14烯烴(或鹵代烴)與苯進(jìn)行烷基化反應(yīng)制成，沸點(diǎn)在250℃以上，100℃運(yùn)動粘度為4-8mm2/s，傾點(diǎn)為-40℃以下，粘度指數(shù)為100以上。
其中，添加劑是冷凍機(jī)油中通常使用的添加劑，例如抗氧化劑、金屬減活劑、抗磨劑和抗泡劑。
其中，抗氧化劑選用酚型抗氧化劑，包括二烷基取代的苯酚或多烷基取代的苯酚，例如2,6-二叔丁基對甲酚、2,6-二叔丁基酚、4,4＇-亞甲基雙-(2,6-二叔丁基酚)。抗氧化劑的加入量為基礎(chǔ)油重量的0.1-1％。
其中，抗磨劑包括含磷抗磨劑或含硫抗磨劑所組成的群組中的一種或幾種。含磷抗磨劑包括磷酸酯、氨基磷酸酯和磷酸酯胺鹽。含硫抗磨劑包括硫化物、二硫化物、三硫化物?？鼓┑募尤肓繛榛A(chǔ)油重量的0.1-0.5％。
其中，抗泡劑為二甲基硅油，加入量為基礎(chǔ)油重量的1-100mg/kg。
其中，金屬減活劑的加入量為基礎(chǔ)油重量的0.005-0.05％。
本發(fā)明提供的冷凍機(jī)油組合物適用的制冷劑是氫氟氯烴(HCFCs)、氟氯烴(CFCs)，也可以是低分子烷烴制冷劑，如異丁烷等。
本發(fā)明提供的冷凍機(jī)油適用于以氫氟氯烴(HCFCs)為制冷劑、蒸發(fā)溫度為-45℃以上的開啟式、半封閉、全封閉式壓縮機(jī)組中的應(yīng)用，也可用于要求與氟烴(如R12)、低分子烷烴制冷劑(如異丁烷)具有較高熱穩(wěn)定要求的開啟式、半封閉、全封閉式制冷壓縮機(jī)。
本發(fā)明提供一種冷凍機(jī)油組合物，采用深度精制高壓加氫環(huán)烷基潤滑油基礎(chǔ)油、烷基苯合成潤滑油基礎(chǔ)油及油溶性的聚醚類基礎(chǔ)油混合物作為冷凍機(jī)油基礎(chǔ)油。由于高壓加氫環(huán)烷基潤滑油基礎(chǔ)油低溫流動性非常好，硫、氮和芳烴含量低，傾點(diǎn)低，但是粘溫性能不好，高溫條件下粘度偏低，無法形成有效的油膜保護(hù)，較低的芳烴含量也對HCFCs制冷劑(如R22)互溶效果造成較大的不利影響。混合一定量的烷基苯合成潤滑油基礎(chǔ)油，能改善潤滑油與HCFCs制冷劑(如R22)的互溶效果，也能改善油溶性聚醚類基礎(chǔ)油在潤滑油中的溶解穩(wěn)定性；混合一定量的油溶性的聚醚類基礎(chǔ)油，能持續(xù)改進(jìn)潤滑油與HCFCs制冷劑(如R22)的互溶效果及提高潤滑油的高溫穩(wěn)定性能；兩種合成基礎(chǔ)油與高壓加氫環(huán)烷基潤滑油基礎(chǔ)油混合，具有明顯的協(xié)同效應(yīng)，可以提高潤滑油的粘溫性能、閃點(diǎn)，化學(xué)穩(wěn)定性，抗磨性，降低傾點(diǎn)、絮凝點(diǎn)等理化指標(biāo)。烷基苯合成潤滑油基礎(chǔ)油、油溶性的聚醚類基礎(chǔ)油的加入有效的提高了基礎(chǔ)油添加劑感受性，因此該混合物是制備高檔潤滑油的良好基礎(chǔ)油。其與氫氟氯烴(HCFCs，如R22)制冷劑具有良好的相溶 性、化學(xué)穩(wěn)定性，較低的絮凝點(diǎn)以及良好的熱氧化安定性，適合作為HCFCs為制冷劑的冷凍機(jī)油。
具體實(shí)施方式
以下對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例，下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件。
高壓加氫環(huán)烷基礦物潤滑油基礎(chǔ)油：
本發(fā)明中，高壓加氫環(huán)烷基礦物潤滑油基礎(chǔ)油通常100℃運(yùn)動粘度在4-12mm2/s之間，絮凝點(diǎn)在-40℃以下，硫含量為50mg/kg以下。
烷基苯合成潤滑油基礎(chǔ)油：
本發(fā)明中，烷基苯合成潤滑油基礎(chǔ)油通常沸點(diǎn)在250℃以上，100℃運(yùn)動粘度為4-8mm2/s，傾點(diǎn)為-40℃以下，粘度指數(shù)為100以上。
油溶性的聚醚類基礎(chǔ)油：
本發(fā)明中，油溶性的聚醚類基礎(chǔ)油通常100℃運(yùn)動粘度為4-15mm2/s，傾點(diǎn)為-50℃以下，粘度指數(shù)為150以上。
抗氧化劑：
本發(fā)明中，抗氧化劑并無特別限定，通常選用酚型抗氧化劑，包括二烷基取代的苯酚或多烷基取代的苯酚，例如2,6-二叔丁基對甲酚、2,6-二叔丁基酚、4,4＇-亞甲基雙-(2,6-二叔丁基酚)；抗氧化劑的加入量無特別限定，通常為基礎(chǔ)油重量的0.1-1wt％。
抗磨劑：
本發(fā)明中，抗磨劑并無特別限定，通常選用含磷抗磨劑或含硫抗磨劑。列舉含磷抗磨劑包括磷酸酯、氨基磷酸酯和磷酸酯胺鹽。含硫抗磨劑包括硫化物、二硫化物、三硫化物；抗磨劑的加入量也無特別限定，通常為基礎(chǔ)油重量的0.1-0.5wt％。
抗泡劑
本發(fā)明中，抗泡劑為二甲基硅油；對抗泡劑的加入量無特別限定，通常為基礎(chǔ)油重量的1-100mg/kg。
金屬減活劑：
本發(fā)明中，金屬減活劑并無特別限定，通用的金屬減活劑即可；對金屬減活劑的加入量也無特別限定，通常為基礎(chǔ)油重量的0.005-0.05％。
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1
用55％的環(huán)烷基高壓加氫減二線礦物油(來自于克拉瑪依石化公司)，加入15％沸點(diǎn)在250℃以上，100℃運(yùn)動粘度7.42mm2/s，傾點(diǎn)-42℃，粘度指數(shù)為105的烷基苯合成潤滑油基礎(chǔ)油(來自于市售道普化學(xué)產(chǎn)品)，再加入30％閃點(diǎn)在200℃以上，100℃運(yùn)動粘度8.51mm2/s，傾點(diǎn)-56℃，粘度指數(shù)為175的油溶性的聚醚類基礎(chǔ)油(來自于市售陶氏化學(xué)產(chǎn)品)，調(diào)制成40℃運(yùn)動粘度45.65mm2/s的基礎(chǔ)油a。
實(shí)施例2
用45％的環(huán)烷基高壓加氫減三線礦物油(來自于克拉瑪依石化公司)，加入15％沸點(diǎn)在250℃以上，100℃運(yùn)動粘度7.42mm2/s，傾點(diǎn)-42℃，粘度指數(shù)為105的烷基苯合成潤滑油基礎(chǔ)油(來自于市售道普化學(xué)產(chǎn)品)，再加入40％閃點(diǎn)在200℃以上，100℃運(yùn)動粘度8.51mm2/s，傾點(diǎn)-56℃，粘度指數(shù)為175油溶性的聚醚類基礎(chǔ)油(來自于市售陶氏化學(xué)產(chǎn)品)，調(diào)制成40℃運(yùn)動粘度56.32mm2/s的基礎(chǔ)油b。
實(shí)施例3
用60％的環(huán)烷基高壓加氫減三線礦物油(來自于克拉瑪依石化公司)，加入用20％沸點(diǎn)在250℃以上，100℃運(yùn)動粘度7.42mm2/s，傾點(diǎn)-42℃，粘度指數(shù)為105的烷基苯合成潤滑油基礎(chǔ)油(來自于市售道普化學(xué)產(chǎn)品)，再加入20％閃點(diǎn)在200℃以上，100℃運(yùn)動粘度8.51mm2/s，傾點(diǎn)-56℃，粘度指數(shù)為175油溶性的聚醚類基礎(chǔ)油(來自于市售陶氏化學(xué)產(chǎn)品)，調(diào)制成40℃運(yùn)動粘度63.15mm2/s的基礎(chǔ)油c。
對比例1：
用80％的環(huán)烷基高壓加氫減二線礦物油(來自于克拉瑪依石化公司)，再加入20％環(huán)烷基高壓加氫減三線礦物油(來自于克拉瑪依石化公司)，調(diào)制成40℃運(yùn)動粘度63.07mm2/s的基礎(chǔ)油d.
對比例2：
用50％的環(huán)烷基高壓加氫減二線礦物油(來自于克拉瑪依石化公司)，25％的環(huán)烷基高壓加氫減三線礦物油(來自于克拉瑪依石化公司),再加入用25％沸點(diǎn)在250℃以上，100℃運(yùn)動粘度7.42mm2/s，傾點(diǎn)-42℃，粘度指數(shù)為105的烷基苯合成潤滑油基礎(chǔ)油(來自于市售道普化學(xué)產(chǎn)品)，調(diào)制成40℃運(yùn)動粘度54.17mm2/s的基礎(chǔ)油e.
對比例3：
用85％的環(huán)烷基糠醛白土工藝減二線礦物油(來自于克拉瑪依石化公司)，再加入15％環(huán)烷基糠醛白土工藝減三線礦物油(來自于克拉瑪依石化公司)，調(diào)制成40℃運(yùn)動粘度63.58mm2/s的基礎(chǔ)油f.
對比例4：
用50％的環(huán)烷基糠醛白土工藝減二線礦物油(來自于克拉瑪依石化公司)，加入15％沸點(diǎn)在250℃以上，100℃運(yùn)動粘度7.42mm2/s，傾點(diǎn)-42℃，粘度指數(shù)為105的烷基苯合成潤滑油基礎(chǔ)油(來自于市售道普化學(xué)產(chǎn)品)，再加入35％閃點(diǎn)在200℃以上，100℃運(yùn)動粘度8.51mm2/s，傾點(diǎn)-56℃，粘度指數(shù)為175油溶性的聚醚類基礎(chǔ)油(來自于市售陶氏化學(xué)產(chǎn)品)，調(diào)制成40℃運(yùn)動粘度46.28mm2/s的基礎(chǔ)油g。
實(shí)施例4
在以上調(diào)制的基礎(chǔ)油a、b、c、d、e、f、g中分別加入0.3％的2,6-二叔丁基對甲酚、0.3％磷酸酯、10mg/kg二甲基硅油，100mg/kg金屬減活劑。調(diào)制成冷凍機(jī)油，序號分別為A、B、C、D、E、F、G。
以HCFC22為制冷劑，分別對目前市場上常用的冷凍機(jī)油Y(商品名4GS，日本太陽油公司生產(chǎn))以及上述七種冷凍機(jī)油進(jìn)行測試。結(jié)果見表1。
表1冷凍機(jī)油試驗(yàn)結(jié)果
由表1可以看出，實(shí)施例1、2、3與對比例1相比較，可以表明高壓加氫環(huán)烷基基礎(chǔ)油、烷基苯合成基礎(chǔ)油及油溶性的聚醚類基礎(chǔ)油調(diào)合方式獲得了更高的油品粘度指數(shù)，及更加優(yōu)異的低溫性能；實(shí)施例1、2、3與對比例2相比較，可以表明油溶性的聚醚類基礎(chǔ)油的加入，有效的改善了油品與HCFC(R22)制冷劑的互溶效果，提高與HCFC(R22)制冷劑的高溫?zé)岱€(wěn)定性及抗磨性能；實(shí)施例1、2、3與對比例3、4相比較，可以表明環(huán)烷基高壓加氫工藝與環(huán)烷基糠醛白土工藝基礎(chǔ)油相比較，前者可有效的提高了油品與HCFC(R22)制冷劑共存條件下的熱穩(wěn)定性能；實(shí)施例1、2、3與市售Y例相比較，低溫流動性優(yōu)勢更加明顯，具有更加優(yōu)良的冷媒的相溶性、化學(xué)穩(wěn)定性、熱氧化安定性、抗磨損性能，同時(shí)粘溫性能也獲得明顯改善。本發(fā)明提供的冷凍機(jī)油與氫氟氯烴(HCFCs，如R22)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，具有較低的絮凝點(diǎn)以及與氫氟氯烴(HCFCs，如R22)制冷劑適宜的互溶性以及優(yōu)異的熱氧化安定性，因此特別適合于使用氟氯烴(CFCs)、氫氟氯烴(HCFCs，如R22)、異丁烷為制冷劑的冷凍機(jī)油的生產(chǎn)過程。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。