高效能冷凍潤滑油組成物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種冷凍潤滑油組成物，其包含由Η季戊四醇燈ri陽)、二季戊四醇 (DiPE)、季戊四醇（P巧或其混合物與一或多種的直鏈或支鏈的飽和或不飽和C42。脂肪酸反 應(yīng)而得的多元醇醋類產(chǎn)物（polyo^ester(POE))，或由Η季戊四醇燈riP巧與一或多種的 直鏈或支鏈的飽和或不飽和C42。脂肪酸反應(yīng)而得的多元醇醋類產(chǎn)物、由二季戊四醇值iP巧 與一或多種的直鏈或支鏈的飽和或不飽和C4 2。脂肪酸反應(yīng)而得的多元醇醋類產(chǎn)物或季戊 四醇（P巧與一或多種的直鏈或支鏈的飽和或不飽和C42。脂肪酸反應(yīng)而得的多元醇醋類產(chǎn) 物的混合物，該多元醇醋類產(chǎn)物（P0巧具有下述性質(zhì)；與冷媒（例如氨氣碳化物（HFC)冷 媒、氨氣帰姪（HF0)冷媒等等）的互溶溫度低于-25°C(20%的多元醇醋類在冷媒中），及 在40°C的運動黏度化inematicviscosity)介于46~460cSt,且其在經(jīng)相關(guān)壓縮機標(biāo)準(zhǔn) 條件下測試的后顯示出較高工作黏度。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來為因應(yīng)全球暖化的威脅，從京都議定書到哥本哈根協(xié)議，各國紛紛著手開 始進行相關(guān)的減碳工作，因此碳排放法規(guī)日益嚴(yán)格。在制冷空調(diào)產(chǎn)業(yè)方面，除了須因應(yīng)相關(guān) 新型環(huán)保冷媒的使用規(guī)范與時程外，各壓縮機廠隨著能源短缺議題發(fā)酵及環(huán)保意識抬頭， 也對于制冷系統(tǒng)效率的提升有與日俱增的需求。
[000引評估制冷系統(tǒng)效率主要為能效比（COP;每IkW的電力，每小時能產(chǎn)出多少的冷凍 能力kW)。COP值愈高表示W(wǎng)同樣的冷凍能力而言，所需要的電力愈少，運行成本也就愈低。
[0004] 欲提高制冷設(shè)備的C0P，主要可從兩個方向改善：
[0005] (1)改善壓縮機設(shè)計： 1. 變頻操作； 2. 搭配合適馬達(dá)； 3. 改良轉(zhuǎn)子齒型（提高面積利用系數(shù)、減少泄漏面積）； 4. 采用高精度的加工設(shè)備、減少壓縮機的振動及噪音、提高壓縮機壽命； 5. 使用高精度的機油過濾器、控制壓縮機的排氣間隙、提高容積效率； 6. 精準(zhǔn)控制壓縮比、減少壓縮不足或壓縮過量的不當(dāng)耗功； 7. 提高油分離器攔油效率，將拋油量（oilcarryover)控制在2%W內(nèi)，能防止過量的 冷凍油進入蒸發(fā)器巧vaporator)，進而增加熱傳效率，提高冷凍能力；和 8. 改善壓縮機主要組件及閥類的壓力降（減少壓縮機所需的輸入功）；及
[0006] 似選用高效能冷凍潤滑油： 冷凍潤滑油藉由增加氣密、潤滑軸承、減少噪音、帶走壓縮熱（冷卻）、降低油膜的摩擦 系數(shù)、減少馬達(dá)耗功及清潔（溶解雜質(zhì)及副產(chǎn)物，避免阻塞）而達(dá)成高效能。
[0007] 通過選用高效能冷凍潤滑油W提高C0P，不論就成本考慮或操作便利性考慮，均較 改善壓縮機設(shè)計更為方便簡單。
[0008] 然而，冷凍潤滑油影響制冷系統(tǒng)的效率的最主要關(guān)鍵來自兩個部分：
[0009] (1)蒸發(fā)器中的冷凍潤滑油與冷媒的互溶性 (miscibility)及冷媒熱傳效率，和
[0010] (2)壓縮機內(nèi)部潤滑及密封效果。
[0011]選擇冷凍潤滑油的最優(yōu)先考慮為其與冷媒的互溶性（miscibility)，其所影響分 成兩個層面：壓縮機回油考慮及蒸發(fā)器熱傳效率。雖然通常在壓縮機出口設(shè)有油分離器 (Oilseparator)，W防止冷凍潤滑油因拋油現(xiàn)象（Oilcarryover)而導(dǎo)致過多冷凍潤滑油 隨冷媒離開壓縮機而導(dǎo)致壓縮機內(nèi)部冷凍潤滑油不足，進而發(fā)生壓縮機故障。但是，無可避 免地，仍將有少許冷凍潤滑油離開壓縮機，最終隨冷媒進入蒸發(fā)器中。在蒸發(fā)器的低溫環(huán)境 下，冷凍潤滑油與冷媒的互溶性將變差，若此時因互溶性不足而發(fā)生相分離狀況，將會導(dǎo)致 冷凍潤滑油累積在蒸發(fā)器表面而無法回到壓縮機中，因而不但會影響蒸發(fā)器中的冷媒熱傳 效率，更嚴(yán)重的是將導(dǎo)致壓縮機中冷凍潤滑油的量不足，導(dǎo)致壓縮機故障。
[0012] 冷凍潤滑油的選擇除了上述的在蒸發(fā)器中與冷媒的互溶性外，也需考慮冷凍潤滑 油在壓縮機內(nèi)部潤滑性及密封性。然而，影響潤滑性及密封性的最重要因素，便是冷凍潤滑 油在壓縮機運轉(zhuǎn)條件下所具備的工作黏度。
[0013] 從潤滑性考慮；在高溫運轉(zhuǎn)時，當(dāng)工作黏度過低，容易造成機械部件在運轉(zhuǎn)時潤滑 不足而致輸入的電能及機械功增加，降低COP;適度提高工作黏度，將提高機械部件的潤滑 性，進而增加COP。
[0014] 從密封性考慮；在高溫運轉(zhuǎn)時，當(dāng)工作黏度過低，冷凍潤滑油對機械部件的密封效 果將變差，容易造成冷媒在高溫高壓操作下發(fā)生泄漏，降低制冷能力，進而降低COP;若適 度提高工作黏度，將提高機械部件的密封性，對COP的提升將有幫助。
[0015] 從運轉(zhuǎn)阻力值rag化rce)考慮；在高溫運轉(zhuǎn)時的黏度足夠潤滑的前提下，當(dāng)工作 溫度降低，黏度將逐漸提高，若黏度過高，運轉(zhuǎn)阻力愈大，將致輸入的電能及機械功增加，降 低COP。
[0016] 影響冷凍潤滑油與冷媒互溶性（miscibility)的因素主要系與冷凍潤滑油的極 性及黏度有關(guān)。一般而言，冷凍潤滑油黏度愈高，極性愈差，互溶性也愈差。
[0017] 影響冷凍潤滑油工作黏度的因素主要包含：
[0018](1)冷凍潤滑油的原始黏度，和
[0019] (2)冷凍潤滑油的黏度指數(shù)（ViscosityIndex,VI);黏度指數(shù)愈高，黏度隨溫度 變化程度愈小，及
[0020] (3)在工作環(huán)境下，冷媒溶入冷凍潤滑油的比例高低決定所造成的黏度稀釋效果。 當(dāng)冷媒在壓縮機中溶入冷凍潤滑油比例愈高，工作黏度愈低。

【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明所欲解決的問題
[0021] 一般而言，冷凍潤滑油黏度愈高，其與冷媒的互溶性愈差。在本發(fā)明中，藉由調(diào)整 分子結(jié)構(gòu)W改變極性，使反應(yīng)而得的多元醇醋類產(chǎn)物和含彼的冷凍潤滑油組成物同時擁有 下面兩種特性：優(yōu)異的冷媒互溶性，和在運轉(zhuǎn)操作時具有較高的工作黏度，藉此對機械部件 提供足夠的潤滑保護及充分的密封功能，并同時因與冷媒充分互溶，避免在蒸發(fā)器中因相 分離而造成其無法回到壓縮機（下文稱為回油）中及熱傳降低的問題。
[0022] 本新發(fā)明的多元醇醋類產(chǎn)物（P0巧和含所述產(chǎn)物的冷凍潤滑油組成物需具備高 黏度指數(shù)（VI)，W提供在高溫操作條件下有足夠的黏度保護，且在低溫操作條件下，黏度不 至上升過多而導(dǎo)致運轉(zhuǎn)阻力過大，造成COP降低。
[0023] 本發(fā)明的多元醇醋類產(chǎn)物（P0巧和含彼的冷凍潤滑油組成物除了上述、「工作黏 度」、「冷媒互溶性」及「黏度指數(shù)」外，也必須符合其他針對冷凍潤滑油的嚴(yán)格需求，例如， 封管熱氧化安定性測試、水解安定性、酸價、居價、傾點、閃點、水分及介電強度等。
【具體實施方式】
[0024] 于本發(fā)明的冷凍潤滑油組成物中，多元醇醋類產(chǎn)物的含量介于50重量％至100重 量％，較佳地為70重量％ ^上，更佳地為95重量％W上。
[00巧]于本發(fā)明的冷凍潤滑油組成物中的多元醇醋類產(chǎn)物混合物中，Η季戊四醇 (Trip巧與一或多種的直鏈或支鏈的飽和或不飽和C42。脂肪酸反應(yīng)而得的多元醇醋類產(chǎn)物 可為0-100重量比，二季戊四醇值iP巧與一或多種的直鏈或支鏈的飽和或不飽和C42。脂肪 酸反應(yīng)而得的多元醇醋類產(chǎn)物可為0-100重量比，季戊四醇（P巧與一或多種的直鏈或支鏈 的飽和或不飽和C42。脂肪酸反應(yīng)而得的多元醇醋類產(chǎn)物可為0-99重量比。
[0026] 于本發(fā)明的冷凍潤滑油組成物中，可另外添加一或多種選自由下列所組成的群組 中的添加劑；酸捕捉劑