СМАЗОЧНОЕ МАСЛО ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН Российский патент 1995 года по МПК C10M157/10 C10M157/10 C10M155/02 C10M145/24 C10M105/38 C10N40/30 

Изобретение относится к составам смазочных масел, являющихся смесью высокомолекулярных соединений и применяющихся в холодильных машинах, в частности для холодильных агрегатов, работающих на фторуглеводородных агентах и конкретно на 1,1,1,2-тетрафторэтане (R-134A).

Во многих типах охлаждающих систем используется хладагент R-12 (дихлордифторметан). Однако известно, что он является фторхлоруглеводородом, разрушающим озоновый слой атмосферы и в ближайшем будущем должен быть заменен другими, экологически безопасными соединениями. Таким соединением может стать 1,1,1,2-тетрафторэтан, или хладагент R-134A, который имеет давление пара, очень сходное с R-12, и обладает многими его положительными качествами, не разрушая при этом озоновый слой. Кроме того, он может заменить R-12 в большинстве рефрижераторных систем без их существенного перемонтажа. Основная проблема его использования состоит в том, что смазки, обычно используемые в системах, работающих на R-12, не растворимы в R-134А. Разработки новых масел, смешивающихся с фторсодержащими углеводородами, начались с появлением новых фторуглеводородных хладагентов, не вызывающих разрушения озонового слоя, но несовместимых с обычно применявшимися маслами. Эти новые масла должны обладать способностью смешиваться с такими фторсодержащими углеводородами, как R-134A при низких температурах до -30^оС. Установлено, что растворимостью в R-134A обладают некоторые полигликоли, но ниже 60^оС происходит фазовое разделение смесей. Выделение из хладагента фазы, состоящей из смазки, служит причиной плохого смазывания компрессора и приводит к ускорению износа и сокращает срок его службы.

Смазки для различных компрессоров на основе смесей эфиров и полиэфирполиолов известны, например, из патента США 4302343 и патента США 4751012 /1, 2/. В них подтверждается факт, что эти смеси удлиняют срок действия смазок. Однако эти смазки имеют недостаточную вязкость при 38^оС и нерастворимы при более высоких температурах. В патенте США 4755316 /3/ защищены составы смазки, содержащей полиэфирполиолы, для компрессора, работающего с использованием хладагента R-134A. Однако состав, показывающий хорошую вязкость при повышенных температурах, в компрессоре не смешивается при этой температуре. Напротив состав по этому патенту с удовлетворительной растворимостью, характеризуется низкой вязкостью.

Известны также масла на основе полиоксиалкиленгликолей, смешивающиеся с фторуглеводородами в интервале от -40 до +20^оС /4/, и в интервале 0-50^оС и выше /5/. Однако высокое содержание олигомеров в смазке под действием R-134A может явиться причиной снижения эластичности изоляции, а нижний температурный предел 30^оС) значительно выше требуемого.

Прототипом предлагаемого технического изобретения являются составы, описанные в патенте США 4855144 /6/. Они представляют собой масла, на основе полиэфирполиолов и сложных эфиров многоатомных спиртов и карбоновых кислот с температурным диапазоном смешения от -29 до +60^оС. Сложные эфиры полиолов, входящие в композицию, повышают стабильность масел, а уменьшение содержания олигомеров создает более благоприятные условия для изоляции. Однако нижний предел температуры смешения этой смазки довольно высок выше (-30^оС).

Целью изобретения является создание композиции смазочного масла, совместимого с хладагентом R-134A, обладающего приемлемыми показателями вязкости и растворимости при температуре до -30^оС.

Этим требованиям удовлетворяет состав масла, состоящего на основе сложных эфиров с добавлением присадок, олигоэфира пропиленоксида и многоатомного спирта типа пентаэритрита, триметилолпропана, этиленгликоля, сорбита, ксилита. При этом выбирается олигоэфир, характеризующийся вязкостью 30-70 мм²/с при 40^оС. Масло дополнительно содержит полиметилсилоксан в качестве антипенной присадки и характеризуется следующим соотношением компонентов, мас. олигоэфиры пропиленоксида и многоатомного спирта 7-40; антиокислительная присадка 0,05-0,07; полиметилсилоксан 0,0001-0,003; сложные эфиры остальные.

Содержание перечисленных компонентов обеспечивает наличие свойств, позволяющих эффективно использовать масло в холодильных агрегатах, которые работают на хладагенте R-134A.

Описанное масло готовят смешиванием сложных эфиров с олигоэфирами при 60^оС с последующим введением антиокислительной и антивспенивающей присадок.

Готовый продукт анализируют на следующие показатели:
на кинематическую вязкость методом, описанным в ГОСТ 33-82,
на растворимость в R-134A при (-30^оС) методом ОТИХП.

Таким образом, основным отличием предлагаемого состава смазки является введение в него олигоэфиров пропиленгликоля и многоатомного спирта типа ксилита, сорбита, пентаэритрита, триметилолпропана и этиленгликоля. Эти эфиры имеют вязкость 30-7 мм²/с при 40^оС. Кроме того, в состав дополнительно введен полиметилсилоксан в количестве 0,0001-0,03 мас.

Ниже приведены конкретные примеры приготовления смазок.

Их свойства указаны в таблице.

П р и м е р 1. Эфир пентаэритрита и жирных кислот с углеводородным радикалом С 5-9 в количестве 54 г смешали с 6 г диоктилсебацината и 39,94 г олигоэфира ксилита и пропиленоксида с вязкостью 30 мм²/с при 40^оС. Смесь нагревают до 60^оС, добавляют 0,053 г 4-оксифениламина и 0,0001 г полиметилсилоксана (ПСМ) и перемешивают в течение 26-30 мин.

Приведенные далее составы (примеры 2-6) готовили аналогичным способом.

П р и м е р 2. Способом, описанным в примере 1, готовили следующий состав, г:
Эфир пентаэритрита и жирных кислот С5-9 65 Эфир триметилол- пропана и гептановой кислоты 15 Олигоэфир пента- эритрита и пропилен- оксида, вязкость при 40^оС 55 м²/с 19,94 4-Оксидифениламин 0,057 Полиметилсилоксан 0,003
П р и м е р 3. Приготовлен следующий состав, г: Эфир пентаэритрита и жирных кислот С5-9 70 Диоктилсебацинат 22,9 Олигоэфир триметилол- пропана и пропилен- оксида вязк. 70 мм²/с при 40^оС 7 2,6-Дитретбутил-п-крезол 0,07 Полиметилсилоксан 0,03
П р и м е р 4. Приготовлен следующий состав, г: Эфир триметилол- пропана и гептановой кислоты 79,69 Олигоэфир пропилен- оксида и этилен- гликоля вязкость 40 мм²/с 20,25 2,2-Метиленбис (4- метил-6-третбутилфенол) 0,0593 ПМС 0,0002
П р и м е р 5. Приготовлен следующий состав, г: Эфир триметилол- пропана и гептановой кислоты 92,92 Олигоэфир сорбита и пропиленоксида вязкость 34,4 мм²/с 7 2,6-Дитретбутил- паракрезол 0,0775 ПМС 0,0025
П р и м е р 6 (сравнительный). По способу примера 1 приготовлен состав с теми же компонентами, но ввели олигоэфиры глицерина и пропиленоксида вязкостью 500 мм²/с.

Из приведенных результатов видно, что предлагаемый состав смазочного масла удовлетворяет требованиям, предъявляемым к маслам, используемым в холодильных машинах, работающих на хладагенте R-134A. Испытания составов в холодильных агрегатах бытовых холодильников показали стабильную работу компрессора и способность его к плавному запуску, в то время как при использовании известного масла каждое включение компрессора сопровождается вибрацией.

Сущность изобретения: смазочное масло для холодильных машин содержит, 7 40 олигоэфир пропиленгликоля и многоатомного спирта, выбранного из группы, содержащей ксилит, пентаэритрит, триметилолпропан и этиленгиликол, имеющий вязкость 30 - 70 мм²/с при 40°С, 0,05 0,07 антиокислительная присадка, 0,0001 0,03 полиметилсилоксана и до 100 сложный эфир многоатомный спирта и карбоновая кислота и/или сложный эфир дикарбоновой кислоты и одноатомного спирта. 1 табл.

СМАЗОЧНОЕ МАСЛО ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН, содержащее сложный эфир многоатомного спирта и карбоновой кислоты и/или сложный эфир дикарбоновой кислоты и одноатомного спирта и антиокислительную присадку, отличающееся тем, что в качестве простого эфира оно содержит олигоэфир пропиленгликоля и многоатомного спирта, выбранного из группы, содержащей ксилит, сорбит, пентаэритрит, триметилпропан и этиленгликоль, имеющий вязкость 30-70 мм²/с при 40^oС, и дополнительно содержит полиметисилоксан при следующем соотношении компонентов, мас.

Указанный олигоэфир 7-40
Антиокислительная присадка 0,05-0,07
Полиметилсилоксан 0,0001-0,3
Сложный эфир многоатомного спирта и карбоновой кислоты и/или сложный эфир дикарбоновой кислоты и одноатомного спирта До 100