專利名稱：高粘合成酯潤滑劑基礎(chǔ)油料摻合物的制作方法
高粘合成酯潤滑劑基礎(chǔ)油料摻合物本申請是申請?zhí)枮?00680027006. 1、申請日為2006年7月27日、發(fā)明名稱為“高粘合成酯潤滑劑基礎(chǔ)油料摻合物”的申請的分案申請。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及合成的多元醇酯潤滑劑基礎(chǔ)油料，更特別涉及適用于壓縮機(jī)和制冷系統(tǒng)中的、高粘合成酯潤滑劑基礎(chǔ)油料與常規(guī)多元醇酯基礎(chǔ)油料的交叉摻合物。公知的是，含氯氟烴之前用作氣溶膠中的推進(jìn)劑和用作冷凍液，但由于它們對地球臭氧層的不利影響而不再使用。消除含氯氟烴的使用的努力引起了替代性流體(它們是高度或完全氟化的烴)的開發(fā)?？捎美鋬鲆和ǔ０ù我康臐櫥瑒?。通常，冷凍液包括大約5至15或20重量份的潤滑劑，余量為碳氟化合物。在含氯氟烴體系中，潤滑劑通常為與含氯氟烴充分混溶的礦物油。但是，這類潤滑劑與高度或完全氟化的烴(例如1，1，1，2_四氟乙烷，常被稱作 HFC-134a)和其它無氯的碳氟化合物不混溶，前述無氯的碳氟化合物包括具有1至3個(gè)碳原子、優(yōu)選具有1至2個(gè)碳原子的氫氟烴(HFC)，例如二氟甲烷(HFC-32)、三氟甲烷(HFC-23)、 五氟乙烷(HFC-125)、1，1，2，2-四氟乙烷(HFC-134)、1，1，1-三氟乙烷(HFC_143a)和 1， 1-二氟乙烷(HFC-152a)。盡管HFCs與礦物油不混溶，但多羥基化合物的某些羧酸酯，也稱作多元醇酯或 POEs,與高度或完全氟化的流體完全混溶。多元醇酯潤滑劑是通過某些多元醇，例如季戊四醇、新戊二醇和三甲基丙醇，與含有大約4至10個(gè)碳原子的直鏈或支鏈單羧酸的縮合而制備的。為了改進(jìn)混溶性，羧酸混合物通常包括30-85摩爾％的3，5，5-三甲基己酸 (iso-C-9)。但是，最近的時(shí)局限制了 iso-C-9的可供性。Iso-C-9的這種短缺使得使用 iso-C-9制造多元醇酯是困難和/或昂貴的。因此，希望提供基于兩種或多種基礎(chǔ)油料的交叉摻合物的、粘度為IS068至220 的、與HFCs混溶的合成酯潤滑劑基礎(chǔ)油料。該摻合物由高粘合成基礎(chǔ)油料與常規(guī)多元醇酯基礎(chǔ)油料構(gòu)成，所述高粘合成基礎(chǔ)油料通過新戊基多元醇與直鏈和支鏈單羧酸的縮合而形成，其中在羧酸混合物中幾乎或完全不使用iso-C-9。該交叉摻合物盡管有限地使用 iso-C-9,也仍與HFCs混溶，并在iso-C-9的供應(yīng)受到限制時(shí)提供經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)油料。
發(fā)明概要本發(fā)明的目的是在羧酸反應(yīng)混合物中極少或不使用iso-C-9的情況下制造多種與HFCs混溶的多元醇酯潤滑劑。本發(fā)明的另一目的是提供用于空調(diào)和制冷系統(tǒng)的潤滑劑基礎(chǔ)油料。本發(fā)明的另一目的是提供在有限使用iso-C-9羧酸的情況下制造與HFC制冷劑充分混溶的合成酯基礎(chǔ)油料的經(jīng)濟(jì)的方法。本發(fā)明的另一目的是提供在有限使用iso-C-9羧酸的情況下與HCF制冷劑充分混溶的合成酯基礎(chǔ)油料，其表現(xiàn)出優(yōu)異的抗磨性并提高了壓縮機(jī)效率。根據(jù)本發(fā)明，提供了適合與多種HFC冷凍液一起使用的合成酯潤滑劑交叉摻合物。申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，i)粘度不定的常規(guī)多元醇酯基礎(chǔ)油料與ii)幾乎或完全不用iso-C-9 而形成的iso 120至140高粘基礎(chǔ)油料的交叉摻合物提供了與HFC冷凍液混溶、并表現(xiàn)出優(yōu)異的抗磨損性的多種高粘和低粘多元醇酯基礎(chǔ)油料。發(fā)明詳述在下列解釋性而非限制性的描述中列出了具體細(xì)節(jié)，以提供了對本發(fā)明的充分理解。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員明白，本發(fā)明可以以脫離這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施方案實(shí)施。省略了對公知方法、酸及其制造方法的詳述，以便不會淡化對本發(fā)明的描述。交叉摻合物材料本發(fā)明的合成酯基礎(chǔ)油料摻合物包含a)某些高粘合成酯基礎(chǔ)油料與b)常規(guī)的合成酯基礎(chǔ)油料的交叉摻合物。高粘多元醇酯所述高粘多元醇酯基礎(chǔ)油料是通過新戊基多元醇與直鏈和支鏈單羧酸混合物在羥基過量的情況下的縮合而形成的，其中在羧酸混合物中幾乎或完全不使用iso-C-9。美國專利6，744，093中公開了制造這類高粘合成酯基礎(chǔ)油料的方法，該專利經(jīng)此引用并入本文。在一個(gè)實(shí)施方案中，高粘基礎(chǔ)油料是構(gòu)成兩步法的反應(yīng)產(chǎn)物的酯的摻合物。在初始步驟中，在相對于羧基過量的羥基存在下，并在酸催化劑存在下，使具有8至10個(gè)碳原子的新戊基多元醇與直鏈C4-Cltl酸和/或支鏈C5-Cltl酸的酸或酸混合物反應(yīng)，以形成偏聚新戊基多元醇酯混合物。羥基的過量對于促進(jìn)偏酯的聚合是必要的，酸或酸混合物與多元醇的摩爾比可以根據(jù)所需反應(yīng)速率、縮合程度和基礎(chǔ)油料的最終所需粘度而變。當(dāng)從反應(yīng)容器中除去預(yù)期反應(yīng)水以產(chǎn)生具有所需粘度的產(chǎn)品后，使所得偏聚新戊基多元醇酯與過量酸或酸混合物(其可以與初始步驟中所用的酸混合物不同或相同)反應(yīng)，以產(chǎn)生高粘酯產(chǎn)物。更特別地，本發(fā)明交叉摻合物中所用的高粘多元醇酯具有iso 120至140的粘度， 并根據(jù)上述方法和在’ 093專利中所述的方法，使季戊四醇和二季戊四醇的摻合物與選自 C5、IS0-C5, C7、己酸、iso-C9和C9單羧酸中一種或多種的羧酸的摻合物反應(yīng)而制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，iso 120至140高粘多元醇酯是使季戊四醇和二季戊四醇的 60/40摻合物與選自nC5、IS0-C5, nC7、己酸和C9中一種或多種的羧酸在羥基相對于羧基過量的情況下反應(yīng)而制造的。即使不使用iso_C9作為羧酸的一種，在-38°C至80°C，粘度為 iso 120至iso 140的高密度多元醇酯也提供了與制冷劑的充足混溶性。常規(guī)多元醇酯本文所用的常規(guī)多元醇酯基礎(chǔ)油料是指通過新戊基多元醇與所選直鏈和支鏈單羧酸的標(biāo)準(zhǔn)縮合反應(yīng)制成的合成酯基礎(chǔ)油料。本發(fā)明的常規(guī)酯基礎(chǔ)油料是通過多元醇與羧酸的常規(guī)縮合反應(yīng)制成的多元醇酯基潤滑劑。常規(guī)多元醇酯基礎(chǔ)油料具有iso 20至iso 350的粘度范圍，并可獲自許多來源， 包括 Castrol Industrial North America Inc. Warrenville, IL(以 Icematic 為商標(biāo))、 Cognis (以 Evergreen) > Uniqema Corporation RL ^^lJ>P0Es 白勺 CPI' s Solest 商標(biāo)、Mobil EAL Arctic、JEC 和 Nippon Oil。潤滑油組合物可以在交叉摻合物中加入多種添加劑，以制造完全摻合的制冷潤滑劑。這些添加劑包括抗氧化劑、抗磨損添加劑和金屬減活化劑?？寡趸瘎┩耆珦胶系闹评錆櫥瑒┛梢院写蠹s0.01重量％至1重量％、或大約0.05重量％至0. 5重量％、或大約0. 10重量％至大約0. 20重量％的一種或多種抗氧化劑?？寡趸瘎┙档土藵櫥驮谑褂弥凶冑|(zhì)的可能。這種變質(zhì)可以通過油粘度增大、通過氧化產(chǎn)物(例如酸、淤渣和在金屬表面上的漆狀沉積物)表現(xiàn)出來。在一個(gè)實(shí)施方案中， 使用0. 10重量％ BHT?？鼓┩耆珦胶系闹评錆櫥瑒┻€可以含有大約0. 0075重量％至3重量％、或大約0. 01 重量％至大約2重量％、或大約0. 06重量％至大約1重量％的一種或多種抗磨劑?？鼓┤缢鼈兊拿Q所示，減少了金屬部件的磨損。制冷潤滑劑中常用的抗磨劑包括可獲自RT Vanderbilt的Vanlube 672，和磷酸三甲苯酯(TCP)抗磨添加劑。金屬減活化劑完全摻合的制冷潤滑劑還可以含有大約0. 001重量％至0. 1重量％、或大約 0. 0075重量％至大約0. 05重量％的一種或多種金屬減活化劑，例如甲基苯并三唑(可獲自 Ciba Specialty Chemicals，商品名Irgamet TTZ)和癸二酸緩蝕劑。在一個(gè)實(shí)施方案中， 使用0. 01重量％的甲基苯并三唑(TTZ)。其它添加劑其它添加劑包括酸阻斷劑，例如Texaco’ s Cadura E-IO0摻合條件通過將粘度為iso 120至iso 140的高粘多元醇酯與粘度級為iso 20至iso 350 的常規(guī)多元醇酯摻合，實(shí)現(xiàn)所需的最終粘度，從而制造本發(fā)明的交叉摻合物。所述高粘和常規(guī)多元醇酯與所選添加劑(如果有的話)在蒸汽夾套的不銹鋼釜中在120°C至180°C的溫度范圍摻合大約M小時(shí)。通過根據(jù)下列交叉摻合物圖表摻合，實(shí)現(xiàn)交叉摻合物的所需粘度級。交叉摻合物
iso 32 交叉摻合物iso 68 交又滲合物iso 120 交叉物iso 220 交叉摻合物高粘POE15重量％ iso 12073重量％ iso 120100重量％ iso 12060重量％ iso 120常規(guī)POE85重量％ iso 2027重量％ iso 20—40重量％ iso 350
實(shí)施例實(shí)施例僅是示例性的，而不是要限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例I與13 混溶的高密度多元醇酯
下列實(shí)施例表明，只有根據(jù)’ 093專利制成的某些高粘多元醇酯才與混溶。
權(quán)利要求
1.空調(diào)或制冷系統(tǒng)多元醇酯潤滑劑基礎(chǔ)油料，包含在40°c粘度為大約120至140厘沲的高粘多元醇酯基礎(chǔ)油料與在40°C粘度為大約20至350厘沲的常規(guī)多元醇酯基礎(chǔ)油料的交叉摻合物，產(chǎn)生在40°C粘度為68至220厘沲的交叉摻合物；且其中所述高粘多元醇酯基礎(chǔ)油料衍生自新戊基多元醇與直鏈和支鏈單羧酸的混合物的縮合反應(yīng)，其中所述酸的混合物不含3，5，5-三甲基己酸。
2.權(quán)利要求1的空調(diào)或制冷系統(tǒng)多元醇酯基礎(chǔ)油料，其中15重量％的高粘多元醇酯基礎(chǔ)油料與85重量％的在40°C粘度為大約20厘沲的常規(guī)多元醇酯基礎(chǔ)油料摻合，獲得在 40°C粘度為大約32厘沲的交叉摻合物。
3.權(quán)利要求1的空調(diào)或制冷系統(tǒng)多元醇酯基礎(chǔ)油料，其中73重量％的高粘多元醇酯基礎(chǔ)油料與27重量％的在40°C粘度為大約20厘沲的常規(guī)多元醇酯基礎(chǔ)油料摻合，獲得在 40°C粘度為大約68厘沲的交叉摻合物。
4.權(quán)利要求1的空調(diào)或制冷系統(tǒng)多元醇酯基礎(chǔ)油料，其中60重量％的高粘多元醇酯基礎(chǔ)油料與40重量％的在40°C粘度為大約350厘沲的常規(guī)多元醇酯基礎(chǔ)油料摻合，獲得在 40°C粘度為大約220厘沲的交叉摻合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及高粘合成酯潤滑劑基礎(chǔ)油料摻合物。由粘度為大約iso 120至140的高粘合成酯基礎(chǔ)油料和粘度不定的常規(guī)合成酯基礎(chǔ)油料制造合成酯基礎(chǔ)油料的交叉摻合物，從而形成粘度為iso 68至iso 220的基礎(chǔ)油料。在最小限度使用i-C9羧酸形成酯的情況下，由這些交叉摻合物形成的潤滑劑具有與HFC冷凍液的充足混溶性。
文檔編號C10M171/00GK102304410SQ20111022515
公開日2012年1月4日 申請日期2006年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月27日
發(fā)明者G·普西拉斯 申請人:盧布里佐爾公司