专利名称：高粘合成酯润滑剂基础油料掺合物的制作方法
高粘合成酯润滑剂基础油料掺合物本申请是申请号为200680027006. 1、申请日为2006年7月27日、发明名称为“高粘合成酯润滑剂基础油料掺合物”的申请的分案申请。
背景技术：
本发明涉及合成的多元醇酯润滑剂基础油料，更特别涉及适用于压缩机和制冷系统中的、高粘合成酯润滑剂基础油料与常规多元醇酯基础油料的交叉掺合物。公知的是，含氯氟烃之前用作气溶胶中的推进剂和用作冷冻液，但由于它们对地球臭氧层的不利影响而不再使用。消除含氯氟烃的使用的努力引起了替代性流体(它们是高度或完全氟化的烃)的开发。可用冷冻液通常包括次要量的润滑剂。通常，冷冻液包括大约5至15或20重量份的润滑剂，余量为碳氟化合物。在含氯氟烃体系中，润滑剂通常为与含氯氟烃充分混溶的矿物油。但是，这类润滑剂与高度或完全氟化的烃(例如1，1，1，2_四氟乙烷，常被称作 HFC-134a)和其它无氯的碳氟化合物不混溶，前述无氯的碳氟化合物包括具有1至3个碳原子、优选具有1至2个碳原子的氢氟烃(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)。尽管HFCs与矿物油不混溶，但多羟基化合物的某些羧酸酯，也称作多元醇酯或 POEs,与高度或完全氟化的流体完全混溶。多元醇酯润滑剂是通过某些多元醇，例如季戊四醇、新戊二醇和三甲基丙醇，与含有大约4至10个碳原子的直链或支链单羧酸的缩合而制备的。为了改进混溶性，羧酸混合物通常包括30-85摩尔％的3，5，5-三甲基己酸 (iso-C-9)。但是，最近的时局限制了 iso-C-9的可供性。Iso-C-9的这种短缺使得使用 iso-C-9制造多元醇酯是困难和/或昂贵的。因此，希望提供基于两种或多种基础油料的交叉掺合物的、粘度为IS068至220 的、与HFCs混溶的合成酯润滑剂基础油料。该掺合物由高粘合成基础油料与常规多元醇酯基础油料构成，所述高粘合成基础油料通过新戊基多元醇与直链和支链单羧酸的缩合而形成，其中在羧酸混合物中几乎或完全不使用iso-C-9。该交叉掺合物尽管有限地使用 iso-C-9,也仍与HFCs混溶，并在iso-C-9的供应受到限制时提供经济的基础油料。
发明概要本发明的目的是在羧酸反应混合物中极少或不使用iso-C-9的情况下制造多种与HFCs混溶的多元醇酯润滑剂。本发明的另一目的是提供用于空调和制冷系统的润滑剂基础油料。本发明的另一目的是提供在有限使用iso-C-9羧酸的情况下制造与HFC制冷剂充分混溶的合成酯基础油料的经济的方法。本发明的另一目的是提供在有限使用iso-C-9羧酸的情况下与HCF制冷剂充分混溶的合成酯基础油料，其表现出优异的抗磨性并提高了压缩机效率。根据本发明，提供了适合与多种HFC冷冻液一起使用的合成酯润滑剂交叉掺合物。申请人已经发现，i)粘度不定的常规多元醇酯基础油料与ii)几乎或完全不用iso-C-9 而形成的iso 120至140高粘基础油料的交叉掺合物提供了与HFC冷冻液混溶、并表现出优异的抗磨损性的多种高粘和低粘多元醇酯基础油料。发明详述在下列解释性而非限制性的描述中列出了具体细节，以提供了对本发明的充分理解。但是，本领域技术人员明白，本发明可以以脱离这些具体细节的其它实施方案实施。省略了对公知方法、酸及其制造方法的详述，以便不会淡化对本发明的描述。交叉掺合物材料本发明的合成酯基础油料掺合物包含a)某些高粘合成酯基础油料与b)常规的合成酯基础油料的交叉掺合物。高粘多元醇酯所述高粘多元醇酯基础油料是通过新戊基多元醇与直链和支链单羧酸混合物在羟基过量的情况下的缩合而形成的，其中在羧酸混合物中几乎或完全不使用iso-C-9。美国专利6，744，093中公开了制造这类高粘合成酯基础油料的方法，该专利经此引用并入本文。在一个实施方案中，高粘基础油料是构成两步法的反应产物的酯的掺合物。在初始步骤中，在相对于羧基过量的羟基存在下，并在酸催化剂存在下，使具有8至10个碳原子的新戊基多元醇与直链C4-Cltl酸和/或支链C5-Cltl酸的酸或酸混合物反应，以形成偏聚新戊基多元醇酯混合物。羟基的过量对于促进偏酯的聚合是必要的，酸或酸混合物与多元醇的摩尔比可以根据所需反应速率、缩合程度和基础油料的最终所需粘度而变。当从反应容器中除去预期反应水以产生具有所需粘度的产品后，使所得偏聚新戊基多元醇酯与过量酸或酸混合物(其可以与初始步骤中所用的酸混合物不同或相同)反应，以产生高粘酯产物。更特别地，本发明交叉掺合物中所用的高粘多元醇酯具有iso 120至140的粘度， 并根据上述方法和在’ 093专利中所述的方法，使季戊四醇和二季戊四醇的掺合物与选自 C5、IS0-C5, C7、己酸、iso-C9和C9单羧酸中一种或多种的羧酸的掺合物反应而制造。在一个实施方案中，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掺合物与选自nC5、IS0-C5, nC7、己酸和C9中一种或多种的羧酸在羟基相对于羧基过量的情况下反应而制造的。即使不使用iso_C9作为羧酸的一种，在-38°C至80°C，粘度为 iso 120至iso 140的高密度多元醇酯也提供了与制冷剂的充足混溶性。常规多元醇酯本文所用的常规多元醇酯基础油料是指通过新戊基多元醇与所选直链和支链单羧酸的标准缩合反应制成的合成酯基础油料。本发明的常规酯基础油料是通过多元醇与羧酸的常规缩合反应制成的多元醇酯基润滑剂。常规多元醇酯基础油料具有iso 20至iso 350的粘度范围，并可获自许多来源， 包括 Castrol Industrial North America Inc. Warrenville, IL(以 Icematic 为商标)、 Cognis (以 Evergreen) > Uniqema Corporation RL ^^lJ>P0Es 白勺 CPI' s Solest 商标、Mobil EAL Arctic、JEC 和 Nippon Oil。润滑油组合物可以在交叉掺合物中加入多种添加剂，以制造完全掺合的制冷润滑剂。这些添加剂包括抗氧化剂、抗磨损添加剂和金属减活化剂。抗氧化剂完全掺合的制冷润滑剂可以含有大约0.01重量％至1重量％、或大约0.05重量％至0. 5重量％、或大约0. 10重量％至大约0. 20重量％的一种或多种抗氧化剂。抗氧化剂降低了润滑油在使用中变质的可能。这种变质可以通过油粘度增大、通过氧化产物(例如酸、淤渣和在金属表面上的漆状沉积物)表现出来。在一个实施方案中， 使用0. 10重量％ BHT。抗磨剂完全掺合的制冷润滑剂还可以含有大约0. 0075重量％至3重量％、或大约0. 01 重量％至大约2重量％、或大约0. 06重量％至大约1重量％的一种或多种抗磨剂。抗磨剂如它们的名称所示，减少了金属部件的磨损。制冷润滑剂中常用的抗磨剂包括可获自RT Vanderbilt的Vanlube 672，和磷酸三甲苯酯(TCP)抗磨添加剂。金属减活化剂完全掺合的制冷润滑剂还可以含有大约0. 001重量％至0. 1重量％、或大约 0. 0075重量％至大约0. 05重量％的一种或多种金属减活化剂，例如甲基苯并三唑(可获自 Ciba Specialty Chemicals，商品名Irgamet TTZ)和癸二酸缓蚀剂。在一个实施方案中， 使用0. 01重量％的甲基苯并三唑(TTZ)。其它添加剂其它添加剂包括酸阻断剂，例如Texaco’ s Cadura E-IO0掺合条件通过将粘度为iso 120至iso 140的高粘多元醇酯与粘度级为iso 20至iso 350 的常规多元醇酯掺合，实现所需的最终粘度，从而制造本发明的交叉掺合物。所述高粘和常规多元醇酯与所选添加剂(如果有的话)在蒸汽夹套的不锈钢釜中在120°C至180°C的温度范围掺合大约M小时。通过根据下列交叉掺合物图表掺合，实现交叉掺合物的所需粘度级。交叉掺合物
iso 32 交叉掺合物iso 68 交又渗合物iso 120 交叉物iso 220 交叉掺合物高粘POE15重量％ iso 12073重量％ iso 120100重量％ iso 12060重量％ iso 120常规POE85重量％ iso 2027重量％ iso 20—40重量％ iso 350
实施例实施例仅是示例性的，而不是要限制本发明的范围。实施例I与13 混溶的高密度多元醇酯
下列实施例表明，只有根据’ 093专利制成的某些高粘多元醇酯才与混溶。
权利要求
1.空调或制冷系统多元醇酯润滑剂基础油料，包含在40°c粘度为大约120至140厘沲的高粘多元醇酯基础油料与在40°C粘度为大约20至350厘沲的常规多元醇酯基础油料的交叉掺合物，产生在40°C粘度为68至220厘沲的交叉掺合物；且其中所述高粘多元醇酯基础油料衍生自新戊基多元醇与直链和支链单羧酸的混合物的缩合反应，其中所述酸的混合物不含3，5，5-三甲基己酸。
2.权利要求1的空调或制冷系统多元醇酯基础油料，其中15重量％的高粘多元醇酯基础油料与85重量％的在40°C粘度为大约20厘沲的常规多元醇酯基础油料掺合，获得在 40°C粘度为大约32厘沲的交叉掺合物。
3.权利要求1的空调或制冷系统多元醇酯基础油料，其中73重量％的高粘多元醇酯基础油料与27重量％的在40°C粘度为大约20厘沲的常规多元醇酯基础油料掺合，获得在 40°C粘度为大约68厘沲的交叉掺合物。
4.权利要求1的空调或制冷系统多元醇酯基础油料，其中60重量％的高粘多元醇酯基础油料与40重量％的在40°C粘度为大约350厘沲的常规多元醇酯基础油料掺合，获得在 40°C粘度为大约220厘沲的交叉掺合物。
全文摘要
本发明涉及高粘合成酯润滑剂基础油料掺合物。由粘度为大约iso 120至140的高粘合成酯基础油料和粘度不定的常规合成酯基础油料制造合成酯基础油料的交叉掺合物，从而形成粘度为iso 68至iso 220的基础油料。在最小限度使用i-C9羧酸形成酯的情况下，由这些交叉掺合物形成的润滑剂具有与HFC冷冻液的充足混溶性。
文档编号C10M171/00GK102304410SQ20111022515
公开日2012年1月4日 申请日期2006年7月27日 优先权日2005年7月27日
发明者G·普西拉斯 申请人:卢布里佐尔公司