CN104039941A - 包含二氟甲烷及二季戊四醇酯的工作流体 - Google Patents

Abstract

发现选择的新戊基多元醇酯的混合物与制冷剂R-32在一个宽的温度范围内是高度可混合的。提供了多种工作流体，这些工作流体包含R-32和一种在40℃下具有从32至120cSt的运动粘度的多元醇酯润滑剂组合物，所述润滑剂组合物包含二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，其中这些烷基羧基酯的至少40mol％、典型地更多的烷基羧酸酯基团是戊酰基基团。

Description

包含二氟甲烷及二季戊四醇酯的工作流体

本申请要求于2012年2月15日提交的美国临时申请号61/599,004以及于2013年2月14日提交的美国申请号13/766,884的权益，这些申请的披露内容通过引用结合在此。

提供了适用于传热装置(包括致冷系统和空调系统)的多种工作流体，所述工作流体包含一种氢氟烷制冷剂(即，二氟甲烷，也称为R-32)，以及一种多元醇酯润滑剂组合物，该组合物在40℃下具有从32至120cSt的运动粘度、包含二季戊四醇的直链和支链的C_5-10烷基羧基酯，其中这些二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯的40mol％或更多，典型地60mol％或更多是直链或支链C₅烷基羧基酯。在很多实施例中，二氟甲烷是该工作流体中的主要的或唯一的制冷剂。

传热装置如制冷机、冷冻器、热泵和空调系统是熟知的。简单地说，这样的装置通过一种循环来运行，其中一种具有合适沸点的制冷剂在低压下蒸发，从其环境获取热量，蒸气通入一个冷凝器，在那里它冷凝回一种液体并释放热量到其新的环境，并且然后使该冷凝物返回到该蒸发器，完成该循环。除了制冷装置的机械部件如压缩机等以外，需要特别适合的材料，包括制冷剂、适合的传热材料、防止制冷剂和润滑剂损失的密封剂以允许该装置的可移动部件发挥功能。

例如，所希望的是在该压缩机中有足够量值的润滑剂以提供润滑和密封。该润滑剂提供对抗移动部件如轴承在负载下磨损的保护，从该压缩机移除热量，帮助保持密封以防止制冷剂的损失，密封间隙以确保气体从低压到高压的有效压缩并且可以用于减少噪音(阻尼(dampening))。

该润滑剂需要具有良好的低温流动性能并且是热稳定的。

对于一种制冷润滑剂，还必需是与该制冷剂相容的。例如，在处理压缩机时，该润滑流体被认为是溶解在该润滑剂中的一种制冷剂溶液。在该制冷系统的其他部分如蒸发器中，该油可以被认为是溶解在该制冷剂中的润滑剂。总体上，所希望的是在该润滑剂与该制冷剂之间在整个制冷系统的运行条件(温度和压力)范围内具有高度的可混合性，而可部分混合性可能导致热量传递问题并且还可能干扰油返回到压缩机。例如，蒸发器是该系统的最冷部分并且是发生相分离的一个可能的地方，但是含有该润滑剂的工作流体还必须在更高的温度(在该系统的其他地方遇到的)下工作。

因此，制冷剂与润滑剂的组合被分类为可完全混合的，可部分混合的，或不可混合的，取决于它们的相互溶解程度。制冷剂和润滑剂的可部分混合的混合物在一定温度和润滑剂在制冷剂中的浓度下是相互可溶的，并且在其他条件下分离成两个或更多个液相。

对臭氧消耗和全球变暖的关注已经导致用新型或替代材料替换传统的氯氟烃制冷剂。氯氟烃制冷剂的一种替代物的一个实例，二氟甲烷，是一种高度有效的制冷剂，不具有氯氟烃类的有害的臭氧消耗性能。然而，存在必须克服的技术阻碍以便充分利用这种高度所希望的制冷剂。

该制冷剂R-32，即，二氟甲烷，是一种具有0的臭氧消耗潜势(ODP)和650的全球变暖潜势(GWP)的氢氟烷(HFC)。然而，R-32是中等可燃的，但是更重要的是，与具有现今传热系统中使用所要求的性能的润滑剂是不可充分混合的。为了克服这些技术阻碍，以共混物的形式使用R-32，例如R-140A是二氟甲烷(R-32)与五氟乙烷(R-125)的一种共沸(50％/50％)w/w混合物；R-407A是二氟甲烷与五氟乙烷以及四氟乙烷(R-134a)的一种共沸混合物。虽然克服了当单独使用R-32时所面临的一些阻碍，从性能或生态观点来看这些共混物不尽如人意。

如所述的，R-32具有650的GWP，这显著低于制冷剂R-410A(GWP＝2100)的GWP。R-410A已经被认为是R-22(氯二氟甲烷)HCFC制冷剂(具有0.055的ODP和1810的GWP)的代替物。R-32还具有比R-410A高10％的体积容量，导致更高的性能系数(COP)。

近期在开发制冷和仅可以用R-32运行的AC设备方面已经有复苏。R-32在比R-410A高的压力下工作但是具有改善的经济性的设备设计方面的改善已经将使用R-32作为一个实际的考虑。在工程控制上最小化可燃性危害的改善，R-410A被认为是不可燃的(A1等级)，而R-32被认为是中等可燃的(A2等级)，而且对于一些应用而言可燃烃制冷剂(A3等级)的日益被接受已经增加了R-32变成下一代的一种主流低GWP制冷剂用于新设备的可能性。

阻碍R-32被接受的一个剩余问题是当前与R-410A一起使用的合成润滑剂不完全适用于与R-32一起使用。与R-410A一起使用的最常见的润滑剂是多元醇酯和聚乙烯基醚。当前的商业润滑剂不具有在整个制冷/AC系统的运行范围内与R-32的适合的混合性/溶解性，尤其在更希望的润滑剂粘度下。基于R-32的设备还在更高的排出温度下运行，这提出了对该润滑剂热稳定性的附加要求。

在很多系统中，基于合成酯的润滑剂是有效的制冷润滑剂。这些酯混合物的物理性能(如粘度等)取决于酯的类型和存在的酯的比率。

美国专利6,444,626披露了很好地适合用作冷却剂或润滑剂的配制的流体，这些配制的流体包含季戊四醇酯、二季戊四醇酯、三季戊四醇酯和四季戊四醇酯的混合物以及具有上述酯和三羟甲基多元醇酯的混合物。美国专利6,444,626的季戊四醇酯和聚季戊四醇酯的混合物是由一种初始多元醇(主要是单季戊四醇)在一种两步方法中按照美国专利3,670,013的通用传授内容制备，其方式为在酸性条件下使用比在还导致多元醇/酯的低聚反应的条件下完全酯化所需要的更少的羧酸来部分地酯化该多元醇。这个后续的步骤完成了羟基基团的酯化。

美国专利5,486,302披露了通过用支链羧酸酯化一种多元醇而得到的较高粘度的POE润滑剂；不幸地，这些支链酯对于在某些传热装置中的使用来说显示了不足的润滑性。

美国6,774,093披露了一种制冷润滑剂，这种制冷润滑剂包含与美国专利6,444,626的那些类似的酯，但是具有高得多的粘度，使之适用于与氟化的制冷剂如R-410A一起使用。

共同未决的美国专利申请号12/684,315披露了多种制冷润滑剂，它们包含单季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、四季戊四醇和季戊四醇的更高级低聚物的羧基酯的混合物，其中至少25％是四季戊四醇或更高级低聚物的酯，与作为制冷剂的CO₂一起使用。共同未决的美国专利申请号13/080,739也披露了与CO₂一起使用的高粘度润滑剂，它们主要含有直链C_3-6线状羧酸的酯，例如正戊酸酯，并且它们包含30wt％或更多的季戊四醇低聚物(含有4个或更多个季戊四醇基团)的酯。

已经出人意料地发现，包含二季戊四醇羧酸酯的多元醇酯的某些混合物，其中至少40％，例如，至少50％、60％或70％的羧酸酯基团是戊酰基基团，可以提供一种理想地适用于与R-32制冷剂一起使用的润滑剂基础原料。所述烷基羧酸酯，以及其与其他新戊基多元醇酯的共混物，不仅具有比预期更高的粘度和R-32可混合性，而且具有优异的润滑性、成膜性以及承载性。

发明概述

本发明提供了一种适用于传热装置的工作流体，该工作流体包含氢氟烷制冷剂二氟甲烷，即，R-32，以及一种在40℃下具有32cSt或更高的运动粘度的多元醇酯润滑剂组合物，所述润滑剂组合物包含二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，其中至少40mol％、60mol％或更多的烷基羧酸酯基团是戊酰基基团。

虽然可能存在其他类型的制冷剂，但氢氟烷(即，HFC)制冷剂构成了存在的所有制冷剂的大部分，在很多实施例中，制冷剂主要或仅由HFC制冷剂制成。在很多实施例中，工作流体包含二氟甲烷作为主要的制冷剂并且在某些特别的实施例中，制冷剂主要由二氟甲烷组成，即，除了二氟甲烷之外的任何制冷剂都仅以不实质地影响本发明的基本的并且新颖的特征的量值存在。

本发明的二季戊四醇多元醇酯是通过已知方法便利地制备的并且可以与其他多元醇酯例如季戊四醇、新戊基多元醇或三羟甲基丙烷的羧酸酯共混。在一个实施例中，本发明的多元醇酯润滑剂组合物包含季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯和二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯的混合物，其中所有烷基羧酸酯基团的至少50mo％、典型地60mo％或更多是戊酰基。

发明内容

一种工作流体，包含：

i)一种包含二氟甲烷(R-32)的制冷剂，以及

ii)一种包含C_5-10烷基羧基二季戊四醇酯的多元醇酯润滑剂组合物，其中这些烷基羧基二季戊四醇酯的至少40摩尔％的烷基羧酸酯基团是戊酰基基团，

其中该多元醇酯润滑剂组合物在40℃下具有32cSt，经常大于40cSt的运动粘度，例如在40℃下50cSt或更高的运动粘度或在40℃下60cSt或更高的运动粘度。

该多元醇酯润滑剂组合物以从9:1至1:9直链与支链酯的比率包含直链和支链的C_5-10烷基羧基酯。

本发明的润滑剂在40℃下具有至少32cSt、40cSt、46cSt、60cSt或更高的运动粘度并且可以是与90cSt、100cSt、110cSt、120cSt或150cSt一样高。在大多数情况下，在40℃下，粘度将是从32至120cSt，例如从32至100cSt，例如40至100cSt，或从46至100cSt。总体上，本发明的润滑剂具有从32至100、48至100的ISO粘度等级，并且将在要求，例如，48、68、100、或在它们之间的一些值的ISO粘度等级的系统中很好地发挥作用。

该多元醇酯润滑剂组合物可以由二季戊四醇酯的混合物组成，但是在很多实施例中，该润滑剂包含二季戊四醇酯与其他具有相同或更低粘度的新戊基多元醇酯(例如，新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、三季戊四醇、和/或包含4个或更多个季戊四醇单体的低聚物的酯)的一种混合物以便产生在40℃下具有32至100cSt的运动粘度的多元醇酯润滑剂组合物。

本发明的二季戊四醇酯是具有化学式I的化合物的混合物：

其中，每个R独立地是一个直链或支链的具有从5至10个碳原子的烷基羰基，其中60mol％、经常70mol％、75mol％或更多的烷基羰基是C₅烷基羰基。直链与支链烷基羰基的比率是从9:1至1:9、经常从6:1至1:6、或5:1至1:5。

该多元醇酯润滑剂组合物中的所有酯的按重量计至少30％，例如50％、60％、或75％是具有化学式I的化合物，在一个实施例中，90％或更多是具有化学式I的化合物并且在一个特别的实施例中，基本上该润滑剂组合物中的所有的多元醇酯都是具有化学式I的化合物。

在一些实施例中，将这些二季戊四醇酯与新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇以及季戊四醇低聚物的直链或支链的C_5-10烷基羧基酯共混。在这些共混物中，存在的所有C_5-10烷基羧基酯的50mol％或更多是C₅烷基羧基酯，并且所有二季戊四醇酯的60mol％、70mol％、75mol％或更多是C₅烷基羧基酯。

在一个实施例中，该多元醇酯润滑剂组合物包含具有化学式I的化合物与季戊四醇酯，即具有化学式II的化合物，的一种混合物：

其中每个R都独立地是一个直链或支链的具有从5至10个碳原子的烷基羰基。在这样的实施例中，该多元醇酯润滑剂组合物可以包含从30wt％至70wt％的具有化学式I的二季戊四醇酯以及30wt％至70wt％的具有化学式II的季戊四醇酯，其中所有C_5-10烷基羧基酯的50％或更多是C₅烷基羧基酯。

在其他的实施例中，该多元醇酯润滑剂组合物包含具有化学式I的化合物与新戊二醇和/或三羟甲基丙烷的C_5-10烷基羧酸酯的混合物，或具有化学式I的化合物和具有化学式II的化合物与新戊二醇和/或三羟甲基丙烷的C_5-10烷基羧酸酯的混合物。

尽管一些常用多元醇酯和聚乙烯基醚润滑剂与制冷剂R-32，或一种主要或基本上是R-32的制冷剂混合物，是可混合的，但是这些润滑剂具有低的粘度，例如，在40℃下具有32cSt的运动粘度并且不像与本发明的润滑剂一样在宽的温度范围内可混合。对于很多传热系统，即，制冷、空调等，更高粘度的润滑剂是优选的并且在某些情况下是要求的。本发明的润滑剂既具有所要求的R-32可混和范围并且在更高的粘度下是可用的。

在本申请中，“一种(a)”化合物或“一种(an)”元素是指，除非另外说明，一种或多种化合物或“元素”。“多数”是指50％或更多，典型地大于50％，并且“主要地”是指显著的大部分，例如70％或更高，在制冷剂的情况下，“主要地R-32”是指按重量计小于15％的制冷剂不为R-32，经常小于10％或5％。

虽然化学式I和II中，以及存在于本发明的任何其他新戊醇酯的每一个烷基羰基上的每个R独立地是一个具有5至10个碳原子的烷基羰基，可以是直链或支链的，该润滑剂组合物中的所有C_5-10烷基羧酸酯的至少45％或更多、典型地所有烷基羰基基团的50％、60％、70％、75％、90％或更多是戊酰基。

在很多实施例中，所有烷基羰基基团的大多数是衍生自约66％的正戊酸与约34％的2-甲基丁酸的一种混合物。例如，所有烷基羰基基团的60％、70％、80％、或90％是衍生自约66％的正戊酸与约34％的2-甲基丁酸的一种混合物。

典型地，存在的直链与支链C_5-10烷基羰基的比率是从9:1至1:9、经常从6:1至1:6或从5:1至1:5，例如从3:1至1:3。经常，直链与支链的C₅烷基羰基的比率是从5:1至1:3，经常从3:1至1:1。

本发明的多元醇酯混合物是通过熟知的方法制备的。

少量的与上述的具有化学式I或II的那些类似的其他化合物可以存在于该工作流体中。例如，不完全酯化可能导致存在其中一个或多个R基团是氢的化合物，并且示出更大的支化程度的更高级低聚物也是可能的，取决于所使用的合成方法。

已经观察到上述润滑剂具有与类似的含有更大量的直链或非戊酰基烷基羰基基团的润滑剂相比大幅度改善的与R-32的可混和性。

本发明的工作流体包含上述润滑剂和一种包含R-32的制冷剂。该制冷剂可以是多于一种HFC化合物的混合物或含有非HFC化合物，但是总体上该制冷剂主要是R-32。例如，可以存在于该工作流体中的其他制冷剂包括CO₂、氨等，但是按重量计至少85％，并且经常更多，的制冷剂是HFC，典型地至少90％或95％，并且经常更多，的制冷剂是R-32。

该多元醇酯润滑剂与该制冷剂的混合比率是不受特别限制的，而是该润滑剂可以以每100重量份制冷剂1至500重量份、更优选2至400重量份的比率存在。在一个实施例中，该工作流体基于润滑剂与制冷剂的重量包含5至20重量百分比的该酯润滑剂。

本发明的具体实施例的实例包括：

一种用于传热装置的工作流体，该工作流体包含：

i)一种包含二氟甲烷(R-32)的制冷剂以及

ii)一种以从9:1至1:9，经常从6:1至1:6或从5:1至1:5，的直链与支链C_5-10烷基羧基酯的比率包含二季戊四醇的直链和支链的C_5-10烷基羧基酯、在40℃下具有从32至120cSt的运动粘度的多元醇酯润滑剂组合物，其中这些二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯的60mol％或更多，例如70mol％或更多，并且经常75mol％或更多，是直链或支链C₅烷基羧基酯；或

上述的工作流体，其中该一种多元醇酯润滑剂组合物在40℃下具有从32至100cSt、或46至100cSt的运动粘度。

一种用于传热装置的工作流体，该工作流体包含：

i)一种包含二氟甲烷(R-32)的制冷剂以及

ii)一种多元醇酯润滑剂组合物，该组合物在40℃下具有从32至120cSt的运动粘度，包含上述的二季戊四醇的直链和支链的C_5-10烷基羧基酯并且进一步包含新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、三季戊四醇、和/或包含4个或更多个季戊四醇单体的低聚物的C_5-10烷基羧基酯，其中所有的这些C_5-10烷基羧基酯的50mol％或更多是直链或支链的C₅烷基羧基酯，并且其中存在的所有C_5-10烷基羧基酯的所有组合是处于从9:1至1:9、从6:1至1:6、或从5:1至1:5的直链与支链的C_5-10烷基羧基酯的比率。

以上的工作流体，其中该多元醇酯润滑剂组合物包含从30wt％至90wt％的二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，以及从10wt％至70wt％的新戊二醇、三羟甲基丙烷和/或季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，其中该wt％是基于该多元醇酯润滑剂组合物的总重量；

以上的工作流体，其中该多元醇酯润滑剂组合物包含从50wt％至90wt％的二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，以及从10wt％至50wt％的新戊二醇、三羟甲基丙烷和/或季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯；或

以上的工作流体，其中该多元醇酯润滑剂组合物包含从30wt％至70wt％的二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，以及从30wt％至70wt％的季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯。

以上的工作流体中任一种，其中该制冷剂包含R-32并且按重量计小于15％，例如按重量计小于10％的制冷剂不为R-32并且是选自其他氢氟烷制冷剂、CO₂、氨和烃制冷剂，或其中该制冷剂主要由R-32组成。

这些多元醇酯也可以与其它润滑剂，如聚α烯烃、聚亚烷基二醇、烷基化的芳族化合物、聚乙烯基醚、矿物油、其他基于酯的润滑剂(包括季戊四醇低聚物的酯)、植物油等，共混以形成该润滑剂组合物。然而，上面定义的多元醇酯的混合物是用于制备工作流体的该润滑剂组合物的大多数、主要或仅有的组分，并且当添加其他润滑剂基础原料时必须小心，这样使得该多元醇酯组合物的在其与制冷剂一起使用方面的所希望的性能不被降低。

因此，本发明的工作流体可以进一步包含，除了组分i)和ii)之外，以下项中的一项或多项：一种矿物油、聚-α-烯烃、烷基苯、不同于组分ii)的新戊基多元醇酯的羧酸酯、聚醚、聚乙烯基醚、全氟聚醚、磷酸酯或其混合物，尽管其量值很小，典型地小于10wt％、小于5wt％并且总体上小于2wt％。

本发明的工作流体可以包含本领域常见的其他组分，包括添加剂，其他润滑剂等。也可以存在于该工作流体中的常见添加剂包括抗氧化剂、极压添加剂、抗磨添加剂、减摩擦添加剂、消泡剂、促泡沫剂、金属减活化剂、酸清除剂等。

可以使用的抗氧剂的实例包括酚类抗氧剂，例如2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚和4,4'-亚甲基双(2,6-二-叔丁基苯酚)；胺类抗氧剂，例如p,p-二辛基苯基胺，单辛基二苯基胺，吩噻嗪，3,7-二辛基吩噻嗪，苯基-1-萘基胺，苯基-2-萘基胺，烷基苯基-1-萘基胺，和烷基苯基-2-萘基胺；含硫抗氧剂，例如烷基二硫化物，硫代二丙酸酯和苯并噻唑；以及二烷基二硫代磷酸锌和二芳基二硫代磷酸锌。

可以使用的极压添加剂、抗磨添加剂、减摩擦添加剂的实例包括锌化合物，例如二烷基二硫代磷酸锌和二芳基二硫代磷酸锌；硫化合物，例如硫代二丙酸酯，二烷基硫醚，二苄基硫醚，二烷基多硫化物，烷基硫醇，二苯并噻吩和2,2'-二硫代双(苯并噻唑)；硫/氮无灰抗磨添加剂，例如二烷基二巯基噻二唑和亚甲基双(N,N-二烷基二硫代氨基甲酸酯)；磷化合物，例如磷酸三芳基酯如磷酸三甲苯基酯和磷酸三烷基酯；磷酸二烷基酯或磷酸二芳基酯；亚磷酸三烷基酯或亚磷酸三芳基酯；磷酸烷基酯和磷酸二烷基酯的胺盐，例如磷酸二甲酯的十二烷基胺盐；亚磷酸二烷基酯或亚磷酸二芳基酯；亚磷酸单烷基酯或亚磷酸单芳基酯；氟化合物，例如全氟烷基聚醚，三氟氯乙烯聚合物和石墨氟化物；硅化合物，例如脂肪酸改性的硅酮；二硫化钼，石墨等。有机摩擦改良剂的实例包括长链脂肪胺和甘油酯。

可以使用的消泡剂和促泡沫剂的实例包括硅酮油例如二甲基聚硅氧烷和有机硅酸酯例如硅酸二乙酯。可以使用的金属减活化剂的实例包括苯并三唑，甲苯基三唑，茜素，醌茜和巯基苯并噻唑。而且，可以添加环氧化合物如苯基缩水甘油基醚，烷基缩水甘油基醚，烷基缩水甘油基酯，环氧硬脂酸酯和环氧化植物油，有机锡化合物和硼化合物作为酸清除剂或稳定剂。

湿气清除剂的实例包括原甲酸三烷基酯，例如原甲酸三甲酯和原甲酸三乙酯；缩酮，例如1,3-二氧杂环戊烷，和氨基缩酮，例如2,2-二烷基噁唑烷。

包含本发明的多元醇酯和一种制冷剂的工作流体可以用于各种各样的制冷和热能传递应用中。非限制性的实例包括从小的窗式空调、住宅中央空调单元到用于工厂、办公楼、公寓楼和仓库的轻型工业空调和大型工业单元的全范围的空调设备。制冷应用包括小的家用电器如家庭制冷机、冷冻器、水冷却器、通风机和制冰机到大型冷冻仓库和溜冰场。也包括在工业应用中的将是级联式食品商店制冷和冷冻器系统。热能传递应用包括用于住宅供暖和热水加热器的热泵。运输相关的应用包括汽车和卡车空调、冷冻的半挂车以及冷冻的海上和铁路运输容器。

对于上述应用有用的压缩机类型可以分类成两个宽泛的类别；正排量压缩机和动态压缩机。正排量压缩机通过利用施加于压缩机的机构的功来降低压缩室的体积而增加制冷剂蒸气压力。正排量压缩机包括目前使用的许多类型的压缩机，例如往复式，旋转式(滚动活塞，旋转叶片，单螺杆，双螺杆)，和轨道式(涡旋(scroll)或摆动(trochoidal))。动态压缩机通过从旋转构件连续传递动能至蒸气，接着将此能量转化成压力上升，来增加制冷剂蒸气压力。离心压缩机基于这些原理发挥功能。

实例

制备了包含二氟甲烷，即，R-32，和润滑剂的工作流体并且在不同的温度wt％下测定了该R-32/润滑剂可混和性。

实例1-7是使用表1中示出的二季戊四醇酯混合物来制备的。

对比实例A-G是使用表2中示出的润滑剂来制备的。

在以下的实例中，i-C5是戊酸/2-甲基丁酸的～66/34混合物，i-C9是3,5,5-三甲基己酸，PE是季戊四醇，DiPE是二季戊四醇，并且PVE是聚乙烯基醚。

表1

由于i-C5是戊酸/2-甲基丁酸的～2:1混合物，所以在实例1-3和5-7中，67％的C₅烷基羰基基团是衍生自正戊酸并且33％是衍生自2-甲基丁酸。

表2

表3列出了多个温度，对于以上的工作流体在不同的润滑剂wt％下在高于列出的温度下观察到了润滑剂/R-32可混和性。当温度降低到低于所示的那个时，在列出的润滑剂wt％下，两相是明显的。

表3

N.M.代表不可混合。

对于很多制冷润滑剂，一个基本的要求是在所有的浓度下在高于0℃下它与制冷剂形成一个单相。根据以上数据，这在实例1-5的每一种具有二季戊四醇的润滑剂的情况下得以实现，但是在实例6、7以及对比A-H的那些的情况下没有实现。

在实例8-16中，将来自实例1、2和5的高度可混合的润滑剂与非-二季戊四醇酯润滑剂共混并且在不同的温度和wt％下测定了R-32/润滑剂可混和性。表4列出了多种酸，这些羧酸酯衍生自这些酸，看到了一些舍入误差。示出的比率是wt比率。表5列出了可混和性结果。

实例8使用来自实例2的润滑剂与对比实例B的润滑剂的一种1:2混合物。

实例9-11使用来自实例1的润滑剂与对比实例B的润滑剂的1:2、1:1、和1:2混合物。

实例12使用实例1的润滑剂与衍生自正戊酸:3,5,5-三甲基己酸的72:28混合物的季戊四醇酯的一种3:2混合物。

实例13和14使用来自实例1的润滑剂与新戊二醇的正庚酰酯的9:1和4:1混合物。

实例15使用来自实例1的润滑剂与多种酯的一种3:1混合物，这些酯由包含80％-95％季戊四醇和15％-20％二季戊四醇的工业级季戊四醇与正戊酸、正庚酸以及3,5,5-三甲基己酸的43:41:16混合物制备。

实例16使用来自实例1的润滑剂与对比实例B的润滑剂的一种3:2混合物。

表4

对于很多制冷润滑剂，一个基本的要求是在所有的浓度下在高于0℃下它必须与制冷剂形成一个单相。根据以下表5中的数据，这在实例8-16的每一种共混物的情况下得以实现。

表5

Claims (17)

1.一种用于传热装置的工作流体，该工作流体包含：

i)一种包含二氟甲烷(R-32)的制冷剂以及

ii)一种以从9:1至1:9的直链与支链C_5-10烷基羧基酯的比率包含二季戊四醇的直链和支链的C_5-10烷基羧基酯、在40℃下具有从32至120cSt的运动粘度的多元醇酯润滑剂组合物，其中这些二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯的60mol％或更多是直链或支链C₅烷基羧基酯。

2.根据权利要求1所述的工作流体，其中这些二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯的70mol％或更多是直链或支链C₅烷基羧基酯。

3.根据权利要求1所述的工作流体，其中这些二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯的75mol％或更多是直链或支链C₅烷基羧基酯。

4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的工作流体，其中该直链与支链C_5-10烷基羧基酯的比率是从6:1至1:6。

5.根据权利要求1、2或3中任一项所述的工作流体，其中该直链与支链C_5-10烷基羧基酯的比率是从5:1至1:5。

6.根据权利要求1所述的工作流体，其中该一种多元醇酯润滑剂组合物在40℃下具有从32至100cSt的运动粘度。

7.根据权利要求1所述的工作流体，其中该一种多元醇酯润滑剂组合物在40℃下具有从46至100cSt的运动粘度。

8.根据权利要求1所述的工作流体，其中该多元醇酯润滑剂组合物进一步包含新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、三季戊四醇、和/或包含4个或更多个季戊四醇单体的低聚物的直链或支链C_5-10烷基羧基酯，其中所有的这些C_5-10烷基羧基酯的50mol％或更多是直链或支链C₅烷基羧基酯，并且其中存在的所有C_5-10烷基羧基酯是处于从9:1至1:9的直链与支链C_5-10烷基羧基酯的比率。

9.根据权利要求8所述的工作流体，其中该多元醇酯润滑剂组合物包含从30wt％至90wt％的二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，以及从10wt％至70wt％的新戊二醇、三羟甲基丙烷和/或季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，其中该wt％是基于该多元醇酯润滑剂组合物的总重量。

10.根据权利要求9所述的工作流体，其中该多元醇酯润滑剂组合物包含从50wt％至90wt％的二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，以及从10wt％至50wt％的新戊二醇、三羟甲基丙烷和/或季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯。

11.根据权利要求8所述的工作流体，其中该多元醇酯润滑剂组合物包含从30wt％至70wt％的二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，以及从30wt％至70wt％的季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的工作流体，其中直链与支链C_5-10烷基羧基酯的该一个比率是从6:1至1:6。

13.根据权利要求8至11中任一项所述的工作流体，其中直链与支链C_5-10烷基羧基酯的该一个比率是从5:1至1:5。

14.根据权利要求1、2、3、或6至11中任一项所述的工作流体，其中该制冷剂包含R-32并且按重量计小于15％的该制冷剂不为R-32并且是选自其他的氢氟烷制冷剂、CO₂、氨和烃制冷剂。

15.根据权利要求1、2、3、或6至11中任一项所述的工作流体，其中该制冷剂包含R-32并且按重量计小于10％的该制冷剂不为R-32。

16.根据权利要求1、2、3、或6至11中任一项所述的工作流体，其中该氢氟烷制冷剂主要由R-32组成。

17.根据权利要求1、2、3、或6至11中任一项所述的工作流体，进一步包含一种或多种抗氧化剂、极压添加剂、抗磨添加剂、减摩擦添加剂、消泡剂、促泡沫剂、金属减活化剂、酸清除剂或其混合物。