JP3387223B2 - 合成潤滑油および冷凍機作動流体組成物 - Google Patents
合成潤滑油および冷凍機作動流体組成物Info
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Description
に非塩素系フロンを冷媒とする冷凍機の冷凍機油として
用いる合成潤滑油に関するものであり、またこの潤滑油
と非塩素系フロンとからなる冷凍機作動流体組成物に関
するものである。
て、CFC−11(CCl3 F、trichlorom
onofluoromethane)、CFC−12
(CCl2 F2 、dichlorodifluorom
ethane)、HCFC−22(CHClF2 、mo
nochlorodifluoromethane)、
CFC−115(CF3 −CClF2 、monochl
oropentafluoroethane)などのフ
ロン冷媒が用いられている。しかし、CFC−12をは
じめとするクロロフルオロカ―ボンは、オゾン層の破壊
につながるものとして、規制の対象となつている。ま
た、HCFC−22についても、現状ではオゾン層の破
壊能力が低いため規制対象となつていないものの、中長
期的にはその使用が規制されようとしている。
して、非塩素系フロンが用いられようとしており、CF
C−12の代替には熱力学的物性が類似しているHFC
−134a(CH2 FCF3 、1,1,1,2−tet
rafluoroethane)が、同様にHCFC−
22の代替にはHFC−32(CH2 F2 、diflu
oromethane)を含有する混合冷媒が提唱され
ている。
媒との相溶性は冷凍機の潤滑性能およびシステムの効率
の面から極めて重要である。しかし、HFC−134a
やHFC−32に代表される非塩素系フロン冷媒は、圧
縮式冷凍システムで今まで冷凍機油として用いられてき
たナフテン系鉱物油やパラフイン系鉱物油、アルキルベ
ンゼンなどを基油とした冷凍機油とは相溶性をほとんど
示さず、低温域および高温域で二層分離を起こすことが
知られている。二層分離が生じると、凝縮器や膨張器に
潤滑油が滞留し、冷凍効率が低下したり、圧縮機の摺動
面への潤滑油の供給が満足に行われなくなり、潤滑不良
となつて圧縮機の焼き付き発生などの不都合が生じたり
するため、実際の使用には耐えない。
素系フロン冷媒と相溶性を示す種々の潤滑油が提案され
ている。たとえば、米国特許第4,755,316号明
細書では、特定の分子量分布を有し、両末端が水酸基で
あるポリオキシアルキレングリコ―ル系潤滑油が提案さ
れている。このものは、HFC−134aとは約−40
℃〜+50℃程度の範囲で相溶性を示す。しかし、実際
の使用に際しては、より高い温度での相溶性が必要であ
る。
庫やカ―エアコンが、HFC−32は主にル―ムエアコ
ンや産業用冷凍機が、それぞれ対象となつている。家庭
用冷蔵庫やル―ムエアコンの場合、圧縮機を駆動するモ
―タ―が冷媒−冷凍機油混合物中で使用されるタイプが
ほとんどであり、冷凍機油にはすぐれた電気絶縁性が要
求される。しかるに、ポリオキシアルキレングリコ―ル
の電気絶縁性は、従来のナフテン系鉱物油およびパラフ
イン系鉱物油と比較すると著しく劣り、また吸湿性も高
い。そのため、家庭用冷蔵庫やル―ムエアコンなどの冷
凍機油としては不適当である。
ン酸と多価アルコ―ルとからなるポリオ―ルエステル
や、1価カルボン酸と多価カルボン酸と多価アルコ―ル
とからなるコンプレツクスエステルが、非塩素系フロン
冷媒用潤滑油として提案されている。また、第41回高
分子討論会(1992年9月:社団法人高分子学会主
催:予稿集第41巻第11号第4703〜4705頁)
では、モノヒドロキシカルボン酸と2価のネオペンチル
ポリオ―ルとの縮合物および1価カルボン酸または2価
カルボン酸から誘導されるポリオ―ルエステルやコンプ
レツクスエステルが、非塩素系フロン冷媒用潤滑油とし
て提案されている。
性はポリオキシアルキレングリコ―ルより低く、HFC
−134aとの相溶性もポリオキシアルキレングリコ―
ルよりも広い温度範囲で良好である。また、EP40
6,479号−A1に記載のように、電気絶縁性も、体
積固有抵抗が80℃で1013〜1014Ωcm程度と、冷蔵
庫やル―ムエアコンなどの冷凍機油として十分に使用可
能な値を有している。
応じて種々の粘度グレ―ドが要求され、現在では主にI
SO粘度グレ―ドでVG8〜VG320のものが用いら
れているが、コンプレツクスエステルの場合は、電気絶
縁性が良好で、各種の粘度グレ―ドのエステルを得るこ
とが可能である。
は、水の存在下で加水分解を起こしやすく、冷凍システ
ムを腐蝕させることが懸念される。ポリオ―ルエステル
の場合は、原料の1価カルボン酸に分岐脂肪酸を用いる
ことで、実用上問題ない程度にまで加水分解を抑制する
ことが可能である。しかし、コンプレツクスエステルの
場合、ポリオ―ルエステルと比べて潤滑性およびHFC
−134aとの相溶性は良好であるものの、耐加水分解
性に劣る。これは、工業的に入手可能な多価カルボン酸
はほとんどが直鎖であることに起因し、直鎖多価カルボ
ン酸の結合した部位が加水分解しやすいためと考えられ
る。
ステルとコンプレツクスエステルでは、HFC−134
aとの相溶性はある程度満足できても、HFC−32を
含有する混合冷媒との相溶性は十分に得られているとは
いえない。
たエステルは、原料成分のひとつにヒドロキシカルボン
酸を用いているが、その分子構造は2価アルコ―ルとモ
ノヒドロキシカルボン酸とのエステルを単位としてお
り、高粘度エステルを得るには、この単位を2価カルボ
ン酸で架橋してコンプレツクスエステルとしている。こ
のため、高粘度のエステルの場合、他のコンプレツクス
エステルと同様に、耐加水分解性に劣る。また、2価カ
ルボン酸での架橋がない場合、非塩素系フロン冷媒と良
好な相溶性を示す高粘度エステルを得ることは困難であ
る。
4aやHFC−32に代表される非塩素系フロン冷媒と
広範囲の温度域ですぐれた相溶性を示すとともに、電気
絶縁性および耐加水分解性にすぐれ、しかも広範囲の粘
度グレ―ドに対応しうる合成潤滑油を提供すること、ま
たこの合成潤滑油と上記非塩素系フロン冷媒とからなる
冷凍機作動流体組成物を提供することを目的としてい
る。
的を達成するために、鋭意検討した結果、特定の原料成
分から合成されるエステルを潤滑油基油として用いるこ
とにより、非塩素系フロン冷媒用の冷凍機油として望ま
れる前記の諸性能をすべて満足させうることを知り、本
発明をなすに至つた。
コ―ルが50モル%以上を占める炭素数4〜18の1価
アルコ―ル、または炭素数30以下のネオペンチルポリ
オ―ルと、b)式(1) (R 1 ,R 2 は、水素原子、水酸基、−CH 2 OH基ま
たは アルキル基であり、R 1 とR 2 がともに水素原子と
なるこ とはない)で表されるヒドロキシカルボン酸、ま
たは式(2) (R 3 ,R 4 は、水素原子、水酸基またはアルキル基で
あり、 R 3 とR 4 がともに水素原子となることはない)
で表される2−ヒドロキシカルボン酸のうちのいずれか
一方または両方の縮合物である平均重合度1.2以上の
ヒドロキシカルボン酸縮合物と、c)分岐カルボン酸が
50モル%以上を占める炭素数4〜18の1価カルボン
酸とから誘導されるエステルからなる合成潤滑油に係る
ものである。
ルが50モル%以上を占める炭素数4〜18の1価アル
コ―ル、または炭素数30以下のネオペンチルポリオ―
ルと、b)式(1) (R 1 ,R 2 は、水素原子、水酸基、−CH 2 OH基ま
たは アルキル基であり、R 1 とR 2 がともに水素原子と
なるこ とはない)で表されるヒドロキシカルボン酸、ま
たは式(2) (R 3 ,R 4 は、水素原子、水酸基またはアルキル基で
あり、 R 3 とR 4 がともに水素原子となることはない)
で表される2−ヒドロキシカルボン酸のうちのいずれか
一方または両方の縮合物である平均重合度1.2以上の
ヒドロキシカルボン酸縮合物と、c)分岐カルボン酸が
50モル%以上を占める炭素数4〜18の1価カルボン
酸とから誘導されるエステルからなる合成潤滑油と、非
塩素系フロンとからなり、その重量比が1:99〜9
9:1である冷凍機作動流体組成物に係るものである。
またはネオペンチルポリオ―ルは、そのどちらか一方だ
けを用いてもよいし、両方を同時に使用してもよい。同
時に使用する場合の両者の比率は任意に選択できる。
は、炭素原子数が4〜18であることが必要で、好まし
くは4〜13、さらに好ましくは4〜10である。炭素
原子数が3以下の1価アルコ―ルでは耐加水分解性に悪
影響を与え、また19以上の1価アルコ―ルでは非塩素
系フロン冷媒との相溶性が低下する。
―ルおよび分岐1価アルコ―ルが含まれるが、このう
ち、分岐1価アルコ―ルが全体の50モル%以上を占め
ることが必要で、好ましくは70モル%以上、より好ま
しくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以
上である。分岐1価アルコ―ルが50モル%未満となる
と、耐加水分解性および非塩素系フロン冷媒との相溶性
の面で、好ましい結果が得られない。
―ル、1−ペンタノ―ル、1−ヘキサノ―ル、1−ヘプ
タノ―ル、1−オクタノ―ル、1−ノナノ―ル、1−デ
カノ―ル、1−ドデカノ―ル、1−トリデカノ―ル、1
−テトラデカノ―ル、1−ヘキサデカノ―ル、1−オク
タデカノ―ルなどがある。
−1−プロパノ―ル、2−メチル−2−プロパノ―ル、
2−メチル−1−ブタノ―ル、2−エチル−1−プロパ
ノ―ル、2−メチル−1−ペンタノ―ル、2,2−ジメ
チル−1−ブタノ―ル、2−メチル−2−エチル−1−
プロパノ―ル、2−メチル−1−ヘキサノ―ル、2,2
−ジメチル−1−ペンタノ―ル、2−メチル−2−エチ
ル−1−ブタノ―ル、1−イソヘプタノ―ル、2−エチ
ル−1−ヘキサノ―ル、2,2−ジメチル−1−ヘキサ
ノ―ル、2−メチル−2−エチル−1−ペンタノ―ル、
1−イソオクタノ―ル、3,5,5−トリメチル−1−
ヘキサノ―ル、1−イソノナノ―ル、1−イソデカノ―
ル、イソドデカノ―ル、イソトリデカノ―ル、イソテト
ラデカノ―ル、イソヘキサデカノ―ル、イソオクタデカ
ノ―ルなどがある。
―ルの水酸基は1級水酸基であるのが好ましく、より好
ましくは水酸基からみて2位の炭素原子に水素原子が結
合していない場合である。また、水酸基からみて2位の
炭素原子に分岐が存在することは、良好な耐加水分解性
を得るうえでも好ましい。さらに、非塩素系フロン冷媒
との相溶性の面からすると、アルコ―ルのアルキル基は
分岐鎖としてメチル基またはエチル基を有していること
が好ましい。これらのことから、1価アルコ―ルの中で
も、水酸基から数えて2位の炭素原子にメチル基または
エチル基をふたつ有する分岐アルコ―ルが、耐熱性、酸
化安定性、耐加水分解性、非塩素系フロン冷媒との相溶
性の面で、とくにすぐれている。
オ―ルとしては、ネオペンチルグリコ―ル、2,2−ジ
エチル−1,3−プロパンジオ―ル、2−ブチル−2−
エチル−1,3−プロパンジオ―ル、トリメチロ―ルエ
タン、トリメチロ―ルプロパン、トリメチロ―ルブタ
ン、ペンタエリスリト―ルなどのほか、ジトリメチロ―
ルプロパン、トリトリメチロ―ルプロパン、ジペンタエ
リスリト―ル、トリペンタエリスリト―ルなどに代表さ
れるネオペンチルポリオ―ルの脱水縮合物などが挙げら
れる。脱水縮合物については、合成後のエステルが要求
される粘度に応じて縮合度を決定することができる。
数が30以下であることが必要であり、好ましくは5〜
24、さらに好ましくは5〜18である。炭素原子数が
30より大きくなると、非塩素系フロン冷媒との相溶性
が低下する。また、このネオペンチルポリオ―ルは、2
価以上のものを使用できるが、潤滑性の面より、3価以
上のものがより好ましい。
ン酸縮合物は、平均重合度が1.2以上であることが必
要で、好ましくは1.5〜20、より好ましくは2.0
〜15である。平均重合度が1.2未満となると、潤滑
性が不足する。この縮合物を構成するヒドロキシカルボ
ン酸としては、4−ヒドロキシブタン酸、4−ヒドロキ
シ−2−メチルブタン酸、5−ヒドロキシペンタン酸、
3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロパン酸、2,2
−ジメチロ―ルプロパン酸、2−ヒドロキシイソブタン
酸、これらの脱水縮合物であるラクトンやラクチドも使
用できる。
カルボン酸の水酸基は1級水酸基が好ましく、より好ま
しくは水酸基からみて2位の炭素原子に水素原子が結合
していない場合である。また、耐加水分解性の面から、
ヒドロキシカルボン酸はアルキル基を有することが好ま
しく、より好ましくはカルボキシル基炭素に隣接する2
位の炭素原子にアルキル基をひとつ以上有する場合であ
る。また、非塩素系フロン冷媒との相溶性の面で、ヒド
ロキシカルボン酸のアルキル基はメチル基またはエチル
基がとくに好ましい。
は、式(1) (R1 ,R2 は、水素原子、水酸基、−CH2 OH基ま
たはアルキル基であり、R1 とR2 がともに水素原子と
なることはない)で表されるものがあり、中でも、R
1 ,R2 がメチル基、エチル基、水酸基、−CH2 OH
基などであるものが好ましい。とくに、ネオペンチル骨
格を有するヒドロキシカルボン酸が、最も最適で、耐熱
性、酸化安定性、耐加水分解性、非塩素系フロン冷媒と
の相溶性の面で、好結果が得られる。また、潤滑性およ
び低温流動性の面から、ジヒドロキシカルボン酸が10
モル%以上、とくに20モル%以上となるような組成と
されているのが望ましい。ジヒドロキシカルボン酸とし
ては、2,2−ジメチロ―ルプロパン酸がとくに好まし
く用いられる。
シカルボン酸の水酸基に隣接する2位の炭素原子に分岐
をひとつ以上有するものが好ましい。このようなヒドロ
キシカルボン酸としては、式(2) (R3 ,R4 は、水素原子、水酸基またはアルキル基で
あり、R3 とR4 がともに水素原子となることはない)
で表されるものがあり、中でも、R3 ,R4 がメチル
基、エチル基、水酸基などであるものが最も好適で、耐
加水分解性の面で好結果が得られる。たとえば、2−ヒ
ドロキシブタン酸、2−ヒドロキシイソブタン酸、2−
ヒドロキシペンタン酸などが挙げられる。
ロキシカルボン酸縮合物としては、好ましくは、式
(1)で表されるヒドロキシカルボン酸の縮合物、式
(2)で表される2−ヒドロキシキルボン酸の縮合物、
あるいは式(1)で表されるヒドロキシカルボン酸と式
(2)で表される2−ヒドロキシキルボン酸との縮合物
を、使用することができる。
カルボン酸縮合物の使用割合は、生成エステルの諸性能
を妨げない範囲内で、任意に選択することが可能である
が、一般には、前記a成分の1価アルコ―ルまたはネオ
ペンチルポリオ―ル1モルに対し、0.2〜20モル程
度の使用量とするのがよい。
は、炭素原子数が4〜18であることが必要で、好まし
くは4〜13、さらに好ましくは4〜10である。炭素
原子数が3以下の1価カルボン酸を用いると、耐加水分
解性に悪影響を与えたり、腐蝕性に富むものとなり、ま
た炭素原子数が19以上の1価カルボン酸を用いると、
非塩素系フロン冷媒との相溶性が低下する。
価カルボン酸および分岐1価カルボン酸が含まれるが、
このうち、分岐1価カルボン酸が全体の50モル%以上
を占めることが必要で、好ましくは70モル%以上、よ
り好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モ
ル%以上である。分岐1価カルボン酸が50モル%未満
となると、耐加水分解性および非塩素系フロン冷媒との
相溶性の面で、好ましい結果が得られない。
ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オク
タン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン
酸、トリデカン酸、ミリスリン酸、パルミチン酸、ステ
アリン酸、これらの酸無水物などが挙げられる。
プロパン酸、2−メチルブタン酸、3−メチルブタン
酸、2,2−ジメチルプロパン酸、2−メチルペンタン
酸、3−メチルペンタン酸、4−メチルペンタン酸、
2,2−ジメチルブタン酸、2−エチルブタン酸、3,
3−ジメチルブタン酸、2,2−ジメチルペンタン酸、
2−メチル−2−エチルブタン酸、2,2,3−トリメ
チルブタン酸、2−エチルペンタン酸、3−エチルペン
タン酸、2−メチルヘキサン酸、3−メチルヘキサン
酸、4−メチルヘキサン酸、5−メチルヘキサン酸、イ
ソヘプタン酸、2−エチルヘキサン酸、3,5−ジメチ
ルヘキサン酸、2,2−ジメチルヘキサン酸、2−メチ
ルヘプタン酸、3−メチルヘプタン酸、4−メチルヘプ
タン酸、2−プロピルペンタン酸、イソオクタン酸、
2,2−ジメチルヘプタン酸、3,5,5−トリメチル
ヘキサン酸、2−メチルオクタン酸、2−エチルヘプタ
ン酸、3−メチルオクタン酸、イソノナン酸、ネオノナ
ン酸、2,2−ジメチルオクタン酸、2−メチル−2−
エチルヘプタン酸、2−メチル−2−プロピルヘキサン
酸、イソデカン酸、ネオデカン酸、イソトリデカン酸、
イソミリスチン酸、イソパルミチン酸、イソステアリン
酸、これらの酸無水物などが挙げられる。
カルボキシル基に隣接する2位の炭素原子に分岐アルキ
ル基が存在するものが好ましい。また、非塩素系フロン
冷媒との相溶性の面からすると、カルボン酸の分岐アル
キル基はメチル基またはエチル基であることが好まし
い。
ン酸の使用量としては、生成エステルの諸性能を妨げな
い範囲内において、前記a成分の1価アルコ―ルまたは
ネオペンチルポリオ―ル、およびb成分のヒドロキシカ
ルボン酸縮合物の種類などに応じて、適宜決定できる。
成分を常法により反応させることにより得られ、これを
単独で、またはナフテン系鉱物油、パラフイン系鉱物
油、ポリα−オレフイン、アルキルベンゼン、本発明に
用いるエステル以外のエステル、ポリオキシアルキレン
グリコ―ル、含フツ素ポリエ―テルに代表されるフツ素
化油などの他の潤滑油と混合して、非塩素系フロン冷媒
用の潤滑油として用いることができる。
滑油と混合する場合、混合物中に占める本発明に用いる
エステルの割合としては、耐加水分解性や非塩素系フロ
ン冷媒との相溶性などの性能を妨げない範囲内で、任意
に選択することができるが、一般には10重量%以上、
好ましくは30重量%以上、より好ましくは50重量%
以上とするのがよい。
動粘度が1〜150cSt(10-6m2/s)、好ましく
は1.5〜100cSt、さらに好ましくは2〜50c
Stである。上記の動粘度が1cStより低いと潤滑性
能が不足するため、また上記の動粘度が150cStよ
り高いと非塩素系フロン冷媒との相溶性が低下するた
め、いずれも好ましくない。
に用いるエステルからなる合成潤滑油と、冷媒としての
非塩素系フロンとからなるものであるが、両者の重量比
としては、合成潤滑油:非塩素系フロンが、一般に、
1:99〜99:1、好ましくは5:95〜70:30
であるのがよい。
塩素系フロンとしては、HFC−134aやHFC−3
2のほか、HFC−125(1,1,1,2,2−pe
ntafluoroethane)などを用いることが
できる。用途、冷却温度、冷却装置の形状などに応じ
て、これらのうちのいずれか、またはこれらの混合物を
適宜選択することができる。
組成物には、その性能をさらに向上させるため、必要に
より、従来より公知の冷凍機油用添加剤、たとえば、酸
化防止剤、極圧剤、金属不活性化剤などを、単独でまた
は数種を組み合わせて添加することができる。これら添
加剤の添加量は、通常、冷凍機油全量に対して、10重
量%以下、好ましくは5重量%以下とするのがよい。
び耐加水分解性にすぐれ、広い範囲の種々の粘度の潤滑
油が存在する。また、本発明の合成潤滑油とHFC−1
34a、HFC−32、HFC−125に代表される非
塩素系フロンからなる本発明の冷凍機作動流体組成物
は、広い温度範囲で良好な相溶性を示す。
する。
分離器を備えた1リツトルの四つ口フラスコに、3−ヒ
ドロキシ−2,2−ジメチルプロパン酸236.3g
(2モル)、2,2−ジメチロ―ルプロパン酸536.
6g(4モル)およびエステル化触媒としてp−トルエ
ンスルホン酸1水和物3.4g(0.018モル)を入
れて、窒素を300cm3 /分の流量で吹き込み、酸価を
適宜測定しつつ、120〜150℃で反応を行つた。反
応物の酸価が305mgKOH/gとなつた時点で、フラ
スコを冷却し反応を終了した。このとき水分離器に集ま
つた生成水は36ml、酸価より得られたヒドロキシカル
ボン酸縮合物の平均重合度は1.5であつた。
分離器を備えた2リツトルの四つ口フラスコに、2−メ
チル−1−ブタノ―ル52.9g(0.6モル)、イソ
ヘプタノ―ル280.8g(2.4モル)、で得られ
た平均重合度が1.5のヒドロキシカルボン酸縮合物5
51.9g(3モル)、2−メチルブタン酸245g
(2.4モル)、イソヘプタン酸468.7g(3.6
モル)およびエステル化触媒としてp−トルエンスルホ
ン酸1水和物6.02g(0.032モル)を入れて、
窒素を300cm3 /分の流量で吹き込みつつ、200℃
で留出水を除きながら22時間反応を行つた。
成分(2−メチル−1−ブタノ―ルとイソヘプタノ―ル
とからなる1価アルコ―ル):b成分(ヒドロキシカル
ボン酸縮合物):c成分(2−メチルブタン酸とイソヘ
プタン酸とからなる1価カルボン酸)のモル比は、1:
1:2であつた。また、a成分中、2−メチル−1−ブ
タノ―ルとイソヘプタノ―ルとの組成比は、20:80
(当量%)、c成分中、2−メチルブタン酸とイソヘプ
タン酸との組成比は、40:60(当量%)であつた。
するために、減圧下(10mmHg)200℃で8時間蒸留
した。蒸留の残渣である生成物を10重量%の水酸化カ
リウム水溶液で中和し、水洗を行つたのち、減圧下(1
0mmHg)90℃で1時間脱水した。さらに、活性白土2
0gを加えて、70℃で1時間撹拌したのち、ろ過を行
い、酸価0.04mgKOH/gのエステルを得た。各成
分の内容、成分a/b/cの比および得られたエステル
の酸価を表1に示す。
−ジメチロ―ルプロパン酸、2−ヒドロキシイソブタン
酸のモル比を表1〜表5の如く変更し、実施例A−1と
同様にして、同表に示す平均重合度を有するヒドロキシ
カルボン酸縮合物を得た。この縮合物からなるb成分
と、同表に示す1価アルコ―ルまたはネオペンチルアル
コ―ルからなるa成分と、さらに同表に示す1価カルボ
ン酸からなるc成分とを、同表に示すモル比で用い、実
施例A−1と同様にして、表1〜表5に示すエステルを
得た。
−ジメチロ―ルプロパン酸とのモル比を表6の如く変更
し、実施例A−1と同様にして、同表に示す平均重合度
を有するヒドロキシカルボン酸縮合物を得た。この縮合
物からなるb成分と、同表に示す1価アルコ―ルからな
るa成分と、同表に示す1価カルボン酸からなるc成分
とを、同表に示すモル比で用い、実施例A−1と同様に
して、表6に示すエステルを得た。なお、比較例B−
1、B−3で得たエステルは、a成分の1価アルコ―ル
の炭素数およびc成分の1価カルボン酸の炭素数が本発
明の範囲外となる例であり、また、比較例B−2で得た
エステルは、a成分の1価アルコ―ルにおける分岐アル
コ―ルの使用割合およびc成分の1価カルボン酸におけ
る分岐カルボン酸の使用割合が本発明の範囲外となる例
である。
分離器を備えた2リツトルの四つ口フラスコに、2−エ
チル−1−ヘキサノ―ル512.8g(4モル)、3−
ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロパン酸472.5g
(4モル)、イソヘプタン酸520.8g(4モル)お
よびエステル化触媒としてp−トルエンスルホン酸1水
和物4.56g(0.024モル)を入れて、窒素を3
00cm3/分の流量で吹き込みつつ、200℃で留出水
を除きながら22時間反応を行つた。なお、このエステ
ル化反応において、2−エチル−1−ヘキサノ―ル(1
価アルコ―ル):3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプ
ロパン酸(ヒドロキシカルボン酸):イソヘプタン酸
(1価カルボン酸)のモル比は、1:1:1であつた。
以下、実施例A−1と同様の処理を行つて、表6に示す
エステルを得た。
分離器を備えた2リツトルの四つ口フラスコに、ネオペ
ンチルグリコ―ル416.6g(4モル)、2−エチル
ヘキサン酸576.8g(4モル)、3,5,5−トリ
メチルヘキサン酸631.2g(4モル)およびエステ
ル化触媒としてp−トルエンスルホン酸1水和物4.5
6g(0.024モル)を入れて、窒素を300cm3 /
分の流量で吹き込みつつ、200℃で留出水を除きなが
ら15時間反応を行つた。なお、このエステル化反応に
おいて、ネオペンチルグリコ―ル:(2−エチルヘキサ
ン酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸との1価カル
ボン酸)のモル比は、1:2であつた。また、2−エチ
ルヘキサン酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸の組
成比は、50:50(当量%)であつた。以下、実施例
A−1と同様の処理を行つて、表6に示すエステルを得
た。
び組成を、表6の如く変更し、比較例B−5と同様にし
て得たエステルを同表に示す。
分離器を備えた2リツトルの四つ口フラスコに、トリメ
チロ―ルプロパン429.4g(3.2モル)、2−エ
チルヘキサン酸415.4g(2.88モル)、3,
5,5−トリメチルヘキサン酸454.4g(2.88
モル)、アジピン酸280.6g(1.92モル)およ
びエステル化触媒としてp−トルエンスルホン酸1水和
物5.7g(0.030モル)を入れて、窒素を300
cm3 /分の流量で吹き込みつつ、200℃で留出水を除
きながら15時間反応を行つた。なお、このエステル化
反応において、トリメチロ―ルプロパン:(2−エチル
ヘキサン酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸との1
価カルボン酸):アジピン酸のモル比は、5:9:3で
あつた。また、2−エチルヘキサン酸と3,5,5−ト
リメチルヘキサン酸とアジピン酸の組成比は、30:3
0:40(当量%)であつた。以下、実施例A−1と同
様の処理を行つて、表7に示すコンプレツクスエステル
を得た。なお、同表において多価カルボン酸をd成分と
した。
ルボン酸の種類と組成を、表7に示す如く変更し、比較
例B−10と同様にして得たコンプレツクスエステルを
同表に示す。
−ジメチロ―ルプロパン酸とのモル比を表7の如く変更
し、実施例A−1と同様にして、同表に示す平均重合度
を有するヒドロキシカルボン酸縮合物を得た。この縮合
物からなるb成分と、同表に示すネオペンチルポリオ―
ルからなるa成分と、同表に示す1価カルボン酸からな
るc成分とを、同表に示すモル比で用い、実施例A−1
と同様にして、表7に示すエステルを得た。なお、比較
例B−13、B−14で得たエステルは、c成分の1価
カルボン酸の炭素数が本発明の範囲外となる例であり、
また、比較例B−15で得たエステルは、c成分の1価
カルボン酸における分岐カルボン酸の使用割合が本発明
の範囲外となる例である。
分離器を備えた2リツトルの四つ口フラスコに、ネオペ
ンチルグリコ―ル312.5g(3モル)、3−ヒドロ
キシ−2,2−ジメチルプロパン酸354.4g(3モ
ル)、イソヘプタン酸390.6g(3モル)、2−エ
チルヘキサン酸432.6g(3モル)およびエステル
化触媒としてp−トルエンスルホン酸1水和物5.16
g(0.027モル)を入れて、窒素を300cm3 /分
の流量で吹き込みつつ、200℃で留出水を除きながら
22時間反応を行つた。なお、このエステル化反応にお
いて、ネオペンチルグリコ―ル:3−ヒドロキシ−2,
2−ジメチルプロパン酸:(イソヘプタン酸と2−エチ
ルヘキサン酸との1価カルボン酸)のモル比は、1:
1:2であつた。また、イソヘプタン酸と2−エチルヘ
キサン酸との組成比は、50:50(当量%)であつ
た。以下、実施例A−1と同様の処理を行つて、表7に
示すエステルを得た。
分離器を備えた2リツトルの四つ口フラスコに、ネオペ
ンチルグリコ―ル384.6g(3.8モル)、2,2
−ジメチロ―ルプロパン酸509.7g(3.8モ
ル)、イソヘプタン酸296.4g(2.3モル)、
3,5,5−トリメチルヘキサン酸269.8g(1.
7モル)、アジピン酸124.9g(0.86モル)お
よびエステル化触媒としてp−トルエンスルホン酸1水
和物5.42g(0.028モル)を入れて、窒素を3
00cm3 /分の流量で吹き込みつつ、200℃で留出水
を除きながら22時間反応を行つた。なお、このエステ
ル化反応において、ネオペンチルグリコ―ル:2,2−
ジメチロ―ルプロパン酸:(イソヘプタン酸と3,5,
5−トリメチルヘキサン酸との1価カルボン酸):アジ
ピン酸とのモル比は、10:10:14:3であつた。
また、イソヘプタン酸と3,5,5−トリメチルヘキサ
ン酸とアジピン酸との組成比は、40:30:30(当
量%)であつた。以下、実施例A−1と同様の処理を行
つて、表7に示すコンプレツクスエステルを得た。
比較例で用いた各成分の略号は、つぎのとおりである。
原料> HC5:3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロパン酸 DHC5:2,2−ジメチロ―ルプロパン酸 2HC4:2−ヒドロキシイソブタン酸
例B−1〜B−17で得たエステルについて、冷凍機用
潤滑油としての性能を、下記の要領で測定した。これら
の結果を、表8〜表11に示す。
で測定した。(JIS K 2283)
K 2269)
定した。(JIS C 2101)
と、非塩素系フロン冷媒〔HFC−134aおよび混合
冷媒(HFC−32:HFC−125:HFC−134
a=23:25:52)〕80重量部(2.4g)と
を、ドライアイスを入れたエタノ―ル浴で冷却した肉厚
パイレツクスチユ―ブ(全長300mm、外径10mm、内
径6mm)に封入し、1℃/分の割合で昇温および冷却を
行い、高温および低温での二層分離温度を、−70℃か
ら+80℃の範囲で目視により測定した。
アンプルに、水分を1,500±300ppmに調整し
た試料を5ml注入した。アンプル内部のヘツドスペ―
ス部位を窒素置換し、封管したのち、150℃で300
時間加熱した。試験終了後、開封し、試料の酸価を測定
した。
670に準拠して、試料中にHFC−134aを150
ml/分の割合で吹き込みつつ、Falex摩耗試験を
行つた。試料温度を100℃とし、150ポンドの荷重
で1分間慣らし運転したのちに、250ポンドの荷重の
もとで2時間運転し、運転終了後のピンの摩耗量を測定
した。
機油として、下記の試料C−1〜C−3の潤滑油につい
て測定した結果を、参考例として併記した。 C−1:ポリオキシアルキレングリコ―ル(ISO粘度
グレ―ド:VG56) C−2:鉱物油系冷凍機油(ISO粘度グレ―ド:VG
32) C−3:アルキルベンゼン系冷凍機油(ISO粘度グレ
―ド:VG46)
合成潤滑油に用いるエステルは、粘度範囲が広く、流動
点が−25℃以下であり、相溶性を示す範囲もHFC−
134aとは低温側で−30℃以下、高温側で+80℃
以上、HFC−32を含む混合冷媒とは低温側で−20
℃以下、高温側で+80℃以上と広範囲の温度域にわた
り、しかも体積固有抵抗は1013〜1014Ωcmと大き
く、また耐加水分解性試験後の試料の酸価上昇も小さ
い。
絶縁性および耐加水分解性にすぐれており、さらに本発
明の合成潤滑油と非塩素系フロンからなる本発明の冷凍
機作動流体組成物は、広い温度範囲および本発明の合成
潤滑油の広い粘度範囲で、非常に良好な相溶性を示すも
のであり、極めてすぐれた特性を備えている。
Claims (3)
- 【請求項1】 a)分岐アルコ―ルが50モル%以上を
占める炭素数4〜18の1価アルコ―ル、または炭素数
30以下のネオペンチルポリオ―ルと、b)式(1) (R 1 ,R 2 は、水素原子、水酸基、−CH 2 OH基ま
たは アルキル基であり、R 1 とR 2 がともに水素原子と
なるこ とはない)で表されるヒドロキシカルボン酸、ま
たは式(2) (R 3 ,R 4 は、水素原子、水酸基またはアルキル基で
あり、 R 3 とR 4 がともに水素原子となることはない)で表さ
れる2−ヒドロキシカルボン酸のうちのいずれか一方ま
たは両方の縮合物である 平均重合度1.2以上のヒドロ
キシカルボン酸縮合物と、c)分岐カルボン酸が50モ
ル%以上を占める炭素数4〜18の1価カルボン酸とか
ら誘導されるエステルからなる合成潤滑油。 - 【請求項2】 a)分岐アルコ―ルが50モル%以上を
占める炭素数4〜18の1価アルコ―ル、または炭素数
30以下のネオペンチルポリオ―ルと、b)式(1) (R 1 ,R 2 は、水素原子、水酸基、−CH 2 OH基ま
たは アルキル基であり、R 1 とR 2 がともに水素原子と
なるこ とはない)で表されるヒドロキシカルボン酸、ま
たは式(2) (R 3 ,R 4 は、水素原子、水酸基またはアルキル基で
あり、 R 3 とR 4 がともに水素原子となることはない)で表さ
れる2−ヒドロキシカルボン酸のうちのいずれか一方ま
たは両方の縮合物である 平均重合度1.2以上のヒドロ
キシカルボン酸縮合物と、c)分岐カルボン酸が50モ
ル%以上を占める炭素数4〜18の1価カルボン酸とか
ら誘導されるエステルからなる合成潤滑油と、非塩素系
フロンとからなり、その重量比が1:99〜99:1で
ある冷凍機作動流体組成物。 - 【請求項3】 非塩素系フロンが、HFC−134a
(1,1,1,2−tetrafluoroethan
e)、HFC−32(difluoromethan
e)またはHFC−125(1,1,1,2,2−pe
ntafluoroethane)である請求項2に記
載の冷凍機作動流体組成物。
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