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润滑剂引入到汽车或固定式空调或制冷系统中的组合物、系统和方法

阅读:483发布:2020-05-14

专利汇可以提供润滑剂引入到汽车或固定式空调或制冷系统中的组合物、系统和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 题为“使用较低或低GWP制冷剂或制冷剂共混物将POE 润滑剂 引入到电动(HEV、PHEV、EV) 汽车 空调 /加热系统或固定式空调/加热系统或固定式制冷系统中的组合物、系统和方法”。本发明公开了用于引入润滑剂和添加剂的组合物、系统和方法,所述润滑剂和添加剂被设计成与环境友好制冷剂在车辆 热管 理系统中一起工作,所述车辆热管理系统包括乘客室空调(A/C)系统。还公开了使用环境理想的(低GWP)制冷剂或制冷剂共混物组合物将润滑剂和特定添加剂装到环境友好系统中诸如使用HFO-1234yf的系统的方法。,下面是润滑剂引入到汽车或固定式空调或制冷系统中的组合物、系统和方法专利的具体信息内容。

1.一种组合物,所述组合物包含约50重量%至约80重量%的多元醇酯(POE)润滑剂和约20重量%至约50重量%的制冷剂,其中所述制冷剂表现出小于约150的全球变暖潜能值(GWP)。
2.根据权利要求1所述的组合物,所述组合物还包含约1重量%至约5重量%的酸清除剂。
3.根据权利要求2所述的组合物,其中所述酸清除剂包含选自以下的至少一个成员:六甲基二烷、聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、十二甲基五硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十甲基四硅氧烷或八甲基三硅氧烷。
4.根据权利要求1所述的组合物,所述组合物还包含约1重量%至约5重量%的性能增强剂。
5.根据权利要求1所述的组合物,所述组合物还包含约1重量%至约10重量%的抑燃剂。
6.一种容器,所述容器包含权利要求1所述的组合物,所述容器被配置成将所述组合物递送到车辆空调系统中。
7.根据权利要求6所述的容器,其中在所述容器内的压为160kPa至945kPa。
8.一种用于将POE润滑剂递送到车辆空调系统中的方法,所述方法包括将包含权利要求1所述的组合物的容器连接到所述车辆空调系统,并将权利要求1所述的组合物转移到所述车辆空调系统中。
9.根据权利要求8所述的方法,所述方法还包括将酸清除剂、性能增强剂或抑燃剂递送到所述车辆空调系统中。
10.根据权利要求8所述的方法,其中所述方法在所述POE润滑剂可与所述制冷剂混溶的压力和温度条件下进行。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述压力在约315kPa和约435kPa之间,并且所述温度在约-18℃和约37℃之间。
12.一种系统,所述系统用于将权利要求1所述的组合物递送到汽车空调系统,所述系统包括:包含权利要求1所述的组合物的容器、电动压缩机冷凝器、干燥器、膨胀蒸发器。

说明书全文

润滑剂引入到汽车或固定式空调或制冷系统中的组合物、

系统和方法

技术领域

[0001] 本发明整体涉及引入润滑剂和添加剂的组合物、系统和方法,润滑剂和添加剂被设计成与环境友好制冷剂在常规、混合式、插电式混合动电动车热管理系统中一起
工作,包括乘客室空调(A/C)或电动车辆系统或固定式空调或固定式制冷系统。更具体
地,本发明涉及使用环境理想的(低GWP)制冷剂或制冷剂共混物组合物将润滑剂和特定添
加剂装到环境友好系统中诸如使用HFO-1234yf、HFO-1234ze、HFO-1234ze、HFO- 1233zd、
HFO-1336mzzZ、HFO-1336mzzE或包含这些制冷剂或其他低 GWP制冷剂共混物组分(即包含
R-32、CO2等的那些)的共混物的系统的方法。本发明还涉及使用环境将包含润滑剂和特定
添加剂的制冷剂装到环境友好A/C系统中诸如使用HFO-1234yf的A/C系统的方法。

背景技术

[0002] 自20世纪90年代中期以来,汽车空调(A/C)系统使用制冷剂R-134a进行蒸汽压缩循环。现在,由于环境和社会压力,全球汽车制造商正在转向低全球变暖潜能值(GWP)制冷
剂HFO-1234yf(2,3,3,3-四氟丙烯)作为车辆 A/C制冷剂。在传统的蒸汽压缩A/C系统中,A/C压缩机使制冷剂循环通过A/C系统以实现冷却。因此,A/C压缩机对于A/C系统操作至关重
要。 A/C压缩机充当A/C系统的核心,用于将操作流体泵送通过系统。如果 A/C压缩机没有
正确操作,A/C系统就会故障。
[0003] 为了相应地操作,A/C压缩机需要具有正确物理参数(粘度、湿度、 TAN等)的润滑剂。润滑剂必须完全循环通过A/C系统。润滑剂必须由制冷剂从系统的一部分运送到下一部
分,并且润滑剂还必须能够将制冷剂从系统的一部分运送到系统的不同部分,同时在压缩
机内部提供润滑。因此,在A/C系统0℃至40℃的操作范围内,相互制冷剂/润滑剂的相容性
对系统的有效运行至关重要。
[0004] 随着汽车行业努力满足不断增加的环境目标,车辆平台正在发生变化。传统车辆使用汽油或柴油内燃机(ICE)用于车辆推进。然而,由于环境效益,存在朝向车辆电气化
绝对转变。汽车OEM正在设计用电动机电池替换全部或部分推进需求的新车辆。一些车辆
仍然保持ICE并且被称为混合动力电动车辆(HEV)或插电式混合动力电动车辆(PHEV)或轻
度混合动力电动车辆(MHEV)。其他车辆是完全电动的并且没有ICE,并且这些被称为全EV。
[0005] 所有HEV、PHEV、MHEV和EV都使用至少一个电动机,其中电动机取代了汽油/柴油动力车辆上的皮带驱动滑轮。在各种出版物中已经注意到,聚亚烷基二醇(PAG)润滑剂不能用
于HEV/PHEV/MHEV/EV系统。由于使用PAG,电动压缩机的绝缘电阻可以降低到接近零。更具
体地,通过使用1%PAG润滑剂,电动压缩机的绝缘电阻可以从超过10兆欧降低到1 兆欧以
下。另一方面,多元醇酯或POE型润滑剂提供高介电属性,这有助于保持压缩机电绕组的完
整性。汽车原始设备制造商(OEM)通常在初始车辆A/C填充过程期间添加A/C润滑剂。A/C系
统可能需要维修,由于组件故障(软管或管线破裂)或车辆事故,这会危害A/C系统。通常,汽车售后或服务行业采用回收、再循环、再充注或“R/R/R”机器,以在维修后将制冷剂和润滑剂重新注射/重新填充到A/C系统中。然而,目前设计与HFO- 1234yf一起使用的R/R/R机器,
其基于SAE J2843,特别是所述SAE标准的第8.9.5.1节(在此以引用方式并人),不允许自动
注射润滑剂到由 R/R/R机器修复后的系统中。润滑剂必须“手动注射”或“机械注射”。对于这些选项中的每一种,将润滑剂填充到注射器中,并且然后将软管连接到 A/C系统的低侧。
车辆开启,并且A/C系统设定为最大冷却,这也启动 A/C压缩机。当A/C压缩机开始循环时,
连接的注射器转到打开位置,并且润滑剂沿软管输送到A/C系统。
[0006] 虽然可以使用这种方法,但这是一个繁琐的过程,并且需要使用手动泵型机构,该机构将润滑剂从连接的软管向下推到A/C服务端口。通过 A/C压缩机将润滑剂吸到系统中。
在递送过程期间润滑剂可粘附到软管的壁,从而使得难以将适量的润滑剂递送到系统中。
因此,本领域需要一种在不使用手动注射器的情况下将润滑剂输送到A/C或加热系统中的
快速且方便的方法。
[0007] 本领域还需要一种在不使用手动注射器或真空泵的情况下将润滑剂输送到固定式A/C或加热系统或制冷剂中的快速且方便的方法。
[0008] 对于某些应用,使用类似的递送方法以使用相同的输送方法将制冷剂、含润滑剂的制冷剂或包含其他性能增强添加剂的制冷剂递送到固定式 A/C系统中可能是有利的。

发明内容

[0009] 本公开的某些实施方案通过提供低GWP制冷剂解决与常规组合物、系统和方法相关联的问题,所述制冷剂可用于将润滑剂注射到低GWP HFO-1234yf汽车A/C系统中,其包括
通过使用典型的A/C售后再充注软管。在手动注射器或手动泵中,润滑剂流动由A/C压缩机
的润滑剂粘度和吸力控制。在本发明的方法中,制冷剂用于沿A/C软管向下输送润滑剂和/ 
或润滑剂添加剂包装件,而不会粘在软管上,从而确保将更多的润滑剂或润滑剂/添加剂包
装件引入到A/C系统中,从而材料流动有所改善。
[0010] 使用手动注射器或手动泵可以导致润滑剂粘附到连接到A/C系统的软管管线。使用制冷剂将润滑剂转移到系统确保相对于手动或泵注射器更多的润滑剂被引入到A/C系统
中,因为制冷剂携带润滑剂并将润滑剂输送到 A/C系统中。在润滑剂和制冷剂可混溶的条
件下,将润滑剂或润滑剂/添加剂和制冷剂共同包装到常规容器(例如罐)中。在离开小罐
时,制冷剂的状态将从压缩的液化气体变化为制冷剂气体。在此过程期间,可与润滑剂混溶
的制冷剂将使润滑剂或润滑剂/添加剂混合物雾化,并在润滑剂或润滑剂/添加剂混合物能
够在A/C再充注软管壁上安顿下来之前将润滑剂或润滑剂/添加剂混合物沿软管进一步输
送并到A/C系统中。
[0011] 本发明的一个方面涉及一种组合物,其包含约50重量%至约80重量%的POE润滑剂和约20重量%至约50重量%的低GWP制冷剂。
[0012] 本发明的另一方面涉及一种组合物,其包含约60重量%至约65重量%的POE润滑剂和约35重量%至约40重量%的低GWP制冷剂。
[0013] 本发明的另一方面涉及前述组合物,其还包含约1重量%至约5重量%的酸清除剂。
[0014] 本发明的另一方面涉及任何前述组合物,其还包含约1重量%至约5 重量%的性能增强剂。
[0015] 另一方面涉及任何前述组合物,其还包含约1重量%至约10重量%的抑燃剂。
[0016] 本发明的一个方面涉及一种包含任何前述组合物的容器,其用于将组合物直接递送到车辆A/C系统中。
[0017] 本发明的一个方面涉及使用任何前述组合物或容器将POE润滑剂递送到车辆A/C系统中的方法。
[0018] 本发明的另一方面包括前述方法,并且还包括将酸清除剂递送到车辆 A/C系统中。
[0019] 本发明的另一方面包括前述方法,并且还包括将性能增强剂递送到车辆A/C系统中。
[0020] 本发明的另一方面包括前述方法,并且还包括将抑燃剂递送到车辆 A/C系统中。
[0021] 本发明的另一方面包括前述方法,其中所述方法在润滑剂可与制冷剂混溶的压力和温度条件下进行。
[0022] 本发明的一个方面包括用于将任何前述组合物、方法和容器递送到汽车A/C或加热系统的系统,所述系统包括:包含组合物的容器、压缩机、冷凝器、干燥器、膨胀蒸发器。
[0023] 本发明的另一方面包括一种用于将任何前述组合物、方法和容器递送到固定式A/C/加热系统的系统,所述系统包括:包括组合物的容器、压缩机、冷凝器、干燥器、膨胀阀和蒸发器与毛细管。
[0024] 并且最后,本发明的另一方面包括一种用于将任何前述组合物、方法和容器递送到固定式制冷系统的系统,所述系统包括:包含该组合物的容器、压缩机、冷凝器、干燥器、膨胀阀、闪蒸罐和蒸发器。
[0025] 本发明的另一个方面涉及一种组合物,其包含约1重量%至约15重量%的POE润滑剂和约85重量%至约99重量%的低GWP制冷剂。
[0026] 本发明的另一个方面涉及一种组合物,其包含约1重量%至约10重量%的POE润滑剂和约90重量%至约99重量%的低GWP制冷剂。
[0027] 本发明的另一方面涉及一种组合物,其包含约1重量%至约5重量%的 POE润滑剂和约95重量%至约99重量%的低GWP制冷剂。
[0028] 本文公开的各个方面和实施方案可以单独使用或彼此以各种组合使用。附图说明
[0029] 图1是用于将本发明的组合物引入到常规A/C车辆系统的系统的示意图。
[0030] 图2是用于将本发明的组合物引入电动型车辆A/C或加热系统的系统的示意图。
[0031] 图3是用于将本发明的组合物引入固定式住宅加热/冷却系统的系统的示意图。
[0032] 图4是用于将本发明的组合物引入固定式商用制冷系统的系统的示意图。

具体实施方式

[0033] 本发明整体涉及一种组合物,其包含润滑剂和添加剂,基本上由其组成,且在某些情况下由其组成,其设计用于与环境友好制冷剂一起工作。更具体地,本发明涉及一种组合
物,其包含约50重量%至约80重量%,约 55重量%至约70重量%,或约60重量%至约65重
量%的POE润滑剂,约 0重量%至约5重量%的添加剂和约20重量%至约50重量%,约30重
量%至约45重量%,或约35重量%至约40重量%的低GWP制冷剂或制冷剂共混物和或基本
上由该低GWP制冷剂或制冷剂共混物组成。
[0034] 本发明亦可涉及一种组合物,其包含约1重量%至约15重量%,约1 重量%至约10重量%,或约1重量%至约5重量%的POE润滑剂,约0重量%至约5重量%的添加剂和约85重
量%至约99重量%,约90重量%至约 99重量%,或约95重量%至约99重量%的低GWP制冷
剂或制冷剂共混物或基本上由该低GWP制冷剂或制冷剂共混物组成。
[0035] 润滑剂
[0036] 用于该组合物的润滑剂优选在车辆的A/C制冷剂中具有足够的溶解度,以确保润滑剂可以从蒸发器返回到压缩机。此外,润滑剂优选在低温下具有相对低的粘度,使得润滑
剂能够通过蒸发器(例如,低温蒸发器)。在一个实施方案中,润滑剂和A/C制冷剂可在宽温
度范围内混溶。优选的润滑剂可以是一种或多种多元醇酯类润滑剂(POE)。本文中使用的多
元醇酯包括包含二醇或具有约3至20个羟基基团的多元醇与具有约1至24 个原子的脂肪
酸的酯的化合物,优选用作多元醇。
[0037] 可用作基础油的酯,例如,如EP 2 727 980 A1所公开;在此以引用方式并入。
[0038] 此处,二醇的示例包括乙二醇、1,3-丙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、 1,2-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、2-乙基-2-甲基-1,3-丙二醇、1,7-庚二醇、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇、2,2-二乙基- 1,3-丙二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、 1,12-十二烷二醇等。
[0039] 上述多元醇的示例包括多元醇诸如三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、二(三羟甲基丙烷)、三(三羟甲基丙烷)、季戊四醇、二(季戊四醇)、三(季戊四醇)、甘油、聚甘油(甘油的二聚体至二十聚体))、1,3,5-戊三醇、山梨糖醇、脱山梨糖醇、山梨糖醇-甘油缩合物、阿东糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、甘露糖醇等;糖类,诸如木糖、阿拉伯糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、山梨糖、纤维二糖、麦芽糖、异麦芽糖、海藻糖、蔗糖子糖、龙胆糖、松三糖等;部分醚化产物及其甲基葡糖苷;等等。此等中,优选受阻醇诸如新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、二(三羟甲基丙烷)、三(三羟甲基丙烷)、季戊四醇、二(季戊四醇)、三(季戊四醇)作为多元醇。
[0040] 虽然脂肪酸的碳数没有特别限制,但通常使用具有1至24个碳原子的脂肪酸。在具有1至24个碳原子的脂肪酸中,从润滑属性的观点来看,优选具有3个或更多个碳原子的脂
肪酸,更优选具有4个或更多个碳原子的脂肪酸,还更优选具有5个或更多个碳原子的脂肪
酸;并且最优选具有10 个或更多个碳原子的脂肪酸。另外,从与制冷剂的相容性的观点来
看,优选具有不超过18个碳原子的脂肪酸;更优选具有不超过12个碳原子的脂肪酸,并且还
更优选具有不超过9个碳原子的脂肪酸。
[0041] 此外,脂肪酸可以是直链脂肪酸和支链脂肪酸中任一者,并且从润滑属性的观点来看,脂肪酸优选是直链脂肪酸,而从水解稳定性的观点来看,它优选是支链脂肪酸。此外,脂肪酸可以是饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸中任一者。
[0042] 具体地,上述脂肪酸的示例包括直链或支链脂肪酸,诸如戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸、油酸等;所谓的新酸,其中其碳原子是季铵化;等等。更具体地,其优选示例包括戊酸(正戊酸)、己酸(正己酸)、庚酸(正庚酸)、辛酸(正辛酸)、壬酸 (正壬酸)、癸酸(正癸酸)、油酸(顺式-9-十八碳烯酸)、异戊酸(3-甲基丁酸)、 2-甲基己酸、2-乙基戊酸、2-乙基己酸、3,5,5-三甲基己酸等。顺便提及,多元醇酯可以是部分酯,其中多元醇的羟基基团保持不被完全酯化;完全酯,其中所有的羟基基团被酯化;或者部分酯和完全酯
的混合物,优选完全酯。
[0043] 在多元醇酯中,更优选受阻醇,诸如新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、二(三羟甲基丙烷)、三(三羟甲基丙烷)、季戊四醇、二(季戊四醇)、三(季戊四醇)等的酯,从更优异的水解稳定性的观点来看,还更优选新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷或季戊四醇的酯;并且从与制冷剂的特别优异的相容性和水解稳定性
的观点来看,最优选季戊四醇的酯。
[0044] 多元醇酯的优选具体示例包括新戊二醇与一种或两种或多种脂肪酸的二酯,所述脂肪酸选自戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、油酸、异戊酸、2-甲基己酸、2-乙基戊酸、2-乙基己酸和3,5,5-三甲基己酸;三羟甲基乙烷与一种或两种或多种脂肪酸的三酯,所述脂
肪酸选自戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、油酸、异戊酸、2-甲基己酸、2-乙基戊酸、2-乙基己酸和3,5,5-三甲基己酸;三羟甲基丙烷与一种或两种或多种脂肪酸的三酯,所述脂肪
酸选自戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、油酸、异戊酸、2-甲基己酸、2-乙基戊酸、2-乙基己酸和3,5,5-三甲基己酸;三羟甲基丁烷与一种或两种或多种脂肪酸的三酯,所述脂肪酸
选自戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、油酸、异戊酸、2-甲基己酸、2-乙基戊酸、2-乙基己酸和3,5,5-三甲基己酸;和季戊四醇与一种或两种或多种脂肪酸的四酯,所述脂肪酸选自
戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、油酸、异戊酸、 2-甲基己酸、2-乙基戊酸、2-乙基己酸和
3,5,5-三甲基己酸。
[0045] 顺便提及,与两种或更多种脂肪酸的酯可以是两种或更多种酯的混合物,所述酯一种为脂肪酸和多元醇,以及它们中的两种或更多种的混合脂肪酸和多元醇的酯,特别是
混合脂肪酸和多元醇的酯在低温属性和与制冷剂的相容性方面优异。
[0046] 在优选的实施方案中,润滑剂在约0℃和约100℃之间,并且更优选约 0℃和约40℃的范围中,且甚至更具体地,在5℃和40℃之间的温度下可溶于车辆A/C系统制冷剂中。在
另一个实施方案中,试图将润滑剂保持在压缩机中不是优先考虑因素,并且因此不优选高
温溶解度。在该实施方案中,润滑剂在高于约70℃的温度下,更优选在高于约80℃的温度
下,并且最优选在90-95℃之间的温度下可溶。
[0047] 用于电气化汽车空调应用的润滑剂可具有在75-110cSt之间,并且理想地约80cSt-100cSt,且最具体地,在85cst-95cSt之间的运动粘度(在40℃下,根据ASTM D445所
测量)。然而,不希望限制本发明,应注意,取决于电气化车辆A/C压缩机的需要,可以包括其他润滑剂粘度。
[0048] 表1说明了与本发明组合物一起使用的汽车润滑剂的合适的特性。
[0049] 表1
[0050]说明项 单位 方法 POE属性
在40℃下的粘度 cSt ASTM D445 80-90
在100℃下的粘度 cSt ASTM D445 9.0-9.3
粘度指数   ASTM D2270 >80
颜色 色相(Gardner) ASTM D1500 <1
闪点(COC) ℃ ASTM 92 250分钟
倾点 ℃ ASTM D97 -40最大值
比重(20℃) Kg/m3 ASTM D1298 0.950-1.10
封端效率 % ASTM E326 80-90
总酸值 mgKOH/g ASTM D974 0.1最大值
水含量 ppm ASTM E284 50最大值
[0051] 另外,在该组合物中使用的POE润滑剂应该与典型的车辆A/C系统中使用的弹性体和塑料具有材料相容性。所使用的POE润滑剂应具有良好与诸如以下的材料相容性:诸如氯
橡胶WRT(聚氯丁二烯/2,3-二氯-1,3-丁二烯共聚物)、HNBR(氢化丁腈橡胶)、NBR(丁腈橡胶)、EPDM(乙烯丙烯二烯单体)、有机和丁基橡胶,如通过ASHRAE 97:2007“用于测试在制冷剂系统内使用的材料的化学稳定性的密封玻璃管法(Sealed Glass Tube Method to 
Test the Chemical Stability of Materials for Use within Refrigerant Systems)”
在100℃下持续两周所测量。类似地,使用的POE润滑剂应与塑料材料(即聚酯、尼龙、环树脂、聚乙烯、对苯二甲酸酯和聚酰亚胺)具有良好的材料相容性,如通过ASHRAE 97:2007“用于测试在制冷剂系统内使用的材料的化学稳定性的密封玻璃管法”,在100℃下持续两周所
测量。与所述POE润滑剂和HFO-1234yf结合的塑料和弹性体应具有小于约10重量%,小于约
8重量%,或小于约7重量%的增重或小于约10%,小于约8%,或小于约7%的线性溶胀或小
于约10,小于约8,或小于约7的硬度变化,如通过硬度计所测量。理想地,塑料和弹性体将具有小于10重量%的增重或小于10%线性溶胀或对于至少两种属性小于约10 的硬度变化
(如通过硬度计所测量),优选对于所有三种属性均小于 10%。
[0052] 发现几种POE润滑剂具有与特定低GWP制冷剂,即HFO-1234yf(可从The Chemours Company以OpteonTM制冷剂获得)在期望的温度范围内的所需的混溶性,具有期望的润滑剂
粘度并具有期望的弹性体/塑料材料相容性。具体地,POE在商业上被称为汽车型POE润滑
剂,并且以以下商品名“ND-11”和“SE-10Y”已知。用于固定式使用的可接受的POE润滑剂是“Emkarate RL 32 3MAF”、“Emkarate RL32H”和“Solest 35”。
[0053] 制冷剂
[0054] 本发明组合物的制冷剂部分包含至少一种氢氟烯或更通常称为HFO 型制冷剂,但不限于一种特定HFO制冷剂。氢氟烯烃为低全球变暖潜能值 (GWP)和零臭氧消耗潜能值
(ODP)。联合国政府间气候变化专委员会 (IPCC)定期审查并确定碳氟化合物的GWP。本发
明中体现的氢氟烯烃制冷剂具有小于约100GWP的GWP,但通常具有小于10,甚至低至1GWP的 
GWP。特别有用的氢氟烯烃包括HFO-1234yf。根据联合国的IPCC第五次评估报告(AR5.),
HFO-1234yf表现出小于1的GWP。
[0055] 全球变暖潜能值(GWP)是用于估算与排放一千克二氧化碳相比,由于大气排放一千克特定温室气体而造成的相对全球变暖贡献的指标。可计算不同的时间范围内的GWP,显
示出对于给定气体的大气寿命的影响。对于 100年时间范围内的GWP通常是参考值。对于混
合物,加权平均数可基于每种组分的各个GWP进行计算。
[0056] Leck等人(美国专利申请公开No.2007/0187639,第10段,在此以引用方式并入)进一步列出了可用作本发明中的氟代烯烃的不饱和碳氟化合物制冷剂的示例。如Leck等人的
第10段所述,代表性的不饱和碳氟化合物制冷剂或储热流体包括:1,2,3,3,3-五氟-1-丙烯、1,1,3,3,3-五氟-1-丙烯、 1,1,2,3,3-五氟-1-丙烯、1,2,3,3-四氟-1-丙烯、2,3,3,3-四氟-1-丙烯、1,3,3,3-四氟-1-丙烯、1,1,2,3-四氟-1-丙烯、1,1,3,3-四氟-1-丙烯、1,2,
3,3-四氟-1-丙烯、2,3,3-三氟-1-丙烯、3,3,3-三氟-1-丙烯、1,1,2-三氟-1-丙烯、1,1,3-三氟- 1-丙烯、1,2,3-三氟-1-丙烯、1,3,3-三氟-1丙烯、1,1,1,2,3,4,4,4-八氟-2-丁烯、
1,1,2,3,3,4,4,4-八氟-1-丁烯、1,1,1,2,4,4,4-七氟-2-丁烯、1,2,3,3,4,4,4-七氟-1-丁烯、1,1,1,2,3,4,4-七氟-2-丁烯、1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-2-丙烯、 1,1,3,3,4,4,4-七氟-1-丁烯、1,1,2,3,4,4,4-七氟-1-丁烯、1,1,2,3,3,4,4-七氟-1-丁烯、2,3,3,4,4,4-六氟-1-丁烯、1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯、1,3,3,4,4,4-六氟-1-丁烯、1,2,3,4,4,4-六氟-
1-丁烯、1,2,3,3,4,4-六氟-1-丁烯、1,1,2,3,4,4-六氟-2-丁烯、1,1,1,2,3,4-六氟-2-丁烯、1,1,1,2,3,3-六氟-2-丁烯、1,1,1,3,4,4-六氟-2-丁烯、1,1,2,3,3,4-六氟-1-丁烯、1,
1,2,3,4,4-六氟-1-丁烯、3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯、1,1,1,2,4-五氟-2-丁烯、1,
1,1,3,4-五氟-2-丁烯、3,3,4,4,4-五氟-1- 丁烯、1,1,1,4,4-五氟-2-丁烯、1,1,1,2,3-五氟-2-丁烯、2,3,3,4,4-五氟-1-丁烯、1,1,2,4,4-五氟-2-丁烯、1,1,2,3,3-五氟-1-丁烯、
1,1,2,3,4-五氟-2-丁烯、 1,2,3,3,4五氟-1-丁烯、1,1,3,3,3-五氟-2-甲基-1-丙烯、2-(二氟甲基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、3,3,4,4-四氟-1-丁烯、1,1,3,3-四氟-2-甲基-1-丙烯、
1,3,3,3-四氟- 2-甲基-1-丙烯、2-(二氟甲基)-3,3-二氟-1-丙烯、1,1,1,2-四氟-2-丁烯、 
1,1,1,3-四氟-2-丁烯、1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-十氟-2-戊烯、1,1,2,3,3,4,4,5,5,5-十氟 -1-戊烯、1,1,1,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)-2-丁烯、1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-戊烯、1,
1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-2-戊烯、1,2,3,3,4,4,5,5,5-九氟-1-戊烯、 1,1,3,3,4,4,5,5,5-九氟-1-戊烯、1,1,2,3,3,4,4,5,5-九氟-1-戊烯、 1,1,2,3,4,4,5,5,5-九氟-2-戊烯、1,1,
1,12,3,4,4,5,5-九氟-2-戊烯、1,1,1,2,3,4,5,5,5-九氟-2-戊烯、1,2,3,4,4,4-六氟-3(三氟甲基)-1-丁烯、 1,1,2,4,4,4-六氟-3-(三氟甲基)-1-丁烯、1,1,1,4,4,4-六氟-3-(三氟甲基)-2-丁烯、1,1,3,4,4,4-六氟-3-(三氟甲基)-1-丁烯、2,3,3,4,4,5,5,5-八氟-
1-戊烯、 1,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊烯、3,3,4,4,4-五氟-2-(三氟甲基)-1-丁烯、1,1,4,
4,4- 五氟-3-(三氟甲基)-1-丁烯、1,3,4,4,4-五氟-3-(三氟甲基)-1-丁烯、1,1,4,4,4-五氟-2-(三氟甲基)-1-丁烯、1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-2-戊烯、3,4,4,4-四氟-3-(三氟甲基)-
1-丁烯、3,3,4,4,5,5,5-七氟-1-戊烯、2,3,3,4,4,5,5-七氟-1-戊烯、 1,1,3,3,5,5,5-七氟-1-戊烯、1,1,1,2,4,4,4-七氟-3-甲基2-丁烯、2,4,4,4-四氟-3- (三氟甲基)-1-丁烯、
1,4,4,4-四氟-3-(三氟甲基)-1-丁烯、1,4,4,4-四氟-3-(三氟甲基)-2-丁烯、2,4,4,4-四氟-3-(三氟甲基)-2-丁烯、3-(三氟甲基)-4,4,4-三氟- 2-丁烯、3,4,4,5,5,5-六氟-2-戊烯、1,1,1,4,4,4-六氟-2-甲基-2-丁烯、 3,3,4,5,5,5-六氟-1-戊烯、4,4,4-三氟-2-(三氟甲基)-1-丁烯、 1,1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-十二氟-1-己烯、1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,6-十二氟-3-己烯、 1,1,1,4,4,4-六氟-2,3-双(三氟甲基)-2-丁烯、1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-
2三氟甲基-2- 戊烯、1,1,1,3,4,5,5,5-八氟-4-(三氟甲基)-2-戊烯、1,1,1,4,5,5,5-七氟-4(三氟甲基)-2-戊烯、1,1,1,4,4,5,5,6,6,6-十氟-2-己烯、1,1,1,2,2,5,5,6,6,6-十氟-3-己烯、3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟-1-己烯、4,4,4-三氟-3,3-双(三氟甲基)-1-丁烯、 
1,1,1,4,4,4-六氟-3-甲基-2-(三氟甲基)-2-丁烯、2,3,3,5,5,5-六氟-4-(三氟甲基)- 1-戊烯、1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-3-甲基-2-戊烯、1,1,1,5,5,5-六氟-4(三氟甲基)- 2-戊烯、3,4,4,5,5,6,6,6-八氟-2-己烯、3,3,4,4,5,5,6,6-八氟-2-己烯、1,1,1,4,4- 五氟-2-(三氟甲基)-2-戊烯、4,4,5,5,5-五氟-2-(三氟甲基)-1-戊烯、 3,3,4,4,5,5,5-七氟-2-甲基-1-戊烯、1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-十四氟-2-庚烯、 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,7,
7,7-十四氟-2-庚烯、1,1,1,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-十三氟-2-庚烯、1,1,1,2,4,4,5,5,6,
6,7,7,7-十三氟-2-庚烯、1,1,1,2,2,4,5,5,6,6,7,7,7-十三氟- 3-庚烯、1,1,1,2,2,3,5,
5,6,6,7,7,7-十三氟-3-庚烯、4,4,5,5,6,6,6-七氟-2-己烯、 4,4,5,5,6,6,6-七氟-1-己烯、1,1,1,2,2,3,4-七氟-3-己烯、4,5,5,5-四氟-4-(三氟甲基)-1-戊烯、1,1,1,2,5,5,5-七氟-4-甲基-2-戊烯、1,1,1,3-四氟-2-(三氟甲基)-2- 戊烯、1,2,3,3,4,4-六氟环丁烯、
3,3,4,4-四氟环丁烯、3,3,4,4,5,5-六氟环戊烯、1,2,3,3,4,4,5,5-八氟环戊烯、1,2,3,3,
4,4,5,5,6,6-十氟环己烯、 1,1,1,2,3,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-2-戊烯、五氟乙基三氟乙烯基醚、三氟甲基三氟乙烯基醚;或它们的任何组合。
[0057] 另外,可以存在一种或多种包含制冷剂部分的非低GWP制冷剂组分。Minor等人(美国专利申请公开No.2007/0289317,在此以引用方式并人)进一步列出了可用作本发明中的
氟代烷烃的饱和和不饱和碳氟化合物制冷剂的示例。如Minor等人的第81段所述,代表性氢
氟烃可以由式 CxH2x+2_yFy或CxH2x_yFy表示,其中,x可以等于3至8并且y可以等于1至17。
该氢氟烃可以是具有约3至8个碳原子的直链、支链或环状饱和或不饱和化合物。非限制性
地,可以使用的示例性氟代烷烃,如Minor 等人第47-78段所述,包括:1,1,2,2,3-五氟丙烷;1,1,1,3,3-五氟丙烷;1,1,3- 三氟丙烷;1,1,3-三氟丙烷;1,3-二氟丙烷;2-(二氟甲基)-1,1,1,2,3,3六氟丙烷;1,1,2,2,3,3,4,4-八氟丁烷;1,1,1,2,2,4-六氟丁烷;1,1,1,
3,3-五氟丁烷; 1,1-二氟丁烷;1,3-二氟-2-甲基丙烷;1,2-二氟-2-甲基丙烷;1,2-二氟丁烷; 1,3-二氟丁烷;1,4-二氟丁烷;2,3-二氟丁烷;1,1,1,2,3,3,4,4-八氟-2-(三氟甲基)丁烷;1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5-十一氟戊烷;1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟戊烷; 1,1,1,2,
2,3,3,5,5,5-十氟戊烷。
[0058] 所述本发明的制冷剂或制冷剂共混物部分将具有小于300,但具体地小于150GWP,并且更具体地小于75GWP,且理想地小于5GWP的 GWP。可以使用制冷剂使得GWP<1。
[0059] 上述共混物的制冷剂部分具有如通过ASTM E-582所测量的至少 300MJ/kg,优选高于1,000MJ/kg,并且更具体地在1,000MJ/kg至5,000MJ 之间,并且甚至更具体地至少5,
000MJ/kg最小点火能量(MIE)。由美国采暖、制冷和空调工程师协会(ASHRAE)标准34计算的
燃烧热应小于 19,000kJ/kg,并且更具体地,在8kJ/kg-12kJ/kg范围内,且甚至更具体地, 
9.5kJ/kg-11.5kJ/kg。如通过ASTM E-681所测量,制冷剂部分的在21℃时的可燃性下限实
际上可以是非可燃的。另选地,如果制冷剂部分具有可燃性限制,则如通过ASTM E-681所测
量,可燃性下限可以是至少5体积%,但更具体地至少6体积%,且甚至更具体地,至少6.2体积%。
[0060] 得到的总体组合物,即本文提到的润滑剂和制冷剂可以“后添加”到A/C 系统,有利地具有相对低的腐蚀性,使得作为A/C系统的一部分的金属 (例如,)与组合物
接触经历相对低的腐蚀。另外,在175℃下测试14天后,在测试期间没有钝化,没有金属试样的涂层或可见腐蚀,并且没有形成沉积物或絮凝物。
[0061] 润滑剂/制冷剂组合物的相对低的腐蚀性可以使得制冷剂组合物部分有利地表现出以下属性中的一种或任何组合。根据ASHRAE 97:2007“用于测试在制冷剂系统内使用的
材料的化学稳定性的密封玻璃管法”在175℃下保持14天老化后的总酸值(TAN)小于3.3mg 
KOH/g,并且小于1.5mg KOH/g,且具体是小于1.0mg KOH/g,如根据ASTM D664-01所测量。利用铝、铜和碳钢金属条;根据ASHRAE 97:2007“用于测试在制冷剂系统内使用的材料的化学稳定性的密封玻璃管法”在175℃下持续14天老化后的总卤离子浓度(例如,氟离子浓度)小
于约100ppm,优选小于50ppm并且理想地小于10ppm。利用铝、铜和铁金属条,如通过离子色
谱法所测量;根据ASHRAE 97:2007“用于测试在制冷剂系统内使用的材料的化学稳定性的
密封玻璃管法”在175℃下持续14天老化后的总有机酸浓度小于约 300ppm。
[0062] 可以改善制冷剂和A/C寿命和压缩机耐久性的添加剂是理想的。在本发明的一个方面,本发明的含制冷剂的组合物用于将润滑剂引入到A/C系统中以及其他添加剂,诸如a)
酸清除剂,b)性能增强剂,和c)抑燃剂。
[0063] 酸清除剂
[0064] 酸清除剂可包含硅氧烷、活化的芳族化合物或两者的组合。Serrano等人(第38段),在此以引用方式并人,公开了硅氧烷可以是具有甲硅烷氧基官能团的任何分子。硅氧
烷可包括烷基硅氧烷、芳基硅氧烷、或包含芳基和烷基取代基的混合物的硅氧烷。例如,硅
氧烷可以是烷基硅氧烷,包括二烷基硅氧烷或聚二烷基硅氧烷。优选的硅氧烷包括与两个
硅原子键合的氧原子,即具有结构:SiiOiSi的基团。例如,硅氧烷可以是式IV的硅氧烷:R1[Si(R2R3)4O]nSi(R2R3)R4,其中n是1或更大。式IV的硅氧烷的n 优选为2或更大,更优选为
3或更大,(例如,约4或更大)。式IV的硅氧烷的n优选为约30或更小,更优选约12或更小,并且最优选约7或更小。优选R4基团是芳基基团或烷基基团。优选R2基团是芳基基团或烷基基
团或它们的混合物。优选R3基团是芳基基团或烷基基团或它们的混合物。优选R4基团是芳
基基团或烷基基团。优选R1、R2、R3、R4或它们的任何组合不是氢。分子中的R2基团可以是相同或不同的。优选分子中的 R2基团是相同的。分子中的R2基团可以与R3基团是相同或不同
的。优选分子中的R2基团和R3基团是相同的。优选的硅氧烷包括式IV的硅氧烷,其中R1、R2、R3、R4、R5或它们的任何组合是甲基、乙基、丙基或丁基基团、或它们的任何组合。可使用的示例性硅氧烷包括六甲基二硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、十二甲基五硅氧
烷、十甲基环五硅氧烷、十甲基四硅氧烷、八甲基三硅氧烷、或它们的任何组合。
[0065] 从Serrano等人的段落[0039]以引用方式并人,注意到在本发明的一个方面中,硅氧烷是包含约1至约12个碳原子的烷基硅氧烷,诸如六甲基二硅氧烷。硅氧烷也可以是聚合
物,诸如聚二烷基硅氧烷,其中烷基基团是甲基、乙基、丙基、丁基或它们的任何组合。合适的聚二烷基硅氧烷的分子量为约100至约10,000。高度优选的硅氧烷包括六甲基二硅氧烷、
聚二甲基硅氧烷以及它们的组合。硅氧烷可以基本上由聚二甲基硅氧烷、六甲基二硅氧烷
或它们的组合组成。
[0066] 活化的芳族化合物可以是向Friedel-Crafts加成反应活化的任何芳族分子,或它们的混合物。向Friedel-Crafts加成反应活化的芳族分子定义为能够与无机酸进行加成反
应的任何芳族分子。特别是在应用环境(AC系统) 或ASHRAE 97:2007“用于测试在制冷剂系
统内使用的材料的化学稳定性的密封玻璃管法”热稳定性测试期间能够与无机酸进行加成
反应的芳族分子。这些分子或化合物通常通过用以下基团之一取代芳环的氢原子来活化:
NH2、NHR、NRz、ADH、AD、NHCOCH3、NHCOR、4OCH3、 OR、CH3、4C2H5、R或C6H5,其中R是烃(优选包含约1至约100个碳原子的烃)。活化的芳族分子可以是醇或醚,其中氧原子(即醇或醚基团
的氧原子)直接键合到芳族基团。活化的芳族分子可以是胺,其中氮原子 (即胺基团的氮原
子)直接键合到芳族基团。举例来说,活化的芳族分子可具有式ArXRn,其中X为O(即氧)或N
(即氮);当X:O时n:1;当x:N时n:2;Ar是芳族基团(即,基团,C6H5);R可以是H或含碳基团;并且当n:2时,R基团可以是相同或不同的。例如,R可以是H (即氢)、Ar、烷基基团或它们的任何组合,可以在根据本文的教导的制冷剂组合物中采用的示例性活化的芳族分子包括二苯
醚(diphenyl oxide) (即,二苯醚(diphenyl ether))、甲基苯基醚(例如,苯甲醚)、乙基苯基醚、丁基苯基醚或它们的任何组合。向Friedel-Crafts加成反应活化的一种高度优选的
芳族分子是二苯醚。
[0067] 从Serrano等人的段落[0045]以引用方式并入本文,酸清除剂(例如,活化的芳族化合物、硅氧烷或两者)可以以导致相对低的总酸值、相对低的总卤离子浓度、相对低的总
有机酸浓度或它们的任何组合的任何浓度存在。优选,酸清除剂以基于制冷剂组合物的总
重量的大于约0.0050重量%,更优选大于约0.05重量%,且甚至更优选大于约0.1重量%
(例如,大于约0.5重量%)的浓度存在。酸清除剂优选以基于制冷剂组合物的总重量的小于
约3重量%,更优选小于约2.5重量%,并且最优选大于约2重量%(例如,小于约1.8重量%)
的浓度存在。
[0068] 可以包含在制冷剂组合物中并且优选从制冷剂组合物中排除的酸清除剂的其他示例包括由Kaneko(美国专利申请序列No.11/575,256,公开为美国专利公开2007/
0290164,第42段,其明确地以引用方式并入本文)描述的那些,诸如以下的一种或多种:苯
基缩水甘油醚、烷基缩水甘油醚、亚烷基二醇缩水甘油醚、环己烯氧化物、氧代氧化物
(otolen oxides)或环氧化合物诸如环氧化大豆润滑剂,以及Singh等人(美国专利申请序
列No. 11/250,219,公开为美国专利公开2006/0116310,第34-42段,其明确地以引用方式
并人本文)描述的那些。
[0069] 性能增强剂
[0070] 优选的添加剂包括美国专利No.5,152,926;4,755,316中所述的那些,在此以引用方式并人。特别地,优选的极压添加剂包括以下的混合物:(A) 甲苯基三唑或其取代的衍生
物,(B)胺(例如Jeffamine M-600)和(C)第三组分,其是(i)乙氧基化的磷酸酯(例如Antara 
LP-700型),或(ii)磷酸醇 (例如,ZELEC 3337型),或(iii)二烷基二硫代磷酸锌(例如,
Lubrizol 5139、5604、5178或5186型),或(iv)巯基苯并噻唑,或(v)2,5-二巯基- 1,3,4-噻二唑衍生物(例如,Curvan 826)或它们的混合物。可使用的添加剂的附加示例在美国专利
No.5,976,399(Schnur,5:12-6:51,在此以引用方式并入)中给出。
[0071] 酸值根据ASTM D664-01以mg KOH/g为单位测量。通过离子色谱法测量总卤离子浓度、氟离子浓度和总有机酸浓度。制冷剂系统的化学稳定性是根据ASHRAE 97:2007“用于测试在制冷剂系统内使用的材料的化学稳定性的密封玻璃管法”测量。根据ASTM D-445在40
℃下测试润滑剂的粘度。
[0072] Mouli等人(WO 2008/027595)教导了在包含氟代烯烃的制冷剂组合物中使用烷基硅烷作为稳定剂。磷酸盐亚磷酸盐、环氧化物和酚类添加剂也已用于某些制冷剂组合物。
这些是例如由Kaneko(美国专利申请序列No. 11/575,256,公布为美国公开2007/0290164)
和Singh等人(美国专利申请序列No.11/250,219,公布为美国专利公开2006/0116310)描
述。所有上述申请均明确地以引用的方式并人本文。
[0073] 抑燃剂
[0074] 优选的抑燃剂包括专利申请“包含氟取代的烯烃的组合物CA 2557873 A1”中描述并且以引用方式并入的那些,连同也以引用方式并人并在专利申请“包含氟烯烃的组合物
及其用途WO2009018117A1”中描述的氟化产物诸如 HFC-125和/或 润滑剂。
[0075] 混溶性/包装件稳定性
[0076] 虽然HFO-1234yf用作车辆A/C系统的主要制冷剂时,通常发现与多元醇酯或POE型润滑剂相容,但在某些环境中,并非所有POE润滑剂都具有所需的混溶性范围、热稳定性、材料相容性、水分含量,以及适合与汽车A/C系统中的HFO-1234yf一起使用的其他特性。因此,本发明的组合物基本上不含缺乏前述特性的POE润滑剂。所谓“基本上不含”是指当本发明
的组合物包含HFO-1234yf时,该组合物包含小于5重量%,通常小于3重量%,并且在一些情
况下小于0.5重量%的以下POE Dow RL244、Zerol 150 和3GS。通常在A/C或制冷系统中使
用的润滑剂的量为制冷剂量的约5重量%至约10重量%范围。例如,将使用600g的制冷剂装
料、60g润滑剂 (90重量%制冷剂/10重量%润滑剂)。然而,由于制冷剂将用于将润滑剂转
移到系统中,因此与制冷剂一起使用的POE润滑剂的量将相对较大,约为50重量%-80重
量%润滑剂/20重量%-50重量%制冷剂(例如,约60重量%至约65重量%的润滑剂)。
[0077] 本发明组合物的主要组分可包含润滑剂,而次要组分将包含制冷剂,具有可改善期望的性能属性的一些少量(0重量%至5重量%)的添加剂。也就是说,制冷剂将用于将液
体润滑剂和添加剂输送或转移到A/C系统中。
[0078] 由于储存和使用条件,润滑剂和制冷剂必须在更大许多的范围内具有相互混溶性。全球许多城市经历气温超过37.5℃。另外,预计润滑剂/制冷剂组合物将储存在相对较
热的仓库或用于热车库中,其中温度高达37.5℃持续时间大于70天。
[0079] 还可以设想,该产品可以在主要车辆系统故障(诸如前端碰撞)之后的冬季期间使用。因此,润滑剂/制冷剂将储存在冷库中并仅在维修期间带入车库。润滑剂/制冷剂组合物
在约-20℃、-30℃、-40℃和甚至-50℃的温度下是稳定的,这有助于将所述组合物在-20℃
的温度下储存更长的时间,诸如5天。
[0080] 令人惊讶的是,本发明的组合物在宽范围的温度和压力条件下保持混溶性(例如,组合物20重量%-50重量%制冷剂/50重量%-80重量%润滑剂,其在-18℃至37℃的温度范
围内,在密封容器内,在160kPa至945kPa 的压力下可混溶)。POE润滑剂/制冷剂混溶性通过
使用ASHRAE 97: 2007“用于测试在制冷剂系统内使用的材料的化学稳定性的密封玻璃管
法”方法将预定量的润滑剂和制冷剂(参见下表)加载到密封管中来进行。然后,将密封管设
定在水浴中以确定混合物在一定温度范围内是否可混溶。测试分两个段进行,在每段之间
有24小时的时间段,以允许在开始下一段之前使管子回到室温。冷段在室温下开始,并以5
℃的增量缓慢降低温度至 -50℃,在每个温度下保持10分钟,并在每个温度保持下记录目
视观察。热段在室温下开始,并以5℃的增量缓慢增加温度至90℃或待测制冷剂的临界温
度,并再次在每个温度下保持10分钟,并在每个温度保持下记录目视观察。
[0081] 使用ASHRAE 97:2007“用于测试在制冷剂系统内使用的材料的化学稳定性的密封玻璃管法”评价POE润滑剂/制冷剂组合物的热稳定性。还将润滑剂/制冷剂系统置于包含金
属(Al、Cu、碳钢)试样的密封管中,并在 175℃下保持两周。结果表明POE润滑剂/低GWP制冷剂在升高的温度下是热稳定的,这表明组合物在储存期间不应破裂。钢上没有钝化,没有对
金属的涂层或可见腐蚀,并且也没有氟离子或酸生成。在测试期间未形成沉积物或絮凝物。
制冷剂/润滑剂系统没有颜色变化。
[0082] 出乎意料的是,通常列为“与HFO-1234yf相容”的润滑剂在整个混溶性范围内不具有混溶性。具体地,POE被记为86cSt型POE润滑剂,并且由以下商品名“ND-11”和“SE-10Y”已知。用于固定式使用的可接受的POE润滑剂是“Emkarate RL32-3MAF”、“Emkarate RL32H”和“Solest 35”。
[0083] 不希望受任何理论或解释的束缚,据信一旦制冷剂浓度增加而成为组合物的主要部分,润滑剂/润滑剂的混溶性范围就会变化。例如,30重量%润滑剂/70重量%制冷剂在A/
C系统中使用是边缘的,但缺乏足够的混溶性来使用制冷剂将润滑剂转移到系统中。
[0084] 与R-134a一起使用的常规POE润滑剂(Zerol 150和3GS)与R- 1234yf(不饱和低GWP制冷剂)不具有相同的混溶性范围。因此,并非所有POE润滑剂都适用于低GWP系统。
[0085] 表2示出了低GWP制冷剂/POE润滑剂组合物和混溶性范围的示例,其中表的上部示出了在A/C系统中的产品使用,表的下部示出了制造和储存温度(其中“M”表示可混溶的且
“N”表示不可混溶)。
[0086] 表2
[0087] 润滑剂:ND11
[0088]
[0089]
[0090] 本发明的一个方面涉及一种用于将润滑剂引入到A/C系统中的方法。在本发明的方法中,制冷剂用于沿A/C软管向下输送润滑剂和/或润滑剂添加剂包装件,而基本上不会
粘附到软管,从而确保将更多的润滑剂或润滑剂/添加剂包装件引入到A/C系统中(例如,使
用手动注射器或手动泵可导致润滑剂粘附到连接到A/C系统的软管管线)。使用制冷剂将润
滑剂转移到系统确保相对于手动或泵注射器更多的润滑剂被引入到A/C系统中,因为制冷
剂携带润滑剂并将润滑剂输送到A/C系统中。在润滑剂和制冷剂可混溶的条件下,将润滑剂
或润滑剂/添加剂和制冷剂共同包装到常规容器或罐中。在离开小容器时,制冷剂的状态将
从压缩的液化气体变化为制冷剂气体。在此过程期间,可与润滑剂混溶的制冷剂将使润滑
剂或润滑剂/添加剂混合物雾化,并在润滑剂或润滑剂/添加剂混合物能够在A/C再充注软
管壁上安顿下来之前将润滑剂或润滑剂/添加剂混合物沿软管进一步输送并到 A/C系统
中。
[0091] 在本发明的一个方面,本发明的组合物(润滑剂或润滑剂/添加剂与制冷剂)可以包装在小的密封容器中,该容器通常为8盎司或更小,且更通常为3-6盎司,且甚至更具体地
为3-4盎司。
[0092] 在一个实施方案中,本发明的组合物可以包装在小容器中,该容器具有穿孔罐顶部或自密封罐顶部,其可以使用典型的售后制冷剂再充注软管连接到车辆的A/C系统。
[0093] 在一个实施方案中,在罐顶部使用的配件应该是左旋螺纹并且符合凸 CGA 166型连接,因为该产品旨在用于包含HFO-1234yf的低GWP A/C系统。用于将本产品从罐输送到车
辆的A/C系统的软管类型应符合SAE J2888标准用于构造。软管应该有两个不同的配件。A/C
再充注软管的一端应该能够连接到小罐,并且具有穿刺针或柱塞型机构,有时称为罐式龙
头,其可以释放在容器内的产品。连接到罐的配件将是凹CGA 166型配件。再充注软管的另
一端应具有用于HFO-1234yf的指定SAE J639低侧快速连接联合器,并且应能够通过低侧服
务端口连接到车辆的A/C系统。
[0094] 在本发明的另一方面,本发明的组合物(润滑剂或润滑剂/添加剂与制冷剂)可以包装在通常为8-12盎司或更小的小密封容器中。本发明的组合物应该包装在具有穿孔罐顶
部或自密封罐顶部的小罐中,该罐顶部可以使用典型的售后制冷剂再充注软管连接到固定
式系统。罐顶部使用的配件应为左旋螺纹,并且如果本产品意欲用于用于可燃制冷剂系统
的低GWP A/C 系统,则应符合凸CGA 164型连接。罐顶部使用的配件应为左旋螺纹,并且如
果本产品意欲用于用于非可燃制冷剂系统的低GWP A/C系统,则应符合凸CGA 165型连接。
[0095] 为了将本发明的组合物输送到A/C系统中,首先应充分摇动包含润滑剂或润滑剂/添加剂和制冷剂的罐。应启动车辆的发动机,并且然后将A/C 系统设定为最大冷却。然后,
如上所述的售后再充注软管应该连接到罐。软管的另一侧应连接到车辆的A/C低侧服务端
口。当准备开始分配产品时,应使用针或柱塞机构来释放罐内容物。罐应从一侧到另一侧稍
微摇动,以帮助释放罐内容物。此过程应花约10-15分钟。
[0096] 本组合物可用于在约0℃和约40℃之间的温度下向A/C系统中添加润滑剂或润滑剂/添加剂,更具体地,该组合物可在约10℃和约35℃的温度下,且甚至更具体地,在约15℃至约30℃的温度下使用。本发明的组合物可以在低至约-20℃和高至约40℃至约45℃的温
度下储存,但通常,它将在约10℃至约35℃的温度下储存,且更具体地,在约15℃至约30℃
的温度下储存。通常,当连接到A/C系统时,本发明的组合物将在约315kPa和约435kPa之间
的压力下,或更具体地在约330kPa和约410kPa之间的压力下,或甚至更具体地在约360kPa
和约400kPa之间的压力下递送到A/C系统。
[0097] 本发明的另一方面涉及一种用于将本发明的组合物引入到热管理系统中(诸如汽车A/C系统)的系统。现请参照图1,图1示出了使用本发明的组合物将润滑剂引入到汽车A/C
系统中的系统(100)。用于将本发明的组合物递送到汽车A/C系统的系统包括包含组合物的
容器(110)、压缩机 (120)、冷凝器(130)、干燥器(140)、膨胀阀(150)和蒸发器(160)。系统(100) 另外包括低侧服务端口(170)和高侧服务端口(180)。容纳本发明组合物的容器
(110)或罐经由软管(190)连接到压缩机(120)的低侧服务端口(170)。连接压缩机、冷凝器、
干燥器、膨胀阀和蒸发器的软管(190)和管线(195)是使用本领域已知的材料和方法进行构
造和装配。
[0098] 现在参照图2,图2说明了本发明的另一个方面,其包括用于将本发明的组合物引入到电动车辆A/C系统中的系统(200)。用于引入润滑剂组合物的该系统包括包含组合物的
容器(210)、电动压缩机(220)、冷凝器(230)、干燥器(240)、膨胀阀(250)或孔管(251)和蒸
发器(260)。系统(200)另外包括低侧服务端口(270)和高侧服务端口(280)。本发明组合物
的容器(210)经由软管(290)连接到电动压缩机(220)的低侧服务端口(270)。图2中所示的
软管 (290)和管线(295)是使用本领域已知的材料和方法进行构造和装配。
[0099] 现在参照图3,图3说明了本发明的另一方面,其包括用于将本发明的组合物引入到住宅固定式加热/冷却系统中的系统(300)。用于引入润滑剂组合物的该系统(300)包括
包含组合物的容器(310)、位于住宅(330)外部的压缩机/冷凝器(320)和位于住宅(350)内
部的蒸发器/毛细管(340)。容器(310)经由软管(370)连接到压缩机/冷凝器(320)的低侧服
务端口(360)。压缩机/冷凝器(320)另外包括高侧服务端口(380)。图3中所示的软管(370)
和管线(390)是使用本领域已知的材料和方法进行构造和装配。
[0100] 现在参照图4,图4示出了本发明的另一个方面,其包括商用固定式制冷系统(400)。用于引入润滑剂组合物的该系统(400)包括包含组合物的容器(410)、压缩机(420)、
屋顶冷凝器(430)、闪蒸罐(440)和商业结构(460)内的限定制冷区域(450)(例如,制冷展示
柜)。容器(410)连接到压缩机(420) 的低侧服务端口(470),其可以经由软管(480)定位
离限定制冷区域(450)。图4中所示的软管(480)和管线(490)是使用本领域已知的材料和方
法进行构造和装配。
[0101] 如本文所用,术语“包含”、“包括”、“具有”或它们的任何其它变型旨在涵盖非排它性的包括。例如,包括要素列表的组合物、过程、方法、制品或设备不必仅限于那些要素,而是可包括未明确列出的或此类组合物、过程、方法、制品或设备固有的其它要素。此外,除非明确指明相反,“或”是指包容性的或且不是排他性的或。例如,条件A或B满足以下条件之一: A为真(或存在)且B为假(或不存在),A为假(或不存在)且B为真 (或存在),以及A和B两
者都为真(或存在)。
[0102] 过渡性短语“由...组成”不包括任何未指定的要素、步骤或成分。如果在权利要求中,那除了通常与之相关联的杂质之外,将不包括对除了所述的那些材料之外的材料的保
护。当短语“由...组成”出现在权利要求的主体的从句中,而不是紧接在前序部分之后时,它只限制该从句中所述的要素;其它要素并不排除在整个权利要求之外。
[0103] 过渡短语“基本上由...组成”用于定义除了文献公开的那些之外,还包括材料、步骤、特征结构、组分或要素的组合物、方法,前提条件是这些附加包括的材料、步骤、特征结构、组分、或要素确实极大地影响权利要求保护的发明的一个或多个基本特征和新颖特征,
尤其是实现本发明方法中的任一个期望的结果的作用模式。术语“基本上由...组成”占据
在“包含”和“由...组成”之间的中间位置。
[0104] 在申请人已经用开放式术语诸如“包含”来定义发明或其一部分的情况下,应当容易理解的是(除非另有说明),该描述应当被解释为还包括使用术语“基本上由...组成”或
“由...组成”这样的发明。
[0105] 此外,采用“一个”或“一种”的用途来描述本文所述的要素和组分。这只是为了方便起见,并且给出了本发明范围的一般意义。该描述应该被理解为包括一个或至少一个,并且单数也包括复数,除非显然有另外的含义。
[0106] 虽然上面已经描述了某些方面、实施方案和原理,但是应理解,该描述仅是示例性的,而不是对本发明或所附权利要求的限制。
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