[发明专利]冷冻机用工作流体组合物、冷冻机油以及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用例如乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷等全球变暖潜能极低、对环境优异的烃作为制冷剂的冷冻机用工作流体以及冷冻机油(冷冻机用的润滑油)以及其制造方法，更详细而言，涉及为了冷冻系统的省电化即便低粘度化也不产生磨耗，可靠性高、适于系统的冷冻机油。

背景技术

以往，在冷冻机、空调机、冰箱等中，作为制冷剂使用以氟和氯为构成元素的氟利昂。作为这样的氟利昂，例如，有R-11(三氯单氟甲烷)、R-12(二氯二氟甲烷)等氯氟烃(CFC)、R-22(单氯二氟甲烷)等氢氯氟烃(HCFC)等。

然而，带来最近的臭氧层破坏问题，在国际上限制其生产以及使用，现在转换为不含氯的、新的含氢氟利昂制冷剂。作为这样的含氢氟利昂制冷剂，例如，有四氟乙烷(R-134或者R-134a)、作为混合制冷剂的R410A、R407C等氢氟烃(HFC)。

然而，HFC虽然不破坏臭氧层但温室效果大，从近年来成为问题的全球变暖的观点出发，未必是优异的制冷剂。

因此，碳数2～4左右的低级烃不破坏臭氧层、对全球变暖的影响与比前述的氯系或非氯系氟化烃制冷剂相比也非常低，因此最近被关注。例如，异丁烷(R600a)已经用作冰箱用制冷剂，异丁烷制冷剂的冰箱在世界上越来越多。此外，也有包括设计使用上述氟利昂系制冷剂的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器等的室内空气调节装置、产业用冷冻机等冷却效率高的冷冻系统中采用低级烃化合物作为制冷剂的研究。这些烃制冷剂与现在作为室内空气调节装置用制冷剂而广泛使用的氢氟烃(HFC)的混合制冷剂即R410A相比时，全球变暖潜能(GWP)为1/100以下，效率也良好。特别是，碳数3的丙烷(R290)不对室内空气调节装置进行大规模的设计改变就可以经济地大幅削减对全球变暖的影响。

作为低级烃制冷剂用的冷冻机油，例如提出与制冷剂有相容性的环烷烃系或石蜡系的矿物油、烷基苯油、酯油、醚油、氟化油(参照专利文献1)。这些冷冻机油之中，期待作为合成烃的烷基苯油在复式压缩机中使用时作为实现省电力的冷冻机油(参照专利文献2)。此外，作为酯油，提出多元醇酯(POE)等(参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-130685号公报

专利文献2：国际公开WO2007/003024 A1

专利文献3：日本特开2003-41278号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，上述的烃制冷剂具有燃烧性，因此为了安全地使用的技术开发、以及作为润滑剂与该制冷剂适合的冷冻机油的选定成为课题。

另一方面，冷冻机的省电化从地球环境保护的观点出发也是重要的。作为其对策之一，有降低冷冻机的滑动部的摩擦力。因此，降低冷冻机油的粘度即低粘度化是有效的。然而，使冷冻机油低粘度化时，在滑动部的油膜变薄，因此容易产生磨耗、可靠性降低。此外，使冷冻机油低粘度化时，冷冻机油的闪点变低，因此在安全方面也产生问题。

鉴于这些技术课题，研究上述以往的冷冻机油的与烃制冷剂的适应性时，均有还可改善的余地。例如，矿物油系低粘度油的闪点低，在压缩机制造时封装油之后经过高温、即约120℃下的干燥工序，因此存在在安全方面的担心。此外，烷基苯的高压粘度小，因此在弹性流体润滑区域的油膜变薄、在润滑性上存在困难。此外，酯低粘度化时，不得不使用碳链短的脂肪酸，容易水解、稳定性劣化。

本发明是鉴于上述以往技术的问题而成的，其目的在于提供即便低粘度化也具有可以确保安全性的足够高的闪点，对于烃制冷剂具有适度的相容性，可以保持不损害润滑性的油膜厚度，具有优异的稳定性、电绝缘性的冷冻机油以及其制造方法、以及使用该冷冻机油的冷冻机用工作流体组合物。

用于解决问题的方案

本发明人为了达成上述目的而进行深入研究，结果发现以一定范围的比例配合有含有较多的环烷烃环的特定的矿物油和作为合成烃的烷基苯的低粘度油弥补各自的弱点，在安全方面没有问题，相对于烃制冷剂具有适当的相容性、并且具有良好的润滑性、高稳定性、低吸湿性，作为丙烷、异丁烷等烃制冷剂用的冷冻机油优异，从而完成本发明。

即，本发明提供下述[1]～[6]中记载的冷冻机用工作流体组合物、下述[7]中记载的冷冻机油、以及下述[8]中记载的冷冻机油的制造方法。

[1]一种冷冻机用工作流体组合物，其含有如下的冷冻机油、和碳数2～4的烃制冷剂，