潤滑劑添加劑及組合物的制作方法
【技術領域】
[0001]本文的公開涉及加熱、通風以及空調(“HVAC”)系統，并且更具體地，涉及可添加至HVAC系統的潤滑劑以助于防止/減少潤滑劑分解的功能性組合物。該功能性組合物還可有助于防止沉淀物形成和/或去除已經沉積在部件上的沉淀物，該部件例如HVAC系統的膨脹裝置和/或一個或多個換熱表面。
【背景技術】
[0002]HVAC系統(諸如冷卻器)一般包括壓縮機、冷凝器、蒸發器以及膨脹裝置，它們形成制冷回路。在HVAC系統的冷卻循環中，壓縮機可壓縮制冷劑蒸氣，并且該壓縮的制冷劑蒸氣可被引導至冷凝器中，以冷凝成液體制冷劑。然后該液體制冷劑可通過膨脹裝置進行膨脹，并且被引導至蒸發器中。該膨脹裝置可包括孔口，液體制冷劑可通過該孔口膨脹成液體/蒸氣混合物。
[0003]HVAC系統經常包含潤滑劑來潤滑一個或多個承載表面，例如壓縮機的軸承。潤滑劑可與制冷劑一起在制冷回路中循環。
【發明內容】
[0004]本文描述的實施方案提供一種功能性組合物，其可添加至HVAC系統的潤滑劑以幫助防止/減少潤滑劑分解。該功能性組合物還可防止沉淀物形成和/或防止/減少材料沉積在例如膨脹裝置的孔口和/或一個或多個傳熱表面上。在一些實施方案中，該功能性組合物可作為添加劑添加至HVAC系統的潤滑劑中以形成潤滑劑組合物。該潤滑劑組合物可在制造過程中添加至HVAC系統，以助于防止/減少材料沉積。在一些實施方案中，該功能性組合物可在HVAC系統運行過程中添加至HVAC系統，以助于去除/減少存在的材料沉積。
[0005]在一些實施方案中，該功能性組合物可包含化學品，該化學品可干擾能夠引起潤滑劑分解和在一個或多個軸承磨損表面上形成金屬羧酸鹽的反應。在一些實施方案中，該功能性組合物可在例如一個或多個軸承表面上形成涂層，以防止金屬羧酸鹽的沉積形成。在一些實施方案中，該功能性組合物可包含能夠減少金屬羧酸鹽類物質的催化作用的化學品。在一些實施方案中，該功能性組合物可包含能夠改變整體的(bulk)潤滑油的極性和/或酸性的化學品，其可有助于去除沉積的潤滑劑分解產物。在一些實施方案中，該功能性組合物可包含能夠涂覆膨脹裝置(例如孔口)和/或一個或多個傳熱表面以防止/減少材料沉積的化學品。在一些實施方案中，該功能性組合物可包含能夠改變潤滑油的極性的化學品，其可助于增加金屬羧酸鹽的可溶性和防止/減少材料在膨脹裝置和/或一個或多個傳熱表面上的沉淀。
[0006]在一些實施方案中，該功能性組合物可包含以下各物的混合物:羥基羧酸酯；和選自以下組的至少一項的基礎油潤滑劑，所述組包括:烷基苯、烷基化脂環烴、聚烷二醇、聚乙烯基醚、聚α烯烴、礦物油、多元醇酯以及其組合。在一些實施方案中，該基礎油潤滑劑可不同于壓縮機的潤滑劑。
[0007]在一些實施方案中，該功能性組合物可包含一種或多種其他酯類。例如，該功能性組合物可包含羥基羧酸酯和脂肪酸酯。可使用任何脂肪酸，包括但不限于，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、2-乙基己酸以及其組合。另外，該酯可具有烷氧基化物部分，其包含一個或多個比環氧乙烷高級的氧化物單體。在其他實施方案中，該功能性組合物可優選地包含多于一種的羥基羧酸酯。換句話說，每種酯可由不同的羥基羧酸產生。僅出于示例性目的，在此實施方案中，該功能性組合物可含有蓖麻油酸酯和羥基硬脂酸酯。
[0008]在一些實施方案中，該功能性組合物可包含腐蝕抑制劑，諸如對含有鐵或銅的材料的腐蝕抑制劑。該腐蝕抑制劑可幫助涂覆膨脹裝置和/或傳熱表面，以防止/減少材料沉積。在一些實施方案中，該功能性組合物可包含:環氧化物(例如芳族環氧化物、烷基環氧化物、稀基環氧化物)、蔽稀(terepene)、蔽類化合物(terepenoids)、富勒稀、抗壞血酸、對苯二甲酸酯、硝基甲烷、不飽和烴或不飽和鹵烴、酚、全氟聚醚、位阻酚、羥胺、硫醇、亞磷酸酯和內酯、硅氧燒、甲苯基三挫、苯并三挫、胺、肼、六胺、苯二胺、二甲基乙醇胺、二硫代磷酸鋅、季胺和非環狀胺、季銨化烷基吡啶、胺/磷酸酯鹽、肉桂醛、二丁基胺、二乙基羥胺、二甲基乙醇胺、3，5 二硝基苯甲酸、乙二胺、六亞甲基四胺、1，2 二氨基丙烷以及其組合。
[0009]在一些實施方案中，該功能性組合物可包含苯并三唑。在一些實施方案中，按潤滑劑的重量計，苯并三唑的最終濃度可為0.001%或約0.001%至10%或約10%，更優選0.01%或約 0.01%至 0.1% 或約 0.1%。
[0010]在一些實施方案中，功能性組合物可包含按重量計約1%至約60%的羥基羧酸酯，優選約5%至約40%，更優選約10%至約20%。
[0011]在一些實施方案中，該功能性組合物可添加至HVAC系統的潤滑劑，加入量按潤滑劑的重量計約為5至10 %。在一些實施方案中，該功能性組合物可首先添加至潤滑劑，然后該潤滑劑可在HVAC系統中與制冷劑混合。在一些實施方案中，該功能性組合物可添加至包括制冷劑和潤滑劑的HVAC系統。在一些實施方案中，該功能性組合物可在HVAC系統運行過程中添加至HVAC系統。
[0012]在一些實施方案中，該功能性組合物可直接涂布至例如軸承、孔口和/或其他部分。該功能性組合物可在HVAC系統制造或保養過程中，通過例如噴霧或浸漬式涂布直接添加至該部分中。
[0013]通過考慮以下詳細說明，流體管理方法的其他特征和方面將變得顯而易見。
【具體實施方式】
[0014]蒸氣壓縮HVAC系統經常包括壓縮機、冷凝器、蒸發器以及膨脹裝置，從而形成制冷回路。該壓縮機可配置用于壓縮制冷劑蒸氣，然后該制冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝成液體制冷劑。膨脹裝置可具有孔口。當液體制冷劑穿過該孔口時，該液體制冷劑可膨脹成液體/蒸氣制冷劑混合物，并且降低液體/蒸氣混合物的溫度。
[0015]該HVAC系統可包括一個或多個承載表面，諸如壓縮機的軸承。潤滑劑諸如多元醇酯(POE)或聚乙烯醚(PVE)潤滑劑經常用來潤滑該一個或多個承載表面。該潤滑劑可添加至HVAC系統并且與制冷劑一起在制冷劑循環中進行循環。一個或多個承載表面的材料磨損可引起潤滑劑分解，例如通過與潤滑劑反應以形成鐵羧酸鹽或其他金屬羧酸鹽。該鐵羧酸鹽或金屬羧酸鹽可進一步分解并且與例如鈉和/或鉀的陽離子在HVAC系統中反應，這可形成鈉/鉀羧酸鹽/碳酸鹽或其他金屬羧酸鹽/碳酸鹽。該陽離子可來自例如工藝化學品或HVAC系統的過濾干燥器或助焊劑(flux)。
[0016]鈉/鉀羧酸鹽/碳酸鹽或其他金屬羧酸鹽/碳酸鹽可與制冷劑和潤滑劑一起在制冷劑循環中進行循環。當制冷劑通過例如孔口時，由于溫度變化，鈉/鉀羧酸鹽/碳酸鹽或其他金屬羧酸鹽/碳酸鹽可變成不溶性沉淀物，并沉積在孔口處，從而引起孔口限制。沉積在孔口處的沉淀物還可吸引并結合HVAC系統的其他系統碎片，諸如極細材料，例如像來自過濾干燥器、助焊劑、軸承磨損顆粒、氧化銅等等的粉塵，并沉積在孔口處，從而進一步限制孔口。因為有孔口限制，一些制冷劑可涌回壓縮機，引起壓縮機過熱運行，這轉而可產生更多系統碎片和/或陽離子。該孔口限制可引起對HVAC系統性能的不利作用。
[0017]本文描述的實施方案提供一種功能性組合物，其可添加至HVAC系統的潤滑劑以助于防止/減少潤滑劑分解。該功能性組合物可包含一種或多種以下化合物:可干擾能夠引起潤滑劑分解和/或鐵羧酸鹽或其他金屬羧酸鹽在一個或多個承載表面上形成的反應的化合物；可涂覆HVAC系統的一個或多個承載表面以防止/減少鐵羧酸鹽或其他金屬羧酸鹽形成的化合物；可減少金屬羧酸鹽種類的催化作用的化合物；可改變潤滑劑的極性和/或酸性以去除所沉積的潤滑劑分解產物的化合物；可涂覆HVAC系統的膨脹裝置(例如孔口)和/或一個或多個傳熱表面以防止潤滑劑分解產物沉積的化合物；和/或可改變潤滑劑的極性以增加鐵羧酸鹽或其他金屬羧酸鹽的溶解性并且防止潤滑劑分解產物沉積的化合物。
[0018]在一些實施方案中，該功能性組合物可包含基礎油潤滑劑，其不同于HVAC系統的潤滑劑。舉非限制性實例來說，HVAC系統可利用第一種POE和/或PVE潤滑劑作為HVAC系統的壓縮機的潤滑劑，該功能性組合物可包含POE、PVE、PAG或另一種相似的不同于該第一種潤滑劑的基礎油潤滑劑。在一些實施方案中，該功能性組合物可包含膦酸化或磺酸化潤滑劑或洗滌劑。在一些實施方案中，該功能性組合物可包含具有Cl至C18碳鏈的有機酸。在一些實施方案中，該功能性組合物可包含如本文所列的一種或多種化合物的共混物。
[0019]在一些實施方案中，功能性組合物可包含以下各物的混合物:羥基羧酸酯；以及選自下組的基礎油潤滑劑，所述組包括:烷基苯、烷基化脂環烴、聚烷二醇、聚乙烯基醚、聚α烯烴、礦物油、多元醇酯以及其組合。一般來說，該羥基羧酸酯是羥基羧酸經醇酯化的產物。如本文所定義，羥基羧酸是含有至少一個一C00H基團和至少一個隔離的一OH基團的羧酸。典型地，該羥基羧酸酯含有不多于一個的酯基。根據優選實施方案，該羥基羧酸的線性鏈長度在8至22個碳原子范圍內。
[0020]在一些實施方案中，該羥基羧酸可為