LA INVENCION SE REFIERE A UNA COMPOSICION LUBRICANTE Y UN FLUIDO MOTOR,

UTILES PARA PALIAR EL DESGASTE DE SUPERFICIES DE ALUMINIO EN UN EQUIPAMIENTO REFRIGERANTE EXPUESTO A DICHA COMPOSICION Y FLUIDO MOTOR. DICHA COMPOSICION COMPRENDE UN LUBRICANTE DE ESTER FORMADO A PARTIR DE AL MENOS UN ALCOHOL SELECCIONADO A PARTIR DEL GRUPO CONSTITUIDO POR MONOPENTAERITRITOL, DIPENTAERITRITOL Y TRIPENTAERITRITOL Y AL MENOS UN 80 % DE AL MENOS UN ACIDO CARBOXILICO SELECCIONADO A PARTIR DEL GRUPO FORMADO POR ACIDO 2 - METILBUTANOICO, ACIDO 3 METILBUTANOICO, ACIDO N - PENTANOICO Y ACIDO ISONONANOICO. EL FLUIDO MOTOR COMPRENDE DICHA COMPOSICION LUBRICANTE Y UN GRUPO - FLUORO EXENTO DE FLUORINA, QUE CONTIENE UN FLUIDO DE TRANSFERENCIA DE CALOR, COMO 1, 1, 1, 2 - TETRAFLUOROETANO

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la Invención

Esta invención se refiere a materiales de base para lubricantes de éster de poliol, que también pueden servir como lubricantes completos en algunos casos, a fluidos de trabajo refrigerantes que incluyen tales materiales de base para lubricantes o lubricantes completos junto con fluidos de transferencia térmica primarios, así como a métodos para usar estos materiales en un equipo de refrigeración para reducir el desgaste de piezas de aluminio en tal equipo. Los lubricantes y los materiales de base para lubricantes son generalmente adecuados para el uso con la mayoría de o todos los refrigerantes halocarbonados y son particularmente adecuados para el uso con fluidos de transferencia térmica que contienen grupos fluoro, sustancialmente libres de cloro, particularmente fluidos de transferencia térmica libres de cloro tales como pentafluoroetano, 1,1-difluoroetano, 1,1,1-trifluoroetano, difluorometano y 1,1,1,2tetrafluoroetano.

ESTADO DE LA TÉCNICA RELACIONADA

Los fluidos de transferencia térmica libres de cloro son deseables en sistemas de refrigeración y aire acondicionado, debido a que su escape a la atmósfera provoca menos daño al medio ambiente que los fluidos de transferencia térmica clorofluorocarbonados actualmente más comúnmente usados, tales como triclorofluorometano y diclorodifluorometano. Sin embargo el uso comercial extendido de fluidos de transferencia térmica refrigerantes libres de cloro se ha dificultado por la falta de lubricantes comercialmente adecuados. Esto es particularmente cierto para uno de los principales fluidos de transferencia térmica medioambientalmente aceptables, el 1,1,1,2tetrafluoroetano, comúnmente conocido en la técnica como "Refrigerante 134a" o simplemente "R134a". Otros alcanos sustituidos con fluoro también son fluidos de transferencia térmica eficaces.

Los lubricantes usados en ciertos tipos de equipos de refrigeración están destinados a proteger contra el desgaste de superficies internas de aluminio en el equipo de refrigeración. Tales superficies tienden a desgastarse por la exposición al contacto constante con fluidos de trabajo lubricantes y lubricantes/refrigerantes durante el funcionamiento, lo más particularmente, de compresores que forman parte del equipo. Tal desgaste da como resultado la creación de partículas de aluminio que pueden obturar el compresor y son comercialmente inaceptables. Además, las superficies de aluminio pueden desgastarse tanto con el tiempo que interfieren en el funcionamiento apropiado del equipo.

Además, tales lubricantes no deben ser corrosivos para la maquinaria de refrigeración y no deben reaccionar químicamente con el refrigerante a lo largo de un amplio intervalo de temperatura. Incluso en compresores de baja potencia, se requiere una cierta viscosidad mínima para evitar un agotamiento excesivo del lubricante desde aquellas superficies de la maquinaria de refrigeración que necesitan lubricación durante el funcionamiento, pero no se sumergen en el fluido de trabajo refrigerante, p. ej., durante períodos en los que el compresor y otras partes móviles del sistema de refrigeración están inactivos.

La miscibilidad media entre el refrigerante y el lubricante del fluido de trabajo refrigerante también es muy importante, ya que el lubricante no debe separarse del refrigerante a altas o bajas temperaturas. Si la miscibilidad entre el lubricante y el refrigerante es baja, las partes móviles del sistema de refrigeración pueden atascarse como resultado de una lubricación inadecuada.

De acuerdo con esto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un aceite lubricante para un refrigerante libre de cloro, y en particular refrigerante de 1,1,1,2-tetrafluoroetano, que minimice el desgaste en superficies internas de aluminio en un equipo de refrigeración. Otro objetivo de la invención es proporcionar un aceite lubricante que sea miscible, y por lo demás compatible, con el refrigerante a lo largo de un amplio intervalo de temperatura. Un objetivo adicional de la invención es proporcionar un lubricante que tenga un intervalo controlado de valores de viscosidad, así como estabilidad hidrolítica satisfactoria y una concentración muy baja de ácido sin reaccionar.

WO 9324585, WO 9324597 y WO 9325629 divulgan lubricantes refrigerantes de éster para el uso con refrigerantes hidrofluorocarbonados libres de cloro y fluidos de trabajo que comprenden estos lubricantes y refrigerantes de éster.

US-A-5.185.092 divulga aceites lubricantes basados en éster para refrigeradores que usan un refrigerante de 1,1,1,2-tetrafluoroetano. Se alcanza un efecto antidesgaste sobre hierro o aluminio mediante la adición de un agente antidesgaste de tipo azufrado.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Se ha encontrado ahora que pueden obtenerse lubricantes de éster de alta calidad que alivian el desgaste de superficies de aluminio dentro de un equipo de refrigeración, que tienen los grados de viscosidad requeridos y que son altamente miscibles con fluidos de transferencia térmica que contienen grupos fluoro, libres de cloro, particularmente fluidos de transferencia térmica libres de cloro tales como pentafluoroetano, 1,1-difluoroetano, 1,1,1trifluoroetano, difluorometano y 1,1,1,2-tetrafluoroetano y mezclas de los mismos a lo largo de un amplio intervalo de temperatura. Estos ésteres también tienen una estabilidad hidrolítica satisfactoria y bajas concentraciones de ácido libre.

La composición lubricante usada en la presente invención consiste esencialmente en una combinación de ésteres que incluye ésteres que tienen como componentes reactivos al menos un alcohol seleccionado del grupo que consiste en pentaeritritol, dipentaeritritol y tripentaeritritol.

Los lubricantes de éster mencionados anteriormente pueden usarse como tales o, dependiendo del uso final, pueden tener uno o más aditivos incorporados en los mismos para proporcionar un lubricante combinado. Sin embargo, una característica deseable adicional de la invención es que el lubricante no necesita combinarse con aditivos antidesgaste para alcanzar buenos resultados en la atenuación del desgaste de superficies de aluminio de un equipo de refrigeración expuesto al lubricante en el transcurso del funcionamiento.

El lubricante de éster usado en la invención se usa de forma particularmente ventajosa como un componente de un fluido de trabajo refrigerante, junto con diversos fluidos de transferencia térmica que contienen fluoro, libres de cloro, especialmente 1,1,1,2-tetrafluoroetano (R-134a).

Los fluidos de trabajo refrigerantes de la invención producen muy buenos resultados en la práctica al hacer funcionar un refrigerador que comprende compresión cíclica, licuefacción, expansión y evaporización de un fluido de transferencia térmica.

En particular, la invención se dirige a un método para atenuar el desgaste sobre superficies de aluminio en un equipo de refrigeración durante el funcionamiento del equipo de refrigeración, que comprende poner en contacto el equipo con una composición lubricante que no está combinada con aditivos antidesgaste, comprendiendo dicha composición lubricante un éster formado a partir de al menos un alcohol seleccionado del grupo que consiste en monopentaeritritol, dipentaeritritol y tripentaeritritol y una mezcla de ácidos carboxílicos que comprende, en porcentaje en peso, 40-60 por ciento de ácido isononanoico y 40-60 por ciento de una fuente de ácido pentanoico seleccionada del grupo que consiste en ácido 2-metilbutanoico, ácido 3-metilbutanoico y ácido n-pentanoico.

Realizaciones preferidas se harán evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Y REALIZACIONES PREFERIDAS

Para cada uno de los ésteres que forman la composición lubricante usada en la invención, es posible obtener los mismos ésteres al hacer reaccionar derivados de ácido tales como anhídrido de ácido, cloruros de acilo y ésteres de los ácidos en lugar de hacer reaccionar los propios ácidos. Los ácidos se prefieren generalmente por economía y se ejemplifican en la presente memoria, pero debe entenderse que los ésteres definidos en la presente invención por sus componentes reactivos con ácidos pueden obtenerse igualmente bien mediante la reacción de alcoholes con los correspondiente derivados de ácido. El término “fuente de ácido isononanoico”, según se usa en la presente memoria,... [Seguir leyendo]

1. Un método para atenuar el desgaste sobre superficies de aluminio en un equipo de refrigeración durante el funcionamiento del equipo de refrigeración, que comprende poner en contacto el equipo con una composición lubricante que no está combinada con aditivos antidesgaste, comprendiendo dicha composición lubricante un éster formado a partir de al menos un alcohol seleccionado del grupo que consiste en monopentaeritritol, dipentaeritritol y tripentaeritritol y una mezcla de ácidos carboxílicos que comprende, en porcentaje en peso, 40-60 por ciento de ácido isononanoico y 40-60 por ciento de una fuente de ácido pentanoico seleccionada del grupo que consiste en ácido 2-metilbutanoico, ácido 3-metilbutanoico y ácido n-pentanoico.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el componente alcohólico de la composición lubricante usada al llevar a cabo el método comprende 85-90 por ciento en peso de monopentaeritritol, 10-15 por ciento en peso de dipentaeritritol y 0-3 por ciento en peso de tripentaeritritol.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la composición lubricante de éster usada al llevar a cabo el método tiene un número del grado de viscosidad ISO entre 22 y 46.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la composición lubricante de éster usada al llevar a cabo el método tiene un número del grado de viscosidad ISO de 32.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la composición lubricante de éster usada al llevar a cabo el método se forma a partir de una mezcla de ácidos que comprende como su fuente de ácido pentanoico 60-70 por ciento de ácido n-pentanoico y 30-40 por ciento de una mezcla de ácido 2-metilbutanoico y ácido 3-metilbutanoico.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la composición lubricante de éster usada al llevar a cabo el método se forma a partir de una mezcla de ácidos que comprende en porcentaje en peso 19,95 por ciento de una mezcla de ácido 2-metilbutanoico y ácido 3-metilbutanoico, 37,05 por ciento de ácido n-pentanoico y 43,00 por ciento de ácido isononanoico.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la composición lubricante es un componente de un fluido de trabajo refrigerante que comprende además un fluido de transferencia térmica que contiene grupos fluoro, libre de cloro.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el fluido de transferencia térmica libre de cloro se selecciona del grupo que consiste en pentafluoroetano, 1,1-difluoroetano, 1,1,1-trifluoroetano, difluorometano, 1,1,1,2-tetrafluoroetano y mezclas de los mismos.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el fluido de trabajo usado al llevar a cabo el método se selecciona del grupo que consiste en pentafluoroetano, 1,1-difluoroetano, 1,1,1-trifluoroetano, difluorometano y 1,1,1,2-tetrafluoroetano.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el fluido de trabajo usado al llevar a cabo el método es 1,1,1,2-tetrafluoroetano.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el éster se forma a partir de al menos un alcohol seleccionado del grupo que consiste en monopentaeritritol, dipentaeritritol y tripentaeritritol y una mezcla de ácidos carboxílicos que comprende en peso 19,95 por ciento de una mezcla de ácido 2-metilbutanoico y ácido 3metilbutanoico, 37,05 por ciento de ácido n-pentanoico y 43,00 por ciento de ácido isononanoico.