Composiciones lubricantes para refrigerador.

Composición lubricante para su uso en un compresor de pala giratorio tiene un componente de aceite de base que comprende al menos el 55% en peso de un alquilbenceno como componente mayoritario del mismo y entre el 45% y el 25% en peso de un éster de poliol como componente minoritario del mismo,

en la que el componente alquilbenceno tiene una distribución molecular en la que al menos el 50% de la fracción de peso molecular es mayor de 350.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2002/000866.

Solicitante: THE LUBRIZOL CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 29400 LAKELAND BOULEVARD WICKLIFFE, OH 44092 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: GIBB,PETER TIMOTHY, GRAHAM,DAVID WILLIAM.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C10M105/06 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C10 INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS QUE CONTIENE MONOXIDO DE CARBONO; COMBUSTIBLES; LUBRICANTES; TURBA.C10M COMPOSICIONES LUBRICANTES (composiciones para la perforación de pozos C09K 8/02 ); UTILIZACION DE SUSTANCIAS, YA SEA SOLAS, O COMO INGREDIENTES LUBRICANTES EN UNA COMPOSICION LUBRICANTE (agentes de desmoldeo, es decir, de separación, para metales B22C 3/00, para materias plásticas o para sustancias en estado plástico, en general B29C 33/56, para el vidrio C03B 40/02; lubricantes para textiles D06M 11/00, D06M 13/00, D06M 15/00; aceites de inmersión para microscopia G02B 21/33). › C10M 105/00 Composiciones lubricantes caracterizadas porque el material de base es un compuesto orgánico no macromolecular. › aromáticos.
  • C10M105/38 C10M 105/00 […] › de compuestos polihidroxilados.
  • C10M111/02 C10M […] › C10M 111/00 Composiciones lubricantes caracterizadas porque el material de base es una mezcla de al menos dos compuestos cubiertos por más de uno de los grupos principales C10M 101/00 - C10M 109/00, siendo cada uno de estos compuestos un compuesto esencial. › siendo al menos uno de ellos un compuesto orgánico no macromolecular.
  • C10M129/10 C10M […] › C10M 129/00 Composiciones lubricantes caracterizadas porque el aditivo es un compuesto orgánico no macromolecular que contiene oxígeno. › que contienen grupos hidroxilo unidos a un átomo de carbono de un ciclo aromático de seis miembros.
  • C10M129/74 C10M 129/00 […] › de compuestos polihidroxilados.
  • C10M137/04 C10M […] › C10M 137/00 Composiciones lubricantes caracterizadas porque el aditivo es un compuesto orgánico no macromolecular que contiene fósforo. › Fosfatos.
  • C10M169/04 C10M […] › C10M 169/00 Mezclas de materiales de base y de espesantes. › Mezclas de espesantes y de aditivos.
  • C10M171/00 C10M […] › Composiciones lubricantes caracterizadas por criterios puramente físicos, p. ej. que contienen como material de base, espesante o aditivo, ingredientes exclusivamente caracterizados por los valores numéricos particulares de sus propiedades físicas, es decir, que contienen ingredientes físicamente bien definidos, pero cuya naturaleza química no está precisada o sólo está vagamente indicada (ingredientes químicamente definidos C10M 101/00 - C10M 169/00; fracciones de petróleo C10M 101/02, C10M 121/02, C10M 159/04).
  • C10N20/00 C10 […] › C10N SISTEMA DE INDEXACION ASOCIADO A LA SUBCLASE C10M.Propiedades físicas particulares de los constituyentes de las composiciones lubricantes.
  • C10N20/02 C10N […] › C10N 20/00 Propiedades físicas particulares de los constituyentes de las composiciones lubricantes. › Viscosidad; Indice de viscosidad.
  • C10N20/04 C10N 20/00 […] › Peso molecular; Reparto del peso molecular.
  • C10N30/00 C10N […] › Propiedades físicas o químicas particulares mejoradas por el aditivo que caracteriza a la composición lubricante, p. ej. aditivos multifuncionales.
  • C10N30/02 C10N […] › C10N 30/00 Propiedades físicas o químicas particulares mejoradas por el aditivo que caracteriza a la composición lubricante, p. ej. aditivos multifuncionales. › Punto de fluidez; Indice de viscosidad.
  • C10N30/06 C10N 30/00 […] › Untuosidad; Resistencia de la película; Antidesgaste; Resistencia a presiones límites.
  • C10N30/08 C10N 30/00 […] › Resistencia a temperaturas límites.
  • C10N40/30 C10N […] › C10N 40/00 Utilización o aplicación particular de la composición lubricante. › Lubricantes para máquinas frigoríficas.
  • F04C29/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F04 MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS PARA LIQUIDOS O PARA FLUIDOS COMPRESIBLES.F04C MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE PISTON ROTATIVO U OSCILANTE (motores movidos por líquidos F03C ); BOMBAS PARA LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE PISTON ROTATIVO U OSCILANTE (bombas de inyección de combustible para motores F02M). › Partes constitutivas, detalles o accesorios de bombas o de instalaciones de bombeo especialmente adaptadas para fluidos compresibles, no cubiertas por los grupos F04C 18/00 - F04C 28/00.
  • F25B1/00 F […] › F25 REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR; FABRICACION O ALMACENAMIENTO DEL HIELO; LICUEFACCION O SOLIDIFICACION DE GASES.F25B MAQUINAS, INSTALACIONES O SISTEMAS FRIGORIFICOS; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR (sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor, p. ej. refrigerantes, o sustancias para la producción de calor o frío por reacciones químicas distintas a la combustión C09K 5/00; bombas, compresores F04; utilización de bombas de calor para la calefacción de locales domésticos o de otros locales o para la alimentación de agua caliente de uso doméstico F24D; acondicionamiento del aire, humidificación del aire F24F; calentadores de fluidos que utilizan bombas de calor F24H). › Máquinas, instalaciones o sistemas por compresión con ciclo irreversible (F25B 3/00, F25B 5/00, F25B 6/00, F25B 7/00, F25B 9/00 tienen prioridad).

PDF original: ES-2529540_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Composiciones lubricantes para refrigerador

La invención se refiere a composiciones lubricantes para aplicaciones refrigerantes, especialmente a composiciones lubricantes para su uso en compresores de pala giratorios usados en equipo de refrigeración, y a compresores, especialmente compresores de pala giratorios, lubricados mediante tales composiciones.

Los sistemas de refrigeración consisten en un compresor para comprimir un gas refrigerante, un condensador para condensar el gas comprimido, un dispositivo de expansión y una sección de evaporador en la que se evapora el gas condensado para proporcionar un efecto de enfriamiento, estando conectada la sección de evaporador mediante una línea de retorno al compresor. El compresor, al tener partes móviles, requiere lubricación para reducir la fricción y el desgaste y para proporcionar, en algunos diseños, un efecto sellante.

Históricamente, las composiciones lubricantes usadas en sistemas de refrigeración contenían, como aceite de base, aceites minerales, alquilbencenos, aceites parafínicos, aceites naftalénicos y poli-a-olefinas (PAO), siendo el refrigerante normalmente clorofluorocarburos (CFC) e hidroclorofluorocarburos (HCFC). Sin embargo, tras el Protocolo de Montreal, en 1987, debido a las propiedades de disminución de ozono de tales refrigerantes, los CFC, y posteriormente los HCFC, tuvieron que retirarse progresivamente.

La introducción de refrigerantes alternativos introducidos incluyó fluorocarburos (FC) e hidrofluorocarburos (HFC). Sin embargo, las composiciones lubricantes refrigerantes tradicionales tales como aceites minerales y alquilbencenos, debido a su inmiscibilidad con los nuevos refrigerantes, no se consideraron adecuadas para estas aplicaciones. Por ejemplo, tales lubricantes tradicionales tienen problemas de retorno de aceite y crean un alto par de torsión en el motor en el arranque debido a su alta viscosidad cuando están fríos. Las composiciones lubricantes consideradas adecuadas para su uso con los nuevos refrigerantes, debido a su polaridad superior y por tanto a su mayor miscibilidad con los nuevos refrigerantes, incluían ásteres de poliol (POE), poli(vinil éteres) (PVE) y polialquilenglicoles (PAG).

Sin embargo, las altas cargas generadas por la pala sobre los elementos de compresión en compresores de pala giratorios usados en aplicaciones de refrigeración crean un entorno difícil para que funcionen compresores que contienen tales composiciones lubricantes. Normalmente, algunas composiciones lubricantes no rinden adecuadamente lo que conduce a desgaste significativo de la palas y los elementos de compresión en los compresores. Por ejemplo, los POE, debido a su solubilidad en el refrigerante y al bajo coeficiente de presión de viscosidad, no pueden mantener suficiente viscosidad en las condiciones de funcionamiento para evitar el contacto de metal con metal y el desgaste. Adicionalmente, debido al calor generado en las puntas de la palas, algunas composiciones lubricantes pueden descomponerse dando lugar a productos de descomposición indeseables, por ejemplo los POE pueden degradarse para dar ácidos, lo que puede conducir a corrosión y otros efectos perjudiciales.

Se han realizado intentos para superar estos problemas.

Por ejemplo, en el documento EP 533957, un compresor giratorio de pala fija usado en un sistema de refrigeración que contiene 1,1,1,2-tetrafluoroetano (R134a), un HFC, y una composición lubricante que consiste en un POE, la pala está fabricada de un material que tiene una dureza y un punto de fusión superior al del material del que está fabricado el elemento de compresión.

Se da a conocer un compresor similar en el documento US 5966949. Sin embargo, en este caso, la composición lubricante de POE también contiene un aditivo de presión extrema tal como triéster de ácido fosfórico.

Los PVE han encontrado utilidad particular en compresores de pala giratorios pero son caros en relación con otras composiciones lubricantes.

Más generalmente, se han realizado intentos de usar las composiciones lubricantes tradicionales que incluyen aceite mineral, alquilbencenos, etc., con los nuevos gases refrigerantes.

Por ejemplo, en el documento EP 699742, se propone usar una composición de aceite de refrigerador en la que hay del 7 al 99% en peso de un aceite de alquilbenceno que contiene al menos el 6% en peso de alquilbencenos que tienen un peso molecular de 2 a 35 y del 3 al 1% en peso de un aceite sintético que contiene oxígeno que puede ser entre otros un éster de poliol. El aceite de alquilbenceno tiene que tener menos del 4% en peso de alquilbencenos que tienen un peso molecular de menos de 2 o más de 35 y, en particular, preferiblemente el aceite de alquilbenceno tiene hasta el 1% en peso de alquilbencenos que tienen un peso molecular de 2 a 35. Si el aceite de alquilbenceno no cumple los requisitos especificados, se da a conocer que puede producirse el gripado del compresor de refrigerador.

En el documento EP 622445 se propone usar una mezcla de gases refrigerantes que contienen flúor al menos uno

de los cuales es inflamable, siendo la mezcla no inflamable, en combinación con una composición lubricante que, en las condiciones de trabajo del sistema de refrigeración, tiene una solubilidad en la mezcla de gas refrigerante del ,5 al 7% en peso. La mezcla de gas refrigerante se selecciona de HFC, fluoroamina, fluoroéter, fluoropropano, fluoroetano y fluorosilano. La composición lubricante puede seleccionarse de un polímero de clorofluorocarburo, un polímero de perfluorocarburo, perfluoroalquilpoliéter, una silicona modificada o un compuesto aromático clorado o de alquilbencenos, poli-a-olefinas, aceites parafínicos, aceites naftalénicos, poli(éteres de fenileno), poli(tioéteres de fenileno) y parafinas cloradas.

En el documento EP 118538, se propone usar aceite de hidrocarburo como el aceite de base para la composición lubricante con un refrigerante que contiene hidrocarburo. Los posibles refrigerantes incluyen entre otros metano, etileno, etano, propileno, propano, butano o bien solos o bien en mezclas entre sí o con un HFC. Las posibles composiciones lubricante contienen un aceite de base de aceites minerales naftalénicos, aceites minerales parafínicos, polímeros de olefina, compuestos de naftaleno, alquilbencenos y mezclas de los mismos.

Sin embargo, debido a la baja solubilidad de tales composiciones lubricantes tradicionales en HFC, todavía se mantienen problemas de retorno de aceite desde el sistema de refrigeración y problemas del arranque debido a la alta viscosidad de tales composiciones a temperaturas relativamente bajas.

Un objeto de la presente invención es proporcionar una composición lubricante que reduce o evita uno o más de las desventajas mencionadas anteriormente.

Según la presente invención, una composición lubricante para su uso en un compresor de pala giratorio tiene un componente de aceite de base que comprende al menos el 55% en peso de un alquilbenceno como componente mayoritario del mismo y entre el 45% y el 25% en peso de un éster de poliol como componente minoritario del mismo, en la que el componente alquilbenceno tiene una distribución molecular en la que al menos el 5% de la fracción de peso molecular es mayor de 35.

En particular, el componente de aceite de base de la composición lubricante comprende al menos el 55% en peso de alquilbenceno y como máximo el 45% en peso de un éster de poliol; más preferiblemente entre el 55% y el 75% en peso de alquilbenceno y entre el 45% y el 25% en peso de éster de poliol y, especialmente, entre el 6% y el 75% en peso de alquilbenceno y entre el 4% y el 25% en peso de éster de poliol. Más especialmente, el componente de aceite de base de la composición lubricante consiste esencialmente en alquilbenceno y éster de poliol. Alquilbencenos y ésteres de poliol y su preparación se describen en Synthetic Lubricants and High- Performance Functlonal Fluids (1a edición editada por Ronald L Shubkin, 1993, ISBN -8247-8715-3; 2a edición editada por Leslie R Rudnick y Ronald L Shubkin, 1999, -8247-194-1). Se hace referencia particular a la Parte I, Secciones 2 y 5 y la Parte II, Sección 19 de la 1a edición y a la Parte I, Secciones 3 y 7 y la Parte II, Secciones 24 y 25 de la 2a edición.

Los alquilbencenos particularmente adecuados para su uso en la invención incluyen mono-alquilbencenos, di- alquilbencenos, dl-fenllalcanos y mezclas de los mismos. Preferiblemente, el componente alquilo del alquilbenceno está ramificado y se deriva de oligómeros de propileno.

Alquilbencenos preferidos para su uso en la invención tienen una distribución molecular en la que al menos el 8%, y más especialmente, el 1% de la fracción de peso molecular es mayor... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición lubricante para su uso en un compresor de pala giratorio tiene un componente de aceite de base que comprende al menos el 55% en peso de un alquilbenceno como componente mayoritario del mismo y entre el 45% y el 25% en peso de un éster de poliol como componente minoritario del mismo, en la que el componente alquilbenceno tiene una distribución molecular en la que al menos el 5% de la fracción de peso molecular es mayor de 35.

2. Composición lubricante según la reivindicación 1, en la que el componente de aceite de base comprende entre el 55% y el 75% en peso de alquilbenceno y entre el 45% y el 25% en peso de éster de poliol y, especialmente, entre el 6% y el 75% en peso de alquilbenceno y entre el 4% y el 25% en peso de éster de poliol.

3. Composición lubricante según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que el componente de aceite de base consiste esencialmente en alquilbenceno y éster de poliol.

4. Composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente alquilbenceno se selecciona del grupo que consiste en mono-alquilbencenos, di-alquilbencenos, di-fenilalcanos y mezclas de los mismos.

5. Composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente alquilbenceno tiene una distribución molecular en el que al menos el 8%, y más especialmente, el 1% de la fracción de peso molecular es mayor de 2; y, más particularmente, al menos el 75% de la fracción de peso molecular es mayor de 3.

6. Composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente alquilbenceno tiene una distribución molecular en el que al menos el 7% de la fracción de peso molecular está por debajo de 5, más especialmente al menos el 5% de la fracción de peso molecular está por debajo de 45.

7. Composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente alquilbenceno tiene una viscosidad cinemática de al menos 1 cSt, y más preferiblemente de al menos 25 cSt, pero de no más de 7 cSt a 42C y una viscosidad cinemática de al menos 2 cSt, y más preferiblemente de al menos 3,5 cSt, pero de no más de 1 cSt a 12C.

8. Composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente alquilbenceno tiene un punto de fluidez de menos de -12C más preferiblemente de menos de -22C y particularmente de menos de -32C.

9. Composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente alquilbenceno tiene un índice de acidez de menos de ,4 mg de KOH/g.

1. Composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente éster de poliol comprende al menos un éster de poliol que es un producto de reacción de un alcohol polihidroxilado y un ácido carboxílico monobásico.

11. Composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente éster de poliol es al menos un éster de poliol que es un producto de reacción de uno o más alcoholes seleccionados de neopentilglicol (NPG), trimetilolpropano (TMP) y pentaeritritol (PE) y dímeros y trímeros de los mismos y uno o más ácidos seleccionados de ácidos de C5 a Cía, particularmente ácidos de C5 a C13 y más particularmente ácidos de C5 a Cg lineales y/o ramificados.

12. Composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente éster de poliol tiene una viscosidad cinemática de al menos 5 cSt pero de no más de 4 cSt y más preferiblemente de menos de 25 cSt a 42C y una viscosidad cinemática de al menos 1,5 cSt pero de no más de 5 cSt y más preferiblemente de menos de 4 cSt a 12C.

13. Composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente éster de poliol tiene un punto de fluidez de menos de -42C más preferiblemente de menos de -52C y particularmente de menos de -552C.

14. Composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente éster de poliol tiene un índice de acidez de menos de ,4 mg de KOH/g.

15. Composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tiene una viscosidad cinemática de al menos 5 cSt pero de no más de 4 cSt y más preferiblemente de menos de 25 cSt a 42C y una viscosidad cinemática de al menos 2 cSt pero de no más de 6 cSt y más preferiblemente de menos de 5 cSt a 12C.

16. Composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tiene un punto de fluidez de no más de -42C, preferiblemente de no más de -452C y especialmente de no más de -52C.

17. Composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende uno o más

aditivos de lubricante seleccionados de antioxidantes, aditivos antidesgaste, agentes para presión extrema, eliminadores de ácido, agentes espumantes, agentes anti-espumantes, estabilizadores, tensioactivos, mejoradores del índice de viscosidad, inhibidores de la corrosión, pasivantes o desactivadores de metal, mejoradores de la lubricidad o agentes de untuosidad y modificadores de la fricción a niveles de entre el ,1 y el 2% en peso, más 1 preferiblemente entre el ,1 y el 1% en peso, más especialmente entre el ,1 y el 5% en peso basándose en el peso del componente de aceite de base.

18. Uso en un compresor de pala giratorio de una composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

19. Método de lubricación de un compresor de pala giratorio que comprende usar una composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17.

2. En la reivindicación 18 o la reivindicación 19, el compresor de pala giratorio comprende un compresor de pala 2 fija.


 

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