專利名稱：潤(rùn)滑油組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車潤(rùn)滑油組合物，更特別地涉及活塞發(fā)動(dòng)機(jī)使用的汽車潤(rùn)滑油組合 物，尤其是汽油(火花-點(diǎn)火)和柴油機(jī)(壓縮-點(diǎn)火)曲軸箱潤(rùn)滑油，所述組合物稱為曲 軸箱潤(rùn)滑劑。特別地，但并非排他性地，本發(fā)明涉及具有摩擦改性性能的添加劑在汽車潤(rùn)滑 油組合物中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
曲軸箱潤(rùn)滑劑是一種用于內(nèi)燃機(jī)通用潤(rùn)滑的油品，所述內(nèi)燃機(jī)中油池通常位于發(fā) 動(dòng)機(jī)曲軸下方，循環(huán)油被送回此處。眾所周知，在曲軸箱潤(rùn)滑劑中包括添加劑是為了數(shù)個(gè)目 的。摩擦改性劑，同時(shí)稱為減摩擦劑，可以是通過降低摩擦系數(shù)并由此改進(jìn)燃料經(jīng) 濟(jì)性的界面添加劑；現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)描述了甘油單酯作為摩擦改性劑的應(yīng)用，例如在 US-A4, 495，088 ；US-A-4, 683，069 ；EP-A-0092946 和 W0-A_01/7^33 中。甘油單酯摩擦改性 劑已經(jīng)并且正在商業(yè)上使用。潤(rùn)滑劑技術(shù)規(guī)格正在變得更準(zhǔn)確。例如，客車內(nèi)燃機(jī)油(PCMO)技術(shù)規(guī)格已經(jīng)或者 將會(huì)要求更加嚴(yán)厲的燃料經(jīng)濟(jì)性能，諸如關(guān)于改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性保持性能。已知的摩擦改性 劑，諸如甘油單酯，不能符合那些對(duì)中度處理率的要求。現(xiàn)有技術(shù)中描述了不同于甘油單酯并且具有摩擦改性性能的化合物。例如， US-A-5，840，662(' 662)描述了，作為摩擦改性劑，C6到C3tl異構(gòu)化鏈烯基或者其全飽和烷 基同系物單取代的琥珀酸酐。‘662主要涉及了功率傳輸液，但也簡(jiǎn)要暗示了對(duì)"各種各 樣潤(rùn)滑油(例如，曲軸箱發(fā)動(dòng)機(jī)油，等等)"的適用性?！?62未提到燃料經(jīng)濟(jì)性保持性能。發(fā)明概述本發(fā)明提供了帶有脂肪族烴基的特定有機(jī)酸酐來作為曲軸箱潤(rùn)滑劑摩擦改性劑， 從而解決了上述問題。與'662的酸酐相比，烴基是直鏈(也就是未支化)。本說明書中的 數(shù)據(jù)顯示了在現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)技術(shù)問題的解決方案，以及作為與支化取代基團(tuán)相反的，帶有 直鏈取代基團(tuán)化合物的增強(qiáng)性能。根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種曲軸箱潤(rùn)滑油組合物，其包括如下或者通過摻 混如下而制成，(A)潤(rùn)滑粘度的油；和(B)作為添加劑組分的，一種或多種可溶于油的有機(jī)酸酐，該酸酐或各酸酐帶有具 有至少一個(gè)12到36個(gè)碳原子，諸如12到M個(gè)碳原子的直鏈未支化脂肪族烴基。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供了一種能夠使客車內(nèi)燃機(jī)油組合物實(shí)現(xiàn)在油新鮮時(shí)減 低的界面摩擦系數(shù)并在氧化條件下保持界面摩擦特性的方法，該方法包括，給組合物提供 少量的一種或多種在本發(fā)明第一方面中定義的添加劑(B)。該油可以符合在連續(xù)VIE發(fā)動(dòng) 機(jī)試驗(yàn)中進(jìn)行測(cè)定的GF-4的粘度依賴燃料經(jīng)濟(jì)性技術(shù)規(guī)格。根據(jù)第三方面，本發(fā)明提供了一種在工作時(shí)潤(rùn)滑內(nèi)燃機(jī)表面的方法，其包括(i)在主要量的潤(rùn)滑粘度的油中，提供，少量的，一種或多種本發(fā)明第一方面中定義的添加劑(B)來制造潤(rùn)滑劑，以便改進(jìn)潤(rùn)滑劑的摩擦改性性能；(ii)提供潤(rùn)滑劑到內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱中；(iii)在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)提供烴類燃料；以及(iv)在燃燒室中燃燒該燃料。在本說明書中，下列用語，在使用的時(shí)候，具有如下描述的含義“活性成分"或"(a.i.)“指的是，非稀釋劑或溶劑的添加劑材料；“包括"或任何同義詞規(guī)定了所述特征、步驟或整數(shù)或組分的存在，但是不摒除 一種或多種其它特征、步驟、整數(shù)、組分或其組合的存在或者加入。表述"由...組成" 或"基本上由...組成"或其同義語可以包含在"包括"或其同義詞內(nèi)，其中"基本上 由...組成"容許不會(huì)顯著影響其加入的組合物性質(zhì)的物質(zhì)的存在；“烴基"指的是化合物上的化學(xué)基團(tuán)，其僅包含氫和碳原子，并且其直接通過碳 原子鍵合到化合物的剩余部分；這里使用的"可溶于油的"或"可在油內(nèi)懸浮的"，或者同義語，未必表明那些 化合物或者添加劑能夠在油中以所有的比例可懸浮的、可溶解的，或者可混溶的。然而，這 些確實(shí)表明，它們，例如，在油中是可溶解的或穩(wěn)定地可分散的，其程度足夠發(fā)揮它們?cè)谟?使用環(huán)境中的預(yù)期效果。另外，其他添加劑的另外加入也可允許更高水平的特定添加劑的 加入，如果需要的話；“主要量〃指的是超過組合物的50質(zhì)量％；“少量〃指的是低于組合物的50質(zhì)量％；‘‘ TBN〃指的是根據(jù)ASTM擬896測(cè)定的總堿值；丨‘含磷量〃通過ASTMD5185進(jìn)行測(cè)定；丨‘硫含量〃通過ASTMD2622進(jìn)行測(cè)定；以及“硫酸灰分含量〃根據(jù)ASTMD874進(jìn)行測(cè)定。同時(shí)，應(yīng)知曉的是，各種所用的組分，必要的以及最佳的和常規(guī)的，在配制、儲(chǔ)存或 者使用條件下可能發(fā)生反應(yīng)，而本發(fā)明同時(shí)提供了作為任意所述反應(yīng)結(jié)果可獲得或者獲得 的產(chǎn)品。進(jìn)一步地，應(yīng)知曉的是，在此描述的任何上限量和下限量、范圍和比例限制可以單 獨(dú)進(jìn)行組合。進(jìn)一步地，本發(fā)明的組成可以分離或者存在于混合物內(nèi)，并且仍舊屬于本發(fā)明范圍。發(fā)明詳述如果合適的話，涉及本發(fā)明的各個(gè)以及全部方面的，本發(fā)明的特征，將在下文加以 更詳細(xì)的描述潤(rùn)滑粘度的油(A)潤(rùn)滑粘度的油(有時(shí)稱為"基料"或"基礎(chǔ)油")是潤(rùn)滑劑的主要液體組分，例 如，往其中混入添加劑和可能的其他油類，來生產(chǎn)最終的潤(rùn)滑劑(或潤(rùn)滑劑組合物)。同時(shí)， 基礎(chǔ)油可用于制造濃縮物，以及制造由其獲得的潤(rùn)滑劑?；A(chǔ)油可選自天然潤(rùn)滑油(植物油，動(dòng)物油或礦物油)和合成潤(rùn)滑油，以及它們的 混合物。其粘度范圍從輕餾分礦物油到高粘度潤(rùn)滑油，諸如燃?xì)鈾C(jī)潤(rùn)滑油、礦物潤(rùn)滑油、汽車油和重型柴油。一般地，油的粘度范圍為2到30，尤其5到20，mmY1，在100°C下。天然油包括動(dòng)植物油(例如蓖麻油和豬油)，液體石油和加氫精制的，溶劑-處理 的烷烴、環(huán)烷烴和烷烴-環(huán)烷烴混合的礦物潤(rùn)滑油。源自煤炭或頁巖的潤(rùn)滑粘度的油，也可 用作基礎(chǔ)油。合成潤(rùn)滑油包括烴油類諸如聚合的和互聚的烯烴(例如聚丁烯、聚丙烯、丙烯-異 丁烯共聚物、氯化聚丁烯、聚(1-己烯)、聚(1-辛烯)、聚(1-癸烯))；烷基苯(例如十二 烷基苯、十四烷基苯、二壬基苯、二 O-乙基己基)苯)；多酚(例如聯(lián)苯、三聯(lián)苯、烷基化多 酚)；和烷基化二苯醚和烷基化二苯硫及其衍生物、類似物和同系物。另一合適種類的合成潤(rùn)滑油包括二羧酸酸(例如鄰苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀 酸和烯基琥珀酸、馬來酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富馬酸、己二酸、亞油酸二聚物、丙二酸、 烷基丙二酸、烯基丙二酸)與各種醇類(例如丁醇、己醇、十二醇、2-乙基己基醇類、乙二醇、 二乙二醇單醚、丙二醇)的酯。這些酯的特定例子包括己二酸二丁酯、二 O-乙基己基)癸 二酸酯、二-正己基富馬酸酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二異辛酯、壬二酸二異癸酯、鄰苯二甲 酸二辛酯、鄰苯二甲酸二癸酯、癸二酸雙二十烷基酯、亞油酸二聚物的二(2-乙基己基)酯、 以及由一摩爾癸二酸與兩摩爾四乙二醇和兩摩爾2-乙基己酸進(jìn)行反應(yīng)而形成的復(fù)雜酯?？捎米骱铣捎偷孽ミ€包括那些由C5到C12的一元羧酸和多元醇，和多元醇醚類諸 如新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇和三季戊四醇制成的合成油類。未精煉的、精煉和再精煉的油也可被用于本發(fā)明的組合物。未精煉的油類是直接 來自天然或者合成的那些，其未進(jìn)行另外的提純處理。例如，直接從干餾操作中獲得的頁巖 油，直接從蒸餾中獲得的石油，或者直接從酯化工藝中獲得的酯類油，并且未經(jīng)另外處理而 使用的就是未精制油。精煉油與未精煉油相似，除了它們已經(jīng)在一個(gè)或多個(gè)提純步驟中進(jìn) 行另外處理來改進(jìn)一種或多種性能之外。許多此類提純技術(shù)，諸如蒸餾，溶劑萃取，酸或堿 萃取，過濾和滲透，都為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。再精煉油通過與那些用于獲得精煉油的方 法相似的方法，對(duì)已經(jīng)使用過的精煉油進(jìn)行處理而獲得。此類再精煉油又名再生油或再加 工油，通常對(duì)其進(jìn)行除去失效添加劑和油分解產(chǎn)物的另外加工處理?；A(chǔ)油的其它實(shí)例是氣-到-液(“GTL")基礎(chǔ)油類，即，基礎(chǔ)油可以是由含有 H2和CO的合成氣通過Fischer-Tropsch催化劑進(jìn)行制備的、源自Fischer-Tropsch合成烴 的油。這些烴典型地需要進(jìn)一步處理，以便可用作基礎(chǔ)油。例如，它們可以，通過現(xiàn)有技術(shù) 中的已知方法，進(jìn)行加氫異構(gòu)化；加氫裂化和加氫異構(gòu)化；脫蠟；加氫異構(gòu)化和脫蠟?；A(chǔ)油可以根據(jù)美國石油學(xué)會(huì)(American Petroleum Institute, API)出 片反物“Engine Oil Licensing and Certification System “ ， Industry Services D印artment，第 14 版，1996 年 12 月，Addendum 1，1998 年 12 月，1509 definition，而被分 類成I到V類。當(dāng)潤(rùn)滑粘度的油被用作制造濃縮物時(shí)，其以形成濃縮物的量存在(例如，從30到 70，諸如40到60，質(zhì)量％ )來得到濃縮物，其含有例如1到90，諸如10到80，優(yōu)選20到80， 更優(yōu)選20到70，質(zhì)量％的添加劑活性成分，其是上述組分⑶，任選地有一種或多種共添加 劑。在濃縮物中使用的潤(rùn)滑粘度的油合適地是油類的，典型地為烴，載液，例如礦物潤(rùn)滑油， 或者其它合適的溶劑。潤(rùn)滑粘度的油諸如在此描述的，以及脂肪族，環(huán)烷烴，和芳族烴的，是 合適的濃縮載液的實(shí)例。
濃縮物，構(gòu)成在使用之前處理添加劑以及促進(jìn)添加劑的溶液或分散體在潤(rùn)滑劑中 的分散的便利手段。當(dāng)制備那些含有超過一種添加劑(有時(shí)稱為"添加劑組分")的潤(rùn)滑 劑時(shí)，各自添加劑可各自以濃縮物的方式單獨(dú)加入。然而，在許多情況中，提供所謂的添加 劑〃包〃(“package"，也稱為〃 adpack"，添加劑套裝)，其在單一濃縮物中含有一種或 多種共添加劑，諸如如下所述的，是很便利的。為了獲得曲軸箱潤(rùn)滑劑，潤(rùn)滑粘度的油可以主要量來提供，結(jié)合有少量這里定義 的添加劑組分(B)，以及，必要時(shí)，一種或多種共添加劑，諸如如下所述的。這可以通過如 下方式完成，即直接將添加劑加入到油中或以分散或溶解有添加劑的濃縮物的形式進(jìn)行添 加。添加劑可以任何本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式來加到油中，在其他添加劑加入之前，之間 或者之后均可。優(yōu)選地，潤(rùn)滑粘度的油在潤(rùn)滑劑中的用量為大于55質(zhì)量％，更優(yōu)選大于60質(zhì) 量％，更優(yōu)選大于65質(zhì)量％，基于潤(rùn)滑劑總質(zhì)量。優(yōu)選地，潤(rùn)滑粘度的油在潤(rùn)滑劑中的用量 為低于98質(zhì)量％，更優(yōu)選低于95質(zhì)量％，更優(yōu)選大于90質(zhì)量％，基于潤(rùn)滑劑總質(zhì)量。這里使用的術(shù)語"可溶于油的"或"可在油內(nèi)懸浮的"，或者同義語，未必表明 那些化合物或者添加劑是能夠以所有的比例在油中可懸浮的、可溶解的、或者可混溶的。然 而，這些確實(shí)表明，它們，例如，在油中是可溶解的或穩(wěn)定地可分散的，其程度足夠發(fā)揮它們 在油使用環(huán)境中的預(yù)期效果。另外，其他添加劑的另外加入也可允許更高水平的特定添加 劑的加入，如果需要的話。本發(fā)明的潤(rùn)滑劑可用來潤(rùn)滑機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)的各部件，特別是內(nèi)燃機(jī)，例如火花-點(diǎn) 火或壓縮點(diǎn)火的二沖程或四沖程往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，通過將潤(rùn)滑油加入到其中。本發(fā)明的潤(rùn)滑油組合物包含所定義的組分，其在與油類載體混合之前和之后可以 或者可以不在化學(xué)上保持不變。本發(fā)明涵蓋了包含有在混合之前、混合之后或者混合之前 和混合之后含有所定義組分的組合物。當(dāng)將濃縮物用于制造該潤(rùn)滑劑時(shí)，它們可以，例如用每質(zhì)量份濃縮物3到100，例 如5到40，質(zhì)量份的潤(rùn)滑粘度的油的比例進(jìn)行稀釋。本發(fā)明的潤(rùn)滑劑含有低水平的磷，即不大于0. 09質(zhì)量％，優(yōu)選至多0. 08質(zhì)量％， 更優(yōu)選至多0. 06質(zhì)量％的磷，其以磷原子表示，基于潤(rùn)滑劑總質(zhì)量。典型地，潤(rùn)滑劑可以含有低水平的硫。優(yōu)選地，潤(rùn)滑劑含有至多0. 4，更優(yōu)選至多 0. 3，最優(yōu)選至多0. 2，質(zhì)量％的硫，其以硫原子表示，基于潤(rùn)滑劑的總質(zhì)量。典型地，潤(rùn)滑劑含有低水平的硫酸灰分。優(yōu)選地，潤(rùn)滑劑含有至多1.0，優(yōu)選至多 0. 8，質(zhì)量％的硫酸灰分，基于潤(rùn)滑劑的總質(zhì)量。合適地，潤(rùn)滑劑的總堿值(TBN)為4到15，優(yōu)選5到11。添加劑組分(B)在(B)中，有機(jī)酸酐是羧酸類酸酐，其可以是環(huán)狀或直鏈的。環(huán)狀酸酐可以是脂肪 族的，諸如二羧酸酸酐，例如具有分離開羧基的兩個(gè)碳原子鏈，酸酐的特定實(shí)例是琥珀酸酐 和馬來酸酐；或環(huán)狀酸酐可以是芳族的，例如鄰苯二甲酸酐。直鏈酸酐可以是一元羧酸的對(duì) 稱酸酐或不同一元羧酸的混合酸酐。在不希望受到任何理論的限制前提下，人們相信，在潤(rùn)滑油的工作中，以及為了實(shí) 現(xiàn)在此描述的性能優(yōu)勢(shì)，其可轉(zhuǎn)化為帶有至少一種脂肪族烴取代基團(tuán)的羧酸。
所述的各個(gè)酸酐，帶有至少一個(gè)具有12到36個(gè)碳原子，諸如12到M碳原子的直 鏈(未支化)脂肪族烴基。例如，烴基可以是飽和，即是烷基，或者是雙鍵不飽和烴基，其具 有一種或多種不飽和度來源，優(yōu)選鏈烯基。優(yōu)選地，該酸酐或各酸酐可以用脂肪族烴基進(jìn)行 單取代。當(dāng)二-取代時(shí)，取代基團(tuán)是獨(dú)立的。優(yōu)選地，(B)是琥珀酸酐，作為(B)的實(shí)例，這里是取代的琥珀酸酐的結(jié)構(gòu)式
權(quán)利要求
1.一種曲軸箱潤(rùn)滑油組合物，其包括如下或者通過摻混如下而制成，(A)潤(rùn)滑粘度的油；和(B)作為添加劑組分的，一種或多種可溶于油的有機(jī)酸酐，該酸酐或各酸酐帶有至少一 個(gè)具有12到36個(gè)碳原子、諸如12到M個(gè)碳原子的直鏈未支化脂肪族烴取代基。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中該烴取代基或各烴取代基是飽和或者雙鍵不飽和的烴基。
3.權(quán)利要求2的組合物，其中該烴取代基是烷基。
4.權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)的組合物，其中酸酐是琥珀酸酐。
5.權(quán)利要求4的組合物，其中琥珀酸酐具有如下結(jié)構(gòu)式
6.權(quán)利要求5的組合物，其中R是烷基。
7.權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)的組合物，其中該脂肪族烴基或各脂肪族烴基是正十八烷基。
8.權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)的組合物，其中潤(rùn)滑粘度的油以形成濃縮物的量存在。
9.權(quán)利要求8的組合物，其進(jìn)一步包含一種或多種不同于(B)的其他添加劑組分。
10.權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)的組合物，其為潤(rùn)滑劑形式，其中潤(rùn)滑粘度的油以主要量 存在，(B)和任何其他添加劑組分以少量存在。
11.權(quán)利要求10的組合物，其中不同于(B)的其他添加劑選自無灰分散劑、金屬清潔 齊U、腐蝕抑制劑、抗氧化劑、傾點(diǎn)下降劑、抗磨劑、摩擦改性劑、去乳化劑、消泡劑和粘度調(diào)節(jié) 劑中的一種或多種。
12.一種能夠使客車內(nèi)燃機(jī)油組合物在油新鮮時(shí)獲得減低的界面摩擦系數(shù)并在氧化條 件下保持界面摩擦性能的方法，該方法包括給組合物提供少量的一種或多種在權(quán)利要求1 到7中任一項(xiàng)中定義的添加劑⑶。
13.—種在工作時(shí)潤(rùn)滑內(nèi)燃機(jī)表面的方法，其包括(i)在主要量的潤(rùn)滑粘度的油中提供少量的一種或多種權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)中定 義的添加劑(B)來制造潤(rùn)滑劑，以便改進(jìn)潤(rùn)滑劑的摩擦改性性能； ( )提供潤(rùn)滑劑到內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱中；(iii)在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)提供烴類燃料；以及(iv)在燃燒室中燃燒該燃料。
全文摘要
一種曲軸箱潤(rùn)滑油組合物，其包含，(A)潤(rùn)滑粘度的油；和(B)作為添加劑組分的一種或多種可溶于油的有機(jī)酸酐，該酸酐或各酸酐帶有具有至少一種12到36個(gè)碳原子的直鏈(未支化)脂肪族烴基。
文檔編號(hào)C10M141/02GK102080008SQ20101057610
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者M·D·安德魯斯 申請(qǐng)人:英菲諾姆國際有限公司