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      可生物降解支鏈合成酯基料和由其制成的潤(rùn)滑劑的制作方法

      文檔序號(hào):5115743閱讀:575來(lái)源:國(guó)知局

      專利名稱::可生物降解支鏈合成酯基料和由其制成的潤(rùn)滑劑的制作方法本申請(qǐng)是1991年12月8日申請(qǐng)的序列號(hào)為08/351990申請(qǐng)的部分連續(xù)申請(qǐng)。本發(fā)明總的涉及使用支鏈合成酯以改善可生物降解潤(rùn)滑劑基料的低溫流動(dòng)性和分散劑溶解性,而不損失生物降解作用或潤(rùn)滑作用。在沿著酯的酰基和/或醇部分的鏈支化的情況下可達(dá)到至少60%生物降解作用(用改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定)。這些支鏈合成酯特別適用于形成可生物降解潤(rùn)滑劑,該可生物降解潤(rùn)滑劑用于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)油、彈射器油、水力流體、鉆孔液體、水輪機(jī)油、潤(rùn)滑脂、壓縮機(jī)油、齒輪油和其他需要或要求有生物降解生的工業(yè)和發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中。特別是,本發(fā)明涉及獨(dú)特的可生物降解潤(rùn)滑劑基料與其他酯基料的混合物,以便得到比各自基料具有更高生物降解百分比的混合基料。本發(fā)明的背景開發(fā)可用于分散在水路中,如河、海和湖中的可生物降解潤(rùn)滑劑已引起了環(huán)保界和潤(rùn)滑劑制造者的廣泛關(guān)注。非常希望合成一種潤(rùn)滑劑,該潤(rùn)滑劑保持其低溫流動(dòng)性和添加劑溶解性而不損失生物降解作用或潤(rùn)滑作用。用于生物降解潤(rùn)滑劑(例如二沖程內(nèi)燃機(jī)油、放送器油、水力流體、鉆孔液態(tài)、水輪機(jī)油、潤(rùn)滑脂和壓縮機(jī)油)的基料一般應(yīng)滿足5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)(1)與分散劑和其他添加劑如聚酰胺的溶解性;(2)好的低溫流動(dòng)性(例如,低于-40℃的傾點(diǎn);在-25℃下低于7500cps);(3)足夠的生物降解性,以彌補(bǔ)配制的潤(rùn)滑劑的任何分散劑和/或其他添加劑的低生物降解性;(4)在無(wú)抗磨劑下具有好的潤(rùn)滑性能;和(5)高閃點(diǎn)(大于260℃,用COC(Cleveland開杯)用ASTM試驗(yàn)號(hào)D-92測(cè)定的閃點(diǎn)和燃點(diǎn))。經(jīng)濟(jì)合作和發(fā)展組織(OECD)于1979年頒布了關(guān)于降解和累積試驗(yàn)的試驗(yàn)指南草案。專家組建議應(yīng)使用下列試驗(yàn)來(lái)確定有機(jī)化學(xué)品的“迅速生物降解性”改進(jìn)的OECD篩分試驗(yàn),改進(jìn)的MITIS試驗(yàn)(I),封閉瓶試驗(yàn),改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)和改進(jìn)的AFNOR試驗(yàn)。專家組還建議在28天內(nèi)得到的生物降解的“合格度”可作為“迅速生物降解”的一個(gè)好的證據(jù)對(duì)上述試驗(yàn)分別為(溶解的有機(jī)碳(DOC))70%;(生物需氧量(BOD))60%;(總有機(jī)碳(TOD))60%;(CO2)60%;和(DOC)70%。因此,用改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)在28天內(nèi)得到的生物降解的“合格度”至少為(CO2)60%。因?yàn)樵O(shè)定28天的試驗(yàn)期間的主要目的是使微生物適應(yīng)化學(xué)品(滯后相)有足夠的時(shí)間,所以這將使緩慢降解的化合物在相當(dāng)短的適應(yīng)期之后不能通過(guò)該試驗(yàn)。因此應(yīng)檢查生物降解的速度。生物降解的“合格度”(60%)必須在生物降解開始的10天內(nèi)達(dá)到。當(dāng)已放出10%理論上的CO2時(shí)就認(rèn)為生物降解已經(jīng)開始,即在28天內(nèi)迅速生物降解流體應(yīng)產(chǎn)生至少60%的CO2,并且該合格度必須在生物降解的10天內(nèi)超過(guò)10%。這被稱作“10天窗口(Window)”對(duì)用改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)(OECD301B,1981年5月12日采用,它被引入本文作為參考)檢測(cè)“迅速生物降解性”的OECD指南包括,測(cè)定被檢測(cè)的試驗(yàn)化合物所產(chǎn)生的CO2量并用理論CO2(TCO2)的百分?jǐn)?shù)表示,理論CO2應(yīng)是由試驗(yàn)化合物的碳含量計(jì)算出來(lái)的,因此生物降解性表示為TCO2的百分?jǐn)?shù)。改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)是這樣進(jìn)行的,即用試驗(yàn)物質(zhì)示蹤化學(xué)定義的液體介質(zhì),主要是無(wú)其他有機(jī)碳源的液體介質(zhì),并用污水微生物接種。釋放的CO2作為BaCO3被捕集。參考適合的空白對(duì)比試驗(yàn)后,確定試驗(yàn)期的試驗(yàn)化合物產(chǎn)生的CO2總量,并以總CO2的百分?jǐn)?shù)計(jì)算,總CO2是試驗(yàn)物質(zhì)基于碳成分可理論產(chǎn)生的。見G.vanderWaal和D.Kenbeek,“Testing,Application,andFutureDevelopmentofEnvironmentallyFriendlyEsterBasedFluids”,JournalofSyntheticLubrication,10卷,期號(hào)1,1993年4月,67-83頁(yè),該文獻(xiàn)引入本文作為參考。目前使用的一種基料是菜子油(即脂肪酸的甘油三酯,例如7%飽和的C12-C18酸,50%油酸,36%亞油酸和7%亞麻酸),該菜子油具有下列性質(zhì)40℃下的粘度為47.8cSt,傾點(diǎn)為0℃,閃點(diǎn)為162℃和生物降解性為85%(用改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定)。盡管它具有好的生物降解性,但由于其差的低溫性和差的穩(wěn)定性,而使它在可生物降解潤(rùn)滑劑中的應(yīng)用受到限制。如果由直鏈酸和直鏈醇合成的酯不具有足夠低的分子量,那么它們將具有差的低溫性能。即使當(dāng)由直鏈酸和高支鏈的醇合成酯時(shí),也很難得到具有好的低溫性能的高粘度酯。此外,支鏈酸的季戊四醇酯顯示出差的與分散劑如聚酰胺的溶解性,并且低分子量的(即具少于14個(gè)碳原子)支鏈酸的三羥甲基丙烷酯沒(méi)有提供足夠的潤(rùn)滑性能。從支鏈醇的己二酸酯也可看到這種低質(zhì)量的潤(rùn)滑性能。因?yàn)榈头肿恿康闹ф滜ヒ簿哂械偷恼扯?,因此在保持好的低溫流?dòng)性的同時(shí),還要求有一些支化度以生產(chǎn)粘性。然而,當(dāng)酯的醇和酸部分是高支鏈時(shí),例如在高支鏈含氧酸的多元醇酯的情況下,得到的分子將顯示出差的由改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)(OECD試驗(yàn)號(hào)301B)測(cè)定的生物降解作用。在Randles和Wright的文章“EnvironmentallyConsiderateEsterLubricantsfortheAutomotiveandEngineeringIndustries”,JournalofSyntheticLubrication,第9-2卷,145-161頁(yè)中,說(shuō)明了減慢或降低微生物破壞的主要因素是支化的程度,支化的程度降低了β-氧化作用,和抑制酯水解的程度。在R.D.Swisher的書中的“SurfactantBiodegradation”,MarcelDekker,Inc.,第二版,1987,415-417頁(yè)中進(jìn)一步論述了由于沿碳鏈的支化而對(duì)生物降解性的不利影響。在他的書中,Swisher指出“結(jié)果清楚地表明隨著支化的增加抗生物降解作用增加…,雖然在另外直鏈分子中單個(gè)甲基支鏈的作用幾乎沒(méi)有引人注意,但是通常觀察到隨著支化的增加抗生物降解作用也增加,并且當(dāng)在分子的所有鏈端發(fā)生季支化時(shí)抵抗力變的特別大”。烷基支化對(duì)生物降解性的不利影響在下列文章中也有論述N.S.Battersby,S.E.Pack,和R.J.Watkinson,ACorrelationBetweentheBiodegradabilityofOilProductsintheCEC-L-33-T-82andModifiedSturmTests,Chemosphere,24(12),1989-2000頁(yè)(1992)。起初認(rèn)為支鏈多元醇酯的差的生物降解作用是支化的結(jié)果,支化使分子在水中的不溶性降低到更小的程度。然而,本發(fā)明人近來(lái)的研究表明這些支鏈酯的非生物降解性比微生物不能破壞叔和季碳的能力具有更強(qiáng)的位阻作用。因此,通過(guò)減輕圍繞酯鍵的位阻現(xiàn)象,可用支鏈酯更容易地產(chǎn)生生物降解作用。支鏈合成多元醇酯已廣泛地用于非生物降解應(yīng)用中,例如冷凍潤(rùn)滑劑應(yīng)用,并已證明如果將3,5,5-三甲基己酸以25摩爾%或更多的量引入到分子中時(shí)是非常有效的,然而,用改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)(OECD301B)測(cè)定時(shí)三甲基己酸不是可生物降解的,并且即使以25摩爾%引入3,5,5-三甲基己酸也將會(huì)由于其中所含的季碳而大大地降低多元醇酯的生物降解作用。同樣,將三烷基乙酸(即新酸)引入到多元醇酯中產(chǎn)生了非常有效的冷凍潤(rùn)滑劑,然而,用改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)(OECD301B)測(cè)定時(shí)這些酸不能生物降解,因此不能用來(lái)生產(chǎn)用于可生物降解的多元醇酯。所有支鏈酸的多元醇酯同時(shí)也可用作冷凍油。然而,如改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)(OECD301B)測(cè)定的它們不能迅速生物降解,因此,不希望將它們用于可生物降解的應(yīng)用中。雖然用于冷凍應(yīng)用的由純直鏈C5-C10酸制備的多元醇酯在改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)下是可生物降解的,但是它們?cè)谒蚨_程發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中不能作為潤(rùn)滑劑,因?yàn)樗鼈兊恼扯忍停枰鼓ヌ砑觿?。開發(fā)能夠顯示出所有可生物降解潤(rùn)滑劑所要求的各種性能(即高粘度、低傾點(diǎn)、氧化穩(wěn)定性和由改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定的生物降解性)的潤(rùn)滑劑基料是極其困難的。1989年5月2日頒布的US4826633(Carr等人)公開了由至少一種三羥甲基丙烷和單季戊四醇與脂族單羧酸的混合物反應(yīng)形成的合成酯潤(rùn)滑劑基料。酸的混合物包括含有5-10個(gè)碳原子的直鏈酸和含有6-10個(gè)碳原子的異構(gòu)酸,優(yōu)選異壬酸(即3,5,5-三甲基己酸)。該基料與常規(guī)酯潤(rùn)滑劑添加劑配料混合形成具有粘度為至少5.0厘沲(在99℃(210°F)下)、和傾點(diǎn)至少為-54℃(-65°F)的潤(rùn)滑劑。該潤(rùn)滑劑在燃?xì)廨啓C(jī)中特別有用。由于下述兩個(gè)原因Carr等人的專利與本發(fā)明不同。首先,它優(yōu)選使用其在每個(gè)酸分子中含有季碳的支鏈酸3,5,5-三甲基己酸。在3,5,5-三甲基己酸中引入季碳抑制了多元醇酯產(chǎn)物的生物降解作用。另外,如用高壓差掃描量熱器(HPDSC)所測(cè)定的,因?yàn)镃arr等人的潤(rùn)滑劑顯示出高的穩(wěn)定性,即讀數(shù)為約35-65分鐘,所以微生物不能將潤(rùn)滑劑拉開。相反的是,本發(fā)明的潤(rùn)滑劑具有低的穩(wěn)定性,即它具有HPDSC的讀數(shù)為約12-17分鐘。較低的穩(wěn)定性使得微生物能夠破壞多元醇結(jié)構(gòu)的C-C鍵,從而有效地使酯生物降解。本發(fā)明潤(rùn)滑劑具有低穩(wěn)定性的一個(gè)原因是用于形成含季碳的潤(rùn)滑劑酯基料的支鏈酸不多于10%。因此,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),使用具有好的低溫流動(dòng)性、好的與分散劑的溶解性和好的潤(rùn)滑性能的可生物降解基料的高度可生物降解的潤(rùn)滑劑可通過(guò)將支鏈酸引入到酯分子中而得到。用于本發(fā)明的支鏈酸需要生產(chǎn)粘性,并且在這些酸中的多種異構(gòu)體有助于達(dá)到低溫性能。也就是說(shuō),支鏈酸使化學(xué)工作者不用提高分子量將可使化合物產(chǎn)生粘性。此外,支鏈可生物降解潤(rùn)滑劑比所有直鏈可生物降解潤(rùn)滑劑具有下列附加的優(yōu)點(diǎn)(1)較低的傾點(diǎn);(2)提高的其他添加劑的溶解性;(3)提高的潤(rùn)滑油的清凈性/分散性;和(4)在水力流體和彈射器油應(yīng)用提高的氧化穩(wěn)定性。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn),本文公開的獨(dú)特的可生物降解酯基料與其他可生物降解酯基料的混合物提供了比單獨(dú)的各個(gè)基料更高百分比的生物降解作用。1994年5月3日頒布的US5308524(Miyaji等人)公開了用于二沖程或旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)的可生物降解的潤(rùn)滑油,Miyaji等人公開的例子之一是季戊四醇的酯基料與異C8一元脂肪酸和正C10一元脂肪酸的混合物,其顯示出運(yùn)動(dòng)粘度為39.9cSt(在40℃下)和CEC試驗(yàn)下的生物降解性為98%。應(yīng)注意的是,在測(cè)定生物降解性方面CEC試驗(yàn)不象改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)?zāi)菢涌煽?。因?yàn)榧疚焖拇己彤怌8酸的粘度在40℃下為約50cSt,季戊四醇和正C10酸的粘度在40℃下為約38.6cSt,所以為了得到在40℃下39.9cSt的粘度,Miyaji等人所公開的季戊四醇和異C8酸和正C10酸的酯將僅包括約10%或更少的異C8酸。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道,正如Miyaji等人所公開的,含有少量,即10%或更少支鏈酸的酯是可生物降解的,然而本發(fā)明涉及含有混合酸的可生物降解使基料,該混合酸包括約30-80摩爾%含碳原子數(shù)為約C5-C12直鏈酸和約20-70摩爾%至少一種含碳原子數(shù)為約C5-C10支鏈酸。本領(lǐng)域技術(shù)人員無(wú)法知道使用這種大百分比的支鏈酸,其仍能產(chǎn)生顯示出至少60%生物降解作用(在28天內(nèi),用改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定)。普通常識(shí)將告訴我們不要在可生物降解酯基料的合成中使用20-70摩爾%的支鏈酸。此外,含有10%異C8酸的Miyaji等人的酯基料將不能滿足本發(fā)明的低溫性能要求,即傾點(diǎn)小于-25℃,優(yōu)選小于-40℃,粘度小于7500cps(在-25℃下)。也就是說(shuō),Miyaji等人公開的酯基料在-25℃或更低的溫度下將是固體。本發(fā)明人所編輯的數(shù)據(jù)和下面實(shí)施例中所列的數(shù)據(jù)表明用可生物降解的合成酯基料配制的可生物降解潤(rùn)滑劑能夠最好地滿足上面所列的所有性能,該可生物降解的合成酯基料引入了高度支鏈酸和直鏈酸。這些數(shù)據(jù)還表明該基料和其他可生物降解的酯基料的混合物比其各自基料顯示出增強(qiáng)的生物降解作用。本發(fā)明的概況可生物降解的合成基料優(yōu)選包括支鏈或直鏈醇和混合酸的反應(yīng)產(chǎn)物,該支鏈或直鏈具有通式R(OH)n,其中R具有約2-20個(gè)碳原子的脂族或環(huán)脂族基團(tuán),n是至少2和高達(dá)約10,該混合酸包括約30-80摩爾%,更優(yōu)選約35-55摩爾%具有碳數(shù)(即,碳數(shù)是指在酸或可能情況下醇中的碳原子總數(shù))為約C5-C12,更優(yōu)選約C7-C10的直鏈酸,和約20-70摩爾%,更優(yōu)選約35-55摩爾%具有碳數(shù)為約C5-C13,更優(yōu)選約C7-C10的至少一種支鏈酸;其中酯顯示出下列性能至少60%生物降解性(在28天內(nèi),用改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定);傾點(diǎn)小于-25℃;粘度小于7500cps(在-25℃下);和氧化穩(wěn)定性高達(dá)45分鐘(用HPDSC測(cè)定)。在最優(yōu)選的實(shí)施方案中,希望所含的支鏈酸包括多種異構(gòu)體,優(yōu)選多于3種異構(gòu)體,最優(yōu)選多于5種異構(gòu)體。直鏈酸優(yōu)選是具有通式RCOOH的烷基單或二羧酸,通式中R是具有約4-11個(gè)碳原子,優(yōu)選約7-10個(gè)碳原子的正烷基。還優(yōu)選不多于10%的用于形成可生物降解合成酯基料的支鏈酸含有季碳。上述可生物降解的的合成酯基料可另外地與其他可生物降解性稍弱的酯混合,其中混合的產(chǎn)物比單獨(dú)的各組分具有更好的生物降解作用。當(dāng)兩種酯需要達(dá)到特殊的粘度、低溫性能或其他物理性能時(shí),這是特別重要的。此外,混合基料可作為用于環(huán)境敏感區(qū)域的潤(rùn)滑劑的基料,該區(qū)域要求高水平的生物降解以減少環(huán)境中形成油沉積。這些可生物降解的合成基料在可生物降解的潤(rùn)滑劑配方中特別有效,例如,在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、可生物降解的彈射器油、可生物降解的水力流體、可生物降解的鉆孔液體、可生物降解的水輪機(jī)油、可生物降解的潤(rùn)滑脂、可生物降解的壓縮機(jī)油、官能流體,例如齒輪油,和其他需要或要求有生物降解性的工業(yè)和發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中。根據(jù)本發(fā)明配制的可生物降解的潤(rùn)滑劑包括約60-99.5%(重量)至少一種上述可生物降解潤(rùn)滑劑合成基料,約1-20%(重量)潤(rùn)滑劑添加劑配料,和約0.5-20%溶劑。本發(fā)明可生物降解的潤(rùn)滑劑還顯示出下列性能(1)非常低的毒性;(2)增強(qiáng)的氧化穩(wěn)定性;和(3)對(duì)密封膨脹是中性的。對(duì)附圖的簡(jiǎn)更描述圖1是標(biāo)繪出各種含酯基料的配制的水力流體對(duì)每種流體穩(wěn)定性(用HPDSC@200℃測(cè)定)的圖表;圖2是標(biāo)繪出各種天然和合成基料對(duì)每種基料的穩(wěn)定性(PHDSC)和生物降解性(RBOT)的圖表;圖3是標(biāo)繪出各種酯基料對(duì)各種用于制備密封墊的材料,即腈、丙烯酸酯、氟代、氯丁橡膠和硅氧烷在密封膨脹中的百分?jǐn)?shù)增加的圖表;優(yōu)選實(shí)施方案的描述用于本發(fā)明的各種可生物降解的潤(rùn)滑劑和油配方中的支鏈合成酯基料優(yōu)選由工業(yè)級(jí)季戊四醇與約45-70摩爾C8-C10直鏈酸(“C810”直鏈酸)和約30-55摩爾%異C8(例如Cekanoic8)支鏈酸的反應(yīng)產(chǎn)物制得,所述的工業(yè)級(jí)季戊四醇包括約86-92%單季戊四醇,6-12%季戊四醇而后1-3%三季戊四醇。新戊二醇(NPG)可被2-乙基己酸或異C8酸完全酯化并仍保持由改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定的約90%生物降解作用。兩種支鏈酸加到支鏈多元醇后,酯鍵開始在支鏈醇的季碳周圍變得密集。另外的支鏈酸加到支鏈醇開始降低分子的生物降解作用,以致通過(guò)第4次加入支鏈酸到支鏈醇,得到的分子的生物降解作用由約80%降到小于15%(由改進(jìn)的Strum試驗(yàn)測(cè)定)。將直鏈酸引入到分子中降低了支鏈醇的季碳周圍的空間密集性。因此,例如通過(guò)在季戊四醇上帶有兩個(gè)支鏈酸和兩個(gè)直鏈酸,酶接近到酯,就可發(fā)生生物降解的第一階段,即酯的水解。在每個(gè)季戊四醇酯中,羥基被各種支鏈和直鏈酸酯化。醇可與本發(fā)明的支鏈和直鏈酸反應(yīng)的醇是,例如,由下通式表示的多元醇(即多羥基化合物)R(OH)n其中R是任何脂族或環(huán)脂族烴基(優(yōu)選烷基),n是至少2。烴基可含有約2-約20個(gè)或更多個(gè)碳原子,烴基還可含有取代基如氯、氮和/或氧原子。多羥基化合物通常含有約2到約10個(gè)羥基,更優(yōu)選約2-約6個(gè)羥基。多羥基化合物可含有一個(gè)或多個(gè)氧化烯基,因此,多羥基化合物包括象多醚多元醇這樣的化合物。用于形成羧酸酯的多羥基化合物中所含的碳原子數(shù)(即碳數(shù))和羥基基團(tuán)的數(shù)量(即羥基數(shù))可在寬的范圍內(nèi)變化。下列醇作為多元醇是特別有效的新戊二醇、2,2-羥甲基丁烷、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、三羥甲基丁烷、單季戊四醇、工業(yè)級(jí)季戊四醇、二季戊四醇、乙二醇、丙二醇和聚二醇(例如,聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等,和它們的混合物如乙二醇和丙二醇的聚合混合物)。優(yōu)選的支鏈或直鏈醇選自工業(yè)級(jí)季戊四醇、單季戊四醇、二季戊四醇、新季戊四醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷和丙二醇、1,4-丁二醇、山梨醇等,和2-甲基丙二醇。最優(yōu)選的醇是工業(yè)級(jí)(即88%單,10%二和1-2%三)季戊四醇。支鏈酸支鏈酸優(yōu)選是具有碳數(shù)為約C5-C13,更優(yōu)選約C7-C10的單羧酸,其中甲基支鏈?zhǔn)莾?yōu)選的。優(yōu)選的支鏈酸是其中少于或等于10%支鏈酸含有季碳的那些酸。單羧酸是至少一種選自如下的酸2-乙基己酸、異庚酸、異辛酸、異壬酸、異癸酸和α支鏈酸。最優(yōu)選的支鏈酸是異辛酸,例如Cekanoic8酸。支鏈酸主要是具有每分子平均支化為約0.3-1.9的雙支鏈或α支鏈酸。希望支鏈酸含有多個(gè)異構(gòu)體,優(yōu)選多于3個(gè)異構(gòu)體,最優(yōu)選多于5個(gè)異構(gòu)體。直鏈酸優(yōu)選的直鏈單和/或二羧酸是具有碳數(shù)為約5-12,優(yōu)選7-10的任何直鏈飽和羧酸,最優(yōu)選的直鏈酸是單羧酸。直鏈酸的一些例子包括正庚酸、正辛酸、正癸酸和正壬酸,選擇的二酸包括己二酸、壬二酸、癸二酸和十二雙酸。為了改進(jìn)得到的酯產(chǎn)物的粘度,總酸混合物的高達(dá)20%的酸可由直鏈二酸組成??缮锝到獾臐?rùn)滑劑支鏈合成酯基料可與選擇的潤(rùn)滑劑添加劑一起用于可生物降解的潤(rùn)滑劑配方中。下面所列的添加劑一般以這樣的量使用以便能提供它們通常帶有的功能,各個(gè)組分的典型量也在下面列出。優(yōu)選的可生物降解的潤(rùn)滑劑含有約80%(重量)或更多的基料和20%(重量)下列添加劑的任何混合物(寬的)(優(yōu)選的)重量%重量%粘度指數(shù)增進(jìn)劑1-121-4腐蝕抑制劑0.01-30.01-1.5氧化抑制劑0.01-50.01-1.5分散劑0.1-100.1-5潤(rùn)滑劑流動(dòng)性改進(jìn)劑0.01-20.01-1.5清凈劑和防銹劑0.01-60.01-3傾點(diǎn)下降劑0.01-1.50.01-1.5抗泡劑0.001-0.10.001-0.01抗磨劑0.001-50.001-1.5密封膨脹劑0.1-80.1-4摩擦改進(jìn)劑0.01-30.01-1.5可生物降解的合成酯基料≥80%≥80%當(dāng)使用其他添加劑時(shí),希望(雖然不是必須的)配制成包括分散劑(以上文所述的濃縮量)與一種或多種其他添加劑(當(dāng)形成本文稱為添加劑配料的添加劑混合物時(shí)為濃縮物)的濃縮溶液或分散體,從而使幾種添加劑可同時(shí)加到基料中以形成潤(rùn)滑油組合物。可用溶劑和在溫和加熱下混合容易地將添加劑濃縮物溶解于潤(rùn)滑油中,但這不是重要的。當(dāng)添加劑配料與預(yù)定量的基礎(chǔ)潤(rùn)滑劑或基料混合時(shí),濃縮物或添加劑配料通常配制成含有適當(dāng)量的分散劑添加劑和任選的附加添加劑,以便在最終配方中提供所需的濃度。因此,本發(fā)明的可生物降解的潤(rùn)滑劑通常可使用高達(dá)約20%(重量)的添加劑配料,剩余的組分是可生物降解的酯基料和/或溶劑。本文所表示的所有的重量百分?jǐn)?shù)(除另有說(shuō)明)是基于添加劑的活性組分(A.I.)的量,和/或任何添加劑配料的總重量,或是每個(gè)添加劑的A.I.重量加上總油或稀釋劑重量的總和的配方的總重量。用于可生物降解潤(rùn)滑劑的上述添加劑的例子陳述于下列文獻(xiàn)中(這些文獻(xiàn)在本文引入作為參考)1994年4月26日頒布的美國(guó)專利5306313(Emert等人);1994年5月17日頒布的美國(guó)專利5312554(Waddoups等人);1994年7月12日頒布的美國(guó)專利5328624(Chung);Benfaremo和Liu的文章,“CrankcaseEngineOilAdditives”,Lubrication,TexacoInc.,1-7頁(yè);和Liston的文章,“EngineLubricantAdditiveWhatTheyareHowTheyFunction”,LubricationEngineering,1992年5月,389-397頁(yè)。粘度改進(jìn)劑給潤(rùn)滑油提供了高溫和低溫操作性并使?jié)櫥驮谔岣叩臏囟认卤3旨羟蟹€(wěn)定,同時(shí)還顯示出在低溫下可接受的粘度和流動(dòng)性。這些粘度改進(jìn)劑通常是包括聚酯的高分子烴類聚合物。粘度也可衍生以包括其他性能或功能,例如加入分散性能。適合的粘度改進(jìn)劑的有代表性的例子是本領(lǐng)域已知的任何類型的粘度改進(jìn)劑,包括聚異丁烯、乙烯和丙烯的共聚物、聚甲基丙烯酸酯、異丁烯酸酯共聚物、不飽和二羧酸和乙烯基混合物的共聚物、苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物、苯乙烯/異戊二烯、苯乙烯/丁二烯,和異戊二烯/丁二烯的部分氫化共聚物、以及丁二烯和異戊二烯的部分氫化均聚物。腐蝕抑制劑,作為防腐劑也是已知的,它降低了與潤(rùn)滑油組合物接觸的金屬部件的降解。腐蝕抑制劑的例子是磷酸硫化的(phosphosulfurized)烴和優(yōu)選在烷基化酚或烷基酚硫酯存在下,還優(yōu)選在二氧化碳存在下通過(guò)磷酸硫化烴與堿土金屬氧化物或氫氧化物反應(yīng)得到的產(chǎn)物。磷酸硫化烴是在約66-約316℃下通過(guò)適合的烴如萜烯、C2-C6烯烴聚合物如聚異丁烯的重質(zhì)石油餾分與5-30%(重量)磷的硫化物反應(yīng)0.5-15小時(shí)而制得。磷酸硫化烴的中和可以US1969324所介紹的方法進(jìn)行。氧化抑制劑,或抗氧化劑,降低了礦物油在使用中變質(zhì)的傾向,這種變質(zhì)可通過(guò)氧化的產(chǎn)物如淤渣和介紹表面上的漆膜狀沉淀,和通過(guò)粘度的增加了證實(shí)。這樣的氧化抑制劑包括優(yōu)選具有C5-C12烷基側(cè)鏈的烷基酚硫酯的堿土金屬鹽,例如壬基酚硫化鈣、辛基苯基硫化鋇、二辛基苯基胺、苯基-α-萘基胺、磷酸硫化烴或硫化烴等。摩擦改進(jìn)劑用來(lái)向潤(rùn)滑油組合物如自動(dòng)傳動(dòng)液提供適合的摩擦性能。適合的摩擦改進(jìn)劑的代表性例子是脂肪酸酯和酰胺、聚異丁烯基瑚珀酐-氨基鏈烷醇的鉬配合物、二基脂肪酸的甘油酯、鏈烷膦酸鹽、含油酰胺(oleaminde)的膦酸酯、S-羧亞烷基烴基瑚珀酰胺、N(羥烷基)鏈烯基瑚珀酰胺酸或瑚珀酰亞胺、二(低級(jí)烷基)亞磷酸鹽和環(huán)氧化物、和磷酸硫化N(羥烷基)鏈烯基瑚珀酰亞胺的的烯化氧加合物。最優(yōu)選的摩擦改進(jìn)劑是烴基取代的琥珀酸或酸酐的瑚珀酸酯或其金屬鹽和硫代二鏈烷醇。分散劑保持使用期間氧化生成的不溶物在流體的懸浮液中,這樣就避免了淤渣絮凝和沉淀或在金屬部件上沉積。適合的分散劑包括高分子量烷基瑚珀酰亞胺、油溶性聚異丁烯瑚珀酸酐與亞乙基胺如四亞乙基五胺的反應(yīng)產(chǎn)物及其硼酸鹽。無(wú)灰型的其他分散劑也可用于潤(rùn)滑劑和燃料組合物中。一種這樣的無(wú)灰分散劑是與至少一種胺、醇,包括多元醇氨基醇等混合的衍生的烴類組合物。優(yōu)選的衍生烴類分散劑是下列反應(yīng)的產(chǎn)物,即(1)少于500Mn的官能化烴,其中官能作用包括至少一個(gè)式-CO-Y-R3的基團(tuán),其中Y是O或S;R3是H、烴基、芳基、取代的芳基或取代的烴基,其中至少50摩爾%的官能團(tuán)連接到叔碳原子上;與(2)親核反應(yīng)劑反應(yīng)得到的產(chǎn)物;其中至少約80%最初存在于官能化烴中的官能團(tuán)被衍生。官能化烴或聚合物可用下式表示POLY-(CR1R2-CO-Y-R3)n其中POLY是烴,包括具有數(shù)均分子量小于500的低聚物或聚合物主鏈,n是大于0所數(shù),R1,R2和R3可以相同或不同,并且每個(gè)是H、烴基,但須R1和R2是這樣選擇的以致至少50摩爾%的-CR1R2基團(tuán),其中R1和R2不是H,或R3是芳基取代的烴基。上述官能化的分散劑更完全地描述在共同未決的1994年6月17日申請(qǐng)的系列號(hào)為08/261558的美國(guó)專利申請(qǐng)中,該文獻(xiàn)引入本文作為參考。傾點(diǎn)下降劑,還稱作潤(rùn)滑油流動(dòng)改進(jìn)劑,降低了流體將流動(dòng)或可傾倒的溫度。這種添加劑是公知的。通常最優(yōu)化流體低溫流動(dòng)性的這種類型的添加劑是C8-C18二烷基富馬酸乙烯基乙酸酯共聚物、聚甲基丙烯酸酯和蠟萘。泡沫控制可通過(guò)聚硅氧烷型防沫劑如硅油和聚二甲基硅氧烷提供??鼓ヌ砑觿?,顧名思義,降低了金屬部件的磨損。常規(guī)抗磨添加劑的代表性例子是二烷基二硫代硫酸鋅和二烷基二硫代酸鋅。防沫劑用于控制潤(rùn)滑劑中的泡沫。泡沫控制可由高分子量二甲基硅氧烷和聚醚提供,聚硅氧烷類型的防沫劑的一些例子是硅油和聚二甲基硅氧烷。清凈劑和金屬防銹劑包括磺酸、烷基酚、硫化烷基酚、烷基水楊酸、環(huán)烷酸和其他油溶性單和二羧酸所金屬鹽,高堿性金屬鹽,例如高堿性堿土金屬磺酸鹽(尤其是Ca和Mg鹽)常用作清凈劑。密封膨脹劑包括引起發(fā)動(dòng)機(jī)密封墊膨脹的那類礦物油,包括8-13個(gè)碳原子的脂族醇如十三醇,優(yōu)選的密封膨脹劑的特征在于其是10-60個(gè)碳原子和2-4個(gè)鍵的油溶性、飽和的、脂族或芳族烴酯,例如鄰苯二甲酸二己酯,如美國(guó)專利3974081所描述的,該文獻(xiàn)引入本文作為參考??缮锝到獾亩_程發(fā)動(dòng)機(jī)油支鏈合成酯基料可與選擇的潤(rùn)滑劑添加劑一起用于可生物降解的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)油的配方中。優(yōu)選的可生物降解的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)油通常用本發(fā)明制得的可生物降解合成酯基料與常規(guī)的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)油添加劑配料一起配成。下面所列的添加劑一般以這樣的量使用以便提供其帶有的功能。添加劑配料可包括,但不限于,粘度指數(shù)改進(jìn)劑、腐蝕抑制劑、氧化抑制劑、偶合劑、分散劑、極壓劑、顏色穩(wěn)定劑、表面活性劑、稀釋劑、清凈劑和防銹劑、傾點(diǎn)下降劑、防沫劑和抗磨添加劑。本發(fā)明的可生物降解的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)油通常可使用約75-80%的基料,約1-5%的溶劑和包括添加劑配料的剩余物。用于可生物降解的潤(rùn)滑劑的上述添加劑的例子列于下列文獻(xiàn)中(這些文獻(xiàn)引入本文作為參考)1987年5月5日頒布的美國(guó)專利5663063(Davis);1994年7月19日頒布的美國(guó)專利55330667(Tiffany,III等人);1988年4月26日頒布的美國(guó)專利4740321(Davis等人);1994年6月14日頒布的美國(guó)專利5321172(Alexander等人);和1991年9月17日頒布的美國(guó)專利5049291(Miyaji等人)。一種這樣的可生物降解的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)油包括(a)主要量的至少一種可生物降解合成酯基料,該基料包括支鏈或直鏈醇和混合酸的反應(yīng)產(chǎn)物,所述的支鏈或直鏈醇具有通式R(OH)n,其中R是具有約2-20個(gè)碳原子的脂族或環(huán)脂族基團(tuán),n是至少2;所述的混合酸包括約30-80摩爾%具有碳數(shù)為約C5-C12的直鏈酸,和約20-70摩爾%具有碳數(shù)為約C5-C13的至少一種支鏈酸;其中酯基料顯示出下列特性用改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定的在28天內(nèi)的至少60%的生物降解作用;傾點(diǎn)小于-25℃;和粘度小于7500cps(在-25℃下);(b)以潤(rùn)滑劑組合物計(jì),約3-約15%(重量)具有運(yùn)動(dòng)粘度為約20-約40cSt(在100℃下)的重質(zhì)高粘度潤(rùn)滑油料;(c)以潤(rùn)滑劑組合物計(jì),約3-約15%(重量)具有數(shù)均分子量為約400-約1050的聚異丁烯;和(d)約3-約15%(重量)具有數(shù)均分子量為約1150-約1650的聚異丁烯。另一種這樣的可生物降解的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)油包括(a)主要量的至少一種可生物降解合成酯基料,該基料包括支鏈或直鏈醇和混合酸的反應(yīng)產(chǎn)物,所述的支鏈或直鏈醇具有通式R(OH)n,其中R是具有約2-20個(gè)碳原子的脂族或環(huán)脂族基團(tuán),n是至少2;所述的混合酸包括約30-80摩爾%具有碳數(shù)為約C5-C12的直鏈酸,和約20-70摩爾%具有碳數(shù)為約C5-C13的至少一種支鏈酸;其中酯基料顯示出下列特性用改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定的在28天內(nèi)的至少60%的生物降解作用;傾點(diǎn)小于-25℃;和粘度小于7500cps(在-25℃下);和(b)添加劑濃縮物包括(1)約4-40%(體積)酰胺/咪唑啉或酰胺/酰亞胺/咪唑啉分散劑;(2)約5-50%(體積)瑚珀酰亞胺,分散劑(1)或(2)的至少一個(gè)被硼酸化;(3)約1-60%(體積)聚烯烴增稠劑,和任選的;(4)約0.1-5%(體積)硫化烷基苯(alkylphenyolsulphide);和(5)約0.1-5%(體積)含三價(jià)磷的抗磨劑。成品油中添加劑配料的處理比例為約5-約60(體積),優(yōu)選約35-約50%(體積)濃縮物。(參見US5330667(Tiffany,III等人),該文獻(xiàn)引入本文作為參考)。另一種可生物降解的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)油包括(a)主要量的至少一種可生物降解合成酯基料,該基料包括支鏈或直鏈醇和混合酸的反應(yīng)產(chǎn)物,所述的支鏈或直鏈醇具有通式R(OH)n,其中R是具有約2-20個(gè)碳原子的脂族或環(huán)脂族基團(tuán),n是至少2;所述的混合酸包括約30-80摩爾%具有碳數(shù)為約C5-C12的直鏈酸,和約20-70摩爾%具有碳數(shù)為約C5-C13的至少一種支鏈酸;其中酯基料顯示出下列特性用改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定的在28天內(nèi)的至少60%的生物降解作用;傾點(diǎn)小于-25℃;和粘度小于7500cps(在-25℃下);和(b)至少一種由單羧酸?;瘎┡c聚胺反應(yīng)制備的含酰胺/咪唑啉分散劑,和任選的,高分子量的?;瘎_@種分散劑還可包括當(dāng)高分子量的?;瘎┦沁m合的二酸或其酸酐時(shí)所形成的酰亞胺部分??膳c本發(fā)明可生物降解的基料形成配制的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)油的另一個(gè)添加劑包括下列化合物的混合物(a)至少一種下式的烷基酚(R)a-Ar-(OH)b其中每個(gè)R獨(dú)立的是平均至少約10個(gè)脂族碳原子的基本飽和的烴基基團(tuán);a和b各自獨(dú)立地是Ar中存在的芳核數(shù)量的1至高達(dá)3倍,其是整數(shù),但須a和b的和不超過(guò)Ar的不飽和價(jià);Ar是芳族部分,其是單環(huán)、稠環(huán)或具有0-3個(gè)任選取代基的連接的多核環(huán),該取代基選自低級(jí)烷基、低級(jí)烷氧基、烷酯基羥甲基或基于取代的羥甲基、硝基、亞硝基、鹵的低級(jí)烴和任選取代基的混合物;和(b)至少一種氨基化合物,但須氨基化合物不是氨基苯基。(參見US4663063(Davis),該文獻(xiàn)引入本文作為參考)。優(yōu)選用于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)油配方中的分散劑包括主要量的至少一種潤(rùn)滑粘度的油和少量的官能化的和衍生的烴;其中官能作用包括至少一個(gè)式-CO-Y-R3的基團(tuán),其中Y是O或S;R3是芳基、取代的芳基或取代的烴基,和-Y-R3具有pKa為12或更??;其中至少50摩爾%的官能團(tuán)連接到叔碳原子上;和其中所述的官能化烴含是由親核反應(yīng)劑衍生的。親核反應(yīng)劑選自醇和胺。另一個(gè)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)油分散劑添加劑基本上避免了在低溫下膠凝附聚物的形成,但相應(yīng)地提供了有效的發(fā)動(dòng)機(jī)潔凈度、清凈性、潤(rùn)滑性和磨損抑制性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)油添加劑包括由(A)至少一種高分子量取代的羧酸酰化劑與(B)至少一種聚亞烷基聚胺和(C)至少一種單羧酸的反應(yīng)制備的含氮化合物,其中單羧酸與高分子量取代的?;瘎┑哪柋仁侵辽?∶1。該分散劑優(yōu)選含有連接到極性部分的油溶性烴部分,該極性部分基本上由叔胺,優(yōu)選咪唑啉雜環(huán)組成,其中叔胺與總胺的比為至少約0.7∶1。添加劑對(duì)膠凝附聚物的形成保持穩(wěn)定,尤其在低溫(0℃或更低)下延長(zhǎng)儲(chǔ)存期間??缮锝到獾膹椛淦饔蛷椛淦魇怯迷诤I虾娇漳概炆系脑O(shè)備,它用來(lái)將飛機(jī)彈出航空母艦。支鏈合成酯基料可與選擇的潤(rùn)滑劑添加劑一起用于可生物降解的彈射器油配方中。優(yōu)選的可生物降解的彈射器油通常是用本發(fā)明制備的可生物降解合成酯基料與任何常規(guī)彈射器油添加劑配料一起配制的。下面所列的添加劑一般以這樣的量使用以便提供其通常帶有的功能。添加劑配料可包括,但不限于,粘度指數(shù)改進(jìn)劑、腐蝕抑制劑、氧化抑制劑、極壓劑、顏色穩(wěn)定劑、清凈劑和防銹劑、防沫劑、抗磨劑和摩擦改進(jìn)劑。本發(fā)明的可生物降解的彈射器油通??墒褂眉s90-99%的基料,剩余物包括添加劑配料??缮锝到獾膹椛淦饔蛢?yōu)選包括常規(guī)的腐蝕抑制劑和防銹劑。如果需要的話,彈射器油可含有其他常規(guī)添加劑,例如防沫劑、抗磨劑、其他的抗氧化劑、極壓劑、摩擦改進(jìn)劑和其他的水解穩(wěn)定劑。這些添加劑公開在Klamann,LubricantsandRelatedProducts,VerlagChemie,DeerfieldBeach,F(xiàn)L,1984中,該文獻(xiàn)引入本文作為參考??缮锝到獾乃α黧w在可生物降解的水力流體的配方中可以將支鏈合成酯基料與選擇的潤(rùn)滑劑添加劑一起使用。一般地,使用按照本發(fā)明形成的可生物降解的合成酯基料與常規(guī)的水力流體添加劑配料(package)一起配制優(yōu)選的可生物降解的水力流體。一般以這樣的量使用下面所列的添加劑,它使得提供其常規(guī)的附加功能。該添加劑配料可以包括,但不限于,粘度指數(shù)改進(jìn)劑,腐蝕抑制劑,界面潤(rùn)滑劑,破乳劑,傾點(diǎn)下降劑,和防沫劑。一般地,按照本發(fā)明的可生物降解的流體可以為約90-99%的基料,其余的包括添加劑配料。其它的添加劑公開于1988年11月8日頒布的US4783274(Jokinen等人)中,該文獻(xiàn)引入本文作為參考。可生物降解的鉆孔液體在可生物降解的鉆孔液體的配方中可以將支鏈合成酯基料與選擇的鉆孔液體添加劑一起使用。一般使用按照本發(fā)明形成的可生物降解的合成酯基料與常規(guī)的鉆孔液體添加劑配料一起配制優(yōu)選的可生物降解的鉆孔液體。一般以這樣的量使用下面所列的添加劑,它使得提供其常規(guī)的附加功能。該添加劑配料可以包括,但不限于,粘度指數(shù)改進(jìn)劑,腐蝕抑制劑,潤(rùn)濕劑,水損失改進(jìn)劑,生物殺傷劑,和鉆頭乳化劑。一般地,按照本發(fā)明的可生物降解的鉆孔液體可以為約60-90%的基料和約5-25%的溶劑,其余的包括添加劑配料。見1983年5月3日頒布的US4382002(Walker等人),該文獻(xiàn)引入本文作為參考。合適的烴溶劑包括礦物油,特別是在200-400℃沸騰范圍有良好的氧化穩(wěn)定性的石蠟基礎(chǔ)油,例如由ExxonChemicalAmericas,Houston,Texas銷售的Mentor28R;柴油和汽油;和重芳烴油??缮锝到獾乃啓C(jī)油在可生物降解的水輪機(jī)油的配方中可以將支鏈合成酯基料與選擇的水輪機(jī)油添加劑一起使用。一般使用按照本發(fā)明形成的可生物降解的合成酯基料與常規(guī)的水輪機(jī)油添加劑配料一起配制優(yōu)選的可生物降解的水輪機(jī)油。一般以這樣的量使用下面所列的添加劑,它使得提供其常規(guī)的附加功能。該添加劑配料可以包括,但不限于,粘度指數(shù)改進(jìn)劑,腐蝕抑制劑,氧化抑制劑,增稠劑,分散劑,抗乳化劑,顏色穩(wěn)定劑,洗滌劑和腐蝕抑制劑,和傾點(diǎn)下降劑。一般地,以組合物的總重量計(jì),按照本發(fā)明的可生物降解的水輪機(jī)油可以為約65-75%的基料和約5-30%的溶劑,其余的包括添加劑配料,一般在約0.01-約5.0%(重量)。可生物降解的潤(rùn)滑脂在可生物降解的潤(rùn)滑脂的配方中可以將支鏈合成酯基料與選擇的潤(rùn)滑油添加劑一起使用。在潤(rùn)滑脂中發(fā)現(xiàn)的主要組分是增稠劑或凝膠劑,和潤(rùn)滑脂的區(qū)別是常包括該組分。此外,通過(guò)可以使用的特別的潤(rùn)滑基料和各種添加劑可以影響增稠劑或凝膠劑,潤(rùn)滑脂的其它性質(zhì)和特性。一般地,使用按照本發(fā)明形成的可生物降解的合成酯基料與常規(guī)的潤(rùn)滑脂添加劑配料一起配制優(yōu)選的可生物降解的潤(rùn)滑脂。一般以這樣的量使用下面所列的添加劑,它使得提供其常規(guī)的附加功能。該添加劑配料可以包括,但不限于,粘度指數(shù)改進(jìn)劑,氧化抑制劑,耐特壓劑,洗滌劑和腐蝕抑制劑,傾點(diǎn)下降劑,金屬減活劑,抗磨添加劑,增稠劑和凝膠劑。一般地,按照本發(fā)明的可生物降解的潤(rùn)滑脂可以為約80-95%的基料和約5-20%的增稠劑或凝膠劑,其余的包括添加劑配料。一般地,在潤(rùn)滑脂配方中使用的增稠劑包括堿金屬皂,粘土,聚合物,石棉,碳黑,硅膠,聚脲和鋁絡(luò)合物。皂增稠的潤(rùn)滑脂最普通的,鋰和鈣皂是最常用的。簡(jiǎn)單皂潤(rùn)滑脂是從長(zhǎng)鏈脂肪酸的堿金屬鹽與12-羥基硬脂酸鋰形成的,主要是從12-羥基硬脂酸,氫氧化鋰一水合物和礦物油形成的。絡(luò)合物皂潤(rùn)滑脂也是經(jīng)常使用的,并且包括有機(jī)酸混合物的金屬鹽。一種在當(dāng)今使用中發(fā)現(xiàn)的典型絡(luò)合物皂是從12-羥基硬脂酸,氫氧化鋰一水合物,壬二酸和礦物油制備的絡(luò)合物鋰皂潤(rùn)滑脂。該鋰皂描述于和舉例說(shuō)明于很多專利中,包括1973年9月11日頒布的US3758407(Harting),1974年2月12日頒布的US3791973(Gilani),和1975年11月30日US3929651(Murray)中,所有這些文獻(xiàn)和1983年7月12日頒布的US4392967(Alexander)一起引入本文作為參考。在潤(rùn)滑脂中使用的添加劑,以及在其它可生物降解的產(chǎn)品中的上面所列的添加劑的描述可以在Boner,"ModemLubricatingGreases",1976,Chapter5(該文獻(xiàn)引入本文作為參考)中找到??缮锝到獾膲嚎s機(jī)油在可生物降解的壓縮機(jī)油的配方中可以將支鏈合成酯基料與選擇的潤(rùn)滑油添加劑一起使用。一般地,使用按照本發(fā)明形成的可生物降解的合成酯基料與常規(guī)的壓縮機(jī)油添加劑配料一起配制優(yōu)選的可生物降解的壓縮機(jī)油。一般以這樣的量使用下面所列的添加劑,它使得提供其常規(guī)的附加功能。該添加劑配料可以包括,但不限于,氧化抑制劑,添加劑加溶劑,腐蝕抑制劑/金屬鈍化劑,金屬減活劑,破乳劑,和抗磨添加劑。一般地,按照本發(fā)明的可生物降解的壓縮機(jī)油可以為約80-99%的基料和約1-15%的溶劑,其余的包括添加劑配料。用于壓縮機(jī)油的添加劑也列于1992年10月20日頒布的US5156759(Culpon)中,該文獻(xiàn)引入本文作為參考。實(shí)施例1下面是作為可生物降解的潤(rùn)滑油使用并且不顯示出令人滿意性質(zhì)的常規(guī)酯基料。在表1和2中列出的性質(zhì)測(cè)定如下。使用ASTM#D-97測(cè)定傾點(diǎn)。使用ASTM#D-2983測(cè)定-25℃的Brookield粘度。使用ASTM#D-445測(cè)定的動(dòng)力粘度(40℃和100℃)。使用ASTM#D-2270測(cè)定粘度指數(shù)(VI)。使用改進(jìn)的Sturm實(shí)驗(yàn)(OECD實(shí)驗(yàn)301B)測(cè)定可生物降解性。通過(guò)混合需要的比例并查看霧狀,渾濁,兩相等確定與分散劑的溶解度。使用NMMAYamahaCE50S潤(rùn)滑性實(shí)驗(yàn)確定發(fā)動(dòng)機(jī)磨損。使用分別具有220℃和500psi(3.445MPa)空氣的等溫/等壓條件的高壓差示掃描量熱計(jì)測(cè)定氧化誘導(dǎo)時(shí)間。使用分散水毒性試驗(yàn)測(cè)定水毒性。使用ASTM#D-664測(cè)定酸數(shù)。用紅外光譜測(cè)定各樣品的羥基數(shù)。表1傾點(diǎn)粘度@粘度@粘度@*與分散℃-25℃40℃100℃生物劑的溶發(fā)動(dòng)機(jī)基料(cPs)(cSt)(cSt)降解%解性磨損天然油菜子油0固體47.8010.1986.7n/an/a全直鏈酯二(十一烷基)己二酸酯+21固體13.922.80n/an/an/a多元醇/直鏈或半直鏈酸TPE/C810/C7酸n/a固體29.985.90n/an/an/aTPE/DiPE/n-C7-45138024.705.1282.31H破損TPE/C7酸-6291524.04.983.7H破損TMP/n-C7,8,10-8535017.274.0561.7**C破損TMP/C7酸-7137814.13.476.5C破損支鏈的己二酸酯二(十三烷基)己二酸酯-62n/a26.935.3365.99C破損全支鏈的TPE/Iso-C8酸-46n/a61.608.213.33Cn/a*表示與分散劑的溶解度;H=霧狀;C=清亮**表示包括15.5%(重量)分散劑的該材料的生物降解性。n/a表示得不到信息。TPE表示工業(yè)級(jí)季戊四醇TMP表示三羥甲基丙烷C810表示主要是正辛酸和正癸酸,并可以包括少量正C6酸和正C12酸的混合物。C810酸的一般例子可以含有,例如,3-5%正C6酸,48-58%正C8酸,36-42%正C10酸,和0.5-1%正C12酸。n-C7,8,10表示具有7,8和10個(gè)碳原子的直鏈酸的混合物,例如37%(摩爾)正C7酸,39%(摩爾)C8酸,21%(摩爾)C10酸和3%(摩爾)C6酸。C7表示通過(guò)鈷催化的己烯-1氧代反應(yīng)生產(chǎn)的C7酸,它是70%直鏈和30%α-支鏈的。該組合物包括約70%正庚酸,22%的2-甲基己酸,6.5%的2-乙基戊酸,1%的4-甲基己酸,和0.5%的3,3-二甲基戊酸。將按照本發(fā)明的支鏈酯基料的性質(zhì)與各種常規(guī)可生物降解的潤(rùn)滑劑基料進(jìn)行比較,結(jié)果列于下面表2。表2性質(zhì)TPE/Ck8/C810菜子油DTDATMP/iC18傾點(diǎn)(℃)-450-54-20閃點(diǎn)(℃)274162221n/a-25℃粘度(cps)3600固體n/a358,00040℃粘度(cSt)38.7847.8026.9378.34100℃粘度(cSt)6.6810.195.3311.94粘度指數(shù)128208135147氧化誘導(dǎo)時(shí)間*15.962.123.884.29潤(rùn)滑性(Yamaha發(fā)動(dòng)機(jī))合格n/a不合格合格%生物降解性(改進(jìn)的Sturm)-85%-85%-60%-65%毒性(LC50,ppm)>5000>5000<1000n/a與分散劑的溶解度可溶解n/a可溶解n/a酸數(shù)(mgKOH/g)0.010.350.041.9羥基數(shù)(mgKOH/g)1.91n/a1.49n/a*氧化誘導(dǎo)時(shí)間是使用高壓差示掃描量熱計(jì)(HPDSC)在特定的一套條件下分子氧化分解的時(shí)間(分鐘)。其越長(zhǎng)(分鐘數(shù)越大),分子越穩(wěn)定。它表明本發(fā)明的分子比目前所用的材料更氧化穩(wěn)定幾乎4倍。用于測(cè)定這些分子的條件是220℃和500psi(3.447MPa)空氣。-表示大約>表示大于<表示小于DTDA表示二(十三烷基)己二酸酯IMP/iC18表示三羥甲基丙烷混合異硬脂酸的三酯TPE表示工業(yè)級(jí)季戊四醇TMP表示三羥甲基丙烷C810表示3-5%正C6酸,48-58%正C8酸,36-42%正C10酸,和0.5-1%正C12酸。Ck8表示Cekanoic酸,包括26%(重量)的3,5-二甲基己酸,19%(重量)的4,5-二甲基己酸,17%(重量)的3,4-二甲基己酸,11%(重量)的5-甲基庚酸,5%(重量)的4-甲基庚酸,和22%(重量)混合的甲基庚酸和二甲基己酸。列于上面表2中的數(shù)據(jù)表明,在冷流動(dòng)性質(zhì)和穩(wěn)定性方面,按照本發(fā)明的TPE/C810/Ck8可生物降解的酯基料優(yōu)于菜子油。該數(shù)據(jù)還表明,在穩(wěn)定性,可生物降解性,和水毒性方面,TPE/C810/Ck8可生物降解的酯基料優(yōu)于二(十三烷基)己二酸酯。在冷流動(dòng)性質(zhì),穩(wěn)定性,和可生物降解性方面,按照本發(fā)明的酯基料也優(yōu)于TMP/iso-C18。菜子油,一種天然產(chǎn)物,是非??缮锝到獾模哂蟹浅2畹牡蜏匦再|(zhì),并且由于其不穩(wěn)定性它不能很好地潤(rùn)滑。菜子油是非常不穩(wěn)定的并且在發(fā)動(dòng)機(jī)中分解引起沉積形成,淤泥和腐蝕問(wèn)題。盡管二(十二烷基)己二酸酯是可生物降解的,但它具有非常差的低溫性質(zhì)。低分子量直鏈酸的多元醇酯不提供潤(rùn)滑性,和高分子量的直鏈或半直鏈酸的那些酯具有非常差的低溫性質(zhì)。另外,直鏈酸的季戊四醇酯與聚酰胺分散劑是不溶的。該二(十三烷基)己二酸酯僅勉強(qiáng)可生物降解,并且當(dāng)與具有低的可生物降解性的分散劑混合時(shí),該配制的油僅約45%可生物降解。另外,該二(十三烷基)己二酸酯不提供潤(rùn)滑性。較低分子量的支鏈己二酸酯,例如二(異癸基)己二酸酯,盡管其更可生物降解,但不提供潤(rùn)滑性并且可引起密封墊膨脹的問(wèn)題。三羥甲基丙烷的多元醇酯或季戊四醇和支鏈的氧代酸由于前面討論的立體位阻不容易生物降解。實(shí)施例2本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn),通過(guò)將支鏈酸混入酯分子可以得到具有良好冷流動(dòng)性質(zhì),良好與分散劑的溶解性,和良好潤(rùn)滑性的高度可生物降解的基料。在下面表3中列出的數(shù)據(jù)表明,用混入20-70%的高度支鏈的氧代酸和30-80%的支鏈酸的多元醇酯所有希望的基料性質(zhì)均可以最好地滿足。表3傾點(diǎn)℃粘度@粘度@粘度@與分散發(fā)動(dòng)機(jī)-25℃40℃100℃生物劑的溶磨損基料(cPs)(cSt)(cSt)降解性%解度TPE/C810/Ck8-36**7455**34.876.3799.54C合格TPE/C810/Ck8和TMP/n-C7,8,10***-5661024.905.1081.0C合格TPE/C810/Ck8和TPE/1770****-4691030.485.7585.5H合格*表示與分散劑的溶解度;H=霧狀;C=清亮**表示與分散劑一起的基料的傾點(diǎn)和-25℃的粘度性。***表示50∶50%(重量)的TPE/C810/Ck8和TMP/7810。****表示50∶50%(重量)的TPE/C810/Ck8和TMP/1770。1770表示正C7酸(70%)和α-支鏈C7酸(30%)的70∶30混合物。該組合物包括約70%正庚酸,22%的2-甲基己酸,6.5%的2-乙基庚酸,1%的4-甲基己酸,和0.5%的3,3-二甲基庚酸。TPE表示工業(yè)級(jí)季戊四醇TMP表示三羥甲基丙烷C810表示3-5%正C6酸,48-58%正C8酸,36-42%正C10酸,和0.5-1%正C12酸。n-C7,8,10表示具有7,8和10個(gè)碳原子的直鏈酸的混合物,例如37%(摩爾)正C7酸,39%(摩爾)C8酸,21%(摩爾)C10酸和3%(摩爾)C6酸。在上面表3中的數(shù)據(jù)表明,可以單獨(dú)地或與其它低分子量的酯組合地將工業(yè)級(jí)的季戊四醇,異-C8和直鏈C810酸用作可生物降解的潤(rùn)滑劑。當(dāng)對(duì)于各種可生物降解的潤(rùn)滑劑應(yīng)用需要較低粘度時(shí),這些酯是特別有用的。TPE/C810/Ck8酯提供了足夠的潤(rùn)滑性致使甚至當(dāng)用其它材料稀釋時(shí),它不加耐磨添加劑也可以滿足潤(rùn)滑性的需要。當(dāng)需要添加劑,例如聚異丁烯,EP(耐特壓)耐磨添加劑,腐蝕抑制劑,或抗氧化劑時(shí),可以降低最終產(chǎn)品的可生物降解性和增加其毒性。如果該基料不加添加劑就提供了所需的性質(zhì),或如果需要的添加劑是最小的,那么在這種情況下最終產(chǎn)品分別反映出該基料的高的可生物降解性和低的毒性。實(shí)施例3按照本發(fā)明制備酯基料的樣品,其中將2201b(99.8kg)的C810和2051b(93kg)的Cekanoic8酸(50∶50摩爾比)裝進(jìn)反應(yīng)器容器中并在大氣壓下加熱至430F(221℃)。此后,將751b(34kg)的工業(yè)級(jí)季戊四醇加入到該酸混合物中和降低壓力直到水開始析出。頂部取出水以便引起該反應(yīng)。在約6小時(shí)反應(yīng)時(shí)間后,頂部除去過(guò)量的酸直到該反應(yīng)產(chǎn)物達(dá)到總酸數(shù)為0.26mgKOH/g。然后用兩倍化學(xué)計(jì)量量的Na2CO3(以酸數(shù)計(jì))和0.15%(重量)的混合物(以在反應(yīng)器中的量計(jì))在90℃中和和脫色該產(chǎn)物2小時(shí)。該混合物是80%(重量)的碳黑和20%(重量)的dicalite的混合物。在90℃2小時(shí)后,真空過(guò)濾該產(chǎn)物以便除去固體。測(cè)定該產(chǎn)物的性質(zhì)列于下面表4表4總酸數(shù)0.071mgKOH/g比重0.9679傾點(diǎn)-45℃ppm水97閃點(diǎn)(COG)285℃氧化誘導(dǎo)時(shí)間(min.)15.96粘度@-25℃3950cps粘度@40℃38.88cSt粘度@100℃6.66cSt粘度指數(shù)127為了確定分子上實(shí)際每種酸的量對(duì)該產(chǎn)物進(jìn)行酸分析(皂化)。下面表5列出了在該產(chǎn)物酯上每種酸的摩爾量。表5Cekanoic8酸43.35%n-C8酸35.73%nC10酸20.92%然后將得到的酯產(chǎn)物與添加劑一起和沒(méi)有添加劑地進(jìn)行應(yīng)用于水力流體市場(chǎng)的可生物降解試驗(yàn)。以2-5%(重量)的處理速度使用添加劑。結(jié)果列于下面表6。表6產(chǎn)品生物降解%標(biāo)準(zhǔn)偏差滿足10天窗口TPE/C810/Ck8(單獨(dú))92.9±7.0滿足TPE/C810/Ck8+BIOSHP添80.5±1.6不滿足加劑酯料*TPE/C810/Ck8+MGG添加劑75.4±6.9不滿足酯料***TPE/C810/Ck8+合成76.8±14.7不滿足添加劑醌料***表示由ExxonCompany,USA以商標(biāo)名UnivisBIOSHPAdpack銷售的潤(rùn)滑劑添加劑配料。**表示ExxonCompany,ParaminsDivision以商標(biāo)名SynesticAdpack銷售的潤(rùn)滑劑添加劑配料。***表示ExxonCompany,USA以商標(biāo)名MGGAdpack銷售的潤(rùn)滑劑添加劑配料。將按照實(shí)施例3形成的所得酯基料以50∶50%(重量)的比例與酯TMP/7810混合。將該混合物與添加劑一起和沒(méi)有添加劑地進(jìn)行應(yīng)用于2循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)油市場(chǎng)的可生物降解試驗(yàn)。以14-16%(重量)的處理速度使用添加劑。結(jié)果列于下面表7。表7產(chǎn)品生物降解%標(biāo)準(zhǔn)偏差TPE/C810/Ck8+TMP/7810(50∶50)80.7±3.6TPE/c810/Ck8+TMP/7810+14.5wt.%分散劑*76.1±4.6實(shí)施例4下面的表8含有對(duì)于全直鏈和半直鏈酯與按照本發(fā)明形成的可生物降解的合成酯基料的比較數(shù)據(jù)。我們提供了兩個(gè)按照本發(fā)明的酯基料的例子,因?yàn)樗鼈兒袃蓚€(gè)不同的Cekanoic8與C810的摩爾比。結(jié)果表明,如通過(guò)改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)所測(cè)定的,特定量的支鏈化沒(méi)有很大地影響可生物降解性,并且事實(shí)上可以實(shí)際地改進(jìn)可生物降解性,這與常識(shí)是相反的。表8生物降解標(biāo)準(zhǔn)偏差10天窗口酯%(28天)全直鏈酯TMP/781076.138.77不滿足TPE/Di-PE/n-C782.316.25滿足L9己二酸酯89.636.28滿足MPD/Aa/C81086.093.76滿足半直鏈酯TMP/異硬脂酸酯63.321.91不滿足TMP/177076.461.58不滿足TMP/177083.656.89不滿足支鏈酯TPE/C810/Ck8*92.907.00滿足TPE/C810/Ck8**99.541.85滿足注TMP/7810表示三羥甲基丙烷和C7,C8和C10酸的三酯。TPE/Di-PE/n-C7表示工業(yè)級(jí)季戊四醇,二季戊四醇和n-C7酸的酯。MPD/AA/C810表示2-甲基-1,3-丙二醇(2摩爾),己二酸(1摩爾)和n-C8和C10酸(2摩爾)的復(fù)合酯。菜子油是甘油和硬脂酸的三酯。TMP/異硬脂酸酯表示三羥甲基丙烷和異硬脂酸(每酸鏈1甲基支鏈)的三酯。TMP/1770表示三羥甲基丙烷和n-C7酸(70%)和α-支鏈的C7酸(30%)的70∶30混合物的三酯。1770組合物包括約70%的正庚酸,22%的2-甲基己酸,6.5%的2-乙基庚酸,1%的4-甲基己酸,和0.5%的3,3-二甲基庚酸。TPE/1770表示工業(yè)級(jí)季戊四醇和n-C7酸(70%)和α-支鏈的C7酸(30%)的70∶30混合物的酯。1770組合物包括約70%的正庚酸,22%的2-甲基己酸,6.5%的2-乙基庚酸,1%的4-甲基己酸,和0.5%的3,3-二甲基庚酸。*TPE/C810/Ck8表示工業(yè)級(jí)季戊四醇和45∶55摩爾比的異-C8酸和C810酸的酯。**TPE/Ck8/C810表示工業(yè)級(jí)季戊四醇和30∶70摩爾比的異-C8酸和C810酸的酯。實(shí)施例5已經(jīng)表明,按照本發(fā)明的支鏈的合成酯既顯示出可生物降解性又顯示出氧化穩(wěn)定性。通過(guò)1摩爾的工業(yè)級(jí)季戊四醇與1.05-3.15摩爾的混合直鏈C6-C12酸(C810)和1.05-3.15摩爾的異-C8酸(Cekanoic)反應(yīng)已經(jīng)合成出了既可生物降解又氧化穩(wěn)定的支鏈的合成酯,其中反應(yīng)生成的酯稱之為TPE/C810/Ck8。在由于設(shè)備壽命需要氧化穩(wěn)定性的地方和在由于泄漏到環(huán)境中需要可生物降解的地方,可以將這些酯用作用于潤(rùn)滑劑例如水力流體的基料。如在圖1和2所表明的,可生物降解的可比較材料不具有在高溫條件下保護(hù)設(shè)備所需要的穩(wěn)定性。具有所需要的穩(wěn)定性的其它材料是不可生物降解的。例如,圖1的結(jié)果比較了基于200℃HPDSC結(jié)果的各種配制的水力流體與使用本發(fā)明可生物降解的基料形成的配制的水力流體。如圖1所表明的,使用本發(fā)明可生物降解的基料形成的水力流體的穩(wěn)定性是約73分鐘,而下一個(gè)最好的配方的穩(wěn)定性僅是15分鐘。示于圖1中的各種比較水力流體產(chǎn)品列于下表*平均碳數(shù)等于C16(TMP/C16=)**加氫精制的植物油。圖2是各種工業(yè)的天然和合成基料的穩(wěn)定性(用HPDSC測(cè)定)和可生物降解性(用RBOT測(cè)定)與本發(fā)明的新多元醇酯的比較。圖2表明,在可生物降解和氧化穩(wěn)定性方面,本發(fā)明的可生物降解的基料遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于任何其它的基料。實(shí)施例6通過(guò)將1摩爾工業(yè)級(jí)季戊四醇與1.05-3.15摩爾的混合直鏈C6-C12酸(例如,C810酸)和1.05-3.15摩爾的異C8酸(例如,Cekanoic8酸)反應(yīng)制備低毒性基料。從該反應(yīng)形成的酯對(duì)哺乳動(dòng)物和水生生物具有非常低的毒性。由于其極好的潤(rùn)滑性,穩(wěn)定性,低溫性質(zhì),和可生物降解性,這些酯作為在環(huán)境敏感的地方,例如野生生物保護(hù)方面使用的潤(rùn)滑油基料是理想的。由于該基料的物理性質(zhì),用這些酯配制的潤(rùn)滑劑需要較少的添加劑,這進(jìn)一步降低了潤(rùn)滑劑的毒性。進(jìn)行下面的研究以便確定通過(guò)將季戊四醇與n-C8/n-C10(C810)和異-C8(Cekanoic8)酸反應(yīng)制備的多元醇酯基料對(duì)在半靜止的體系中96小時(shí)的黑頭呆魚,Pimephalespromelas的實(shí)際毒性。方法產(chǎn)生的數(shù)據(jù)表明使用乙醇作為載體,在50mg試驗(yàn)材料/ml乙醇濃度下,5.0mg/L是最大可達(dá)到的水溶解濃度。在低于5mg/L的濃度下在水溶液的表面上試驗(yàn)材料形成光澤。這表明該試驗(yàn)材料從溶液中出來(lái)了并且已經(jīng)超過(guò)了該酯基料與該載體的最大水可溶濃度。該試驗(yàn)的常規(guī)處理量是5.0mg/l,2.5mg/l,1.25mg/l,0.625mg/l和0.312mg/l。這些處理量的測(cè)定值是4.11mg/l,2.15mg/l,1.30mg/l,0.85mg/l和0.24mg/l。以0.1mg/l的濃度試驗(yàn)該載體作為對(duì)照。也試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室稀釋水對(duì)照(BW1)。通過(guò)將1.5g的酯基料加入到30ML的乙醇中來(lái)制備料溶液(每毫升乙醇50mg本發(fā)明的酯基料)。通過(guò)將合適量的基料加入到實(shí)驗(yàn)室稀釋水中制備處理溶液。將每處理的水容納餾份(WAF)分進(jìn)2個(gè)同樣的倉(cāng)內(nèi)。使用在0天制備的料溶液每天制備新的處理和對(duì)照用于更新。從0天(“新”溶液)和第1天和第3天(“舊”溶液)的每個(gè)處理和對(duì)照中取出樣品用氣相色譜分析。在任何處理量下在96小時(shí)的期間內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)死亡,因此LC50大于4.11mg/l(測(cè)定值),為在該試驗(yàn)方法條件下可以制備和試驗(yàn)的最高濃度。不引起死亡的最大負(fù)載濃度是5.0mg/l,為試驗(yàn)的最高濃度。沒(méi)有引起100%死亡的最小負(fù)載濃度。實(shí)施例7使用DECD方法202進(jìn)行該項(xiàng)研究以便確定對(duì)在靜止體系中48小時(shí)在Daphnia,Daphniamagna中的多元醇酯基料的實(shí)際毒性。通過(guò)將工業(yè)級(jí)季戊四醇與Cekanoic8和C810脂肪酸反應(yīng)制備按照本發(fā)明的多元醇酯基料。EL50(有效負(fù)載50)是計(jì)算的在特定暴露時(shí)間期間內(nèi)導(dǎo)致50%總數(shù)固定不動(dòng)的處理量。48小時(shí)(EL50)值大于1000mg/L,為試驗(yàn)的最高濃度,以暴露于試驗(yàn)物質(zhì)的水容納餾份(WAF)計(jì)。試驗(yàn)結(jié)果概述于下面表9中。表9</tables></tables>不能報(bào)道不引起固定不動(dòng)的最大(負(fù)載)濃度,因?yàn)樵谧畹蜐舛?62.5mg/l)下僅觀察到5%的固定不動(dòng)。沒(méi)有引起100%固定不動(dòng)的濃度。實(shí)施例8使用DECD方法202進(jìn)行該項(xiàng)研究以便確定在海藻,selenastrumcapricomutum中的多元醇酯基料的實(shí)際毒性。通過(guò)將工業(yè)級(jí)季戊四醇與Cekanoic8和C810脂肪酸反應(yīng)制備按照本發(fā)明的多元醇酯基料。由于該本發(fā)明的多元醇基料的低水溶性,所以對(duì)5個(gè)暴露負(fù)載制備水容納餾份(WAF)。用于該試驗(yàn)的正常負(fù)載量是10000mg/l,500mg/l,250mg/l,和62.5mg/l的該多元醇酯。每個(gè)負(fù)載量制備4個(gè)同樣的倉(cāng)并測(cè)定72和96小時(shí)的最終點(diǎn)數(shù)。計(jì)算的72小時(shí)和96小時(shí)NOEL(沒(méi)有觀察到有效負(fù)載)值分別是1000mg/l,為試驗(yàn)的最高濃度,和62.5mg/l。它是基于1)生長(zhǎng)曲線的面積和2)平均比生長(zhǎng)速度的。由于如通過(guò)在生長(zhǎng)曲線下面積減少或在下面表10中所示的平均比生長(zhǎng)速度測(cè)定的,缺少令人滿意明顯效果,所以不能夠計(jì)算這2個(gè)最終點(diǎn)數(shù)的72和96小時(shí)EL50(有效負(fù)載50)。表10相對(duì)于對(duì)比的抑制性%</tables>實(shí)施例9使用MicrotoxR生物測(cè)定法進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)以便確定在Photobacteriumphosphoreum中的多元醇酯基料的實(shí)際毒性。通過(guò)將工業(yè)級(jí)季戊四醇與Cekanoic8和C810脂肪酸反應(yīng)制備按照本發(fā)明的多元醇酯基料。由于該本發(fā)明的多元醇基料的低水溶性,所以對(duì)5個(gè)暴露負(fù)載制備水容納餾份(WAF)。用于該試驗(yàn)的正常負(fù)載量是10000mg/l,500mg/l,250mg/1,和62.5mg/l的該多元醇酯。在5分鐘和15分鐘間隔下測(cè)定光讀數(shù)。進(jìn)行第2次試驗(yàn)以便驗(yàn)證第1次試驗(yàn)的結(jié)果。有效負(fù)載(EL50)是在該多元醇酯負(fù)載量下由于毒性的結(jié)果損失一半的光(指標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光試劑)。對(duì)于5分鐘和15分鐘EL50值的兩個(gè)試驗(yàn)大于1000mg/l,為試驗(yàn)的最高濃度,以暴露于該多元醇酯的WAF計(jì)。這些試驗(yàn)的結(jié)果列于下面表11中。表11在已知很多酯破壞密封墊的地方,按照本發(fā)明制備的酯與其它酯基料相比表明基本上降低了密封墊膨脹。按照本發(fā)明制備一個(gè)酯基料的樣品,其中將2201b(99.8kg)的C810酸和2051b(93kg)的Cekanoic8酸(50∶50摩爾比)裝進(jìn)反應(yīng)器容器中并在大氣壓下加熱至430F(221℃)。此后,將751b(34kg)的工業(yè)級(jí)季戊四醇加入到該酸混合物中和降低壓力直到水開始析出。頂部取出水以便引起該反應(yīng)。在約6小時(shí)反應(yīng)時(shí)間后,頂部除去過(guò)量的酸直到該反應(yīng)產(chǎn)物達(dá)到總酸數(shù)為0.26mgKOH/g。然后用兩倍化學(xué)計(jì)量量的Na2CO3(以酸數(shù)計(jì))和0.15%(重量)的混合物(以在反應(yīng)器中的量計(jì))在90℃中和和脫色該產(chǎn)物2小時(shí)。該混合物是80%(重量)的碳黑和20%(重量)的dicalite的混合物。在90℃2小時(shí)后,真空過(guò)濾該產(chǎn)物以便除去固體。如在所附的圖3中所示的,表明按照本發(fā)明形成的酯基料與其它酯基料,例如季戊四醇/n-C7酯(PE/nC7),TMP/7810酯,異nonal醇/Cekanoic8酯(INA/Ck8),二異癸基己二酸酯(DIDA)和二(十三烷基)己二酸酯(DTDA)相比對(duì)密封墊是相對(duì)中性的。這在需要添加劑溶解性的酯配方中是特別重要的。另外,在密封墊膨脹對(duì)設(shè)備性能是關(guān)鍵的地方可以將這些酯用作基料。因?yàn)檫@些酯不破壞密封墊,所以密封墊的壽命應(yīng)該增加。實(shí)施例10本發(fā)明的可生物降解的合成酯基料需要使用非常特定的支鏈C8與直鏈C810的比例,這樣如通過(guò)改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定的,如下面表12中所示的,在28天可以得到的至少60%的生物降解。表12</tables>實(shí)施例11將工業(yè)級(jí)季戊四醇(TechPE)的酯與1.05-3.15摩爾的C6-C12直鏈酸和1.05-3.15摩爾的異-C8(Cekanoic8)酸反應(yīng)從而形成顯示出下面性質(zhì)的可生物降解的合成酯基料如通過(guò)改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定的,在28天至少60%生物降解;傾點(diǎn)低于-25℃;25℃的粘度低于7500cps;和用HPDSC測(cè)定的氧化穩(wěn)定性高達(dá)45分鐘。通過(guò)將三羥甲基丙烷與直鏈C7,8,10酸反應(yīng)制備第2個(gè)可生物降解的酯。這兩個(gè)酯以50∶50的比例(TPE/C810/異-C8∶TMP/n-C7,8,10)混合在一起并且令人意想不到地生產(chǎn)出了比在下面表13中所示的單獨(dú)一個(gè)組分都更可生物降解的混合產(chǎn)物。表13TPE表示工業(yè)級(jí)季戊四醇TMP表示三羥甲基丙烷C810表示3-5%正C6酸,48-58%正C8酸,36-42%正C10酸,和0.5-1%正C12酸。異-C8表示Cekanoic8酸,26%(重量)的3,5-二甲基己酸,19%(重量)的4,5-二甲基己酸,17%(重量)的3,4-二甲基己酸,11%(重量)的5-甲基庚酸,5%(重量)的4-甲基庚酸,和22(重量)混合的甲基庚酸和二甲基己酸。n-C7,8,10表示具有7,8和10個(gè)碳原子的直鏈酸的混合物,例如37%(摩爾)正C7酸,39%(摩爾)C8酸,21%(摩爾)C10酸和3%(摩爾)C6酸。實(shí)施例12將工業(yè)級(jí)季戊四醇(TechPE)的酯與1.05-3.15摩爾的C6-C12直鏈酸和1.05-3.15摩爾的異-C8(Cekanoic8)酸反應(yīng)從而形成顯示出下面性質(zhì)的可生物降解的合成酯基料如通過(guò)改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定的,在28天至少60%生物降解;傾點(diǎn)低于-25℃;25℃的粘度低于7500cps;和用HPDSC測(cè)定的氧化穩(wěn)定性高達(dá)45分鐘。通過(guò)將三羥甲基丙烷與直鏈C7,8,10酸反應(yīng)制備第2個(gè)可生物降解的酯。這兩個(gè)酯以75∶25的比例(TPE/C810/異-C8∶TMP/n-C7,8,10)混合在一起并且令人意想不到地生產(chǎn)出了比在下面表14中所示的單獨(dú)一個(gè)組分都更可生物降解的混合產(chǎn)物。表14TPE表示工業(yè)級(jí)季戊四醇TMP表示三羥甲基丙烷C810表示3-5%正C6酸,48-58%正C8酸,36-42%正C10酸,和0.5-1%正C12酸。異-C8表示Cekanoic8酸,26%(重量)的3,5-二甲基己酸,19%(重量)的4,5-二甲基己酸,17%(重量)的3,4-二甲基己酸,11%(重量)的5-甲基庚酸,5%(重量)的4-甲基庚酸,和22(重量)混合的甲基庚酸和二甲基己酸。n-C7,8,10表示具有7,8和10個(gè)碳原子的直鏈酸的混合物,例如37%(摩爾)正C7酸,39%(摩爾)C8酸,21%(摩爾)C10酸和3%(摩爾)C6酸。實(shí)施例13將工業(yè)級(jí)季戊四醇(TechPE)的酯與1.05-3.15摩爾的C6-C12直鏈酸和1.05-3.15摩爾的異-C8(Cekanoic8)酸反應(yīng)從而形成顯示出下面性質(zhì)的可生物降解的合成酯基料如通過(guò)改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定的,在28天至少60%生物降解;傾點(diǎn)低于-25℃;25℃的粘度低于7500cps;和用HPDSC測(cè)定的氧化穩(wěn)定性高達(dá)45分鐘。按照常規(guī)的方法制備第2個(gè)可生物降解的二(異三癸基)己二酸酯。這兩個(gè)酯以50∶50的比例(TPE/C810/異-C8∶DTDA)混合在一起并且令人意想不到地生產(chǎn)出了比在下面表15中所示的單獨(dú)一個(gè)組分都更可生物降解的混合產(chǎn)物。</tables>TPE表示工業(yè)級(jí)季戊四醇C810表示3-5%正C6酸,48-58%正C8酸,36-42%正C10酸,和0.5-1%正C12酸。異-C8表示Cekanoic8酸,26%(重量)的3,5-二甲基己酸,19%(重量)的4,5-二甲基己酸,17%(重量)的3,4-二甲基己酸,11%(重量)的5-甲基庚酸,5%(重量)的4-甲基庚酸,和22(重量)混合的甲基庚酸和二甲基己酸。權(quán)利要求1.一種包括下面基料混合物的可生物降解的合成酯基料(A)下面物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物(1)具有通式R(OH)n的直鏈或支鏈醇,其中R是具有約2-20個(gè)碳原子的脂族或環(huán)脂族基團(tuán)和n至少是2;和(2)包括約30-80%(摩爾)碳數(shù)在約C5-C12范圍的直鏈酸,和約20-70%(摩爾)的至少一種碳數(shù)在約C5-C10范圍的支鏈酸的混合酸,并且其中不大于10%的用于形成所述的可生物降解的合成酯基料的所述支鏈酸含有季碳;其中所述的酯基料顯示出下面的性質(zhì)通過(guò)改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定,在28天至少60%生物降解;傾點(diǎn)低于-25℃;和-25℃的粘度低于7500cps;和(B)通過(guò)改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定在28天至少60%生物降解的另一個(gè)基料;由此,該混合產(chǎn)物的通過(guò)改進(jìn)Sturm試驗(yàn)測(cè)定的在28天的生物降解性比單獨(dú)的(A)或(B)更大。2.按照權(quán)利要求1的可生物降解的合成酯基料,其中所述的基料(B)是下面物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物(1)具有通式R(OH)n的直鏈或支鏈醇,其中R是具有約2-20個(gè)碳原子的脂族或環(huán)脂族基團(tuán)和n至少是2;和碳數(shù)在約C5-C12范圍的直鏈酸。3.按照權(quán)利要求2的可生物降解的合成酯基料,其中所述的基料(B)是包括37%(摩爾)n-C7酸,39%(摩爾)C8酸,21%(摩爾)C10酸和3%(摩爾)C6酸。3.按照權(quán)利要求2的可生物降解的合成酯基料,其中所述的基料(B)是二(異三癸基)己二酸酯。4.按照權(quán)利要求1的可生物降解的合成酯基料,其中所述的直鏈或支鏈醇選自工業(yè)級(jí)季戊四醇,單季戊四醇,二季戊四醇,新季戊四醇,三羥甲基丙烷,乙二醇或丙二醇,丁二醇,山梨醇,和2-甲基丙二醇。5.按照權(quán)利要求1的可生物降解的合成酯基料,其中所述的支鏈酸主要是每摩爾平均支鏈化在約0.3-1.9范圍的雙支鏈的或α支鏈的酸。6.按照權(quán)利要求1的可生物降解的合成酯基料,其中所述的支鏈酸是至少一種選自2-乙基己酸,異庚酸,異辛酸,異壬酸,和異癸酸。7.一種可生物降解的潤(rùn)滑劑,它是從下面物質(zhì)制備的至少一種包括下列基料混合物的可生物降解的合成酯基料(A)下面物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物(1)具有通式R(OH)n的直鏈或支鏈醇,其中R是具有約2-20個(gè)碳原子的脂族或環(huán)脂族基團(tuán)和n至少是2;和(2)包括約30-80%(摩爾)碳數(shù)在約C5-C12范圍的直鏈酸,和約20-70%(摩爾)的至少一種碳數(shù)在約C5-C10范圍的支鏈酸的混合酸,并且其中不大于10%的用于形成所述的可生物降解的合成酯基料的所述支鏈酸含有季碳;其中所述的酯基料顯示出下面的性質(zhì)通過(guò)改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定,在28天至少60%生物降解;傾點(diǎn)低于-25℃;和-25℃的粘度低于7500cps;和(B)通過(guò)改進(jìn)的Sturm試驗(yàn)測(cè)定在28天至少60%生物降解的另一個(gè)基料;由此,該混合產(chǎn)物的通過(guò)改進(jìn)Sturm試驗(yàn)測(cè)定的在28天的生物降解性比單獨(dú)的(A)或(B)更大;和一種潤(rùn)滑劑配料。8.按照權(quán)利要求7的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的基料(B)是下面物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物(1)具有通式R(OH)n的直鏈或支鏈醇,其中R是具有約2-20個(gè)碳原子的脂族或環(huán)脂族基團(tuán)和n至少是2;和碳數(shù)在約C5-C12范圍的直鏈酸。9.按照權(quán)利要求8的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的基料(B)是包括37%(摩爾)n-C7酸,39%(摩爾)C8酸,21%(摩爾)C10酸和3%(摩爾)C6酸。10.按照權(quán)利要求7的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的基料(B)是二(異三癸基)己二酸酯。11.按照權(quán)利要求7的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的直鏈或支鏈醇選自工業(yè)級(jí)季戊四醇,單季戊四醇,二季戊四醇,新季戊四醇,三羥甲基丙烷,乙二醇或丙二醇,丁二醇,山梨醇,和2-甲基丙二醇。12.按照權(quán)利要求7的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的支鏈酸主要是每摩爾平均支鏈化在約0.3-1.9范圍的雙支鏈的或α支鏈的酸。13.按照權(quán)利要求7的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的支鏈酸是至少一種選自2-乙基己酸,異庚酸,異辛酸,異壬酸,和異癸酸。14.按照權(quán)利要求7的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的添加劑配料包括選自下面物質(zhì)的添加劑粘度指數(shù)改進(jìn)劑,腐蝕抑制劑,氧化抑制劑,分散劑,潤(rùn)滑油流動(dòng)改進(jìn)劑,洗滌劑和防銹劑,傾點(diǎn)下降劑,防沫劑,耐磨劑,密封膨脹劑,和摩擦改性劑。15.按照權(quán)利要求7的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的可生物降解的潤(rùn)滑劑是彈射器油。16.按照權(quán)利要求15的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的添加劑配料包括至少一種選自下面物質(zhì)的添加劑粘度指數(shù)改進(jìn)劑,腐蝕抑制劑,氧化抑制劑,偶聯(lián)劑,分散劑,耐特壓劑,顏色穩(wěn)定劑,洗滌劑和防銹劑,防沫劑,耐磨劑,和摩擦改性劑。17.按照權(quán)利要求7的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的可生物降解的潤(rùn)滑劑是水力流體。18.按照權(quán)利要求17的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的添加劑配料包括至少一種選自下面物質(zhì)的添加劑粘度指數(shù)改進(jìn)劑,腐蝕抑制劑,邊界潤(rùn)滑劑,破乳劑,傾點(diǎn)下降劑,和防沫劑。19.按照權(quán)利要求7的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的可生物降解的潤(rùn)滑劑是鉆孔液體。20.按照權(quán)利要求19的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的添加劑配料包括至少一種選自下面物質(zhì)的添加劑粘度指數(shù)改進(jìn)劑,腐蝕抑制劑,懸浮劑,水損失改進(jìn)劑,生物殺傷劑,和鉆頭乳化劑。21.按照權(quán)利要求7的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的可生物降解的潤(rùn)滑劑是水輪機(jī)油。22.按照權(quán)利要求21的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的添加劑配料包括至少一種選自下面物質(zhì)的添加劑粘度指數(shù)改進(jìn)劑,腐蝕抑制劑,氧化抑制劑,增稠劑,分散劑,抗乳化劑,顏色穩(wěn)定劑,洗滌劑和防銹劑,和傾點(diǎn)下降劑。23.按照權(quán)利要求7的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的可生物降解的潤(rùn)滑劑是潤(rùn)滑脂。24.按照權(quán)利要求23的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的添加劑配料包括至少一種選自下面物質(zhì)的添加劑增稠劑,粘度指數(shù)改進(jìn)劑,腐蝕抑制劑,氧化抑制劑,耐特壓劑,洗滌劑和防銹劑,傾點(diǎn)下降劑,金屬堿活劑,和抗磨添加劑。25.按照權(quán)利要求7的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的可生物降解的潤(rùn)滑劑是壓縮機(jī)油。26.按照權(quán)利要求25的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的添加劑配料包括至少一種選自下面物質(zhì)的添加劑氧化抑制劑,洗滌劑和防銹劑,金屬堿活劑,添加劑加溶劑,破乳劑和抗磨添加劑。27.按照權(quán)利要求7的可生物降解的潤(rùn)滑劑,該潤(rùn)滑劑還含有溶劑。28.按照權(quán)利要求27的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的可生物降解的合成酯基料存在的量是約50-99%(重量),所述的潤(rùn)滑劑添加劑配料存在的量是約1-20%(重量);和溶劑存在的量是約1-30%。29.按照權(quán)利要求7的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的可生物降解的潤(rùn)滑劑是2循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)油。30.按照權(quán)利要求29的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的添加劑配料包括至少一種選自下面物質(zhì)的添加劑粘度指數(shù)改進(jìn)劑,腐蝕抑制劑,氧化抑制劑,偶聯(lián)劑,分散劑,耐特壓劑,顏色穩(wěn)定劑,表面活性劑,稀釋劑,洗滌劑和防銹劑,傾點(diǎn)下降劑,防沫劑,和抗磨添加劑。31.按照權(quán)利要求29的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的分散劑是官能化的和衍生的烴,其中官能作用包括至少一個(gè)式-CO-Y-R3的基團(tuán),其中Y是O或S;R3是芳基,取代的芳基或取代的烴基,和-Y-R3的pKa為12或更低;其中至少50%的官能團(tuán)被連接到叔碳原子上;和其中所述的官能化烴是由親核反應(yīng)劑衍生的。32.按照權(quán)利要求7的可生物降解的潤(rùn)滑劑,其中所述的可生物降解的潤(rùn)滑劑是齒輪油。全文摘要一種包括下面基料混合物的可生物降解的合成酯基料:(A)下面物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物:(1)具有通式R(OH)文檔編號(hào)C10M169/04GK1173197SQ95197399公開日1998年2月11日申請(qǐng)日期1995年12月8日優(yōu)先權(quán)日1994年12月8日發(fā)明者C·B·當(dāng)肯,L·K·米德申請(qǐng)人:埃克森化學(xué)專利公司
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