專利名稱：改善氟烴彈性體密封相容性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于改善氟烴彈性體密封相容性的方法。2.相關(guān)技術(shù)描述用于潤(rùn)滑內(nèi)燃機(jī)和傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑油組合物含有主要量的潤(rùn)滑粘度基礎(chǔ)油、或此類油的混合物，以及一種或多種用于改善所述油的性能特性的潤(rùn)滑油添加劑。例如，使用潤(rùn)滑油添加劑來(lái)改善清凈性，減少發(fā)動(dòng)機(jī)磨損，提供抵抗熱和氧化的穩(wěn)定性，減少油耗，抑制腐性，充當(dāng)分散劑，以及減少摩擦損失。一些添加劑可提供多重益處，例如分散劑-粘度改進(jìn)劑。
其中最重要的添加劑是分散劑，如它們的名稱所示，用于提供發(fā)動(dòng)機(jī)清潔度和保持例如碳酸鹽殘余物、羧酸鹽殘余物、羰基殘余物(carbonyl residue)、碳煙等處于懸浮?，F(xiàn)今最廣泛使用的分散劑是在a位被聚異丁烯(PIBSA)型烷基鏈取代的琥珀酸酐與聚亞烷基胺的反應(yīng)產(chǎn)物，任選用硼衍生物、碳酸亞乙酯或?qū)I(yè)文獻(xiàn)中已知的其它后處理試劑后處理。在所使用的多胺中，優(yōu)選多亞烷基多胺，例如二亞乙基三胺(DETA)、三亞乙基四胺(TETA)、四亞乙基五胺(TEPA)、五亞乙基六胺(PEHA)和高級(jí)多亞烷基多胺(HPA)。這些多亞烷基胺與聚異丁烯(PIBSA)型烷基取代的琥珀酸酐反應(yīng)，按照這兩種反應(yīng)物的摩爾比，產(chǎn)生單琥珀酰亞胺、雙琥珀酰亞胺或者單和雙琥珀酰亞胺的混合物。這樣的反應(yīng)產(chǎn)物，任選進(jìn)行后處理，通常具有如通過(guò)總堿值或TBN所測(cè)量以每克樣品的KOH的mg數(shù)計(jì)約5-50的非零堿性氮含量，這使它們能夠保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的金屬件在使用時(shí)不受來(lái)源于潤(rùn)滑油或燃料氧化的酸性組分腐蝕，并同時(shí)保持所述氧化產(chǎn)物分散在潤(rùn)滑油中從而防止它們聚結(jié)和它們沉積到金屬件上。單琥珀酰亞胺或雙琥珀酰亞胺型分散劑如果它們的相對(duì)堿性氮含量高，即只要多胺的氮原子數(shù)目大于聚異丁烯基團(tuán)取代的琥珀酸酐基團(tuán)的數(shù)目，則甚至更為有效。然而，這些分散劑的堿性氮含量越高，則它們?cè)郊哟龠M(jìn)當(dāng)今發(fā)動(dòng)機(jī)中所用的氟烴彈性體密封件的侵蝕，這是因?yàn)閴A性氮傾向于與這種類型密封件的酸性氫原子反應(yīng)，這種侵蝕導(dǎo)致在彈性體表面形成裂紋并且損失這種類型材料所尋求的其它物理性能。美國(guó)專利No. 6，124，247 ( “‘247專利”)公開(kāi)了單琥珀酰亞胺或雙琥珀酰亞胺型分散劑如果它們的相對(duì)堿性氮含量高，即只要多胺的氮原子數(shù)目大于聚異丁烯基團(tuán)取代的琥珀酸酐基團(tuán)的數(shù)目，則甚至更為有效。然而，這些分散劑的堿性氮含量越高，則它們?cè)郊哟龠M(jìn)當(dāng)今發(fā)動(dòng)機(jī)中所用的含氟彈性體密封件的侵蝕，這是因?yàn)閴A性氮傾向于與這種類型密封件的酸性氫原子接觸，這種侵蝕導(dǎo)致在彈性體表面形成裂紋并且損失這種類型材料所尋求的其它物理性能?！?47專利還公開(kāi)了通過(guò)使用含有單琥珀酰亞胺或雙琥珀酰亞胺型分散齊IJ(后處理或不后處理)的潤(rùn)滑油組合物與硼酸化的甘油酯組合，獲得了可與氟烴彈性體相容的組合物。
因此，將期望開(kāi)發(fā)表現(xiàn)出改善的氟烴彈性體密封件相容性的潤(rùn)滑油組合物。發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案，提供了改善氟烴彈性體密封件與潤(rùn)滑油組合物的相容性的方法，所述潤(rùn)滑油組合物包含(a)主要量的潤(rùn)滑粘度基礎(chǔ)油，和(b) —種或多種含有一個(gè)或多個(gè)堿性氮原子的分散劑，該方法包括向所述潤(rùn)滑油組合物加入有效量的一種或多種具有通式Si-X4的氟烴彈性體相容性改進(jìn)劑或其水解產(chǎn)物其中每個(gè)X獨(dú)立地是含羥基的基團(tuán)、含烴氧基的基團(tuán)、含酰氧基的基團(tuán)、含氨基的基團(tuán)、含單烷基氨基的基團(tuán)或含二烷基氨基的基團(tuán)。根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案，提供了維持或改善氟烴彈性體密封件與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的潤(rùn)滑油組合物的相容性的方法，該方法包括用潤(rùn)滑油組合物使發(fā)動(dòng)機(jī)工作，所述潤(rùn)滑油組合物包含(a)主要量的潤(rùn)滑粘度基礎(chǔ)油；(b) —種或多種含有一個(gè)或多個(gè)堿性氮原子的分散劑；(C)有效量的一種或多種具有通式Si-X4的氟烴彈性體相容性改進(jìn)劑或其水解 產(chǎn)物，其中每個(gè)X獨(dú)立地是含羥基的基團(tuán)、含烴氧基的基團(tuán)、含酰氧基的基團(tuán)、含氨基的基團(tuán)、含單烷基氨基的基團(tuán)或含二烷基氨基的基團(tuán)。本發(fā)明方法有利地改善氟烴彈性體密封件與潤(rùn)滑油組合物的相容性，所述潤(rùn)滑油組合物包含(a)主要量的潤(rùn)滑粘度基礎(chǔ)油，和(b) —種或多種含有一個(gè)或多個(gè)堿性氮原子的分散劑，該方法是通過(guò)向所述潤(rùn)滑油組合物加入有效量的一種或多種具有通式Si-X4的氟烴彈性體相容性改進(jìn)劑或其水解產(chǎn)物其中每個(gè)X獨(dú)立地是含羥基的基團(tuán)、含烴氧基的基團(tuán)、含酰氧基的基團(tuán)、含氨基的基團(tuán)、含單烷基氨基的基團(tuán)或含二烷基氨基的基團(tuán)。優(yōu)選實(shí)施方案的詳述本發(fā)明涉及改善氟烴彈性體密封件與潤(rùn)滑油組合物的相容性的方法，所述潤(rùn)滑油組合物包含(a)主要量的潤(rùn)滑粘度基礎(chǔ)油，和(b) —種或多種含有一個(gè)或多個(gè)堿性氮原子的分散劑。一般而言，該方法至少涉及向潤(rùn)滑油組合物加入有效量的一種或多種具有通式Si_X4的氟烴彈性體相容性改進(jìn)劑或其水解產(chǎn)物，其中每個(gè)X獨(dú)立地是含羥基的基團(tuán)、含烴氧基的基團(tuán)、含酰氧基的基團(tuán)、含氨基的基團(tuán)、含單烷基氨基的基團(tuán)或含二烷基氨基的基團(tuán)。所述一種或多種氟烴彈性體密封相容性改進(jìn)劑是油溶性四官能可水解硅烷化合物或其水解產(chǎn)物，所述化合物由通式Si-X4的結(jié)構(gòu)表示，其中每個(gè)X獨(dú)立地是含羥基的基團(tuán)、含烴氧基的基團(tuán)、含酰氧基的基團(tuán)、含氨基的基團(tuán)、含單烷基氨基的基團(tuán)和含二烷基氨基的基團(tuán)。X的合適的含烴氧基的基團(tuán)以舉例方式包括-0R，其中R是C1-C2tl烴基。這類含烴氧基的基團(tuán)的實(shí)例包括但不限于C1-C6烷氧基、C6-CM芳氧基X7-C2ci烷基芳氧基、C7-C2ci芳基燒氧基、C6-C2tl環(huán)燒氧基、C7-C20環(huán)燒基燒氧基、C7-C20燒基環(huán)燒氧基等和它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)X獨(dú)立地是C1-C6烷氧基、C6-CM芳氧基和C1-C6酰氧基并且優(yōu)選是C1-C6烷氧基，這部分地是由于它們的商業(yè)可得性。所用的可水解基團(tuán)可以用水水解，進(jìn)行醇解、酯交換反應(yīng)，和/或通過(guò)縮合產(chǎn)生聚硅氧烷衍生物。這些硅烷化合物的四配位提供了同時(shí)具有大的硬度和高的機(jī)械彈性性能的三維膜形成物。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“可水解基團(tuán)”是指在適當(dāng)條件下能夠直接進(jìn)行縮合反應(yīng)或在適當(dāng)條件下能夠水解從而產(chǎn)生能夠進(jìn)行縮合反應(yīng)的化合物的基團(tuán)。適當(dāng)條件包括任選在縮合催化劑存在下的酸性或堿性的水性條件。因此，本文所使用的術(shù)語(yǔ)“不可水解基團(tuán)”是指在適當(dāng)條件下不能夠直接進(jìn)行縮合反應(yīng)或在上述所列用于使可水解基團(tuán)水解的條件下不能夠水解的基團(tuán)。一類油溶性四官能可水解硅烷化合物由式I或其水解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)表示
權(quán)利要求
1.一種改善氟烴彈性體密封件與潤(rùn)滑油組合物的相容性的方法，所述潤(rùn)滑油組合物包含(a)主要量的潤(rùn)滑粘度基礎(chǔ)油，和(b) —種或多種含有一個(gè)或多個(gè)堿性氮原子的分散劑，該方法包括向所述潤(rùn)滑油組合物加入有效量的一種或多種具有通式Si-X4的氟烴彈性體相容性改進(jìn)劑或其水解產(chǎn)物其中每個(gè)X獨(dú)立地是含羥基的基團(tuán)、含烴氧基的基團(tuán)、含酰氧基的基團(tuán)、含氨基的基團(tuán)、含單烷基氨基的基團(tuán)或含二烷基氨基的基團(tuán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述潤(rùn)滑粘度基礎(chǔ)油選自I類基礎(chǔ)油、II類基礎(chǔ)油、III類基礎(chǔ)油、IV類基礎(chǔ)油、V類基礎(chǔ)油和它們的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2的方法，其中所述一種或多種分散劑選自琥珀酰亞胺、羧酸酰胺、烴基單胺、烴基多胺、曼尼希堿、膦酰胺、硫代膦酰胺和磷酰胺、噻唑、三唑、包含具有一個(gè)或多個(gè)另外極性官能團(tuán)的羧酸酯的共聚物、硼酸鹽后處理的琥珀酰亞胺、碳酸亞乙酯后處理的琥珀酰亞胺和它們的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2的方法，其中所述一種或多種分散劑是烯基琥珀酰亞胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述烯基琥珀酰亞胺是聚異丁烯基琥珀酰亞胺或聚異丁烯基雙琥珀酰亞胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5的方法，其中每個(gè)X獨(dú)立地選自C1-C6烷氧基X6-C2tl芳氧基、C7-CM烷基芳氧基、C7-C20芳基烷氧基、C6-C20環(huán)烷氧基、C7-C20環(huán)烷基烷氧基和C7-C2tl烷基環(huán)烷氧基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5的方法，其中每個(gè)X獨(dú)立地選自C1-C6烷氧基X6-C2tl芳氧基和C1-C6酰氧基。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5的方法，其中所述一種或多種氟烴彈性體相容性改進(jìn)劑是一種或多種式I的油溶性四官能可水解硅烷化合物或其水解產(chǎn)物
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中a是1-4的整數(shù)，每個(gè)R獨(dú)立地是C1-C6烷氧基、C6-Cm芳氧基、c7-c2Q烷基芳氧基、C7-C2tl芳基烷氧基、C6-C2tl環(huán)烷氧基、C7-C2tl環(huán)烷基烷氧基和C7-C2tl燒基環(huán)燒氧基。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-5的方法，其中所述一種或多種氟烴彈性體相容性改進(jìn)劑選自四甲氧基娃燒、四乙氧基娃燒、四丙氧基娃燒、四異丙氧基娃燒、四丁氧基娃燒、四異丁氧基娃烷、四(甲氧基乙氧基)硅烷、四(甲氧基丙氧基)硅烷、四(乙氧基乙氧基)硅烷、四(甲氧基乙氧基乙氧基)硅烷、三甲氧基乙氧基硅烷、二甲氧基二乙氧基硅烷、三乙氧基甲氧基硅烷和它們的混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10的方法，其中基于潤(rùn)滑油組合物的總重量，所述潤(rùn)滑油組合物包含 約O. 05-約15wt. %的一種或多種分散劑；和 約O. 01-約5wt. %的一種或多種氟烴彈性體相容性改進(jìn)劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11的方法，該潤(rùn)滑油組合物還包含選自抗氧化劑、清凈劑、防銹劑、去混濁劑、破乳劑、金屬鈍化劑、摩擦改進(jìn)劑、抗磨損劑、傾點(diǎn)抑制劑、消泡劑、助溶劑、包相容劑、緩蝕劑、染料、極壓劑和它們的混合物中的一種或多種潤(rùn)滑油添加劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12的方法，其中所述一種或多種氟烴彈性體相容性改進(jìn)劑還包含稀釋油以形成添加劑濃縮物。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13的方法，其中所述潤(rùn)滑油組合物是用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱潤(rùn)滑油組合物。
15.一種或多種具有通式Si-X4的氟烴彈性體相容性改進(jìn)劑或其水解產(chǎn)物在潤(rùn)滑油組合物中的用途，其中每個(gè)X獨(dú)立地是含羥基的基團(tuán)、含烴氧基的基團(tuán)、含酰氧基的基團(tuán)、含氨基的基團(tuán)、含單烷基氨基的基團(tuán)或含二烷基氨基的基團(tuán)，所述潤(rùn)滑油組合物包含(a)主要量的潤(rùn)滑粘度基礎(chǔ)油和(b) —種或多種含有一個(gè)或多個(gè)堿性氮原子的分散劑，用以維持或改善氟烴彈性體密封件與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的潤(rùn)滑油組合物的相容性。
全文摘要
公開(kāi)了一種改善氟烴彈性體密封件與潤(rùn)滑油組合物的相容性的方法，所述潤(rùn)滑油組合物含有(a)主要量的潤(rùn)滑粘度基礎(chǔ)油，和(b)一種或多種含有一個(gè)或多個(gè)堿性氮原子的分散劑。該方法涉及向潤(rùn)滑油組合物加入有效量的一種或多種具有通式Si-X4的氟烴彈性體相容性改進(jìn)劑或其水解產(chǎn)物，其中每個(gè)X獨(dú)立地是含羥基的基團(tuán)、含烴氧基的基團(tuán)、含酰氧基的基團(tuán)、含氨基的基團(tuán)、含單烷基氨基的基團(tuán)或含二烷基氨基的基團(tuán)。
文檔編號(hào)F16J15/00GK102803425SQ201180014401
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者K·D·尼爾森, E·S·山口, K-S·恩基, P·S·羅格斯 申請(qǐng)人:雪佛龍奧倫耐有限責(zé)任公司