專利名稱：含有官能化分散劑的潤滑劑組合物的制作方法
技術領域：
本公開內容涉及潤滑劑組合物，且特別是用于改進發動機潤滑劑組合物的煙灰或油泥處理特征，同時使添加劑對發動機密封的有害作用最小化的添加劑。背景與概述
可以選擇發動機潤滑劑組合物以在提供增加的燃料經濟性和降低的排放的同時提供增加的發動機保護。然而，為實現改進燃料經濟性和降低排放的益處，對于潤滑劑組合物，需要發動機保護和潤滑性能之間的平衡。例如摩擦調節劑的量的增加可有益于燃料經濟性的目的，但可導致潤滑劑組合物處理水的能力降低。同樣地，增加潤滑劑中抗磨劑的量可提供改進的對磨損的發動機保護，但卻可有害于用于降低排放的催化劑性能。對于潤滑劑組合物的煙灰和油泥處理組分同樣如此。隨著分散劑在潤滑劑組合物中的量增加，通常，潤滑劑的煙灰和油泥處理性質改進。然而，增加分散劑的量可對彈性體密封有不利影響，因為分散劑通常為有害于密封的胺式(aminic)含氮化合物。相信通過將多芳香官能度引入到分散劑，改進分散劑對煙灰相關的粘度增加的控制能力。因此，相信使分散劑與鄰苯二甲酸酐或萘二甲酸酐反應并用環狀碳酸酯封端提供與常規分散劑相比更好的煙灰處理能力。然而，此類官能化分散劑經常顯示不良的彈性體密封適應性，甚至在相對低的處理速率下也如此。因此，存在對可提供改進的煙灰處理以及改進的密封適應性而且適合于滿足或超出當前提出的和將來的潤滑劑性能標準的分散劑的需要。關于前面所述，本公開內容的實施方案提供發動機潤滑劑組合物、保持發動機潤滑劑的煙灰或油泥處理能力而對發動機中的彈性體密封材料無不利影響的方法和操作發動機的方法。發動機潤滑劑包括基礎油和分散劑，所述分散劑為A)烴基-二元羧酸或酸酐，B)聚胺，C)含二羧基的稠合芳香族化合物和D)非芳香族二元羧酸或酸酐的反應產物。在上述組合物的一個實施方案中，組分A包含聚烯基-取代琥珀酸或酸酐。在上述組合物的一個實施方案中，約O. 25-約I. 5摩爾的組分D與每摩爾組分B反應。在上述組合物的一個實施方案中，組合物還包含以下一種或多種去污劑、分散齊 、摩擦調節劑、抗氧化劑、防銹劑、粘度指數改進劑、乳化劑、反乳化劑、防腐劑、抗磨劑、金屬二烴基二硫代磷酸鹽、無灰胺磷酸鹽、消泡劑和傾點下降劑。在上述組合物的一個實施方案中，組合物還包含油溶性含鈦添加劑。本公開內容的另一實施方案提供保持用于發動機的發動機潤滑劑的煙灰處理能力而對發動機的彈性體密封無不利影響的方法。所述方法包括用基礎油和添加劑配制發動機的潤滑劑組合物，所述添加劑為Α)烴基-二元羧酸或酸酐，B)聚胺，C)含二羧基的稠合芳香族化合物和D)非芳香族二元羧酸或酸酐的反應產物。
在上述方法的一個實施方案中，組分C包含1，8-萘二甲酸酐。在上述方法的一個實施方案中，組分A包含馬來酸酐。在上述方法的一個實施方案中，潤滑劑組合物包含約O. 5-約5重量％的分散劑。在上述方法的一個實施方案中，酰亞胺反應產物包含聚異丁烯基琥珀酸或酸酐和含有3-5個氮原子的聚胺的反應產物。在上述方法的一個實施方案中，稠合芳香族化合物與酰亞胺反應產物反應的摩爾比的范圍為約O. 25-約I. 5且非芳香族二元羧酸或酸酐與雙酰亞胺反應產物反應的摩爾比的范圍為約O. 25-約1.5。在上述方法的一個實施方案中，潤滑劑組合物還包含以下一種或多種去污劑、分散劑、摩擦調節劑、抗氧化劑、防銹劑、粘度指數改進劑、乳化劑、反乳化劑、防腐劑、抗磨劑、金屬二烴基二硫代磷酸鹽、無灰胺磷酸鹽、消泡劑和傾點下降劑。·在上述方法的一個實施方案中，潤滑劑組合物還包含油溶性含鈦添加劑。本公開內容的再一實施方案提供操作發動機的方法，所述方法包括配制具有基礎油和潤滑劑添加劑包的用于發動機的發動機潤滑劑，所述潤滑劑添加劑包含有A)烴基-二元羧酸或酸酐，B)聚胺，C)含二羧基的稠合芳香族化合物和D)非芳香族二元羧酸或酸酐的反應產物；并用所述發動機潤滑劑操作發動機。在上述方法的一個實施方案中，與缺少組分D的情況下制造的反應產物相比，所述反應產物顯示改進的氟彈性體密封適應性。在上述方法的一個實施方案中，潤滑劑組合物包含約O. 5-約5重量％的分散劑。在上述方法的一個實施方案中，所述烴基二元羧酸或酸酐包含聚異丁烯和琥珀酸或酸酐的反應產物，所述聚異丁烯具有大于60摩爾％的末端亞乙烯基含量。使用所公開的實施方案的官能化分散劑的一個意外優勢是在官能化分散劑適合于處理煙灰的同時，官能化分散劑具有優良的彈性體密封保護性質。使用本文描述的官能化分散劑的進一步的優勢是與常規分散劑相比，可以使用更少量的官能化分散劑來實現煙灰處理能力。提供下面的術語定義以明確本文所用某些術語的含義。本文所用術語“油組合物”、“潤滑組合物”、“潤滑油組合物”、“潤滑油”、“潤滑劑組合物”、“潤滑組合物”、“充分配制的潤滑劑組合物”和“潤滑劑”被視為同義的完全可互換的術語，是指包含大量基礎油加少量添加劑組合物的潤滑成品。本文所用術語“添加劑包(additive package) ”、“添加劑濃縮物(additiveconcentrate)”和“添加劑組合物”被視為同義的完全可互換的術語，是指除大量基礎油原料混合物以外的潤滑組合物的部分。本文所用術語“烴基取代基”或“烴基”以其本領域技術人員熟知的普通意義使用。具體地講，其是指具有與分子的其余部分直接連接的碳原子并主要具有烴特性的基團。烴基的實例包括
(1)烴取代基，即脂族(例如烷基或烯基)、脂環族(例如環烷基、環烯基)取代基和芳族取代的、脂族取代的和脂環族取代的芳族取代基以及環式取代基，其中環通過分子的另一個部分成環(例如2個取代基一起形成脂環族基團)；
(2)取代的烴取代基，即含有非烴基的取代基，所述非烴基在本發明的情況下不改變主要的經取代基(例如齒素(尤其是氣和氣)、輕基、燒氧基、疏基、燒基疏基、硝基、亞硝基和磺氧基(sulfoxy))；
(3)雜取代基，即以下取代基，其在本發明的情況下，雖然具有主要的烴特性，但在本來由碳原子組成的環或鏈中含有非碳。雜原子包括硫、氧、氮，并包括諸如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基等取代基。一般而言，烴基中每10個碳原子可存在不超過2個(例如不超過I個)非烴取代基；通常，在烴基沒有非烴取代基。除非另有明確說明，否則本文所用術語“重量％”意指所述組分占整個組合物的重量的百分比。本文所用術語“油溶性的”或“可分散的”可能但不一定是指化合物或添加劑全部可溶于、溶解于、混溶于或能夠懸浮于油中。然而，以上術語的確意指例如它們可溶于或穩定分散于油中至在使用油的環境中足以發揮其預期作用的程度。此外，如有需要，額外摻入其它添加劑還可允許摻入較高水平的特定添加劑。 可通過將下文詳述的一種或多種添加劑加到合適的基礎油制劑中來配制本公開內容的潤滑油、發動機潤滑油和/或曲軸箱潤滑油。可將添加劑以添加劑包(或濃縮液)形式與基礎油混合，或者，可單獨與基礎油混合。根據所加入的添加劑及其各自的比例，充分配制的潤滑劑、發動機潤滑劑和/或曲軸箱潤滑劑可顯示改進的性能特性。本公開內容的其它詳情和優勢將在接下來的描述中部分給出，和/或可通過本公開內容的實踐來學習。可通過隨附權利要求書中具體指出的要素和組合實現和獲得本公開內容的詳情和優勢。要理解的是，前面的概述和下面的詳細描述二者僅是示例性和說明性的，并不限制所要求保護的本公開內容。附圖
簡述
圖I為用于確定根據本公開實施方案的組合物的煙灰分散性的粘度對剪切速率的圖
像表示。示例性實施方案的描述
下面將以其實施方案更有限的方面，包括本公開內容的制劑和用途的各個實例，對本公開內容進行描述。應了解的是，這些實施方案僅為了說明本發明的目的而提供，不應視作對其范圍的限制。發動機或曲軸箱潤滑劑組合物用于裝有火花點火和壓燃式發動機的交通工具。這類發動機可用于汽車、貨車和/或火車應用，并可依靠燃料(包括但不限于汽油、柴油、醇、壓縮天然氣等)運作。本公開內容可描述適合用作發動機潤滑劑的潤滑劑，比如滿足或超出ILSAC GF-5和/或API CJ-4潤滑劑標準的汽車曲軸箱潤滑劑。基礎油
適用于配制發動機潤滑劑組合物的基礎油可選自任何合適的合成油、動物油、植物油、礦物油或其混合物。可使用動物油和植物油(例如豬油、蓖麻油)以及礦物潤滑油，例如液體石油和鏈烷烴型、環烷型或混合鏈烷烴-環烷型的溶劑處理的或酸處理的礦物潤滑油。來源于煤或頁巖的油也可能是適宜的。基礎油通常在100°c下可具有約2-約15 CSt的粘度，或者再舉例來說具有約2-約10 cSt的粘度。此外，來源于氣液加工的油也是適宜的。合適的合成基礎油可包括二羧酸的烷基酯、聚二醇和醇、聚α-烯烴(包括聚丁烯)、燒基苯、磷酸的有機酯和聚娃酮油(polysilicone oil)。合成油包括烴油,例如聚合烯烴和共聚烯烴(例如聚丁烯、聚丙烯、丙烯異丁烯共聚物等) ’聚(I-己烯)、聚-α-辛烯)、聚(I-癸烯)等及其混合物；烷基苯(例如十二烷基苯、十四烷基苯、二-壬基苯、二-(2-乙基己基)苯等) ’聚苯(例如聯苯、三聯苯、烷基化聚苯等)；烷基化二苯醚和烷基化二苯硫及其衍生物、類似物和同系物等。環氧烷聚合物和共聚物及其其中末端羥基通過酯化、醚化等修飾的衍生物，構成另一類可以使用的已知合成油。這類油的典型實例為通過環氧乙烷或環氧丙烷聚合制備的油、這些聚氧化烯聚合物的烷基醚和芳基醚(例如平均分子量約為1000的甲基-聚異丙二醇醚、分子量約為500-1000的聚乙二醇的二苯醚、分子量約為1000-1500的聚丙二醇的二乙醚等)或其單羧酸酯和聚羧酸酯，例如乙酸酯、混合的C3-C8脂肪酸酯或四甘醇的C13含氧酸二酯。
另一類可以使用的合成油包括二羧酸(例如酞酸、琥珀酸、烷基琥珀酸、烯基琥珀酸、馬來酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富馬酸、己二酸、亞油酸二聚體、丙二酸、烷基丙二酸、烯基丙二酸等)與各種醇(例如丁醇、己醇、十二烷醇、2-乙基己醇、乙二醇、二甘醇單醚、丙二醇等)的酯。這些酯的具體實例包括己二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、富馬酸二正己酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二異辛酯、壬二酸二異癸酯、酞酸二辛酯、酞酸二癸酯、癸二酸二( 二十烷基)酯、亞油酸二聚體的2-乙基己二酯、通過使I摩爾癸二酸與2摩爾四甘醇和2摩爾2-乙基己酸反應形成的混合酯等。可用作合成油的酯還包括由C5-C12 —元羧酸與多元醇和多元醇醚(例如新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇等)制備的酯。因此，可用于制備本文所述發動機潤滑劑組合物的所用基礎油可選自美國石油協會(API)基礎油互換準則(American Petroleum Institute (API) Base OilInterchangeability Guidelines)中規定的I_V類中的任何基礎油。這類基礎油類別如下
表I
權利要求
1.一種發動機潤滑劑組合物，所述組合物包含基礎油和分散劑，所述分散劑包含A)烴基-二元羧酸或酸酐，B)聚胺，C)含二羧基的稠合芳香族化合物和D)非芳香族二元羧酸或酸酐的反應產物。
2.權利要求I的發動機潤滑劑組合物，其中組分C包含1，8-萘二甲酸酐。
3.權利要求I的發動機潤滑劑組合物，其中約0.25-約I. 5摩爾的稠合芳香族化合物與每摩爾組分B反應。
4.權利要求I的發動機潤滑劑組合物，其中潤滑劑組合物包含約0.5-約5重量％的分散劑。
5.權利要求I的發動機潤滑劑組合物，其中組分A包含聚異丁烯基琥珀酸或酸酐，組分C包含1，8-萘二甲酸酐，且組分D包含馬來酸酐。
6.保持發動機潤滑劑的煙灰或油泥處理能力而對發動機中的彈性體密封材料無不利影響的方法，所述方法包含用潤滑劑組合物潤滑發動機，所述組合物包含基礎油和添加劑，所述添加劑包含A)烴基-二元羧酸或酸酐，B)聚胺，C)含二羧基的稠合芳香族化合物和D)非芳香族二元羧酸或酸酐的反應產物。
7.保持發動機潤滑劑的煙灰或油泥處理能力的方法，所述方法包含用潤滑劑組合物潤滑發動機，所述組合物包含基礎油和添加劑，所述添加劑包含A)烴基-二元羧酸或酸酐，B)聚胺，C)含二羧基的稠合芳香族化合物和D)非芳香族二元羧酸或酸酐的反應產物。
8.保護發動機中的彈性體密封材料的方法，所述方法包含用潤滑劑組合物潤滑發動機，所述組合物包含基礎油和添加劑，所述添加劑包含A)烴基-二元羧酸或酸酐，B)聚胺，C)含二羧基的稠合芳香族化合物和D)非芳香族二元羧酸或酸酐的反應產物。
9.操作發動機的方法，其包含 用發動機潤滑劑潤滑發動機，所述潤滑劑包含基礎油和潤滑劑添加劑包，所述潤滑劑添加劑包包含A)烴基-二元羧酸或酸酐，B)聚胺，C)含二羧基的稠合芳香族化合物和D)非芳香族二元羧酸或酸酐的反應產物；和操作發動機。
10.權利要求9的方法，其中約0.25-約I. 5摩爾的非芳香族二元羧酸或酸酐與每摩爾組分B反應。
全文摘要
一種發動機潤滑劑組合物、保持發動機潤滑劑的煙灰或油泥處理能力而對發動機中的彈性體密封材料無不利影響的方法和操作發動機的方法。所述發動機潤滑劑包括基礎油和分散劑。所述分散劑是A)烴基-二元羧酸或酸酐，B)聚胺，C)含二羧基的稠合芳香族化合物和D)非芳香族二元羧酸或酸酐的反應產物。
文檔編號C10M143/06GK102952609SQ20121028384
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月10日 優先權日2011年8月11日
發明者N.馬瑟, J.A.拉戈納 申請人:雅富頓公司