CN101365774B - 具有高氧化稳定性的无灰润滑油 - Google Patents

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Abstract

无灰液压油或造纸机油，其VI在155和300之间、RPVOT大于680分钟、和40℃下的运动粘度为19.8-748cSt。具有高VI和高RPVOT的无灰液压油或造纸机油包含：a)具有连续的碳原子数和确定的环烷烃组成或低牵引系数的III类基础油，b)无灰抗氧剂添加剂浓缩物，和c)少量的VI改进剂。无灰液压油或造纸机油的制造方法，包括a)加氢异构化脱蜡，b)分馏，c)选择具有非常高的VI和高含量的具有环烷属官能团的分子或低牵引系数的馏分，和d)将所述馏分与无灰抗氧剂调和。此外还有改进无灰液压油或造纸机油的氧化稳定性的方法。

Description

具有高氧化稳定性的无灰润滑油
发明领域
本发明涉及具有高粘度指数和极好的氧化稳定性的无灰液压油和无灰造纸机油，具有优良的氧化稳定性的无灰液压油和无灰造纸机油的制备方法，和无灰液压油或无灰造纸机油的氧化稳定性的改进方法。
发明背景
授予ExxonMobil的WO 00/14183和US 6,103,099教导了生产异链烷属润滑剂基础油料的方法，包括对蜡质的、链烷属的、包含650-750°F+烃的费-托合成的烃原料进行加氢异构化，所述加氢异构化在所述650-750°F+原料烃足以产生650-750°F+的加氢异构化的基础油料的转化水平下进行，其中所述加氢异构化的基础油料包含所述基础油料，当该基础油料与至少一种润滑剂添加剂混合时会生成满足希望的规格的润滑剂。对液压油要求专利保护，但并没有教导有关的制造方法或具有极好的氧化稳定性的润滑油组合物。
Conoco ECOTERRATM液压油由高品质的加氢裂化基础油配制并用无灰、无锌抗磨添加剂包强化。它具有高氧化稳定性，以使得ISO32等级在150℃下由ASTM D2272旋转压力容器氧化测试(RPVOT)所测的结果为700分钟。ISO46等级的结果为685分钟，和ISO68等级的结果为675分钟。然而Conoco ECOTERRATM液压油具有约为102或更低的低粘度指数。
PetroCanada PURITYTMFG AW液压油的RPVOT结果在884和888分钟之间，但是它们也仅具有约102或更低的粘度指数。
PetroCanada HYDREX SUPREMETM是RPVOT结果为约1300分钟的ISO32液压油。HYDREX SUPREMETM是PetroCanada的商标。该产品中的基础油是高度精炼的水白色基础油。所述PetroCanada HYDREXSUPREMETM液压油中使用的基础油不具有格外高的粘度指数，并且只能获得有限量的所述基础油。将其与大量的粘度指数改进剂混合以使其具有约为353的粘度指数。此外，已经由合成基础油并也由由植物油制备的高油性的基础油制造出具有高粘度指数和良好的氧化稳定性的液压油。然而，这些类型的基础油是昂贵的并且不能大量获得。
希望使用这样的基础油制备的具有极好的氧化稳定性和高粘度指数的润滑油，所述基础油具有大于90wt％的饱和化合物、小于10wt％的芳族化合物、大于120的粘度指数、小于0.03wt％的硫和连续的碳原子数，不包含高含量的粘度指数改进剂；和它的制备方法。
发明概述
我们发现了由这样的基础油制备的无灰润滑油，所述基础油具有大于90wt％的饱和化合物、小于10wt％的芳族化合物、大于120的基础油粘度指数、小于0.03wt％的硫和连续的碳原子数；其中所述无灰润滑油的润滑油粘度指数在155和300之间，由ASTM D2272-02用旋转压力容器氧化测试所测的结果为大于680分钟，和40℃下的运动粘度为19.8-748cSt；和其中所述无灰润滑油是液压油或造纸机油。
我们还发现了无灰液压油或无灰造纸机油，其包含：
a)基础油，其具有：大于90wt％的饱和化合物、小于10wt％的芳族化合物、大于120的粘度指数、小于0.03wt％的硫和连续的碳原子数、和大于35wt％的具有环烷属官能团的全部分子或在运动粘度为15cSt下和在滑动/滚动比为40％下测定的小于或等于0.021的牵引系数；
b)无灰抗氧剂添加剂浓缩物；和
c)小于全部润滑油的0.5wt％的粘度指数改进剂；
其中所述无灰液压油或无灰造纸机油的粘度指数大于155，和在150℃下由ASTM D2272-02用旋转压力容器氧化测试所测的结果大于600分钟。
此外，我们发现了无灰液压油或无灰造纸机油，其包含：
a)在全部润滑油的1wt％和99.8wt％之间的基础油，该基础油具有大于90wt％的饱和化合物、小于10wt％的芳族化合物、大于150的基础油粘度指数、小于0.03wt％的硫、连续的碳原子数、和大于35wt％的具有环烷属官能团的全部分子或在运动粘度为15cSt下和在滑动/滚动比为40％下测定的小于或等于0.021的牵引系数；
b)在全部润滑油的0.05wt％和5wt％之间的无灰抗氧剂添加剂浓缩物；和
c)小于全部润滑油的0.5wt％的粘度指数改进剂；
其中所述无灰液压油或无灰造纸机油的润滑油粘度指数大于155，和在150℃下由ASTM D2272-02用旋转压力容器氧化测试所测的结果大于600分钟。
我们还发明了高氧化稳定性的无灰液压油或无灰造纸机油的制造方法。所述制造无灰液压油或无灰造纸机油的方法包括：
a)对蜡质原料进行加氢异构化脱蜡以制备基础油，所述蜡质原料具有大于60wt％的正烷烃和小于25ppm的全部合并的氮和硫，所述基础油具有大于90wt％的饱和化合物、小于10wt％的芳族化合物、大于120的基础油粘度指数、小于0.03wt％的硫，和连续的碳原子数；
b)将所述基础油分馏成不同粘度等级的基础油；
c)选择一种或多种所述不同粘度等级的基础油，其具有大于150的选择的基础油粘度指数，和大于35wt％的具有环烷属官能团的全部分子或小于或等于0.021的牵引系数，和
d)将所选择的一种或多种不同粘度等级的基础油与无灰抗氧化剂添加剂浓缩物调和以制备无灰液压油或无灰造纸机油；
其中所述无灰液压油或无灰造纸机油的粘度指数在155和300之间，和在150℃下由ASTM D2272-02用旋转压力容器氧化测试所测的结果大于680分钟。
我们还开发了改进无灰液压油或无灰造纸机油的氧化稳定性的新方法，包括：
a.选择基础油，所选基础油具有大于90wt％的饱和化合物、小于10wt％的芳族化合物、大于120的基础油粘度指数、小于0.03wt％的硫、连续的碳原子数、大于35wt％的具有环烷属官能团的全部分子或在运动粘度为15cSt下和在滑动/滚动比为40％下测定的小于或等于0.021的牵引系数、和大于2.1的具有单环烷属官能团的分子与具有多环烷属官能团的分子的比例；和
b.用所选择的基础油替换所述无灰液压油或无灰造纸机油中的一部分基础油以生产改进的无灰润滑油；
其中所述改进的无灰润滑油在150℃下由ASTM D 2272-02用旋转压力容器氧化测试所测的结果比所述无灰液压油或无灰造纸机油的用旋转压力氧化测试所测的结果多至少50分钟。
发明详述
具有极好的氧化稳定性和高粘度指数的液压油和循环油是高度希望的。极好的氧化稳定性转化为更长的油品寿命、延长油品更换时间并且因此降低停工期成本。极好的氧化稳定性还使油泥的积累最小化并降低了有害的清漆沉积物，确保平稳可靠的运行。
几种类型的液压油和循环油设备需要在极高和极低温度条件下运行。为适应宽范围的环境条件，需要具有高粘度指数的润滑油。过去，通过包括粘度指数(VI)改进剂来实现高粘度指数。逐渐地，设计更小的液压泵以在更高的压力下运行。升高的压力导致更高的温度、增加了润滑油的氧化降解、和所述润滑油中的任何VI改进剂的可能的更大的剪切。
本发明的润滑油包含在155和300之间的粘度指数。粘度指数由ASTM D2270-04测定。在一个实施方案中，粘度指数在160和250之间。高粘度指数可归于在所述润滑油中使用的III类基础油的高粘度指数。
本发明的润滑油包含在40℃下为19.8-748cSt的运动粘度。运动粘度由ASTM D 445-04测定。
与III类基础油相比，使用由ASTM D2272-02所测的旋转压力容器氧化测试(RPVOT)对所述充分配制的润滑油的氧化稳定性进行测定。这种试验方法利用氧加压的容器来评价新的并且在役的充分配制的润滑油和其它的成品润滑剂的氧化稳定性，该方法在水和铜催化剂盘管的存在下在150℃进行。本发明的润滑油的RPVOT结果大于600分钟，优选大于680或700分钟，更优选大于800分钟，和最优选大于900分钟。
本发明的润滑油的氧化稳定性也可由ASTM D943-04a通过汽轮机油稳定性测试(TOST)测定。所述TOST在水、氧气和金属催化剂的存在下、在95℃的浴锅中测定油的耐氧化性和耐生成酸性。当所述油的酸值达到2.0mgKOH/g油时或者测试时间达到10,000小时，以先到者为准，来确定测试的终点。所述TOST结果以小时来报告。本发明的润滑油的TOST结果优选大于10000小时。
在优选的实施方案中，本发明的润滑油还包括在50℃下由ASTM D3427-03所测的小于0.8分钟的空气释放，或另外包括由ASTM D665-03所测的方法B锈蚀测试的合格结果。
液压油
含有锌抗磨(AW)液压油添加剂包的本发明的液压油是为满足所有的主泵生产商的保护液压泵的需求而设计的高级液压油。该油表现出高氧化稳定性、产生比常规液压油显著更长的使用寿命。如所有的抗磨液压油所要求的一样，维持最低的金属与金属间的接触以帮助延长设备寿命。这些油设计用于叶片、活塞和齿轮泵，并在液压高于1000psi的场合下表现特别良好。
含有无灰抗磨添加剂包的本发明的液压油是为达到或超过常规抗磨流体的性能要求同时提供额外环境安全水平而配制的无锌油。所有的等级满足Denison HF-0的要求，而ISO 32和46分别满足CincinnatiMilacron P-68和P-70的要求。ISO68满足Cincinnati Milacron P-69的要求，ISO46既满足移动液压系统的M-2950-S的Vickers抗磨要求，又满足工业液压系统的I-286-S的要求。Chevron Clarity液压油AW天生是可生物降解的，并且通过了EPA的急性水生生物毒性(LC-50)测试。这些油具有比常规液压油显著更好的氧化稳定性。
含有无灰抗磨添加剂包的本发明的液压油是为在环境敏感区域中的移动的和固定的液压设备的叶片、活塞和齿轮泵中使用而设计的。它们尤其良好地适用于如在轴向活塞泵中所发现的高于5000psi的应用中。
循环油
汽轮机油和造纸机油，例如，属于普通类的循环油。抗锈蚀和抗氧化的(R&O)油、抗磨的(AW)油和极压(EP)油都是循环油。
本发明的循环油在一个实施方案中是造纸机油，其在造纸机循环系统、干燥机轴承和压光辊组(calender stacks)中非常有用。它们优选地满足或超过造纸机设备制造商(包括Valmet、Beloit和VoithSulzer)的规格。
所述含有锌抗磨添加剂包的、粘度等级为ISO150、ISO220和ISO320的循环油可分别用作密封式齿轮传动装置的AGMA R&O型的4、5和6号油。粘度等级为ISO220和ISO320的含有锌抗磨添加剂包的所述循环油还可以在高达80℃(175°F)的升高的环境温度下的滑动轴承和滚动轴承中使用。
含有无灰抗磨添加剂包的、粘度等级为ISO 100、ISO 150、ISO220、ISO 320和460的本发明的循环油可分别用作AGMA 3EP、4EP、5EP、6EP和7EP油。它们适用于背-侧(back-side)齿轮和密封式齿轮传动装置。含有无灰抗磨添加剂包的本发明的循环油表现出卓越的氧化稳定性并产生类似齿轮油的EP特征。它们还有优异的湿过滤性，如Pall过滤性试验表明的一样。推荐将含有无灰抗磨添加剂包的本发明的循环油用在造纸机的所有循环系统中，包括湿端系统、干燥机轴承和压光辊组。ISO 220和320也可以用在滑动轴承或滚动轴承中。
汽轮机油
汽轮机油属于R&O或EP型循环油的子集。由于它们极好的氧化稳定性，大多数汽轮机油被认为是高品质R&O油。汽轮机油一般在40℃下的运动粘度为28.8-110cSt。它们通常为ISO 22、ISO 32、ISO 46、ISO 68或ISO 100粘度等级。汽轮机油使用不同于液压油和其它循环油(例如造纸机油)的添加剂包。所有的汽轮机油添加剂包包括抗氧剂浓缩物。优选使用的汽轮机油添加剂包是为II类和III类基础油所优化的那些。汽轮机油添加剂包可商购于添加剂生产商，包括ChevronOronite、Ciba Specialty Chemicals、Lubrizol和Infineum。根据汽轮机的OEM，氧化稳定性是汽轮机油最重要的性质。旋转压力容器氧化测试(由ASTM 02272-02所测的RVPOT)和汽轮机油稳定性测试(由ASTM D 943-04a所测的TOST)是被汽轮机生产商引用的最常见的氧化测试。本发明的汽轮机油的氧化稳定性超过用II类油制造的早期汽轮机油的氧化稳定性。在优选的实施方案中，本发明的汽轮机油在150℃下由ASTM D 2272-02用旋转压力容器氧化测试所测的结果大于1300分钟。
I类、II类和III类基础油
I类、II类和III类基础油是在API出版物1509中定义的。在该公开的上下文中，III类基础油是这样的基础油，其具有大于90wt％的饱和化合物、小于10wt％的芳族化合物、大于120的粘度指数和小于0.03wt％的硫。本发明的优选的III类基础油还具有连续的碳原子数。III类基础油不同于API出版物1509中分别定义的IV类和V类基础油。本发明的润滑油中使用的III类基础油是由蜡质原料制造的。用在本发明的实践中的蜡质原料通常包含至少40wt％的正烷烃，优选大于50wt％的正烷烃，和更优选大于60wt％的正烷烃。正烷烃的重量百分数一般由气相色谱测定，例如在2004年7月22日提交的美国专利申请10/897906中详细描述的，引用作为参考。所述蜡质原料可以是常规石油衍生的原料，例如，例如疏松石蜡，或者它也可以衍生自合成原料，例如，由费-托合成制备的原料。所述原料的大部分应该在高于650°F时沸腾。优选地，至少80wt％的所述原料在高于650°F时沸腾，并且最优选至少90wt％在高于650°F时沸腾。实施本发明中使用的高度链烷属原料一般初始倾点高于0℃，更通常高于10℃。
术语“费-托衍生的”或“FT衍生的”意味着所述产物、馏分或原料源自于费托工艺或在某个阶段由费-托工艺产生。用于费-托工艺的原料可来自多种烃质资源，包括天然气、煤、页岩油、石油、城市废物、这些物质的衍生物和它们的组合。
疏松石蜡可以通过所述润滑油馏分的加氢裂化或溶剂精炼从常规的石油衍生的原料中获得。一般地，从由这些方法之一制备的溶剂脱蜡原料中回收疏松石蜡。通常优选加氢裂化，因为加氢裂化也会将氮含量降至低值。就衍生自溶剂精炼油的疏松石蜡而言，也可用脱油来降低氮含量。加氢处理疏松石蜡也可用来降低氮和硫含量。疏松石蜡具有非常高的粘度指数，取决于油含量和制备疏松石蜡的起始材料，通常为约140-200。因此，疏松石蜡适用于制备具有很高粘度指数的III类基础油。
用于本发明中的蜡质原料优选具有小于25ppm的全部合并的氮和硫。通过熔融所述蜡质原料然后按照ASTM D 4629-96进行氧化燃烧和化学发光检测来测定氮。在并入本文的美国专利6503956中进一步描述了该测试方法。通过熔融所述蜡质原料然后按照ASTM D 5453-00进行紫外荧光来测定硫。在并入本文的美国专利6503956中进一步描述了该测试方法。
在不远的将来，随着大规模费托合成工艺投入生产，用于本发明的蜡质原料预期是大量的和相对有成本竞争力的。由费托工艺制备的合成原油包含多种固态、液态和气态烃的混合物。在润滑基础油范围内沸腾的这些费托产物含有高比例的蜡，这使得它们成为加工成III类基础油的理想候选者。因此，费托蜡代表了用于根据本发明的方法制备高品质III类基础油的优异原料。在室温下费托蜡通常为固体，并因此展现出差的低温性质，例如倾点和浊点。然而，该蜡经过加氢异构化后，可制备具有优异的低温性质的费托衍生的III类基础油。适宜的加氢异构化脱蜡方法的一般描述可见引入本文的美国专利No.5,135,638和5,282,958；和美国专利申请20050133409。
通过使该蜡质原料与加氢异构化催化剂在异构化区域在加氢异构化条件下接触来实施该加氢异构化。加氢异构化催化剂优选包含形状选择性的中等孔尺寸分子筛、贵金属加氢组分和耐高温氧化物载体。该形状选择性的中等孔尺寸分子筛优选选自SAPO-11、SAPO-31、SAPO-41、SM-3、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35、ZSM-48、ZSM-57、SSZ-32、菱钾沸石、镁碱沸石和它们的组合。更优选SAPO-11、SM-3、SSZ-32、ZSM-23和它们的组合。优选的贵金属加氢组分是铂、钯或它们的组合。
加氢异构化条件取决于所使用的蜡质原料、所使用的加氢异构化催化剂、该催化剂是否被硫化、所希望的收率和所希望的III类基础油的性质。在本发明中有用的优选的加氢异构化条件包括：温度为260-约413℃(500-约775°F)、总压为15-3000psig和氢气与原料的比例为约0.5-30MSCF/bbl，优选为约1-约10MSCF/bbl，更优选为约4-约8MSCF/bbl。通常，氢气可与产物分离并再循环到该异构化区域中。
任选地，可加氢精制通过加氢异构化脱蜡生产的该III类基础油。该加氢精制可以一个或多个步骤发生，可在将该III类基础油分馏成一种或多种馏分之前或之后发生。加氢精制意图通过除去芳族化合物、烯烃、有色体和溶剂来改进产品的氧化稳定性、UV稳定性和外观。对加氢精制的概述可参见引入本文的美国专利No.3,852,207和4,673,487。可能需要加氢精制步骤来将该III类基础油中的烯烃的重量百分比减少至小于10wt％，优选小于5wt％，更优选小于1wt％，且最优选小于0.5wt％。也可能需要加氢精制步骤来将芳族化合物的重量百分比减少至小于0.1wt％，优选小于0.05wt％，更优选小于0.02wt％，且最优选小于0.01wt％。
将所述III类基础油分馏成不同粘度等级的基础油。在本公开的上下文中，“不同粘度等级的基础油”定义为两种或多种在100℃下的运动粘度上至少彼此相差1.0cSt的基础油。使用ASTM D 445-04测定运动粘度。使用真空分馏装置进行分馏以产生具有预选沸程的馏分。
所述III类基础油馏分的倾点一般小于0℃。优选所述倾点小于-10℃。另外，在某些实施方案中，所述III类基础油馏分的倾点(℃)具有倾点(以℃计)与在100℃下的运动粘度(以cSt计)之比大于基础油倾点因子，其中所述基础油倾点因子根据以下公式定义：基础油倾点因子＝7.35×Ln(在100℃下的运动粘度)-18。根据ASTMD5950-02测定倾点。
III类基础油馏分具有通过FIMS测量的可测量的不饱和分子的数量。在优选的实施方案中，定制本发明的方法中的加氢异构化脱蜡和分馏条件以生产基础油的一种或多种选定的馏分，其中该选定的馏分中具有环烷属官能团的分子的总含量大于20wt％，优选大于35wt％或大于40wt％；和粘度指数大于150。所述III类基础油的一种或多种选定的馏分通常具有小于70wt％的具有环烷属官能团的分子。优选地，所述III类基础油的一种或多种选定的馏分还将具有大于2.1的具有单环烷属官能团的分子与具有多环烷属官能团的分子的比例。在优选的实施方案中，可以没有具有多环烷属官能团的分子，这样具有单环烷属官能团的分子与具有多环烷属官能团的分子之比大于100。
在本发明的III类基础油馏分中，具有单环烷属官能团的环烷属分子的占绝对优势的存在提供了极好的氧化稳定性、低Noack挥发度、以及希望的添加剂溶解性和弹性体相容性。所述III类基础油馏分中的烯烃重量百分比小于10wt％，优选小于5wt％，更优选小于1wt％，和最优选小于0.5wt％。所述III类基础油馏分中的芳族化合物重量百分比优选小于0.1wt％，更优选小于0.05wt％，和最优选小于0.02wt％。
在优选的实施方案中，在运动粘度为15cSt下和在滑动/滚动比为40％下测定的所述III类基础油馏分的牵引系数小于0.023，优选小于或等于0.021，更优选小于或等于0.019。优选地，它们的牵引系数小于由以下公式所规定的量：牵引系数＝0.009×Ln(运动粘度)-0.001，其中在牵引系数测定过程中，所述运动粘度在2和50cSt之间；和在平均滚动速度为3m/s、滑动/滚动比为40％和负载为20牛顿下测定所述牵引系数。2004年4月29号提交的美国专利公开号US20050241990A1教导了这些优选的基础油馏分的实例。
在优选的实施方案中，在所述润滑油的润滑剂基础油馏分中烯烃和芳族化合物显著低时，所选定的III类基础油馏分的氧化器BN将大于25小时，优选大于35小时，更优选大于40或者甚至41小时。所选定的III类基础油馏分的氧化器BN一般小于60小时。氧化器BN是测定III类基础油的氧化稳定性的简便方法。Stangeland等人在美国专利3852207中描述了所述氧化器BN测试。所述氧化器BN测试用Dornte型氧吸附装置测定抗氧化能力。见R.W.Dornte“白油的氧化”Industrial and Engineering Chemistry，第28卷，26页，1936年。通常，所述条件是在340°F下1大气压的纯氧气。结果以100g油吸收1000ml O2的小时数来报告。在所述氧化器BN测试中，每100克油使用0.8ml催化剂并且所述油中包括了添加剂包。所述催化剂是可溶的金属环烷酸盐在煤油中的混合物。所述可溶的金属环烷酸盐混合物模拟了用过的曲轴箱油的平均金属分析。所述催化剂中的金属含量如下：铜＝6927ppm；铁＝4083ppm；铅＝80208ppm；锰＝350ppm；锡＝3565ppm。所述添加剂包是80毫摩尔双聚丙烯苯基二硫代磷酸锌/100克油，或大约1.1克OLOA 260。所述氧化器BN测试测定了模拟应用中的润滑基础油的响应。高值或吸收1升氧气的时间长表明氧化稳定性良好。
OLOA是Oronite Lubricating Oil Additive
Figure S2006800524797D00111
的缩写，它是Chevron Oronite的注册商标。
本发明的润滑油包含基于全部润滑油的1wt％和99.8wt％之间的选定的III类基础油馏分。选定的III类基础油在所述润滑油中的量优选大于15wt％。本发明的润滑油包含ISO 22直至ISO680的粘度等级。所述ISO粘度等级根据ASTM D2422-97(2002年重新批准)来定义。
抗氧添加剂浓缩物
本发明的润滑油包含抗氧剂添加剂浓缩物。存在抗氧剂添加剂浓缩物以最小化或延迟润滑剂氧化降解的开始。在优选的实施方案中，本发明的抗氧剂添加剂浓缩物可包含一种或多种受阻酚氧化抑制剂。受阻酚(酚类的)氧化抑制剂的实例包括：2，6-二叔丁基苯酚、4，4’-亚甲基-双(2，6-二-叔丁基苯酚)、4，4’-双(2，6-二-叔丁基苯酚)、4，4’-双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4，4’-亚丁基-双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4，4’-异亚丙基-双(2，6-二-叔丁基苯酚)、2，2’-亚甲基-双(4-甲基-6-壬基苯酚)、2，2’-亚异丁基-双(4，6-二甲基苯酚)、2，2’-亚甲基-双(4-甲基-6-环己基苯酚)、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2，6-二叔丁基-1-二甲基氨基-对-甲酚、2，6-二叔丁基-4-(N，N’-二甲基氨基甲基苯酚)、4，4’-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，2’-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、双(3-甲基-4-羟基-5-叔丁基苄基)-硫化物、和双(3，5-二-叔丁基-4-羟基苄基)。
抗氧剂添加剂浓缩物的另一个实施方案包括氧化抑制剂2-(4-羟基-3，5-二叔丁基苄基硫醇)醋酸酯，它可以作为IRGANOX L118
Figure S2006800524797D00121
商购于位于NY 10591，Terrytown的White Plains路540号的CibaSpecialty Chemicals，并且没有其它的氧化抑制剂。
额外的或其它类型的氧化抑制剂也可以用于所述抗氧剂添加剂浓缩物中。额外的氧化抑制剂可以进一步降低润滑油在使用中变质的倾向。所述抗氧剂添加剂浓缩物可包括但不限于含有例如二硫代氨基甲酸金属盐(例如二硫代氨基甲酸锌)、亚甲基双(二丁基二硫代氨基甲酸盐)、二烷基二硫代磷酸锌、和二苯胺之类的氧化抑制剂。二苯胺氧化抑制剂包括但不限于烷基化的二苯胺、苯基-α-萘胺、和烷基化的α-萘胺。在某些配方中会发现不同氧化抑制剂间的协同效应，例如二苯胺和受阻酚氧化抑制剂之间的协同效应。
优选的抗氧剂添加剂浓缩物是无灰的，意思是它们不含金属。使用无灰添加剂降低了沉积物的生成并且具有环境性能优势。尤其希望除去润滑油中的含锌添加剂。
可掺入到本发明的润滑油中的抗氧剂添加剂浓缩物的量为约0.01wt％-约5wt％，优选约0.05wt％-约5wt％，更优选约0.05wt％-约2.0wt％，甚至更优选约0.05wt％-约1.0wt％。
粘度指数改进剂(VI改进剂)：
VI改进剂通过降低随温度增加而变稀的速率和随温度降低而变稠的速率来修改润滑剂的粘性性质。因此VI改进剂提供了在低温和高温下的增强的性能。VI改进剂一般由于分子在高应力区中的剪切而遭到机械降解。液压系统中产生的高压使液体经受高达107s-1的剪切速率。液压剪切导致液压系统中流体温度升高，和剪切可致使润滑油的永久粘度损失。
通常VI改进剂是可油溶性的有机聚合物，一般是烯烃均聚物或共聚物或它们的衍生物，它们的数均分子量为约15000-1百万原子质量单位(amu)。VI改进剂通常以约0.1-10wt％的浓度加入到润滑油中。它们通过使它们所加入到的润滑油在高温下比低温下增稠得更多来起作用，从而保持所述润滑剂粘度随温度的变化比不加入它们的情况更稳定。粘度随温度的变化通常由粘度指数(VI)来表示，大VI(例如140)的油的粘度随温度的变化小于低VI(例如90)的油的粘度随温度的变化。
主要类型的VI改进剂包括：甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯的聚合物和共聚物、乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-二烯共聚物和聚异丁烯，常常对VI改进剂进行加氢以移出残余的烯烃。VI改进剂衍生物包括分散剂VI改进剂，其含有极性官能团例如接枝的琥珀酰亚胺基团。
本发明的润滑油中具有小于0.5wt％，优选小于0.4wt％，更优选小于0.2wt％的VI改进剂。最优选所述润滑油根本不含VI改进剂。
具体的分析测试方法：
烯烃的wt％：
根据以下步骤A-D由质子-NMR来测定本发明中的III类基础油中的烯烃wt％：
A.制备测试烃在氘代氯仿中的5-10％的溶液。
B.获取至少12ppm谱宽的正常质子谱并精确地参照化学位移(ppm)轴。该仪器必须具有足够的增益范围以获得信号而无接收器/ADC的过载。当使用30度的脉冲时，该仪器必须具有65000的最小信号数字化动态范围。优选地，该动态范围将是260000或更多。
C.测量以下范围之间的积分强度：
6.0-4.5ppm(烯烃)
2.2-1.9ppm(烯丙基型)
1.9-0.5ppm(饱和的)
D.使用由ASTM D2503确定的测试物质的分子量来计算：
1.饱和烃的平均分子式
2.烯烃的平均分子式
3.总积分强度(＝所有积分强度的和)
4.每个样品氢的积分强度(＝总积分/分子式中的氢的数目)
5.烯烃氢的数目(＝烯烃积分/每个氢的积分)
6.双键的数目(＝烯烃氢×烯烃分子式中的氢/2)
7.由质子NMR得到的烯烃的wt％＝100×双键的数目×典型的烯烃分子中的氢的数目/典型的测试物质分子中的氢的数目。
通过质子NMR计算程序D所得到的烯烃的wt％在烯烃％结果低(小于约15wt％)时工作得最好。所述烯烃必须是“常规的”烯烃，即氢与双键碳相连的那些烯烃类型的分布式的混合物，例如：α、亚乙烯基、顺式、反式和三取代的烯烃。这些烯烃类型具有在1和约2.5之间的可检测的烯丙基与烯烃积分比例。当该比例超过约3时，它表明存在更高百分比的三或四取代的烯烃，且必须做出不同的假设以计算样品中的双键数目。
通过HPLC-UV测量芳族化合物：
用于测量本发明的润滑剂基础油中的低含量的具有至少一个芳族官能团的分子的方法使用Hewlett Packard 1050系列四梯度高效液相色谱(HPLC)系统，该系统与HP 1050二极管阵列紫外-可见光检测器相连，界面为HP化学工作站。基于它们的UV光谱的图案和它们的洗脱时间，来鉴别高度饱和的III类基础油中的各芳族种类。用于本分析的氨基柱主要基于芳族分子的环的数目(或更准确地，双键数目)来区分芳族分子。因此，含有单环芳族化合物的分子将首先被洗脱，然后是多环的芳族化合物按照每分子的双键数目渐增的顺序被洗脱。对于具有相似的双键特征的芳族化合物，环上仅具有烷基取代的那些将比具有环烷基取代的那些洗脱得更快。
从各种基础油芳烃的UV吸收谱明确地鉴别它们是通过辨认它们的峰电子跃迁相对于纯模型化合物类似物的全部红移程度来实现的，该红移程度取决于环体系上的烷基和环烷基取代基的量。众所周知这些红移是芳环中的π-电子的烷基离域化引起的。由于很少有未取代的芳族化合物在润滑剂范围内沸腾，对于被鉴定的所有主要的芳基，一定程度的红移是预料之中的且观察的到的。
通过积分色谱图来对洗脱的芳族化合物进行定量，其中该色谱图由对每个大类的化合物优化过的波长在恰当的保留时间窗口内制成，通过人工评价洗脱的化合物在不同时间的各自的吸收谱并基于它们与模型化合物吸收谱的定性相似处将它们归属为恰当的芳族类，由此来确定对于每个芳族类的保留时间窗口界限。极少例外，在高度饱和的API II类和III类润滑剂基础油中仅观察到5类芳族化合物。
HPLC-UV校正：
HPLC-UV被用来鉴定甚至非常低含量的这些类的芳族化合物。多环芳族化合物的吸收一般比单环芳族化合物的吸收强10-200倍。烷基取代也影响吸收约20％。因此，使用HPLC来分离和鉴定各种芳族化合物并且知道它们如何有效地吸收是重要的。
鉴定了5类芳族化合物。除了在最高度保留的烷基-1-环芳族环烷烃和次高度保留(the least highly retained)的烷基萘类之间有小的重叠以外，所有的芳族化合物种类是基线分辨的。通过垂线下落方法在272nm处确定对于共洗脱的1-环和2-环芳族化合物的积分界限。通过从纯模型化合物混合物建立Beer定律图，基于与所述取代的芳族类似物最相近的光谱峰值吸光度，首先确定每个芳族化合物大类的依赖于波长的响应因子。
例如，基础油中的烷基-环己基苯分子在272nm处显示出清楚的峰值吸光度，这相应于未取代的1，2，3，4-四氢化萘模型化合物在268nm处发生的相同的(受禁)跃迁。通过假设烷基-1-环芳族环烷烃在272nm处的摩尔吸光度响应因子与从Beer定律图计算的1，2，3，4-四氢化萘在268nm处的摩尔吸光度近似相等，计算基础油样品中烷基-1-环芳族环烷烃的浓度。通过假设每一芳族化合物类的平均分子量近似等于整个基础油样品的平均分子量，来计算芳族化合物的重量百分比浓度。
通过经由耗尽性的HPLC色谱直接从润滑剂基础油中分离所述1-环芳族化合物，进一步改进所述校正方法。直接用这些芳族化合物进行校正消除了与模型化合物有关的假设和不确定性。如所预期的，分离的芳族样品具有比模型化合物更低的响应因子，因为它是更高度取代的。
更具体地，为了精确地校正该HPLC-UV方法，使用Waters半制备HPLC装置从所述润滑剂基础油本体中分离出取代的苯芳族化合物。将10g样品在正己烷中1∶1稀释，并注射到氨基键合的二氧化硅柱(5cm×22.4mm ID保护柱)中，然后通过两个8-12微米的氨基键合的二氧化硅颗粒的25cm×22.4mm ID柱(由Rainin Instruments，Emeryville，California制备)，采用流量为18ml/min的正己烷作为流动相。基于来自设定在265nm和295nm的双波长UV检测器的检测器响应，将柱洗提液分级。收集饱和物级分直到265nm吸光度显示0.01吸光度单位的变化，这是单环芳族化合物开始洗脱的信号。收集单环芳族化合物级分直到265nm和295nm之间的吸光度比例降到2.0，这表明双环芳族化合物开始洗脱。通过将所述单环芳族化合物级分重新进行色谱处理消除由于HPLC柱过载而导致的“拖尾的”饱和物级分，来进行所述单环芳族化合物级分的纯化和分离。
这种纯化的芳族“标准物”显示，相对于未取代的1，2，3，4-四氢化萘，烷基取代使摩尔吸光度响应因子降低了约20％。
通过NMR确认芳族化合物：
所述纯化的单芳族标准物中的具有至少一个芳族官能团的所有分子的重量百分比通过长持续时间的C13NMR分析来确认。NMR比HPLC UV更容易校正，因为它简单地测量芳族碳，所以其响应不依赖于被分析的芳族化合物的种类。通过已知高度饱和的润滑剂基础油中的95-99％的芳族化合物是单环芳族化合物，将NMR结果从芳族碳％换算成芳族分子％(为了与HPLC-UV和D2007一致)。
需要高功率、长持续时间和好的基线分析，以精确地测量低至0.2％芳族分子的芳族化合物。
更具体地，为了通过NMR精确地测量低含量的具有至少一个芳族官能团的所有分子，修改标准的D 5292-99方法以给出500∶1的最小碳灵敏度(通过ASTM标准实践E386)。采用在具有10-12mm Nalorac探针的400-500MHz NMR上的15小时持续时间运行。使用Acorn PC积分软件来定义基线的形状并一致地积分。在运行中改变一次载波频率，以避免由脂族峰在芳族区域成像所造成的非自然信号。通过在所述载波谱的两侧进行摄谱，分辨率得以显著改善。
通过FIMS测分子组成：
通过场离子化质谱(FIMS)来将本发明的润滑剂基础油表征为烷烃和具有不同不饱和数的分子。通过FIMS确定该油馏分中的分子的分布。经由固体探针，优选通过将少量的(约0.1mg)待测试的基础油放在玻璃毛细管内，将样品导入。该毛细管放在质谱仪的固体探针的尖端，并在操作在约10-6托下的质谱仪中以在50℃/分钟和100℃/分钟之间的速率将该探针从约40-50℃加热到500或600℃。该质谱仪以5秒/十个的速率从m/z为40扫描到m/z为1000。
所用的质谱仪是Micromass Time-of-Flight。对于所有化合物类型的响应因子假定为1.0，以便从面积百分比确定重量百分比。加和所得到的质谱图以生成一个“平均化的”谱图。
通过FIMS来将本发明的润滑剂基础油表征为烷烃和具有不同不饱和数的分子。所述具有不同不饱和数的分子可由环烷烃、烯烃和芳族化合物组成。如果芳族化合物以显著的量存在于该润滑剂基础油中，它们会在FIMS分析中被鉴别为4-不饱和。当烯烃以显著的量存在于该润滑剂基础油中，它们会在FIMS分析中被鉴别为1-不饱和。来自FIMS分析的1-不饱和、2-不饱和、3-不饱和、4-不饱和、5-不饱和和6-不饱和的总数，减去由质子NMR测得的烯烃的wt％，并减去由HPLC-UV测得的芳族化合物的wt％，是本发明的润滑剂基础油中具有环烷属官能团的分子的总重量百分比。注意，如果芳族化合物含量没有测量，假定其小于0.1wt％并且其不包括在对于具有环烷属官能团的分子的总重量百分比的计算中。
具有环烷属官能团的分子是指是单环的或稠合多环的饱和烃基团的任何分子，或含有作为一个或多个取代基的单环的或稠合多环的饱和烃基团的任何分子。该环烷属基团可任选地被一个或多个取代基所取代。代表性实例包括但不限于：环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、十氢萘、八氢并环戊二烯、(6-十五烷基)环己烷、3，7，10-三环己基十五烷、1-(6-十五烷基)十氢萘等。
具有单环烷属官能团的分子是指是3-7个环碳的单环饱和烃基的任何分子或被3-7个环碳的单个单环饱和烃基取代的任何分子。该环烷属基团可任选地被一个或多个取代基所取代。代表性实例包括但不限于：环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、(6-十五烷基)环己烷等。
具有多环烷属官能团的分子是指是两个或多个稠合环的稠合多环饱和烃环基的任何分子、被一个或多个2个或更多个稠合环的稠合多环饱和烃环基取代的任何分子、或被多于1个3-7个环碳的单环饱和烃基取代的任何分子。所述稠合多环饱和烃环基优选具有2个稠合环。所述环烷属基团可任选地被一个或多个取代基所取代。代表性实例包括但不限于：十氢萘、八氢并环戊二烯、3，7，10-三环己基十五烷、1-(6-十五烷基)十氢萘等。
润滑油氧化稳定性的改进方法
我们发现了改进润滑油氧化稳定性的方法，该方法通过用本发明的希望的基础油替换润滑油配方中一部分原始基础油来实现。本发明的希望的基础油具有大于90wt％的饱和化合物、小于10wt％的芳族化合物、大于120的粘度指数、小于0.03wt％的硫、连续的碳原子数、大于35wt％的具有环烷属官能团的全部分子、和大于2.1的具有单环烷属官能团的分子与具有多环烷属官能团分子之比。被替换的原始基础油可选自I类、II类、其它III类、聚α烯烃、聚内烯烃和它们的混合物。其它III基础油的实例是Chevron 4R、Chevron 7R、ExxonMobilVISOM、Shell XHVI 4.0、Shell XHVI 5.2、Nexbase 3043、Nexbase3050、Yubase 4、Yubase 6和PetroCanada 4、6和8。
当一部分原始基础油被本发明的希望的基础油替换后，所述RPVOT测试结果提高了至少25分钟，优选至少50分钟，更优选至少100分钟，和最优选至少150分钟。此外，粘度指数提高了。优选地，所述粘度指数提高了至少10，但可以提高了至少25，或甚至至少50。在优选的实施方案中，所述润滑油也会在空气释放方面得到改进，并且在50℃下由ASTM D4327-03所测的空气释放小于0.8分钟。在本发明的上下文中，原始基础油部分在1wt％和100wt％之间，优选在20％和100％之间，和最优选大于50wt％。
实施例
实施例1：
加氢处理的钴基费-托蜡具有下列性质：
表I
  性质
  氮，ppm   ＜0.2
  硫，ppm   ＜6
  由气相色谱测得的正烷烃，wt％   76.01
经过加氢异构化脱蜡、加氢精制、分馏并调和到目标粘度由所述加氢处理的钴基费-托蜡来制备两种基础油：FT-7.3和FT-14。该基础油的性质如表II所示。
表II
  样品性质   FT-7.3   FT-14
  100℃下的粘度，cSt   7.336   13.99
  粘度指数   165   157
  倾点，℃   -20   -8
  SIMDIST(wt％)，°F510/305070/9095 742777/858906950/9951011 963972/100610451090/11681203
  芳族化合物总wt％   0.02819   0.04141
  烯烃wt％   4.45   3.17
  FIMS，Wt％烷烃1-不饱和物2-至6-不饱和物总计 72.827.20.0100.0 59.040.20.8100.0
  具有环烷属官能团的全部分子   22.7   37.8
  单环烷烃与多环烷烃之比   ＞100   46.3
  氧化器BN，小时   24.08   18.89
FT-14是本发明的润滑油中所使用的基础油的实例。它具有大于35wt％的具有环烷属官能团的全部分子和高粘度指数。
实施例2：
将使用所述FT-7.3和FT-14的两种ISO46液压油调和物与商用液体锌抗磨(AW)液压油添加剂包相调和。所述液压油添加剂包包含与其它添加剂混合的液体抗氧剂添加剂浓缩物。所述两种调和物内都没有加入粘度指数改进剂。表III中总结了这两种液压油调和物的配方。
表III
  组分，Wt％   HYDA   HYDB
  液压油AW添加剂包   0.73   0.73
  FT-7.3   81.55   83.53
  FT-14   17.52   15.54
  PMA PPD   0.20   0.20
  粘度指数改进剂   0.00   0.00
  总计   100.00   100.00
表IV中示出了这两种不同的液压油调和物的性质。
表IV
  性质   HYDA   HYDB
  40℃下的粘度，cSt   43.7   43.7
  粘度指数   163   163
  在150℃下的RPVOT，降低25psi的分钟数   608   610
  TORT B锈蚀   合格
  在100℃下铜条腐蚀3小时   1b
  50℃下的空气释放(D3427)   1.8
HYDA和HYDB都是本发明的具有高氧化稳定性和高VI的润滑油的实例。由于基础油的独特品质，不用任何粘度指数改进剂就能实现高VI。令人惊讶的是，根据RPVOT测试的氧化稳定性与认为具有相对高烯烃含量并且氧化器BN小于25小时的基础油的氧化稳定性一样高。
实施例3
使用常规的I类或II类基础油，或者添加或者不添加粘度指数改进剂或密封膨胀剂，并使用与实施例2中描述的调和物相同的商用液体锌AW液压油添加剂包，来制备3种对比调和物。表V中总结了这些对比调和物的配方。
表V
  组分，Wt％   对比HYDC   对比HYDD   对比HYDE
  液压油AW添加剂包   0.73   0.73   0.73
  I类基础油   99.17   0.00   0.00
  II类基础油   0.00   99.07   93.16
  PMA PPD   0.10   0.20   0.20
  粘度指数改进剂   0.00   0.00   5.11
  密封膨胀剂   0.00   0.00   0.80
  总计   100.00   100.00   100.00
表VI中示出了这三种不同的对比液压油调和物的性质。
表VI
  性质   对比HYDC   对比HYDD   对比HYDE
  40℃下的粘度，cSt   43.7   43.4   43.7
  粘度指数   99   100   158
  在150℃下的RPVOT，下降25psi的分钟数 317 483 346
使用不同基础油制备的这些对比基础油不具有本发明的润滑油的希望的高VI和极好的氧化稳定性。尽管在对比HYDE中加入粘度指数改进剂改进了粘度指数，但RPVOT仍然远远小于600分钟。
注意，通过用本发明的优选的III类基础油代替对比HYDD中使用的II类基础油(见HYDB)，我们能够将RPVOT测试结果增加多于100分钟。
此外，所述液压油的粘度指数提高50以上，但是没有添加任何粘度指数改进剂。
实施例4：
由Luxco-160石油基蜡和Moore & Munger C80铁基FT蜡的50/50混合物制备两种基础油：FT-7.6和FT-13.1。所述蜡的50/50混合物具有约65.5wt％的正烷烃、约2ppm的氮、和小于4ppm的硫。用来制备所述基础油的方法是加氢异构化脱蜡、加氢精制、分馏和调和到目标粘度。所述基础油具有表VII中所示的性质。
表VII
  样品性质   FT-7.6   FT-13.1
  100℃下的粘度，cSt   7.597   13.14
  粘度指数   162   152
  倾点，℃   -13   -4
  SIMDIST(wt％)，°F510/305070/9095 778862/902934972/10261056 953974/100710361061/11061140
  芳族化合物总Wt％   0.01683   0.04927
  烯烃Wt％   0.0   0.0
  FIMS，Wt％烷烃1-不饱和物2-至6-不饱和物总计 58.334.47.3100.0 42.739.417.9100.0
  具有环烷属官能团的全部分子   41.7   57.3
  单环烷烃与多环烷烃之比   4.7   2.2
  氧化器BN，小时   45.42   33.52
FT-7.6和FT-13.1都是在本发明中使用的优选的基础油的实例。它们都具有大于35wt％的具有环烷属官能团的所有分子和大于150的粘度指数。它们都衍生自蜡质原料，该蜡质原料具有大于60wt％的正烷烃和小于25ppm的全部合并的硫和氮。此外，这些基础油都具有非常低的芳烃和烯烃，这也有助于提高氧化稳定性。它们都具有在25和60小时之间的氧化器BN。FT-7.6是尤其优选的III类基础油，因为它粘度指数大于150并且氧化器BN大于45小时。如果在润滑油配方中使用这些油中的一种来代替粘度指数小于130的I类、II类或III类基础油，RPVOT结果会提高150分钟以上，和粘度指数会提高50以上，不用添加任何其它添加剂或粘度指数改进剂。
实施例5：
将两种ISO46液压油调和物(HYDF和HYDG)和一种使用所述FT-7.6和FT-13.1的ISO68的液压油调和物(HYDH)与用于实施例2和3中的同样的商用液体锌AW液压油添加剂包调和。所述三种调和物中都不加入粘度指数改进剂。表VII中总结了这三种液压油调和物的配方。
表VII
  组分，Wt％   HYDF   HYDG   HYDH
  液压油AW添加剂包   0.73   0.73   0.73
  FT-7.6   88.94   90.00   36.05
  FT-13.1   10.13   8.87   63.02
  PMA PPD   0.20   0.40   0.20
  粘度指数改进剂   0.00   0.00   0.00
  总计   100.00   100.00   100.00
表VIII中示出了这三种不同的液压油调和物的性质。
表VIII
  性质   HYDF   HYDG   HYDH
  40℃下的粘度，cSt   43.7   43.7   65.1
  粘度指数   162   163   158
  150℃下的RPVOT、下降25psi的分钟数   690   746   697
  50℃下的空气释放(D 3427)   1.06   0.67   1.75
实施例6：
使用FT-7.6和FT-13.1制备了Chevron Clarity合成液压油AW ISO 46的调和物(HYDJ)。在该调和物中使用了无灰抗磨添加剂包。所述无灰抗磨添加剂包包含约46％的液体抗氧剂添加剂浓缩物。所述液体抗氧剂添加剂浓缩物包含二苯胺和高分子量受阻酚抗氧剂的混合物。所述调和物中没有加入粘度指数改进剂。还使用Chevron 4R和Chevron 7R III类基础油和4.6wt％的粘度指数改进剂制备了Chevron Clarity
Figure S2006800524797D00242
合成液压油AW ISO 32的对比调和物(对比HYDK)。Chevron 4R和Chevron 7R III类基础油一般具有大于约75wt％的具有环烷属官能团的全部分子。不像在本发明的液压油中所使用的基础油，它们都具有约2.1或更小的具有单环烷属官能团的分子与具有多环烷属官能团的分子之比。表IX中总结了这两种液压油调和物的配方。
Clarity
Figure S2006800524797D00251
是Chevron Products公司的注册商标。
表IX
  组分，Wt％   HYDJ   对比HYDK
  无灰液压油AW添加剂包   0.55   0.49
  FT-7.6   82.61   0.00
  FT-13.1   16.74   0.00
  Chevron 4R/7R III类基础油   0.00   94.72
  PMA PPD   0.20   0.19
  粘度指数改进剂   0.00   4.60
  总计   100.00   100.00
表X中示出了这两种不同的液压油调和物的性质。
表X
  性质   HYDJ   对比HYDK
  40℃下的粘度，cSt   45.4   36.4
  粘度指数   162   180
  150℃下的RPVOT，下降25psi的分钟数   931   678
尽管所述对比HYDK液压油具有非常好的RPVOT结果，它仍然小于对我们的发明中的液压油所获得的结果，并且明显小于HYDJ的RPVOT。注意，所述对比HYDK包含这样的基础油(Chevron 4R/7R III类)，该基础油不具有大于150的粘度指数，也不具有本发明中使用的优选的基础油的大于2.1的具有单环烷属官能团的分子与具有多环烷属官能团分子的优选比例。对比HYDK还包含显著量的粘度指数改进剂以实现大于155的粘度指数。
实施例7：
通过用具有表XI中所示性质的FT衍生的基础油替换大于50％的聚α烯烃基础油来制备Chevron Clarity
Figure S2006800524797D00261
合成造纸机油ISO 220的调和物。
表XI
  性质   FT衍生的基础油A
  粘度指数   ＞160
  牵引系数*   ＜0.021
  饱和化合物Wt％   ＞99
  芳族化合物Wt％   ＜0.05
  烯烃Wt％   0.0
  具有环烷属官能团的全部分子   在35wt％和70wt％之间
  硫，ppm   ＜2
  氮，ppm   ＜1
*在运动粘度为15cSt下和在滑动/滚动比为40％下测定牵引系数。施加的负载是20N，与0.83GPa的Hertzian压力相对应。
原始造纸机油和改进的造纸机油都含有相同的无灰抗磨添加剂包。所述无灰抗磨添加剂包的组分是抗氧剂添加剂浓缩物。用FT衍生的基础油A替换所述造纸机油中的显著部分的基础油，所得到的改进的造纸机油具有由ASTM D2272-02测得的大于680分钟的旋转压力容器氧化测试结果，这比所述原始造纸机油的结果(475分钟)多出至少200分钟。
本申请中引用的所有出版物、专利和专利申请，在此引用其全部内容作为参考，其引用程度好像每一个单独的出版物、专利申请或专利的公开内容被专门地和单独地指出，以引入它们的全部内容供参考。
本领域技术人员很容易对上面公开的本发明的示例性的实施方案进行许多修改。因此，将本发明解释为包括落入所附权利要求范围之内的所有结构和方法。

Claims (41)

1.无灰液压油或无灰造纸机油，包含：
a.基础油，其具有
i.大于90wt％的饱和化合物，
ii.小于10wt％的芳族化合物，
iii.大于120的粘度指数，
iv.小于0.03wt％的硫，
v.连续的碳原子数，和
vi.大于35wt％的具有环烷属官能团的全部分子；
b.无灰抗氧剂添加剂浓缩物；和
c.小于全部润滑油的0.5wt％的粘度指数改进剂；
其中所述无灰液压油或无灰造纸机油的润滑油粘度指数大于155和在150℃下由ASTM D2272-02用旋转压力容器氧化测试所测的结果大于600分钟。
2.权利要求1的无灰液压油或无灰造纸机油，其中所述基础油衍生自蜡质原料，其中蜡质原料具有大于60wt％的正烷烃和小于25ppm的合并的氮和硫。
3.权利要求1的无灰液压油或无灰造纸机油，其中所述基础油具有大于40wt％的具有环烷属官能团的全部分子。
4.权利要求1的无灰液压油或无灰造纸机油，其中所述基础油是费-托衍生的。
5.权利要求1的无灰液压油或无灰造纸机油，其中所述润滑油的润滑油粘度指数大于160。
6.权利要求1的无灰液压油或无灰造纸机油，其中所述用旋转压力容器氧化测试所测的结果大于700分钟。
7.权利要求6的无灰液压油或无灰造纸机油，其中所述用旋转压力容器氧化测试所测的结果大于800分钟。
8.权利要求1的无灰液压油或无灰造纸机油，其中所述无灰液压油或无灰造纸机油的TOST结果大于10000小时。
9.权利要求1的无灰液压油或无灰造纸机油，其选自ISO 22、ISO 32、ISO 46、ISO 68和ISO 100。
10.权利要求9的无灰液压油或无灰造纸机油，其选自ISO 32、ISO 46和ISO 68。
11.权利要求1的无灰液压油或无灰造纸机油，其选自ISO 100、ISO 150、ISO 220、ISO 320和ISO 460。
12.权利要求1的无灰液压油或无灰造纸机油，其中所述润滑油还具有在50℃下由ASTM D 3427-03所测的小于0.8分钟的空气释放。
13.权利要求1的无灰液压油或无灰造纸机油，其中所述无灰抗氧剂添加剂浓缩物包含受阻酚、二苯胺或它们的混合物。
14.权利要求1的无灰液压油或无灰造纸机油，其中所述无灰抗氧剂添加剂浓缩物是无灰抗磨添加剂包的组分。
15.无灰液压油或无灰造纸机油，包含：
a.基于所述全部润滑油的1wt％和99.8wt％之间的基础油，所述基础油具有
i.大于90wt％的饱和化合物，
ii.小于10wt％的芳族化合物，
iii.小于0.03wt％的硫，
iv.连续的碳原子数，
v.大于35wt％的具有环烷属官能团的全部分子；和
vi.大于150的基础油粘度指数；
b.在所述全部润滑油的0.05wt％和5wt％之间的无灰抗氧剂添加剂浓缩物；和
c.小于所述全部润滑油的0.5wt％的粘度指数改进剂；其中所述无灰液压油或无灰造纸机油具有：
i.大于155的润滑油粘度指数；和
ii.大于600分钟的在150℃下由ASTM D2272-02用旋转压力容器氧化测试所测的结果。
16.权利要求15的无灰液压油或无灰造纸机油，其中所述基础油具有小于0.05wt％的芳族化合物和小于5wt％的烯烃。
17.权利要求15的无灰液压油或无灰造纸机油，其中所述基础油具有小于0.05wt％的芳族化合物和小于1wt％的烯烃。
18.权利要求15的无灰液压油或无灰造纸机油，其中所述基础油还具有大于2.1的具有单环烷属官能团的分子与具有多环烷属官能团的分子的比例。
19.权利要求15的无灰液压油或无灰造纸机油，其中所述无灰抗氧剂添加剂浓缩物包含受阻酚、二苯胺或它们的混合物。
20.权利要求15的无灰液压油或无灰造纸机油，其中所述无灰抗磨添加剂浓缩物是无灰抗磨添加剂包的组分。
21.高氧化稳定性的无灰液压油或无灰造纸机油的制备方法，包括：
a.对蜡质原料进行加氢异构化脱蜡以制备基础油，所述蜡质原料具有大于60wt％的正烷烃和小于25ppm的全部合并的氮和硫，所述基础油具有大于90wt％的饱和化合物、小于10wt％的芳族化合物、大于120的基础油粘度指数、小于0.03wt％的硫，和连续的碳原子数；
b.将所述基础油分馏成不同粘度等级的基础油；
c.选择一种或多种所述不同粘度等级的基础油，其具有：
i.大于150的选择的基础油粘度指数，和
ii.大于35wt％的具有环烷属官能团的全部分子；
d.将所选择的一种或多种不同粘度等级的基础油与无灰抗氧化剂添加剂浓缩物调和以制备无灰液压油或无灰造纸机油；
其中所述无灰液压油或无灰造纸机油的粘度指数在155和300之间，和在150℃下由ASTM D2272-02用旋转压力容器氧化测试所测的结果大于680分钟。
22.权利要求21的方法，其中所述一种或多种不同粘度等级的基础油具有大于40wt％的具有环烷属官能团的全部分子。
23.权利要求21的方法，其中所述无灰液压油或无灰造纸机油在150℃下由ASTM D2272-02用旋转压力容器氧化测试所测的结果大于700分钟。
24.权利要求21的方法，其中所述一种或多种不同粘度等级的基础油的氧化器BN大于41小时。
25.权利要求21的方法，其中所述一种或多种不同粘度等级的基础油还具有大于2.1的具有单环烷属官能团的分子与具有多环烷属官能团分子的比例。
26.权利要求21的方法，其中所述一种或多种不同粘度等级的基础油还具有以℃计的倾点与cSt计的100℃下的运动粘度之比大于基础油倾点因子，其中所述基础油倾点因子通过以下公式计算：基础油倾点因子＝7.35×Ln(100℃下的运动粘度)-18。
27.无灰液压油或无灰造纸机油的氧化稳定性的改进方法，包括：
a.选择基础油，其具有：
i    大于90wt％的饱和化合物；
ii   小于10wt％的芳族化合物；
iii  大于120的基础油粘度指数；
iv   小于0.03wt％的硫；
v    连续的碳原子数；
vi   大于35wt％的具有环烷属官能团的全部分子；和
vii  大于2.1的具有单环烷属官能团的分子与具有多环烷属官能团分子的比例；和
b.用所选择的基础油替换所述无灰液压油或无灰造纸机油中的一部分基础油以生产改进的无灰润滑油；其中所述改进的无灰润滑油在150℃下由ASTM D 2272-02用旋转压力容器氧化测试所测的结果比所述无灰液压油或无灰造纸机油的用旋转压力氧化测试所测的结果多至少50分钟。
28.权利要求27的方法，其中所述基础油衍生自具有大于60wt％的正烷烃的蜡质原料。
29.权利要求27的方法，其中所述蜡质原料是费-托衍生的。
30.权利要求27的方法，其中所述基础油的基础油粘度指数大于150。
31.权利要求27的方法，其中所述基础油的基础油粘度指数大于160。
32.权利要求27的方法，其中所述基础油具有小于70wt％的具有环烷属官能团的全部分子。
33.权利要求27的方法，其中所述基础油的氧化器BN小于25小时。
34.权利要求27的方法，其中所述基础油的氧化器BN在25和60小时之间。
35.权利要求27的方法，其中所述基础油具有小于0.05wt％的芳族化合物。
36.权利要求27的方法，其中所述改进的无灰润滑油还具有在50℃下由ASTM D3427-03所测的小于0.8分钟的空气释放。
37.权利要求27的方法，其中所述无灰液压油或无灰造纸机油中的所述基础油部分选自I类、II类、III类、聚α烯烃、聚内烯烃和它们的混合物。
38.权利要求27的方法，其中所述改进的无灰润滑油的用旋转压力容器氧化测试所测的结果比所述无灰液压油或无灰造纸机油的用旋转压力容器氧化测试所测的结果多至少100分钟。
39.权利要求27的方法，其中所述改进的无灰润滑油具有比所述无灰液压油或无灰造纸机油的初始粘度指数高至少25的改进的粘度指数。
40.权利要求39的方法，其中所述改进的粘度指数比所述无灰液压油或无灰造纸机油的初始粘度指数高至少50。
41.权利要求27的方法，其中所述无灰液压油或无灰造纸机油和所述改进的无灰润滑油包含相同质量百分数的无灰抗氧剂添加剂浓缩物。
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