CN102994192A - 氨基烷基膦酸二烷基酯化合物的制备及其用于抗磨、降低摩擦和/或防微点蚀的润滑剂的用途 - Google Patents

氨基烷基膦酸二烷基酯化合物的制备及其用于抗磨、降低摩擦和/或防微点蚀的润滑剂的用途 Download PDF

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Abstract

本申请涉及氨基烷基膦酸二烷基酯化合物的制备及其用于抗磨、降低摩擦和/或防微点蚀的润滑剂的用途。本申请的一个方面涉及润滑剂添加剂组合物。该润滑剂添加剂组合物包含选自下面的组分或组分混合物：(a)氨基烷基膦酸二烷基酯；(b)氨基烷基膦酸二烷基酯的成环产物；以及(a)和(b)的混合物。本申请还公开了该添加剂组合物的制备及其在用于抗磨和/或降低摩擦的润滑剂中的用途。

Description

氨基烷基膦酸二烷基酯化合物的制备及其用于抗磨、降低摩擦和/或防微点蚀的润滑剂的用途
技术领域
本申请涉及化合物、润滑剂添加剂和组合物，以及将氨基烷基膦酸二烷基酯化合物用作抗磨添加剂和/或降低摩擦剂的方法。
背景技术
通常将抗磨添加剂用于润滑剂组合物中，以降低并优选防止表面的磨损。如果这些抗磨添加剂为润滑剂组合物提供了另外的益处，例如凭借其存在表现出多于一种的功能，那么这种添加剂就能够简化配方、遏制成本、保护资源并有可能提供其它的益处。例如，抗磨添加剂的其他期望的和有用的性质提供了表面之间降低的摩擦。
发明内容
本公开描述了一种用作抗磨添加剂和/或降低摩擦剂的新的润滑剂添加剂组合物。它们可以能够以相对低的处理率被使用，并且它们可以满足包括美国、欧洲、亚太和亚洲的世界范围的原始设备制造商 (OEM)的抗磨要求，并且服务了填充应用（service fill applications）。
本公开的实施方案描述了包括选自以下的组分或组分混合物的新的润滑剂添加剂组合物：(a)氨基烷基膦酸二烷基酯；(b)氨基烷基膦酸二烷基酯的成环产物；以及(a)和(b)的混合物。
在一些实施方案中，所述氨基烷基膦酸二烷基酯包括式（I）：
Figure 2012103404775100002DEST_PATH_IMAGE001
（I）
其中，每个X独立地选自硫和氧，R和R’独立地选自含有约2-约20个碳原子的烃基基团；Y选自具有约1-约30个碳原子的烷基基团、具有约1-约30个碳原子的醇，和R’’O(R’’’O)n–H基团；R’’和R’’’是独立地包含约1-约4个碳原子的二价脂肪族烃基团，n为0-20的整数；并且R’’’’选自氢、具有约1-约30个碳原子的烷基基团、具有约1-约30个碳原子的醇，和R’’O(R’’’O)n–H基团。在一些实施方案中，所述氨基烷基膦酸二烷基酯包括具有式（II）的N,N-二（2-羟乙基）氨基甲基膦酸二乙酯：
Figure 419338DEST_PATH_IMAGE002
（II）。
在一些实施方案中，所述氨基烷基膦酸二烷基酯的成环产物包括具有式（III）的N,N-二（2-羟乙基）氨基甲基膦酸二乙酯的成环产物：
Figure 2012103404775100002DEST_PATH_IMAGE003
（III）。
在一些实施方案中，所述（羟烷基）膦酸二烷基酯包括具有式（IV）的（羟甲基）膦酸二乙酯：
Figure 398796DEST_PATH_IMAGE004
（IV）。
在一些实施方案中，所述氨基烷基膦酸二烷基酯以基于该添加剂组合物的总重量百分比计大于约50重量%的量存在。在一些实施方案中，氨基烷基膦酸二烷基酯的成环产物以基于该添加剂组合物的总重量百分比计大于约20重量%的量存在。在一些实施方案中，该（羟烷基）膦酸二烷基酯以基于所述添加剂组合物的总重量百分比计小于约20重量%、但不是0重量%的量存在。
在另一种实施方案中，润滑剂组合物包括基础油和本文中所述的添加剂组合物。
在一些实施方案中，所述添加剂组合物以大于约0.03重量%的量存在于所述润滑剂组合物中。
在一些实施方案中，所述添加剂组合物以大于约0.05重量%的量存在于所述润滑剂组合物中。
在另一种实施方案中，水力流体组合物包括基础油和本文中所述的添加剂组合物。
在另一种实施方案中，用于为被润滑的表面提供抗磨保护的方法，其包括：采用本文中所述的润滑剂组合物润滑表面。
在另一种实施方案中，用于降低被润滑的表面之间的摩擦的方法，其包括：采用本文中所述的润滑剂组合物润滑表面。
用于为被润滑的表面提供抗磨保护的方法，相对于不含所述润滑剂添加剂组合物的润滑剂组合物，可以改善抗磨保护。
用于降低被润滑的表面之间的摩擦的方法，相对于不含所述润滑剂添加剂组合物的润滑剂组合物，可以改善抗磨保护。
在另一种实施方案中，用于制备氨基烷基膦酸二烷基酯化合物的方法，其包括使亚磷酸二烷基酯、醛和二烷醇胺一起反应。
在一些实施方案中，所述亚磷酸二烷基酯是亚磷酸二乙酯。
在一些实施方案中，所述醛是甲醛。
在一些实施方案中，所述二烷醇胺是二乙醇胺。
在一些实施方案中，所述亚磷酸二烷基酯包括选自亚磷酸二丁酯、亚磷酸二（2-乙基己基）酯、亚磷酸二苯酯和亚磷酸二油基酯的物质。
在另一种实施方案中，用于制备氨基烷基膦酸二烷基酯化合物的方法，其包括使亚磷酸二烷基酯、醛和二烷基胺一起反应。
在一些实施方案中，所述二烷基胺包括选自二乙胺、二丙胺和二油基胺的物质。
在另一种实施方案中，用于制备氨基烷基膦酸二烷基酯化合物的方法包括使亚磷酸二烷基酯、醛和二（2-乙氧基乙基）胺一起反应。
本申请提供了以下技术方案。
1. 一种润滑剂添加剂组合物，其包含选自以下述的组分或组分的混合物：
(a) 氨基烷基膦酸二烷基酯；
(b) 氨基烷基膦酸二烷基酯的成环产物；以及
(a)和(b)的混合物。
2. 技术方案1所述的润滑剂添加剂组合物，其中所述氨基烷基膦酸二烷基酯包括式(I)：
(I) 
Figure 240850DEST_PATH_IMAGE001
其中，每个X独立地选自硫和氧；
其中，R和R’独立地选自含有约2-约20个碳原子的烃基基团；
其中，Y选自具有约1-约30个碳原子的烷基基团、具有约1-约30个碳原子的醇，和R’’O(R’’’O)n–H基团，其中R’’和R’’’独立地为含有约1-约4个碳原子的二价脂肪族烃基团并且n为0-20的整数；和
其中，R’’’’选自氢、具有约1-约30个碳原子的烷基基团、具有约1-约30个碳原子的醇，和R’’O(R’’’O)n–H基团，其中R’’和R’’’独立地为含有约1-约4个碳原子的二价脂肪族烃基团并且n为0-20的整数。
3. 技术方案1所述的润滑剂添加剂组合物，其中所述氨基烷基膦酸二烷基酯包括具有式（II）的N,N-二（2-羟乙基）氨基甲基膦酸二乙酯：
Figure 636059DEST_PATH_IMAGE002
（II）。
4. 技术方案1所述的润滑剂添加剂组合物，其中所述氨基烷基膦酸二烷基酯的成环产物包括具有式（III）的N,N-二（2-羟乙基）氨基甲基膦酸二乙酯的成环产物：
Figure 14213DEST_PATH_IMAGE003
（III）。
5. 技术方案1所述的润滑剂添加剂组合物，其中所述组分的混合物还包括：(c)（羟烷基）膦酸二烷基酯。
6. 技术方案5所述的润滑剂添加剂组合物，其中所述（羟烷基）膦酸二烷基酯包括具有式（IV）的（羟甲基）膦酸二乙酯：
Figure 836676DEST_PATH_IMAGE004
（IV）。
7. 技术方案1所述的润滑剂添加剂组合物，其中所述氨基烷基膦酸二烷基酯以基于所述添加剂组合物的总重量百分比计大于约50重量%的量存在。
8. 技术方案1所述的润滑剂添加剂组合物，其中所述氨基烷基膦酸二烷基酯的成环产物以基于所述添加剂组合物的总重量百分比计大于约20重量%的量存在。
9. 技术方案2所述的润滑剂添加剂组合物，其中所述（羟烷基）膦酸二烷基酯以基于所述添加剂组合物的总重量百分比的小于约20重量%、但不是0重量%的量存在。
10. 一种包含基础油和技术方案1所述的添加剂组合物的润滑剂组合物。
11. 技术方案10所述的润滑剂组合物，其中所述添加剂组合物以大于约0.03重量%的量存在于所述润滑剂组合物中。
12. 技术方案10所述的润滑剂组合物，其中所述添加剂组合物以大于约0.05重量%的量存在于所述润滑剂组合物中。
13. 一种含有基础油和技术方案1所述的添加剂组合物的水力流体组合物。
14. 一种用于为被润滑的表面提供抗磨保护的方法，其包括：采用技术方案10所述的润滑剂组合物润滑表面。
15. 一种用于降低被润滑的表面之间的摩擦的方法，其包括：采用技术方案10所述的润滑剂组合物润滑表面。
16. 用于为技术方案14所述的被润滑的表面提供抗磨保护的方法，其中相对于不含技术方案1所述的润滑剂添加剂组合物的润滑剂组合物，改善了抗磨保护。
17. 用于降低技术方案15所述的被润滑的表面之间的摩擦的方法，其中相对于不含技术方案1所述的润滑剂添加剂组合物的润滑剂组合物，改善了抗磨保护。
18. 一种用于制备氨基烷基膦酸二烷基酯化合物的方法，其包括使亚磷酸二烷基酯、醛和二烷醇胺一起反应。
19. 技术方案18所述的方法，其中所述亚磷酸二烷基酯是亚磷酸二乙酯，其中所述醛是甲醛，并且其中所述二烷醇胺是二乙醇胺。
20. 技术方案18所述的方法，其中所述亚磷酸二烷基酯含有选自亚磷酸二丁酯、亚磷酸二（2-乙基己基）酯、亚磷酸二苯酯和亚磷酸二油基酯的物质。
21. 一种用于制备氨基烷基膦酸二烷基酯化合物的方法，其包括使亚磷酸二烷基酯、醛和二烷基胺一起反应。
22. 技术方案21所述的方法，其中所述二烷基胺含有选自二乙胺、二丙胺和二油基胺的物质。
23. 一种用于制备氨基烷基膦酸二烷基酯化合物的方法，其包括使亚磷酸二烷基酯、醛和二（2-乙氧基乙基）胺一起反应。
术语“组分混合物”用于描述(a)氨基烷基膦酸二烷基酯和(b)氨基烷基膦酸二烷基酯的成环产物的混合物或组合。任选地，该混合物还可以含有(c)（羟烷基）膦酸二烷基酯。
本文中所描述的组分的混合物可以分别形成，然后将其加入润滑剂组合物或添加剂组合物。替代地，本文中所描述的组分的混合物可以在当将其共混、混合，和/或与其它组分反应形成以形成该润滑剂组合物或添加剂组合物时形成。
一方面，本文中所描述的组分的混合物可以以任何有效提供改善的金属表面上的抗磨性能和/或降低摩擦性的量存在于润滑剂组合物中。例如，该混合物可以以相对于所述润滑剂组合物的总重量至多约10重量%但不为0重量%的量存在，例如至多约0.1重量%但不为0重量%，并且作为另一种实例，至多约0.05重量%但不为0重量%，并作为更进一步的实例，以至多约0.03重量%但不为0重量%的量存在。
如本文中所使用的，术语“烷基”和本文中所述的其它基团的烷基部分（例如，烷氧基）可以是直链或支链的（如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基）；任选被1-3如上所限定的合适的取代基取代，例如氟、氯、三氟甲基、（C1-C6）烷氧基、（C6-C10）芳氧基、三氟甲氧基、二氟甲氧基或（C1-C6）烷基的。本文中所用的短语“每个所述烷基”是指如烷氧基、烯基或烷氨基的基团中的任何前述烷基部分。
如本文中所使用的，术语“油组合物”、“润滑组合物”、“润滑油组合物”、“润滑油”、“润滑剂组合物”、“完全配制的润滑剂组合物”和“润滑剂”被认为是同义的、完全可互换的术语，其所指的是指含有大量基础油和小量添加剂组合物的最终润滑产品。
如本文中所使用的，术语“添加剂包”、“添加剂浓缩物”和“添加剂组合物”被认为是同义的、完全可互换的术语，其所指的是指排除大量基础油原料混合物以外的润滑剂组合物的一部分。
如本文中所使用的，术语“剂”和“添加剂”被理解为同义的、完全可互换的术语，其所指的是指排除大量基础油原料混合物以外的润滑剂组合物的单功能性组分。
本公开的另外的目的和益处将在说明书下面部分中陈述，和/或可以通过实施本公开来了解。依靠所附的权利要求中具体指出的要素和组合，将会实现和获得本公开的目的和益处。
将会理解上面的综合描述和下面的具体描述都仅为示例和解释，而并非所要求保护的本公开的限定。
附图说明
图1是显示由HFRR Test Rig生成的磨损测试数据的柱状图。
图2是显示由HFRR Test Rig生成的摩擦测试数据的柱状图。
图3是显示由HFRR Test Rig生成的磨损测试数据的柱状图。
具体实施方式
可以使用以下方案中所概括的合成路线的实例来制备本文中所公开的组分的混合物：
Figure 2012103404775100002DEST_PATH_IMAGE005
。
如果使亚磷酸二乙酯、甲醛和胺反应，所得的产物是膦酸酯产物（水为副产物，其未示于该方案中）。存在由这一方法所产生的中间体膦酸酯，由此所得的产物可以含有这一中间体。
从下面的重排来制备所得产物的成环产物：
。
由以上方案所得的产物含有大于约50重量%的N,N-二（2-羟乙基）氨基甲基膦酸二乙酯、大于约20重量%的N,N-二（2-羟乙基）氨基甲基膦酸二乙酯的成环产物，和小于约20重量%、但不为0重量%的（羟甲基）膦酸二乙酯。作为进一步的实例，所得的产物可以含有约58重量%的N,N-二（2-羟乙基）氨基甲基膦酸二乙酯、约26重量% 的N,N-二（2-羟乙基）氨基甲基膦酸二乙酯的成环产物，和小于约16重量%的（羟甲基）膦酸二乙酯。
所得的产物可以具有约150 mg KOH/g 至约300 mg KOH/g 的TBN、约10 mg KOH/g 至约30 mg KOH/g的 TAN，和约50至约75的KV40。作为进一步的实例，所得的产物可以具有约214 mg KOH/g 的TBN、约21 mg KOH/g 的TAN和约62.58的KV40。
氧基-和硫基-磷酸与(1)烷氧基化的胺、(2)多胺和(3)多元醇的磷酰胺、酯和胺衍生物可以通过，例如使胺或醇与下式的二烷基磷酸的酰基氯反应形成：
Figure 2012103404775100002DEST_PATH_IMAGE007
其中，R’和R’’独立地选自含有约2-20个碳原子的烃基基团，X选自氧和硫（包括其各种组合）。该烃基基团可以选自C8 - C20烷基或烯基以提供油溶性。如在烷氧基化的胺的情况下，酸和烷氧基化的胺的反应不仅形成酰胺还形成酯和酯-酰胺。二烷基亚磷酸可以通过，例如使一种或多种含有约4-20个碳的醇与无机的五硫化二磷反应制得，该醇是例如正丁醇、异丁醇、叔丁醇、2-丁醇、戊醇、己醇、环己醇、2-乙基己醇、1-癸醇、1-十二醇、鲸蜡醇，和硬脂醇。通过酸和氯气的反应可以制得该酰基氯，例如：
Figure 427243DEST_PATH_IMAGE008
。
胺衍生物（也可将其视为亚磷酸酯）可以通过使亚磷酸二烷基酯与甲醛和二烷醇胺反应，以例如如下方式制得：
。
在一些实施方案中，二烷醇胺的醇被烷基所代替。从而使用二烷基胺。例如，可以将二乙醇胺用下面的一种或多种代替：二乙胺、二丙胺、二油基胺，或将二乙醇胺上的羟基基团转化为醚。这种产物可以通过在合成的第一步中将二乙醇胺的-OH基团转化为醚而制得。例如，使二乙醇胺转化为二（2-乙氧基乙基）胺。该两个醚端可以抑制环化反应并提高溶解性。
在一些实施方案中，亚磷酸酯中的R基团可以是二丁基、二（2-乙基己基）、二苯基或二油基。在合成的第二步中可以使用除了亚磷酸乙酯以外的亚磷酸酯。希望具有体积足够大的R基团以在空间上阻碍所述环化反应。例如，亚磷酸2-乙基己酯或直接连接至氧的碳原子上面的支链化的烷基基团。作为进一步的实例，可以使用亚磷酸二苯酯。
在一些实施方案中，在磷和氮之间键合的甲基基团可以是具有1-约30个碳原子的烷基链。该烷基链在下面被描述，其中z为1-30。
Figure 158438DEST_PATH_IMAGE010
基础油
本文中所公开的润滑组合物可以含有基础油。适合用于配制所公开的组合物的基础油可以选自，例如合成油或矿物油或其混合物。
该基础油可以以大量存在，其中“大量”被理解为是指占润滑剂组合物的大于或等于50重量%，如占润滑剂组合物的约80重量%至约98重量%。在100℃下，该基础油通常的粘度为，例如约2至约15 cSt，作为进一步的实例，为约2至约10 cSt。
适合作为基础油的矿物油的非限定性实例包括动物油和植物油（例如，蓖麻油、猪油）以及其它矿物润滑油如液态石油和链烷的、环烷的或混合链烷-环烷型的溶剂处理的或酸处理的矿物润滑油。衍生自煤或页岩的油也是合适的。此外，衍生自气至液过程的油也是合适的。
合成油的非限定性实例包括烃油，如聚合的和共聚的烯烃（例如聚丁烯、聚丙烯、丙烯异丁烯共聚物等）；聚α-烯烃，如聚（1-己烯）、聚（1-辛烯）、聚（1-癸烯）等和其混合物；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）；多苯（例如，联苯、三联苯、烷基化的多苯等）；烷基化的二苯醚和烷基化的二苯基硫醚及其衍生物、类似物和同系物等。
烯化氧聚合物和共聚物和其衍生物（其中的端羟基已经通过酯化、醚化等而被改性）构成了另一类可以使用的已知合成油。举以下油作为这类油实例：通过环氧乙烷或环氧丙烷聚合所制备的油、这些聚氧化烯聚合物的烷基或芳基醚（例如，平均分子量为约1000的甲基-聚异丙二醇醚（methyl-polyisopropylene glycol ether），分子量为约500-1000的聚乙二醇的二苯醚，分子量为约1000-1500的聚丙二醇的二乙醚等）或其一元和多元羧酸酯，例如，乙酸酯、混合的C3-8的脂肪酸酯或四甘醇的C13含氧酸二酯。
可以使用的另一类合成油包括二元羧酸（例如，邻苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀酸、烯基琥珀酸、马来酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、延胡索酸、己二酸、亚油酸二聚物、丙二酸、烷基丙二酸、烯基丙二酸等）与各种醇（例如，丁醇、己醇、十二醇、2-乙基己醇、乙二醇、二乙二醇单醚、丙二醇等）的酯。这些酯的具体实例包括己二酸二丁酯、癸二酸二（2-乙基己基）酯、延胡索酸二正己酯、癸二酸二辛脂、壬二酸二异辛酯、壬二酸二异癸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二癸酯、癸二酸二（二十碳醇）酯、亚油酸二聚物的2-乙基己二酯、通过将一摩尔癸二酸和两摩尔四甘醇和两摩尔2-乙基己酸等反应所形成的复合酯。
用作合成油的酯还包括由C5-12的一元羧酸和多元醇和多元醇醚制成的那些，如新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三聚季戊四醇等。
因此，用于制备如本文中所描述的组合物的基础油可以选自如在美国石油学会 (API) Base Oil Interchangeability Guidelines中所详述的第I-V组中的任何基础油。这样的基础油组为以下所述的组：
第I组包含小于90%的饱和物和/或大于0.03%的硫，并且粘度指数大于或等于80并小于120；第II组包含大于或等于90%的饱和物和小于或等于0.03%的硫，并且粘度指数大于或等于80并小于120；第III组包含大于或等于90%的饱和物和小于或等于0.03%的硫，并且粘度指数大于或等于120；第IV组是聚α-烯烃（PAO）；并且第V组包括没有被包括在第I、II、III和IV组中的所有其他基础油。
用于限定上述组的测试方法为用于饱和物的ASTM D2007、用于粘度指数的ASTM D2270；和用于硫的ASTM D2622、4294、4927和3120的一个。
第V组基础油，即聚α-烯烃（PAO）包括α-烯烃的氢化低聚物，低聚反应的最重要方法是自由基方法、Ziegler催化和阳离子、Friedel-Crafts催化。
所述聚α-烯烃通常具有在100℃下2-100 cSt的粘度，例如，在100℃下4-8 cSt。所述聚α-烯烃可以是，例如具有约2-约30个碳原子的支链或直链的α-烯烃的低聚物；非限定性的实例包括聚丙烯、聚异丁烯、聚（1-丁烯）、聚（1-己烯）、聚（1-辛烯）和聚（1-癸烯）。包括均聚物、共聚物和混合物。
关于上文所述基础油的余量，“第I组基础油”还包括可以与来自一种或多种其它组的一种或多种基础油掺和的第I组基础油，条件是所得的掺合物具有落入如上详述的针对第I组基础油的那些特征中的特征。
示例性的基础油包括第I组基础油，以及第II组基础油与第I组基础油的混合物。
可以使用各种不同的方法制备适合用于本文中的基础油，其包括但不限于蒸馏、溶剂精制、加氢处理、低聚、酯化和再精制。
所述基础油可以是衍生自Fischer-Tropsch合成的烃类的油。Fischer-Tropsch合成的烃类可以使用Fischer-Tropsch催化剂从含有H2 和CO的合成气制得。这样的烃类通常需要进一步加工以用作所述基础油。例如，可以采用美国专利No. 6,103,099或 No. 6,180,575中所公开的方法加氢异构所述烃类；采用美国专利No. 4,943,672或No.6,096,940中所公开的方法加氢裂解和加氢异构；采用美国专利No. 5,882,505中所公开的方法脱蜡；或采用美国专利No. 6,013,171、No.6,080,301或No.6,165,949中所公开的方法加氢异构和脱蜡。
可将上文中公开类型的未精制的、精制的和再精制的油（或为矿物的或为合成的（及它们的任意两种或更多种的混合物））用于所述基础油中。未精制的油是直接从矿物源或合成源获得而没有进一步纯化处理的那些。例如，直接从干馏操作获得的页岩油、直接从初步蒸馏获得的石油或直接从酯化过程获得的酯油而未经进一步处理而使用的是未精制的油。精制的油与未精制的油相似，所不同的是已将其在一个或多个纯化步骤中进一步处理以改善一种或多种性能。很多这样的纯化技术对本领域技术人员是已知的，如溶剂萃取、二级蒸馏、酸或碱的萃取、过滤、渗滤等。再精制的油通过类似那些用于获得精制油的方法获得，其中将所述方法应用于已在应用中被使用的精制油。这样的再精制的油也被称为回收再的或再加工的油，并通常采用针对除去废添加剂、杂质和油分解产物的技术而将其另行加工。
本申请的润滑剂组合物可以用于任何工业应用或流体。
任选的添加剂组分
在本公开的另一方面，可以将本申请所公开的组分混合物配制成添加剂组合物并使其与基础油共混以获得润滑流体。这样的流体可以任选采用一种或多种选择的成分和包括但不限于下文中所述那些的添加剂进行配制。这样的添加剂可以包括但不限于消泡剂（泡沫抑制剂）、抗氧化剂、防锈添加剂、抗磨添加剂、着色剂、腐蚀抑制剂、分散剂、耐特压剂、摩擦改性剂、金属减活剂、清净剂、有机磷化合物、降凝剂、密封膨胀剂、破乳剂、聚（亚烷基）二醇组分，和/或粘度指数改进剂。辅助的添加剂包括可商业购的那些。
在选择任何所述的任选添加剂中，也许重要的是确保所选的一种或多种组分可溶于或可稳定分散于所述添加剂包和最终润滑剂组合物中，并且可以与该组合物的其它组分相容。优选的是，预期本领域技术人员可选择另外的任选添加剂或添加剂的组合、其用量，以使得除了其他性能以外，该组合物的工作性能如改善的耐特压或热稳定性能，在整个最终组合物中所需要或期望的、可应用的性能可以基本上不受到不利的影响。
总之，辅助的添加剂组分可以以足以改善所述基础流体的工作特征和性能的最小量用于所述润滑油中。因此，该量可以根据这类因素如所使用的基础流体的粘度特征、在最终流体中期望的粘度特征、最终流体期望的使用条件和最终流体中期望的工作特征而变化。
如果需要的话，将会理解到可以将所使用的单独组分分别共混于所述基础流体中或可以以各种次级组合共混于其中。通常，这样的共混步骤的特定顺序不是重要的。而且，可以以单独的溶液的形式将这样的组分共混于稀释剂中。然而，将以浓缩物形式使用的添加剂组分共混是优选的，因为其简化了共混操作、减少了共混失误的可能性，并利用了由整体浓缩物所给予的相容性和可溶性的益处。
因此，可以将添加剂浓缩物配制成以成比例的量含有所有所述的添加剂组分，并且如果需要的话，一些所述基础油组分以得到与上述浓度一致的最终流体共混物。在大多数情况下，所述添加剂浓缩物将含有一种或多种稀释剂如轻矿物油以助于所述浓缩物的处理和共混。因此，可以使用含有至多大约50重量%的一种或多种稀释剂或溶剂的浓缩物，条件是所述溶剂不是以干扰低温和高温和闪点特征和最终动力传输流体组合物的性能的量存在。就这一点而言，依据本公开所使用的添加剂组合物可以是被选择的并成比例的，从而采用ASTM D-92测试程序，从这样的组分配制的添加剂浓缩物或包将具有约170℃或更高的闪点。
提供下述实施例以具体地解释说明本发明。不应该以任何形式将这样的实施例和解释说明诠释为限制本发明。
实施例
采用高频往复试验机(“HFRR”)的测试机和装置测试本文中所描述的添加剂组合物。采用下述条件，对已知性能的老化的和新鲜的参比油进行HFRR测试。老化的油在90℃下老化80小时、160小时和至多560小时。
对于图2中的摩擦测试结果，可与合格的参比油相当的摩擦值是所期望的。对于图1和3中的磨损测试结果，低于180的值是FAG FE8测试中预期的良好磨损性能的标志。图2的摩擦测试的测试条件为70℃、4N, 20 Hz，1 mm在钢对钢（steel-on-steel）上进行3分钟。图1的磨损测试的测试条件为70℃、100℃和130℃、4N和钢对钢20 Hz/mm进行9 分钟。图3的磨损测试的测试条件为80℃、4N、20 Hz和1 mm在钢对钢上进行3分钟。
在附图中，流体A仅含有基础油(ISO 100VG)。流体B含有根据本公开的组分，具体地，约58重量%的N,N-二（2-羟乙基）氨基甲基膦酸二乙酯（下面的式V）、约26%的 N,N-二（2-羟乙基）氨基甲基膦酸二乙酯的成环产物和余量的羟甲基膦酸二乙酯的组合。流体C含有合格的FAG FE8 Round Robin Oil。流体D含有Afton FAG FE8 Round Robin Oil。  
Figure 2012103404775100002DEST_PATH_IMAGE011
(V)。
在图1-3中，证明了根据本公开的组合物提供了改善的磨损保护性和降低摩擦性。随着所述组分含量的提高，该磨损保护性与所述降低摩擦性都得到改善。在0.03重量%的低含量，提供了磨损保护但摩擦较高。这表明当本申请组合物与其它抗磨剂一起使用时，较低含量可能允许其它有效的抗磨剂施加于所述被润滑的表面。在图3中，很明显当存在组分B时，随着组分B的用量增大，摩擦从0.163降到0.119。采用非常低含量的组分B可获得高摩擦。
测试了式I的另外的变体。五种变体为N,N-二（2-乙基）氨基甲烷膦酸二乙酯（式VI）；N,N-二（2-丁基）氨基甲烷膦酸二乙酯（式VII）；N,N-二（2-乙基）氨基甲烷膦酸二丁酯（式VIII）；N,N-二（2-丁基）氨基甲烷膦酸二丁酯（式IX）；和N,N-二（2-羟乙基）氨基甲烷膦酸二丁酯（式X）。  
Figure 712654DEST_PATH_IMAGE012
 (VI)         
Figure 2012103404775100002DEST_PATH_IMAGE013
     (VII)
Figure 529301DEST_PATH_IMAGE014
 (VIII)     
Figure 2012103404775100002DEST_PATH_IMAGE015
     (IX)
Figure 328629DEST_PATH_IMAGE016
     (X)。
在润滑剂制剂中测试所述流体，其中对于每种变体，所述添加剂的处理率为基于所述润滑剂制剂的重量百分比的0.2重量%。采用HFRR Test Rig测试所述流体的磨损和摩擦性能。该HFRR测试条件包括70℃、100℃和130℃、400 g、20 Hz、1 mm、进行9分钟，和 80℃、400 g、20 Hz、1mm、进行3分钟。
测试包括式VI、VII、VIII和IX的流体。式X在第I组和第II组基础油中是不溶混的并且没有被测试。出于比较的目的，还测试了式V。采用第I组和第II组基础油完成了对新鲜的和老化的流体的测试。所得的测试结果示于下表I-IV中。
表I. 第I组，新鲜的油
HFRR 式 V 式 VI 式VII 式VIII 式IX
摩擦 70℃ 0.116 0.15 0.15 0.15 0.14
摩擦 100℃ 0.138 0.14 0.16 0.12 0.13
摩擦 130℃ 0.156 0.15 0.17 0.13 0.13
磨损创痕 μm 135.5 180 179 155.5 169.5
摩擦 80℃ 0.138 0.15 0.16 0.14 0.14
磨损创痕μm 124 143.5 142.5 129.5 132
表II. 第I组，老化的油
HFRR 式V 式VI 式VII 式VIII 式IX
摩擦 70℃ 0.120 0.15 0.15 0.14 0.14
摩擦 100℃ 0.129 0.16 0.16 0.15 0.13
摩擦 130℃ 0.131 0.17 0.17 0.14 0.12
磨损创痕μm 119.5 189.5 199.5 185 193.5
摩擦 80℃ 0.121 0.15 0.15 0.15 0.14
磨损创痕μm 119 151.5 166.5 155.5 156.5
表III. 第II组，新鲜的油
HFRR 式V 式VI 式VII 式VIII 式IX
摩擦 70℃ 0.10 0.15 0.15 0.12 0.14
摩擦 100℃ 0.11 0.14 0.15 0.11 0.13
摩擦 130℃ 0.12 0.14 0.12 0.1 0.13
磨损创痕μm 140.5 176.5 171.5 159 174.5
摩擦 80℃ ---- 0.15 0.15 0.12 0.13
磨损创痕μm ---- 125.5 141 137.5 166
表IV. 第II组，老化的油
HFRR 式V 式VI 式VII 式VIII 式IX
摩擦 70℃ 0.12 0.15 0.14 0.11 0.13
摩擦 100℃ 0.16 0.12 0.14 0.1 0.13
摩擦 130℃ 0.14 0.13 0.13 0.08 0.12
磨损创痕μm 166.5 171 176.5 154 171.5
摩擦 80℃ ---- 0.15 0.15 0.13 0.13
磨损创痕μm ---- 152 134.5 136.5 156
表V. 式V，第I组，新鲜的油
HFRR 0.00重量% 式V 0.025重量% 式V 0.05重量% 式V 0.10重量% 式V 0.20重量% 式V
摩擦 70℃ 0.136 0.148 0.122 0.121 0.113
摩擦 100℃ 0.153 0.134 0.124 0.122 0.113
摩擦 130℃ 0.152 0.119 0.114 0.102 0.103
磨损创痕μm 184 129 109 118 119
摩擦 80℃ 0.143 0.163 0.135 0.117 0.119
磨损创痕μm 145 127 101 97.5 104
表VI. 式V，第I组，老化的油
HFRR 0.00重量% 式V 0.025重量% 式V 0.05重量% 式V 0.10重量% 式V 0.20重量% 式V
摩擦 70℃ ---- 0.142 0.126 0.12 0.111
摩擦 100℃ ---- 0.157 0.133 0.118 0.121
摩擦 130℃ ---- 0.136 0.116 0.112 0.117
磨损创痕μm ---- 163 156 123 102
摩擦 80℃ ---- 0.149 0.13 0.121 0.117
磨损创痕μm ---- 151 109 96 93
表V和VI示出了仅含有第I组基础油和采用0.025重量%、0.05重量%、0.10重量%和0.20重量%的式V处理的制剂的摩擦和磨损创痕结果。数据总的示出了随着式V的处理率增大，磨损和摩擦都得到改善。
另外的变体包括但不限于如下式XI和XII所示的大体积亚磷酸烷基酯变体和如下式XIII所示的醚变体。  
Figure 2012103404775100002DEST_PATH_IMAGE017
 (XI)
Figure 914331DEST_PATH_IMAGE018
 (XII)
 (XIII)。
出于本说明书和所附的权利要求书的目的，除非另外指出，本说明书和权利要求书中所用的表示数量、百分比或比例和其它数值的所有数字是要被理解为在所有情况下都受到术语“约”修饰。因此，除非表示相反含义，否则在本说明书和所附的权利要求书中提到的数字参数是可以根据本公开试图获得的期望的特性而改变的近似值。最起码并且没有作为一种尝试而去限制将等同原理应用于权利要求的范围，至少应将每个数字参数理解为考虑到了所报告的有效数字的数值并应用了通常的舍入法。
应该注意到，如本说明书和所附的权利要求书中所使用的，单数形式“a” “an”和“the”包括复数所指对象，除非明确表示被限制为一个所指对象。因此，例如，提到“an acid”，包括两种或更多种不同的酸。如本文中所使用的，术语“包括”和其语法上的变体是指非限定形式，使得所列项目的记载不排除可以被替换的为或添加至所列项目的其它类似项目。
尽管已经描述了具体的实施方案，但对申请人或本领域其它技术人员而言，可以举出其现今的和目前尚未预见到的替换、修饰、变体、改进和实质上的等同。因此，所提交的所附的权利要求以及如同可以被修改的权利要求意欲包括所有这样的替换、修饰、变体、改进和实质上的等同。

Claims (10)

1.一种润滑剂添加剂组合物，其包含选自以下的组分或组分的混合物：
(a) 氨基烷基膦酸二烷基酯；
(b) 氨基烷基膦酸二烷基酯的成环产物；以及
(a)和(b)的混合物。
2.权利要求1所述的润滑剂添加剂组合物，其中所述氨基烷基膦酸二烷基酯包括式(I)：
(I)                                                
Figure 2012103404775100001DEST_PATH_IMAGE001
其中，每个X独立地选自硫和氧；
其中，R和R’独立地选自含有约2-约20个碳原子的烃基基团；
其中，Y选自具有约1-约30个碳原子的烷基基团、具有约1-约30个碳原子的醇，和R’’O(R’’’O)n–H基团，其中R’’和R’’’独立地为含有约1-约4个碳原子的二价脂肪族烃基团并且n为0-20的整数；和
其中，R’’’’选自氢、具有约1-约30个碳原子的烷基基团、具有约1-约30个碳原子的醇，和R’’O(R’’’O)n–H基团，其中R’’和R’’’独立地为含有约1-约4个碳原子的二价脂肪族烃基团并且n为0-20的整数。
3.权利要求1所述的润滑剂添加剂组合物，其中所述氨基烷基膦酸二烷基酯包括具有式（II）的N,N-二（2-羟乙基）氨基甲基膦酸二乙酯：
Figure 952267DEST_PATH_IMAGE002
（II）。
4.权利要求1所述的润滑剂添加剂组合物，其中所述氨基烷基膦酸二烷基酯的成环产物包括具有式（III）的N,N-二（2-羟乙基）氨基甲基膦酸二乙酯的成环产物：
Figure 2012103404775100001DEST_PATH_IMAGE003
（III）。
5.权利要求1所述的润滑剂添加剂组合物，其中所述组分的混合物还包括：
(c)（羟烷基）膦酸二烷基酯，其中所述（羟烷基）膦酸二烷基酯包括具有式（IV）的（羟甲基）膦酸二乙酯：
Figure 433189DEST_PATH_IMAGE004
（IV）。
6.权利要求5所述的润滑剂添加剂组合物，其中所述（羟烷基）膦酸二烷基酯以基于所述添加剂组合物的总重量百分比计小于约20重量%，但不为0重量%的量存在。
7.权利要求1所述的润滑剂添加剂组合物，其中所述氨基烷基膦酸二烷基酯以基于所述添加剂组合物的总重量百分比计大于约50重量%的量存在。
8.一种用于为被润滑的表面提供抗磨保护的方法，其包括：采用包含权利要求1所述的润滑剂添加剂组合物的润滑剂组合物润滑表面，其中优选相对于不含权利要求1所述的润滑剂添加剂组合物的润滑剂组合物，改善了抗磨保护。
9.用于降低被润滑的表面之间的摩擦的方法，其包括：采用包含权利要求1所述的润滑剂添加剂组合物的润滑剂组合物润滑表面，其中相对于不含权利要求1所述的润滑剂添加剂组合物的润滑剂组合物，改善了抗磨保护。
10.一种用于制备氨基烷基膦酸二烷基酯化合物的方法，其包括：
(a) 使亚磷酸二烷基酯、醛和二烷醇胺一起反应，其中优选
     (i) 所述亚磷酸二烷基酯是亚磷酸二乙酯，所述醛是甲醛，并且所述二烷醇胺是二乙醇胺，或者所述亚磷酸二烷基酯包括选自以下的成员：亚磷酸二丁酯、亚磷酸二（2-乙基己基）酯、亚磷酸二苯酯和亚磷酸二油基酯，
(b) 使亚磷酸二烷基酯、醛和二烷基胺一起反应，其中优选所述二烷基胺包括选自以下的成员：二乙胺、二丙胺和二油基胺；或
(c) 使亚磷酸二烷基酯、醛和二（2-乙氧基乙基）胺一起反应。
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