CN103571574B - 润滑油组合物 - Google Patents

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Abstract

用于内燃发动机的汽车润滑油组合物,其包含以下组分,或通过混合以下组分制得:(A)主要量的润滑粘度的油;和(B)各自次要量的油溶性添加剂组分,包括(B1)二烃基二硫代磷酸锌添加剂;和(B2)亚烷基双(二烃基二硫代氨基甲酸酯),其中烃基中的至少一个是取代或未取代的芳基,所述组合物具有不大于1600质量ppm的磷,以磷原子表示。

Description

润滑油组合物
技术领域
本发明涉及汽车润滑油组合物,更特别涉及用于活塞发动机,特别是汽油(火花点火)和柴油(压缩点火)曲轴箱润滑的汽车润滑油组合物,此类组合物称为曲轴箱润滑剂。特别地,但是不排它地,本发明涉及具有抗磨性能的添加剂在汽车润滑油组合物中的应用;并且所述添加剂不会不利地影响所述组合物的含氟弹性体密封相容性。
发明背景
曲轴箱润滑剂是用于内燃发动机中的一般润滑的油,在内燃发动机中,油池一般位于发动机的曲轴下方且循环油返回其中。众所周知在曲轴箱润滑剂中包括用于数种目的的添加剂。
呈二烃基二硫代磷酸金属盐形式的磷已经用来提供具有抗磨性能的用于内燃发动机的润滑油组合物多年。所述金属可以是锌、碱金属或碱土金属,或铝、铅、锡、钼、锰、镍或铜。它们中,二烃基二硫代磷酸锌盐(ZDDP)最常用。然而,对磷在成品曲轴箱润滑剂中的量的更严格控制的预期已经导致需要(至少部分地)替代此类润滑剂中的ZDDP。
本领域描述了呈二硫代氨基甲酸酯形式的无磷抗磨添加剂,其中一些商业上可获得,例如可以商品名VANLUBE(注册商标)7723获得的亚甲基双(二丁基二硫代氨基甲酸酯)。标题为润滑剂添加剂(LUBRICANT ADDITIVES)且日期为01/10的VanderbiltInternational Sarl信息手册描述了VANLUBE7723作为通用无灰抗氧化剂,其将在所有类型的石油润滑剂方面得到应用,并可用作添加剂包的组分。其功能之一被指出是抗磨。在润滑油组合物中使用此种无灰二硫代氨基甲酸酯遇到的问题是它们不利影响组合物的含氟弹性体密封相容性性能,此种密封常用于活塞发动机。
发明内容
本发明通过提供无灰二硫代氨基甲酸酯解决上述问题,所述二硫代氨基甲酸酯中的氨基被至少一个芳基取代。发现,当用于润滑油组合物中时,此类二硫代氨基甲酸酯提供具有抗磨性能的组合物,而对含氟弹性体密封相容性没有有害影响。
根据第一个方面,本发明提供用于内燃发动机的汽车润滑油组合物,其包含以下组分,或通过混合以下组分制得:
(A)主要量的润滑粘度的油;和
(B)各自次要量的油溶性添加剂组分,包括:
(B1)二烃基二硫代磷酸锌添加剂;和
(B2)亚烷基双(二烃基二硫代氨基甲酸酯),其中烃基中的至少一个是取代或未取代的芳基,例如按0.05-5.00,优选0.2-1.50质量%的组合物处理率存在,
所述组合物具有不大于1600,例如不大于1200,例如不大于800,例如不大于500质量ppm的磷,以磷原子表示。
所谓的‘芳基’是指衍生自芳族环化合物,其中氢原子从所述环除去的官能团。
根据第二个方面,本发明提供改进润滑油组合物的抗磨性能而不会不利地影响其含氟弹性体相容性性能的方法,包括向所述组合物中按各自次要量引入本发明第一个方面中所限定的添加剂组分B1和B2。
根据第三个方面,本发明提供在内燃发动机的操作期间润滑内燃发动机的燃烧室的表面的方法,包括:
(i)在主要量的润滑粘度的油中按各自次要量提供本发明第一个方面中所限定的添加剂组分B1和B2以制备具有抗磨性能而没有不利的含氟弹性体相容性性能的润滑油组合物;
(ii)在燃烧室中提供所述润滑油组合物;
(iii)在所述燃烧室中提供烃燃料;和
(iv)在所述燃烧室中燃烧所述燃料。
根据第四个方面,本发明提供本发明第一个方面中所限定的添加剂组分B1和B2用来改进润滑油组合物的抗磨性能而不会不利地影响其含氟弹性体相容性性能的用途。
本发明还可以包括本发明第一个方面中所限定的添加剂组分B2。
在本说明书中,以下词语(如果和当使用时)具有如下所述的含义:
“活性成分”或“(a.i.)”是指不是稀释剂或溶剂的添加剂材料;
“包含”或任何同类语言表明存在给定的特征、步骤或整体或组分,但是不排除存在或添加一种或多种其它的特征、步骤、整体、组分或它们的组合;表述“由...构成”或“主要由...构成”或同类表述可以包括在“包含”或同类表述内,其中“主要由...构成”允许包括不显著影响其所应用的组合物的特性的物质;
“烃基”是指仅含氢和碳或杂原子的化合物的化学基团,所述杂原子不会影响基团的基本烃基性质,所述基团经由碳原子与化合物的其余部分键接。
本文所用的术语“油溶性”或“油分散性”或同类术语不一定表示化合物或添加剂在所述油中以所有比例可溶、可溶解、可混容或能够悬浮在所述油中。然而,这些术语确实意味着它们例如以足以在使用所述油的环境中发挥它们的预期效果的程度可溶或可稳定分散在油中。此外,如果需要的话,其它添加剂的附加引入也可以允许引入更高水平的特定添加剂。
“主要量”是指组合物的50质量%或更多;
“次要量”是指组合物的少于50质量%;
“TBN”是指通过ASTM D2896测量的总碱值;
“磷含量”通过ASTM D5185测量;
“硫含量”通过ASTM D2622测量;和
“硫酸盐灰分含量”通过ASTM D874测量。
此外,应当理解,所使用的各种组分(基本的以及最佳的和常用的组分)可能在配制、储存或使用条件下反应,本发明还提供由任何此类反应可获得或获得的产物。
另外,应该理解的是,本文给出的任何上限和下限数量、范围和比例可以独立地组合。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明任选涉及每一个方面和所有方面的本发明的特征:
润滑粘度的油(A)
润滑粘度的油(有时称为“基础油料”或“基础油”)是润滑剂的主要液体成分,添加剂和可能的其它油掺入其中以例如制得最终润滑剂(或润滑剂组合物)。
基础油可用于制造浓缩物以及用于由其制造润滑油组合物,并且可以选自天然(植物、动物或矿物)和合成润滑油及其混合物。在粘度方面它可以为轻质馏分矿物油到重质润滑油如燃气发动机润滑油、矿物润滑油、机动车油和重型柴油机油。一般而言,所述油的粘度在100℃下在2-30,特别是5-20mm2s-1的范围内。
天然油包括动物油和植物油(例如蓖麻油和猪油),液体石油和链烷、环烷和混合链烷-环烷类型的加氢精炼、溶剂处理过的矿物润滑油。衍生自煤炭或页岩的具有润滑粘度的油也是有用的基础油。
合成润滑油包括烃油如聚合和互聚合的烯烃(例如聚丁烯、聚丙烯、丙烯-异丁烯共聚物、氯化聚丁烯、聚(1-己烯)、聚(1-辛烯)、聚(1-癸烯));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);多酚(例如联苯、三联苯、烷基化多酚);和烷基化二苯醚和烷基化二苯硫醚和它们的衍生物、类似物和同系物。
另一类适合的合成润滑油包括二元羧酸(例如邻苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀酸和链烯基琥珀酸、马来酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富马酸、己二酸、亚油酸二聚物、丙二酸、烷基丙二酸、烯基丙二酸)与各种各样的醇(例如丁醇、己醇、十二烷醇、2-乙基己醇、乙二醇、二乙二醇单醚、丙二醇)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、富马酸二正己酯、癸二酸二辛酯、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(二十烷基)酯、亚油酸二聚物的2-乙基己基二酯,和由1摩尔的癸二酸与2摩尔的四乙二醇和2摩尔的2-乙基己酸反应而形成的复合酯。
作为合成油有用的酯还包括由C5-C12一元羧酸和多元醇以及多元醇醚如新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇制成的那些。
未精炼的、精炼的和再精炼的油可用于本发明的组合物中。未精炼的油是直接从天然或者合成源得到而未经进一步纯化处理的那些。例如,由干馏操作直接获得的页岩油、由蒸馏直接获得的石油或由酯化方法直接获得的没有使用进一步处理的酯油是未精炼的油。精炼油类似未精炼油,不同之处在于前者已经在一个或多个纯化步骤中得到进一步处理,以改善一种或多种性能。许多此类纯化技术,如蒸馏、溶剂萃取酸或碱萃取、过滤和渗滤是为本领域技术人员已知的。再精炼油通过对已经在应用中使用过的精炼油应用类似于用于获得精炼油的那些工艺而获得。此类再精炼油亦称回收或再加工油并经常通过用于核准废添加剂和油分解产物的技术进行另外地加工。
基础油的其它实例是气至液(“GTL”)基础油,即该基础油可以是衍生自费-托合成烃的油,该合成烃由含H2和CO的合成气使用费-托催化剂制成。为了可以用作基础油,这些烃通常需要进一步加工。例如,通过本领域中已知的方法,可以将它们加氢异构化;加氢裂化和加氢异构化;脱蜡;或加氢异构化和脱蜡。
可以根据API EOLCS1509定义将基础油分类成第I至V组。
当润滑粘度的油用来制备浓缩物时,它以浓缩物形成量(例如30-70,例如40-60质量%)存在以获得含例如1-90,例如10-80,优选20-80,更优选20-70质量%的添加剂活性成分(是上述组分B1和B2),任选地连同一种或多种共添加剂的浓缩物。用于浓缩物的润滑粘度的油是适合的油质(通常是烃)载液,例如矿物润滑油,或其它适合的溶剂。例如本文描述的润滑粘度的油,以及脂族、环烷和芳族烃是用于浓缩物的适合的载液的实例。
浓缩物构成在添加剂的应用之前处理添加剂,以及促进添加剂溶解或分散在润滑油组合物中的便捷手段。当制备含有多于一种类型的添加剂(有时称为“添加剂组分”)的润滑油组合物时,每种添加剂可以单独地引入,各自呈浓缩物形式。然而,在许多情况下,方便的是在单一浓缩物中提供包含一种或多种共添加剂(例如下文中所述)的所谓的添加剂“包”(也称为“adpack”)。
如果有必要的话,本发明的润滑油组合物可以含有一种或多种共添加剂,例如下文中描述的那样。这一制备可以如下进行:将添加剂直接地添加到油中或者将添加剂以其浓缩物形式添加来分散或溶解该添加剂。可以通过本领域技术人员已知的任何方法在添加其它添加剂之前、同时或者之后将添加剂添加到油中。
优选地,润滑粘度的油按大于55质量%,更优选大于60质量%,甚至更优选大于65质量%的量存在,基于所述润滑油组合物的总质量。优选地,润滑粘度的油按小于98质量%,更优选小于95质量%,甚至更优选小于90质量%的量存在,基于所述润滑油组合物的总质量。
本发明的润滑油组合物可用来润滑机械发动机部件,尤其是内燃发动机,例如火花点火或压缩点火两或四冲程往复式发动机中的机械发动机部件,通过向其中添加所述组合物进行。优选地,它们是曲轴箱润滑剂,其中可以提及重型柴油(HDD)发动机润滑剂。
本发明的润滑油组合物包含在与油质载体混合前和混合后可以保持或可以不保持化学相同的所限定组分。本发明涵盖包含在混合之前,或在混合后,或在混合前和混合后的所限定组分的组合物。
当使用浓缩物制备润滑油组合物时,它们例如可以以3-100,例如5-40质量份润滑粘度的油/质量份浓缩物稀释。
如所述那样,本发明的润滑油组合物含有不大于1600,优选不大于1200,更优选不大于800,例如不大于500,例如,200-800,或200-500质量ppm磷(以磷的原子表示)的磷水平,基于组合物的总质量。上面一些可以称为低磷油。在一些情形下,基本上不存在磷。优选地,润滑油组合物含有不大于1000,例如不大于800质量ppm的磷,以磷原子表示。
通常,润滑油组合物可以含有低水平的硫。优选地,润滑油组合物含有至多0.4,更优选至多0.3,最优选至多0.2质量%的硫,以硫的原子表示,基于组合物的总质量。
通常,润滑油组合物可以含有低水平的硫酸盐灰分。优选地,润滑油组合物含有至多1.0,优选至多0.8质量%硫酸盐灰分,基于组合物的总质量。
合适地,润滑油组合物可以具有4-15,优选5-11的总碱值(TBN)。
添加剂组分包(B)
(B1)二烃基二硫代磷酸锌添加剂
它们通常用作润滑油中的抗磨和抗氧化剂,例如按0.1-10,优选0.2-2质量%的量使用,基于润滑油组合物的总质量。它们可以按照已知的技术如下制备:首先通常通过一种或多种醇或酚与P2S5的反应形成二烃基二硫代磷酸(DDPA),然后用锌化合物中和所形成的DDPA。例如,可以通过与伯醇和仲醇的混合物的反应来制得二硫代磷酸。或者,可以制备多种二硫代磷酸,其中一种酸上的烃基在性质上完全是仲烃基,其它酸上的烃基在性质上完全是伯烃基。为了制造锌盐,可以使用任何碱性或中性锌化合物,但是最常使用氧化物、氢氧化物和碳酸盐。市售添加剂通常包含过量的锌,这归因于在中和反应中使用过量的碱性锌化合物。本领域描述了此类添加剂的许多实例。
适合的ZDDP的实例包括以下式的那些:
Zn[SP(S)(OR3)(OR4)]2
其中R3和R4是含1-18个碳原子的烃基。对于更多细节,参见US-A-6,642,188。
(B2)亚烷基双(二烃基二硫代氨基甲酸酯)
它们可以由以下式表示:
RR1NC(S)-S-(CH2)n-S-C(S)-NRR1
其中R是取代或未取代的芳基;
R1是氢,含3-18个碳原子的支化或未支化烷基,或取代或未取代的芳基;和
n是1-20,优选1-6,更优选1的整数。例如,亚烷基可以是亚甲基或亚乙基。
优选地,每个芳基是未取代的苯基,或是烷基-取代的苯基,或是杂取代的苯基,所述烷基含1-30个碳原子。
作为(B2)的实例,可以提及其中两个烃基是芳基且两个烃基是烷基的化合物;和参照上式,其中每个R1是烷基的化合物。
作为(B2)的其它实例,可以提及其中每个烃基是芳基;或参照上述式,其中每个R和R1基团是芳基的化合物。
所述二硫代氨基甲酸酯可以通过类似于本领域中已知的那些的方法,例如说明书中示例的那些方法制备。例如,可以使适当取代的胺与氢化钠反应,使所得的产物与二硫化碳反应,然后使所得的产物与二卤甲烷反应。
共添加剂
还可以存在的,不同于添加剂组分B1和B2的共添加剂(连同代表性的有效量)列于下面。所有列出的值均以质量百分比活性成分给出。
(1)粘度改进剂仅用于多级油中。
最终润滑油组合物(通常通过将所述添加剂或每种添加剂共混到基础油中制得)可以含有5-25,优选5-18,通常7-15质量%的共添加剂,其余部分是润滑粘度的油。
上述共添加剂进一步详细论述如下;如本领域中已知的那样;一些添加剂可以提供多重效果;例如,单一添加剂可以充当分散剂和充当氧化抑制剂。
分散剂是这样的添加剂,其主要功能是保持固体和液体污染物呈悬浮态,从而钝化它们和减少发动机沉积物同时减少淤渣沉积。例如,分散剂维持由润滑剂使用过程中的氧化产生的油不溶性物质呈悬浮态,从而防止淤渣絮凝和沉淀或沉积在发动机的金属部件上。
分散剂通常是“无灰的”,如上所述,是当燃烧时基本上不形成灰分的非金属有机材料,与含金属的并因此是灰分形成性材料不同。它们包含具有极性头的长烃链,极性源自于包括例如O、P或N原子。所述烃是赋予油溶性的亲油基,具有例如40-500个碳原子。因此,无灰分散剂可以包含油溶性聚合物主链。
一类优选的烯烃聚合物由聚丁烯,特别是聚异丁烯(PIB)或聚正丁烯,例如可以通过C4精炼厂料流的聚合制备的那些构成。
分散剂包括例如,长链烃取代的羧酸的衍生物,实例是高分子量烃基取代的琥珀酸的衍生物。一组值得注意的分散剂由烃取代的琥珀酰亚胺构成,该琥珀酰亚胺例如通过使上述酸(或衍生物)与含氮化合物,有利地与多亚烷基多胺,例如多亚乙基多胺反应制得。尤其优选的是多亚烷基多胺与烯基琥珀酸酐的反应产物,例如US-A-3,202,678;-3,154,560;-3,172,892;-3,024,195;-3,024,237;-3,219,666和-3,216,936中描述的那些,它们可以经后处理以改进它们的性能,例如硼酸化(如US-A-3,087,936和-3,254,025所述)、氟化和氧基化。例如,可以通过用选自氧化硼、卤化硼、含硼的酸和含硼的酸的酯的硼化合物处理含酰基氮的分散剂实现硼酸化。
清净剂是减少发动机中活塞沉积物,例如高温清漆和亮漆沉积物的形成的添加剂;它通常具有酸中和性能并且能够保持细分散固体呈悬浮态。大多数清净剂基于金属“皂”,即酸性有机化合物的金属盐。
清净剂通常包含具有长疏水性尾部的极性头部,该极性头部包括酸性有机化合物的金属盐。该盐可以含有基本上化学计量量的金属,此时它们通常被称为正盐或中性盐,并且通常将具有0-80的总碱值或TBN(可以通过ASTM D2896测定)。可以通过使过量的金属化合物,例如氧化物或氢氧化物与酸性气体例如二氧化碳反应而包括大量的金属碱。所得过碱性清净剂包括中和的清净剂作为金属碱(例如碳酸盐)胶束的外层。这种过碱性清净剂可以具有150或更大的TBN,并通常具有250-500或更高的TBN。
可以使用的清净剂包括金属尤其是碱金属或碱土金属,例如钠、钾、锂、钙和镁的油溶性的中性和过碱性磺酸盐、酚盐、硫化酚盐、硫代膦酸盐、水杨酸盐和环烷酸盐以及其它油溶性羧酸盐。最常用的金属是钙和镁(它们可以同时存在于用于润滑剂的清净剂中),以及钙和/或镁与钠的混合物。清净剂可以按各种组合使用。
摩擦改进剂包括高级脂肪酸的甘油单酯,例如单油酸甘油酯;长链多元羧酸与二醇的酯,例如二聚不饱和脂肪酸的丁二醇酯;噁唑啉化合物;和烷氧基化的烷基取代的单胺、二胺和烷基醚胺,例如乙氧基化的牛脂胺和乙氧基化的牛脂醚胺。
其它已知的摩擦改进剂包括油溶性有机钼化合物。该类有机钼摩擦改进剂还为润滑油组合物提供抗氧化剂和抗磨剂的作用。适合的油溶性有机钼化合物具有钼-硫核。作为实例,可以提及二硫代氨基甲酸盐、二硫代磷酸盐、二硫代次膦酸盐、黄原酸盐、硫代黄原酸盐、硫化物,以及它们的混合物。尤其优选的是钼的二硫代氨基甲酸盐、二烷基二硫代磷酸盐、烷基黄原酸盐和烷基硫代黄原酸盐。所述钼化合物是双核或三核的。
一类可用于本发明所有方面的优选的有机钼化合物是式Mo3SkLnQz的三核钼化合物以及它们的混合物,其中L是独立地选择的配体,该配体具有含足够碳原子数的有机基团以使得该化合物可溶于或可分散于油中,n为1-4,k在4-7之间,Q选自中性供电子化合物如水、胺、醇、膦和醚,z为0-5且包括非化学计量的值。在所有配体有机基团中应该存在总共至少21个碳原子,例如至少25,至少30,或至少35个碳原子。
钼化合物可以按0.1-2质量%范围内的浓度,或提供至少10例如50-2,000质量ppm钼原子的浓度存在于润滑油组合物中。
优选地,钼化合物的钼以10-1500,例如20-1000,更优选30-750ppm的量存在,基于润滑油组合物的总重量。对于一些应用,钼以大于500ppm的量存在。
抗氧化剂有时称为氧化抑制剂;它们提高组合物的抗氧化性并且可以通过与过氧化物结合并改性过氧化物而使它们变得无害,通过分解过氧化物,或通过使氧化催化剂变得惰性而发挥作用。氧化变质可以通过润滑剂中的淤渣、金属表面的清漆状沉积物以及通过粘度增加得以证实。
它们可以分类为自由基清除剂(例如空间受阻酚、仲芳族胺和有机铜盐);氢过氧化物分解剂(例如,有机硫和有机磷添加剂);和多官能化物(例如二烃基二硫代磷酸锌,它们还可以充当抗磨添加剂,和有机钼化合物,它们还可以充当摩擦改进剂和抗磨添加剂)。
适合的抗氧化剂的实例选自含铜抗氧化剂、含硫抗氧化剂、含芳族胺的抗氧化剂、受阻酚抗氧化剂、二硫代磷酸盐衍生物、硫代氨基甲酸金属盐和含钼化合物。
抗磨剂减少摩擦和过度磨损并通常基于含硫或磷或这两者的化合物,例如能够在所涉及的表面上沉积多硫化物膜的化合物。
锈和腐蚀抑制剂用来保护表面不生锈和/或不被腐蚀。作为锈抑制剂,可以提及非离子聚氧化烯多元醇及其酯、聚氧化烯酚和阴离子烷基磺酸。
倾点下降剂,也称作润滑油流动改进剂,降低油将流动或可以被倾倒时的最低温度。此类添加剂是众所周知的。这些添加剂的典型是富马酸C8至C18二烷基酯/乙酸乙烯酯共聚物和聚甲基丙烯酸烷基酯。
聚硅氧烷类添加剂,例如,硅酮油或聚二甲基硅氧烷可以提供泡沫控制
可以使用少量破乳组分。优选的破乳组分描述在EP-A-330,522中。它是通过使氧化烯与通过使双环氧化物与多元醇反应获得的加合物反应而获得的。所述破乳剂应该以不超过0.1质量%活性成分的水平使用。0.001-0.05质量%活性成分的处理比率是合适的。
粘度改进剂(或粘度指数改进剂)赋予润滑油高和低温可操作性。还充当分散剂的粘度改进剂也是已知的并且可以如上对无灰分散剂所述制备。一般而言,这些分散剂粘度改进剂是官能化聚合物(例如用活性单体例如马来酸酐后接枝的乙烯-丙烯互聚物),它们然后用例如醇或胺衍生。
润滑剂可以配制得含或不含常规粘度改进剂和含或不含分散剂粘度改进剂。适合用作粘度改进剂的化合物一般是高分子量烃聚合物,包括聚酯。油溶性粘度改进聚合物一般具有10,000-1,000,000,优选20,000-500,000的重均分子量,该重均分子量可以通过凝胶渗透色谱或通过光散射测定。
实施例
现将通过以下实施例具体地描述本发明,这些实施例没有限制本发明权利要求的范围的意图。
组分
亚甲基双(N-正辛基-N-苯基二硫代氨基甲酸酯):OCTYLPHENYL DTC
其如下合成。
在无水甲苯(16vols)中,将N-正辛基苯胺(1当量,1wt)添加到60%氢化钠在矿物油(1当量,0.19wt)中的溶液中。将该反应混合物在回流(111℃)下加热18小时,冷却到5℃,添加二硫化碳(1当量,0.45wt)在无水四氢呋喃(“THF”;5.42vols)中的溶液。将所得的混合物加热到环境温度并添加二碘甲烷(0.5当量,0.38wt)在无水THF(3.3vols)中的溶液。在环境温度下搅拌该混合物并在反应完成后通过蒸馏将该混合物的体积减半。滤出任何固体并将滤液浓缩至干,得到所需组分产物。
亚甲基双(N,N1-二(C9烷基取代)的苯基二硫代氨基甲酸酯:TETRAPHENYL DTC
其通过类似方法由C9支化烷基-取代的二苯胺材料(其芳族环中,7:3单:二取代)制备。
亚甲基双(二丁基二硫代氨基甲酸酯):VANLUBE7723
它是作为R.T.Vanderbilt Company,Inc.的VANLUBE(注册商标)7723添加剂销售的市售化合物。
二烃基二硫代磷酸锌(“ZDDP”)
它是市售混合仲/伯烷基ZDDP。
润滑油组合物
由基础油料、清净剂、分散剂、抗氧化剂、聚异丁烯和粘度改进剂制备基础油制剂(“油A”)。将上述组分中某些与油A共混而产生一组设计成ACEA E6HDD(重型油)组合物的润滑油组合物。所述组合物除上述组分以外不含任何抗磨添加剂。这些组分的浓度在“试验&结果”小标题下的表中给出。
试验&结果
磨损试验-新鲜油
使用PCS仪器高频率往复移动装置(HFRR)基于包括以下条件的标准规程测试上述组合物的样品:
· 120分钟
· 20Hz往复运动,1mm行程长度
· 200g负荷,使用标准设备制造商供应的钢基材的
所报道的磨损伤痕测量值来自于在HFRR圆盘上的磨损伤痕。用于这些测量的仪器是Zemetrics ZeScope3D光学表面光度仪。报道的测量值是HFRR圆盘上的磨损伤痕的空隙体积。再重复每个试验两次并且记录的磨损测量值是这些值的平均值。
组合物1-4的HFRR数据概括在下表中。每种组合物含有800ppm P(得自ZDDP),并且结果是圆盘磨损伤痕体积。
从表可以看出,含与ZDDP组合的本发明亚甲基桥联的二硫代氨基甲酸酯的组合物(组合物2-3)中的每一种与组合物1(对照)相比在抗磨性能方面获得改进并与组合物4(对比)相当或更好。当按1230ppm硫处理率使用OCTYLPHENYL DTC(组合物3)时,观察到最佳结果。
老化油试验
为了在组合物1和相似组合物5(含400ppm P)之间实现区分,在DKA氧化装置中使组合物老化。这一试验的条件是:
· 160℃保持192小时
· 穿过样品吹空气,速率为10L/小时
还经由这一试验使组合物6和7(本发明的并含400ppm P)老化以充当与组合物5的对比。
使用PCS仪器HFRR基于包括以下条件的标准规程测试样品:
· 在100℃(新鲜油)30分钟,然后在100℃90分钟(组合物2、8和9的DKA老化油)
· 20Hz往复运动,1mm行程长度
· 200g负荷,使用标准设备制造商供应的钢基材
所报道的磨损伤痕测量值来自于在HFRR圆盘上的磨损伤痕。用于这些测量的仪器是Zemetrics ZeScope3D光学表面光度仪。报道的测量值是HFRR圆盘上的磨损伤痕的空隙体积。再重复每个试验两次并且记录的磨损测量值是这些值的平均值。
老化组合物1、5、6和7的HFRR数据概括在下表中。
从表可以看出,在含400ppm P的油中使用DTC组分(组合物6和7)与含相同量P的制剂(组合物5)相比以及(对于组合物6)与含两倍量P的制剂(组合物1)相比获得显著的抗磨收益,因此表明,也可以在老化油中维持抗磨改进。
含氟弹性体密封试验
使组合物1(对照)、2和3(发明)和4(对比)经历含氟弹性体密封试验。试验是CECL-39-T-96ACEA SEALS RE1含氟弹性体密封试验。这测量了拉伸强度改变、伸长断裂改变、硬度DIDC改变和体积改变。
结果在下表中给出。
可以看出,本发明组合物(2和3)中的每一种获得在含氟弹性体密封试验限值内的结果,如对照(组合物1)那样。然而,对比组合物(4)的结果超出所述试验限值的拉伸强度改变和伸长断裂改变。这表明,本发明DTC基于含氟弹性体密封相容性可以与市售DTC抗磨组分区别开。此外,组合物2和3在拉伸强度改变和伸长断裂改变方面获得好于组合物1(对照)的结果。

Claims (15)

1.用于内燃发动机的汽车润滑油组合物,包含以下组分,或通过混合以下组分制得:
(A)主要量的润滑粘度的油;和
(B)各自次要量的油溶性添加剂组分,包括:
(B1)二烃基二硫代磷酸锌添加剂;和
(B2)亚烷基双(二烃基二硫代氨基甲酸酯),其由以下式表示
RR1NC(S)-S-(CH2)n-S-C(S)-NRR1
其中
R是取代或未取代的芳基;
R1是含1-30个碳原子的支化或未支化烷基;和
n是1-20,
所述组合物具有不大于1600质量ppm的磷,以磷原子表示。
2.权利要求1的组合物,其中R1是含3-18个碳原子的支化或未支化烷基。
3.权利要求1或2的组合物,其中n是1-6的整数。
4.权利要求1的组合物,其中(B2)亚烷基双(二烃基二硫代氨基甲酸酯)按0.05-5.00质量%的组合物处理率存在。
5.权利要求4的组合物,其中(B2)亚烷基双(二烃基二硫代氨基甲酸酯)按0.2-1.50质量%的组合物处理率存在。
6.权利要求1的组合物,其中所述组合物具有不大于1200质量ppm的磷,以磷原子表示。
7.权利要求6的组合物,其中所述组合物具有不大于800质量ppm的磷,以磷原子表示。
8.权利要求7的组合物,其中所述组合物具有不大于500质量ppm的磷,以磷原子表示。
9.权利要求1的组合物,其中每个芳基是未取代的苯基或是烷基-取代的苯基或是杂原子取代的苯基,所述烷基是支化或未支化的并含1-30个碳原子。
10.权利要求1的组合物,其中在(B2)亚烷基双(二烃基二硫代氨基甲酸酯)中,所述亚烷基是亚甲基。
11.权利要求1的组合物,其中所述组合物具有至多1.0的硫酸盐灰分值和至多0.4质量%的硫含量。
12.权利要求1的组合物,其中所述组合物含有不同于(B1)二烃基二硫代磷酸锌添加剂和(B2)亚烷基双(二烃基二硫代氨基甲酸酯)的选自以下的其它添加剂组分:一种或多种无灰分散剂、金属清净剂、腐蚀抑制剂、抗氧化剂、倾点下降剂、其它抗磨剂、破乳剂、消泡剂和摩擦改进剂。
13.改进润滑油组合物的抗磨性能而不会不利地影响其含氟弹性体相容性性能的方法,包括向所述组合物中按各自次要量引入权利要求1-10任一项中所限定的添加剂组分(B1)二烃基二硫代磷酸锌添加剂和(B2)亚烷基双(二烃基二硫代氨基甲酸酯)。
14.在内燃发动机的操作期间润滑内燃发动机的燃烧室的表面的方法,包括:
(i)在主要量的润滑粘度的油中按各自次要量提供权利要求1-10任一项中所限定的添加剂组分(B1)二烃基二硫代磷酸锌添加剂和(B2)亚烷基双(二烃基二硫代氨基甲酸酯)以制得具有抗磨性能而没有不利的含氟弹性体相容性性能的润滑油组合物;
(ii)在燃烧室中提供所述润滑油组合物;
(iii)在所述燃烧室中提供烃燃料;和
(iv)在所述燃烧室中燃烧所述燃料。
15.权利要求1-10任一项中所限定的添加剂组分(B1)二烃基二硫代磷酸锌添加剂和(B2)亚烷基双(二烃基二硫代氨基甲酸酯)用来改进润滑油组合物的抗磨性能而不会不利地影响其含氟弹性体相容性性能的用途。
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