CN105209584B - 适用作烃基础油的润滑剂添加剂的聚亚烷基二醇 - Google Patents

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Abstract

本发明提供润滑剂组合物，其包含基础油、聚氧丙烯聚合物和基于丁烯氧基聚氧化烯聚合物。基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物可彼此相溶。

Description

适用作烃基础油的润滑剂添加剂的聚亚烷基二醇
技术领域
本发明大体上涉及润滑剂组合物。更确切地说，本发明涉及含有基础油和聚氧丙烯聚合物添加剂的润滑剂组合物，其中聚氧丙烯聚合物添加剂通过包含于基于丁烯氧基的聚氧化烯聚合物的组合物中而溶解于基础油中。
背景技术
润滑剂组合物广泛用于具有移动机械部分的装置中，其中其作用是降低移动部分之间的摩擦。此降低又可降低磨损和/或改良装置的整体效能。在许多应用中，润滑剂组合物还发挥相关和非相关补充用途，如降低腐蚀、冷却组件、降低积垢、控制粘度、反乳化和/或增加可泵送性。
如今大部分润滑剂组合物包括基础油。通常这一基础油是烃油或烃油的组合。烃油已由美国石油学会(American Petroleum Institute)基于其组成和物理特性而分类成第I类、第II类、第III类或第IV类基础油。为了进一步改良不同基础油的特性，通常使用所谓的添加剂包裝。这类添加剂包裝可包括经设计以充当抗氧化剂、腐蚀抑制剂、抗磨剂添加剂、泡沫控制剂、黄色金属钝化剂、分散剂、清洁剂、极端压力添加剂、摩擦降低剂和/或染料的材料。极需要所有添加剂皆可溶于基础油中。这类溶解度优选能够在广大温度和其它条件范围内保持，以便能够装运、储存和/或延长这些组合物的使用期限。
一种与润滑剂配制者相关的添加剂是聚亚烷基二醇，或“PAG”。许多PAG是基于环氧乙烷或环氧丙烷均聚物，并且在一些情况下，是基于环氧乙烷/环氧丙烷共聚物。其通常提供良好效能和环境特性，包括良好的水解稳定性、低毒性和可生物降解性、理想的低温特性和良好的成膜特性。
不幸的是，传统PAG(如环氧乙烷(EO)与环氧丙烷(PO)的共聚物和环氧丙烷的均聚物)通常在经典基础油中大于5％的处理量下不可溶。这引起油溶性聚亚烷基二醇(OSP)的发展，其可用作烃润滑剂中的效能增强添加剂(参见例如WO2011/011656)。可从市场购得两个系列的OSP产品。一个系列是基于PO与BO(环氧丁烷)的共聚物并且第二个系列是基于BO(聚丁烯二醇)的均聚物。这些系列提供在大部分第I类-第IV类基础油中的极佳溶解度。然而，这些OSP的一项缺点是成本。具体来说，含有OSP的BO更加昂贵，因为环氧丁烷(用于制造聚合物的起始物质中的一种)具有高成本。
因此，如果配制者想要最小化其制造含有PAG的烃油的成本，那么更有利的是使用包含OSP和PO均聚物的PAG，其是比仅含有OSP的PAG更便宜的材料。
本发明解决的问题是提供含有经济的PO均聚物并且仍然提供改良的在烃基础油中的特性(如溶解度)的PAG组合物。
发明内容
我们现在发现聚氧丙烯(PO)均聚物可通过使其与基于丁烯氧基的聚氧化烯聚合物偶合而配制成烃基础油。有利的是，即使PO均聚物通常在基础油中不可溶，但这一不可溶性可通过存在基于BO的聚氧化烯聚合物来解决。
除降低成本以外，将PO均聚物并入基础油的另一个益处在于当总PAG处理量相同时，其可比仅使用OSP更好地提高粘度指数。
因此，在一个方面中，提供润滑剂组合物，其包含：烃基础油；通过使环氧丙烷与含有不稳定氢的引发剂聚合而制备的聚氧丙烯聚合物；和通过使环氧烷馈料与含有不稳定氢的引发剂聚合而制备的聚氧化烯聚合物，所述环氧烷馈料包含100重量％到25重量％环氧丁烷和0重量％到75重量％环氧丙烷，各自以环氧烷馈料的总重量计，其限制条件是当环氧烷馈料含有大于50重量百分比环氧丙烷是，引发剂是C8-C20烷基醇。
在另一个方面中，提供润滑机械装置的方法，所述方法包含使用本文所述的润滑剂组合物来润滑机械装置。
具体实施方式
除非另外指明，否则数值范围(例如在“2到10”中)包括界定所述范围的数字(例如2和10)。
除非另外指明，否则比率、百分比、份等是以重量计。除非另外指明，否则短语「分子量」是指如以常规方式测量的数目平均分子量。
如本说明书中所使用，“乙烯氧基”或“EO”是指-CH2-CH2-O-，“丙烯氧基”或“PO”是指-CH2-CH(CH3)-O-或-CH(CH3)-CH2-O-，并且“丁烯氧基”或“BO”是指-CH2-CH(CH2CH3)-O-或-CH(CH2CH3)-CH2-O-。“烷基”涵盖具有指定数目碳原子的直链和分支链脂族基团。
本发明提供润滑剂组合物，其包含烃基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物，以及其使用方法。有利的是，组合物中的基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物可彼此相溶。
适用于本发明的组合物中的烃基础油包括由美国石油学会指定为第I类、第II类、第III类或第IV类的烃基础油。其中，第I类、第II类和第III类油是天然矿物油。第I类油由分馏石油组成，所述分馏石油用溶剂萃取方法进一步精炼以改良特性(如抗氧化性)和移除蜡。第II类油由分馏石油组成，所述分馏石油已加氢裂化以进一步精炼和纯化。第III类油具有与第II类油类似的特征，其中第II类和第III类皆是经高度氢处理的油，其经历不同步骤以改良其物理特性。第III类油具有比第II类油更高的粘度指数，并且是通过第II类油的进一步氢化裂解或通过加氢异构化软蜡(slack wax)的氢化裂解而制备，所述加氢异构化软蜡是通常用于许多油的脱蜡过程的副产物。第IV类油是合成烃油，其也称为聚α-烯烃(PAO)。可使用前述油的混合物。以烃基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物的总重量计，本发明的润滑剂组合物优选含有至多50重量百分比烃基础油。在一些实施例中，润滑剂组合物含有至少40重量百分比，或者至少30重量百分比，或者至少20重量百分比，或者至少10重量百分比烃基础油。
本文中适用的聚氧丙烯聚合物(也称为PO均聚物)可通过使环氧丙烷与含有不稳定氢的引发剂聚合来制备。所属领域的技术人员已知这类聚合方法(参见例如美国专利公开案第2011/0098492号，其以引用的方式并入本文中)并且适合的聚合物可从市场购得。在典型聚合程序中，引发剂在酸性或碱性催化剂存在下由环氧烷化合物或使用金属氰化物催化剂烷氧基化。在聚氧丙烯聚合物的情况下，环氧烷化合物是环氧丙烷。碱性聚合催化剂可包括例如钠或钾的氢氧化物或醇化物，包括NaOH、KOH、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠和乙醇钾。碱催化剂通常以起始物质计以0.05重量百分比到约5重量百分比、优选约0.1重量百分比到约1重量百分比的浓度使用。
环氧烷的添加可例如在高压釜中在约10psig到约200psig，优选约60到约100psig的压力下进行。烷氧基化的温度可在约30℃到约200℃，优选约100℃到约160℃范围内。在氧化物馈料完成之后，通常使产物反应直到残余氧化物降低到所希望水平，例如小于约10ppm。在将反应器冷却到适合的温度范围(例如约20℃到130℃)之后，残余催化剂可保持不中和，或用有机酸(如乙酸、丙酸或柠檬酸)中和。或者，产物可用无机酸(如磷酸或二氧化碳)中和。残余催化剂还可以使用例如离子交换或吸附介质(如硅藻土)移出。
适用于聚合的含有不稳定氢的引发剂包括例如胺化合物、硫醇化合物、单醇、二醇和三醇。优选是二醇和单醇化合物。适合的二醇化合物的实例包括(但不限于)乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，2-己二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇和三丙二醇。
用于本发明的单醇引发剂包括例如含有一个羟基(OH)和任选的一个或多个醚键(例如二醇醚，如单氧化烯或聚氧化烯单醚)的脂族烷基醇。这类化合物在本文中统称为烷基醇。在一些实施例中，烷基醇每个分子优选具有4个碳原子到22个碳原子。具体实例包括(但不限于)丁醇、戊醇、己醇、新戊醇、异丁醇、庚醇、辛醇、2-乙基己醇、壬醇、癸醇、丙二醇正丁基醚(可以DOWANOLTM PnB形式从陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)购得)、二丙二醇正丁基醚(可以DOWANOLTM DPnB形式从陶氏化学公司(Dow)购得)和十二烷基醇(可以例如12-99形式从沙索公司(Sasol)购得)。尤其优选引发剂是正丁醇和丙二醇正丁基醚。
聚合中使用足够的环氧丙烷和引发剂以提供具有所需数目平均分子量的聚氧丙烯聚合物，其在一些实施例中是至多2600g/mol，或者至多2300g/mol，或者至多1300g/mol，或者至多700g/mol。在一些实施例中，分子量是至少400g/mol。在一些实施例中，分子量是400g/mol到2600g/mol。
在一些实施例中，以基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物的总重量计，本发明的润滑剂组合物中所包括的聚氧丙烯聚合物的浓度是至多80重量百分比，或者至多60重量百分比，或者至多40重量百分比，或者至多30重量百分比，或者至多20重量百分比，或者至多10重量百分比。在一些实施例中，包括至少10重量百分比浓度的聚氧丙烯聚合物。
用于本发明的聚氧化烯聚合物可通过使用与上述类似的技术(具有适合的环氧烷和引发剂的取代)使环氧烷馈料与含有不稳定氢的引发剂聚合来制备。各自以环氧烷馈料的总重量计，用于聚合的环氧烷馈料包含100到25重量百分比环氧丁烷和0到75重量百分比环氧丙烷。与上述聚氧丙烯聚合物相同，用于聚合的含有不稳定氢的引发剂可以是例如胺化合物、硫醇化合物、单醇、二醇、三醇或水。优选是二醇和单醇化合物。适合的二醇化合物的实例包括(但不限于)乙二醇、1，2-丙二醇、1，2-己二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇和三丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇和1，6-己二醇。优选二醇引发剂是1，2-丙二醇和二丙二醇。
用于本发明的单醇引发剂包括与上述类似的烷基醇(包括任选地含有一个或多个醚键的烷基醇(如二醇醚))。优选烷基醇化合物每个分子含有4个碳原子到22个碳原子。具体实例包括(但不限于)丁醇、戊醇、己醇、新戊醇、异丁醇、庚醇、辛醇、2-乙基己醇、壬醇、癸醇、丙二醇正丁基醚(可以DOWANOLTM PnB形式从陶氏化学公司购得)、二丙二醇正丁基醚(可以DOWANOLTM DPnB形式从陶氏化学公司购得)和十二烷基醇(可以例如12-99形式从沙索公司购得)。尤其优选引发剂是正丁醇和丙二醇正丁基醚。
聚合中使用足够的环氧烷和引发剂以提供具有所需数目平均分子量的聚氧化烯聚合物，其在一些实施例中是至多5000g/mol，或者至多3000g/mol，或者至多2400g/mol，或者至多1200g/mol，或者至多760g/mol。在一些实施例中，聚氧化烯聚合物的数目平均分子量是至少500g/mol。
以基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物的总重量计，本发明的润滑剂组合物优选含有至多50重量百分比，或者至多40重量百分比，或者至多30重量百分比，或者至多20重量百分比，或者至多10重量百分比聚氧化烯聚合物。在一些实施例中，润滑剂组合物含有至少10重量百分比聚氧化烯聚合物。
在本发明的一些实施例中，用于制备聚氧化烯聚合物的环氧烷馈料是环氧丁烷，并且因此所得聚合物是丁烯氧基均聚物(在本文中也称为BO均聚物)。用于这一实施例的优选引发剂包括1，2-丙二醇和二丙二醇，或C4-C22烷基醇，如丁醇或丙二醇正丁基醚。
在本发明的一些实施例中，用于制备聚氧化烯聚合物的环氧烷馈料含有环氧丁烷和环氧丙烷。所得聚氧化烯聚合物是含有丙烯氧基和丁烯氧基的共聚物(在本文中也称为BO/PO共聚物)。在一些实施例中，环氧烷馈料含有67到33重量百分比环氧丁烷和33到67重量百分比环氧丙烷。在一些实施例中，环氧烷馈料含有约50％环氧丁烷和约50％环氧丙烷。
在一些实施例中，环氧烷馈料含有67到33重量百分比环氧丁烷和33到67重量百分比环氧丙烷，并且引发剂是C4-C22烷基醇，或者C8-C20烷基醇，或者C8-C12烷基醇。
环氧烷馈料的组分可分别或共同与引发剂聚合。因此，所得共聚物可以是嵌段共聚物或无规共聚物，或无规共聚物与嵌段共聚物的组合。举例来说，如果使用环氧丙烷和环氧丁烷制备嵌段共聚物，那么可首先向引发剂中添加环氧丙烷以产生丙烯氧基嵌段，并且接着在其之后添加环氧丁烷以产生丁烯氧基嵌段。或者可首先向引发剂中添加环氧丁烷以产生丁烯氧基嵌段，并且接着在其之后添加环氧丙烷以产生丙烯氧基嵌段。或者，作为另一个实例，可向引发剂中添加环氧丙烷与环氧丁烷的混合物，由此产生无规共聚物。用于制备随机、嵌段或组合构型的共聚物的技术是本领域中众所周知的。优选是无规共聚物。
应注意，随着用于制备共聚物的环氧烷馈料中丙烯氧基的量增加到大于50重量百分比，共聚物的油溶解度降低。然而，溶解度的这一降低可通过使用C8-C20烷基醇，优选C8-C12烷基醇作为聚合引发剂来缓解。
在本发明的一些实施例中，润滑剂组合物包含至多50重量百分比第I类基础油和至多40重量百分比聚氧丙烯聚合物(以基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物的总重量计)，其中聚氧丙烯聚合物的分子量是至多1300g/mole并且聚氧化烯聚合物是具有至多2400g/mole分子量的PO/BO共聚物。
在本发明的一些实施例中，润滑剂组合物包含至多50重量百分比第I类基础油和至多25重量百分比聚氧丙烯聚合物(以基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物的总重量计)，其中聚氧丙烯聚合物的分子量是至多2600g/mole并且聚氧化烯聚合物是具有至多1400g/mole分子量的PO/BO共聚物。
在本发明的一些实施例中，润滑剂组合物包含至多50重量百分比第I类基础油和至多10重量百分比聚氧丙烯聚合物(以基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物的总重量计)，其中聚氧丙烯聚合物的分子量是至多2600g/mole并且聚氧化烯聚合物是具有至多2400g/mole分子量的PO/BO共聚物。
在本发明的一些实施例中，润滑剂组合物包含至多50重量百分比第III类基础油和至多30重量百分比聚氧丙烯聚合物(以基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物的总重量计)，并且其中聚氧丙烯聚合物的分子量是至多700g/mole并且聚氧化烯聚合物是具有至多760g/mole分子量的PO/BO共聚物。
在本发明的一些实施例中，润滑剂组合物包含至多50重量百分比第III类基础油和至多10重量百分比聚氧丙烯聚合物(以基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物的总重量计)，并且其中聚氧丙烯聚合物的分子量是至多1300g/mole并且聚氧化烯聚合物是具有至多1400g/mole分子量的PO/BO共聚物。
在本发明的一些实施例中，润滑剂组合物包含至多50重量百分比第IV类基础油(在100℃下的动态粘度是8mm2/s或更小)和至多30重量百分比聚氧丙烯聚合物(以基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物的总重量计)，并且其中聚氧丙烯聚合物的分子量是至多700g/mole并且聚氧化烯聚合物是具有至多760g/mole分子量的PO/BO共聚物。
在本发明的一些实施例中，润滑剂组合物包含至多50重量百分比第IV类基础油(在100℃下的动态粘度是8mm2/s或更小)和至多10重量百分比聚氧丙烯聚合物(以基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物的总重量计)，并且其中聚氧丙烯聚合物的分子量是至多1300g/mole并且聚氧化烯聚合物是具有至多1400g/mole分子量的PO/BO共聚物。
在本发明的一些实施例中，润滑剂组合物包含至多50重量百分比第I类、第III类或第IV类基础油和至多30重量百分比聚氧丙烯聚合物(以基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物的总重量计)，并且其中聚氧丙烯聚合物的分子量是至多700g/mole并且聚氧化烯聚合物是具有至多760g/mole分子量的PO/BO共聚物。
在本发明的一些实施例中，润滑剂组合物包含至多50重量百分比第I类或第IV类基础油和至多25重量百分比，或者至多10重量百分比聚氧丙烯聚合物(以基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物的总重量计)。在这一实施例中，聚氧化烯聚合物优选是二醇起始的BO均聚物或烷基醇起始的BO均聚物。
本发明的润滑剂组合物使得可将聚氧丙烯聚合物配制成稳定/均质混合物(即组分可彼此相溶)形式的烃基础油。这是通过在组合物中包括聚氧化烯聚合物(其是BO均聚物或BO/PO聚合物共聚物)来实现。
本发明的组合物可含有其它添加剂，包括例如抗氧化剂、腐蚀抑制剂、抗磨添加剂、泡沫控制剂、黄色金属钝化剂、分散剂、清洁剂、极端压力添加剂、摩擦降低剂和/或染料。
本发明的组合物适用作多种机械装置的润滑剂，包括例如内燃机(如汽车发动机)、齿轮箱、液压泵、压缩机和变速器。
现将在以下实例中详细地描述本发明的一些实施例。
实例
实例组合物中使用下表中的材料。
掺合程序
下表描述被检验稳定性的润滑剂组合物。
向200ml玻璃杯中添加各种掺合物组分使得混合物的总重量是100g。在室温(22-24℃)下搅拌混合物30分钟。将各组合物转移到玻璃瓶中并且在室温下密封和储存1周。目视检验掺合物并且评定为“澄清”、“浑浊”或“2或3个层”。描述为“澄清”的组合物是均质的并且视为稳定的。大部分润滑剂应用需要稳定/均质组合物。
在表中，代表本发明的掺合物标记为“Inv.Ex.”。比较实例标记为“C.Ex.”。
表1-第I类矿物油与PO/BO-760的组合物
C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex Inv.Ex Inv.Ex Inv.Ex Inv.Ex C.Ex Inv.Ex
％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
Total 150 SN 50 90 10 50 50 50 50 50 25 25
PO-700 50 10 90 10 25 30 40 75 50
PO/BO-760 50 40 25 20 10 25
外观 2个层 2个层 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清
C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex Inv.Ex Inv.Ex Inv.Ex Inv.Ex C.Ex Inv.Ex
％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
Total 150 SN 50 90 10 50 50 50 50 50 25 25
PO-1300 50 10 90 10 25 30 40 75 50
PO/BO-760 50 40 25 20 10 25
外观 2个层 混浊 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清
C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex Inv.Ex Inv.Ex Inv.Ex C.Ex C.Ex Inv.Ex
％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
Total 150 SN 50 90 10 50 50 50 50 50 25 25
PO-2600 50 10 90 10 25 30 40 75 50
PO/BO-760 50 40 25 20 10 25
外观 2个层 2个层 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清 2个层 2个层 澄清
表1的概述。当矿物油的处理量是50％时，可使用PO/BO-760作为偶合剂偶合40％PO均聚物。随着PO均聚物的分子量增加，可偶合的量降低。当聚合物的分子量是至多2600克/摩尔(PO-2600)时，可偶合30％PO均聚物，并且当PO均聚物的分子量是至多1300克/摩尔(PO-700和PO-1300)时，可偶合40％PO均聚物。
表2第I类矿物油与PO/BO-1400的组合物
C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex Inv.Ex Inv.Ex Inv.Ex Inv.Ex C.Ex Inv.Ex
％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
Total 150 SN 50 90 10 50 50 50 50 50 25 25
PO-700 50 10 90 10 25 30 40 75 50
PO/BO-1400 50 40 25 20 10 25
外观 2个层 2个层 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清
C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex Inv.Ex Inv.Ex Inv.Ex Inv.Ex C.Ex Inv.Ex
％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
Total 150 SN 50 90 10 50 50 50 50 50 25 25
PO-1300 50 10 90 10 25 30 40 75 50
PO/BO-1400 50 40 25 20 10 25
外观 2个层 混浊 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清 澄清
C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex Inv.Ex Inv.Ex C.Ex C.Ex C.Ex Inv.Ex
％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
Total 150 SN 50 90 10 50 50 50 50 50 25 25
PO-2600 50 10 90 10 25 30 40 75 50
PO/BO-1400 50 40 25 20 10 25
外观 2个层 2个层 澄清 澄清 澄清 澄清 2个层 2个层 2个层 澄清
表2的概述。当矿物油的处理量是50％时，可使用PO/BO-1400作为偶合剂偶合40％PO均聚物。随着PO均聚物的分子量增加，可偶合的量降低。当PO均聚物的分子量是至多2600克/摩尔(PO-2600)时，可偶合25％PO均聚物，但当PO均聚物的分子量是至多1300克/摩尔(PO-700和PO-1300)时，可偶合40％PO均聚物。
表3第I类矿物油与PO/BO-2400的组合物
表3的概述。当矿物油的处理量是50％时，可使用PO/BO-2400作为偶合剂偶合40％PO均聚物。随着PO均聚物的分子量增加，可偶合的量降低。当PO均聚物的分子量是2600克/摩尔(PO-2600)时，可偶合10％PO均聚物，并且当PO均聚物的分子量是至多1300克/摩尔(PO-700和PO-1300)时，可偶合40％PO均聚物。
表4第III类矿物油与PO/BO-760的组合物
表4的概述。当第III类油(Nexbase 3080)的处理量是50％时，可使用PO/BO-760作为偶合剂偶合30％PO均聚物。随着PO均聚物的分子量增加，可偶合的量降低。当PO均聚物的分子量是至多2300克/摩尔(PO-1300和PO-2300)时，可偶合10％PO均聚物。
表5第III类矿物油与PO/BO-1400的组合物
表5的概述。当第III类油(Nexbase 3080)的处理量是50％时，可使用PO/BO-1400作为偶合剂偶合10％PO均聚物。
表6第III类矿物油与PO/BO-2400的组合物
表6的概述。在10％和更高的含量下，PO均聚物不容易由PO/BO-2400溶解。
表7第IV类PAO油与PO/BO-760的组合物
表7的概述。当PAO(第IV类油)处理量是50％时，可由PO/BO-760溶解分子量是700的30％PO均聚物。当PO均聚物的分子量增加到1300克/摩尔(PO-1300)时和2600克/摩尔(PO-2600)时，可溶解10％PO均聚物。
表8第IV类PAO油与PO/BO-1400的组合物
C.Ex C.Ex C.Ex Inv.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex Inv.Ex
％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
Synfluid PAO-6 50 90 10 50 50 50 50 50 25 25
PO-700 50 10 90 10 25 30 40 75 50
PO/BO-1400 40 25 20 10 50 25
外观 2个层 混浊 澄清 澄清 2个层 2个层 3个层 澄清 2个层 澄清
C.Ex C.Ex C.Ex Inv.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex
％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
Synfluid PAO-6 50 90 10 50 50 50 50 50 25 25
PO-1300 50 10 90 10 25 30 40 75 50
PO/BO-1400 40 25 20 10 50 25
外观 2个层 3个层 混浊 澄清 2个层 3个层 3个层 澄清 2个层 3个层
C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex
％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
Synfluid PAO-6 50 90 10 50 50 50 50 50 25 25
PO-2600 50 10 90 10 25 30 40 75 50
PO/BO-1400 40 25 20 10 50 25
外观 2个层 澄清 澄清 2个层 2个层 2个层 2个层 澄清 2个层 2个层
表8的概述。当PAO处理量是50％时，可由PO/BO-1400溶解10％PO均聚物(摩尔重量700和1300克/摩尔)。
表9第IV类PAO油与PO/BO-2400的组合物
C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex
％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
Synfluid PAO-6 50 90 10 50 50 50 50 50 25 25
PO-700 50 10 90 10 25 30 40 75 50
PO/BO-2400 40 25 20 10 50 25
外观 2个层 混浊 澄清 2个层 2个层 2个层 2个层 2个层 2个层 2个层
C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex
％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
Synfluid PAO-6 50 90 10 50 50 50 50 50 25 25
PO-1300 50 10 90 10 25 30 40 75 50
PO/BO-2400 40 25 20 10 50 25
外观 2个层 3个层 混浊 2个层 2个层 3个层 2个层 2个层 2个层 3个层
C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex
％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
Synfluid PAO-6 50 90 10 50 50 50 50 50 25 25
PO-2600 50 10 90 10 25 30 40 75 50
PO/BO-2400 40 25 20 10 50 25
外观 2个层 混浊 澄清 3个层 2个层 2个层 3个层 2个层 2个层 2个层
表9的概述。使用PAO-6基础油时，在10％和更高的含量下，均聚物不易于由PO/BO-2400溶解。
表10第I类矿物油与EO/PO-1300和PO/BO-760的组合物
C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex
％ ％ ％ ％ ％ ％
Total 150SN 50 90 50 50 50 50
EO/PO-1300 10 10 25 30 40
PO/BO-760 50 40 25 20 10
外观 澄清 混浊 2个相 3个相 3个相 3个相
表10的概述。表10展示无法用PO/BO-760溶解经典EO/PO共聚物(EO/PO-1300)。
表11第I类矿物油与PO-400和PO/BO-760的组合物
C.Ex C.Ex Inv.Ex C.Ex C.Ex C.Ex
％ ％ ％ ％ ％ ％
Total 150 SN 50 90 50 50 50 50
PO-400 10 10 25 30 40
PO/BO-760 50 40 25 20 10
外观 澄清 混浊 澄清 2个相 3个相 3个相
表11的概述。表11展示可由PO/BO-760溶解其它类型的PO均聚物。在这种情况下，PO-400是二醇起始的PO均聚物(通常称为聚丙二醇)的实例。PO-400是具有两个封端OH基团的聚合物的实例。其它PO均聚物实例是基于丁醇起始的PO均聚物(一个封端OH基团)。在表11中的实例中，可在第I类矿物油中偶合10％聚丙二醇。
表12第IV类PAO(高粘度)与PO-700和PO/BO-760的组合物
C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex
％ ％ ％ ％
Spectrasyn PAO-40 50 90 50 50 50 50
PO-700 10 10 25 30 40
PO/BO-760 50 40 25 20 10
外观 澄清 混浊 2个相 2个相 2个相 3个相
表12展示高粘度PAO中的溶解度资料。这些类型的PAO极难以配制并且甚至比表7-9中描述的较低粘度PAO-6更难。无法使用PO/BO-760偶合PO均聚物(PO-700)。
表13第IV类PAO(高粘度)与PO-1300和PO/BO-760的组合物
C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex
％ ％ ％ ％
Spectrasyn PAO-40 50 90 50 50 50 50
PO-1300 10 10 25 30 40
PO/BO-760 50 40 25 20 10
外观 澄清 混浊 2个相 2个相 2个相 2个相
表13再次展示无法使用PO/BO-760偶合PO均聚物(PO-1300)。
表14第IV类PAO(低黏度)与PO/BO-760的组合物
C.Ex Inv Ex C.Ex In Ex
％ ％ ％ ％
Synfluid PAO 4 90 50 90 50
PO/BO-760 40 40
PO-700 10 10
PO-1300 10 10
外观 澄清 澄清 混浊 澄清
表14展示使用极低黏度PAO的溶解度资料。当PAO处理量是50％时，可由PO/BO-760溶解10％PO均聚物。这可用PO-700(摩尔重量700克/摩尔)和PO-1300(摩尔重量1300克/摩尔)实现。
表15第IV类PAO与PO/BO-760的组合物
C.Ex Inv Ex C.Ex In Ex
％ ％ ％ ％
Spectrasyn 8 90 50 90 50
PO/BO-760 40 40
PO-700 10 10
PO-1300 10 10
外观 混浊 澄清 混浊 澄清
表15展示使用另一种低黏度PAO的溶解度资料。当PAO处理量是50％时，可由PO/BO-760溶解10％PO均聚物。这可用PO-700(摩尔重量700克/摩尔)和PO-1300(摩尔重量1300克/摩尔)实现。
本发明的实用性可进一步于表16中说明。这说明烃油(Total 150SN)中包含PO均聚物(配方B)可引起粘度指数显著提高。在实例A和B中，PAG的总处理量是50％。
表16
A B
％ ％
Total 150 SN 50 50
PO-1300 40
PO/BO-1400 50 10
在40℃下的粘度[cSt] 40.5 41.4
在100℃下的粘度[cSt] 7.3 7.7
粘度指数 146 160
表17-20展示BO均聚物的偶合研究。
表17第I类矿物油(低黏度)与二醇起始的丁氧基化物的组合物
C.Ex C.Ex Inv Ex. Inv Ex. Inv Ex. Inv Ex.
％ ％ ％ ％ ％ ％
Shell Catenex S 523(HVI 60) 90 50 50 50 50 50
PO-700 10 50 25 25 10 10
BO-2 25 40
BO-1 25 40
外观 混浊 混浊 澄清 澄清 澄清 澄清
表18第I类矿物油与醇起始的丁氧基化物的组合物
C.Ex C.Ex Inv Ex. Inv Ex. Inv Ex. Inv Ex.
％ ％ ％ ％ ％ ％
Shell Catenex S 523(HVI 60) 90 50 50 50 50 50
PO-700 10 50 25 25 10 10
BO-3 25 40
BO-4 25 40
外观 混浊 混浊 澄清 澄清 澄清 澄清
表17和18说明当PO均聚物在第I类矿物油中的含量是10％和25％时，二醇起始的丁氧基化物和醇起始的丁氧基化物可偶合PO均聚物。
表19第IV类PAO与二醇起始的丁氧基化物的组合物
C.Ex C.Ex C.Ex C.Ex Inv Ex. Inv Ex.
％ ％ ％ ％ ％ ％
Synfluid PAO-6 90 50 50 50 50 50
PO-700 10 50 25 25 10 10
BO-2 25 40
BO-1 25 40
外观 混浊 混浊 混浊 混浊 澄清 澄清
表20第IV类PAO与醇起始的丁氧基化物的组合物
C.Ex C.Ex Inv Ex. Inv Ex. Inv Ex. Inv Ex.
％ ％ ％ ％ ％ ％
Synfluid PAO-6 90 50 50 50 50 50
PO-700 10 50 25 25 10 10
BO-3 25 40
BO-4 25 40
外观 混浊 混浊 澄清 澄清 澄清 澄清
表19说明当PO均聚物在第IV类PAO基础油中的含量是10％时，二醇起始的丁氧基化物可偶合PO均聚物。
表20说明当PO均聚物在第IV类PAO基础油中的含量是10％和25％时，醇起始的丁氧基化物可偶合PO均聚物。

Claims (14)

1.一种润滑剂组合物，其包含：
烃基础油；
通过使环氧丙烷与含有不稳定氢的引发剂聚合而制备的聚氧丙烯聚合物；和
通过使环氧烷馈料与含有不稳定氢的引发剂聚合而制备的聚氧化烯聚合物，以所述环氧烷馈料的总重量计，所述环氧烷馈料包含100到25重量百分比环氧丁烷和0到75重量百分比环氧丙烷，其限制条件是当所述环氧烷馈料含有大于50重量百分比环氧丙烷时，所述引发剂是C8-C20烷基醇，
所述烃基础油、所述聚氧丙烯聚合物和所述聚氧化烯聚合物在室温下可彼此相溶；其中以所述烃基础油、所述聚氧丙烯聚合物和所述聚氧化烯聚合物的总重量计，所述润滑剂组合物包含至多50重量百分比的所述烃基础油、至多80重量百分比的所述聚氧丙烯聚合物和至多50重量百分比的所述聚氧化烯聚合物。
2.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其中所述聚氧丙烯聚合物和所述聚氧化烯聚合物的引发剂独立地是二醇或单醇。
3.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其中所述聚氧丙烯聚合物和所述聚氧化烯聚合物的引发剂独立地是C4-C22烷基醇。
4.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其中所述聚氧丙烯聚合物和所述聚氧化烯聚合物的引发剂独立地是丁醇、戊醇、己醇、新戊醇、异丁醇、庚醇、辛醇、2-乙基己醇、壬醇、癸醇、丙二醇正丁基醚、1,2-丙二醇、二丙二醇正丁基醚或十二烷基醇。
5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的润滑剂组合物，以所述烃基础油、所述聚氧丙烯聚合物和所述聚氧化烯聚合物的总重量计，其包含至多50重量百分比第I类烃基础油和至多40重量百分比所述聚氧丙烯聚合物，并且其中所述聚氧丙烯聚合物具有至多1300克/摩尔的分子量并且所述聚氧化烯聚合物是具有至多2400克/摩尔的分子量的PO/BO共聚物。
6.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的润滑剂组合物，以所述烃基础油、所述聚氧丙烯聚合物和所述聚氧化烯聚合物的总重量计，其包含至多50重量百分比第I类烃基础油和至多25重量百分比所述聚氧丙烯聚合物，并且其中所述聚氧丙烯聚合物具有至多2600克/摩尔的分子量并且所述聚氧化烯聚合物是具有至多1400克/摩尔的分子量的PO/BO共聚物。
7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的润滑剂组合物，以所述烃基础油、所述聚氧丙烯聚合物和所述聚氧化烯聚合物的总重量计，其包含至多50重量百分比第I类烃基础油和至多10重量百分比所述聚氧丙烯聚合物，并且其中所述聚氧丙烯聚合物具有至多2600克/摩尔的分子量并且所述聚氧化烯聚合物是具有至多2400克/摩尔的分子量的PO/BO共聚物。
8.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的润滑剂组合物，以所述烃基础油、所述聚氧丙烯聚合物和所述聚氧化烯聚合物的总重量计，其包含至多50重量百分比第III类烃基础油和至多30重量百分比所述聚氧丙烯聚合物，并且其中所述聚氧丙烯聚合物具有至多700克/摩尔的分子量并且所述聚氧化烯聚合物是具有至多760克/摩尔的分子量的PO/BO共聚物。
9.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的润滑剂组合物，以所述烃基础油、所述聚氧丙烯聚合物和所述聚氧化烯聚合物的总重量计，其包含至多50重量百分比第III类烃基础油和至多10重量百分比所述聚氧丙烯聚合物，并且其中所述聚氧丙烯聚合物具有至多1300克/摩尔的分子量并且所述聚氧化烯聚合物是具有至多1400克/摩尔的分子量的PO/BO共聚物。
10.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的润滑剂组合物，以所述烃基础油、所述聚氧丙烯聚合物和所述聚氧化烯聚合物的总重量计，其包含至多50重量百分比在100℃下具有8mm2/s或更小的动态粘度的第IV类烃基础油和至多30重量百分比所述聚氧丙烯聚合物，并且其中所述聚氧丙烯聚合物具有至多700克/摩尔的分子量并且所述聚氧化烯聚合物是具有至多760克/摩尔的分子量的PO/BO共聚物。
11.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的润滑剂组合物，以所述烃基础油、所述聚氧丙烯聚合物和所述聚氧化烯聚合物的总重量计，其包含至多50重量百分比在100℃下具有8mm2/s或更小的动态粘度的第IV类烃基础油和至多10重量百分比所述聚氧丙烯聚合物，并且其中所述聚氧丙烯聚合物具有至多1300克/摩尔的分子量并且所述聚氧化烯聚合物是具有至多1400克/摩尔的分子量的PO/BO共聚物。
12.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的润滑剂组合物，以所述烃基础油、所述聚氧丙烯聚合物和所述聚氧化烯聚合物的总重量计，其包含至多50重量百分比第I类、第III类或第IV类烃基础油和至多30重量百分比所述聚氧丙烯聚合物，并且其中所述聚氧丙烯聚合物具有至多700克/摩尔的分子量并且所述聚氧化烯聚合物是具有至多760克/摩尔的分子量的PO/BO共聚物。
13.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的润滑剂组合物，以所述烃基础油、所述聚氧丙烯聚合物和所述聚氧化烯聚合物的总重量计，其包含至多50重量百分比第I类或第IV类烃基础油和至多25重量百分比所述聚氧丙烯聚合物，其中所述聚氧化烯聚合物是二醇起始的BO均聚物或烷基醇起始的BO均聚物。
14.一种润滑机械装置的方法，所述方法包含使用根据权利要求1至13中任一权利要求所述的润滑剂组合物润滑所述机械装置。
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