CN105555831B - 聚酯及聚酯在润滑剂中的用途 - Google Patents

Abstract

当前要求保护的发明涉及可以通过使包含至少一种C8‑C20格尔伯特醇、至少一种脂族或环脂族二羧酸和至少一种羟基官能度为≥2至≤6的多元醇的混合物反应而得到的新型聚酯以及这些聚酯作为润滑油组合物的组分的用途。

Description

聚酯及聚酯在润滑剂中的用途

当前要求保护的发明涉及可以通过使包含至少一种C8-C20格尔伯特醇、至少一种脂族或环脂族二羧酸和至少一种羟基官能度为≥2至≤6的多元醇的混合物反应而得到的新型聚酯以及这些聚酯作为润滑油组合物的组分的用途。

聚酯可作为润滑油组合物的有价值组分用于宽应用领域。例如，为了润滑喷气推进飞机的涡轮发动机，使用二羧酸和具有中等链长的醇的酯或者多种多元醇与具有中等链长的脂肪酸的酯。

该类聚酯还以增加的程度用于其中润滑需求高的其他润滑问题，例如作为部分合成发动机油的混合组分。这些聚酯特别适用于这些目的基于如下事实：与基于矿物油的常规润滑剂相比，其具有非常有利的随温度变化的粘度行为，以及与具有相当粘度的物质相比，倾点明显更低。

这些性能也是油适合作为液压系统的操作流体的基本要求，这是因为其粘度仅允许在相当大的温度变化下以不显著的程度改变。此外，其还必须仍然能够在低温下使用，这是因为预期现代车辆在相对低的环境温度下能够令人满意地操作而通常无需辅助加热设备。在这些低温下，润滑剂的关键作用为决定能够启动车辆的容易程度，以及润滑所有重要移动部件的快速程度。在这些条件下过稠的润滑剂可导致差的操作性，或者在一些情况下由于缺油导致的严重设备故障。

对技术人员公知的是具有较高粘度的酯油通常证明其在寒冷下的行为较不令人满意，这是因为粘度的增加通常伴随着倾点的增加。对于绝对必需使用高粘度聚酯的润滑问题，开发了所谓的复合聚酯(complex polyester)。这些复合聚酯除了单官能醇或酸以外，还含有作为酯化组分的二醇或多元醇和二羧酸，从而制备具有低酸值和羟值的聚酯。该复合聚酯的粘度在38℃下为约30至300cSt，而在99℃下为10-30cSt。该高粘度复合聚酯的倾点通常不在-30℃以下。因此，其在该方面对许多使用目的而言不令人满意。

EP 489 809 B1描述了具有8或9个碳原子的脂族二羧酸和具有12-20个碳原子的格尔伯特醇的酯化产物及其作为润滑油组合物的组分的用途。

US 4,053,491描述了支链脂族多元醇与饱和支链脂族单羧酸的酯及其作为润滑剂或水力流体的用途。

WO 2007/082639 A1描述了可以通过使包含支化单官能醇和脂族二羧酸的混合物反应得到的聚酯作为润滑剂的用途。

US 7,038,005 B1涉及一系列基于琥珀酸、二聚体醇和格尔伯特醇的反应的聚酯。所得聚酯为高分子量产物，其为皮肤耐受的且具有优异的润肤性。

EP 335 013 A1提供了一种基于二聚脂肪酸、在α碳原子处不含氢原子的甘油的聚酯，其中存在C3-C12一元醇链终止剂。

目前，DIDA(己二酸二异癸基酯)、DITA(己二酸二异十三烷基酯)和TMTC(三羟甲基丙醇辛酸酯)通常用作润滑油组合物的组分。尽管这些酯显示出相对高的粘度指数且因此令人满意的整体温度/粘度行为，但是这些酯的倾点分别为-57℃、-55℃和-54℃。

鉴于现有聚酯的性能，仍然需要提供显示出改进的低温性能—表达为低倾点—同时维持整体有利的温度/粘度行为-表达为高粘度指数的新型聚酯。

因此，当前要求保护的发明的目的是要提供显示出改进的低温性能—表达为低倾点，尤其是<-60℃的倾点—同时维持整体有利的温度/粘度行为-表达为高粘度指数的新型聚酯。

该目的通过由作为含羟基的起始化合物的支化一元醇和多官能醇以及作为含酸性基团的起始化合物的脂族和环脂族二羧酸的组合制备的新型聚酯实现。

因此，在一个实施方案，当前要求保护的发明涉及一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a)至少一种选自具有5-20个碳原子的脂族二羧酸和具有4-36个碳原子的环脂族二羧酸的酸，

b)至少一种通式I的一元醇

其中p表示1、2、3、4、5、6或7；和

c)至少一种羟基官能度为≥2至≤6的多元醇。

令人惊奇地，本发明要求保护的聚酯显示出改进的低温性能—表达为低倾点，尤其是<-60℃的倾点—同时维持整体有利的温度/粘度行为-表达为高粘度指数。此外，本发明要求保护的聚酯为高度水解稳定的且显示出改进的热稳定性。

优选地，至少一种具有5-20个碳原子的脂族二羧酸选自戊二酸、壬二酸、癸二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸和十八烷二酸。

优选地，至少一种具有4-36个碳原子的环脂族二羧酸选自1,4-环己烷二羧酸、2,6-萘烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸和2,5-降冰片烷二羧酸。

“脂族”意指具有规定碳原子数(例如具有5至20个碳原子，即5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20个碳原子)的直链或支链，饱和或不饱和，优选饱和的非芳族烃结构部分。就当前要求保护的发明而言，“脂族”结构部分还包括其中在直链或支链中至多3个，优选1或2个碳原子被独立地选自NH、O或S的杂原子替换的结构部分。

“环脂族”意指具有规定碳原子数(例如具有4-36个碳原子，即4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35或36个碳原子)且具有1-3个环(各环具有3-8个，优选3-6个碳原子)的饱和或不饱和，优选饱和的非芳族烃结构部分。

脂族二羧酸还可以以其酐的形式使用。

更优选地，具有5-10个碳原子的脂族二羧酸作为组分a)存在。甚至更优选地，具有5-8个碳原子的脂族二羧酸作为组分a)存在。最优选地，己二酸作为组分a)存在。

组分b)为至少一种通式I的一元醇

其中p表示1、2、3、4、5、6或7。

至少一种通式I的一元醇为2-乙基-1-己醇(对于p＝1)、2-丙基-1-庚醇(对于p＝2)、2-丁基-1-辛醇(对于p＝3)、2-戊基-1-壬醇(对于p＝4)、2-己基-1-癸醇(对于p＝5)、2-庚基-1-十一烷醇(对于p＝6)和2-辛基-1-十二烷醇(对于p＝7)。

优选地，p表示1、2、3、4或5。更优选地，p表示2。

通式I的一元醇优选以不同结构异构体的混合物形式存在。尤其是对于p＝2，得到具有10个碳原子的一元醇。具有10个碳原子的一元醇优选作为包含如下组分的混合物存在：

b1)具有10个碳原子和通式II结构的一元醇

其中

R₁选自戊基、异戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基和2,2-二甲基丙基，

R₂为H或甲基，

R₃选自乙基、丙基和异丙基，和

b2)具有10个碳原子和通式III结构的一元醇

其中

R₄选自戊基、异戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基和2,2-二甲基丙基，

R₅为H或甲基，

R₆选自乙基、丙基和异丙基，

条件为一元醇b1)和一元醇b2)具有不同的结构。

优选地，一元醇b1)选自2-丙基庚醇、2-丙基-4-甲基己醇、2-丙基-5-甲基己醇、2-异丙基-4-甲基己醇、2-异丙基-5-甲基己醇、2-丙基-4,4-二甲基戊醇、2-乙基-2,4-二甲基己醇、2-乙基-2-甲基庚醇、2-乙基-2,5-二甲基己醇和2-异丙基庚醇。更优选地，一元醇b1)为2-丙基庚醇。

优选地，一元醇b2)选自2-丙基庚醇、2-丙基-4-甲基己醇、2-丙基-5-甲基己醇、2-异丙基-4-甲基己醇、2-异丙基-5-甲基己醇、2-丙基-4,4-二甲基戊醇、2-乙基-2,4-二甲基己醇、2-乙基-2-甲基庚醇、2-乙基-2,5-二甲基己醇和2-异丙基庚醇。更优选地，一元醇b2)为2-丙基-4-甲基己醇。

优选地，一元醇b1)与一元醇b2)的重量比为5:1至95:1，更优选为6:1至50:1，甚至更优选10:1至40:1，最优选20:1至35:1。

优选地，至少一种羟基官能度为≥2至≤6的多元醇选自乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、双丙甘醇、三丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、双酚A、三羟甲基丙烷、甘油、蓖麻油、季戊四醇、山梨糖醇、双季戊四醇和蔗糖。

在不同多元醇的混合物的情况下，数均羟基官能度表示为混合羟基官能度f_n(OH)。混合羟基官能度可为非整数如2.2、2.4或2.5。

更优选地，作为组分c)存在的至少一种多元醇具有≥3至≤6的羟基官能度。

优选地，本发明要求保护的聚酯具有在40℃下根据DIN 51562-1测定为≥10至≤500mm²/s，更优选≥10至≤400mm²/s，甚至更优选≥12至≤380mm²/s的粘度。

优选地，本发明要求保护的聚酯具有在100℃下根据DIN 51562-1测定为≥3至≤50mm²/s，更优选≥3至≤45mm²/s的粘度。

优选地，聚酯具有根据ASTM D 2270测定为≥110至≤190，更优选≥110至≤180，甚至更优选≥110至≤170，甚至更优选≥130至≤170的粘度指数。

令人惊奇地，本发明要求保护的聚酯具有<1.1g/cm³，优选<1.1g/cm³的密度。优选地，本发明要求保护的聚酯具有在15℃下根据DIN 51757测定为≥0.91至≤0.99g/cm³，更优选≥0.91至≤0.98g/cm³，最优选≥0.92至≤0.97g/cm³的密度。

优选地，本发明要求保护的聚酯具有根据DIN 51558测定为≥0.01至≤0.4mgKOH/g，更优选≥0.05至≤0.4mgKOH/g，甚至更优选≥0.05至≤0.3mgKOH/g的酸值。

优选地，本发明要求保护的聚酯具有根据DIN 53240测定为≥0.2至≤4.0mgKOH/g，更优选≥0.2至≤3.0mgKOH/g，甚至更优选≥0.2至≤2.8mg KOH/g的羟值。

优选地，该混合物包含

≥25至≤50重量％组分a)，

≥40至≤70重量％组分b)，和

≥0.1至≤20重量％组分c)，

其中所有组分a)、b)和c)的重量之和总计为100％。

优选地，该混合物包含

≥25至≤50重量％组分a)，

≥40至≤70重量％组分b)，和

≥0.5至≤15重量％组分c)，

其中所有组分a)、b)和c)的重量之和总计为100％。

更优选地，该混合物包含

≥29至≤45重量％组分a)，

≥40至≤70重量％组分b)，和

≥0.8至≤14重量％组分c)，

其中所有组分a)、b)和c)的重量之和总计为100％。

在一个优选实施方案中，当前要求保护的发明涉及一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a1)至少一种具有5-10个碳原子的脂族二羧酸，

b1)至少一种通式I的一元醇

其中p表示1、2、3、4、5、6或7；和

c1)至少一种羟基官能度为≥2至≤6的多元醇。

在一个优选实施方案中，当前要求保护的发明涉及一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a1)至少一种具有5-8个碳原子的脂族二羧酸，

b1)至少一种通式I的一元醇

其中p表示1、2、3、4、5、6或7；和

c1)至少一种羟基官能度为≥2至≤6的多元醇。

在另一优选实施方案中，当前要求保护的发明涉及一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a1)己二酸，

b1)至少一种通式I的一元醇

其中p表示1、2、3、4、5、6或7；和

c1)至少一种羟基官能度为≥2至≤6的多元醇。

优选地，所述混合物包含：

≥25至≤50重量％组分a1)，

≥40至≤70重量％组分b1)，和

≥0.5至≤15重量％组分c1)，

其中所有组分a1)、b1)和c1)的重量之和总计为100％。

更优选地，所述混合物包含：

≥29至≤45重量％组分a1)，

≥40至≤70重量％组分b1)，和

≥0.8至≤14重量％组分c1)，

其中所有组分a1)、b1)和c1)的重量之和总计为100％。

在另一优选实施方案，当前要求保护的发明涉及一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a2)至少一种选自具有5-20个碳原子的脂族二羧酸和具有4-36个碳原子的环脂族二羧酸的酸，

b2)2-丙基庚醇，和

c2)至少一种羟基官能度为≥2至≤6的多元醇。

在另一优选实施方案，当前要求保护的发明涉及一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a2)至少一种具有5-10个碳原子的脂族二羧酸，

b2)2-丙基庚醇，和

c2)至少一种羟基官能度为≥2至≤6的多元醇。

优选地，所述混合物包含：

≥25至≤50重量％组分a2)，

≥40至≤70重量％组分b2)，和

≥0.5至≤15重量％组分c2)，

其中所有组分a2)、b2)和c2)的重量之和总计为100％。

更优选地，所述混合物包含：

≥29至≤45重量％组分a2)，

≥40至≤70重量％组分b2)，和

≥0.8至≤14重量％组分c2)，

其中所有组分a2)、b2)和c2)的重量之和总计为100％。

在一个更优选实施方案，当前要求保护的发明涉及一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a3)己二酸，

b3)2-丙基庚醇，和

c3)至少一种羟基官能度为≥2至≤6的多元醇。

优选地，所述混合物包含：

≥25至≤50重量％组分a3)，

≥40至≤70重量％组分b3)，和

≥0.5至≤15重量％组分c3)，

其中所有组分a3)、b3)和c3)的重量之和总计为100％。

更优选地，所述混合物包含：

≥29至≤45重量％组分a3)，

≥40至≤70重量％组分b3)，和

≥0.8至≤14重量％组分c3)，

其中所有组分a3)、b3)和c3)的重量之和总计为100％。

在一个优选实施方案中，当前要求保护的发明涉及一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a4)至少一种选自具有5-20个碳原子的脂族二羧酸和具有4-36个碳原子的环脂族二羧酸的酸，

b4)至少一种通式I的一元醇

其中p表示1、2、3、4、5、6或7；和

C4)三羟甲基丙烷。

在一个优选实施方案中，当前要求保护的发明涉及一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a4)至少一种具有5-10个碳原子的脂族二羧酸，

b4)至少一种通式I的一元醇

其中p表示1、2、3、4、5、6或7；和

C4)三羟甲基丙烷。

优选地，所述混合物包含：

≥25至≤50重量％组分a4)，

≥40至≤70重量％组分b4)，和

≥3至≤15重量％组分c4)，

其中所有组分a4)、b4)和c4)的重量之和总计为100％。

更优选地，所述混合物包含：

≥29至≤45重量％组分a4)，

≥42至≤68重量％组分b4)，和

≥4至≤14重量％组分c4)，

其中所有组分a4)、b4)和c4)的重量之和总计为100％。

在另一优选实施方案中，当前要求保护的发明涉及一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a5)至少一种选自具有5-20个碳原子的脂族二羧酸和具有4-36个碳原子的环脂族二羧酸的酸，

b5)至少一种通式I的一元醇

其中p表示1、2、3、4、5、6或7；和

C5)双季戊四醇。

在另一优选实施方案中，当前要求保护的发明涉及一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a5)至少一种具有5-10个碳原子的脂族二羧酸，

b5)至少一种通式I的一元醇

其中p表示1、2、3、4、5、6或7；和

C5)双季戊四醇。

优选地，所述混合物包含：

≥25至≤40重量％组分a5)，

≥50至≤70重量％组分b5)，和

≥0.5至≤7重量％组分c5)，

其中所有组分a5)、b5)和c5)的重量之和总计为100％。

更优选地，所述混合物包含：

≥25至≤40重量％组分a5)，

≥60至≤70重量％组分b5)，和

≥0.5至≤5重量％组分c5)，

其中所有组分a5)、b5)和c5)的重量之和总计为100％。

在一个更优选实施方案中，当前要求保护的发明涉及一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a6)己二酸，

b6)至少一种通式I的一元醇

其中p表示1、2、3、4、5、6或7；和

C6)三羟甲基丙烷。

优选地，所述混合物包含：

≥25至≤50重量％组分a6)，

≥40至≤70重量％组分b6)，和

≥3至≤15重量％组分c6)，

其中所有组分a6)、b6)和c6)的重量之和总计为100％。

更优选地，所述混合物包含：

≥29至≤45重量％组分a6)，

≥42至≤68重量％组分b6)，和

≥4至≤14重量％组分c6)，

其中所有组分a6)、b6)和c6)的重量之和总计为100％。

在另一更优选实施方案中，当前要求保护的发明涉及一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a7)己二酸，

b7)至少一种通式I的一元醇

其中p表示1、2、3、4、5、6或7；和

C7)双季戊四醇。

优选地，所述混合物包含：

≥25至≤40重量％组分a7)，

≥50至≤70重量％组分b7)，和

≥0.5至≤7重量％组分c7)，

其中所有组分a7)、b7)和c7)的重量之和总计为100％。

更优选地，所述混合物包含：

≥25至≤40重量％组分a7)，

≥60至≤70重量％组分b7)，和

≥0.5至≤5重量％组分c7)，

其中所有组分a7)、b7)和c7)的重量之和总计为100％。

在一个最优选实施方案中，当前要求保护的发明涉及一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a8)己二酸，

b8)2-丙基庚醇，和

c8)三羟甲基丙烷。

优选地，所述混合物包含：

≥25至≤50重量％组分a8)，

≥40至≤70重量％组分b8)，和

≥3至≤15重量％组分c8)，

其中所有组分a8)、b8)和c8)的重量之和总计为100％。

更优选地，所述混合物包含：

≥29至≤45重量％组分a8)，

≥42至≤68重量％组分b8)，和

≥4至≤14重量％组分c8)，

其中所有组分a8)、b8)和c8)的重量之和总计为100％。

在另一最优选实施方案中，当前要求保护的发明涉及一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a9)己二酸，

b9)2-丙基庚醇，和

c9)双季戊四醇。

优选地，所述混合物包含：

≥25至≤40重量％组分a9)，

≥50至≤70重量％组分b9)，和

≥0.5至≤7重量％组分c9)，

其中所有组分a9)、b9)和c9)的重量之和总计为100％。

更优选地，所述混合物包含：

≥25至≤40重量％组分a9)，

≥60至≤70重量％组分b9)，和

≥0.5至≤5重量％组分c9)，

其中所有组分a9)、b9)和c9)的重量之和总计为100％。

在另一方面，当前要求保护的发明涉及一种制备如上所定义的聚酯的方法，包括如下步骤：

i)使在每种情况下如上所定义的包含组分a)、组分b)和组分c)的混合物在至少一种选自含钛化合物、含锆化合物和含锡化合物的催化剂存在下反应，

ii)将根据步骤i)得到的混合物在第一步骤中加热至80℃至160℃的温度，且在第二步骤中加热至190℃至240℃的温度，

iii)向根据步骤ii)得到的反应混合物施加真空，

iv)将根据步骤iii)得到的反应混合物冷却至20℃至90℃的温度，并将水加入反应混合物，和

v)将根据步骤iv)得到的反应混合物干燥和纯化。

酸a)和醇b)和c)之间的反应可以使用化学计量量的醇b)和c)和酸a)进行，特别是在使用夹带剂时。然而，优选使用0.05-1.0摩尔/摩尔酸a)的化学计量过量的醇b)和c)，从而实现酸a)的完全转化。

在另一实施方案中，当前要求保护的发明涉及一种润滑油组合物，包含

a)≥1％至≤99.9重量％至少一种如上所定义的聚酯，

b)≥0％至≤99重量％至少一种选自矿物油(I、II或III组油)、聚α-烯烃(IV组油)、聚合和共聚烯烃，烷基萘、氧化烯聚合物、硅油、磷酸酯和羧酸酯(V组油)的基础油料，和

c)≥0.1至≤25重量％一种或多种性能添加剂，

其中组分a)、b)和c)的重量百分数在每种情况下涉及润滑油组合物的总重量且所有组分a)、b)和c)的重量之和总计为100％。

在说明书和所附权利要求书中，术语“润滑油组合物”是指至少一种本发明要求保护的聚酯，任选地至少一种额外的基础油料和性能添加剂如分散剂、金属减活剂、清净剂、粘度改进剂、极压剂(通常含有硼和/或硫和/或磷)、抗磨剂、抗氧化剂(例如受阻酚、胺类抗氧化剂或钼化合物)、腐蚀抑制剂、抑泡剂、破乳剂、倾点下降剂、密封溶胀剂(sealswelling agent)和摩擦改进剂的组合。

各组分的百分数以重量给出，在每种情况下基于性能添加剂、本发明要求保护的聚酯和任选基础油料的总量，即润滑油组合物的总重量。如果未具体说明，基础油料构成润滑油组合物的余量。

润滑油组合物以不同比例包含本发明要求保护的聚酯，任选其他基础油料和各种不同的性能添加剂。

优选该润滑油组合物进一步包含选自如下的基础油料：矿物油(I、II或III组油)、聚α-烯烃(IV组油)、聚合和共聚烯烃、烷基萘、氧化烯聚合物、硅油、磷酸酯和羧酸酯(V组油)。优选该润滑油相对于该润滑油组合物的总量包含≥50重量％至≤99重量％或≥80重量％至≤99重量％或≥90重量％至≤99重量％基础油料。

基础油料在本发明中的定义与在the American Petroleum Institute(API)出版物“Engine Oil Licensing and Certification System”，Industry ServicesDepartment，第14版，1996年12月，附录1，1998年12月中发现的那些相同。所述出版物按如下对基础油料分类：

a)I组基础油料含有小于90％的饱和物和/或大于0.03％的硫且使用下表中所述测试方法具有大于或等于80且小于120的粘度指数

b)II组基础油料含有大于或等于90％的饱和物和小于或等于0.03％的硫且使用下表中所述测试方法具有大于或等于80且小于120的粘度指数

c)III组基础油料含有大于或等于90％的饱和物和小于或等于0.03％的硫且使用下表中所述测试方法具有大于或等于120的粘度指数

基础油料的分析方法

性能	测试方法
		饱和物	ASTM D 2007
粘度指数	ASTM D 2270
		硫	ASTM D 2622
	ASTM D 4294
			ASTM D 4927
	ASTM D 3120

IV组基础油料含有聚α-烯烃。适合本发明的更低粘度合成液包括聚α-烯烃(PAO)和来自包括蜡的费托高沸点馏分的加氢裂化或加氢异构化的合成油。这些均为由具有与其合成来源一致的低杂质含量的饱和物构成的原料。加氢异构化的费托蜡是高度合适的基础油料，其包含具有异链烷烃性质(来自费托蜡的主要正链烷烃的异构化)的饱和组分，给出高粘度指数和低倾点的良好组合。加氢异构化费托蜡的方法描述于美国专利5,362,378；5,565,086；5,246,566和5,135,638以及EP 710710，EP 321302和EP 321304中。

适合本发明的聚α-烯烃，取决于其具体性能而呈更低粘度或高粘度流体，包括通常包含α-烯烃的相对低分子量的氢化聚合物或低聚物的已知PAO材料，所述α-烯烃包括但不限于C₂至约C₃₂α-烯烃，优选C₈至约C₁₆α-烯烃，如1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯等。优选的聚α-烯烃是聚-1-辛烯、聚-1-癸烯和聚-1-十二碳烯，但C₁₄-C₁₈范围内的高级烯烃的二聚体提供低粘度基础油料。

适合本发明的低粘度PAO流体可以方便地通过在聚合催化剂如Friedel-Crafts催化剂存在下聚合α-烯烃而制备，所述Friedel-Crafts催化剂例如包括三氯化铝，三氟化硼或三氟化硼与水，醇如乙醇、丙醇或丁醇，羧酸或酯如乙酸乙酯或丙酸乙酯的配合物。例如，在这里可以方便地使用由美国专利4,149,178或3,382,291公开的方法。PAO合成的其他描述在下列美国专利中找到：3,742,082(Brennan)；3,769,363(Brennan)；3,876,720(Heilman)；4,239,930(Allphin)；4,367,352(Watts)；4,413,156(Watts)；4,434,408(Larkin)；4,910,355(Shubkin)；4,956,122(Watts)和5,068,487(Theriot)。

V组基础油料含有未由I-IV组描述的任何基础油料。V组基础油料的实例包括烷基萘、氧化烯聚合物、硅油、磷酸酯和羧酸酯。

合成润滑油包括烃油和卤代烃油，如聚合和共聚烯烃(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)；多苯(例如联苯、三联苯、烷基化多酚)；以及烷基化二苯醚和烷基化二苯硫醚及其衍生物、类似物和同系物。

适合本发明的其他羧酸酯包括一元酸和多元酸与单链烷醇的酯(简单酯)或与单-和多链烷醇的混合物的酯(复杂酯)，以及单羧酸的多元醇酯(简单酯)，或单-和多羧酸的混合物的多元醇酯(复杂酯)。一元/多元类型的酯例如包括单羧酸如庚酸和二羧酸如邻苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀酸、链烯基琥珀酸、马来酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富马酸、己二酸、亚油酸二聚体、丙二酸、烷基丙二酸、链烯基丙二酸等与各种醇如丁醇、己醇、十二烷醇、2-乙基己基醇或其与多链烷醇的混合物等的酯。这些类型酯的具体实例包括庚酸壬酯、己二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、富马酸二正己基酯、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、TMP-己二酸二丁酯、己二酸二异癸酯、己二酸二丙酯、己二酸二-十三烷基酯、三甲基丙基三辛酸酯、己二酸二异辛酯、己二酸二乙基己基酯和己二酸二壬值等。

还适合本发明的是酯类，如通过使一种或多种多元醇，优选受阻多元醇如新戊基多元醇，如新戊二醇，三羟甲基乙烷，2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇，三羟甲基丙烷，三羟甲基丁烷，季戊四醇和二季戊四醇与含有至少4个碳的单羧酸，通常为C₅-C₃₀酸如饱和直链脂肪酸—包括辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、二十烷酸和二十二烷酸，或相应的支链脂肪酸或不饱和脂肪酸如油酸，或其与多羧酸的混合物反应而得到的那些。

氧化烯聚合物和共聚物以及其中端羟基已经通过酯化、醚化等改性的其衍生物构成另一类已知合成润滑油。这些例举为通过氧化乙烯或氧化丙烯聚合而制备的聚氧化烯聚合物，以及聚氧化烯聚合物的烷基和芳基醚(例如分子量为1000的甲基聚异丙二醇醚或分子量为1000-1500的聚乙二醇的二苯醚)；及其单-和多羧酸酯，例如乙酸酯，混合C₃-C₈脂肪酸酯和四甘醇的C₁₃含氧酸二酯。

硅基油如多烷基-、多芳基-、多烷氧基-或多芳氧基硅油和硅酸酯油包括另一有用类别的合成润滑剂；该类油包括硅酸四乙酯、硅酸四异丙酯、硅酸四(2-乙基己基)酯、硅酸四(4-甲基-2-乙基己基)酯、硅酸四(对叔丁基苯基)酯、六(4-甲基-2-乙基己基)二硅氧烷、聚(甲基)硅氧烷和聚(甲基苯基)硅氧烷。其他合成润滑油包括含磷酸的液体酯(例如磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯、癸基膦酸的二乙酯)以及聚合四氢呋喃。

本发明的润滑油组合物任选进一步包括至少一种其他性能添加剂。其他性能添加剂包括分散剂、金属钝化剂、清净剂、粘度改性剂、极压剂(通常含有硼和/或硫和/或磷)、抗磨剂、抗氧化剂(如受阻酚、胺类抗氧化剂或钼化合物)、腐蚀抑制剂、抑泡剂、破乳剂、倾点下降剂、密封膨胀剂、摩擦改性剂及其混合物。

以无油基准存在的其他性能添加剂(排除粘度改性剂)的合并总量可以为该组合物的≥0重量％至≤25重量％，或≥0.01重量％至≤20重量％，或≥0.1重量％至≤15重量％，或≥0.5重量％至≤10重量％，或≥1至≤5重量％。

尽管可以存在一种或多种其他性能添加剂，但其他性能添加剂通常以相互不同的量存在。

在一个实施方案中，该润滑油组合物进一步包括一种或多种粘度改性剂。

粘度改性剂包括(a)聚甲基丙烯酸酯，(b)(II)乙烯基芳族单体和(ii)不饱和羧酸、酸酐或其衍生物的酯化共聚物，(c)(II)α-烯烃和(ii)不饱和羧酸、酸酐或其衍生物的酯化共聚物，或(d)苯乙烯-丁二烯的氢化共聚物，(e)乙烯-丙烯共聚物，(f)聚异丁烯，(g)氢化苯乙烯-异戊二烯聚合物，(h)氢化异戊二烯聚合物，或(II)其混合物。

在一个实施方案中，粘度改性剂包括(a)聚甲基丙烯酸酯，(b)(II)乙烯基芳族单体和(ii)不饱和羧酸、酸酐或其衍生物的酯化共聚物，(c)α-烯烃和(ii)不饱和羧酸、酸酐或其衍生物的酯化共聚物，或(d)其混合物。

粘度改性剂优选以0.01-8.0重量％，更优选0.01-4.0重量％的量存在于润滑油组合物。

极压剂包括含有硼和/或硫和/或磷的化合物。

该极压剂可以以该润滑油组合物的0-20重量％，或0.05-10重量％，或0.1-8重量％存在于该润滑油组合物中。

在一个实施方案中，该极压剂为含硫化合物。在一个实施方案中，该含硫化合物可以是硫化烯烃、多硫化物或其混合物。硫化烯烃的实例包括衍生于丙烯、异丁烯、戊烯的硫化烯烃；有机硫化物和/或多硫化物，包括苄基二硫化物；二(氯苄基)二硫化物；二丁基四硫化物；二叔丁基多硫化物；以及油酸的硫化甲酯，硫化烷基酚，硫化二戊烯，硫化萜烯，硫化Diels-Alder加合物，N'N-二烷基二硫代氨基甲酸烷基硫基酯；或其混合物。

在一个实施方案中，硫化烯烃包括衍生于丙烯、异丁烯、戊烯或其混合物的硫化烯烃。

在一个实施方案中，该极压剂含硫化合物包括二巯基噻二唑或其衍生物或混合物。二巯基噻二唑的实例包括诸如2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑或烃基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑的化合物或其低聚物。烃基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑的低聚物通常通过在2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑单元之间形成硫-硫键以形成两个或更多个所述噻二唑单元的衍生物或低聚物而形成。合适的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑衍生化合物例如包括2,5-二(叔壬基联硫基)-1,3,4-噻二唑或2-叔壬基联硫基-5-巯基-1,3,4-噻二唑。烃基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑的烃基取代基上的碳原子数通常包括1-30，或2-20，或3-16。

在一个实施方案中，二巯基噻二唑可以为噻二唑官能化分散剂。噻二唑官能化分散剂的详细说明描述于国际公布WO 2008/014315的[0028]-[0052]段中。

该噻二唑官能化分散剂可以通过一种包括将噻二唑化合物与分散剂基质加热、反应或配位的方法制备。该噻二唑化合物可以与分散剂或其混合物共价键合、成盐(salted)、配位或加溶。

用于制备噻二唑官能化分散剂的分散剂基质和噻二唑的相对量可以变化。在一个实施方案中，噻二唑化合物相对于100重量份分散剂基质以0.1-10重量份存在。在不同实施方案中，噻二唑化合物相对于100重量份分散剂基质以大于0.1至9，或大于0.1至小于5，或0.2至小于5存在。噻二唑化合物与分散剂基质的相对量还可以表示为(0.1-10):100，或(>0.1-9):100，(如(>0.5-9):100)，或(0.1至小于5):100，或(0.2至小于5):100。

在一个实施方案中，分散剂基质相对于1重量份噻二唑化合物以0.1-10重量份存在。在不同实施方案中，分散剂基质相对于1重量份噻二唑化合物以大于0.1至9，或大于0.1至小于5，或约0.2至小于5存在。分散剂基质与噻二唑化合物的相对量还可以表示为(0.1-10):1或(>0.1-9):1，(如(>0.5-9):1)或(0.1至小于5):1或(0.2至小于5):1。

该噻二唑官能化分散剂可以衍生于包括如下的基质：琥珀酰亚胺分散剂(例如N-取代长链链烯基琥珀酰亚胺，通常是聚异丁烯琥珀酰亚胺)，Mannich分散剂，含酯分散剂，脂肪烃基单羧酸酰化剂与胺或氨的缩合产物，烷基氨基酚分散剂，烃基胺分散剂，聚醚分散剂，聚醚胺分散剂，含有分散剂官能团的粘度改性剂(例如含有分散剂官能团的聚合物粘度指数改性剂(VM))，或其混合物。在一个实施方案中，该分散剂基质包括琥珀酰亚胺分散剂、含酯分散剂或Mannich分散剂。

在一个实施方案中，该极压剂包括含硼化合物。该含硼化合物包括硼酸酯(在一些实施方案中也可以称为硼酸化环氧化物)，硼酸化醇，硼酸化分散剂，硼酸化磷脂或其混合物。在一个实施方案中，该含硼化合物可以是硼酸酯或硼酸化醇。

该硼酸酯可以通过硼化合物与至少一种选自环氧化合物、卤代醇化合物、表卤代醇化合物、醇的化合物及其混合物反应而制备。该醇包括二元醇、三元醇或更高级醇，对于一个实施方案而言条件是羟基在相邻碳原子上，即连位。

适合制备硼酸酯的硼化合物包括选自硼酸(包括偏硼酸、原硼酸和四硼酸)，氧化硼，三氧化硼和硼酸烷基酯的各种形式。硼酸酯也可以由卤化硼制备。

在一个实施方案中，合适的硼酸酯化合物包括硼酸三丙酯、硼酸三丁酯、硼酸三戊酯、硼酸三己酯、硼酸三庚酯、硼酸三辛酯、硼酸三壬酯和硼酸三癸酯。在一个实施方案中，硼酸酯化合物包括硼酸三丁酯、硼酸三-2-乙基己基酯或其混合物。

在一个实施方案中，该含硼化合物为硼酸化分散剂，通常衍生于N-取代的长链链烯基琥珀酰亚胺。在一个实施方案中，该硼酸化分散剂包括聚异丁烯琥珀酰亚胺。硼酸化分散剂更详细描述于美国专利3,087,936和专利3,254,025中。

在一个实施方案中，该硼酸化分散剂可以与含硫化合物或硼酸酯组合使用。

在一个实施方案中，该极压剂不为硼酸化分散剂。

衍生出长链链烯基的烃的数均分子量包括350-5000，或500-3000，或550-1500。该长链链烯基可以具有550，或750，或950-1000的数均分子量。

N-取代的长链链烯基琥珀酰亚胺使用各种试剂硼酸化，所述试剂包括硼酸(例如偏硼酸、原硼酸和四硼酸)，氧化硼，三氧化硼和硼酸烷基酯。在一个实施方案中，硼酸化剂为可以单独或与其他硼酸化剂组合使用的硼酸。

该硼酸化分散剂可以通过将硼化合物和N-取代的长链链烯基琥珀酰亚胺共混并在合适温度，如80-250℃，或90-230℃，或100-210℃下加热它们直到发生所需反应而制备。硼化合物与N-取代的长链链烯基琥珀酰亚胺的摩尔比可以为10:1-1:4，或4:1-1:3；或者硼化合物与N-取代的长链链烯基琥珀酰亚胺的摩尔比可以为1:2。或者，该硼酸化分散剂中B:N的摩尔比(即B:N的原子比)可以为0.25:1-10:1或0.33:1-4:1或0.2:1-1.5:1，或0.25:1-1.3:1或0.8:1-1.2:1或约0.5:1。在进行该反应时可以使用惰性液体。该液体可以包括甲苯、二甲苯、氯苯、二甲基甲酰胺或其混合物。

在一个实施方案中，该润滑油组合物进一步包括硼酸化磷脂。该硼酸化磷脂可以衍生于磷脂的硼化(例如可以用硼酸进行硼化)。磷脂和卵磷脂详细描述于Encyclopediaof Chemical Technology，Kirk and Othmer，第3版，“脂肪和脂肪油”，第9卷，第795-831页以及“卵磷脂”，第14卷，第250-269页中。

磷脂可以是任何含磷酸的脂质，如卵磷脂或脑磷脂，或其衍生物。磷脂的实例包括磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、磷脂酰乙醇胺、磷脂酸及其混合物。磷脂可以是甘油磷脂，上面所列磷脂的甘油衍生物。甘油磷脂通常在甘油残基上具有一个或两个酰基、烷基或链烯基。烷基或链烯基可以含有8-30，或8-25，或12-24个碳原子。合适烷基或链烯基的实例包括辛基、十二烷基、十六烷基、十八烷基、二十二烷基、辛烯基、十二碳烯基、十六碳烯基和十八碳烯基。

磷脂可以合成制备或者衍生于天然源。合成磷脂可以通过本领域技术人员已知的方法制备。天然衍生磷脂通常通过本领域技术人员已知的程序提取。磷脂可以衍生于动物或植物源。有用的磷脂衍生于葵花籽。磷脂通常含有35-60重量％磷脂酰胆碱，20-35重量％磷脂酰肌醇，1-25重量％磷脂酸和10-25重量％磷脂酰乙醇胺，其中百分数基于总磷脂按重量计。脂肪酸含量可以为20-30重量％棕榈酸，2-10重量％硬脂酸，15-25重量％油酸和40-55重量％亚油酸。

在另外的实施方案中，该润滑油组合物含有摩擦改性剂。摩擦改性剂为可改变由任何润滑剂或含有该类物质的流体润滑的表面的摩擦系数的任何物质。如果需要，摩擦改性剂，也称为减摩剂或润滑试剂或油性试剂及改变基础油、配制润滑剂组合物或功能流体改变经润滑的表面的摩擦系数的能力的其他该类试剂可与基础油或本发明的润滑剂组合物组合有效使用。摩擦改性剂可包括含金属化合物或物质以及无灰化合物或物质及其混合物。含金属摩擦改性剂可包括金属盐或金属配体配合物，其中金属可包括碱金属、碱土金属或过渡族金属。该类含金属的摩擦改性剂还可以具有低灰特性。过渡金属可包括Mo、Sb、Sn、Fe、Cu、Zn等。配体可包括醇、多元醇、甘油、偏酯甘油、硫醇、羧酸化物、氨基甲酸盐、硫代氨基甲酸盐、二硫代氨基甲酸盐、磷酸盐、硫代磷酸盐、二硫代磷酸盐、酰胺、酰亚胺、胺、噻唑、噻二唑、二噻唑、二唑、三唑及其他单独或组合含有有效量的O、N、S或P的极性分子官能团的烃基衍生物。特别地，含Mo化合物可能特别有效，例如二硫代氨基甲酸钼、Mo(DTC)、二硫代磷酸钼、Mo(DTP)、Mo-胺、Mo(Am)、钼醇盐、醇氨基钼等。

无灰摩擦改性剂还可以具有含有有效量极性基团的润滑剂物质，例如含有羟基的烃基基础油、甘油酯、偏甘油酯。甘油酯衍生物等。摩擦改性剂中的极性基团可包括单独或组合含有有效量O、N、S或P的烃基。可特别有效的其他摩擦改性剂包括例如脂肪酸的盐(含灰和无灰衍生物)、脂肪醇、脂肪酰胺，脂肪酸酯、含羟基羧酸化物和相当的合成长链烃基酸、醇、酰胺、酯、羟基羧酸化物等。在一些例子中，脂肪有机酸、脂肪胺和硫化脂肪酸可用作合适的摩擦改性剂。

在一个实施方案中，该润滑油组合物可以含有描述为上述磷酸酯的胺盐的极压剂的化合物以外的含磷或硫抗磨剂。抗磨剂的实例可以包括非离子磷化合物(通常是具有氧化态为+3或+5的磷原子的化合物)，二硫代磷酸二烷基酯金属盐(通常是二硫代磷酸二烷基酯锌盐)，二硫代磷酸胺、无灰二硫代磷酸盐和磷酸单-或二-烷基酯金属盐(通常是磷酸锌)或其混合物。

该非离子磷化合物包括亚磷酸酯、磷酸酯或其混合物。

在一个实施方案中，本发明润滑油组合物进一步包括至少一种抗氧化剂。抗氧化剂防止基础油料在使用过程中的氧化降解。该降解可导致在金属表面上的沉积物、存在污渣或润滑剂的粘度增加。本领域技术人员已知宽范围的可用于润滑油组合物的氧化抑制剂。

可用的抗氧化剂包括受阻酚。这些酚类抗氧化剂可为无灰(不含金属)酚类化合物或某些酚类化合物的中性或碱性金属盐。典型的酚类抗氧化剂化合物为含有空间受阻羟基的那些受阻酚，且这些包括其中羟基彼此处于邻位或对位的那些二羟基芳基化合物衍生物。典型的酚类抗氧化剂包括被C₆₊烷基取代的受阻酚和这些受阻酚的亚烷基连接衍生物。该类型的酚类抗氧化剂的实例为2-叔丁基-4-庚基酚；2-叔丁基-4-辛基酚；2-叔丁基-4-十二烷基酚；2,6-二叔丁基-4-庚基酚；2,6-二叔丁基-4-十二烷基酚；2-甲基-6-叔丁基-4-庚基酚；和2-甲基-6-叔丁基-4-十二烷基酚。其他有用的受阻单酚类抗氧化剂可包括例如受阻的2,6-二烷基酚类丙酸酯衍生物。双酚类抗氧化剂还可以有利地与本发明组合使用。邻位连接的酚类的实例包括：2,2'-二(4-庚基-6-叔丁基酚)；2,2'-二(4-辛基-6-叔丁基酚)；和2,2'-二(4-十二烷基-6-叔丁基酚)。对位连接的双酚包括例如4,4'-二(2,6-二叔丁基酚)和4,4'-亚甲基-二(2,6-二叔丁基酚)。

可使用的非酚类氧化抑制剂包括芳族胺抗氧化剂且这些可直接或与酚类化合物组合使用。非酚类抗氧化剂的典型实例包括：烷基化和非烷基化芳族胺如式R⁸R⁹R¹⁰N的芳族单胺，其中R⁸为脂族基团、芳族基团或取代的芳族基团，R⁹为芳族基团或取代的芳族基团，和R¹⁰为H、烷基、芳基或R¹¹S(O)_xR¹²，其中R¹¹为亚烷基、亚烯基或亚芳烷基，R¹²为高级烷基或链烯基、芳基或芳烷基，和x为0、1或2。脂族基团R⁸可含有1至约20个碳原子，优选含有约6至12个碳原子。脂族基团为饱和的脂族基团。优选R⁸和R⁹为芳族基团或取代的芳族基团，且芳族基团可为稠和环芳族基团如萘基。芳族基团R⁸和R⁹可与其他基团如S连接在一起。

典型的芳族胺抗氧化剂具有含有至少6个碳原子的烷基取代基。脂族基团的实例包括己基、庚基、辛基、壬基和癸基。通常脂族基团不含超过约14个碳原子。可用于本发明组合物的胺抗氧化剂的一般类型包括二苯基胺、苯基萘基胺、吩噻嗪、亚氨基二苄和二苯基亚苯基二胺。还可以使用两种或更多种芳族胺的混合物。还可以使用聚合物胺抗氧化剂。可用于本发明的芳族胺抗氧化剂的具体实例包括：p,p'-二辛基二苯基胺；叔辛基苯基α-萘基胺；苯基α-萘基胺；和对辛基苯基-α-萘基胺。

硫化烷基酚及其碱金属或碱土金属盐也为有用的抗氧化剂。

在一个实施方案中，本发明的润滑油组合物进一步包括分散剂。该分散剂可以是琥珀酰亚胺分散剂(例如N-取代的长链链烯基琥珀酰亚胺)，Mannich分散剂，含酯分散剂，脂肪烃基单羧酸酰化剂与胺或氨的缩合产物，烷基氨基酚分散剂，烃基胺分散剂，聚醚分散剂或聚醚胺分散剂。

在一个实施方案中，该琥珀酰亚胺分散剂包括聚异丁烯取代的琥珀酰亚胺，其中衍生出该分散剂的聚异丁烯可以具有400-5000，或950-1600的数均分子量。

琥珀酰亚胺分散剂及其制备方法更全面描述于美国专利4,234,435和3,172,892中。

合适的含酯分散剂通常为高分子量酯。这些材料更详细描述于美国专利3,381,022中。

在一个实施方案中，该分散剂包括硼酸化分散剂。该硼酸化分散剂通常包括琥珀酰亚胺分散剂，后者包括聚异丁烯琥珀酰亚胺，其中衍生出该分散剂的聚异丁烯可以具有400-5000的数均分子量。硼酸化分散剂在上面更详细描述于极压剂说明中。

分散剂粘度改性剂(通常称为DVM)包括官能化聚烯烃，例如已经用马来酸酐和胺的反应产物官能化的乙烯-丙烯共聚物，用胺官能化的聚甲基丙烯酸酯，或与胺反应的酯化的苯乙烯-马来酸酐共聚物也可以用于本发明组合物中。

作为本发明必需组分的腐蚀抑制剂可描述为在表面上形成保护膜(防止腐蚀剂反应或浸蚀表面而导致表面材料损失)的任何物质(添加剂，官能化流体等)。保护膜可吸附在表面上或者化学键合于表面。保护膜可由单分子物种、低聚物种、聚合物种或其混合物构成。保护膜可衍生自完整腐蚀抑制剂、其组合产物或其降解产物或其混合物。可受益于腐蚀剂作用的表面可包括金属及其合金(含铁和不含铁类型)以及非金属。

腐蚀抑制剂可包括各种含有氧、氮、硫和磷的物质，且可包括含金属化合物(盐、有机金属化合物等)和含非金属化合物或无灰物质。腐蚀抑制剂可包括但不限于添加剂类型，例如烃基-、芳基-、烷基-、芳基烷基-和烷基芳基类型的清净剂(中性、高碱性)，磺酸盐，酚盐，水杨酸盐，醇盐，羧酸化物，salixarate，亚磷酸盐，磷酸盐，硫代磷酸盐，胺，胺盐，胺磷酸盐，胺磺酸盐，烷氧基化胺，醚胺，聚醚胺，酰胺，酰亚胺，唑类，二唑，三唑，苯并三唑，苯并噻唑，巯基苯并噻唑，甲苯基三唑(TTZ类型)，杂环胺，杂环硫化物，噻唑，噻二唑，巯基噻二唑，二巯基噻二唑(DMTD类型)，咪唑，苯并咪唑，二硫代苯并咪唑，咪唑啉，噁唑啉，Mannich反应产物，缩水甘油醚，酐，氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯，二硫代氨基甲酸酯，聚乙二醇等或其混合物。

腐蚀抑制剂用于减少与润滑油组合物接触的金属部分的降解。合适的腐蚀抑制剂包括噻二唑。芳族三唑如甲苯基三唑为适合用于非铁金属如铜的腐蚀抑制剂。

金属钝化剂包括苯并三唑类(通常是甲苯基三唑)、1,2,4-三唑类、苯并咪唑类、2-烷基二硫代苯并咪唑类、噻二唑或2-烷基二硫代苯并噻唑类的衍生物。

抑泡剂可有利地加入润滑油组合物。这些试剂防止稳定泡沫的形成。聚硅氧烷和有机聚合物为典型的抑泡剂。例如聚硅氧烷如硅油或聚二甲基硅氧烷提供泡沫抑制性能。其他抑泡剂包括丙烯酸乙酯和丙烯酸2-乙基己基和任选乙酸乙烯酯的共聚物。

破乳剂包括磷酸三烷基酯以及乙二醇、氧化乙烯、氧化丙烯或其混合物的各种聚合物和共聚物。

倾点下降剂包括马来酸酐-苯乙烯的酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯或聚丙烯酰胺。

密封相容剂通过引起流体中的化学反应或弹性体中的物理变化而有助于溶胀弹性体密封件。用于润滑油的合适密封相容剂包括有机磷酸盐、芳族酯、芳族烃、酯(例如邻苯二甲酸丁基苄基酯)和聚丁烯琥珀酸酐。该类添加剂可优选以0.01-3重量％，更优选0.01-2重量％的量使用。

如上所定义的包含至少一种本发明要求保护的聚酯的润滑油组合物可以用于各种应用，如轻型、中型和重型机油，工业机油，船用机油，车用机油，曲轴油，压缩机油，冷冻机油，烃类压缩机油，极低温润滑油和脂，高温润滑油和脂，钢丝绳润滑剂，纺织机械油，冷冻机油，航空和航天润滑剂，航空涡轮机油，传动油，燃气轮机油，锭子油，旋转油，牵引液，传动油，塑料传动油，轿车传动油，卡车传动油，工业传动油，工业齿轮油，绝缘油，仪器用油，制动液，传动液，消震油，热分布媒介油，变压器油，脂肪，链条油，用于金属加工操作的最小量润滑剂，温加工和冷加工用油，水基金属加工液用油，纯油金属加工液用油，半合成金属加工液用油，合成金属加工液用油，土壤勘探用钻井清净剂，液压油，用于可生物降解润滑剂或润滑脂或蜡，链条锯油，隔离剂，成型液，枪械、手枪和步枪润滑剂或手表润滑剂和食品级许可润滑剂。

优选地，使润滑油组合物与至少一种选自铁、铜、铝、镁、锌、镉、铅、钴和锡的金属，更优选与铜和/或铁，最优选与铜接触。上述金属还可以以含有一种或多种上述金属的混合物形式存在，即上述金属还可以以其合金的形式存在。

在另一实施方案中，所要求保护的发明涉及一种在机械装置的润滑中降低润滑油组合物的摩擦系数的方法，包括用至少一种如上所定义的聚酯配制所述润滑油组合物。

摩擦改性性能通过使用微牵引力测定仪(MTM)测量法在70℃和1GPa负载下测量在0-25％滑滚比(SRR)和4m/s的平均速度下的摩擦系数而测定。降低摩擦系数就当前要保护的发明而言是指包含如上所定义的羧酸酯的润滑油组合物的摩擦系数低于不含所述羧酸酯的润滑油组合物的摩擦系数。

就所要求保护的发明而言机械装置是由以机械原理工作的装置构成的机械装置。

实施例

聚酯合成的通用程序

将1L三颈烧瓶填充有组分a)[己二酸，146g＝34.44重量％]，组分b)[2-丙基庚醇，256.75g＝60.18重量％]和组分c)[三羟甲基丙烷，21.22g＝5.00重量％]。加入草酸亚锡[2001，可获自rkema Inc.，USA，0.28重量％]和次磷酸[50％水溶液，0.10重量％]。

将氮气鼓泡通过混合物且将该混合物在搅拌下加热至140℃并保持3小时。然后，将该混合物加热至200℃并保持5小时。逐步施加真空。当达到<0.2的酸值时，在230℃下通过施加真空使剩余醇蒸除。将该混合物冷却至90℃并加入水。在130℃下通过施加真空使液体反应混合物干燥并过滤。

根据当前要求保护的发明的聚酯的组成

表1.

2-丙基庚醇可由路德维希港BASF SE市购。[93.0重量％2-丙基庚醇；2.9重量％2-丙基-4-甲基己醇；3.9重量％2-丙基-5-甲基己醇和0.2重量％2-异丙基庚醇]。

三羟甲基丙烷可由BASF SE市购。

己二酸可由BASF SE市购。

表2.

摩擦系数评价

在MTM(微牵引力测定仪)仪器中使用所谓的牵引测试模式测试样品。以该模式在恒定平均速度(4m/s)下在一定范围的滑滚比(SRR)内测量摩擦系数以得到牵引曲线。SRR＝滑动速度/平均夹带速度＝2(U1-U2)/(U1+U2)，其中U1和U2分别为球和盘速度。

用于试验的盘和球由硬度为750HV且Ra<0.02μm的钢(AISI 52100)制造。盘和球的直径分别为45.0mm和19.0mm。牵引曲线以1.00GPa接触压力，4m/s平均速度且在70℃的温度下运行。滑滚比(SRR)由0变化到25％并测量摩擦系数。各样品(20ml)进行三次。

评价结果

MTM测试的结果显示于图1中，上曲线由DITA(己二酸二异十三烷基酯)的评价得到，且下曲线由实施例7的评价得到。根据当前要求保护的发明的酯显示出显著更低的摩擦系数。

水解稳定性测试

水解稳定性通过如“Svensk Standard S-155181”所述在100℃下与水的9天反应过程中测量酸值而确定。

TAN＝总酸值，mg KOH/g，根据DIN 51558测定

评价结果

在200小时之后，DITA显示出6.1mg KOH/g的总酸值，而实施例7的样品仅显示出1.1mg KOH/g的总酸值。与DITA相比，本发明要求保护的酯的总酸值较低表明其较高的水解稳定性。

Claims (25)

1.一种可通过使包含如下组分的混合物反应而得到的聚酯：

a)至少一种选自具有5-20个碳原子的脂族二羧酸的酸，

b)至少一种通式I的一元醇

其中p表示1、2、3、4、5、6或7；和

c)至少一种羟基官能度为≥2至≤6的多元醇，

其特征在于所述混合物包含：

≥25至≤50重量％组分a)，

≥40至≤70重量％组分b)，和

≥0.1至≤20重量％组分c)，

其中所有组分a)、b)和c)的重量之和总计为100％。

2.根据权利要求1的聚酯，其特征在于至少一种具有5-20个碳原子的脂族二羧酸选自戊二酸、壬二酸、癸二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸和十八烷二酸。

3.根据权利要求1的聚酯，其特征在于p表示1、2、3、4或5。

4.根据权利要求1的聚酯，其特征在于至少一种羟基官能度为≥2至≤6的多元醇选自乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、双丙甘醇、三丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、双酚A、三羟甲基丙烷、甘油、蓖麻油、季戊四醇、山梨糖醇、双季戊四醇。

5.根据权利要求1的聚酯，其特征在于所述聚酯具有在40℃下根据DIN 51562-1测定为≥10至≤500mm²/s的粘度。

6.根据权利要求2的聚酯，其特征在于所述聚酯具有在40℃下根据DIN 51562-1测定为≥10至≤500mm²/s的粘度。

7.根据权利要求3的聚酯，其特征在于所述聚酯具有在40℃下根据DIN 51562-1测定为≥10至≤500mm²/s的粘度。

8.根据权利要求4的聚酯，其特征在于所述聚酯具有在40℃下根据DIN 51562-1测定为≥10至≤500mm²/s的粘度。

9.根据权利要求1的聚酯，其特征在于所述聚酯具有在100℃下根据DIN 51562-1测定为≥3至≤50mm²/s的粘度。

10.根据权利要求2的聚酯，其特征在于所述聚酯具有在100℃下根据DIN 51562-1测定为≥3至≤50mm²/s的粘度。

11.根据权利要求3的聚酯，其特征在于所述聚酯具有在100℃下根据DIN 51562-1测定为≥3至≤50mm²/s的粘度。

12.根据权利要求4的聚酯，其特征在于所述聚酯具有在100℃下根据DIN 51562-1测定为≥3至≤50mm²/s的粘度。

13.根据权利要求1-12中任一项的聚酯，其特征在于所述聚酯具有根据ASTM D 2270测定为≥110至≤190的粘度指数。

14.根据权利要求1-12中任一项的聚酯，其特征在于所述聚酯具有在15℃下根据DIN51757测定为≥0.91至≤1.10g/cm³的密度。

15.根据权利要求13的聚酯，其特征在于所述聚酯具有在15℃下根据DIN 51757测定为≥0.91至≤1.10g/cm³的密度。

16.根据权利要求1-12中任一项的聚酯，其特征在于所述混合物包含：

≥25至≤50重量％组分a)，

≥40至≤70重量％组分b)，和

≥0.5至≤15重量％组分c)，

其中所有组分a)、b)和c)的重量之和总计为100％。

17.根据权利要求15的聚酯，其特征在于所述混合物包含：

≥25至≤50重量％组分a)，

≥40至≤70重量％组分b)，和

≥0.5至≤15重量％组分c)，

其中所有组分a)、b)和c)的重量之和总计为100％。

18.根据权利要求1-12中任一项的聚酯，其特征在于所述混合物包含：

≥29至≤45重量％组分a)，

≥40至≤70重量％组分b)，和

≥0.8至≤14重量％组分c)，

其中所有组分a)、b)和c)的重量之和总计为100％。

19.根据权利要求17的聚酯，其特征在于所述混合物包含：

≥29至≤45重量％组分a)，

≥40至≤70重量％组分b)，和

≥0.8至≤14重量％组分c)，

其中所有组分a)、b)和c)的重量之和总计为100％。

20.一种制备根据权利要求1-19中任一项的聚酯的方法，包括如下步骤：

i)使在每种情况下如权利要求1-19中任一项所定义的包含组分a)、组分b)和组分c)的混合物在至少一种选自含钛化合物、含锆化合物和含锡化合物的催化剂存在下反应，

ii)将根据步骤i)得到的混合物在第一步骤中加热至80℃至160℃的温度，且随后在第二步骤中加热至190℃至240℃的温度，

iii)向根据步骤ii)得到的反应混合物施加真空，

iv)将根据步骤iii)得到的反应混合物冷却至20℃至90℃的温度，并将水加入反应混合物，和

v)将根据步骤iv)得到的反应混合物干燥和纯化。

21.一种润滑油组合物，包含

a)≥1％至≤99.9重量％至少一种根据权利要求1-19中任一项的聚酯，

b)≥0％至≤99重量％至少一种选自I、II或III组油的矿物油，IV组油的聚α-烯烃，V组油的烷基萘、氧化烯聚合物、硅油、磷酸酯和羧酸酯的基础油料，和

c)≥0.1至≤25重量％一种或多种性能添加剂，

其中组分a)、b)和c)的重量百分数在每种情况下涉及润滑油组合物的总重量且所有组分a)、b)和c)的重量之和总计为100％。

22.根据权利要求21的润滑组合物的用途，作为轻型、中型和重型机油，工业机油，船用机油，车用机油，曲轴油，压缩机油，冷冻机油，极低温润滑油和脂，高温润滑油和脂，钢丝绳润滑剂，纺织机械油，航空和航天润滑剂，航空涡轮机油，传动油，燃气轮机油，锭子油，旋转油，牵引液，工业齿轮油，绝缘油，仪器用油，制动液，传动液，消震油，热分布媒介油，变压器油，脂肪，链条油，用于金属加工操作的最小量润滑剂，温加工和冷加工用油，水基金属加工液用油，纯油金属加工液用油，半合成金属加工液用油，合成金属加工液用油，土壤勘探用钻井清净剂，液压油，用于可生物降解润滑剂或润滑脂或蜡，链条锯油，隔离剂，成型液，枪械、手枪和步枪润滑剂或手表润滑剂和食品级许可润滑剂。

23.根据权利要求21的润滑组合物的用途，作为烃类压缩机油、塑料传动油、轿车传动油、卡车传动油、工业传动油。

24.一种用于在机械设备的润滑中降低润滑油组合物的摩擦系数的方法，包括用至少一种根据权利要求1-19中任一项的聚酯配制所述润滑油组合物。

25.根据权利要求24的方法，其特征在于摩擦系数以0-25％的滑滚比(SRR)、4mm/s的平均速度使用微牵引力测定仪(MTM)测量法在70℃和1GPa负载下测得。