CN106574206B - 具有改进的相容性的合成工业润滑剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及专门设计以具有改进的储存稳定性和/或油漆相容性和/或密封相容性的工业齿轮油组合物。实现该改进，同时保持其它领域中的良好性能。这些改进特别涉及合成润滑剂，例如用聚α烯烃(PAO)基油制备的那些。在合成组合物中难以实现该性能平衡，其中储存稳定性、油漆相容性和/或密封相容性领域中的问题变得更加明显。本发明涉及制备这类组合物的方法及其使用方法。
Description
本发明涉及专门设计以具有改进的储存稳定性和/或油漆相容性和/或密封相容性的工业齿轮油组合物。实现该改进，同时保持其它领域中的良好性能。这些改进特别涉及合成润滑剂，例如用聚α烯烃(PAO)基油制备的那些。在合成组合物中难以实现该性能平衡，其中储存稳定性、油漆相容性和/或密封相容性领域中的问题变得更加明显。本发明涉及制备这类组合物的方法及其使用方法。
发明背景
工业润滑剂越来越转向合成基油。这些合成基油引起与用矿物油基组合物处理的那些不同的配制剂和性能问题。润滑剂使用者还不断地日益要求较高的性能水平，迫使制造商和配制者开发可提供甚至小，但重要的性能改进和/或更好的性能特征的平衡。
合成工业润滑剂通常包含增容剂，包括用合成基油配制的工业润滑剂。这些增容剂意欲保持产物稳定性。一些多元醇酯通常作为增容剂用于工业润滑剂中。
然而，这些酯显示出有助于或者未能减轻它们用于其中的合成工业润滑剂的严重储存稳定性和/或油漆相容性和/或密封相容性问题。
仍需要具有较好的储存稳定性和/或油漆相容性和/或密封相容性性能平衡的改进合成工业润滑剂。
发明概述
本发明提供具有改进的储存稳定性和/或油漆相容性和/或密封相容性的工业润滑剂组合物，特别是工业齿轮油润滑剂组合物。实现该改进，同时保持其它领域的良好性能。这些改进在合成润滑剂，例如用聚α烯烃(PAO)基油制备的那些中是特别明显的。在合成组合物中难以实现该性能平衡，其中储存稳定性、油漆相容性和/或密封相容性领域中的问题变得更加明显。
本发明涉及工业润滑剂组合物，其包含：(a)合成基油；(b)工业添加剂包；和(c)增容剂；其中增容剂包含饱和醇。在一些实施方案中，饱和醇为支化的。在又其它实施方案中，组合物还包含消泡剂，其可作为顶处理加入。
本发明提供所述工业润滑剂组合物，其中增容剂包含支化伯饱和醇。
本发明提供所述工业润滑剂组合物，其中增容剂包含格尔伯特醇。
本发明提供所述工业润滑剂组合物，其中增容剂包含至少一种具有以下结构的化合物：HO-CH2-(R1)n-CR2R3R4，其中R1为含有1-20个碳原子的亚烷基，n为0或1，且R2、R3和R4各自独立地为氢或含有1-20个碳原子的烷基。在一些实施方案中，n为0，R2和R3为烷基，且R4为氢。在这些实施方案中的一些中，R2和R3包含4-14，或者甚至6-12，或者甚至6和8，或者10和12个碳原子.
本发明提供所述工业润滑剂组合物，其中醇包含12-28个碳原子，或者14-26，或者16-24，或者14-18，或者甚至约16个碳原子。
本发明提供所述工业润滑剂组合物，其中增容剂包含2-乙基己醇、2-丁基辛醇、2-己基癸醇、2-辛基十二醇、2-癸基十四醇、2-十二烷基十六醇及其任何组合。在一些实施方案中，增容剂包含2-己基癸醇、2-癸基十四醇及其任何组合。
本发明提供所述工业润滑剂组合物，其中增容剂以至多20重量％存在于工业齿轮油组合物中。在一些实施方案中，增容剂可以以0.1、0.2、0.5、1.0或者甚至2.0重量％至20、10、5、3、2.5或者甚至2.0重量％存在于所述工业润滑剂组合物中。
本发明提供所述工业润滑剂组合物，其中合成基油包含一种或多种API IV组基油。
本发明提供所述工业润滑剂组合物，其中合成基油包含一种或多种聚α烯烃(PAO)。合适的PAO包括PAO-2、PAO-4、PAO-5、PAO-6、PAO-7、PAO-8、PAO-40、PAO-100及其任何组合。又另外的合适PAO可包括金属茂聚α烯烃(mPAO)，例如由ExxonMobil市购的SpectraSynEliteTM基本油料。
本发明提供所述工业润滑剂组合物，其中组合物进一步包含次要量的一种或多种非合成基油。非合成基油的合适实例包括API I组、II组和/或III组基油。
本发明提供所述工业润滑剂组合物，其中组合物为工业齿轮油润滑剂组合物或液压润滑剂组合物。在一些实施方案中，组合物为造纸机润滑剂。
本发明提供所述工业润滑剂组合物，其中工业润滑剂添加剂包包含一种或多种抗磨添加剂和/或特压剂、一种或多种锈和/或腐蚀抑制剂、一种或多种抑泡剂、一种或多种清净剂、一种或多种摩擦改进剂、一种或多种反乳化剂、一种或多种消泡剂、一种或多种分散剂及其任何组合。
本发明进一步提供工业润滑剂组合物，其包含：(a)合成基油；(b)工业添加剂包；(c)增容剂；和(d)摩擦改进剂；其中增容剂包含饱和醇。在一些实施方案中，摩擦改进剂包括甘油单油酸酯、油基酒石酰胺及其任何组合。
本发明提供所述工业润滑剂组合物，其中工业添加剂包以0.1-5.0，或者0.5-1.0，或者甚至0.8-0.9重量％存在。增容剂可以以任何上述量，或者0.1-5.0，或者0.5-3.0，或者甚至1.0-2.5重量％存在。组合物的余量可由合成基油构成，例如90-99.8或者96-99或者96.6-99.8重量％。
本发明提供制备任何所述工业润滑剂组合物的方法。该方法包括步骤：(1)将以下组分混合产生工业润滑剂组合物：(a)合成基油；(b)工业添加剂包；和(c)增容剂；其中增容剂包含饱和醇。
本发明提供改进工业润滑剂组合物的总体储存稳定性和/或油漆相容性和/或密封相容性的方法。工业润滑剂组合物包含(a)合成基油和(b)工业添加剂包，且方法包括步骤：(1)向所述工业润滑剂组合物中加入增容剂产生具有改进的储存稳定性和密封相容性平衡的工业润滑剂组合物，其中增容剂包含伯饱和醇。在一些实施方案中，方法涉及改进工业润滑剂组合物的储存稳定性。在一些实施方案中，方法涉及改进工业润滑剂组合物的油漆相容性。在一些实施方案中，方法涉及改进工业润滑剂组合物的密封相容性。在一些实施方案中，方法涉及改进这些性能的一些组合。
发明详述
下面通过非限定性阐述描述各个优选特征和实施方案。
本发明提供工业润滑剂组合物，其包含：(a)合成基油；(b)工业添加剂包；和(c)增容剂；其中增容剂包含饱和醇。
具有润滑粘度的油
本发明组合物包含具有润滑粘度的油，更具体而言，一种或多种合成基油。
具有润滑粘度的油可对润滑剂组合物而言，以主要量，或者对浓缩物和/或添加剂组合物而言，以浓缩物形成量存在。本发明工业润滑剂组合物可以为润滑剂组合物或浓缩物和/或添加剂组合物。
具有润滑粘度的合成油包括烃油，例如聚合和共聚烯烃(例如聚丁烯、聚丙烯、丙烯异丁烯共聚物)；聚(1-己烯)、聚(1-辛烯)、聚(1-癸烯)及其混合物；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)；聚苯(例如联苯、三联苯、烷基化聚苯)；烷基化二苯醚和烷基化二苯硫及其衍生物、类似物和同系物或其混合物。在一些实施方案中，本发明中所用具有润滑粘度的油为包含聚合聚异丁烯的合成油，在一些实施方案中，本发明中所用具有润滑粘度的油为包含聚合聚异丁烯和聚α烯烃的合成油。
另一具有润滑粘度的合成油包括不同于本文所述烃基封端聚氧化烯多元醇的多元醇酯、二羧酸酯、含磷酸的液体酯(例如磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯和癸烷膦酸的二乙基酯)，或聚四氢呋喃。具有润滑粘度的合成常规油还包括通过费托反应制备的那些，并且通常可以为加氢异构化的费托烃或蜡。在一个实施方案中，具有润滑粘度的油可通过费托天然气合成油(gas-to-liquid)合成程序制备以及其它天然气合成油。
具有润滑粘度的油可进一步如the American Petroleum Institute(API)BaseOil Interchangeability Guidelines所述定义。五组基油如下：I组(硫含量>0.03重量％，和/或<90重量％饱和物，粘度指数80-120)；II组(硫含量≤0.03重量％，且≥90重量％饱和物，粘度指数80-120)；III组(硫含量≤0.03重量％，且≥0.90重量％饱和物，粘度指数≥120)；IV组(所有聚α烯烃，或者PAO，例如PAO-2、PAO-4、PAO-5、PAO-6、PAO-7或PAO-8)；和V组(其包括“所有其它基油”)。
在一些实施方案中，合成基油包括一种或多种API IV组基油。在一些实施方案中，合成基油包括一种或多种聚α烯烃(PAO)。合适的PAO包括PAO-2、PAO-4、PAO-5、PAO-6、PAO-7、PAO-8、PAO-40、PAO-100及其任何组合。在一些实施方案中，合成基油包括PAO-6、PAO-40、PAO-100及其任何组合。
在一些实施方案中，工业润滑剂组合物还可包含次要量的一种或多种非合成基油。这些非合成基油的实例包括本文所述那些中的任一种，包括API I组、II组或III组基油。
在一些实施方案中，这些非合成基油构成存在于总工业润滑剂组合物中的少于一半油，或者甚至少于总工业润滑剂组合物的三分之一、四分之一或者甚至五分之一，都基于重量。在又其它实施方案中，工业润滑剂组合物基本不含或者甚至完全不含非合成基油。
当还存在非合成基油时，具有润滑粘度的油可包括天然和合成油，衍生自加氢裂化、氢化和加氢精制的油，未精炼、精炼和再精炼油，或其混合物。未精炼油为通常不经(或很少)进一步提纯处理，直接由天然或合成来源得到的那些。精炼油类似于未精炼油，不同的是已将它们在一个或多个提纯步骤中进一步处理以改善一种或多种性能。提纯技术是本领域中已知的，包括溶剂萃取、二次蒸馏、酸或碱萃取、过滤、渗滤和类似方法。再精炼油也称作再生或再加工油，并且通过类似于用于得到精炼油的那些的方法得到。再精炼油通常通过旨在除去废添加剂和油分解产物的技术加工。用作具有润滑粘度的油的天然油包括动物油和植物油(例如蓖麻油、猪油)、矿物润滑油如液体石油或者链烷烃、环烷烃或混合链烷烃环烷烃型的溶剂处理或酸处理的矿物润滑油，和衍生自煤或页岩的油，或其混合物。
本发明组合物可包含一些量的I、II和III组基油，以及甚至V组基油。然而，在一些实施方案中，本发明润滑油组分包含不多于20、10、5或者甚至1重量％I、II、III和/或V组基油。在其它实施方案中，存在于本发明组合物中的润滑油为至少60、70、80、90或者甚至98重量％IV组基油。在一些实施方案中，存在于本发明组合物中的润滑油基本仅为IV组基油，其中可存在少量其它类型的基油，但不是明显影响总组合物的性质或性能的量。
在完全配制润滑剂中，具有润滑粘度的油通常以主要量(即大于50重量％的量)存在。通常，具有润滑粘度的油以总组合物的75-98重量％，通常大于80重量％的量存在。
各种所述具有润滑粘度的油可单独或组合使用。具有润滑粘度的油(考虑存在的所有油)可以以约40或50重量％至约99重量％的范围，或者49.8、70、85、93、93.5或者甚至97的最小值至99.8、99、98.5或者甚至97重量％的最大值用于所述工业润滑剂组合物中。在其它实施方案中，具有润滑粘度的油可以以40、65、73、73.5或者甚至81的最小值至99.8、99.7、98.8、94.3、88.5或者甚至81重量％的最大值使用。
在又其它实施方案中，具有润滑粘度的油可以以50、70、75、86、86.8或者甚至92.05的最小值至99.6、99.5、98.5、98.4或者甚至98.2重量％的最大值，或者80、90、95、96、96.8或者甚至97.05的最小值至99.6、99.5、99.4或者甚至99.2重量％的最大值，或者50-99.6、50-99.5、70-99.5、75-98.5、86-98.4、86.8-98.4或者甚至92.05-98.2，在又其它实施方案中，80-99.6、90-99.6、95-99.5、96-99.4、96.8-99.4或者甚至97.05-99.2使用。
在又其它实施方案中，具有润滑粘度的油可以以60-97，或者80-97，或者甚至85-97重量％使用。换言之，本文所述组合物可包含至少60、80，或者甚至85重量％具有润滑粘度的油。
在浓缩物组合物中，通常添加剂和其它组分的量保持相同，但具有润滑粘度的油的量降低，以使组合物更加浓缩且更加有效地储存和/或运输。本领域技术人员能够容易地调整存在的具有润滑粘度的油的量以提供浓缩物和/或添加剂组合物。
增容剂
本发明组合物包含增容剂，所述增容剂包括一种或多种饱和醇。
合适的增容剂包括线性和支化饱和醇，然而，在一些实施方案中，增容剂包括一种或多种支化饱和醇。在一些实施方案中，增容剂基本不含或者甚至完全不含线性饱和醇。
在一些实施方案中，增容剂包括支化伯饱和醇。在一些实施方案中，增容剂基本不含或者甚至完全不含不饱和醇。在一些实施方案中，增容剂本不含或者甚至完全不含仲醇。
在一些实施方案中，增容剂包括一种或多种格尔伯特醇。格尔伯特醇可描述为借助格尔伯特反应(其以Marcel Guerbet命名)制备的醇。在格尔伯特反应中，伯脂族醇转化成其β-烷基化二聚物醇(即支化伯饱和醇)。
在一些实施方案中，增容剂包括至少一种具有以下结构的化合物：HO-CH2-(R1)n-CR2R3R4，其中R1为含有1-20个碳原子的亚烷基，n为0或1，且R2、R3和R4各自独立地为氢或含有1-20个碳原子的烷基。在一些实施方案中，n为0，且R2和R3为烷基，且R4为氢。在这类实施方案中，R2和R3可包含4-14，或者甚至6-12个碳原子。在又其它实施方案中，R2和R3包含6和8或者10和12个碳原子。
用于本发明中的增容剂的合适实例包括2-乙基己醇、2-丁基辛醇、2-己基癸醇、2-辛基十二醇、2-癸基十四醇、2-十二烷基十六醇及其任何组合。这些类型的醇由Sasol市购并作为
醇出售。
在一些实施方案中，增容剂包括2-己基癸醇、2-癸基十四醇及其任何组合。在一些实施方案中，增容剂包括2-己基癸醇。在一些实施方案中，增容剂包括2-癸基十四醇。
增容剂可以以2重量％或更多存在于工业润滑剂组合物中。在一些实施方案中，增容剂以2-20或者甚至2-10重量％存在于工业润滑剂组合物中。
工业添加剂包
本发明组合物包含工业添加剂包，所述工业添加剂包也可称为工业润滑剂添加剂包。换言之，本发明组合物设计为工业润滑剂或者用于制备它的添加剂包。本发明未涉及汽车齿轮润滑剂或其它润滑组合物。
在一些实施方案中，工业润滑剂添加剂包包含反乳化剂、分散剂和金属减活剂。可使用设计用于工业应用的常规添加剂包的任何组合。在一些实施方案中，本发明描述添加剂包如果不是完全不含的话，基本不含本文所述增容剂，或者至少不包含所述量的本发明所述类型的增容剂。
可存在于工业添加剂包中的添加剂包括抑泡剂、反乳化剂、倾点下降剂、抗氧化剂、分散剂、金属减活剂(例如铜减活剂)、抗磨剂、特压剂、粘度改进剂或其一些混合物。添加剂可各自以50、75、100或者甚至150ppm至5、4、3、2或者甚至1.5重量％，或者75ppm至0.5重量％、100ppm至0.4重量％，或者150ppm至0.3重量％的范围存在，其中重量％值是关于总润滑剂组合物的。在其它实施方案中，总工业添加剂包以总润滑剂组合物的1-20，或者1-10重量％存在。然而，应当指出，可选择地认为是基本流体的一部分的一些添加剂，包括粘度改进聚合物在与基本流体分开考虑时可以以包括达30、40，或者甚至50重量％的较高量存在。添加剂可单独或者作为其混合物使用。
本发明组合物还可包含消泡剂，也称为抑泡剂，其包括但不限于有机聚硅氧烷和非硅抑泡剂。有机聚硅氧烷的实例包括二甲基聚硅氧烷和聚硅氧烷。非硅抑泡剂的实例包括但不限于聚醚、聚丙烯酸酯及其混合物以及丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯和任选乙酸乙烯酯的共聚物。在一些实施方案中，消泡剂为聚丙烯酸酯。消泡剂可以以0.001至0.012或0.004pbw或者甚至0.001-0.003pbw存在于组合物中。
本发明组合物还可包含反乳化剂，其包括但不限于氧化丙烯、氧化乙烯的衍生物、顺序地与氧化乙烯或者取代氧化乙烯反应的聚氧化烯醇、烷基胺、氨基醇、二胺或多胺，或其混合物。反乳化剂的实例包括聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、(氧化乙烯-氧化丙烯)聚合物及其混合物。在一些实施方案中，反乳化剂为聚醚。反乳化剂可以以0.002-0.2pbw存在于组合物中。
本发明组合物还可包含倾点下降剂，其包括但不限于马来酸酐-苯乙烯共聚物的酯、聚甲基丙烯酸酯；聚丙烯酸酯；聚丙烯酰胺；卤代石蜡和芳族化合物的缩合产物；羧酸乙烯酯聚合物；和富马酸二烷基酯的三元共聚物、脂肪酸的乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、烷基苯酚甲醛缩合树脂、烷基乙烯基醚及其混合物。
本发明组合物还可包含不同于上述一些添加剂的防锈剂。合适的防锈剂包括二烷基二硫代磷酸的烃基胺盐、烃基芳烃磺酸的烃基胺盐、脂肪羧酸或其酯、含氮羧酸的酯、磺酸铵、咪唑啉、单硫代磷酸盐或酯及其任何组合；或其混合物。本发明二烷基二硫代磷酸的烃基胺盐的实例包括但不限于上述那些，以及二庚基或二辛基或二壬基二硫代磷酸与乙二胺、吗啉或PrimeneTM 81R的反应产物或其混合物。用于本发明防锈剂包中的合适烃基芳烃磺酸的烃基胺盐由下式表示：
其中Cy为苯或萘环。R1为具有约4至约30，优选约6至约25，更优选约8至约20个碳原子的烃基。z独立地为1、2、3或4，最优选z为1或2。R2、R3和R4与上述相同。本发明烃基芳烃磺酸的烃基胺盐的实例包括但不限于二壬基萘磺酸的乙二胺盐。合适的脂肪羧酸或其酯的实例包括甘油单油酸酯和油酸。合适的含氮羧酸的酯的实例包括油基肌氨酸。防锈剂可以以润滑油组合物的0.02-0.2、0.03-0.15、0.04-0.12，或者0.05-0.1重量％存在。本发明防锈剂可单独或者以其混合物使用。
本发明组合物还可包含金属减活剂。金属减活剂用于中和润滑油中用于促进氧化的金属的催化效应。合适的金属减活剂包括但不限于三唑、甲苯基三唑、噻二唑或其组合，及其衍生物。实例包括不同于上述那些的苯并三唑的衍生物、苯并咪唑、2-烷基二硫代苯并咪唑、2-烷基二硫代苯并噻唑、2-(N,N’-二烷基二硫代-氨基甲酰)苯并噻唑、2,5-双(烷基-二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(N,N’-二烷基二硫代氨基甲酰)-1,3,4-噻二唑、2-烷基二硫代-5-巯基噻二唑或其混合物。这些添加剂可以以0.01-0.25重量％用于总组合物中。在一些实施方案中，金属减活剂为烃基取代的苯并三唑化合物。具有烃基取代的苯并三唑化合物包括以下环位置1-或者2-或者4-或者5-或者6-或者7-苯并三唑中的至少一种。烃基包含约1至约30，优选约1至约15，更优选约1至约7个碳原子，最优选金属减活剂为单独使用的5-甲基苯并三唑或其混合物。金属减活剂可以以润滑油组合物的0.001-0.5、0.01-0.04或者0.015-0.03pbw的范围存在。金属减活剂还可以以0.002或0.004至0.02pbw存在于组合物中。金属减活剂可单独或以其混合物使用。
本发明组合物还可包含抗氧化剂，包括(i)烷基化二苯胺，和(ii)取代的烃基单硫化物。在一些实施方案中，本发明烷基化二苯胺为双-壬基化二苯胺和双-辛基化二苯胺。在一些实施方案中，取代的烃基单硫化物包括正十二烷基-2-羟乙基硫化物、1-(叔-十二烷硫基)-2-丙醇或其组合。在一些实施方案中，取代的烃基单硫化物为1-(叔-十二烷硫基)-2-丙醇。抗氧化剂包还可包含位阻酚。用于位阻酚的合适烃基的实例包括但不限于2-乙基己基或正丁基酯、十二烷基或其混合物。亚甲基桥联的位阻酚包括但不限于4,4′-亚甲基-双(6-叔丁基邻-甲酚)、4,4′-亚甲基-双(2-叔戊基-邻-甲酚)、2,2′-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4′-亚甲基-双(2,6-二-叔丁基苯酚)或其混合物。
本发明组合物还可包含含氮分散剂，例如烃基取代的含氮添加剂。合适的烃基取代的含氮添加剂包括无灰分散剂和聚合物分散剂。无灰分散剂如此称谓是因为在供应时它们不含金属，因此在加入润滑剂中时通常不贡献硫酸盐灰。然而，在将它们加入包含含金属物种的润滑剂中时，它们当然可与环境金属相互作用。无灰分散剂的特征是连接在相对高分子量烃链上的极性基团。这类材料的实例包括琥珀酰亚胺分散剂、曼尼希分散剂及其硼酸化衍生物。
本发明组合物还可包含含硫化合物。合适的含硫化合物包括硫化烯烃和聚硫化物。硫化烯烃或聚硫化物可衍生物异丁烯、丁烯、丙烯、乙烯或其一些组合。在一些实例中，含硫化合物为衍生自上述任何天然油或合成油或者甚至其一些组合的硫化烯烃。例如，硫化烯烃可衍生自植物油。
本发明组合物还可包含含磷化合物，例如脂肪亚磷酸酯。含磷化合物可包括烃基亚磷酸酯、磷酸酯、磷酸酯的胺盐及其任何组合。在一些实施方案中，含磷化合物包括烃基亚磷酸酯、其酯或其组合。在一些实施方案中，含磷化合物包括烃基亚磷酸酯。在一些实施方案中，烃基亚磷酸酯为烷基亚磷酸酯。烷基意指仅包含碳和氢原子的烷基，然而，预期饱和或不饱和烷基或其混合物。在一些实施方案中，含磷化合物包括具有完全饱和烷基的烷基亚磷酸酯。在一些实施方案中，含磷化合物包括具有一些不饱和，例如碳原子之间的一个双键的烷基的烷基亚磷酸酯。除非另外指出，这类不饱和烷基还可称为烯基，但包括在如本文所用术语“烷基”中。在一些实施方案中，含磷化合物包括烷基亚磷酸酯、磷酸酯、磷酸酯的胺盐及其任何组合。在一些实施方案中，含磷化合物包括烷基亚磷酸酯、其酯或其组合。在一些实施方案中，含磷化合物包括烷基亚磷酸酯。在一些实施方案中，含磷化合物包括烯基亚磷酸酯、磷酸酯、磷酸酯的胺盐及其任何组合。在一些实施方案中，含磷化合物包括烯基亚磷酸酯、其酯或其组合。在一些实施方案中，含磷化合物包括烯基亚磷酸酯。在一些实施方案中，含磷化合物包括二烷基亚磷酸氢盐。在一些实施方案中，含磷化合物基本不含或者甚至完全不含磷酸酯和/或其胺盐。在一些实施方案中，含磷化合物可描述为脂肪亚磷酸酯。合适的亚磷酸酯包括具有至少一个具有4个或更多，或者8个或更多，或者12个或更多碳原子的烃基的那些。烃基上碳原子数目的典型范围包括8-30，或者10-24，或者12-22，或者14-20，或者16-18。亚磷酸酯可以为单烃基取代的亚磷酸酯、二烃基取代的亚磷酸酯或三烃基取代的亚磷酸酯。在一个实施方案中，亚磷酸酯为不含硫的，即亚磷酸酯不是硫代亚磷酸酯。具有至少一个具有4个或更多碳原子的烃基的亚磷酸酯可由下式表示：
其中R6、R7和R8中的至少一个可以为含有至少4个碳原子的烃基，且其它可以为氢或烃基。在一个实施方案中，R6、R7和R8都是烃基。烃基可以为烷基、环烷基、芳基、无环的或其混合物。在具有所有三个基团R6、R7和R8的式中，化合物可以为三烃基取代的亚磷酸酯，即R6、R7和R8都是烃基，在一些实施方案中，可以为烷基。烷基可以为线性或支化的，通常线性的，并且为饱和或不饱和的，通常饱和的。R6、R7和R8的烷基的实例包括辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十八碳烯基、十九烷基、二十烷基、或其混合物。在一些实施方案中，本发明脂肪亚磷酸酯组分和/或组合物总体上基本不含或者甚至完全不含磷酸酯和/或其胺盐。在一些实施方案中，脂肪亚磷酸酯包含烯基亚磷酸酯或其酯，例如二甲基亚磷酸氢盐的酯。二甲基亚磷酸氢盐可以为酯化的，在一些实施方案中，通过与醇如油醇反应而酯交换。
本发明组合物还可包含一种或多种磷胺盐，但量使得添加剂包，或者其它实施方案中，所得工业润滑剂组合物包含不多于1.0重量％，或者甚至不多于0.75或0.6重量％这类材料。在其它实施方案中，工业润滑剂添加剂包，或者所得工业润滑剂组合物基本不含或者甚至完全不含磷胺盐。
本发明组合物还可包含一种或多种抗磨添加剂和/或特压剂、一种或多种锈和/或腐蚀抑制剂、一种或多种抑泡剂、一种或多种反乳化剂及其任何组合。
在一些实施方案中，工业润滑剂添加剂包，或者所得工业润滑剂组合物基本不含或者甚至完全不含磷胺盐、分散剂或者二者。
在一些实施方案中，工业润滑剂添加剂包，或者所得工业润滑剂组合物包含反乳化剂、腐蚀抑制剂、摩擦改进剂或者其两种或更多种的组合。在一些实施方案中，腐蚀抑制剂包括甲苯基三唑。在又其它实施方案中，工业添加剂包，或者所得工业润滑剂组合物包含一种或多种硫化烯烃或聚硫化物；一种或多种磷胺盐；一种或多种硫代磷酸酯、一种或多种噻二唑、甲苯基三唑、聚醚和/或烯基胺；一种或多种酯共聚物；一种或多种羧酸酯；一种或多种琥珀酰亚胺分散剂及其任何组合。
工业润滑剂添加剂包可以以1-5重量％，或者在其它实施方案中，1、1.5或者甚至2重量％至2、3、4、5、7或者甚至10重量％存在于总工业润滑剂中。可存在于本发明工业齿轮浓缩物组合物中的工业齿轮添加剂包为对应于以上重量％的量，其中考虑不具有存在的油的值(即它们可连同存在的油的实际量一起视为pbw值)。
本发明组合物还可包含羟基羧酸的衍生物。合适的酸可包含1-5或2个羧基或者1-5或2个羟基。在一些实施方案中，摩擦改进剂衍生自下式表示的羟基羧酸：
其中：a和b可独立地为1-5，或者1-2的整数；X可以为脂族或脂环族基团，或者碳链中含有氧原子的脂族或脂环族基团，或者上述类型的取代基团，所述基团包含至多6个碳原子且具有a+b个有效连接点；各个Y可独立地为–O–、>NH或>NR3或者两个Y一起表示在两个羰基之间形成的酰亚胺结构R4-N<的氮；且R3和R4各自可独立地为氢或者烃基，条件是至少一个R1和R3基团可以为烃基；各个R2可独立地为氢、烃基或酰基，进一步条件是至少一个-OR2基团位于X内为至少一个-C(O)-Y-R1基团的α或β位的碳原子上，且进一步条件是至少一个R2为氢。羟基羧酸借助缩合反应与醇和/或胺反应，形成羟基羧酸的衍生物，其在本文中也可称为摩擦改进剂添加剂。在一个实施方案中，用于制备羟基羧酸衍生物的羟基羧酸由下式表示：
其中R5各自独立地H或烃基，或者其中R5基团一起形成环，在其中R5为H的一个实施方案中，缩合产物任选通过酰化或者与硼化合物反应而进一步官能化。在另一实施方案中，摩擦改进剂未硼酸化。在以上实施方案中的任一个中，羟基羧酸可以为酒石酸、柠檬酸或其组合，并且还可以为这类酸的反应性等价物(包括酯、酰基卤或酐)。所得摩擦改进剂可包括酒石酸、柠檬酸的酰亚胺、二酯、二酰胺或酯-酰胺衍生物，或其混合物。在一个实施方案中，羟基羧酸衍生物包括酒石酸或柠檬酸的酰亚胺、二酯、二酰胺、酰亚胺酰胺、酰亚胺酯或酯-酰胺衍生物。在一个实施方案中，羟基羧酸衍生物包括酒石酸的酰亚胺、二酯、二酰胺、酰亚胺酰胺、酰亚胺酯或酯-酰胺衍生物。在一个实施方案中，羟基羧酸衍生物包括酒石酸的酯衍生物。在一个实施方案中，羟基羧酸衍生物包括酒石酸的酰亚胺和/或酰胺衍生物。用于制备摩擦改进剂的胺可具有式RR’NH，其中R和R’各自独立地表示H，1或8至30或150个碳原子，即1-150或8-30或1-30或8-150个原子的烃基基团。也可使用具有下限为2、3、4、6、10或12个碳原子且上限为120、80、48、24、20、18或16个碳原子的碳原子范围的胺。在一个实施方案中基团R和R’各自具有8或6至30或12个碳原子。在一个实施方案中，R和R’中碳原子的和为至少8。R和R’可以为线性或支化的。用于制备摩擦改进剂的醇类似地包含1或8至30或150个碳原子。也可使用具有下限为2、3、4、6、10或12个碳原子且上限为120、80、48、24、20、18或16个碳原子的碳原子范围的醇。在某些实施方案中，醇衍生基团中的碳原子数目可以为8-24、10-18、12-16或13个碳原子。醇和胺可以为线性或支化的，并且如果是支化的，则支链可存在于链中的任何位置，且支链可具有任何长度。在一些实施方案中，所用醇和/或胺包括支化化合物，在又其它实施方案中，所用醇和胺为至少50％、75％或者甚至80％支化的。在其它实施方案中，醇为线性的。在一些实施方案中，醇和/或胺具有至少6个碳原子。因此，本发明某些实施方案使用由至少6个碳原子的醇和/或胺，例如支化C6-18或C8-18醇或者支化C12-16醇制备的作为单一材料或者作为混合物的产物。具体实例包括2-乙基己醇和异十三醇，其中后者可表示各种异构体的商业级混合物。本发明某些实施方案还使用由至少6个碳原子的线性醇，例如线性C6-18或C8-18醇或者线性C12-16醇制备的作为单一材料或者作为混合物的产物。用于制备本发明酒石酸酯、酒石酰亚胺或酒石酰胺的酒石酸可以为市售类型的(由Sargent Welch得到)，并且通常取决于来源(天然)或合成方法(例如马来酸)，它以一种或多种异构体形式存在，例如d-酒石酸、l-酒石酸、d,l-酒石酸或内消旋酒石酸。这些衍生物也可由本领域技术人员容易了解的二酸官能等价物，例如酯、酰基氯、酐等制备。在其它实施方案中，摩擦改进剂包括甘油单油酸酯。
在一些实施方案中，添加剂包包括一种或多种腐蚀抑制剂、一种或多种分散剂、一种或多种抗磨和/或特压添加剂、一种或多种特压剂、一种或多种消泡剂、一种或多种清净剂和任选一些量的基油或类似溶剂作为稀释剂。在一些实施方案中，添加剂包包括至少一种摩擦改进剂和至少一种反乳化剂，以及任选还存在一种或多种其它添加剂。
其它添加剂可以以0.1-30重量％，或者0.1、1或者甚至2重量％的最小含量至30、20、10、5或者甚至2重量％的最大值，或者0.1-30、0.1-20、1-20、1-10、1-5或者甚至约2重量％存在于总工业齿轮润滑剂组合物中。这些范围和极限可适用于存在于组合物中的各个单独其它添加剂，或者适用于存在的所有其它添加剂。
工业应用
如上所述，本发明包括工业润滑剂组合物和可用于制备工业润滑剂组合物的工业添加剂浓缩物组合物。在一些实施方案中，本发明工业润滑剂组合物为工业齿轮润滑剂组合物。在一些实施方案中，本发明工业润滑剂组合物为液压润滑剂组合物。
关于上述组分的各个范围可通过保持组分(b)与(c)之间的相同相对比，同时调整(a)的量(即与润滑剂组合物相比，(a)的量在浓缩物组合物中低得多)而适用于浓缩物组合物。在这类实施方案中，组分(b)和(c)的重量％值可视为重量份(pbw)，其中油构成浓缩物组合物的余量，包括0或0.1或0.5或者甚至1pbw至10、20、30或者甚至40或50pbw油和/或基本流体的任何范围。
本发明提供制备任何所述工业润滑剂组合物的方法。该方法包括步骤：(1)将以下组分混合产生工业润滑剂组合物：(a)合成基油；(b)工业添加剂包；和(c)增容剂；其中增容剂包含饱和醇。合适的方法包括将所述组分混合在一起。认为特定添加顺序或方式不会显著影响结果。
本发明提供改进工业润滑剂组合物的总体储存稳定性和/或油漆相容性和/或密封相容性的方法。工业润滑剂组合物包含(a)合成基油和(b)工业添加剂包，且方法包括步骤：(1)向所述工业润滑剂组合物中加入增容剂，其中增容剂包含伯饱和醇；产生具有改进的储存稳定性和密封相容性平衡的工业润滑剂组合物。
在一些实施方案中，方法涉及改进工业润滑剂组合物的储存稳定性。在一些实施方案中，方法涉及改进工业润滑剂组合物的油漆相容性。在一些实施方案中，方法涉及改进工业润滑剂组合物的密封相容性。在一些实施方案中，方法涉及改进这些性能的一些组合。上述改进是关于缺少组分(b)和/或使用组分(b)的替代物，例如目前工业中广泛使用的酯材料的相同工业润滑剂组合物的。可预期这类对比工业润滑剂组合物在至少一个上述领域中是不足的。
除非另有说明，所述各个化学组分的量表示为排除了通常可存在于商业材料中的任何溶剂或稀释油，即基于活性化学品。然而，除非另有说明，本文提及的各个化学品或组合物应当理解为可含有异构体、副产物、衍生物和通常应当理解存在于商品级中的其它这类材料的商品级材料。
如本文所用，术语“烃基取代基”或“烃基”以其本领域技术人员熟知的常用意义使用。具体而言，它指具有直接连接在分子其余部分上的碳原子且主要具有烃性质的基团。烃基的实例包括：(i)烃取代基，即脂族(例如烷基或烯基)、脂环族(例如环烷基、环烯基)取代基，和芳族-、脂族-和脂环族取代的芳族取代基，以及其中环通过该分子的另一部分完成(例如两个取代基一起形成环)的环状取代基；(ii)取代的烃取代基，即含有在本发明上下文中不改变取代基的主要烃性质的非烃基团(例如卤素(尤其是氯和氟)、羟基、烷氧基、巯基、烷基巯基、硝基、亚硝基和亚硫酰基(sulfoxy))的取代基；(iii)杂取代基，即在本发明上下文中，在具有主要烃性质的同时在由碳原子组成的环或链中含有不同于碳的取代基，且包括取代基如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基。杂原子包括硫、氧、氮。一般而言，对于每10个碳原子，在烃基中存在不多于2，或者不多于1个非烃取代基；通常，烃基中不存在非烃取代基。
已知一些上述材料在最终配制剂中可能相互作用，使得最终配制剂的组分可能与起初加入的那些不同。例如，金属离子(例如清净剂的)可迁移至其它分子的其它酸性或阴离子部位。由此形成的产品，包括以其意欲用途使用本发明组合物形成的产品可能不容易描述。然而，所有这类改进和反应产物均包括在本发明的范围内；本发明包括通过将上述组分混合而制备的组合物。
本发明可参考以下非限定性实施例更好地理解。
实施例
制备并测试一组实施例以证明本发明的优点。测试的各个试样通过将待评估的增容剂混入基本流体(包含PAO 6和PAO 40的ISO 150基本流体，或者包含PAO 6和PAO 100的ISO 460基本流体，如下表中所述)中而制备。各个实施例中酯的量也显示于下表中。
第一评估关注储存稳定性。当制备时，将各个试样储存在-18°、0℃、室温(RT)和65℃下并在试验开始(SOT)时以及其后以1星期、4星期和8星期的间隔(EOT)目测评定。在试验结束时，汇总收集的结果并赋予试样合格评定或者不合格评定。
第二评估关注油漆相容性。一般而言，仅测试具有良好储存稳定性的实施例的油漆相容性。使用Siemens MD Rev.14油漆试验，也称为Flender Gear Units test试验说明评估测试的试样与涂层内部的齿轮的油相容性。
第三评估关于密封相容性。一般而言，仅测试具有良好储存稳定性和油漆相容性的实施例的密封相容性。使用Freudenberg Sealing Technologies内部试验程序FB 73 11008评估测试的试样的静态密封稳定性。
各个试样使用相同的工业添加剂包以下表中所述的处理率制备。工业添加剂包包含腐蚀抑制剂、分散剂、抗磨添加剂、特压剂、消泡剂和清净剂。各个实施例使用不同的增容剂制备以观察哪种增容剂可提供具有合适储存稳定性的工业润滑剂组合物。实施例的配制剂和储存稳定性结果汇总于下表中。对于试验，储存稳定性、油漆相容性和密封相容性的结果通过以以下形式：[％增容剂]，[基本流体]；[结果]显示存在于试样中的增容剂的重量％(不具有％符号)、所用基本流体(150：ISO 150流体，460：ISO 460流体)和结果(P：合格，F：不合格)。
表1
结果显示仅少数工业润滑剂组合物实施例显示出可接受的储存稳定性。在那些实施例中，仅精选的几个具有良好的油漆相容性，甚至仍然更少数还具有良好的密封相容性。实施例10和11提供最好的总体性能平衡。
在此将以上提及的各文件，包括要求保护优先权的任何先前申请(无论在上文中是否明确列出)通过引用并入本发明。任何文件的提到不是承认对该文件取得现有技术资格，或以任何权限构成技术人员的常识。除实施例中，或另外明确说明外，在本说明书中描述材料的量、反应条件、分子量、碳原子数等的所有数量应当理解被措辞“约”修饰。应当理解本文所述量、范围和比的上限和下限可独立地组合。类似地，本发明各个元素的范围和量可以与任何其它元素的范围或量一起使用。
如本文所用，与“包括”、“含有”或“特征是…”同义的过渡术语“包含”为包括性或开放性的且不排除其它未描述的元素或方法步骤。然而，在本文中“包含”的各描述中，意欲作为可选实施方案，该术语还包括短语“基本由…组成”和“由…组成”，其中“由…组成”不包括没有描述的任何元素或步骤，“基本由…组成”容许包括不实质性影响所考虑的组合物或方法的基本和新特性的其它未描述元素或步骤。
尽管显示了某些代表性实施方案和细节以阐述本发明，本领域技术人员获悉可不偏离本发明的范围而做出本文的各种改变和改进。就这点而言，本发明的范围仅受以下权利要求书限制。
Claims (7)
1.一种工业齿轮油润滑剂组合物，其包含：
(a)60-97重量％的聚α烯烃基油；
(b)1-20重量％的工业齿轮添加剂包；和
(c)2-20重量％的增容剂，所述增容剂选自2-乙基己醇、2-丁基辛醇、2-己基癸醇、2-辛基十二醇、2-癸基十四醇、2-十二烷基十六醇或其任何组合。
2.根据权利要求1的工业齿轮油润滑剂组合物，其中增容剂以5.0-20重量％存在于工业齿轮油润滑剂组合物中。
3.根据权利要求1的工业齿轮油润滑剂组合物，其中增容剂以10-20重量％存在于工业齿轮油润滑剂组合物中。
4.根据权利要求1-3中任一项的工业齿轮油润滑剂组合物，其中增容剂选自2-己基癸醇、2-癸基十四醇或其任何组合。
5.根据权利要求1-3中任一项的工业齿轮油润滑剂组合物，其中工业齿轮添加剂包包含一种或多种抗磨添加剂和/或特压剂、一种或多种锈和/或腐蚀抑制剂、一种或多种抑泡剂、一种或多种清净剂、一种或多种摩擦改进剂、一种或多种反乳化剂、一种或多种消泡剂、一种或多种分散剂或其任何组合。
6.一种制备工业齿轮油润滑剂组合物的方法，其包括步骤：(1)将以下组分混合产生工业齿轮油润滑剂组合物：
(a)60-97重量％的聚α烯烃基油；
(b)1-20重量％的工业齿轮添加剂包；和
(c)2-20重量％的增容剂，所述增容剂选自2-乙基己醇、2-丁基辛醇、2-己基癸醇、2-辛基十二醇、2-癸基十四醇、2-十二烷基十六醇或其任何组合。
7.一种改进工业齿轮油润滑剂组合物的总体储存稳定性、油漆相容性和密封相容性的方法；
其中工业齿轮油润滑剂组合物包含(a)60-97重量％的聚α烯烃基油和(b)1-20重量％的工业齿轮添加剂包；
所述方法包括步骤：
(1)向所述工业齿轮油润滑剂组合物中加入2-20重量％的增容剂产生具有改进的储存稳定性和密封相容性平衡的工业齿轮油润滑剂组合物；
其中增容剂选自2-乙基己醇、2-丁基辛醇、2-己基癸醇、2-辛基十二醇、2-癸基十四醇、2-十二烷基十六醇或其任何组合。
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