CN109937248A - 具有改善的热稳定性的聚丙烯酸酯消泡组分 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于机械装置的消泡组分,其包含聚(丙烯酸酯)共聚物。消泡组分在使用二丁基氢亚磷酸酯化合物的成品流体(例如传动系流体)中具有改善的热稳定性。

Description

具有改善的热稳定性的聚丙烯酸酯消泡组分
背景技术
所公开的技术涉及可用作润滑剂组合物中的消泡组分的化合物。特别是,公开了包含所述消泡组分的润滑组合物和浓缩物及其用途。
已知将消泡剂引入用于机械装置的烃油制剂中以减轻烃油的泡沫倾向。包含聚二甲基硅氧烷作为主要成分的硅氧烷基消泡剂属于可用作泡沫破坏剂或泡沫抑制剂的最广泛使用的消泡剂类。虽然这种硅氧烷基消泡剂可有效地抑制新配制的流体中的泡沫,但由于聚二甲基硅氧烷的解聚,该材料在升高的温度下容易降解。
另外,随着I类基础油的市场使用减少而有利于更精制的基础油如II类,III类,IV类基础油和V类基础油,需要更有效的消泡组分。
需要一种消泡组分,其可以赋予泡沫减少同时在新混合的流体中具有相同的消泡性能,并且在加热这些流体后具有改善的热稳定性。
本发明的目的是满足上述一个或多个需求。
发明内容
所公开的技术提供润滑组合物,包含a)具有润滑粘度的油,其选自II类基础油,III类基础油,IV类基础油,V类基础油,或混合物;b)包含聚(丙烯酸酯)共聚物的消泡组分,所述聚(丙烯酸酯)共聚物包括i)约75重量%至约90重量%具有丙烯酸的C4至C8烷基酯的丙烯酸酯单体;(ii)约10重量%至约25重量%具有丙烯酸的C2至C3烷基酯的共聚单体;其中消泡组分具有至少13,000的Mn
所公开的技术还提供润滑组合物,其进一步包含含磷组分。
所公开的技术还提供润滑组合物,其中含磷组分包含亚磷酸酯,含磷酰胺,含磷羧酸或酯,含磷醚及其混合物和衍生物中的一种或多种。
所公开的技术还提供润滑组合物,其中丙烯酸酯单体(i)的存在量为约80重量%或约85重量%,且共聚单体(ii)的存在量为约15重量%或约20重量%。
所公开的技术还提供润滑组合物,其中丙烯酸酯单体(i)包含丙烯酸的C6-C8烷基酯。
所公开的技术还提供润滑组合物,其中丙烯酸酯单体(i)包含丙烯酸2-乙基己酯。
所公开的技术还提供润滑组合物,其中共聚单体(ii)包含丙烯酸乙酯或丙烯酸丙酯。
所公开的技术还提供润滑组合物,其中丙烯酸酯单体(i)是丙烯酸2-乙基己酯,且共聚单体(ii)是丙烯酸乙酯。
所公开的技术还提供润滑组合物,其中丙烯酸酯单体(i)的存在量为85重量%,且共聚单体(ii)的存在量为15重量%。
所公开的技术还提供润滑组合物,其中消泡组分的Mn为22,000-27,000Da。
所公开的技术还提供润滑组合物,其中消泡组分在润滑组合物中的存在量为约50ppm至约600ppm。
所公开的技术还提供润滑组合物,其还包含至少一种选自分散剂,粘度调节剂,摩擦改性剂,清净剂,抗氧化剂,密封溶胀剂和抗磨剂的其他添加剂。
所公开的技术还提供润滑机械装置的方法,包括向机械装置供应含有聚(丙烯酸酯)消泡组分的润滑组合物,所述聚(丙烯酸酯)消泡组分包括i)约75重量%至约90重量%具有丙烯酸的C4至C8烷基酯的丙烯酸酯单体;和(ii)约10重量%至约25重量%具有丙烯酸的C2至C3烷基酯的共聚单体,其中消泡组分具有至少13,000的Mn
所公开的技术还提供了一种方法,其中机械装置包括传动系装置。
所公开的技术还提供了一种方法,其中传动系装置包括轴,齿轮,齿轮箱或变速器。
所公开的技术还提供了一种方法,其中机械装置包括内燃机。
所公开的技术还提供消泡组分在润滑组合物中的用途,以改善在机械装置中的热稳定性。
所公开的技术还提供一种改善在机械装置中的热稳定性的方法,包括使机械装置与含有聚(丙烯酸酯)消泡组分的润滑组合物接触,所述聚(丙烯酸酯)消泡组分包括i)约75重量%至约90重量%具有丙烯酸的C4至C8烷基酯的丙烯酸酯单体;和(ii)约10重量%至约25重量%具有丙烯酸的C2至C3烷基酯的共聚单体,其中消泡组分具有至少13,000的Mn
具体实施方式
以下将通过非限制性说明描述各种优选特征和实施方案。
所公开的技术提供了包括消泡组分的润滑组合物,所述消泡组分包括聚(丙烯酸酯)共聚物。在一个实施方案中,聚(丙烯酸酯)共聚物包括丙烯酸烷基酯聚合物,例如包括具有丙烯酸的C4-C8烷基酯的丙烯酸酯单体和具有丙烯酸的C2-C3烷基酯的共聚单体的共聚物。在一些实施方案中,共聚物包括具有丙烯酸的C6至C8烷基酯的丙烯酸酯单体和具有丙烯酸的C2至C3烷基酯的共聚单体。在一个实施方案中,丙烯酸酯单体包括丙烯酸2-乙基己酯,共聚单体包括丙烯酸乙酯或丙烯酸丙酯。在一个实施方案中,丙烯酸酯单体是丙烯酸2-乙基己酯,共聚单体是丙烯酸乙酯。
已经发现,共聚物消泡组分中丙烯酸酯单体与丙烯酸酯共聚单体的摩尔比直接影响消泡性能。因此,在一个实施方案中,共聚物消泡组分包括约75重量%至约90重量%的丙烯酸酯单体,和约10重量%至约25重量%的丙烯酸酯共聚单体。在一些实施方案中,85重量%,和丙烯酸酯共聚单体的存在量为共聚物的约15重量%或约20重量%。在进一步的实施方案中,丙烯酸酯单体的存在量为85重量%,丙烯酸酯共聚单体的存在量为15重量%。在更进一步的实施方案中,丙烯酸酯单体的存在量为78重量%或88重量%,共聚单体的存在量为22重量%或12重量%。
本文使用的共聚物消泡组分通常具有至少13,000道尔顿(Da)的分子量(Mn)。在一些实施方案中,共聚物消泡组分的分子量为22,000Da至30,000Da,或者在另一个实施方案中,共聚物消泡组分的分子量为25,000Da至27,000Da。
可以通过本领域公知的方法制备本发明的共聚物消泡组分。聚合可以在作为催化剂的自由基释放剂存在下和在已知聚合调节剂存在或不存在下以本体,乳液或溶液进行。在一个实施方案中,本发明的消泡剂可在甲苯存在下聚合。在另一个实施方案中,本发明的消泡剂可以在烃油中聚合。然而,已经发现,在油工艺中的反应产生无效的后印第安纳搅拌器氧化试验(ISOT)消泡剂,其具有更高的Mn但是更低的Mw和Mz。确定后ISOT性能与Mz相关。因此,对于基于Mz的油内和甲苯中聚合的消泡剂,可以实现后ISOT试验中的等效性能。因此,在一些实施方案中,消泡组分的分子量(Mz)可以大于150,000道尔顿。
本发明的消泡组分可用于改善润滑组合物的发泡趋势,特别是当加热时赋予润滑组合物改善的热稳定性,例如,传动系油(例如变速器液或用于齿轮箱或轴的润滑剂),发动机油或用于液压系统,涡轮系统,循环油系统,制冷油系统或工业齿轮的润滑剂。
本技术提供了一种组合物,其包含作为一种组分的具有润滑粘度的油。这些油包括天然和合成油,衍生自加氢裂化,氢化和加氢精制的油,未精制,精制和再精制油及其混合物。
未精制油是直接从天然或合成来源获得的那些,通常没有(或很少)进一步纯化处理。
精制油类似于未精制油,除了它们已经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。纯化技术是本领域已知的,包括溶剂萃取,二次蒸馏,酸或碱萃取,过滤,渗滤等。
再精制油也称为再生油或再加工油,并且通过与用于获得精炼油的那些类似的方法获得,并且通常另外通过旨在除去废添加剂和油分解产物的技术加工。
可用于制备本发明润滑剂的天然油包括动物油,植物油(例如蓖麻油),矿物润滑油例如液体石油和溶剂处理或酸处理的链烷烃,环烷烃或混合的链烷烃-环烷烃类的矿物润滑油和衍生自煤或页岩的油或其混合物。
合成润滑油是有用的并且包括烃油,例如聚合和共聚的烯烃(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(如联苯,三联苯,烷基化聚苯);二苯基烷烃,烷基化二苯基烷烃,烷基化二苯基醚和烷基化二苯基硫醚及其衍生物,类似物和同系物或其混合物。
其他合成润滑油包括多元醇酯(例如3970),二酯,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酯),或聚合的四氢呋喃。合成油可以通过费-托反应制备,并且通常可以是加氢异构化的费-托烃或蜡。在一个实施方案中,油可以通过费-托气-液(GTL)合成程序以及其他气-液(GTL)油制备。
GTL基础油包括通过一种或多种可能类型的GTL工艺获得的基础油,通常是费-托方法。GTL工艺采用天然气,主要是甲烷,并将其化学转化为合成气。或者,也可将固态煤转化为合成气。合成气主要含有一氧化碳(CO)和氢气(H2),它们大部分随后通过催化费-托法化学转化为链烷烃。这些链烷烃具有一系列分子量,并且通过使用催化剂可以加氢异构化以产生一系列基础油。GTL基础油具有高度链烷烃特性,通常大于90%的饱和化合物。在这些链烷烃中,非环状链烷烃物种相对于环状链烷烃物种占优势。例如,GTL基础油通常包含大于60重量%,或大于80重量%,或大于90重量%的非环状链烷烃物种。GTL基础油通常在100℃下的运动粘度为2cSt至50cSt,或3cSt至50cSt,或3.5cSt至30cSt。在这种情况下举例说明的GTL在100℃下的运动粘度为约4.1cSt。同样,GTL基础油料的特征通常在于粘度指数(VI,参考ASTM D2270)为80或更高,或100或更高,或120或更高。在这种情况下举例说明的GTL具有129的VI。通常,GTL基础液具有有效的零硫和氮含量,通常这些元素中的每一种小于5ppm。GTL基础油是III类油,由美国石油协会(API)分类。
具有润滑粘度的油也可以如美国石油协会(API)基础油互换性指南中所规定的那样定义。五种基础油类如下:I类(硫含量>0.03重量%,和/或<90重量%饱和物,粘度指数80至小于120);II类(硫含量<0.03重量%,和>90重量%饱和物,粘度指数80至小于120);III类(硫含量<0.03重量%,和>90重量%饱和物,粘度指数>120);IV类(所有聚α-烯烃(PAOs));和V类(所有其他未包括在第I,II,III或IV类中的)。具有润滑粘度的油也可以是API II+类基础油,该术语是指粘度指数大于或等于110且小于120的II类基础油,如SAE出版物“Design Practice:Passenger Car Automatic Transmissions,第四版,AE-29,2012,第12-9页,以及US 8,216,448,第1栏第57行”中所述。
具有润滑粘度的油可以是API IV类油,或其混合物,即聚α-烯烃。聚α-烯烃基础油(PAO)及其制造通常是众所周知的。关于PAO,PAO基础油可以衍生自线性C2至C32,优选C4至C16,α-烯烃。特别优选的PAO的原料是1-辛烯,1-癸烯,1-十二碳烯和1-十四烯。聚α-烯烃可以通过茂金属催化方法或非茂金属方法制备。在这种情况下举例说明的PAO在100℃下的运动粘度为约3.96cSt,VI为101。
具有润滑粘度的油可包含API II类,III类,IV类,V类油或其混合物。
在一个实施方案中,具有润滑粘度的油是API II类,II+类,III类,IV类油或其混合物。在另一个实施方案中,具有润滑粘度的油通常是APIII类,II+类,III类油或其混合物。
在一个实施方案中,具有润滑粘度的油是II类,III类,IV类或气-液(费-托)油,或其混合物。
存在的具有润滑粘度的油的量通常是从100重量%减去式(I)化合物和当存在时其他性能添加剂的量后剩余的余量。
组合物可以是浓缩物或完全配制的润滑剂的形式。
如果组合物是完全配制的润滑剂的形式,通常具有润滑粘度的油,包括组合物中存在的任何稀释油,将以70至95重量%,或80或85至93重量%的量存在。
如果本发明的润滑组合物是浓缩物的形式(其可以与另外的油组合以全部或部分地形成成品润滑剂),通常是具有润滑粘度的油,包括任何存在于组合物中的稀释油,以0.1重量%至40重量%或0.2重量%至35重量%或0.4重量%至30重量%或0.6重量%至25重量%或0.1重量%至15重量%或0.3重量%至6重量%的量存在。
在一些实施方案中,本发明的组合物是润滑组合物,其可包含总组合物的至少50ppm,或至少100ppm,或约50ppm至约600ppm,或约50ppm至约500ppm,或50ppm至450ppm或400ppm的消泡组分,在无油的基础上。这些润滑组合物的余量可以是如下所述的一种或多种另外的添加剂和主要量的具有润滑粘度的油,包括从本文所述的一种或多种组分带入组合物中的任何稀释油或类似材料。主要量是指基于组合物大于50重量%。
其他组分可以以适合于使用润滑剂的最终用途的量存在。用于传动装置的润滑剂,例如自动变速器,通常具有各自的添加剂谱;类似的发动机油润滑剂(轿车,重型柴油,或船用柴油,或小型双循环)将各自具有其特有的添加剂,工业应用的润滑剂,如用于液压系统,工业齿轮,气体压缩机或制冷系统的润滑剂,这些添加剂是润滑这种装置领域的技术人员所熟知的。通常,润滑剂配方可任选地包括以下任何添加剂:
分散剂
分散剂在润滑剂领域中是众所周知的并且主要包括有时被称为“无灰”分散剂的分散剂,因为(在润滑组合物中混合之前)它们不含有形成灰分的金属并且它们通常在添加到润滑剂中时不会产生任何形成灰分的金属。分散剂的特征在于与相对高分子量烃链连接的极性基团。
一类分散剂是曼尼希碱。这些是通过较高分子量、烷基取代的酚,亚烷基多胺和醛如甲醛的缩合形成的物质,并在美国专利3,634,515中有更详细的描述。另一类分散剂是高分子量酯。这些材料类似于下面描述的曼尼希分散剂或琥珀酰亚胺,不同之处在于它们可以看作是通过烃基酰化剂和多元脂族醇如甘油,季戊四醇或山梨糖醇的反应制备的。这些材料在美国专利3,381,022中有更详细的描述。芳族琥珀酸酯也可如美国专利公开2010/0286414中所述制备。其他分散剂包括聚合物分散剂添加剂,其通常是烃基聚合物,其含有极性官能团以赋予聚合物分散特性。
在某些实施方案中,分散剂通过涉及存在少量氯或其他卤素的方法制备,如美国专利7,615,521中所述(参见例如第4栏,第18-60行和制备实施例A)。这种分散剂通常在烃基取代基与酸性或酰胺“头”基团的连接中具有一些碳环结构。在其他实施方案中,分散剂通过涉及“烯”反应的热法制备,而不使用任何氯或其他卤素,如美国专利7,615,521中所述;以这种方式制备的分散剂通常衍生自高亚乙烯基(即大于50%的末端亚乙烯基)聚异丁烯(参见第4栏,第61行至第5栏,第30行和制备实施例B)。这种分散剂通常在连接点不含有上述碳环结构。在某些实施方案中,分散剂通过高亚乙烯基聚异丁烯与烯键式不饱和酰化剂的自由基催化聚合制备,如美国专利8,067,347中所述。
分散剂可以衍生自高亚乙烯基聚异丁烯,作为聚烯烃,其具有大于50,70或75%的末端亚乙烯基(α和β异构体)。在某些实施方案中,琥珀酰亚胺分散剂可通过直接烷基化途径制备。在其他实施方案中,它可包含直接烷基化和氯途径分散剂的混合物。
优选的一类分散剂是羧酸分散剂。羧酸分散剂包括琥珀酸基分散剂,其是烃基取代的琥珀酸酰化剂与有机羟基化合物的反应产物,或在某些实施方案中,含有至少一个与氮原子连接的氢的胺,或所述羟基化合物和胺的混合物。术语“琥珀酸酰化剂”是指烃取代的琥珀酸或产生琥珀酸的化合物。这些材料通常包括烃基取代的琥珀酸,酸酐,酯(包括半酯)和卤化物。琥珀酰亚胺分散剂在美国专利4,234,435和3,172,892中有更全面的描述。
基于琥珀酸的分散剂具有多种化学结构,通常包括结构,例如
其中每个R6独立地为烃基,例如具有500或700至10,000的的聚烯烃衍生的基团。通常,烃基是烷基,通常是分子量为500或700至5000的聚异丁基,或在另一个实施方案中,为1500或2000至5000。或者表示,R6基团可含有40至500个碳原子并且在某些实施方案中至少50个,例如50-300个碳原子,例如脂族碳原子。每个R6基团可含有一个或多个反应性基团,例如琥珀酸基团。R7是链烯基,通常是-C2H4-基团。这些分子通常衍生自链烯基酰化剂与多胺的反应,除了上面所示的简单的酰亚胺结构之外,两个结构部分之间的各种键可以是可能的,包括各种酰胺和季铵盐。同样地,考虑了R6基团的各种连接模式,包括涉及环状(非芳环)结构的连接。
与琥珀酸酰化剂反应形成羧酸分散剂组合物的胺可以是单胺或多胺。多胺主要包括亚烷基多胺,例如亚乙基多胺(即,聚(亚乙基胺)),例如乙二胺,三亚乙基四胺,丙二胺,十亚甲基二胺,八亚甲基二胺,二(七亚甲基)三胺,三亚甲基四胺,四亚乙基五胺,三亚甲基二胺,五亚乙基六胺,二(三亚甲基)三胺。例如通过缩合两种或更多种上述亚烷基胺得到的高级同系物同样是有用的。四亚乙基五胺特别有用。
羟烷基取代的亚烷基胺,即在氮原子上具有一个或多个羟烷基取代基的亚烷基胺,同样是有用的,通过上述亚烷基胺或羟基烷基取代的亚烷基胺通过氨基或通过羟基的缩合获得的高级同系物也是有用的。
在一个实施方案中,分散剂可以作为单一分散剂存在。在一个实施方案中,分散剂可以作为两种或三种不同分散剂的混合物存在,其中至少一种可以是琥珀酰亚胺分散剂。
琥珀酰亚胺分散剂可以是芳族胺,芳族多胺或其混合物的衍生物。芳族胺可以是4-氨基二苯胺(ADPA)(也称为N-苯基苯二胺),ADPA的衍生物(如美国专利公开2011/0306528和2010/0298185中所述),硝基苯胺,氨基咔唑,氨基吲唑啉酮,氨基嘧啶,4-(4-硝基苯基偶氮)苯胺,或其组合。在一个实施方案中,分散剂是芳族胺的衍生物,其中芳族胺具有至少三个非连续芳环。
琥珀酰亚胺分散剂可以是聚醚胺或聚醚多胺的衍生物。典型的聚醚胺化合物含有至少一个醚单元,并且用至少一个胺结构部分链终止。聚醚多胺可以基于衍生自C2-C6环氧化物的聚合物,例如环氧乙烷,环氧丙烷和环氧丁烷。聚醚多胺的实例以商标出售,并且可从位于德克萨斯州休斯顿的Hunstman Corporation商购获得。
后处理的分散剂也可以是所公开技术的一部分。它们通常通过使羧酸,胺或曼尼希分散剂与试剂如脲,硫脲,二硫化碳,醛,酮,羧酸,烃取代的琥珀酸酐,腈,环氧化物,硼化合物如硼酸(得到“硼酸化分散剂”),磷化合物如磷酸或酸酐,或2,5-二巯基噻二唑(DMTD)反应而得到。胺分散剂是相对高分子量的脂族或脂环族卤化物和胺的反应产物,例如多亚烷基多胺。其实例描述于美国专利号3,275,554;3,438,757;3,454,555和3,565,804中。在某些实施方案中,一种或多种单独的分散剂可以用硼或DMTD或用硼和DMTD两者进行后处理。这些类型的示例性材料描述于以下美国专利:3,200,107、3,282,955、3,367,943、3,513,093、3,639,242、3,649,659、3,442,808、3,455,832、3,579,450、3,600,372、3,702,757和3,708,422。
如果存在的话,完全配制的润滑剂中的分散剂的量通常为0.05或0.5至10重量%,或1至8重量%,或3至7重量%或2至5重量%。其在浓缩物中的浓度相应地增加,例如为5-80重量%。
清净剂
清净剂通常是有机酸的盐,其通常是高碱性的。金属高碱性有机酸盐是本领域技术人员公知的,并且通常包括金属盐,其中存在的金属量超过化学计算量。据说这种盐的转化率超过100%(即,它们含有超过将酸转化为“正常”或“中性”盐所需的理论金属量的100%)。它们通常被称为高碱性,过碱性或超碱性盐,并且通常是有机硫酸,有机磷酸,羧酸,酚或这些中任何两种或更多种的混合物的盐。如技术人员所认识到的,也可以使用这种高碱性盐的混合物。
高碱性组合物可以基于各种熟知的有机酸性物质制备,包括磺酸,羧酸(包括取代的水杨酸),酚,膦酸,水杨苷(saligenins),salixarate,以及任何两种或更多种的混合物。这些。这些材料和用于高碱性化的方法在许多美国专利中是众所周知的。
用于制备这些高碱性盐的基本上反应的金属化合物通常是碱金属或碱土金属化合物,但也可以使用其他基本上反应的金属化合物。通常使用Ca,Ba,Mg,Na和Li的化合物,例如它们的氢氧化物和低级链烷醇的醇盐。含有两种或多种这些金属的离子混合物的高碱性盐可用于本发明。
高碱性材料通常通过使酸性物质(通常为无机酸或低级羧酸,例如二氧化碳)与包含酸性有机化合物,包含至少一种用于所述酸性有机物质的惰性有机溶剂的反应介质(矿物油,石脑油,甲苯,二甲苯等),化学计量过量的金属碱和促进剂的混合物反应来制备。在本例中,酸性有机化合物是上述的水杨苷衍生物。
用于制备高碱性材料的酸性材料可以是液体,例如甲酸,乙酸,硝酸或硫酸。乙酸特别有用。也可以使用无机酸性物质,例如HCl,SO2,SO3,CO2或H2S,例如CO2或其混合物,例如CO2和乙酸的混合物。
具体描述制备酸性有机化合物的碱性盐的技术的专利通常包括美国专利2,501,731;2,616,905;2,616,911;2616925;2,777,874;3256186;3384585;3365396;3320162;3318809;3488284;和3,629,109。高碱性水杨苷衍生物描述于PCT公开WO 2004/048503;高碱性的salixarate描述于PCT公开WO 03/018728中。
高碱性磺酸盐通常具有250至600,或300至500的TBN。高碱性清净剂是本领域已知的。在一个实施方案中,磺酸盐清净剂可以是主要为直链的烷基苯磺酸盐清净剂,其金属比率为至少8,如美国专利申请2005065045的段落[0026]至[0037]中所述(并且授予US 7,407,919)。直链烷基苯可具有连接在直链上任何位置的苯环,通常在2,3或4位,或其混合物。主要直链烷基苯磺酸盐清净剂可特别用于帮助改善燃料经济性。在一个实施方案中,磺酸盐清净剂可以是一种或多种油溶性烷基甲苯磺酸盐化合物的金属盐,如美国专利申请2008/0119378的第[0046]-[0053]段中所公开的。
在一个实施方案中,磺酸盐清净剂可以是支化烷基苯磺酸盐清净剂。支化烷基苯磺酸盐可由异构化的α-烯烃,低分子量烯烃的低聚物或其组合制备。优选的低聚物包括丙烯和丁烯的四聚体,五聚体和六聚体。在其他实施方案中,烷基苯磺酸盐清净剂可以衍生自甲苯烷基化物,即烷基苯磺酸盐具有至少两个烷基,其中至少一个是甲基,另一个是如上所述的直链或支链烷基。
在一个实施方案中,润滑组合物还包含不含硫的酚盐,或含硫的酚盐,或其混合物。不含硫的酚盐和含硫的酚盐是本领域已知的。不含硫的酚盐或含硫的酚盐可以是中性的或高碱性的。通常,高碱性不含硫的酚盐或含硫的酚盐的总碱值为180至450TBN,金属比为2至15,或3至10。中性不含硫的酚盐或含硫的酚盐可以具有80至小于180的TBN和1至小于2,或0.05至小于2的金属比。
不含硫的酚盐或含硫的酚盐可以是钙或镁不含硫的酚盐,或含硫的酚盐(通常是钙不含硫的酚盐或含硫的酚盐)的形式。当存在时,不含硫的酚盐或含硫的酚盐可以以润滑组合物的0.1至10重量%,或0.5至8重量%,或1至6重量%,或2.5至5.5重量%存在。
在一个实施方案中,润滑组合物可以不含高碱性酚盐,并且在不同的实施方案中,润滑组合物可以不含非高碱性酚盐。在另一个实施方案中,润滑组合物可以不含酚盐清净剂。
酚盐清净剂通常衍生自对烃基苯酚。这种类型的烷基苯酚可以与硫偶联且是高碱性的,与醛偶联且是高碱性的,或羧化形成水杨酸盐清净剂。合适的烷基苯酚包括用丙烯低聚物烷基化的那些,即四丙烯基苯酚(即对十二烷基苯酚或PDDP)和五丙烯基苯酚。其他合适的烷基苯酚包括用α-烯烃,异构化的α-烯烃和聚烯烃如聚异丁烯烷基化的那些。在一个实施方案中,润滑组合物包含小于0.2重量%,或小于0.1重量%,或甚至小于0.05重量%的衍生自PDDP的酚盐清净剂。在一个实施方案中,润滑剂组合物包含不衍生自PDDP的酚盐清净剂。在一个实施方案中,润滑组合物包含由PDDP制备的酚盐清净剂,其中酚盐清净剂含有小于1.0重量%的未反应的PDDP,或小于0.5重量%的未反应的PDDP,或基本上不含PDDP。
在一个实施方案中,润滑组合物还包含水杨酸盐清净剂,其可以是中性的或高碱性的。水杨酸盐是本领域已知的。水杨酸盐清净剂可具有50至400,或150至350的TBN,和0.5至10,或0.6至2的金属比。合适的水杨酸盐清净剂包括烷基化水杨酸或烷基水杨酸。烷基水杨酸可以通过水杨酸的烷基化或烷基苯酚的羰基化来制备。当烷基水杨酸由烷基苯酚制备时,烷基苯酚以与上述酚盐类似的方式选择。在一个实施方案中,本发明的烷基水杨酸盐包括用丙烯低聚物烷基化的那些,即四丙烯基苯酚(即对十二烷基苯酚或PDDP)和五丙烯基苯酚。其他合适的烷基苯酚包括用α-烯烃,异构化的α-烯烃和聚烯烃如聚异丁烯烷基化的那些。在一个实施方案中,润滑组合物包含由PDDP制备的水杨酸盐清净剂,其中酚盐清净剂含有小于1.0重量%的未反应的PDDP,或小于0.5重量%的未反应的PDDP,或基本上不含PDDP。
当存在时,水杨酸盐可以以润滑组合物的0.01至10重量%,或0.1至6重量%,或0.2至5重量%,0.5至4重量%,或1至3重量%的量存在。
清净剂通常也可以通过用硼酸化剂如硼酸处理来硼酸化。典型的条件包括在100至150℃下用硼酸加热清净剂,硼酸的当量数大致等于盐中金属的当量数。美国专利No.3,929,650公开了硼酸化配合物及其制备方法。
如果存在的话,完全配制的润滑剂中清净剂组分的量通常为0.01至15重量%,0.5至10重量%,例如1至7重量%,或1.2至4重量%。其在浓缩物中的浓度相应地增加,例如为5-65重量%。
抗磨剂-含磷物质
本发明的组合物还可包含至少一种含磷酸,含磷酸盐,含磷酸酯或其衍生物,包括含硫类似物。含磷酸,其盐,酯或衍生物包括磷酸,亚磷酸,磷酸酯或其盐,亚磷酸酯,含磷酰胺,含磷羧酸或酯,含磷醚,以及它们的混合物。
在一个实施方案中,含磷酸,酯或衍生物可以是有机或无机含磷酸,含磷酸酯,含磷酸盐或其衍生物。含磷酸包括磷酸,膦酸,次膦酸和硫代磷酸,包括二硫代磷酸以及单硫代磷酸,硫代次膦酸和硫代膦酸。一组磷化合物是由下式表示的烷基磷酸单烷基伯胺盐
其中R10,R12,R13是烷基或烃基或R12和R12中的一个可以是H。该物质可以是二烷基和单烷基磷酸酯的1:1混合物。这类化合物描述于美国专利5,354,484中。
可能存在的其他含磷物质包括二烷基亚磷酸酯(有时称为二烷基氢膦酸酯),例如亚磷酸二丁酯。其他含磷物质包括硫代磷酸的磷酸化羟基取代的三酯及其胺盐,以及磷酸的无硫羟基取代的二酯,磷酸的无硫磷酸化羟基取代的二-或三-酯,及其胺盐。这些物质在美国专利申请US 2008-0182770中进一步描述。
本发明的组合物可包括含磷酸的金属盐,例如下式的金属盐
其中R8和R9独立地是含有3至30个碳原子的烃基,通过五硫化二磷(P2S3)与醇或酚的反应可容易地得到,形成对应于下式的O,O-二烃基二硫代磷酸
具有化合价n的金属M通常是铝,铅,锡,锰,钴,镍,锌或铜,并且在某些实施方案中,是锌。因此,碱性金属化合物可以是氧化锌,所得金属化合物由下式表示
R8和R9基团独立地是烃基,其可以不含炔基,并且通常也不含烯键式不饱和度。它们通常是烷基,环烷基,芳烷基或烷芳基,并且具有3至20个碳原子,例如3至16个碳原子或至多13个碳原子,例如3至12个碳原子。反应生成R8和R9基团的醇可以是一种或多种伯醇,一种或多种仲醇,仲醇和伯醇的混合物。通常需要两种仲醇如异丙醇和4-甲基-2-戊醇的混合物。
这种物质通常称为二烷基二硫代磷酸锌或简称二硫代磷酸锌。它们是众所周知的并且对于润滑剂配方领域的技术人员来说是容易获得的。
如果存在的话,完全配制的润滑剂中的含磷酸金属盐的量通常为0.01至6重量%,0.1至5重量%,例如0.3至2重量%,或0.5至1.5重量%。其在浓缩物中的浓度相应地增加,例如为5-60重量%。
摩擦改性剂
可用于本技术中的组合物中的另一种组分是摩擦改性剂。摩擦改性剂是本领域技术人员公知的。可以使用的摩擦改性剂列表包括在美国专利4,792,410、5,395,539、5,484,543和6,660,695中。美国专利5,110,488公开了脂肪酸的金属盐,特别是锌盐,可用作摩擦改性剂。可以使用的摩擦改性剂列表可以包括:脂肪亚磷酸酯;硼酸化烷氧基化脂肪胺;脂肪酸酰胺;脂肪酸金属盐;脂肪环氧化物;硫化烯烃;硼酸化脂肪环氧化物;脂肪咪唑啉;脂肪胺;羧酸和多亚烷基多胺的缩合产物;甘油酯;烷基水杨酸盐的金属盐;硼酸甘油酯;烷基磷酸的胺盐;烷氧基化脂肪胺;乙氧基化醇;恶唑啉;咪唑啉;羟烷基酰胺;多羟基叔胺;和其两种或更多种的混合物。
这些类型的摩擦改性剂中的每一种的代表是已知的并且是可商购的。例如,脂肪亚磷酸酯通常可以是式(RO)2PHO或(RO)(HO)PHO,其中R可以是足够长的烷基或链烯基以赋予油溶性。合适的亚磷酸酯是商业上可获得的,并且可以如美国专利4,752,416中所述合成。
可以使用的硼酸化脂肪环氧化物公开在加拿大专利No.1,188,704中。这些油溶性含硼组合物可以通过使硼源如硼酸或三氧化硼与可含有至少8个碳原子的脂肪环氧化物反应来制备。非硼酸化脂肪环氧化物也可用作补充摩擦改性剂。
可以使用的硼酸化胺公开在美国专利4,622,158中。硼酸胺摩擦改性剂(包括硼酸化的烷氧基化脂肪胺)可以通过如上所述的硼化合物与相应的胺(包括简单的脂肪胺和含羟基的叔胺)反应来制备。用于制备硼酸化胺的胺可包括商标“ETHOMEEN”已知的商业烷氧基化脂肪胺,可从Akzo Nobel获得,例如双[2-羟乙基]-椰油胺,聚氧乙烯[10]椰油胺,双[2-羟乙基]大豆胺,双[2-羟乙基]牛油胺,聚氧乙烯-[5]牛油胺,双[2-羟乙基]油胺,双[2-羟乙基]十八烷胺和聚氧乙烯[15]十八烷胺。这些胺描述于美国专利4,741,848中。
烷氧基化脂肪胺和脂肪胺本身(例如油胺)可用作摩擦改性剂。这些胺可商购获得。
硼酸化和未硼酸化的甘油脂肪酸酯均可用作摩擦改性剂。甘油的硼酸化脂肪酸酯可以通过用硼源如硼酸硼酸化甘油的脂肪酸酯来制备。甘油的脂肪酸酯本身可通过本领域熟知的各种方法制备。许多这些酯,例如甘油单油酸酯和甘油牛油酸酯,以商业规模制造。商业甘油单油酸酯可含有45%至55重量%单酯和55%至45重量%二酯的混合物。
脂肪酸可用于制备上述甘油酯;它们也可用于制备它们的金属盐,酰胺和咪唑啉,它们中的任何一种也可用作摩擦改性剂。脂肪酸可含有6-24个碳原子,或8-18个碳原子。有用的酸可以是油酸。
脂肪酸的酰胺可以是通过与氨或与伯胺或仲胺如二乙胺和二乙醇胺缩合制备的那些。脂肪咪唑啉可包括酸与二胺或多胺如聚乙烯多胺的环状缩合产物。在一个实施方案中,摩擦改性剂可以是C8-C24脂肪酸与多亚烷基多胺的缩合产物,例如异硬脂酸与四亚乙基五胺的产物。羧酸和聚亚烷基胺的缩合产物可以是咪唑啉或酰胺。
脂肪酸也可以作为其金属盐存在,例如锌盐。这些锌盐可以是酸性,中性或碱性(高碱性)。这些盐可以由含锌试剂与羧酸或其盐的反应制备。制备这些盐的有用方法是使氧化锌与羧酸反应。有用的羧酸是上文所述的那些。合适的羧酸包括式RCOOH的那些,其中R是脂族或脂环族烃基。尤其是其中R是脂肪基团,例如硬脂基,油基,亚油基或棕榈基的那些。锌盐也是合适的,其中锌以超过制备中性盐所需量的化学计量过量存在。可以使用其中锌以化学计量的1.1至1.8倍存在的盐,例如化学计量的锌的1.3至1.6倍。这些羧酸锌是本领域已知的,并描述于美国专利No.3,367,869中。金属盐还可包括钙盐。实例可包括高碱性钙盐。
硫化烯烃也是众所周知的用作摩擦改性剂的商业材料。合适的硫化烯烃是按照美国专利4,957,651和4,959,168的详细说明制备的烯烃。其中描述了两种或更多种反应物的共硫化混合物,所述反应物选自由至少一种多元醇的脂肪酸酯,至少一种脂肪酸,至少一种烯烃和至少一种一元醇的脂肪酸酯组成的组。烯烃组分可以是脂族烯烃,其通常含有4-40个碳原子。这些烯烃的混合物可商购获得。可用于本发明方法的硫化剂包括元素硫,硫化氢,卤化硫和硫化钠,以及硫化氢和硫或二氧化硫的混合物。
烷基水杨酸盐的金属盐包括长链(例如C12-C16)烷基取代水杨酸的钙和其他盐。
烷基磷酸的胺盐包括油基和其他长链磷酸酯与胺例如叔脂族伯胺的盐,以商品名Primene TM销售。
85%的磷酸是用于添加到完全配制的组合物中以增加摩擦性能的合适材料,并且可以基于组合物的重量以0.01-0.3重量%的含量包含,例如0.03至0.2或0.1%。
如果存在,摩擦改性剂的量可以是润滑组合物的0.01至10或5重量%,润滑组合物的0.1至2.5重量%,例如0.1至2.0,0.2至1.75,0.3至1.5或0.4至1%。然而,在一些实施方案中,摩擦改性剂的量以小于0.2重量%或小于0.1重量%,例如0.01至0.1重量%存在。
粘度调节剂
其他添加剂可以存在于所公开技术的润滑剂中。经常使用的一种组分是粘度调节剂。粘度调节剂(VM)和分散剂粘度调节剂(DVM)是众所周知的。VM和DVM的实例可包括聚甲基丙烯酸酯,聚丙烯酸酯,聚烯烃,苯乙烯-马来酸酯共聚物和类似的聚合物质,包括均聚物,共聚物和接枝共聚物。DVM可包含含氮甲基丙烯酸酯聚合物,例如衍生自甲基丙烯酸甲酯和二甲基氨基丙胺的含氮甲基丙烯酸酯聚合物。
市售VM,DVM及其化学类型的实例可包括以下:聚异丁烯(例如来自BP Amoco的Indopol TM或来自ExxonMobil的Parapol TM);烯烃共聚物(例如来自Lubrizol的LubrizolTM 7060,7065和7067和来自Mitsui的Lucant TM HC-2000L和HC-600);氢化苯乙烯-二烯共聚物(例如来自Shell的Shellvis TM 40和50,和来自Lubrizol的LZ 7308和7318);苯乙烯/马来酸酯共聚物,它们是分散剂共聚物(例如来自Lubrizol的3702和3715);聚甲基丙烯酸酯,其中一些具有分散性能(例如来自RohMax的Viscoplex TM系列,来自Afton的Hitec TM系列,和来自Lubrizol的LZ 7702TM,LZ 7727TM,LZ 7725TM和LZ 7720C TM);烯烃-接枝-聚甲基丙烯酸酯聚合物(例如来自RohMax的Viscoplex TM 2-500和2-600);和氢化聚异戊二烯星形聚合物(例如来自Shell的Shellvis TM 200和260)。还包括来自Lubrizol的AstericTM聚合物(具有径向或星形结构的甲基丙烯酸酯聚合物)。可以使用的粘度改性剂描述于美国专利5,157,088、5,256,752和5,395,539中。VM和/或DVM可以在功能流体中以至多20%或60%或70重量%的浓度使用。可以使用0.1至12%,0.1至4%,0.2至3%,1至12%或3至10重量%的浓度。
抗氧化剂
其他材料可任选地包括在本技术的组合物中,条件是它们与上述所需组分或规格不会不相容。这些材料包括抗氧化剂(即氧化抑制剂),包括受阻酚类抗氧化剂,仲芳香胺抗氧化剂如二壬基二苯胺以及众所周知的变体如单壬基二苯胺和具有其他烷基取代基如单-或二-辛基的二苯胺,硫化酚类抗氧化剂,油溶性铜化合物,含磷抗氧化剂,有机硫化物,二硫化物和多硫化物,如2-羟基烷基,烷基硫醚或1-叔十二烷基硫代-2-丙醇或硫化4-羧基丁氧基环己烯或其他硫化烯烃。
如果存在,抗氧化剂的量可以是润滑组合物的0.01至5或3重量%,或润滑组合物的0.3至1.2重量%,例如0.5至1.2重量%,0.6至1.0重量%,或0.7至0.9重量%或0.15至4.5重量%,或0.2至4重量%。
其他添加剂
本发明的组合物还可包括或不包括常用量的其他组分,这些组分通常存在于润滑组合物中。
还包括腐蚀抑制剂或金属钝化剂,例如甲苯基三唑和二巯基噻二唑和这些材料的油溶性衍生物。这些包括苯并三唑(通常为甲苯基三唑),1,2,4-三唑,苯并咪唑,2-烷基二硫代苯并咪唑或2-烷基二硫代苯并噻唑的衍生物,1-氨基-2-丙醇,二巯基噻二唑的衍生物,辛胺辛酸酯,十二烯基琥珀酸或酸酐和/或脂肪酸如油酸与多胺的缩合产物。
其他任选组分包括另外的密封溶胀添加剂,例如异癸基环丁砜或邻苯二甲酸酯,其设计用于保持密封件的柔韧性。
其他材料是抗磨剂,例如己二酸十三烷酯,以及羟基羧酸的各种长链衍生物,例如美国申请2006-0183647中描述的酒石酸盐,酒石酰胺,酒石酰亚胺和柠檬酸盐。这些任选的材料是本领域技术人员已知的并且通常可商购获得。其他可商购的抗磨剂包括二巯基噻二唑及其衍生物,其在公开的欧洲专利申请761,805中有更详细的描述。
还包括可以是已知的材料,例如破乳剂染料,流化剂,气味掩蔽剂和消泡剂。破乳剂包括磷酸三烷基酯,以及与所公开技术的非羟基封端的酰化聚醚不同的乙二醇,环氧乙烷,环氧丙烷或其混合物的各种聚合物和共聚物。用于减少或防止形成稳定泡沫的消泡剂包括硅氧烷或有机聚合物。这些和另外的消泡组合物的实例描述于Henry T.Kerner的“Foam Control Agents”(Noyes Data Corporation,1976),第125-162页。可用于所公开技术的组合物中的泡沫抑制剂包括聚硅氧烷,丙烯酸乙酯和丙烯酸2-乙基己酯和任选的乙酸乙烯酯的共聚物;破乳剂包括氟化聚硅氧烷,磷酸三烷基酯,聚乙二醇,聚环氧乙烷,聚环氧丙烷和(环氧乙烷-环氧丙烷)聚合物。
还可以包括极压剂,氯化脂族烃;含硼化合物,包括有机硼酸酯和有机硼酸盐;和钼化合物。极压(EP)试剂包括含硫和氯硫的EP试剂,氯化烃EP试剂和磷EP试剂。这种EP剂的实例包括氯化蜡;硫化烯烃(如硫化异丁烯),有机硫化物和多硫化物如二苄基二硫化物,双-(氯苄基)二硫化物,二丁基四硫化物,硫化油酸甲酯,硫化烷基酚,硫化二戊烯,硫化萜烯和硫化Diels-Alder加合物;磷硫化烃,如硫化磷与松节油或油酸甲酯的反应产物;磷酸酯如二烃和三烃亚磷酸酯,例如亚磷酸二丁酯,亚磷酸二庚酯,亚磷酸二环己酯,亚磷酸戊基苯酯;亚磷酸二戊基苯酯,亚磷酸三癸基酯,亚磷酸二硬脂基酯和多亚丙基取代的苯酚亚磷酸酯;金属硫代氨基甲酸锌,如二辛基二硫代氨基甲酸锌和庚基酚二酸钡;烷基和二烷基磷酸或其衍生物的胺盐,包括例如二烷基二硫代磷酸与环氧丙烷的反应产物的胺盐,随后进一步与P2O5反应;及其混合物(如US 3,197,405中所述)。多硫化物通常表征为具有硫-硫键。通常,键具有约2至约8个硫原子,或约2至约6个硫原子,或2至约4个硫原子。在一个实施方案中,多硫化物含有至少约20重量%,或至少约30重量%的含有三个或更多个硫原子的多硫化物分子。在一个实施方案中,至少约50重量%的多硫化物分子是三硫化物或四硫化物的混合物。在其他实施方案中,至少约55重量%,或至少约60重量%的多硫化物分子是三硫化物或四硫化物的混合物。在一个实施方案中,至多约90重量%的多硫化物分子是三硫化物或四硫化物的混合物。在其他实施方案中,至多约80重量%的多硫化物分子是三硫化物或四硫化物的混合物。在其他实施方案中,多硫化物含有约0重量%至约20重量%,或约0.1至约10重量%的五-或更高的多硫化物。在一个实施方案中,在多硫化物中,多硫化物含有少于约30重量%或少于约40重量%的二硫化物。多硫化物通常向润滑组合物提供约0.5至约5重量%,或约1至约3重量%的硫。
倾点下降剂是特别有用的添加剂类型,通常包括在本文所述的润滑油中,通常包括例如聚甲基丙烯酸酯,苯乙烯基聚合物,交联烷基酚或烷基萘的物质。参见例如C.V.Smalheer和R.Kennedy Smith(Lesius-Hiles Company Publishers,Cleveland,Ohio,1967)的“Lubricant Additives”的第8页。可用于所公开技术的组合物中的倾点下降剂还包括聚α-烯烃,马来酸酐-苯乙烯共聚物的酯,聚丙烯酸酯或聚丙烯酰胺。
还可以包括另外的抗氧化剂,通常是芳族胺或受阻酚类型。可以与本发明组合使用的这些和其他添加剂在美国专利4,582,618(第14栏,第52行至第17栏,第16行,包括端点)中有更详细的描述。
式(I)化合物可适用于润滑组合物,例如用于内燃机的发动机润滑剂,用于传动系装置的润滑组合物,例如齿轮油,轴齿轮油,驱动轴油,牵引油,手动变速器油,自动变速器油,非公路用油(例如拖拉机油)或汽车齿轮油(AGO),或用于气体压缩机或制冷系统的润滑组合物。
用于发动机的润滑组合物
在一个实施方案中,本发明的化合物用作内燃机润滑组合物中的密封溶胀剂,即曲轴箱润滑剂。
内燃机可包括钢表面,例如,在气缸孔,气缸体或活塞环上。内燃机可以是摩托车,客车,重型柴油内燃机或二冲程或四冲程船用柴油机。
润滑组合物可以具有下列中的至少一种:(i)硫含量为润滑组合物的至多且包括0.5重量%,小于0.5重量%或0.1至0.4重量%;(ii)磷含量为润滑组合物的至多且包括0.15重量%,小于1.5重量%或0.01或0.03至0.08,0.10或0.12重量%;(iii)硫酸盐灰分含量为润滑组合物的0.5重量%至1.1或1.5重量%。
润滑组合物包含具有润滑粘度的油,例如,如上所述。在一个实施方案中,具有润滑粘度的油是II类,III类,IV类或气-液(费-托)基础油或其混合物。
典型的曲轴箱润滑剂可含有具有润滑粘度的油,例如I类,II类,III类矿物油或其组合,其运动粘度为3.6至7.5mm2/s,或3.8至5.6mm2/s,或4.0至4.8mm2/s。
除式(I)化合物外,发动机润滑组合物还可包含其他添加剂,例如,选自上述那些,其量为上述量。在一个实施方案中,所公开的技术提供润滑组合物,其还包含至少一种高碱性清净剂(包括例如高碱性磺酸盐和酚盐),抗磨剂,抗氧化剂(包括例如酚类和胺类抗氧化剂),摩擦改性剂,腐蚀抑制剂,分散剂(通常为聚异丁烯琥珀酰亚胺分散剂),分散剂粘度调节剂,粘度调节剂(通常为烯烃共聚物,如乙烯-丙烯共聚物),或其混合物。在一个实施方案中,所公开的技术提供润滑组合物,其包含式(I)化合物,并且还包含高碱性清净剂,抗磨剂,抗氧化剂,摩擦改性剂和腐蚀抑制剂。
合适的高碱性清净剂描述于上文的“清洁剂”部分中。本发明的发动机油润滑组合物可包含高碱性清净剂,其选自不含硫的酚盐,含硫的酚盐,磺酸盐,salixarate,水杨酸盐及其混合物,或硼酸化的等价物及其硼酸化等价物的混合物。高碱性清净剂可以0重量%至15重量%,或0.1重量%至10重量%,或0.2重量%至8重量%,或0.2重量%至3重量%存在。例如,在重型柴油发动机中,清净剂可以占润滑组合物的2重量%至3重量%。对于客车发动机,清净剂可以占润滑组合物的0.2重量%至1重量%。在一个实施方案中,发动机润滑组合物还包含至少一种高碱性清净剂,其金属比为至少3,或至少8,或至少15。
在一个实施方案中,发动机润滑组合物可以是润滑组合物,其还包含至少一种抗磨剂。合适的抗磨剂描述于上文的“抗磨剂”部分,包括钛化合物,酒石酸衍生物如酒石酸酯,酰胺或酒石酰亚胺,苹果酸衍生物,柠檬酸衍生物,乙醇酸衍生物,磷化合物的油溶性胺盐,硫化烯烃,金属二烃基二硫代磷酸盐(如二烷基二硫代磷酸锌),亚磷酸盐(如亚磷酸二丁酯),膦酸盐,含硫代氨基甲酸盐的化合物,如硫代氨基甲酸酯,硫代氨基甲酸酯酰胺,硫代氨基甲酸酯,亚烷基偶联硫代氨基甲酸酯和双(S-烷基二硫代氨基甲酰基)二硫化物。抗磨剂很多是含磷抗磨剂。通常,含磷抗磨剂可以是二烷基二硫代磷酸锌,亚磷酸盐,磷酸盐,膦酸盐和磷酸铵盐,或其混合物。二烷基二硫代磷酸锌在本领域中是已知的。抗磨剂可以以润滑组合物的0重量%至6重量%或3重量%,或0.1重量%至1.5重量%,或0.5重量%至0.9重量%存在。
该组合物可包含钼化合物。钼化合物可以是抗磨剂或抗氧化剂。钼化合物可选自二烷基二硫代磷酸钼,二硫代氨基甲酸钼,钼化合物的胺盐,以及它们的混合物。钼化合物可以为润滑组合物提供0至1000ppm,或5至1000ppm,或10至750ppm,5ppm至300ppm,或20ppm至250ppm的钼。
合适的抗氧化剂在上文“抗氧化剂”下描述。抗氧化剂包括硫化烯烃,二芳基胺,烷基化二芳基胺,受阻酚,钼化合物(如二硫代氨基甲酸钼),羟基硫醚,或其混合物。在一个实施方案中,润滑剂组合物包括抗氧化剂或其混合物。抗氧化剂可以以润滑剂组合物的0重量%至10重量%,或0.1重量%至6重量%,或0.5重量%至5重量%,或0.5重量%至3重量%,或0.3重量%至1.5重量%的量存在。
合适的摩擦改性剂在上文“摩擦改性剂”下描述。发动机油润滑剂(即曲轴箱润滑剂)通常包括摩擦改性添加剂,其减少两个表面(通常为钢表面)之间的动摩擦;这主要是为了提高燃油经济性。这类添加剂通常称为“脂肪”,包括脂肪酸,酯,酰胺,酰亚胺,胺及其组合。合适的减摩添加剂的实例包括甘油单油酸酯,油酰胺,乙氧基化牛脂胺,油基酒石酰亚胺,酒石酸脂肪烷基酯,油基马来酰亚胺,苹果酸脂肪烷基酯及其组合。或者,钼添加剂可用于减少摩擦并改善燃料经济性。钼添加剂的实例包括双核二硫代氨基甲酸钼配合物,例如购自Adeka corp.的Sakuralube TM 525;三核二硫代氨基甲酸钼配合物;钼胺,例如购自Adeka corp.的Sakuralube TM710;单核二硫代氨基甲酸钼配合物;钼酯/酰胺添加剂,例如购自Vanderbilt Chemicals,LLC的855;钼酸盐分散剂;及其组合。
用于发动机润滑组合物的有用的腐蚀抑制剂如上所述,包括WO2006/047486的第5至8段中描述的那些,辛胺辛酸盐,十二烯基琥珀酸或酸酐和脂肪酸如油酸与多胺的缩合产物。在一个实施方案中,腐蚀抑制剂包括腐蚀抑制剂。腐蚀抑制剂可以是环氧丙烷的均聚物或共聚物。腐蚀抑制剂更详细地描述在由陶氏化学公司出版的形式No.118-01453-0702 AMS的产品手册中。产品手册名为“SYNALOXLubricant,High-Performance Polyglycols for Demanding Applications”。
合适的分散剂在上文“分散剂”下描述。在一个实施方案中,组合物包含琥珀酰亚胺分散剂,并且其可以是硼酸化或非硼酸化的琥珀酰亚胺分散剂。
合适的粘度调节剂和分散剂粘度调节剂在上文“粘度改性剂”下描述。在一个实施方案中,所公开技术的润滑组合物还包含分散剂粘度调节剂。分散剂粘度调节剂可以以润滑组合物的0至10重量%,或0重量%至5重量%,或0重量%至4重量%,或0.05重量%至2重量%,或0.2重量%至1.2重量%存在。
发动机润滑组合物还可包含泡沫抑制剂,倾点下降剂,破乳剂,金属钝化剂或另外的密封溶胀剂或其混合物。合适的候选物在上文“其他添加剂”下描述。
在一个实施方案中,润滑组合物包含本发明化合物,其量为0.01至1.5重量%;至少一种无灰分散剂,其量为0.5-6重量%;至少一种含金属的高碱性清净剂,其含量为组合物的0.5-3重量%;至少一种无锌抗磨剂,它是含磷化合物,不含硫和磷的有机抗磨剂,或其混合物,其含量为组合物的0.01-2重量%;至少一种无灰抗氧化剂(选自受阻酚和/或二芳基胺),其量为组合物的0.2-5重量%;聚合物粘度指数改进剂,其量为组合物的0.0-6重量%,和任选的一种或多种选自腐蚀抑制剂,泡沫抑制剂,附加密封溶胀剂和倾点下降剂的其他添加剂。
不同实施方案中的发动机润滑组合物可具有如下表中所公开的组成:
表1
用于传动系装置的润滑组合物
在另一个实施方案中,本发明的化合物用作润滑组合物中的密封溶胀剂,所述润滑组合物适用于润滑传动系装置,例如手动变速器,自动变速器,轴,齿轮或驱动轴。传动系装置可以在非公路车辆上,例如农用拖拉机。非公路车辆在比公路车辆更恶劣的条件下运行。
用于传动系装置的润滑组合物可具有润滑组合物的大于0.05重量%,或0.4重量%至5重量%,或0.5重量%至3重量%,0.8重量%至2.5重量%,1重量%至2重量%,0.075重量%至0.5重量%,或0.1重量%至0.25重量%的硫含量。
用于传动系装置的润滑组合物可具有100ppm至5000ppm,或200ppm至4750ppm,300ppm至4500ppm,或450ppm至4000ppm的磷含量。磷含量可以是400至2000ppm,或400至1500ppm,或500至1400ppm,或400至900ppm,或500至850ppm或525至800ppm。
润滑组合物包含具有润滑粘度的油,例如,如上所述。在一个实施方案中,具有润滑粘度的油是II类,III类,IV类或气-液(费-托)基础油或其混合物。
除了如本文所述的式(I)化合物之外,传动系润滑组合物可以包含其他添加剂,例如,选自上述那些,其量为上述量。在一个实施方案中,所公开的技术提供润滑组合物,其还包含抗磨剂,粘度调节剂(通常为具有线性,梳状或星形结构的聚甲基丙烯酸酯),高碱性清净剂(包括例如高碱性磺酸盐,酚盐和水杨酸盐),分散剂,摩擦改性剂,抗氧化剂(包括例如酚类和胺类抗氧化剂),分散剂粘度调节剂及其混合物中的至少一种。在一个实施方案中,所公开的技术提供润滑组合物,其包含式(I)化合物,具有润滑粘度的油,并且还包含抗磨剂,粘度调节剂,以及分散剂和高碱性清净剂中的至少一种。在该实施方案中,润滑组合物可进一步包含摩擦改性剂。
合适的抗磨剂在上文“抗磨剂”中描述,并且包括油溶性磷胺盐抗磨剂,例如磷酸酯的胺盐或其混合物。磷酸酯的胺盐包括磷酸酯和其胺盐;二烷基二硫代磷酸酯及其胺盐;亚磷酸盐;和含磷的羧酸酯,醚和酰胺的胺盐;羟基取代的磷酸或硫代磷酸的二酯或三酯及其胺盐;磷酸化的羟基取代的磷酸或硫代磷酸的二酯或三酯及其胺盐;及其混合物。磷酸酯的胺盐可以单独使用或组合使用。在一个实施方案中,油溶性磷胺盐包括部分胺盐-部分金属盐化合物或其混合物。在一个实施方案中,磷化合物还包括分子中的硫原子。抗磨剂的实例可包括非离子磷化合物(通常具有氧化态为+3或+5的磷原子的化合物)。在一个实施方案中,磷化合物的胺盐可以是无灰的,即不含金属的(在与其他组分混合之前)。适合用作胺盐的胺包括伯胺,仲胺,叔胺及其混合物。胺包括具有至少一个烃基的那些,或者在某些实施方案中,包括两个或三个烃基。烃基可含有2至30个碳原子,或在其他实施方案中,含有8至26,或10至20,或13至19个碳原子。
合适的粘度调节剂和分散剂粘度调节剂在上文“粘度改性剂”下描述。粘度调节剂通常是聚合物,包括聚异丁烯,聚甲基丙烯酸酯,二烯聚合物,聚烷基苯乙烯,酯化苯乙烯-马来酸酐共聚物,链烯基芳烃-共轭二烯共聚物和聚烯烃。多官能粘度改进剂,其也具有分散剂和/或抗氧化性质,是已知的并且可任选地使用。粘度调节剂的量可以为0.1至70重量%,或1至50重量%,或2至40重量%。例如,在汽车齿轮油中,粘度调节剂和/或分散剂粘度调节剂可以以5至60重量%,或5至50重量%,或5至40重量%,或者5至30重量%或5至20重量%的量存在于润滑组合物中。通常,粘度调节剂可以是聚甲基丙烯酸酯,或其混合物。
传动系装置润滑组合物可含有如上文“清净剂”中所述的清净剂。传动系装置润滑组合物可含有可以或可以不硼酸化的高碱性清净剂。例如,润滑组合物可含有硼酸化的高碱性钙或镁磺酸盐清净剂,或其混合物。合适的高碱性清净剂描述于上文“清洁剂”部分中。本发明的润滑组合物可包含高碱性清净剂,其选自不含硫的酚盐,含硫的酚盐,磺酸盐,salixarate,水杨酸盐及其混合物,或硼酸化的等价物和其硼酸化等价物的混合物。例如,在汽车齿轮油中,清净剂在润滑组合物中的含量可以为0.05-1重量%,或0.1-0.9重量%。在手动变速器流体中,例如,清净剂在润滑组合物中的存在量可为至少0.1%,例如0.14至4重量%,或0.2至3.5重量%,或0.5至3重量%,或1至2重量%,或0.5至4重量%,或0.6至3.5重量%,或1至3重量%,或至少1重量%,例如1.5至2.8重量%。在一个实施方案中,组合物可包含一种或多种含钙的清净剂。在该实施方案中,由清净剂提供给润滑剂的钙的总量可以是0.03至1重量%,或0.1至0.6重量%,或0.2至0.5重量%。
合适的分散剂在上文“分散剂”下描述。分散剂可以是琥珀酰亚胺分散剂。在一个实施方案中,琥珀酰亚胺分散剂可以是N-取代的长链烯基琥珀酰亚胺。长链烯基琥珀酰亚胺可包括聚异丁烯琥珀酰亚胺,其中衍生它的聚异丁烯的数均分子量为350至5000,或500至3000,或750至1150。在一个实施方案中,用于传动系装置的分散剂可以是后处理的分散剂。分散剂可以用二巯基噻二唑进行后处理,任选地在一种或多种磷化合物,芳族化合物的二羧酸和硼酸化试剂的存在下进行后处理。例如,在汽车齿轮油或手动变速器流体中,分散剂可以以至少0.1重量%,或至少0.3重量%,或至少0.5重量%的量存在于润滑组合物中,并且最多5重量%或4重量%或3重量%或2重量%。
合适的摩擦改性剂在上文“摩擦改性剂”下描述。合适的摩擦改性剂包括:
由式R3C(X)NR1R2表示的酰胺或硫代酰胺,其中X是O或S,R1和R2各自独立地为至少6(或8-24或10-18)个碳原子的烃基。R3是1-6个碳原子的羟烷基,或羟烷基通过羟基与酰化剂缩合而形成的基团。
由式R4R5NR6表示的叔胺,其中R4和R5各自独立地为至少6个碳原子的烷基,R6为含多羟基的烷基或含多羟基的烷氧基烷基;
含有至少两个约12至约22(或12至20或12至18或12至16或12至14或14至20或14至18或14至16碳原子)的烃基的N-取代的草酸双酰胺或酰胺酯;
脂肪咪唑啉,例如酸与二胺或多胺如聚乙烯多胺的环状缩合产物,在一个实施方案中,摩擦改性剂可以是C8-C24脂肪酸与多亚烷基多胺的缩合产物,例如,异硬脂酸与四亚乙基五胺的产物(羧酸和聚亚烷基胺的缩合产物可以是咪唑啉或酰胺);
摩擦改性剂,由羧酸或其反应性等价物与氨基醇的反应产物组成,选自三羟甲基氨基甲烷,2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇,3-氨基-1-丙醇,2-氨基-1-丙醇,1-氨基-2-丙醇,2-氨基-2-甲基-1-丙醇,4-氨基-1-丁醇,5-氨基-1-戊醇,2-氨基-1-戊醇,2-氨基-1,2-丙二醇,2-氨基-1,3-丙二醇,2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇,N-(2-羟乙基)乙二胺,N,N-双(2-羟乙基)乙二胺,1,3-二氨基-2-羟基丙烷,N,N'-双-(2-羟乙基)乙二胺和1-氨基丙基-3-二异丙醇胺,其中摩擦改性剂至少含有两个支链烷基,每个含有至少6个碳原子;
硫化烯烃,如硫化植物油,猪油或C16-18烯烃;
来自三氧化二硼和具有至少8个碳原子或10-20个碳原子或包含14个碳原子的直链烃基的环氧化物的反应产物的硼酸酯(参见US 4,584,115)和通过醇和硼酸反应形成的硼酸酯,其中醇通常是支链的,且为C6至C10,或C8至C10或C8;
乙氧基化胺;
含磷化合物如磷酸作为摩擦稳定剂和二(脂肪)烷基亚磷酸酯;和
脂肪酸的金属盐。
摩擦改性剂(除(a)硼酸化磷脂,和(b)磷酸酯的胺盐之外)还包括脂肪膦酸酯,来自与胍,氨基胍,脲或硫脲反应的脂肪羧酸的反应产物,及其盐,脂肪胺,酯类如硼酸化甘油酯,脂肪亚磷酸酯,脂肪酸酰胺,脂肪族环氧化物,硼酸化脂肪族环氧化物,烷氧基化脂肪胺,硼酸化烷氧基化脂肪胺,脂肪酸金属盐,或脂肪咪唑啉,羧酸和多亚烷基多胺的缩合产物。例如,在汽车或轴齿轮油中,摩擦改性剂可以以1至5重量%,或2至4重量%,或2至3.5重量%的量存在于润滑组合物中。
合适的抗氧化剂在上文“抗氧化剂”下描述。抗氧化剂包括硫化烯烃,二芳基胺,烷基化二芳基胺,受阻酚,钼化合物(如二硫代氨基甲酸钼),羟基硫醚,或其混合物。
传动系润滑组合物还可包含泡沫抑制剂,倾点下降剂,腐蚀抑制剂,破乳剂,金属钝化剂或另外的密封溶胀剂或其混合物。合适的候选物在上文“其他添加剂”下描述。可用于传动系装置的腐蚀抑制剂包括1-氨基-2-丙醇,胺,三唑衍生物,包括甲苯基三唑,二巯基噻二唑衍生物,辛胺辛酸酯,十二烯基琥珀酸或酐和/或脂肪酸如油酸与多胺的缩合产物。
不同实施方案中的传动系装置润滑组合物可具有如下表中公开的组成:
表2
脚注:
上表中的粘度调节剂也可以被认为是具有润滑粘度的油的替代物。
A列可代表汽车或轴齿轮润滑剂。
B列可代表自动变速器润滑剂。
C列可代表非公路润滑剂。
D列可代表手动变速器润滑剂。
在一个实施方案中,润滑组合物是传动系润滑剂,其包含:根据本发明的消泡组分,0.1至10重量%的分散剂,0.025至3重量%的清净剂或当清净剂含有钙,对组合物贡献130-600ppm的清净剂,0.01-0.3重量%的含磷化合物,0.01-15重量%的抗磨剂,0至12重量%的粘度调节剂,0至10重量%的抗氧化剂,0.001至10重量%的腐蚀抑制剂和0.01至5重量%的摩擦改性剂。
在一个实施方案中,润滑组合物是传动系润滑剂,其包含:根据本发明的消泡组分,0.2至7重量%的分散剂,0.1至1重量%的清净剂或当清净剂含有钙,对组合物贡献160-400ppm的清净剂,0.03-0.2重量%的含磷化合物,0.05-10重量%的抗磨剂,0.1-10重量%的粘度调节剂,0.01-5重量%的抗氧化剂,0.005-5重量%的腐蚀抑制剂,0.01-4重量%的摩擦改性剂。
在一个实施方案中,润滑组合物是传动系润滑剂,其包含:根据本发明的消泡组分,0.3-6重量%的分散剂,0.1-8重量%的清净剂或当清净剂含有钙,对组合物贡献0-250ppm的清净剂,0.03-0.1重量%的含磷化合物,0.075-5重量%的抗磨剂,1-8重量%的粘度调节剂,0.05-3重量%的抗氧化剂,0.01-3重量%的腐蚀抑制剂,0.25-3.5重量%的摩擦改性剂。
在一个实施方案中,润滑组合物是传动系润滑剂,其包含:根据本发明的消泡组分,1-5重量%的分散剂,对组合物贡献1-200ppm的含钙清净剂,0.1-3重量%的抗磨剂,3-8重量%的粘度调节剂,0.1-1.2重量%的抗氧化剂,0.02-2重量%的腐蚀抑制剂和0.1-3重量%的摩擦改性剂。
在一个实施方案中,润滑组合物是传动系润滑剂,其包含:根据本发明的消泡组分,对组合物贡献10-150ppm的含钙清净剂,0.2-1重量%的抗氧化剂,0.5-2.5重量%的摩擦改性剂。
在一个实施方案中,润滑组合物是传动系润滑剂,其包含:根据本发明的消泡组分,对组合物贡献20-100ppm的含钙清净剂,0.3至1重量%的抗氧化剂和1至2.5重量%的摩擦改性剂。
在上述传动系润滑剂的实施方案中,润滑组合物可包含选自II类,III类,IV类或气-液(费-托)基础油或混合物的具有润滑粘度的油。
用于液压,涡轮或循环油的润滑组合物
在一个实施方案中,润滑剂组合物在润滑组合物中含有0.001重量%至0.012重量%的本发明的消泡组分或0.004重量%或甚至0.001重量%至0.003重量%。
润滑剂组合物还可含有一种或多种其他添加剂。在一些实施方案中,其他添加剂可包括抗氧化剂;抗磨剂;腐蚀抑制剂,防锈剂,分散剂,破乳剂,金属钝化剂,摩擦改性剂,清净剂,乳化剂,极压剂,倾点下降剂,粘度调节剂或它们的任意组合。
润滑剂可进一步包含抗氧化剂或其混合物。抗氧化剂可以以润滑剂的0重量%至4.0重量%,或0.02重量%至3.0重量%,或0.03重量%至1.5重量%存在。
二芳基胺或烷基化二芳基胺可以是苯基-α-萘胺(PANA),烷基化二苯胺,或烷基化苯基萘胺,或其混合物。烷基化二苯胺可包括二壬基化二苯胺,壬基二苯胺,辛基二苯胺,二辛基化二苯胺,二癸基化二苯胺,癸基二苯胺,苄基二苯胺及其混合物。在一个实施方案中,二苯胺可包括壬基二苯胺,二壬基二苯胺,辛基二苯胺,二辛基二苯胺或其混合物。在一个实施方案中,烷基化二苯胺可包括壬基二苯胺或二壬基二苯胺。烷基化二芳基胺可包括辛基,二辛基,壬基,二壬基,癸基或二癸基苯基萘胺。在一个实施方案中,二苯胺用苯乙烯和2-甲基-2-丙烯烷基化。
受阻酚抗氧化剂通常含有仲丁基和/或叔丁基作为空间阻碍基团。酚基团可进一步被烃基(通常为直链或支链烷基)和/或连接至第二芳族基团的桥连基团取代。合适的受阻酚抗氧化剂的实例包括2,6-二叔丁基苯酚,4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚,4-乙基-2,6-二叔丁基苯酚,4丙基-2,6-二叔丁基苯酚或4-丁基-2,6-二叔丁基苯酚,或4-十二烷基-2,6-二叔丁基苯酚。在一个实施方案中,受阻酚抗氧化剂可以是酯,并且可以包括例如来自Ciba的Irganox TM L-135。合适的含酯受阻酚抗氧化剂化学的更详细描述见于美国专利6,559,105。
可用作抗氧化剂的二硫代氨基甲酸钼的实例包括以商品名出售的商业材料,例如MolyvanA,855和来自RT Vanderbilt Co.,Ltd.和Adeka Sakura-Lube TM S-100,S-165,S-600和525,或其混合物。可用作抗氧化剂或抗磨剂的二硫代氨基甲酸盐的实例是来自R.T.Vanderbilt Co.,Ltd.的7723。
抗氧化剂可包括由下式表示的取代的烃基单硫化物:
其中R6可以是具有8-20个碳原子的饱和或不饱和的支链或直链烷基;R7,R8,R9和R10独立地为氢或含有1-3个碳原子的烷基。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-羟乙基硫醚,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是1-(叔十二烷硫基)-2-丙醇。
润滑剂组合物还可包含分散剂或其混合物。合适的分散剂包括:(i)聚醚胺;(ii)硼酸化琥珀酰亚胺分散剂;(iii)非硼酸化琥珀酰亚胺分散剂;(iv)二烷基胺,醛和烃基取代酚的曼尼希反应产物;或其任何组合。在一些实施方案中,分散剂可以以总组合物的0重量%至1.5重量%,或0.01重量%至1重量%,或0.05至0.5重量%存在。
可以包括在组合物中的分散剂包括具有油溶性聚合烃骨架并且具有能够与待分散的颗粒缔合的官能团的分散剂。聚合烃骨架的重均分子量可以为750-1500道尔顿。示例性的官能团包括胺,醇,酰胺和酯极性部分,其通常通过桥连基团连接到聚合物主链上。分散剂的实例包括曼尼希分散剂,描述于美国专利3,697,574和3,736,357中;无灰琥珀酰亚胺分散剂,描述于美国专利4,234,435和4,636,322中;胺分散剂,描述于美国专利3,219,666、3,565,804和5,633,326中;Koch分散剂,描述于美国专利5,936,041、5,643,859和5,627,259,和聚亚烷基琥珀酰亚胺分散剂,描述于美国专利5,851,965、5,853,434和5,792,729中。
消泡剂,也称为泡沫抑制剂,是本领域已知的,包括有机硅氧烷和非硅泡沫抑制剂。有机硅氧烷的实例包括二甲基硅氧烷和聚硅氧烷。非硅泡沫抑制剂的实例包括丙烯酸乙酯和丙烯酸2-乙基己酯的共聚物,丙烯酸乙酯,丙烯酸2-乙基己酯和乙酸乙烯酯的共聚物,聚醚,聚丙烯酸酯及其混合物。在一些实施方案中,消泡剂是聚丙烯酸酯。消泡剂在组合物中的含量可为0.001重量%至0.012重量%或0.004重量%或甚至0.001重量%至0.003重量%。
破乳剂是本领域已知的,包括环氧丙烷,环氧乙烷,聚氧化烯醇,烷基胺,氨基醇,二胺或多胺的衍生物,其顺序地与环氧乙烷或取代的环氧乙烷或其混合物反应。破乳剂的实例包括聚乙二醇,聚环氧乙烷,聚环氧丙烷,(环氧乙烷-环氧丙烷)聚合物及其混合物。在一些实施方案中,破乳剂是聚醚。破乳剂在组合物中的含量可为0.002重量%至0.012重量%。
倾点下降剂是本领域已知的,包括马来酸酐-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;卤代石蜡和芳香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,脂肪酸乙烯基酯,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,烷基酚甲醛缩合树脂,烷基乙烯基醚及其混合物的三元共聚物。
润滑剂组合物还可包含防锈剂。合适的防锈剂包括烷基磷酸的烃基胺盐,二烷基二硫代磷酸的烃基胺盐,烃基芳基磺酸的烃基胺盐,脂肪羧酸或其酯,含氮羧酸的酯,磺酸铵,咪唑啉,与醇或醚反应的烷基化琥珀酸衍生物,或其任何组合;或其混合物。
烷基磷酸的合适的烃基胺盐可由下式表示:
其中R26和R27独立地是氢,烷基链或烃基,通常R26和R27中的至少一个是烃基。R26和R27含有4至30,或8至25,或10至20,或13至19个碳原子。R28,R29和R30独立地为氢,具有1至30,或4至24,或6至20,或10至16个碳原子的烷基支链或直链烷基链。R28,R29和R30独立地为氢,烷基支链或直链烷基链,或R28,R29和R30中的至少一个或两个为氢。
适用于R28,R29和R30的烷基的实例包括丁基,仲丁基,异丁基,叔丁基,戊基,正己基,仲己基,正辛基,2-乙基己基,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,十八烯基,十九烷基,二十烷基或其混合物。
在一个实施方案中,烷基磷酸的烃基胺盐是C14至C18烷基化磷酸与Primene 81R(由Rohm&Haas生产和销售,其是C11至C14叔烷基伯胺的混合物)的反应产物。
二烷基二硫代磷酸的烃基胺盐可包括防锈剂,例如二烷基二硫代磷酸的烃基胺盐。这些可以是庚基或辛基或壬基二硫代磷酸与乙二胺,吗啉或Primene 81R或其混合物的反应产物。
烃基芳基磺酸的烃基胺盐可包括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重量%至0.2重量%,0.03重量%至0.15重量%,0.04重量%至0.12重量%,或0.05重量%至0.1重量%的范围存在。防锈剂可以单独使用或以其混合物使用。
润滑剂可含有金属钝化剂或其混合物。金属钝化剂可选自苯并三唑(通常为甲苯基三唑)的衍生物,1,2,4-三唑,苯并咪唑,2-烷基二硫代苯并咪唑或2-烷基二硫代苯并噻唑,1-氨基-2-丙醇,二巯基噻二唑衍生物,辛酸辛胺,十二烯基琥珀酸或酸酐和/或脂肪酸如油酸与多胺的缩合产物。金属钝化剂也可以描述为腐蚀抑制剂。
金属减活剂可以以润滑油组合物的0.001重量%至0.1重量%,0.01重量%至0.04重量%或0.015重量%至0.03重量%的范围存在。金属钝化剂也可以在组合物中以0.002重量%或0.004重量%至0.02重量%存在。金属钝化剂可以单独使用或者它们的混合物使用。
在一个实施方案中,本发明提供润滑剂组合物,其还包含含金属清净剂。含金属清净剂可以是钙或镁清净剂。含金属清净剂也可以是高碱性清净剂,其总碱值范围为30-500mg KOH/g当量。
含金属的清净剂可选自不含硫的酚盐,含硫的酚盐,磺酸盐,salixarate,水杨酸盐及其混合物,或其硼酸化等价物。含金属的清净剂可以选自不含硫的酚盐,含硫的酚盐,磺酸盐,以及它们的混合物。清净剂可以用硼酸化剂如硼酸硼酸化,如硼酸化高碱性钙或镁磺酸盐清净剂或其混合物。清净剂可以以液压组合物的0重量%至5重量%,或0.001重量%至1.5重量%,或0.005重量%至1重量%,或0.01重量%至0.5重量%存在。
极压剂可以是含硫和/或磷的化合物。极压剂的实例包括多硫化物,硫化烯烃,噻二唑或其混合物。
噻二唑的实例包括2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑或其低聚物,烃基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑,烃基硫代取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑或其低聚物。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低聚物而形成。合适的噻二唑化合物的实例包括二巯基噻二唑,2,5-二巯基-[1,3,4]-噻二唑,3,5-二巯基-[1,2,4]-噻二唑,3,4-二巯基-[1,2,5]-噻二唑,或4-5-二巯基-[1,2,3]-噻二唑中的至少一种。通常使用通常容易获得的材料,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-噻二唑或烃基硫代取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑。在不同的实施方案中,烃基取代基上的碳原子数包括1至30、2至25、4至20、6至16或8至10。2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑可以是2,5-二辛基二硫代-1,3,4-噻二唑,或2,5-二壬基二硫代-1,3,4-噻二唑。
多硫化物包括来自油,脂肪酸或酯,烯烃或聚烯烃的硫化有机多硫化物。
可以硫化的油包括天然或合成油,例如矿物油,猪油,衍生自脂族醇和脂肪酸或脂族羧酸的羧酸酯(例如油酸肉豆蔻酯和油酸油酯),以及合成的不饱和酯或甘油酯。
脂肪酸包括含有8至30或12至24个碳原子的脂肪酸。脂肪酸的实例包括油酸,亚油酸,亚麻酸和妥尔油。由混合的不饱和脂肪酸酯制备的硫化脂肪酸酯例如由动物脂肪和植物油获得,包括妥尔油,亚麻子油,大豆油,菜籽油和鱼油。
多硫化物包括衍生自多种烯的烯烃。烯通常具有一个或多个双键。在一个实施方案中,烯烃含有3至30个碳原子。在其他实施方案中,烯烃含有3至16或3至9个碳原子。在一个实施方案中,硫化烯烃包括衍生自丙烯,异丁烯,戊烯或其混合物的烯烃。
在一个实施方案中,多硫化物包含衍生自通过已知技术聚合如上所述的烯烃的聚烯烃。
在一个实施方案中,多硫化物包括二丁基四硫化物,硫化的油酸甲酯,硫化的烷基酚,硫化的二戊烯,硫化的二环戊二烯,硫化的萜烯和硫化的Diels-Alder加合物。
极压剂可以以液压组合物的0重量%至3重量%,0.005重量%至2重量%,0.01重量%至1.0重量%存在。
润滑剂可进一步包含粘度调节剂或其混合物。
适用于本发明的粘度调节剂(通常称为粘度指数改进剂)包括聚合物材料,包括苯乙烯-丁二烯橡胶,烯烃共聚物,氢化苯乙烯-异戊二烯聚合物,氢化自由基异戊二烯聚合物,聚(甲基)丙烯酸酯,聚烷基苯乙烯,氢化链烯基芳基共轭二烯共聚物,马来酸酐-苯乙烯共聚物的酯或其混合物。在一些实施方案中,粘度调节剂是聚(甲基)丙烯酸酯,烯烃共聚物或其混合物。粘度调节剂可以以润滑剂的0重量%至10重量%,0.5重量%至8重量%,1重量%至6重量%存在。
在一个实施方案中,本文公开的润滑剂可以含有除本发明的盐之外的至少一种另外的摩擦改性剂。另外的摩擦改性剂可以以液压组合物的0重量%至3重量%,或0.02重量%至2重量%,或0.05重量%至1重量%存在。
如本文所用,与摩擦改性剂有关的术语“脂肪烷基”或“脂肪”是指具有10-22个碳原子的碳链,通常为直链碳链。或者,脂肪烷基可以是单支链烷基,其支化通常在β-位。单支链烷基的实例包括2-乙基己基,2-丙基庚基或2-辛基十二烷基。
合适的摩擦改性剂的实例包括胺,脂肪酯或脂肪环氧化物的长链脂肪酸衍生物;脂肪咪唑啉,如羧酸和多亚烷基多胺的缩合产物;烷基磷酸的胺盐;脂肪膦酸酯;脂肪亚磷酸酯;硼酸化磷脂,硼酸化脂肪环氧化物;甘油酯;硼酸化甘油酯;脂肪胺;烷氧基化脂肪胺;硼酸化烷氧基化脂肪胺;羟基和多羟基脂肪胺,包括叔羟基脂肪胺;羟烷基酰胺;脂肪酸金属盐;烷基水杨酸盐的金属盐;脂肪恶唑啉;脂肪乙氧基化醇;羧酸和多亚烷基多胺的缩合产物;或来自脂肪羧酸与胍,氨基胍,脲或硫脲及其盐的反应产物。
在一个实施方案中,润滑剂组合物还包含另外的抗磨剂。通常,另外的抗磨剂可以是磷抗磨剂(不同于本发明的盐),或其混合物。另外的抗磨剂可以以润滑剂的0重量%至5重量%,0.001重量%至2重量%,0.1重量%至1.0重量%存在。
磷抗磨剂可包括磷胺盐或其混合物。磷胺盐包括磷酸酯的胺盐或其混合物。磷酸酯的胺盐包括磷酸酯和其胺盐;二烷基二硫代磷酸酯及其胺盐;亚磷酸盐;和含磷的羧酸酯,醚和酰胺的胺盐;羟基取代的磷酸或硫代磷酸的二酯或三酯及其胺盐;磷酸化的羟基取代的磷酸或硫代磷酸的二酯或三酯及其胺盐;及其混合物。磷酸酯的胺盐可以单独使用或组合使用。
在一个实施方案中,油溶性磷胺盐包括部分胺盐-部分金属盐化合物或其混合物。在一个实施方案中,磷化合物还包括分子中的硫原子。
抗磨剂的实例可包括非离子磷化合物(通常具有氧化态为+3或+5的磷原子的化合物)。在一个实施方案中,磷化合物的胺盐可以是无灰的,即不含金属的(在与其他组分混合之前)。
可适合用作胺盐的胺包括伯胺,仲胺,叔胺及其混合物。胺包括具有至少一个烃基的那些,或者在某些实施方案中,包括两个或三个烃基。烃基可含有2至30个碳原子,或在其他实施方案中,含有8至26,或10至20,或13至19个碳原子。
伯胺包括乙胺,丙胺,丁胺,2-乙基己胺,辛胺和十二烷基胺,以及脂肪胺如正辛胺,正癸胺,正十二烷胺,正十四烷胺,正十六烷胺,正十八烷基胺和油胺。其他有用的脂肪胺包括市售的脂肪胺,例如胺(可从Akzo Chemicals,Chicago,Illinois获得的产品),例如Armeen C,Armeen O,Armeen OL,Armeen T,Armeen HT,Armeen S和ArmeenSD。其中字母名称涉及脂肪基团,例如椰油基,油基,牛油基或硬脂基。
合适的仲胺的实例包括二甲胺,二乙胺,二丙胺,二丁胺,二戊胺,二己胺,二庚胺,甲基乙胺,乙基丁胺和乙基戊胺。仲胺可以是环胺,例如哌啶,哌嗪和吗啉。
胺也可以是叔脂族伯胺。在这种情况下,脂族基团可以是含有2至30,或6至26,或8至24个碳原子的烷基。叔烷基胺包括单胺,例如叔丁胺,叔己胺,1-甲基-1-氨基-环己烷,叔辛胺,叔癸胺,叔十二烷胺,叔十四烷胺,叔十六烷基胺,叔十八烷基胺,叔二十四烷胺和叔二十八烷胺。
在一个实施方案中,含磷酸胺盐包括具有C11-C14叔烷基伯基团的胺或其混合物。在一个实施方案中,含磷酸胺盐包括具有C14至C18叔烷基伯胺的胺或其混合物。在一个实施方案中,含磷酸胺盐包括具有C18至C22叔烷基伯胺的胺或其混合物。也可以使用胺的混合物。在一个实施方案中,有用的胺混合物是“81R”和“JMT”。81R和JMT(均由Rohm&Haas生产和销售)分别是C11至C14叔烷基伯胺和C18至C22叔烷基伯胺的混合物。
在一个实施方案中,磷化合物的油溶性胺盐包括含磷化合物的无硫胺盐,其可通过以下方法获得/可获得:使胺与(i)羟基取代的磷酸的二酯反应,或(ii)磷酸化的羟基取代的磷酸二-或三-酯。在美国专利8,361,941中公开了这种化合物的更详细描述。
在一个实施方案中,烷基磷酸酯的烃基胺盐是C14至C18烷基化磷酸与Primene81R TM(由Rohm&Haas生产和销售,其为C11至C14叔烷基伯胺的混合物)的反应产物。
二烷基二硫代磷酸酯的烃基胺盐的实例包括异丙基,甲基-戊基(4-甲基-2-戊基或其混合物),2-乙基己基,庚基,辛基或壬基二硫代磷酸与乙二胺,吗啉或Primene 81R TM的反应产物,及其混合物。
在一个实施方案中,二硫代磷酸可以与环氧化物或二醇反应。该反应产物进一步与含磷酸,酸酐或低级酯反应。环氧化物包括脂族环氧化物或氧化苯乙烯。有用的环氧化物的实例包括环氧乙烷,环氧丙烷,氧化丁烯,氧化辛烯,氧化十二烯和氧化苯乙烯。在一个实施方案中,环氧化物可以是环氧丙烷。二醇可以是具有1至12,或2至6,或2至3个碳原子的脂族二醇。二硫代磷酸,二醇,环氧化物,无机磷试剂及其反应方法描述于美国专利3,197,405和3,544,465中。然后可以用胺盐化所得的酸。合适的二硫代磷酸的实例通过在58℃下在45分钟内将五氧化二磷(约64克)加入到514克羟丙基O,O-二(4-甲基-2-戊基)二硫代磷酸酯(通过二(4-甲基-2-戊基)-二硫代磷酸在25℃下与1.3摩尔环氧丙烷反应制备)来制备。可将混合物在75℃加热2.5小时,与硅藻土混合并在70℃下过滤。滤液含有11.8重量%的磷,15.2重量%的硫,和87的酸值(溴酚蓝)。
在一个实施方案中,抗磨添加剂可包括二烷基二硫代磷酸锌。在其他实施方案中,本发明的组合物基本上不含或甚至完全不含二烷基二硫代磷酸锌。
在一个实施方案中,本发明提供一种组合物,其包含在美国专利4,758,362第2栏第35行至第6栏第11行中定义的二硫代氨基甲酸酯抗磨剂。当存在时,二硫代氨基甲酸酯抗磨剂可以0.25重量%,0.3重量%,0.4重量%或甚至0.5重量%至0.75重量%,0.7重量%,0.6重量%或甚至0.55重量%存在于整个组合物中。
液压润滑剂可包括:
0.002重量%至0.040重量%的本发明的消泡组分,
0.0001重量%至0.15重量%的腐蚀抑制剂,选自2,5-双(叔十二烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑,甲苯基三唑或其混合物,
具有润滑粘度的油,
0.02重量%至3重量%的选自胺类或酚类抗氧化剂或其混合物的抗氧化剂,
0.005重量%至1.5重量%的硼酸化琥珀酰亚胺或非硼酸化琥珀酰亚胺,
0.001重量%至1.5重量%的中性或略微高碱性的萘磺酸钙(通常为中性或略高碱性的二壬基萘磺酸钙),和
0.001重量%至3重量%,或0.01重量%至1重量%的抗磨剂,选自二烷基二硫代磷酸锌,二烷基磷酸锌,含磷酸或酯的胺盐,或其混合物。
液压润滑剂还可包含下表中定义的制剂:
表3
可以根据ASTM D892-13e1润滑油的发泡特性的标准测试方法评估每种润滑剂的消泡性能。
制冷剂润滑剂
在一个实施方案中,本文公开的润滑剂可以是制冷剂润滑剂或气体压缩机润滑剂。工作流体可包括润滑剂,其包含(i)一种或多种酯基础油,(ii)一种或多种矿物油基础油,(iii)一种或多种聚α-烯烃(PAO)基础油,(iii)一种或多种烷基苯基础油,(iv)一种或多种聚亚烷基二醇(PAG)基础油,(iv)一种或多种烷基化萘基础油,(v)一种或多种聚乙烯基醚基础油或其任意组合以形成具有润滑粘度的油和0.001重量%至15重量%的N-烃基取代的γ或δ-(δ)氨基(硫代)酯的(硫代)磷酸盐。润滑剂可以是用于制冷或气体压缩的压缩机中的工作流体。在一个实施方案中,工作流体可以用于低全球变暖潜势(低GWP)制冷剂系统。工作流体可包括由酯基础油,矿物油基础油,聚α-烯烃基础油,聚亚烷基二醇基础油或聚乙烯基醚基础油单独或组合形成的润滑剂以形成具有润滑粘度的油和在润滑组合物中0.001重量%至0.012重量%,或0.004重量%或甚至0.001重量%至0.003重量%的本发明消泡组分,以及待压缩的制冷剂或气体。
酯基础油包括一种或多种C4至C13的支链或直链羧酸的酯。酯通常通过所述支化羧酸与一种或多种多元醇的反应形成。
在一些实施方案中,支化羧酸含有至少5个碳原子。在一些实施方案中,支化羧酸含有4至9个碳原子。在一些实施方案中,用于制备酯的多元醇包括新戊二醇,甘油,三羟甲基丙烷,季戊四醇,二季戊四醇,三季戊四醇或其任何组合。在一些实施方案中,用于制备酯的多元醇包括新戊二醇,季戊四醇,二季戊四醇或其任何组合。在一些实施方案中,用于制备酯的多元醇包括新戊二醇。在一些实施方案中,用于制备酯的多元醇包括季戊四醇。在一些实施方案中,用于制备酯的多元醇包括二季戊四醇。
在一些实施方案中,酯衍生自(i)酸,包括2-甲基丁酸,3-甲基丁酸或其组合;(ii)多元醇,包括新戊二醇,甘油,三羟甲基丙烷,季戊四醇,二季戊四醇,三季戊四醇或其任意组合。
润滑剂可具有提供具有良好混溶性的可接受粘度的工作流体的能力。
“可接受粘度”是指酯基润滑剂和/或工作流体的粘度(通过ASTM D445在40℃下测量)大于4cSt。在一些实施方案中,酯基润滑剂和/或工作流体在40℃下的粘度为5或32至320,220,120或甚至68cSt。
如上所述,“低GWP”是指工作流体的GWP值(根据政府间气候变化专门委员会2001年第三次评估报告计算)不大于1000,或者是小于1000,小于500,小于150,小于100,或甚至小于75的值。在一些实施方案中,该GWP值是关于总工作流体的。在其他实施方案中,该GWP值是关于工作流体中存在的制冷剂,其中所得到的工作流体可以被称为低GWP工作流体。
“良好混溶性”是指制冷剂或压缩气体和润滑剂是可混溶的,至少在所述工作流体将在制冷或气体压缩系统的操作期间将看到的操作条件下是可混溶的。在一些实施方案中,良好混溶性可能意味着工作流体(和/或制冷剂和润滑剂的组合)除了在低至0℃或甚至-25℃的温度下的视觉混浊之外不显示任何差的混溶性迹象,或者甚至在一些实施方案中,低至-50℃,或甚至-60℃。
在一些实施方案中,所述工作流体可进一步包括一种或多种另外的润滑剂组分。这些另外的润滑剂组分可包括(i)一种或多种一种或多种直链羧酸的酯,(ii)一种或多种聚α-烯烃(PAO)基础油,(iii)一种或多种烷基苯基础油,(iv)一种或多种聚亚烷基二醇(PAG)基础油,(iv)一种或多种烷基化萘基础油,或(v)其任何组合。
可用于所述工作流体的其他润滑剂包括某些硅油和矿物油。
可商购的矿物油包括购自Sonneborn的LP 250,可从Sonneborn商购的3GS,1GS,4GS和5GS,以及可从Calumet商购的Calumet R015和RO30。可商购的烷基苯润滑剂包括可从Shrieve Chemical商购的150和300。可商购的酯包括新戊二醇二壬酸酯,其可以商品名2917和2370购得。其他有用的酯包括磷酸酯,二元酸酯和氟代酯。当然,可以使用不同类型润滑剂的不同混合物。
在一些实施方案中,所述工作流体还包含一种或多种的一种或多种直链羧酸的酯。
工作流体还可包括一种或多种制冷剂。适用于这些实施方案的非低GWP制冷剂不受过度限制。实例包括R-22,R-134a,R-125,R-143a或其任何组合。在一些实施方案中,至少一种制冷剂是低GWP制冷剂。在一些实施方案中,存在于工作流体中的所有制冷剂都是低GWP制冷剂。在一些实施方案中,制冷剂包括R-32,R-290,R-1234yf,R-1234ze(E),R-744,R-152a,R-600,R-600a或其任何组合。在一些实施方案中,制冷剂包括R-32,R-290,R-1234yf,R-1234ze(E)或其任何组合。在一些实施方案中,制冷剂包括R-32。在一些实施方案中,制冷剂包括R-290。在一些实施方案中,制冷剂包括R-1234yf。在一些实施方案中,制冷剂包括R-1234ze(E)。在一些实施方案中,制冷剂包括R-744。在一些实施方案中,制冷剂包括R-152a。在一些实施方案中,制冷剂包括R-600。在一些实施方案中,制冷剂包括R-600a。
在一些实施方案中,制冷剂包括R-32,R-600a,R-290,DR-5,DR-7,DR-3,DR-2,R-1234yf,R-1234ze(E),XP-10,HCFC-123,L-41A,L-41B,N-12A,N-12B,L-40,L-20,N-20,N-40A,N-40B,ARM-30A,ARM-21A,ARM-32A,ARM-41A,ARM-42A,ARM-70A,AC-5,AC-5X,HPR1D,LTR4X,LTR6A,D2Y-60,D4Y,D2Y-65,R-744,R-1270,或任何组合。在一些实施方案中,制冷剂包括R-32,R-600a,R-290,DR-5,DR-7,DR-3,DR-2,R-1234yf,R-1234ze(E),XP-10,HCFC-123,L-41A,L-41B,N-12A,N-12B,L-40,L-20,N-20,N-40A,N-40B,ARM-30A,ARM-21A,ARM-32A,ARM-41A,ARM-42A,ARM-70A,AC-5,AC-5X,HPR1D,LTR4X,LTR6A,D2Y-60,D4Y,D2Y-65,R-1270,或其任何组合。
应注意,在一些实施方案中,所描述的工作流体还可包括一种或多种非低GWP制冷剂,其与低GWP制冷剂混合,导致低GWP工作流体。适用于这些实施方案的非低GWP制冷剂不受过度限制。实例包括R-22,R-134a,R-125,R-143a或其任何组合。
所描述的工作流体,至少关于它们如何在使用它们的制冷系统的蒸发器中发现,可以是5至50重量%的润滑剂,和95至50重量%的制冷剂。在一些实施方案中,工作流体为10至40重量%的润滑剂,或甚至10至30或10至20重量%的润滑剂。
所描述的工作流体,至少关于它们如何在使用它们的制冷系统的贮槽中发现,可以是1至50,或甚至5至50重量%的制冷剂,并且来自99至50或甚至95至50重量%的润滑剂。在一些实施方案中,工作流体为90至60或甚至95至60重量%的润滑剂,或甚至90至70或甚至95至70,或90至80或甚至95至80重量%的润滑剂。
所描述的工作流体可以包括其他组分,以增强或提供给组合物某些功能,或者在一些情况下,以降低组合物的成本。
所描述的工作流体可进一步包括一种或多种性能添加剂。性能添加剂的合适的实例包括抗氧化剂,金属钝化剂和/或减活剂,腐蚀抑制剂,除本发明的消泡组分之外的消泡剂,抗磨剂,腐蚀抑制剂,倾点抑制剂,粘度改进剂,增粘剂,金属钝化剂,极压添加剂,摩擦改性剂,润滑添加剂,泡沫抑制剂,乳化剂,破乳剂,酸捕获剂或其混合物。
在一些实施方案中,润滑剂组合物包含抗氧化剂。在一些实施方案中,润滑剂组合物包括金属钝化剂,其中金属钝化剂可包括腐蚀抑制剂和/或金属钝化剂。在一些实施方案中,润滑剂组合物包含腐蚀抑制剂。在其他实施方案中,润滑剂组合物包括金属钝化剂和腐蚀抑制剂的组合。在更进一步的实施方案中,润滑剂组合物包括抗氧化剂,金属钝化剂和腐蚀抑制剂的组合。在任何这些实施方案中,润滑剂组合物包括一种或多种另外的性能添加剂。
所述的抗氧化剂包括丁基化羟基甲苯(BHT),丁基化羟基茴香醚(BHA),苯基-α-萘胺(PANA),辛基化/丁基化二苯胺,高分子量的酚类抗氧化剂,受阻双酚类抗氧化剂,二-α-生育酚,二-叔丁基苯酚。其他有用的抗氧化剂描述于美国专美国专利号6,534,454。
在一些实施方案中,抗氧化剂包括以下一种或多种:
(i)六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯),CAS登记号35074-77-2,可从BASF购得;
(ii)N-苯基苯胺,与2,4,4-三甲基戊烯的反应产物,CAS登记号68411-46-1,可从BASF商购获得;
(iii)苯基-a-和/或苯基-b-萘胺,例如N-苯基-ar-(1,1,3,3-四甲基丁基)-1-萘胺,可从BASF商购获得;
(iv)四[亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷,CAS登记号6683-19-8;
(v)硫代二亚乙基双(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯),CAS登记号41484-35-9,也列为21C.F.R.§178.3570中的硫代二亚乙基双(3,5-二叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酸酯);
(vi)丁基化羟基甲苯(BHT);
(vii)丁基化羟基茴香醚(BHA),
(viii)双(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基)胺,购自BASF;和
(ix)苯丙酸,3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基-,硫代-2,1-乙二基酯,可从BASF商购获得。
抗氧化剂可以0.01%至6.0%或0.02%至1%存在于组合物中。添加剂可以1%,0.5%或更低的量存在于组合物中。这些不同的范围通常应用于整个组合物中存在的所有抗氧化剂。然而,在一些实施方案中,这些范围也可以应用于个体抗氧化剂。
金属钝化剂包括金属钝化剂和腐蚀抑制剂。
合适的金属钝化剂包括三唑或取代的三唑。例如,可以使用甲苯基三唑或甲苯三唑。金属钝化剂的合适实例包括以下一种或多种:
(i)一种或多种甲苯-三唑,例如N,N-双(2-乙基己基)-α-甲基-1H-苯并三唑-1-甲胺,CAS登记号94270-86-70,由BASF以商品名Irgamet 39出售;
(ii)衍生自动物和/或植物来源的一种或多种脂肪酸,和/或这种脂肪酸的氢化形式,例如可从Akzo Novel Chemicals,Ltd.商购的Neo-Fat TM
合适的腐蚀抑制剂包括以下一种或多种:
(i)N-甲基-N-(1-氧代-9-十八碳烯基)甘氨酸,CAS登记号110-25-8;
(ii)磷酸,单-和二异辛酯,与叔烷基和(C12-C14)伯胺反应,CAS登记号68187-67-7;
(iii)十二烷酸;
(iv)三苯基硫代磷酸酯,CAS登记号597-82-0;和
(v)磷酸,单-和二己基酯,与四甲基壬基胺和C11-14烷基胺的化合物。
在一个实施方案中,金属钝化剂由腐蚀添加剂和金属钝化剂组成。一种有用的添加剂是肌氨酸的N-酰基衍生物,例如肌氨酸的N-酰基衍生物。一个例子是N-甲基-N-(1-氧代-9-十八碳烯基)甘氨酸。该衍生物可从BASF以商品名SARKOSYL TM O获得。另一种添加剂是咪唑啉,例如可从BASF商购的Amine O TM
金属钝化剂在组合物中的含量可为0.01%至6.0%或0.02%至0.1%。添加剂可以0.05%或更低的量存在于组合物中。这些不同的范围通常应用于整个组合物中存在的所有金属钝化剂添加剂。然而,在一些实施方案中,这些范围也可以应用于单独的腐蚀抑制剂和/或金属钝化剂。上述范围也可以应用于整个组合物中存在的所有腐蚀抑制剂,金属钝化剂和抗氧化剂的总和。
除本发明的消泡组分之外,制冷剂润滑剂组合物还可包含消泡剂。消泡剂可包括有机硅氧烷和非硅泡沫抑制剂。有机硅氧烷的实例包括二甲基硅氧烷和聚硅氧烷。非硅泡沫抑制剂的实例包括聚醚,聚丙烯酸酯及其混合物,以及丙烯酸乙酯,丙烯酸2-乙基己酯和任选的乙酸乙烯酯的共聚物。在一些实施方案中,消泡剂可以是聚丙烯酸酯。消泡剂可以以0.001重量%至0.012重量%或0.004重量%或甚至0.001重量%至0.003重量%存在于组合物中。
本文所述的组合物还可包含一种或多种另外的性能添加剂。合适的添加剂包括抗磨抑制剂,防锈/腐蚀抑制剂和/或金属钝化剂(不同于上述那些),倾点下降剂,粘度改进剂,增粘剂,极压(EP)添加剂,摩擦改性剂,泡沫抑制剂,乳化剂和破乳剂。
为了有助于防止金属表面上的磨损,本发明可以使用另外的抗磨抑制剂/EP添加剂和摩擦改性剂。抗磨抑制剂,EP添加剂和摩擦改性剂可从各种供应商和制造商那里购得。这些添加剂中的一些可能执行一项以上的任务。可提供抗磨损,EP,减少摩擦和腐蚀抑制的一种产品是磷胺盐,例如Irgalube 349,其可从BASF商购获得。另一种抗磨/EP抑制剂/摩擦改性剂是磷化合物,例如三苯基磷酸酯(TPPT),其可以商品名Irgalube TPPT从BASF商购获得。另一种抗磨/EP抑制剂/摩擦改性剂是磷化合物,例如磷酸三甲苯酯(TCP),其可以商品名Kronitex TCP从Chemtura商购获得。另一种抗磨/EP抑制剂/摩擦改性剂是磷化合物,例如叔丁基苯基磷酸酯,其可以商品名Syn-O-Ad 8478从ICL Industrial Products商购获得。抗磨抑制剂,EP和摩擦改性剂通常为组合物的0.1%至4%,并且可以单独使用或组合使用。
在一些实施方案中,组合物还包含选自下组的添加剂:粘度调节剂包括乙烯乙酸乙烯酯,聚丁烯,聚异丁烯,聚甲基丙烯酸酯,烯烃共聚物,苯乙烯马来酸酐共聚物的酯,氢化苯乙烯-二烯共聚物,氢化径向聚异戊二烯,烷基化聚苯乙烯,气相二氧化硅和复合酯;和增粘剂,如溶解在油中的天然橡胶。
添加粘度调节剂,增稠剂和/或增粘剂提供粘合性并改善润滑剂的粘度和粘度指数。某些应用和环境条件可能需要额外的粘性表面薄膜,以保护设备免受腐蚀和磨损。在该实施方案中,粘度调节剂,增稠剂/增粘剂为润滑剂的1-20重量%。然而,粘度调节剂,增稠剂/增粘剂可以为0.5至30重量%。材料的一个实例是Functional V-584天然橡胶粘度调节剂/增粘剂,其可得自俄亥俄州马其顿的Functional Products,Inc.。另一个实例是复合酯CG 5000,它也是来自宾夕法尼亚州费城的Inolex Chemical Co.的多功能产品,粘度调节剂,倾点下降剂和摩擦改性剂。
其他油和/或组分也可以以0.1至75%或甚至0.1至50%或甚至0.1至30%的范围添加至组合物中。这些油可包括白色石油,合成酯(如专利US 6,534,454中所述),严格加氢处理的石油(在工业上称为“II类或III类石油”),一种或多种线性羧酸的酯,聚α-烯烃(PAO)基础油,烷基苯基础油,聚亚烷基二醇(PAG)基础油,烷基化萘基础油或其任何组合。
润滑剂可用于制冷系统,其中制冷系统包括压缩机和工作流体,其中工作流体包括润滑剂和制冷剂。上述任何工作流体都可用于所述的制冷系统中。
润滑剂还能够允许提供操作制冷系统的方法。所描述的方法包括以下步骤:(I)向制冷系统供应包括润滑剂和制冷剂的工作流体。上述任何工作流体可用于所述操作任何所述制冷系统的方法中。
因此,本发明的方法,系统和组合物适用于一般的各种传热系统和特别是制冷系统,例如空调(包括固定和移动空调系统),制冷,热泵或气体压缩系统,如工业或碳氢化合物气体处理系统。压缩系统,例如用于烃类气体处理或工业气体处理系统。如本文所用,术语“制冷系统”通常是指任何系统或装置,或这种系统或装置的任何部件或部分,其采用制冷剂来提供冷却和/或加热。这种制冷系统包括例如空调,电冰箱,冷却器或热泵。
表4
可以根据ASTM D892-13e1润滑油的发泡特性的标准测试方法评估每种润滑剂的消泡性能。
工业齿轮
本发明的润滑剂可包括工业添加剂包,其也可称为工业润滑剂添加剂包。换句话说,润滑剂被设计成工业润滑剂,或用于制造润滑剂的添加剂包。润滑剂与汽车齿轮润滑剂或其他润滑剂组合物无关。
可存在于工业添加剂包中的添加剂包括泡沫抑制剂,破乳剂,倾点下降剂,抗氧化剂,分散剂,金属钝化剂(例如铜钝化剂),抗磨剂,极压剂,粘度调节剂或它们的一些混合物。添加剂可各自存在的范围为50ppm,75ppm,100ppm或甚至150ppm至5重量%,4重量%,3重量%,2重量%或甚至1.5重量%,或75ppm至0.5重量%,100ppm至0.4重量%,或150ppm至0.3重量%,其中重量%值是关于总润滑剂组合物。在其他实施方案中,整个工业添加剂包可以占整个润滑剂组合物的1至20,或1至10重量%。然而,应注意的是,一些添加剂,包括粘度改性聚合物,可以替代地被认为是基础液的一部分,可以以更高的量存在,包括高达30重量%,40重量%或甚至50重量%,与基础液分开考虑时。添加剂可以单独使用或作为其混合物使用。
除本发明的消泡组分之外,润滑剂还可包含消泡剂。消泡剂可包括有机硅氧烷和非硅泡沫抑制剂。有机硅氧烷的实例包括二甲基硅氧烷和聚硅氧烷。非硅泡沫抑制剂的实例包括聚醚,聚丙烯酸酯及其混合物,以及丙烯酸乙酯,丙烯酸2-乙基己酯和任选的乙酸乙烯酯的共聚物。在一些实施方案中,消泡剂可以是聚丙烯酸酯。消泡剂可以以0.001重量%至0.012重量%或0.004重量%或甚至0.001重量%至0.003重量%存在于组合物中。
润滑剂还可包括破乳剂。破乳剂可包括环氧丙烷,环氧乙烷,聚氧化烯醇,烷基胺,氨基醇,二胺或多胺的衍生物,其顺序地与环氧乙烷或取代的环氧乙烷或其混合物反应。破乳剂的实例包括聚乙二醇,聚环氧乙烷,聚环氧丙烷,(环氧乙烷-环氧丙烷)聚合物及其混合物。破乳剂可以是聚醚。破乳剂在组合物中的含量可为0.002重量%至0.2重量%。
润滑剂可包括倾点下降剂。倾点下降剂可包括马来酸酐-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;卤代石蜡和芳香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,脂肪酸乙烯基酯,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,烷基酚甲醛缩合树脂,烷基乙烯基醚及其混合物的三元共聚物。
除上述一些添加剂之外,润滑剂还可以包含防锈剂。
润滑剂还可包含防锈剂。合适的防锈剂包括烷基磷酸的烃基胺盐,二烷基二硫代磷酸的烃基胺盐,烃基芳基磺酸的烃基胺盐,脂肪羧酸或其酯,含氮羧酸的酯,磺酸铵,咪唑啉或其任何组合;或其混合物。
烷基磷酸的合适的烃基胺盐可由下式表示:
其中R26和R27独立地是氢,烷基链或烃基,通常R26和R27中的至少一个是烃基。R26和R27含有4至30,或8至25,或10至20,或13至19个碳原子。R28,R29和R30独立地为氢,具有1至30,或4至24,或6至20,或10至16个碳原子的烷基支链或直链烷基链。R28,R29和R30独立地为氢,烷基支链或直链烷基链,或R28,R29和R30中的至少一个或两个为氢。
适用于R28,R29和R30的烷基的实例包括丁基,仲丁基,异丁基,叔丁基,戊基,正己基,仲己基,正辛基,2-乙基己基,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,十八烯基,十九烷基,二十烷基或其混合物。
在一个实施方案中,烷基磷酸的烃基胺盐可以是C14至C18烷基化磷酸与Primene81R(由Rohm&Haas生产和销售,其可以是C11至C14叔烷基伯胺的混合物)的反应产物。
二烷基二硫代磷酸的烃基胺盐可包括防锈剂,例如二烷基二硫代磷酸的烃基胺盐。这些可以是庚基或辛基或壬基二硫代磷酸与乙二胺,吗啉或Primene 81R或其混合物的反应产物。
烃基芳基磺酸的烃基胺盐可包括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。
润滑剂可含有金属钝化剂或其混合物。金属钝化剂可选自苯并三唑(通常为甲苯基三唑),1,2,4-三唑,苯并咪唑,2-烷基二硫代苯并咪唑或2-烷基二硫代苯并噻唑,1-氨基-2-丙醇,二巯基噻二唑衍生物,辛酸辛胺,十二烯基琥珀酸或酸酐和/或脂肪酸如油酸与多胺的缩合产物。金属钝化剂也可以描述为腐蚀抑制剂。金属钝化剂可以以润滑油组合物的0.001重量%至0.5重量%,0.01重量%至0.04重量%或0.015重量%至0.03重量%的范围存在。金属钝化剂也可以以0.002重量%或0.004重量%至0.02重量%存在于组合物中。金属钝化剂可以单独使用或者它们的混合物使用。
润滑剂还可包括抗氧化剂或其混合物。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,烷基化二苯胺包括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-羟乙基硫醚,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可以是1-(叔十二烷硫基)-2-丙醇。抗氧化剂包还可包括空间位阻酚。用于空间位阻酚的合适烃基的实例包括2-乙基己基或正丁基酯,十二烷基或其混合物。亚甲基桥连的空间位阻酚的实例包括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。
组合物中抗氧化剂可以0.01重量%至6.0重量%或0.02重量%至1重量%存在。添加剂可以1重量%,0.5重量%或更少的量存在于组合物中。
润滑剂还可包括含氮分散剂,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。无灰分散剂之所以如此命名是因为,如所提供的,它们不含金属,因此当加入到润滑剂中时通常不会对硫酸盐灰有贡献。然而,一旦它们被添加到包含含金属物质的润滑剂中,它们当然可以与环境金属相互作用。无灰分散剂的特征在于与相对高分子量烃链连接的极性基团。这些材料的实例包括琥珀酰亚胺分散剂,曼尼希分散剂和其硼酸化衍生物。
润滑剂还可包括含硫化合物。合适的含硫化合物包括硫化烯烃和多硫化物。硫化烯烃或多硫化物可以衍生自异丁烯,丁烯,丙烯,乙烯或它们的一些组合。在一些实例中,含硫化合物是衍生自上述任何天然油或合成油的硫化烯烃,或甚至它们的一些组合。例如,硫化烯烃可以衍生自植物油。硫化烯烃可以以0重量%至5.0重量%或0.01重量%至4.0重量%或0.1重量%至3.0重量%存在于润滑剂组合物中。
润滑剂还可包括含磷化合物,例如脂肪亚磷酸酯。含磷化合物可包括亚磷酸烃基酯,磷酸酯,磷酸酯的胺盐,或其任何组合。在一些实施方案中,含磷化合物包括亚磷酸烃基酯,其酯,或其组合。在一些实施方案中,含磷化合物包括亚磷酸烃基酯。在一些实施方案中,亚磷酸烃基酯可以是亚磷酸烷基酯。烷基是指仅含有碳和氢原子的烷基,但是可以考虑饱和或不饱和的烷基或它们的混合物。在一些实施方案中,含磷化合物包括具有完全饱和的烷基的亚磷酸烷基酯。在一些实施方案中,含磷化合物包括具有一些不饱和度的烷基的亚磷酸烷基酯,例如碳原子之间的一个双键。除非另有说明,否则这些不饱和烷基也可称为链烯基,但包括在本文所用的术语“烷基”内。在一些实施方案中,含磷化合物包括亚磷酸烷基酯,磷酸酯,磷酸酯的胺盐,或其任何组合。在一些实施方案中,含磷化合物包括亚磷酸烷基酯,其酯或其组合。在一些实施方案中,含磷化合物包括亚磷酸烷基酯。在一些实施方案中,含磷化合物包括亚磷酸烯基酯,磷酸酯,磷酸酯的胺盐,或其任何组合。在一些实施方案中,含磷化合物包括亚磷酸烯基酯,其酯,或其组合。在一些实施方案中,含磷化合物包括亚磷酸烯基酯。在一些实施方案中,含磷化合物包括二烷基氢亚磷酸酯。在一些实施方案中,含磷化合物基本上不含或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个或更多个,或8个或更多个,或12个或更多个碳原子的烃基的那些。烃基上碳原子数的典型范围包括8至30,或10至24,或12至22,或14至20,或16至18。亚磷酸酯可以是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,亚磷酸酯可以是不含羟基的,即亚磷酸酯不是羟基酸酯。具有至少一个具有4个或更多个碳原子的烃基的亚磷酸酯可由下式表示:
其中R6,R7和R8中的至少一个可以是含有至少4个碳原子的烃基,其他可以是氢或烃基。在一个实施方案中,R6,R7和R8均为烃基。烃基可以是烷基,环烷基,芳基,非环状或其混合物。在具有所有三个基团R6,R7和R8的通式中,该化合物可以是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是烷基。
烷基可以是直链或支链的,通常是直链的,和饱和的或不饱和的,通常是饱和的。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,十八烯基,十九烷基,二十烷基或其混合物。在一些实施方案中,脂肪亚磷酸酯组分总体上润滑剂组合物基本上不含或甚至完全不含磷酸酯和/或其胺盐。在一些实施方案中,脂肪亚磷酸酯包括亚磷酸烯基酯或其酯,例如二甲基氢亚磷酸酯的酯。二甲基氢亚磷酸酯可以被酯化,并且在一些实施方案中,通过与醇(例如油醇)反应进行酯交换。
润滑剂还可以包括一种或多种亚磷胺盐,但其量使得添加剂包,或在其他实施方案中,所得工业润滑剂组合物含有不超过1.0重量%的这种材料,或甚至不超过0.75重量%或0.6重量%。在其他实施方案中,工业润滑剂添加剂包或所得工业润滑剂组合物基本上不含或甚至完全不含亚磷胺盐。
润滑剂还可包括一种或多种抗磨添加剂和/或极压剂,一种或多种防锈剂和/或腐蚀抑制剂,一种或多种泡沫抑制剂,一种或多种破乳剂,或其任何组合。
在一些实施方案中,工业润滑剂添加剂包或所得工业润滑剂组合物基本上不含或甚至完全不含亚磷胺盐,分散剂或两者。
在一些实施方案中,工业润滑剂添加剂包或所得工业润滑剂组合物包括破乳剂,腐蚀抑制剂,摩擦改性剂或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。在其他实施方案中,工业添加剂包或所得工业润滑剂组合物包括一种或多种硫化烯烃或多硫化物;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/或链烯基胺;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,或其任何组合。
工业润滑剂添加剂包可以以1重量%至5重量%存在于整个工业润滑剂中,或在其他实施方案中1重量%,1.5重量%,或甚至2重量%至2重量%,3重量%,4重量%,5重量%,7重量%或甚至10重量%。可存在于工业齿轮浓缩物润滑剂中的工业齿轮添加剂包的量是与上述重量%相对应的量,其中考虑值而不存在油(即,它们可以被视为重量%值与实际存在的油量)。
润滑剂还可包括羟基羧酸的衍生物。合适的酸可包括1至5或2个羧基或1至5或2个羟基。在一些实施方案中,摩擦改性剂可衍生自由下式表示的羟基羧酸:
其中:a和b可以独立地为1至5,或1至2的整数;X可以是脂族或脂环族基团,或在碳链中含有氧原子的脂族或脂环族基团,或前述类型的取代基团,所述基团含有最多6个碳原子并具有a+b个可用的连接点;每个Y可以独立地为-O-,>NH,或>NR3或两个Y一起代表在两个羰基之间形成的酰亚胺结构R4-N<的氮;并且每个R3和R4可以独立地为氢或烃基,条件是至少一个R1和R3基团可以是烃基;每个R2可以独立地为氢,烃基或酰基,进一步条件是至少一个-OR2基团位于X内在至少一个-C(O)-Y-R1基团的α或β位的碳原子上,并且进一步条件是至少在R2上为氢。通过缩合反应使羟基羧酸与醇和/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性剂添加剂。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:
其中每个R5可独立地为H或烃基,或其中R5基团一起形成环。在一个实施方案中,当R5是H时,缩合产物任选通过酰化或与硼化合物反应进一步官能化。在另一个实施方案中,摩擦改性剂不是硼酸化的。在上述任何实施方案中,羟基羧酸可以是酒石酸,柠檬酸或其组合,也可以是这些酸(包括酯,酰卤或酸酐)的反应性等价物。
所得摩擦改性剂可包括酒石酸,柠檬酸或其混合物的酰亚胺,二酯,二酰胺或酯-酰胺衍生物。在一个实施方案中,羟基羧酸的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,羟基羧酸的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,羟基羧酸的衍生物包括酒石酸的酯衍生物。在一个实施方案中,羟基羧酸的衍生物包括酒石酸的酰亚胺和/或酰胺衍生物。用于制备摩擦改性剂的胺可具有式RR'NH,其中R和R'各自独立地代表H,1或8至30或150个碳原子的烃基,即1至150或8至30或1至30或8至150个原子。具有碳原子范围,即下限为2,3,4,6,10或12个碳原子且上限为120,80,48,24,20,18或16个碳原子的胺也可以使用。在一个实施方案中,基团R和R'中的每一个具有8或6至30或12个碳原子。在一个实施方案中,R和R'中的碳原子总数至少为8。R和R'可以是直链或支链的。用于制备摩擦改性剂的醇类似地含有1或8至30或150个碳原子。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个碳原子的碳原子数范围的醇也可以使用。在某些实施方案中,醇衍生基团中的碳原子数可以是8至24,10至18,12至16或13个碳原子。醇和胺可以是直链或支链的,并且如果是支链的,支链可以在链中的任何位置发生,支链可以是任何长度。在一些实施方案中,所用的醇和/或胺包括支化化合物,并且在其他实施方案中,所用的醇和胺具有至少50%,75%或甚至80%的支链。在其他实施方案中,醇是直链的。在一些实施方案中,醇和/或胺具有至少6个碳原子。因此,某些实施方案的产物由支化醇和/或至少6个碳原子的胺制备,例如支化的C6-18或C8-18醇或支化的C12-16醇,可以是单一物质或作为混合物。具体实例包括2-乙基己醇和异十三烷醇,后者可代表各种异构体的商业级混合物。此外,某些实施方案的产物由至少6个碳原子的直链醇制备,例如,直链C6-18或C8-18醇或直链C12-16醇,作为单一物质或作为混合物。用于制备酒石酸酯,酒石酰亚胺或酒石酰胺的酒石酸可以是市售类型(从Sargent Welch获得),并且它以一种或多种异构形式存在,例如d-酒石酸,1-酒石酸,d,l-酒石酸或内消旋-酒石酸,通常取决于来源(天然)或合成方法(例如来自马来酸)。这些衍生物也可以由本领域技术人员显而易见的二酸的功能等价物制备,例如酯,酰氯或酸酐。
在一些实施方案中,添加剂包还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/或极压添加剂,一种或多种极压剂,除本发明消泡组分之外的一种或多种消泡剂,一种或多种清净剂,和任选量的基础油或类似溶剂作为稀释剂。
另外的添加剂可以以0.1重量%至30重量%存在于整个工业齿轮润滑剂组合物中,或者从0.1重量%,1重量%或甚至2重量%的最小水平至最多30重量%,20重量%,10重量%,5重量%,或甚至2重量%,或0.1重量%至30重量%,0.1重量%至20重量%,1重量%至20重量%,1重量%至10重量%,1重量%至5重量%,或甚至约2重量%。这些范围和限制可以应用于组合物中存在的每种单独的另外的添加剂,或者应用于存在的所有其他添加剂。
工业齿轮润滑剂可包括:
0.002重量%至0.040重量%的本发明消泡组分,
0.0001重量%至0.15重量%的腐蚀抑制剂,选自2,5-双(叔十二烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑,甲苯基三唑或其混合物,
具有润滑粘度的油,
0.02重量%至3重量%的选自胺类或酚类抗氧化剂或其混合物的抗氧化剂,
0.005重量%至1.5重量%的硼酸化琥珀酰亚胺或非硼酸化琥珀酰亚胺,
0.001重量%至1.5重量%的中性或略高碱性的萘磺酸钙(通常为中性或略高碱性的二壬基萘磺酸钙),和
0.001重量%至5重量%,或0.01重量%至3重量%的抗磨剂,选自二烷基二硫代磷酸锌,二烷基磷酸锌,含磷酸或酯的胺盐,或其混合物
工业齿轮润滑剂还可包含下表中定义的制剂:
表5
金属加工液
在一个实施方案中,润滑剂组合物是金属加工液。典型的金属加工液应用可包括金属去除,金属成形,金属处理和金属保护。在一些实施方案中,金属加工油可以是美国石油协会(American Petroleum Institute)定义的I类,II类或III类基础油料。在一些实施方案中,金属加工油可以与IV类或V类基础油混合。在一个实施方案中,润滑剂组合物可含有所述的消泡组分,并可含有0.0025重量%至0.30重量%或0.001重量%至0.10重量%或0.0025重量%至0.10重量%的消泡组分,并且还含有一种或多种另外的添加剂。在一些实施方案中,功能性流体组合物包括油。油可包括大多数液态烃,例如,链烷烃,烯烃,环烷烃,芳烃,饱和烃或不饱和烃。通常,油是与水不混溶的可乳化的烃,并且在一些实施方案中,油在室温下是液体。可以使用来自各种来源的油,包括天然和合成油及其混合物。
天然油包括动物油和植物油(例如大豆油,猪油)以及链烷烃,环烷烃或混合链烷烃-环烷烃类的溶剂精制或酸精制矿物油。来自煤或页岩的油也是有用的。合成油包括烃油和卤代烃油,例如聚合和共聚的烯烃,例如聚丁烯,聚丙烯,丙烯-异丁烯共聚物,氯化聚丁烯;烷基苯,例如十二烷基苯,十四烷基苯,二壬基苯或二-(2-乙基己基)苯。
可以使用的另一类合适的合成油包括二羧酸(例如,邻苯二甲酸,琥珀酸,烷基琥珀酸,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-乙基己醇,乙二醇,二乙二醇单醚,丙二醇,季戊四醇等)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,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,癸二酸二-二十烷酯,亚油酸二聚体的2-乙基己基二酯,或通过使1摩尔癸二酸与2摩尔四甘醇和2摩尔2-乙基己酸反应形成的复合酯。
可用作合成油的酯还包括由C5至C12一元羧酸和多元醇和多元醇醚如新戊二醇,三羟甲基丙烷,季戊四醇,二季戊四醇,三季戊四醇等制成的酯。
可以使用上文公开类型的未精制,精制和再精制油(以及彼此的混合物)。未精制的油是直接从天然或合成来源获得的油,无需进一步纯化处理。例如,不经进一步处理而使用的直接从干馏操作中获得的页岩油,直接从蒸馏中获得的石油或直接从酯化过程获得的酯油将是未精制油。精制油类似于未精制油,除了它们已经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质。许多这样的纯化技术是本领域技术人员已知的,例如溶剂萃取,蒸馏,酸或碱萃取,过滤,渗滤等。再精制油通过类似于用于获得精制油的那些方法应用于已经使用过的精制油而获得。这种再精炼油也称为再生油或再加工油,并且通常另外通过旨在除去废添加剂和油分解产物的技术加工。
在一些实施方案中,油是如美国石油学会定义的II类或III类基础油料。
可任选的其他材料可以掺入本文公开的组合物中。典型的成品组合物可包括润滑剂,例如脂肪酸和蜡,抗磨剂,分散剂,腐蚀抑制剂,普通和高碱性清净剂,破乳剂,杀生物剂,金属钝化剂或其混合物。
润滑剂组合物可包含上述作为添加剂的消泡组分,其可与一种或多种另外的添加剂组合使用,并且其还可任选地包含溶剂或稀释剂,例如一种或多种以上所述的油。该组合物可称为添加剂包或表面活性剂包。
实例蜡包括石油,合成蜡和天然蜡,氧化蜡,微晶蜡,羊毛脂(羊毛脂)和其他蜡质酯,以及它们的混合物。石油蜡是通过一些精炼过程从原油中分离的链烷烃化合物,例如疏松蜡和链烷烃蜡。合成蜡是衍生自石化产品例如乙烯或丙烯的蜡。合成蜡包括聚乙烯,聚丙烯和乙烯-丙烯共聚物。天然蜡是由植物和/或动物或昆虫产生的蜡。这些蜡包括蜂蜡,大豆蜡和巴西棕榈蜡。昆虫和动物蜡包括蜂蜡或鲸蜡。矿脂和氧化矿脂也可用于这些组合物中。矿脂和氧化矿脂可分别定义为衍生自石油及其氧化产物的半固体烃的纯化混合物。微晶蜡可以定义为从矿脂中纯化的较高熔点蜡。蜡可以以0.1重量%至75重量%,例如0.1重量%至50重量%存在于金属加工组合物中。
可用于本文的脂肪酸包括8至35个碳原子的一元羧酸,在一个实施方案中包括16至24个碳原子。这种一元羧酸的实例包括不饱和脂肪酸,如肉豆蔻酸,棕榈油酸,杉皮酸(sapienic acid),油酸,反油酸,异油酸,亚油酸,反式亚麻酸(linoelaidic acid);α-亚麻酸;花生四烯酸;二十碳五烯酸;芥酸,二十二碳六烯酸;和饱和脂肪酸,如辛酸;癸酸;月桂酸,肉豆蔻酸;棕榈酸;硬脂酸,花生酸,山嵛酸;木蜡酸,蜡酸,异硬脂酸,钆酸,妥尔油脂肪酸或其组合。这些酸可以是饱和的,不饱和的,或具有其他官能团,如羟基,如在12-羟基硬脂酸中,来自烃基骨架。其他实例羧酸描述于美国专利No.7,435,707中。脂肪酸可以以0.1重量%至50重量%,或0.1重量%至25重量%,或0.1重量%至10重量%存在于金属加工组合物中。
高碱性清净剂的实例包括高碱性金属磺酸盐,高碱性金属酚盐,高碱性金属水杨酸盐,高碱性金属水杨醇盐(saliginate),高碱性金属羧酸盐或高碱性磺酸钙清净剂。高碱性清净剂含有金属,如Mg,Ba,Sr,Zn,Na,Ca,K及其混合物。高碱性清净剂是金属盐或配合物,其特征在于金属含量超过根据金属和与金属反应的特定酸性有机化合物例如磺酸的化学计量而存在的金属含量。
本文使用的术语“金属比”表示高碱性物质(例如金属磺酸盐或羧酸盐)中金属的总化学当量与产物中金属的化学当量的比率,其根据两种反应物的化学反应性和化学计量被预期导致高碱性有机材料(例如磺酸或羧酸)与含金属反应物之间的反应用于形成清净剂(例如氢氧化钙,氧化钡等)。因此,在普通磺酸钙中,金属比为1,而在高碱性磺酸盐中,金属比为4.5。
这种清净剂的实例描述于,例如,美国专利No.2,616,904;2,695,910;2767164;2767209;2798852;2,959,551;3147232;3,274,135;4729791;5,484,542和8,022,021。高碱性清净剂可以单独使用或组合使用。高碱性清净剂可以以组合物的0.1重量%至20%的范围存在;例如,至少1重量%或至多10重量%。
示例性表面活性剂包括非离子聚氧乙烯表面活性剂,例如乙氧基化烷基酚和乙氧基化脂族醇,脂肪的聚乙二醇酯,树脂和妥尔油酸和脂肪酸的聚氧乙烯酯或阴离子表面活性剂,例如直链烷基苯磺酸盐,烷基磺酸盐,烷基醚膦酸盐,醚硫酸盐,磺基琥珀酸盐和醚羧酸盐。表面活性剂可以以0.0001重量%至10重量%,或0.0001重量%至2.5重量%存在于金属加工组合物中。
除上述消泡组分之外,润滑剂还可包括消泡剂。另外的消泡剂可包括有机硅氧烷和非硅泡沫抑制剂。有机硅氧烷的实例包括二甲基硅氧烷和聚硅氧烷。非硅泡沫抑制剂的实例包括聚醚,聚丙烯酸酯及其混合物,以及丙烯酸乙酯,丙烯酸2-乙基己酯和任选的乙酸乙烯酯的共聚物。在一些实施方案中,消泡剂可以是聚丙烯酸酯。消泡剂可以以0.0025重量%至0.30重量%或0.001重量%或甚至0.0025重量%至0.10重量%存在于组合物中。
可用于本发明的破乳剂包括聚乙二醇,聚环氧乙烷,聚丙烯醇氧化物(环氧乙烷-环氧丙烷)聚合物,聚氧化烯醇,烷基胺,氨基醇,二胺或多胺,其顺序地与环氧乙烷或取代的环氧乙烷混合物,磷酸三烷基酯反应,及其组合。破乳剂可以以0.0001重量%至10重量%,例如0.0001重量%至2.5重量%存在于腐蚀抑制组合物中。
可以使用的腐蚀抑制剂包括噻唑,三唑和噻二唑。实例包括苯并三唑,甲苯基三唑,辛基三唑,癸基三唑,十二烷基三唑,2-巯基苯并噻唑,2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑,2-巯基-5-烃基硫代-1,3,4-噻二唑,2-巯基-5-烃基二硫代-1,3,4-噻二唑,2,5-双(烃基硫代)-1,3,4-噻二唑和2,5-双-(烃基二硫代)-1,3,4-噻二唑。其他合适的腐蚀抑制剂包括醚胺;聚乙氧基化合物如乙氧基化胺,乙氧基化酚和乙氧基化醇;咪唑啉。其他合适的腐蚀抑制剂包括链烯基琥珀酸,其中链烯基含有10个或更多个碳原子,例如四丙烯基琥珀酸,十四碳烯基琥珀酸,十六烯基琥珀酸;分子量范围为600至3000的长链α,ω-二羧酸;和其他类似的材料。这些抑制剂的其他非限制性实例可以在美国专利3,873,465;3,932,303;4,066,398;4,402,907;4,971,724;5,055,230;5,275,744;5,531,934;5,611,991;5,616,544;5,744,069;5,750,070;5,779,938和5,785,896;Corrosion Inhibitors,C.C.Nathan,ed.,NACE,1973;I.L.Rozenfeld,Corrosion Inhibitors,McGraw-Hill,1981;Metals Handbook,9thEd.,Vol.13—Corrosion,pp.478497;Corrosion Inhibitors for Corrosion Control,B.G.Clubley,ed.,The Royal Society of Chemistry,1990;Corrosion Inhibitors,European Federation of Corrosion Publications Number 11,The Institute ofMaterials,1994;Corrosion,Vol.2—Corrosion Control,L.L.Sheir,R.A.Jarman,和G.T.Burstein,eds.,Butterworth-Heinemann,1994,pp.17:10-17:39;Y.I.Kuznetsov,Organic Inhibitors of Corrosion of Metals,Plenum,1996;和V.S.Sastri,CorrosionInhibitors:Principles and Applications,Wiley,1998中找到。其他腐蚀抑制剂可以以0.0001重量%至5重量%,例如0.0001重量%至3重量%存在于金属加工组合物中。
可以包括在组合物中的分散剂包括具有油溶性聚合烃骨架并且具有能够与待分散的颗粒缔合的官能团的分散剂。聚合烃骨架的重均分子量可以为750-1500道尔顿。示例性的官能团包括胺,醇,酰胺和酯极性部分,其通常通过桥连基团连接到聚合物主链上。分散剂的实例包括描述于美国专利3,697,574和3,736,357中的曼尼希分散剂;描述于美国专利4,234,435和4,636,322中的无灰琥珀酰亚胺分散剂;描述于美国专利3,219,666、3,565,804和5,633,326中的胺分散剂;描述于美国专利5,936,041、5,643,859和5,627,259中的Koch分散剂,和描述于美国专利5,851,965、5,853,434和5,792,729中的聚亚烷基琥珀酰亚胺分散剂。分散剂可以以0.0001重量%至10重量%,例如0.0005重量%至2.5重量%存在于金属加工组合物中。
在一个实施方案中,本文公开的金属加工组合物可含有摩擦改性剂。摩擦改性剂可以以金属加工组合物的0重量%至6重量%,或0.01重量%至4重量%,或0.05重量%至2重量%,或0.1重量%至2重量%存在。
如本文所用,与摩擦改性剂有关的术语“脂肪烷基”或“脂肪”是指具有10-22个碳原子的碳链,通常为直链碳链。或者,脂肪烷基可以是单支链烷基,其支化通常在β-位。单支链烷基的实例包括2-乙基己基,2-丙基庚基或2-辛基十二烷基。
合适的摩擦改性剂的实例包括胺,脂肪酯或脂肪环氧化物的长链脂肪酸衍生物;脂肪咪唑啉,如羧酸和多亚烷基多胺的缩合产物;烷基磷酸的胺盐;脂肪膦酸酯;脂肪亚磷酸酯;硼酸化磷脂,硼酸化脂肪环氧化物;甘油酯;硼酸甘油酯;脂肪胺;烷氧基化脂肪胺;硼酸化烷氧基化脂肪胺;羟基和多羟基脂肪胺,包括叔羟基脂肪胺;羟烷基酰胺;脂肪酸金属盐;烷基水杨酸盐的金属盐;脂肪恶唑啉;脂肪乙氧基化醇;羧酸和多亚烷基多胺的缩合产物;或来自脂肪羧酸与胍,氨基胍,脲或硫脲及其盐的反应产物。
摩擦改性剂还可包括材料例如硫化脂肪族化合物和烯烃,二烷基二硫代磷酸钼,二硫代氨基甲酸钼或其他油溶性钼配合物如855(可从RT Vanderbilt,Inc商购)或S-700或S-710(可从Adeka,Inc商购)。油溶性钼配合物有助于降低摩擦,但可能损害密封兼容性。
在一个实施方案中,摩擦改性剂可以是油溶性钼配合物。油溶性钼配合物可包括二硫代氨基甲酸钼,二硫代磷酸钼,钼蓝氧化物配合物或其他油溶性钼配合物或其混合物。油溶性钼配合物可以是氧化钼和氢氧化物的混合物,所谓的“蓝”氧化物。钼蓝氧化物具有平均氧化态为5-6的钼,并且是MoO2(OH)与MoO2.5(OH)0.5的混合物。油溶性的实例是以商品名MB或MBO(可从Lehmann and Voss GmbH商购)已知的钼蓝氧化物配合物,油溶性钼配合物可以以金属加工组合物的0重量%至5重量%,或0.1重量%至5重量%或1至3重量%存在。
在一个实施方案中,摩擦改性剂可以是长链脂肪酸酯。在另一个实施方案中,长链脂肪酸酯可以是单酯,在另一个实施方案中,长链脂肪酸酯可以是甘油三酯,例如向日葵油或大豆油,或多元醇与脂族羧酸的单酯。
极压剂可以是含硫和/或磷和/或氯的化合物。极压剂的实例包括多硫化物,硫化烯烃,噻二唑,氯化链烷烃,高碱性磺酸盐或其混合物。
噻二唑的实例包括2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑或其低聚物,烃基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑,烃基硫代取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑或其低聚物。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低聚物而形成。合适的噻二唑化合物的实例包括二巯基噻二唑,2,5-二巯基-[1,3,4]-噻二唑,3,5-二巯基-[1,2,4]-噻二唑,3,4-二巯基-[1,2,5]-噻二唑,或4-5-二巯基-[1,2,3]-噻二唑中的至少一种。通常容易获得的材料,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-噻二唑或烃基硫代取代的2,5-二巯基-1,3,4噻二唑是通常使用的。在不同的实施方案中,烃基取代基上的碳原子数包括1至30,2至25,4至20,6至16或8至10。2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑可以是2,5-二辛基二硫代-1,3,4-噻二唑,或2,5-二壬基二硫代-1,3,4-噻二唑。
在一个实施方案中,至少50重量%的多硫化物分子是三硫化物或四硫化物的混合物。在其他实施方案中,至少55重量%,或至少60重量%的多硫化物分子是三硫化物或四硫化物的混合物。
多硫化物包括来自油,脂肪酸或酯,烯烃或聚烯烃的硫化有机多硫化物。可以硫化的油包括天然或合成油,例如矿物油,猪油,衍生自脂族醇和脂肪酸或脂族羧酸的羧酸酯(例如油酸肉豆蔻酯和油酸油基酯),和合成的不饱和酯或甘油酯。
脂肪酸包括含有8至30或12至24个碳原子的脂肪酸。脂肪酸的实例包括油酸,亚油酸,亚麻酸和妥尔油。由混合的不饱和脂肪酸酯制备的硫化脂肪酸酯例如由动物脂肪和植物油获得,包括妥尔油,亚麻子油,大豆油,菜籽油和鱼油。
多硫化物包括衍生自多种烯的烯烃。烯通常具有一个或多个双键。在一个实施方案中,烯烃含有3至30个碳原子。在其他实施方案中,烯烃含有3至16或3至9个碳原子。在一个实施方案中,硫化烯烃包括衍生自丙烯,异丁烯,戊烯或其混合物的烯烃。
在一个实施方案中,多硫化物包含衍生自通过已知技术聚合如上所述的烯烃的聚烯烃。在一个实施方案中,多硫化物包括二丁基四硫化物,硫化的油酸甲酯,硫化的烷基酚,硫化的二戊烯,硫化的二环戊二烯,硫化的萜烯和硫化的Diels-Alder加合物。
氯化链烷烃可包括长链氯化链烷烃(C20+)和中链氯化链烷烃(C14-C17)。实例包括来自Dover Chemical的Choroflo,Paroil和Chlorowax产品。
上面已经讨论了高碱性磺酸盐。高碱性磺酸盐的实例包括5283C,5318A,5347LC和5358。
金属加工液可具有下表中定义的组成:
可以根据ASTM D892-13e1润滑油的发泡特性的标准测试方法评估每种润滑剂的消泡性能。
如本文所用,术语“烃基取代基”或“烃基”以其普通含义使用,这是本领域技术人员公知的。具体地,它是指具有直接连接到分子其余部分并且主要具有烃特征的碳原子的基团。烃基的实例包括:
烃取代基,即脂族(例如,烷基或链烯基),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,以及其中环通过环分子的另一部分完成的环状取代基(例如,两个取代基一起形成环);
取代的烃取代基,即含有非烃基的取代基,在本发明的上下文中,它们不会改变取代基的主要烃性质(例如卤素(尤其是氯和氟),羟基,烷氧基,巯基,烷基巯基,硝基,亚硝基和硫氧基);
在本发明的上下文中,杂取代基,即具有主要烃特征的取代基,在环或链中含有除碳之外的杂原子,否则由碳原子组成并包括作为吡啶基,呋喃基,噻吩基和咪唑基的取代基。杂原子包括硫,氧和氮。通常,对于烃基中的每十个碳原子,将存在不超过两个,或不超过一个非烃取代基;或者,烃基中可以不存在非烃取代基。在一个实施方案中,烃基中不存在卤素取代基。
已知上述一些材料可以在最终制剂中相互作用,使得最终制剂的组分可以与最初添加的组分不同。例如,金属离子(例如清净剂)可以迁移到其他分子的其他酸性或阴离子位点。由此形成的产物,包括在其预期用途中使用本发明组合物时形成的产物,可能不易于描述。然而,所有这些修饰和反应产物都包括在本发明的范围内;本发明包括通过混合上述组分制备的组合物。
以下实施例提供了所公开技术的说明。这些示例并非详尽无遗,并不旨在限制所公开技术的范围。
本发明组合物1的制备-在甲苯工艺中:
通过使丙烯酸乙基己酯(255.0g),丙烯酸乙酯(45.0g)和过氧-2-乙基己酸叔丁酯(TBPE)(0.33g)在甲苯(300g)中反应来制备本发明的组合物1。向装有机械搅拌器,带有水冷冷凝器的Claisen连接器和设定为0.5标准立方英尺/小时(scfh)的氮气入口,热电偶和塞子的1L圆底烧瓶中装入200g反应混合物并加热至110℃。在放热峰后,在90分钟期间通过漏斗加入剩余的400g反应混合物,并将容器内容物冷却并在反应期间保持在110℃。加完单体后1小时,将TBPE(0.08g)溶解在小瓶中的甲苯(5g)中,并加入反应容器中并保持1小时。将第二剂TBPE(0.08g)溶解在小瓶中的甲苯(5.0g)中,并加入到保持在110℃的反应容器中,直至观察到单体完全消耗,约1至2小时。将反应内容物冷却并转移至1L单颈圆底烧瓶中。通过旋转蒸发除去甲苯,得到粘性无色液体,产率为95%,Mw为41,090Da。
本发明组合物2的制备-在油工艺中:
通过使丙烯酸乙基己酯(255.0g),丙烯酸乙酯(45.0g)和过氧-2-乙基己酸叔丁酯(TBPE)(0.33g)在一夸脱的罐中反应来制备本发明的组合物2,将其摇动进行混合。向配有机械驱动的玻璃环搅拌器,带有水冷冷凝器和热电偶的Claisen连接器,设定为小于0.12scfh的氮气入口和塞子的2L圆底烧瓶中加入三分之一(100.11g)反应混合物,在100℃下的运动粘度为~3.7cSt的环烷烃矿物油(100g)。
将反应混合物在200rpm下搅拌并通过加热套在30分钟期间从室温加热至100℃。达到温度后,将剩余的三分之二(200.22g)原始反应混合物在90分钟期间加入反应容器中,同时保持反应温度在100℃。完成进料后,将反应在100℃下搅拌1小时。在最初保持1小时后加入第一次精制剂量的TBPE(0.1g),并将反应再搅拌1小时。加入第二精制剂量的TBPE(0.1g)并将反应在100℃下再搅拌1小时。加入第三和第四剂量的TBPE(各0.1g),然后在每次剂量后在100℃下搅拌1小时。加入最后的第五剂TBPE(0.1g)并将反应在100℃下再搅拌1小时。气相色谱法用于监测丙烯酸乙基己酯的单体转化率至小于1%的目标单体水平和丙烯酸乙酯小于0.1%的目标单体水平。在达到所需的单体转化率后,将剩余的SFNF(350g)加入到反应烧瓶中,并将反应混合物在100℃下搅拌30分钟。将反应内容物冷却至室温,得到聚[(丙烯酸2-乙基己酯)-共-(丙烯酸乙酯)]在SFNF中的淡黄色溶液,其中含有40%活性物质。
实验1-自动变速器流体
通过将组合物1混合到用于传动系流体的典型或常规润滑剂中并且在印第安纳搅拌器氧化测试(ISOT)之前(预-ISOT)和之后(后-ISOT)根据测试方法ASTM D892测定发泡趋势来评估本发明组合物1作为消泡组分的功效,其中流体在铁和铜试样(coupons)存在下被氧化和应力。
在ISOT测试中,在铜试样和铁试样的存在下,将250mL测试样品在150℃下搅拌148小时。在测试结束时,根据ASTM D892对流体进行泡沫测试,其中一部分测试样品保持在24±0.5℃的浴温,同时空气以94±5mL/min的恒定流速吹过样品5分钟,然后静置10分钟。泡沫体积在5分钟和10分钟时段测量,并称为序列I测量。
然后根据序列I测试第二部分测试样品,但浴温为93.5±0.5℃。然后再次测量泡沫体积。这被称为序列II测量。
一旦由序列II产生的任何泡沫塌陷,将样品置于空气中并冷却至43.5℃以下,然后将测试圆筒置于保持在24±0.5℃的浴中并使样品经受相同的空气流速,吹气和稳定持续时间,如序列I。这称为序列III。
根据D6082-12测试样品的发泡特性。
实施例1-无级变速器流体
基于下面给出的配方制备四种无级变速器流体,其代表用于无级变速器的典型或常规润滑剂:
表6
具有润滑粘度的油是3cSt II类基础油
**可从Momentive获得的含聚二甲基硅氧烷的聚(丙烯酸酯)消泡剂
***含有72:28单体比例的EHAT:EHA的聚(丙烯酸酯)消泡剂,可从The LubrizolCorporation获得
****本发明的组合物1消泡组分
在ISOT之前和之后,根据ASTM D892测试上述配方的发泡趋势,结果示于下表7中。
表7
nr-未测试
从表7中可以看出,与不含消泡剂的实施例A相比,如实施例B中添加的硅氧烷消泡剂改善了预-ISOT发泡性能,但后ISOT表现不佳。此外,可以看出,本发明共聚物消泡组分中丙烯酸酯单体与丙烯酸酯共聚单体的摩尔比对消泡性能具有直接影响,因为含有单体比例为85:15的本发明实施例D显示出比含有单体比例为72:28的实施例C更好的性能。
上面提到的每篇文献都通过引用并入本文,包括任何先前的申请,无论是否具体列在上面,要求优先权。提及任何文件并不是承认该文件有资格作为现有技术或构成任何管辖区域内技术人员的一般知识。除了在实施例中或另外明确指出之外,本说明书中指定材料量,反应条件,分子量,碳原子数等的所有数值量应理解为由词语“约”修饰。应理解,本文所述的上限和下限,范围和比例限制可以独立地组合。类似地,本发明的每种元素的范围和量可以与任何其他元素的范围或量一起使用。如本文所用,术语“包含”还旨在包括作为“基本上由......组成”和“由......组成”的替代实施方案。“基本上由......组成”允许包含不会实质上影响正在考虑的组合物的基本和新颖特征的物质。

Claims (19)

1.一种润滑组合物,其包含:
a)选自II类基础油,III类基础油,IV类基础油,V类基础油或其混合物的具有润滑粘度的油;和
b)包含聚(丙烯酸酯)共聚物的消泡组分,所述聚(丙烯酸酯)共聚物包含:
(i)约75重量%至约90重量%具有丙烯酸的C4至C8烷基酯的丙烯酸酯单体;和
(ii)约10重量%至约25重量%具有丙烯酸的C2至C3烷基酯的共聚单体;
其中消泡组分具有至少13,000的Mn
2.根据权利要求1所述的润滑组合物,还包含含磷组分。
3.根据权利要求2所述的润滑组合物,其中含磷组分包括亚磷酸酯,含磷酰胺,含磷羧酸或酯,含磷醚及其混合物和衍生物中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的润滑组合物,其中丙烯酸酯单体(i)以约80重量%或约85重量%的量存在,且共聚单体(ii)以约15重量%或约20重量%的量存在。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的润滑组合物,其中丙烯酸酯单体(i)包括丙烯酸的C6-C8烷基酯。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的润滑组合物,其中丙烯酸酯单体(i)包括丙烯酸2-乙基己酯。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的润滑组合物,其中所述共聚单体(ii)包括丙烯酸乙酯或丙烯酸丙酯。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的润滑组合物,其中丙烯酸酯单体(i)为丙烯酸2-乙基己酯,且共聚单体(ii)为丙烯酸乙酯。
9.根据权利要求8所述的润滑组合物,其中丙烯酸酯单体(i)以85重量%的量存在,且共聚单体(ii)以15重量%的量存在。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的润滑组合物,其中所述消泡组分具有22,000至27,000Da的Mn
11.根据权利要求1至9中任一项所述的润滑组合物,其中所述消泡组分在所述润滑组合物中的存在量为50ppm至约600ppm。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的润滑组合物,还包含至少一种选自分散剂,粘度调节剂,摩擦改性剂,清净剂,抗氧化剂,密封溶胀剂,抗磨剂及其组合的其他添加剂。
13.一种润滑机械装置的方法,包括向机械装置供应权利要求1所述的润滑组合物。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述机械装置包括传动系装置。
15.根据权利要求14所述的方法,其中所述传动系装置包括轴,齿轮,齿轮箱或变速器。
16.根据权利要求13所述的方法,其中所述机械装置包括内燃机。
17.根据权利要求13所述的方法,其中所述机械装置包括液压系统,循环油系统,制冷系统,工业齿轮。
18.权利要求1至12中任一项所述润滑组合物中的消泡组分以改善在机械装置中的热稳定性的用途。
19.一种改善在机械装置中的热稳定性的方法,包括使所述机械装置与权利要求1至12中任一项所述的润滑组合物接触。
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