CN110520512A - 基于醚的润滑剂组合物、方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供润滑剂组合物，其包含具有润滑粘度的基础油，其中该基础油包含式(A)的醚基础油料：其中Ra和Rb是脂族烃基，且可以相同或不同；按润滑剂组合物的重量计，润滑剂组合物进一步包含0.5～7％的总分散剂添加剂。在一些实施方案中，醚基础油料具有式(1)：其中R1、R2、R3、R4、R5和R6如本文中所定义。润滑剂组合物可用于润滑内燃发动机中的表面以及用于改进发动机和/或车辆，例如与内燃发动机相关联的机动车辆的燃料经济性性能和/或活塞清洁性能。

Description

基于醚的润滑剂组合物、方法和用途
本发明涉及含有基础油的润滑剂组合物，该基础油包含某种醚基础油料(basestock)，其适合用于意欲在内燃发动机中使用的润滑剂组合物。还提供了润滑剂组合物和醚基础油料的方法和用途。
背景
润滑组合物通常包含具有润滑粘度的基础油连同一种或更多种添加剂，以递送包括例如以下的性质：减少的摩擦和磨损、改进的粘度指数、改进的分散性、清净力、和耐氧化及腐蚀性。润滑剂基础油可包含一种或更多种润滑基础油料。
汽车发动机润滑剂中使用的润滑剂基础油料通常获得自石油化学来源，例如可作为在精炼原油过程中分离的较高沸点馏分或者作为来自石油化学来源的原料的化学反应产物来获得它们。润滑剂基础油料也可制备自费-托蜡。
根据API标准1509"ENGINE OIL LICENSING AND CERTIFICATION SYSTEM(发动机油许可和认证系统)"，第17版，附录E(2013年10月，连同2015年3月勘误表)，可将润滑剂基础油料分类为I、II、III、IV和V类基础油料，如表1中所列出。
表1
通常通过已知方法制造I类基础油料，所述方法包括例如溶剂提取和溶剂脱蜡，或溶剂提取和催化脱蜡。通常通过已知方法制造II类和III类基础油料，所述方法包括例如催化氢化和/或催化加氢裂化，以及催化加氢异构化。IV类基础油料包括例如α-烯烃的氢化低聚物。
在基础油料中用以赋予包含其的润滑剂组合物的性质的组合是合意的。在一些情况下，例如在乘用车发动机油中，基础油料在润滑剂组合物上赋予低的粘度分布(viscosity profile)可能是合意的，因为这导致改进的燃料经济性。尤其，合意的是，基础油料具有低的运动粘度以及良好的低温粘度特性，例如使用微型旋转粘度计(MRV)测量的低倾点或低粘度。然而，一般趋势是对于基础油的粘度分布的改进(即，粘度参数的降低)伴随着不合意的挥发度增加。
另外，合意的是，润滑剂组合物展现良好的分散性性质以及对烟灰和油泥的耐受，在内燃发动机中采用的润滑剂组合物在其寿命期间不可避免地暴露于烟灰和油泥。良好的分散性性质可例如通过降低烟灰引起的润滑剂组合物增稠或者通过降低润滑剂组合物中的油泥积累来延长润滑剂组合物的有用寿命，不然所述增稠或积累可迅速导致燃料经济性的丧失。通常，通过添加分散剂来改进润滑剂组合物的分散性性质。按润滑剂组合物的重量计，高性能发动机油的代表性分散剂水平可典型位于7％和10％之间。因此，润滑剂组成的重要比例可由分散剂构成，且因此这些(分散剂)代表了润滑剂组合物的重要成本组分。另外，分散剂本身可造成油增稠，并因此组合物的分散性性质的增益可能不得不与就润滑剂粘度性质而言的损失相平衡。
因此，本领域对于这样的润滑剂组合物存在着需求：具有包括良好的低温粘度特性在内的合意的粘度分布，但是其还展现低挥发度。还对于这样的润滑剂组合物存在着需求：其展现良好的分散性性质而不要求如典型与高性能发动机油相关联的高分散剂处理速率。
在发动机中使用润滑组合物时还会遭遇到问题。例如，基础油料与润滑剂添加剂或其它基础油料的差的混溶性可在发动机中引起问题，例如活塞清洁性问题。在一些情况中，发动机中发现的润滑剂组合物与油封之间的负面相互作用可通过油封失灵而导致润滑剂损失。润滑剂组合物还可在发动机中遭遇的高温下经历氧化降解。
因此，对于针对给定的粘度分布具有低挥发度，但是其也适合在例如内燃发动机中使用的润滑剂组合物存在着需求。
概述
因此，在第一方面，提供润滑剂组合物，其包含具有润滑粘度的基础油，其中该基础油包含式(A)的醚基础油料：
其中：Ra和Rb是脂族烃基，并且可以相同或不同；
按润滑剂组合物的重量计，润滑剂组合物进一步包含0.5～7％的总分散剂添加剂。
在特别优选的实施方案中，润滑剂组合物的醚基础油料选自式(A)化合物的子集，即，式(1)化合物：
其中：R1和R2是烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基；
R3、R4和R5是H或烷基；
R6是烷基或
其中：R7和R8是H、烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基；
R9是H或烷基；
X是亚烷基或不存在；以及
p是0、1、2或3；且
m和n是0、1、2或3，条件是，当R4和R5是H时，m是0。
还提供制备润滑剂组合物的方法。
还提供使用润滑剂组合物来润滑表面的方法，以及润滑剂组合物用于润滑表面的用途。
还提供改进润滑剂组合物的分散性性质和/或粘度分布、以及改进发动机和/或车辆(例如与内燃发动机相关联的机动车辆)的燃料经济性性能和/或活塞清洁性能的方法和用途。
详述
提供润滑剂组合物，其包含具有润滑粘度的基础油，其中该基础油包含式(A)的醚基础油料：
其中：Ra和Rb是脂族烃基，并且可以相同或不同；
按润滑剂组合物的重量计，润滑剂组合物进一步包含0.5～7％的总分散剂添加剂。
用于本发明的目的，除非另有指出，否则如本文中使用的以下术语应理解具有下列含义：
如本文中使用的术语"脂族烃基"指包含氢和碳原子的基团，其中一个或更多个碳原子可任选被-O-置换，该基团可以是饱和或不饱和的，优选为饱和的，且含有1～40个碳原子。烃基的实例包括含有2～28个碳原子，例如3～26个碳原子或4～24个碳原子的烃基。在一个或更多个碳原子被-O-置换的情况下，优选2％～35％或5％～25％的碳原子被-O-置换。在其它实例中，脂族烃基具有1～3个被-O-置换的碳原子，例如2个被-O-置换的碳原子。在其它实例中，没有碳原子被-O-置换。
脂族烃基的实例包括无环基团、非芳族环状基团和包含无环部分和非芳族环状部分二者的基团。脂族烃基可以是直链或支链。脂族烃基包括如所规定的一价基团和多价基团。一价烃基的实例包括烷基、烯基、炔基和碳环基(例如环烷基或环烯基)。
如本文中使用的术语"烷基"指一价直链或支链烷基部分，其含有1～40个碳原子。烷基的实例包括含有1～30个碳原子，例如2、3或4个碳原子至24、25或26个碳原子，例如1～20个碳原子，1～14个碳原子，2～26个碳原子和3～24个碳原子的烷基。特别的实例包括含有1、2、3、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和30个碳原子的烷基。烷基的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基等等。除非另外具体指出，否则术语“烷基”不包括任选的取代基。
如本文中使用的术语"环烷基"指一价饱和的脂族烃基部分，其含有3～40个碳原子，且含有至少一个环，其中所述环具有至少3个环碳原子。本文提及的环烷基可任选具有与其连接的烷基。环烷基的实例包括含有3～16个碳原子，例如3～10个碳原子的环烷基。特别的实例包括含有3、4、5或6个环碳原子的环烷基。环烷基的实例包括属于单环、多环(例如双环)或桥环体系的基团。环烷基的实例包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基等等。
如本文中使用的术语"烯基"指一价直链或支链烃基，其含有2～40个碳原子，并且另外含有至少一个碳-碳双键，除非规定，否则碳-碳双键具有E或Z构型。烯基的实例包括含有2～28个碳原子，例如3～26个碳原子，例如4～24个碳原子的烯基。特别的实例包括含有2、3、4、5或6个碳原子的烯基。烯基的实例包括乙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基等等。
术语“亚烷基”指二价直链或支链饱和烃基，其由氢和碳原子组成，并且含有1～30个碳原子。亚烷基的实例包括含有1～20个碳原子，例如1～12个碳原子，例如1～10个碳原子的亚烷基。特别的实例包括含有1、2、3、4、5或6个碳原子的亚烷基。
如本文中使用的术语"烷氧基"指-O-烷基，其中烷基如本文所定义。在一些实例中，烷氧基含有1～40个碳原子，例如1～28个碳原子或1～26个碳原子，或1～24个碳原子，例如1～10个碳原子。特别的实例包括含有1、2、3、4、5或6个碳原子的烷氧基。烷氧基的实例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基等等。
术语“烷氧基取代的烷基”和“环烷基取代的烷基”指直链或支链烷基，其中烷基链的一个氢分别被如本文所描述的烷氧基或环烷基置换。
在一些实施方案中，式(A)的Ra和Rb中的至少一者是支链烷基、烷氧基取代的烷基或环烷基取代的烷基。
在一些实施方案中，式(A)的Ra和Rb独立选自烷基、烷氧基取代的烷基和环烷基取代的烷基，条件是，在Ra和Rb均为烷基的情况下，Ra和Rb中的至少一者是支链烷基。在优选的实施方案中，在Ra和Rb均为烷基的情况下，Ra和Rb均为支链烷基。
在一些实施方案中，式(A)的Ra和Rb独立选自C1-30烷基，例如C2-20烷基；C5-30环烷基取代的烷基，例如C5-25环烷基取代的烷基；或C2-30烷氧基取代的烷基，例如C2-20烷氧基取代的烷基。
在一些实施方案中，式(A)的Ra比Rb含有更多碳原子。
在一些实施方案中，式(A)的Ra含有12～30个碳原子，优选12～26个碳原子，且/或Rb含有2～20个碳原子，优选2～12个碳原子。
在特别优选的实施方案中，润滑剂组合物的醚基础油料是式(1)的化合物：
其中：R1和R2是烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基；
R3、R4和R5是H或烷基；
R6是烷基或
其中：R7和R8是H、烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基；
R9是H或烷基；
X是亚烷基或不存在；以及
P是0、1、2或3；且
m和n是0、1、2或3，条件是，当R4和R5是H时，m是0。
在一些实施方案中，R1和R2是C1-15烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-30环烷基，例如C2-12烷基，或者它们所连接的碳原子一起为C5-25环烷基。
在一些实施方案中，R3、R4和R5是H或C1-15烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R5是H。
在一些实施方案中，R6是C1-20烷基或例如C1-16烷基或
在一些实施方案中，R7和R8是H、C1-20烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-30环烷基，例如H、C2-12烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-25环烷基。优选地，R7和R8是C1-20烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R9是H或C1-20烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R9是H。
在一些实施方案中，X是C1-20亚烷基，例如C3-15亚烷基。
在一些实施方案中，p是0、1或2，例如0或1。
在一些实施方案中，m和n是0、1或2,例如0或1。
R1和R2如所描述地为烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基。应理解，在R1和R2均为烷基的情况下，它们可以彼此相同或不同。类似的考虑应用于被定义为一组取代基的一部分的其它取代基。因此，该考虑应用于例如R3、R4和R5；应用于R7和R8；以及应用于由m和n所取的值。例如，在将R3、R4和R5描述为H或烷基的情况下，应理解，R3、R4和R5各自可以为H，R3、R4和R5各自可以为烷基，或者R3、R4和R5的一个子集可以为H且R3、R4和R5的另一个子集可以为烷基。在R3、R4和R5或其子集是烷基的情况下，R3、R4和R5各自可以为相同的烷基，或者它们可以是不同的烷基。相比之下，在化学式中的若干位置使用R1(或任何其它符号)的情况下，其用来表示在这些位置的每一处存在相同的基团。
在本文中公开的每一种实施方案中，润滑剂组合物的醚化合物可含有总数为约20～约50的碳原子。例如醚化合物中的碳总数可以为约25～约45，例如约28～约40或约28～约36。
如先前所指出的，本文中提及的烷基和亚烷基(即，可由Ra、Rb、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和X代表的那些)可以是直链的烷基或亚烷基，但是它们也可以是支链的。在一些实施方案中，每一烷基和每一亚烷基含有单个分支点或者是直链的烷基或亚烷基。例如，当Ra和Rb均为烷基时，优选这些烷基中的至少一个是支链的，优选均为支链的。在一些实施方案中，例如关于R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和X基团，烷基和亚烷基是直链的烷基或亚烷基。应理解，除了烷基分支(如果存在的话)之外，除非另有指出，烷基和亚烷基是未经取代的，并因此可以不含除碳或氢以外的任何原子。
式(A)和/或式(1)的化合物在40℃下可具有小于约25cSt，例如小于约20cSt或小于约17cSt的运动粘度。该化合物在100℃下可具有小于约7cSt，例如小于约5cSt或小于约4cSt的运动粘度。该化合物可具有大于约100，例如大于约110或大于约120的粘度指数。可根据ASTM D7279来测量40℃下的运动粘度和100℃下的运动粘度。可根据ASTM D2270来测量粘度指数。
该化合物可具有小于约26重量％，例如小于约20重量％、小于约16重量％或小于约12重量％的诺亚克挥发度(Noackvolatility)。可根据CEC-L-40-A-93来测量诺亚克挥发度。
该化合物在150℃和106s-1的剪切速率下可具有不大于1.7cP，例如不大于1.5cP的粘度。可根据CEC-L-36-A-90来测量这种高温高剪切粘度。
本文中描述的醚化合物可用于改进润滑剂组合物的分散性性质和/或粘度分布，所述润滑剂组合物例如为用于内燃发动机的润滑剂组合物(优选与机动车辆相关联)。优选地，按完全配制的润滑剂组合物的重量计，用于通过使用本文中描述的醚化合物进行改进的润滑剂组合物的总分散剂添加剂浓度为0.5～7.0％、1.0～7.0％、1.0～6.5％、2.0～6.0％或3.0～5.0％。因此，还提供了改进润滑剂组合物(例如用于内燃发动机的润滑剂组合物，优选与机动车辆相关联)的分散性性质和/或粘度分布的方法，其包括以下步骤：向润滑剂组合物提供或供应本文中描述的醚化合物中的至少一种。优选地，按完全配制的润滑剂组合物的重量计，用于改进的润滑剂组合物的总分散剂添加剂浓度为0.5～7.0％、1.0～7.0％、1.0～6.5％、2.0～6.0％或3.0～5.0％。
本文中描述的润滑剂组合物可用于改进发动机和/或车辆(例如与内燃发动机相关联的机动车辆)的燃料经济性性能和/或活塞清洁性能。因此，提供了改进发动机和/或车辆(例如与内燃发动机相关联的机动车辆)的燃料经济性性能和/或活塞清洁性能的方法，其包括以下步骤：为发动机和/或车辆提供如本文中所描述的润滑剂组合物。
本文中描述的醚化合物可具有以下倾点：小于-10℃，例如小于约-25℃或小于约-35℃。可根据ASTM D5950来测量倾点。
醚化合物在-35℃下可具有以下冷曲轴箱模拟器粘度(cold-crankcasesimulator viscosity)(例如根据ASTM D5293所测量的)：小于约1800cP，例如小于约1500cP或小于约1200cP。
醚化合物可具有以下DSC氧化开始温度(例如根据ASTM E2009(方法B)所测量的)：大于约165℃，例如大于约175℃或大于约185℃。
在特别的实施方案中，式(A)或式(1)的醚化合物可具有在100℃下约3～约4cSt的运动粘度和按重量计小于约20％，例如小于约16％或小于约12％的诺亚克挥发度；或在100℃下约2～约3cSt的运动粘度和按重量计小于约40％，例如小于约30％的诺亚克挥发度。
式(A)或式(1)的醚化合物特别适于共混入润滑剂组合物中。尤其，该化合物与包括烃基础油料在内的常规基础油料混溶以及与常规润滑剂添加剂混溶。另外，该化合物可以相对高的量(例如以大于约10重量％，例如大于约20重量％或大于约30重量％的量)在润滑剂组合物中使用，同时满足针对润滑剂组合物的弹性体相容性要求。
式(A)和式(1)的化合物可制备自宽范围的市售可得的原料。
在一些实施方案中，由得自生物的原料来制备该化合物。例如该化合物可含有大于约50重量％，例如大于约70重量％或大于约80重量％的基于生物的碳。可根据ASTMD6866来测量该化合物的基于生物的碳含量。
格尔伯特(醇)衍生的(Guerbet-derived)基础油料
在优选的实施方案中，式(1)化合物衍生自β-烷基化醇。在这些实施方案中，该化合物可具有式(2)：
其中：R1和R2是烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基；
R3和R5是H或烷基；
R4是烷基；
R6是烷基或
其中：R7和R8是H、烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基；
R9是H或烷基；
X是亚烷基或不存在；以及
p是0、1、2或3；且
n是0、1、2或3。
在一些实施方案中，R1和R2是C1-15烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-30环烷基，例如C2-12烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-25环烷基。优选地，R1和R2是C1-15烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R3和R5是H或C1-15烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R3和R5是H。
在一些实施方案中，R4是C1-15烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R6是C1-15烷基或例如C1-12烷基或
在一些实施方案中，R7和R8是H、C1-20烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-30环烷基，例如H、C2-12烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-25环烷基。优选地，R7和R8是C1-20烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R9是H或C1-20烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R9是H。
在一些实施方案中，X是C1-20亚烷基，例如C3-15亚烷基。
在一些实施方案中，p是0、1或2，例如0或1。
在一些实施方案中，n是0、1或2，例如0或1。
在化合物衍生自β-烷基化醇的情况下，其优选至少部分衍生自格尔伯特醇。至少部分衍生自格尔伯特醇的化合物可具有式(3)：
其中：R1是烷基；
R3和R5是H或烷基；
R4是烷基；
R6是烷基或
其中：R7和R8是H、烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基；
R9是H或烷基；
X是亚烷基或不存在；以及
p是0、1、2或3；且
n是0、1、2或3。
在一些实施方案中，R1是C1-12烷基，例如C2-10烷基。
在一些实施方案中，R3是H或C1-12烷基，例如H或C2-10烷基。优选地，R3是H。
在一些实施方案中，R4是C1-15烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R5是H或C1-15烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R5是H。
在一些实施方案中，R6是C1-15烷基或例如C1-12烷基或优选地，R6是C1-15烷基，例如C1-12烷基。
在一些实施方案中，R7和R8是H、C1-20烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-30环烷基，例如H、C2-12烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-25环烷基。优选地，R7和R8是C1-20烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R9是H或C1-20烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R9是H。
在一些实施方案中，X是C1-20亚烷基，例如C3-15亚烷基。
在一些实施方案中，p是0、1或2，例如0或1。
在一些实施方案中，n是0、1或2，例如0或1。
一部分的式(3)化合物具有可衍生自格尔伯特醇的结构(即，含有R1和R3的部分)，而其它部分不需要衍生自格尔伯特醇(即，含有R4、R5和R6的部分)。然而，在优选的实施方案中，化合物可衍生自两种格尔伯特醇的结合。以这种方式制备的化合物可具有式(4)：
其中：R1和R4是烷基；
R3和R5是H或烷基。
在一些实施方案中，R1和R4是C1-12烷基，例如C2-10烷基。
在一些实施方案中，R3和R5是H或C1-12烷基，例如H或C2-10烷基。优选地，R3和R5是H。
在特别的实施方案中：R1是C4-12烷基，例如C6-10烷基；
R3是H；
R4是C1-10烷基，例如C2-8烷基；且
R5是H。
可将两种不同的格尔伯特醇结合，以形成式(4)化合物，在这种情况中，R1和R4可以不同。或者，R3和R5可以不同。在一些实施方案中，R1和R4不同，并且R3和R5也不同。
然而，在一些实施方案中，化合物可衍生自其中使相同的格尔伯特醇结合的反应。以这种方式制备的化合物可具有式(5)：
其中：R1是烷基；且
R3是H或烷基。
在一些实施方案中，R1是C1-10烷基，例如C2-9烷基。
在一些实施方案中，R3是H或C1-9烷基，例如H或C2-8烷基。优选地，R3是H。
在特别的实施方案中：R1是C3-10烷基，例如C4-8烷基；且R3是H。
衍生自格尔伯特醇的化合物包括如表2中所显示的化合物GE1-GE3、GE5、GE7-GE9、SE1、SE2和TE1。
可例如通过以下方式来制备格尔伯特醇：在格尔伯特反应中使伯醇二聚，以形成β-烷基化醇产物：
其中R1和R3如先前所定义；
和/或：
其中R4和R5如先前所定义。
格尔伯特反应是技术人员众所周知的。通常在催化剂的存在下，在升高的温度下进行该反应。
可由格尔伯特醇，例如根据以下反应来制备化合物：
其中：Y是离去基团；且
R1、R3、R4、R5、R6和n如先前针对式(3)化合物所定义。
在将两种格尔伯特醇结合以形成化合物的情况下，可首先对格尔伯特醇之一进行改性，以致其含有离去基团Y，然后制备化合物：
然后：
或者：
然后：
其中：Y是离去基团；且
R1、R3、R4和R5如先前针对式(4)化合物所定义。
在将相同的格尔伯特醇结合，以形成化合物的情况下，可例如根据以下反应来将它们结合：
然后：
其中：Y是离去基团；且
R1和R3如先前针对式(5)化合物所定义。
技术人员已知用于改性格尔伯特醇，以致其含有离去基团Y的方法和反应条件。例如，可通过使格尔伯特醇与甲磺酰氯在三乙胺的存在下反应来引入甲磺酸酯基团。可通过使格尔伯特醇与N-溴代琥珀酰亚胺和三苯基膦反应来引入溴基团。
技术人员已知用于进行醚化反应的方法和反应条件。可在上述化合物形成反应(即，醚化反应)中使用碱(例如氢氧化钾或叔丁醇钾)、催化剂(例如Starks催化剂：N-甲基-N,N,N-三辛基辛烷-1-氯化铵(N-Methyl-N,N,N-trioctyloctan-1-ammonium chloride))或二者。
在上述化合物形成反应中，Y可以是任何合适的离去基团，例如卤素(例如溴、氯或碘)或磺酸酯(例如甲磺酸酯或甲苯磺酸酯)。
仲醚和叔醚基础油料
在一些优选的实施方案中，式(1)化合物是仲醚或叔醚化合物。在这些实施方案中，该化合物可具有式(6)：
其中：R1和R2是烷基，或者与它们所连接的碳一起为环烷基；
R3、R4和R5是H或烷基；
R6是烷基或
其中：R7和R8是H、烷基或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基；
R9是H或烷基；
X是亚烷基或不存在；以及
p是0、1、2或3；且
n是0、1、2或3。
在一些实施方案中，R1和R2是C1-15烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-30环烷基，例如C2-12烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-25环烷基。优选地，R1和R2是C1-15烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R3、R4和R5是H或C1-15烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R5是H。
在一些实施方案中，R6是C1-20烷基或例如C1-16烷基或
在一些实施方案中，R7和R8是H、C1-20烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-30环烷基，例如H、C2-12烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-25环烷基。优选地，R7和R8是C1-20烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R9是H或C1-20烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R9是H。
在一些实施方案中，X是C1-20亚烷基，例如C3-15亚烷基。
在一些实施方案中，p是0、1或2，例如0或1。
在一些实施方案中，n是0、1或2，例如0或1。
仲醚和叔醚化合物可具有式(7)：
其中：R1和R2是烷基，或者与它们所连接的碳一起为环烷基；
R3、R4和R5是H或烷基；且
R6是烷基。
在一些实施方案中，R1和R2是C1-15烷基，或者与它们所连接的碳一起为C5-30环烷基，例如C2-12烷基，或者与它们所连接的碳一起为C5-25环烷基。
在一些实施方案中，R3、R4和R5是H或C1-15烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R5是H。
在一些实施方案中，R6是C1-20烷基，例如C1-16烷基。
化合物可以是式(8)的仲醚化合物：
其中：R1和R2是烷基，或者与它们所连接的碳一起为环烷基；
R4和R5是H或烷基；且
R6是烷基。
在一些实施方案中，R1和R2是C1-15烷基，例如C2-12烷基。
在其它实施方案中，仲醚可获得自环状化合物。在这种情况中，R1和R2与它们所连接的碳一起形成环烷基，例如C5-30环烷基或C5-25环烷基。该环烷基可含有环戊基、环己基或环庚基，其任选具有与之连接的一个或更多个烷基，例如C1-12烷基或C1-8烷基。
在一些实施方案中，R4和R5是H或C1-15烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R5是H。
在一些实施方案中，R6是C1-20烷基，例如C1-16烷基。
在特别的实施方案中：R1和R2是C3-12烷基，例如C5-10烷基；
R4和R5是H；且
R6是C4-20烷基，例如C6-15烷基。
在其它特别的实施方案中：R1和R2是C3-12烷基，例如C5-10烷基；
R4是C3-12烷基，例如C5-10烷基；
R5是H；且
R6是C3-12烷基，例如C5-10烷基。
化合物可以是式(9)的叔醚化合物：
其中：R1和R2是烷基，或者与它们所连接的碳一起为环烷基；
R3是烷基；
R4和R5是H或烷基；且
R6是烷基。
在一些实施方案中，R1和R2是C1-15烷基，或者与它们所连接的碳一起为C5-30环烷基，例如C2-12烷基，或者与它们所连接的碳一起为C5-25环烷基。优选地，R1和R2是C1-15烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R3是C1-12烷基，例如C1-10烷基。
在一些实施方案中，R4和R5是H或C1-15烷基，例如H或C2-12烷基。
在一些实施方案中，R6是C1-20烷基，例如C1-16烷基。
在特别的实施方案中：R1和R2是C2-12烷基，例如C4-10烷基；
R3是C1-10烷基，例如C1-8烷基；
R4和R5是H；且
R6是C4-20烷基，例如C6-15烷基。
在其它特别的实施方案中：R1、R2和R3是C2-12烷基，例如C4-10烷基；
R3是C1-10烷基，例如C1-8烷基；
R4是C3-12烷基，例如C5-10烷基；
R5是H；且
R6是C3-12烷基，例如C5-10烷基。
仲醚和叔醚化合物的实例包括如表2中所显示的SE1、SE2和TE1。
可根据以下反应来制备仲醚和叔醚化合物：
或者：
其中：Y是离去基团；且
R1、R2、R3、R4、R5、R6和n如先前针对式(6)化合物所定义。
类似地：
或者：
其中：Y是离去基团；且
R1、R2、R3、R4、R5和R6如先前针对式(7)化合物所定义。
技术人员将意识到用于进行这些醚化反应的方法和反应条件。例如可在硫酸镁、硫酸和二氯甲烷的存在下进行反应。
醚化反应中使用的仲醇和叔醇原料通常为市售可得的，或者它们可获得自市售可得的酮。
可通过将离去基团Y引入醇原料中来制备基团技术人员已知用于将离去基团引入醇中的方法和反应条件。
在上述形成仲醚和叔醚化合物的反应中，Y可以是任何合适的离去基团，例如卤素(例如溴、氯或碘)或磺酸酯(例如甲磺酸酯或甲苯磺酸酯)。
衍生自格尔伯特醇的仲醚或叔醚
在一些实施方案中，化合物可包含醚，该醚在一侧衍生自仲醇或叔醇，且在另一侧衍生自格尔伯特醇。在这些实施方案中，该化合物可具有式(10)：
其中：R1和R4是烷基；
R3和R5是H或烷基；
R6是烷基或
其中：R7和R8是H、烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基；
R9是H或烷基；
X是亚烷基或不存在；且
p是0、1、2或3。
在一些实施方案中，R1是C1-12烷基，例如C2-10烷基。
在一些实施方案中，R3是H或C1-12烷基，例如H或C2-10烷基。优选地，R3是H。
在一些实施方案中，R4是C1-15烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R5是H或C1-15烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R5是H。
在一些实施方案中，R6是C1-15烷基或例如C1-12烷基或
在一些实施方案中，R7和R8是H、C1-20烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-30环烷基，例如H、C2-12烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-25环烷基。优选地，R7和R8是C1-20烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R9是H或C1-20烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R9是H。
在一些实施方案中，X是C1-20亚烷基，例如C3-15亚烷基。
在一些实施方案中，p是0、1或2，例如0或1。
衍生自格尔伯特醇的仲醚和叔醚化合物的实例包括如表2中所显示的化合物SE1、SE2和TE1。
二醚基础油料
通常优选的是，式(1)化合物是单醚。然而，在一些实施方案中，该化合物是二醚化合物。此类化合物可具有式(11)：
其中：R1和R2是烷基或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基；
R3、R4和R5是H或烷基；
R7和R8是H、烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基；
R9是H或烷基；
X是亚烷基或不存在；
p是0、1、2或3；且
m和n是0、1、2或3。
在一些实施方案中，R1和R2是C1-15烷基，或者与它们所连接的碳一起为C5-30环烷基，例如C2-12烷基，或者与它们所连接的碳一起为C5-25环烷基。优选地，R1和R2是C1-15烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R3、R4和R5是H或C1-15烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R3和R5是H。
在一些实施方案中，R7和R8是H、C1-20烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-30环烷基，例如H、C2-12烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-25环烷基。优选地，R7和R8是C1-20烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R9是H或C1-20烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R9是H。
在一些实施方案中，X是C1-20亚烷基，例如C3-15亚烷基。
在一些实施方案中，p是0、1或2，例如0或1。
在一些实施方案中，m和n是0、1或2，例如0或1。
在一些实施方案中，二醚化合物可含有两个醚基团，其中的至少一个衍生自β-烷基化醇。在此类实施方案中，该化合物可具有式(12)：
其中：R1和R2是烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基；
R3、R4和R5是H或烷基；
R7和R8是H、烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基；
R9是H或烷基；
X是亚烷基或不存在；
p是0、1、2或3；且
n是0、1、2或3。
在一些实施方案中，R1和R2是C1-15烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-30环烷基，例如C2-12烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-25环烷基。优选地，R1和R2是C1-15烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R3、R4和R5是H或C1-15烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R3和R5是H。优选地，R4是C1-15烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R7和R8是H、C1-20烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-30环烷基，例如H、C2-12烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-25环烷基。优选地，R7和R8是C1-20烷基，例如C2-12烷基。
在一些实施方案中，R9是H或C1-20烷基，例如H或C2-12烷基。优选地，R9是H。
在一些实施方案中，X是C1-20亚烷基，例如C3-15亚烷基。
在一些实施方案中，p是0、1或2，例如0或1。
在一些实施方案中，n是0、1或2，例如0或1。
可优选与本申请结合使用的式(1)的格尔伯特(醇)衍生的基础油料GE1-GE9、仲醚基础油料SE1和SE2、以及叔醚基础油料TE1的实例显示于表2中。
表2
基础油和润滑剂组合物
使用式(A)的醚化合物或其式(1)的子集作为按照本发明的基础油的一部分。
基础油可含有一定量的式(A)化合物或其式(1)的子集的化合物，该量足以将该化合物的有益性质赋予到基础油上。
在一些实施方案中，基础油包含大于约5重量％，例如大于约25重量％或大于约40重量％的式(A)的醚化合物、或其式(1)的子集。基础油可包含至多约100％，例如至多约90％的式(A)或其式(1)的子集的化合物。基础油中的式(A)或其式(1)的子集的化合物可由式(A)或其式(1)的子集的单一化合物或化合物的组合构成。
基础油的其余部分可以由不是式(A)和式(1)的化合物的基础油料组成。适合在基础油中使用的与式(A)和式(1)的那些不同的基础油料包括非水性基础油料，例如I类、II类、III类、IV类和V类基础油料。基础油的其余部分可包含与式(A)和式(1)的那些不同的单一基础油料或基础油料的组合。
基础油用作按照本发明的润滑剂组合物的一部分。
润滑剂组合物可含有一定量的基础油，该量足以将式(A)化合物或其式(1)的子集的化合物的有益性质赋予到润滑组合物上。
在一些实施方案中，润滑剂组合物包含大于约50重量％，例如大于约65重量％或大于约80重量％的基础油。基础油可由包含式(A)或其式(1)的子集的化合物的单一基础油或基础油的组合组成。
按润滑剂组合物的重量计，润滑剂组合物包含0.5～7％的量的分散剂。如技术人员将认识到的，可在润滑剂组合物的制备中将分散剂以单独的形式或稀释于油中的形式添加到基础油组合物中。本文中提及的包含在润滑剂组合物中的一定量的分散剂应理解为指未经任何稀释的所采用的分散剂物质本身的重量。任何量的分散剂可存在于本发明的润滑剂组合物中，条件是，其位于润滑剂组合物重量的0.5～7％的范围内。类似地，按照本发明可使用位于润滑剂组合物重量的0.5～7％的范围内的分散剂浓度的任何子范围。例如，按照本发明可利用形成自重量百分比下限(0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9或3.0)连同重量百分比上限(7.0、6.9、6.8、6.7、6.6、6.5、6.4、6.3、6.2、6.1、6.0、5.9、5.8、5.7、5.6、5.5、5.4、5.3、5.2、5.1或5.0)的组合的所有子范围。
在优选的实施方案中，存在于润滑剂组合物中的分散剂添加剂的总量为1.0～7.0％。在其它优选的实施方案中，按润滑剂组合物的重量计，存在于润滑剂组合物中的分散剂添加剂的总量为1.0～6.5％。在其它优选的实施方案中，按润滑剂组合物的重量计，存在于润滑剂组合物中的分散剂添加剂的总量为2.0～6.0％。在其它优选的实施方案中，按润滑剂组合物的重量计，存在于润滑剂组合物中的分散剂添加剂的总量为3.0～5.0％。
本发明的特别优点涉及通过式(A)或其式(1)的子集的醚化合物的存在而赋予润滑剂组合物的分散性性质。这允许实现合意的润滑剂粘度分布和分散性性质，而不需要与不用任何式(A)或式(1)的醚化合物配制的比较润滑剂组合物中所通常要求的相同的分散剂浓度。按润滑剂组合物的重量计，高性能发动机油的代表性分散剂水平通常位于7％和10％之间。相比于不含任何式(A)或式(1)的醚化合物，且包含相同的但浓度更高的分散剂的常规润滑剂组合物，本发明使得能够使用低得多的分散剂浓度来在例如在内燃发动机内使用之前和使用期间均实现相同或更好的分散性性质和粘度分布。从成本的观点以及从润滑剂组合物寿命、燃料经济性、弹性体相容性和活塞及发动机的清洁性观点，这是特别有益的。
与本发明结合使用的分散剂包括金属分散剂和非金属分散剂二者。合适的无灰分散剂的实例包括长链烃取代的单羧酸及多羧酸或其酸酐的油溶性盐、酯、氨基酯、酰胺、酰亚胺和噁唑啉；长链烃的硫代羧酸酯衍生物；含有直接与其连接的多胺部分的长链脂族烃，例如聚异丁烯琥珀酸酐-多胺(PIBSA-PAM)；通过使长链取代的苯酚与甲醛和聚亚烷基多胺缩合而形成的曼尼希缩合产物；科赫反应产物等等。本发明中使用的特别优选的分散剂为含有直接与其连接的多胺部分的长链脂族烃，例如聚异丁烯琥珀酸酐-多胺(PIBSA-PAM)。
与本发明结合使用的分散剂合适地具有以下分子量：小于20,000g/mol，优选小于15,000g/mol，例如小于12,000g/mol或小于10,000g/mol。在优选的实施方案中，与本发明结合使用的分散剂具有以下分子量：500～20,000g/mol、500～15,000g/mol、800～10,000g/mol或1,200～7,500g/mol。可例如通过凝胶渗透色谱或光散射方法容易地测定分散剂的分子量。如技术人员将认识到的，与本发明结合使用的分散剂不涵盖聚合物分散剂粘度调节剂，所述聚合物分散剂粘度调节剂的分子量高于20,000g/摩尔，例如介于25,000g/mol和500,000g/mol之间。
在优选的实施方案中，与本发明结合使用的分散剂是含氮分散剂。在特别优选的实施方案中，含氮分散剂的分子量为500～20,000g/mol、500～15,000g/mol、800～10,000g/mol或1,200～7,500g/mol。
在其它实施方案中，与本发明结合使用的分散剂是不含氮的分散剂。在一些实施方案中，不含氮的分散剂的分子量可为500～20,000g/mol、500～15,000g/mol、800～10,000g/mol或1,200～7,500g/mol。
除了分散剂添加剂之外，润滑剂组合物还可包含其它润滑剂添加剂。额外的润滑剂添加剂通常按以下量存在于润滑剂组合物中：约2重量％～约40重量％，例如约3重量％～约30重量％，例如约4重量％～约15重量％。
合适的额外的润滑剂添加剂包括清净剂(包括金属和非金属清净剂)、摩擦调节剂、粘度调节剂、分散剂粘度调节剂、粘度指数改进剂、倾点下降剂、抗磨添加剂、抑锈剂、腐蚀抑制剂、抗氧化剂(有时也称为氧化抑制剂)、消泡剂(有时也称为防沫剂)、密封溶胀剂(有时也称为密封相容剂)、极压添加剂(包括金属、非金属、含磷、不含磷、含硫和不含硫的极压添加剂)、表面活性剂、破乳剂、抗咬粘剂(anti-seizure agent)、蜡改性剂、润滑剂、防污染剂、发色剂、金属钝化剂、及其两种或更多种的混合物。
在一些实施方案中，润滑剂组合物包含清净剂。清净剂的实例包括无灰清净剂(即，不含金属的清净剂)和含有金属的清净剂。合适的无金属清净剂描述于例如US 7,622,431中。含有金属的清净剂包含至少一种有机酸的至少一种金属盐，其称为皂或表面活性剂。合适的有机酸包括例如磺酸、酚类(经适当硫化并包括例如具有多于一个羟基的酚类、具有稠合芳环的酚类、经过改性的酚类，例如亚烷基桥连的酚类、以及曼尼希碱缩合的酚类和水杨苷型酚类，例如通过苯酚与醛在碱性条件下的反应而产生)及其硫化衍生物、和羧酸，包括例如芳族羧酸(例如烃基取代的水杨酸及其衍生物，例如烃基取代的水杨酸及其硫化衍生物)。
在一些实施方案中，润滑剂组合物包含摩擦调节剂。合适的摩擦调节剂包括例如产生灰(ash-producing)的添加剂和无灰添加剂。合适的摩擦调节剂的实例包括脂肪酸衍生物，包括例如脂肪酸酯、酰胺、胺和乙氧基化胺。合适的酯摩擦调节剂的实例包括甘油的酯，例如单油酸酯、二油酸酯和三油酸酯；单棕榈酸酯和单肉豆蔻酸酯。特别合适的脂肪酸酯摩擦调节剂是单油酸甘油酯。合适的摩擦调节剂的实例还包括钼化合物，例如有机钼化合物、二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基硫代磷酸钼、二硫化钼、二烷基二硫代氨基甲酸三钼簇、无硫钼化合物等等。合适的含钼化合物描述于例如EP 1533362 Al中，例如在第[0101]～[0117]段中。
在一些实施方案中，润滑剂组合物包含分散剂粘度调节剂。合适的分散剂粘度调节剂的实例及制备它们的方法描述于WO 99/21902、WO 2003/099890和WO 2006/099250中。
在一些实施方案中，润滑剂组合物包含粘度指数改进剂。合适的粘度调节剂的实例包括高分子量烃聚合物(例如聚异丁烯、乙烯与丙烯以及更高级α-烯烃的共聚物)；聚酯(例如聚甲基丙烯酸酯)；氢化聚(苯乙烯-共聚-丁二烯或异戊二烯)聚合物和改性物(例如星形聚合物)；和酯化聚(苯乙烯-共聚-马来酸酐)聚合物。如通过凝胶渗透色谱或光散射方法所测定的，油溶性粘度调节聚合物通常展现至少约15,000～约1,000,000，例如约20,000～约600,000的数均分子量。
在一些实施方案中，润滑剂组合物包含倾点下降剂。合适的倾点下降剂的实例包括富马酸C8～C18二烷基酯/乙酸乙烯酯共聚物、甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚芳基酰胺、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸烷基酯、富马酸乙烯酯、苯乙烯酯、卤代石蜡与芳族化合物的缩合产物、羧酸乙烯酯聚合物；富马酸二烷基酯、脂肪酸的乙烯酯和烯丙基乙烯基醚的三元聚合物、蜡萘等等。
在一些实施方案中，润滑剂组合物包含至少一种抗磨添加剂。合适的抗磨添加剂的实例包括不含磷的添加剂，例如硫化烯烃。合适的抗磨添加剂的实例还包括含磷抗磨添加剂。合适的无灰含磷抗磨添加剂的实例包括亚磷酸三月桂基酯和硫代磷酸三苯基酯以及US2005/0198894的第[0036]段中公开的那些。合适的形成灰(ash-forming)的含磷抗磨添加剂的实例包括二烃基二硫代磷酸金属盐。二烃基二硫代磷酸金属盐的合适的金属的实例包括碱金属和碱土金属、铝、铅、锡、钼、锰、镍、铜和锌。特别合适的二烃基二硫代磷酸金属盐是二烃基二硫代磷酸锌(ZDDP)。
在一些实施方案中，基于润滑剂组合物的总重量计，润滑剂组合物中所含的磷的量小于0.5wt.％，优选为0.001～0.3wt.％，更优选为0.025～0.2wt.％，且甚至更优选为0.04～0.12wt.％。
在一些实施方案中，润滑剂组合物包含抑锈剂。合适的抑锈剂的实例包括非离子聚氧亚烷基多元醇及其酯、聚氧亚烷基苯酚、聚氧亚烷基多元醇、阴离子烷基磺酸、二硫代磷酸锌、金属酚盐、碱性金属磺酸盐、脂肪酸和胺。
在一些实施方案中，润滑剂组合物包含腐蚀抑制剂。合适的腐蚀抑制剂的实例包括硫磷化烃和通过硫磷化烃与碱土金属氧化物或氢氧化物的反应所获得的产物、非离子聚氧亚烷基多元醇及其酯、聚氧亚烷基苯酚、噻二唑、三唑和阴离子烷基磺酸。合适的环氧化酯腐蚀抑制剂的实例描述于US 2006/0090393中。
在一些实施方案中，润滑剂组合物包含抗氧化剂。合适的抗氧化剂的实例包括烷基化二苯胺、N-烷基化苯二胺、苯基-α-萘胺、烷基化苯基-α-萘胺、二甲基喹啉、三甲基二氢喹啉和由其得到的低聚物组合物、受阻酚类(hindered phenolics)(包括无灰(不含金属)酚类化合物和某些酚类化合物的中性和碱性金属盐)、芳族胺(包括烷基化和非烷基化的芳族胺)、硫化烷基酚及其碱金属盐和碱土金属盐、烷基化氢醌、羟基化硫代二苯基醚、亚烷基双酚、硫代丙酸酯、二硫代氨基甲酸金属盐、1,3,4-二巯基噻二唑及衍生物、油溶性铜化合物(例如二烃基硫代磷酸铜或硫代磷酸铜；合成或天然羧酸的铜盐，所述羧酸例如C8～C18脂肪酸、不饱和酸或支链羧酸，所述铜盐例如衍生自烯基琥珀酸或酸酐的碱性、中性或酸性Cu(I)和/或Cu(II)盐)、烷基苯酚硫酯的碱土金属盐(合适地含有C5～C12烷基侧链)、壬基苯酚硫化钙、叔辛基苯基硫化钡、二辛基苯胺、硫磷化烃或硫化烃、油溶性酚盐、油溶性硫化酚盐、十二烷基苯酚硫化钙、硫磷化烃、硫化烃、磷酯、低硫过氧化物分解剂等等。
在一些实施方案中，润滑剂组合物包含消泡剂。合适的消泡剂的实例包括硅酮、有机聚合物、硅氧烷(包括聚硅氧烷和(聚)二甲基硅氧烷，苯基甲基硅氧烷)、丙烯酸酯等等。
在一些实施方案中，润滑剂组合物包含密封溶胀剂。合适的密封溶胀剂的实例包括长链有机酸、有机磷酸酯、芳族酯、芳族烃、酯(例如邻苯二甲酸丁基苄基酯)和聚丁烯基琥珀酸酐(polybutenyl succinic anhydride)。
润滑剂组合物可包含表3中显示的量的润滑剂添加剂。
表3
润滑剂组合物在40℃下可具有小于约60cSt，例如小于约55cSt或小于约50cSt的运动粘度。润滑剂组合物在100℃下可具有小于约12cSt，例如小于约10cSt或小于约9.5cSt的运动粘度。润滑剂组合物可具有大于约100，例如大于约110或大于约120的粘度指数。可根据ASTM D445来测量40℃下的运动粘度和100℃下的运动粘度。可根据ASTM D2270来计算粘度指数。
润滑剂组合物可具有以下诺亚克挥发度：小于约25重量％，例如小于约15重量％或小于约10重量％。可根据CEC-L-40-A-93来测量诺亚克挥发度。
润滑剂组合物在150℃和106s-1的剪切速率下可具有以下粘度：不大于3cP，例如不大于2.8cP。可根据CEC-L-36-A-90来测量这种高温高剪切粘度。
润滑剂组合物可具有以下项的至少之一：
经CEC-L-088-02测试，由以下指示的氧化稳定性性能：40℃下绝对粘度增加不超过45cSt，例如不超过35cSt或不超过25cSt；经CEC-L-054-96测试，燃料经济性性能为至少2.5％，例如至少3％；以及经CEC-L-088-02测试，由以下指示的活塞清洁性能：综合活塞评价为至少8.5，例如9。
润滑剂组合物可具有以下冷曲轴箱模拟器性能：例如根据ASTM D5293所测量的，在-30℃下小于约3000，例如小于约2800或小于约2750。
优选的润滑剂组合物符合SAE J300中所列的要求。
可在润滑表面的方法中使用润滑剂组合物。
合适的表面包括例如用于车辆(包括例如乘用车辆和重型车辆)的动力传动系统(例如传动系和齿轮箱)中的那些；以及内燃发动机(例如内燃发动机的曲轴箱)中的那些。合适的表面还包括涡轮机轴承(例如水力涡轮机轴承)中的那些。
合适的内燃发动机包括例如在机动车应用中使用的发动机、在海运应用中使用的发动机和在基于陆地的发电厂中使用的发动机。润滑剂组合物特别适合在机动车内燃发动机中使用。
润滑剂组合物可用来改进内燃发动机和/或车辆(例如与内燃发动机相关联的机动车辆)的燃料经济性和/或活塞清洁性能。因此，提供了改进内燃发动机和/或车辆(例如与内燃发动机相关联的机动车辆)的燃料经济性和/或活塞清洁性能的方法，其包括向发动机和/或车辆提供或供应至少一种所述润滑剂组合物的步骤。
现将参考附图和实施例来描述本发明，所述附图和实施例在性质上是非限制性的，其中：
图1是关于含有格尔伯特(醇)衍生的基础油料(GE3)的共混组合物以及基线组合物的在100℃和5％烟灰下的绝对粘度增加的图；
图2是关于含有格尔伯特(醇)衍生的基础油料的共混组合物以及基线组合物的100℃下运动粘度相对于烟灰负荷百分比的图；
图3是显示含有格尔伯特(醇)衍生的基础油料(GE3)的共混组合物以及基线组合物的程序VG发动机试验(Sequence VG Engine test)中实现的发动机油泥和漆膜评价(merit)的图；以及
图4是涉及针对本发明组合物和非基于醚的润滑剂组合物实施的烟灰吸墨纸试验(Soot Blotter Test)的相对于分散剂浓度(％)的占总斑点面积的中心斑点面积(centralspot area of total)(％)的图。
实施例
实施例1–醚基础油料的性质
制备式(1)的格尔伯特(醇)衍生的基础油料GE3，其结构显示于表4中。
表4
测试该基础油料的以下性质：
根据ASTM D7279来测试100℃下的运动粘度(KV100)和40℃下的运动粘度(KV40)。
根据ASTM D2270来计算粘度指数(VI)。
根据ASTM D7346来测定倾点。
使用基于ASTM E2009(方法B)的方法来测试差示扫描量热法(DSC)氧化开始温度。根据该方法，在铝SFI盘中，在500psi的压力下以50℃/分钟的速率将基础油料从50℃加热至300℃。记录观察到放热时的温度。
使用基于IP 393且被认为与CEC-L-40-A-93类似的方法来测量诺亚克挥发度。根据该方法，将具有已知的诺亚克挥发度的参比油从40℃加热至550℃，以测定达到每种参比油的诺亚克挥发度重量损失时的温度。使基础油料经受与参比油相同的过程。可基于从参比油获得的结果来确定基础油料的诺亚克重量。
表5中总结了测试结果连同从常规基础油料(Yubase 4：III类基础油料)获得的结果。
表5
可见，相比于常规基础油，格尔伯特(醇)衍生的基础油料醚具有更低的挥发度、更低的倾点和更低的运动粘度。
实施例2：含有醚基础油料的润滑剂组合物的性质
将格尔伯特(醇)衍生的醚基础油料GE3与常规基础油添加剂(添加剂A：市售可得的添加剂包，基于润滑剂组合物的总重量计，其提供7～10wt％的高性能发动机油的代表性分散剂水平；添加剂B：冷流动改进剂；添加剂C：氧化抑制剂；以及添加剂D：粘度指数改进剂)和常规基础油(Yubase 4：III类基础油；和Yubase 6：III类基础油)共混，以形成润滑剂共混物。还制备了基线共混物。选择Yubase 4作为基线共混物的主要组分，因为它展现出与格尔伯特(醇)衍生的醚基础油料GE3类似的KV100。基线共混物据信为用于比较的严格基线，因为它是符合某些规范(ACEA A5/B5、API-SN/GF-4)的5W-30制剂。共混组合物的细节显示于表6中(按重量％计)。
表6
在共混组合物的制备期间没有遭遇到混溶性问题。
测试共混组合物，以查看基础油料的有利性质是否会反映在完全配制的润滑剂组合物中。测试以下性质：
根据ASTM D445(SAE J300的一部分)测试100℃下的运动粘度(KV100)和40℃下的运动粘度(KV40)。
根据ASTM D2270计算粘度指数(VI)。
根据ASTM D5293(SAE J300的一部分)在-30℃下进行冷启动模拟器(CCS)分析。
根据CEC-L-36-A-90进行高温高剪切(HTHS)分析。
根据ASTM D2896测定总碱值(TBN)。
根据CEC-L-40-A-93测试诺亚克挥发度。
根据IP 163测量硫酸盐化灰分含量。
测试结果总结于表7中。
表7
可见，格尔伯特(醇)衍生的基础油料的性质也展现在共混组合物中。尤其，观察到有益的粘度、挥发度和冷流动性质。格尔伯特(醇)衍生的基础油料还展现类似于基线共混物的HTHS测量值、TBN和硫酸盐化灰分含量。
实施例3：DV-4烟灰处理试验
使来自实施例2的共混组合物经受按照CEC-L-93-04的DV-4烟灰处理试验，以便确定组合物处理烟灰负荷增加的能力。获得自DV-4测试的关于在100℃和5％烟灰下的绝对粘度增加、以及在100℃下随着烟灰水平从0增加到6％的运动粘度增加的结果显示于表8中。特定样品的通过限(pass limit)按照在该样品之前不久测试的参比油RL223来设定。如将意识到的，参比运行(reference runs)之间的实验变动可因此影响所述通过限，因此为了确保经时一致性，通过限小于或等于参比油RL223在6％烟灰负荷下的KV100粘度增加的60％。
表8
含有格尔伯特(醇)衍生的基础油料的润滑剂组合物通过DV-4试验的所有方面。
来自表8的关于所测试的共混组合物在100℃和5％烟灰下的绝对粘度增加的结果的图显示于图1中，图1例示了与基线组合物相反，用含有格尔伯特(醇)衍生的基础油料(GE3)的共混物观察到充分减小的粘度增加。
类似地，来自表8的关于共混组合物相对于烟灰负荷百分比的100℃下的运动粘度的结果的图显示于图2中，图2例示了相比于基线组合物，含有格尔伯特(醇)衍生的基础油料的共混物中的随着烟灰负荷的增加的粘度增加速率充分减小。
图1和2的图证明了，含有醚基础油料(优选格尔伯特(醇)衍生的基础油料)的共混物在经受烟灰时对粘度增加的弹性复原(resilient)大于用常规基础油料配制的共混物。
实施例4：程序VG发动机试验
使来自实施例2的共混组合物经受根据ASTM D6593的程序VG发动机试验。该试验方法用来评价汽车发动机油在用以加速油泥和沉积物形成而故意选择的操作条件下对发动机油泥和沉积物的控制。经由油泥和漆膜评价(merit)来测量发动机的清洁度，由此较高的得分证明增加的发动机清洁度。不同的共混组合物的结果提供于表9中。
表9
程序VG发动机试验的结果显示于表9中，该结果还例示于图3中，(结果)证明了，相比于基线组合物，包含格尔伯特(醇)衍生的基础油料的共混组合物在该试验的各方面(尤其在减少平均发动机油泥形成方面)均提供优越的性能。
DV-4烟灰处理试验和程序VG发动机试验的结果突出了包含格尔伯特(醇)衍生的基础油料的共混组合物相比于基线组合物的优越性能。尤其，已一致显示，相比于包含相同的常规量的分散剂的基线组合物，包含格尔伯特(醇)衍生的基础油料的共混组合物展现出充分减小响应烟灰水平增加的粘度增加，并在防止发动机油泥形成方面表现更好。
因此由此可见，相比于常规的共混组合物(例如以上实施例中利用的共混基线组合物)，按照本发明的包含醚基础油料的共混组合物甚至在配制品中含有较低量的分散剂的情况下将展现相同或改进的性能。润滑剂组合物中使用低于常规量的分散剂是特别有利的，因为这样避免了与存在分散剂相关联的粘度增加，所述粘度增加损害燃料经济性。因此，相比于包含常规基础油料，采用更大量的分散剂的润滑剂组合物，使用本发明润滑剂组合物可在发动机中实现相同或更好的燃料经济性。
在按照本发明的润滑组合物中使用较低的分散剂量的效果进一步阐述于以下实施例中。
实施例5：烟灰吸墨纸试验
使包含格尔伯特(醇)衍生的基础油料(GE3)或III类基础油料(Yubase 4)连同变化量的相同分散剂(PIBSA-PAM)的共混组合物经受根据下列方法的烟灰吸墨纸试验：
1.称出1g标准船用重质燃油(HFO)。
2.向1g HFO中添加99g候选润滑剂组合物。
3.在Silverson搅拌器中以3400rpm剪切HFO/润滑剂混合物120秒。
4.将经剪切的油/HFO混合物放置入60℃的烘箱中，并留存24小时。
5.从烘箱中移出油并将HFO/润滑剂混合物的样品点样到滤纸上。
6.将滤纸放置入60℃的烘箱内，保持60分钟。
7.从烘箱中移出滤纸，并测量基于四次测量的中心深色斑点的平均直径和整个斑点的平均直径。
8.计算基于整个斑点的总平均面积计的中心斑点的百分比面积，基于步骤7中测量的平均直径进行计算。
9.步骤8中计算的百分比对应于分散性程度。
HFO含有显著比例的沥青质，因此烟灰吸墨纸试验有效测试了候选润滑剂组合物将沥青质分散并保持在油相中的能力；烟灰吸墨纸试验中测定的较高百分比意味着沥青质更好地分散于油相内，这表明烟灰和油泥将更好地分散于使用中的油中。针对包含不同浓度的分散剂的不同组合物的烟灰吸墨纸试验的结果显示于表10中。
表10
表10中显示的烟灰吸墨纸试验的结果证明了相比于基线组合物，包含格尔伯特(醇)衍生的基础油料的共混组合物在该试验的各方面(尤其在减少平均发动机油泥形成方面)提供了优越的性能。这些结果还提供在图4中所显示的图中，该图显示了相对于分散剂浓度(％)的占总斑点面积的中心斑点面积(％)，其进一步例示了相比于常规的非基于醚的润滑剂组合物，本发明组合物在烟灰和油泥处理性能上的改进。例如，将认识到，包含4％分散剂的根据本发明的组合物提供了比包含6％分散剂的Yubase 4润滑剂组合物更好的分散性。类似地，包含2％分散剂的根据本发明的组合物提供了比包含6％分散剂的Yubase 4润滑剂组合物更好的分散性。这些结果证明了，包含醚基础油料的根据本发明的润滑剂组合物允许在配制品中使用较低量的分散剂，同时保持合意的烟灰和油泥处理性能。
本文中公开的尺寸和值不应理解为严格局限于所记载的确切数值。相反，除非另有规定，否则每一个此类尺寸意欲既表示所记载的值也表示围绕该值的功能等效范围。例如，公开为"40mm"的尺寸意欲表示"约40mm”。
除非明确排除或另外限制，否则通过引用将本文引用的每一篇文献(包括任何交叉引用的或相关的专利或申请)以其整体由此并入本文。任何文献的引用并非承认其是关于本文所公开或要求保护的任何发明的现有技术或承认其单独或与任何其它一篇或更多篇参考文献的任何组合教导、建议或公开了任何此类发明。进一步地，在术语在本文献中的任何含义或定义与该术语在通过引用并入的文献中的任何含义或定义相冲突的情况下，应以该术语在本文献中指定的含义或定义为准。
虽然已经例示和描述了本发明的特别实施方案，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，可做出各种其它变化和修改而不背离本发明的精神和范围。因此，在随附的权利要求书中意欲涵盖在本发明的范围和精神内的所有此类变化和修改。

Claims (28)

1.润滑剂组合物，其包含具有润滑粘度的基础油，其中所述基础油包含式(A)的醚基础油料：
其中：Ra和Rb是脂族烃基，且可以相同或不同；
按所述润滑剂组合物的重量计，所述润滑剂组合物进一步包含0.5～7％的总分散剂添加剂。
2.权利要求1所述的润滑剂组合物，其中Ra和Rb中的至少一者是支链烷基、烷氧基取代的烷基或环烷基取代的烷基。
3.权利要求2所述的润滑剂组合物，其中Ra和Rb独立选自烷基、烷氧基取代的烷基和环烷基取代的烷基，条件是，在Ra和Rb均为烷基的情况下，Ra和Rb中的至少一者、优选二者是支链烷基；且优选其中Ra和Rb独立选自C1-30烷基，例如C2-26烷基或C3-24烷基；C5-30环烷基取代的烷基，例如C5-25环烷基取代的烷基；或C2-30烷氧基取代的烷基，例如C2-20烷氧基取代的烷基。
4.权利要求1-3中任一项所述的润滑剂组合物，其中Ra比Rb含有更多的碳原子。
5.权利要求1-4中任一项所述的润滑剂组合物，其中Ra含有12～30个碳原子，优选12～26个碳原子，且/或Rb含有2～20个碳原子，优选2～12个碳原子。
6.权利要求1-5中任一项所述的润滑剂组合物，其中所述醚基础油料具有式(1)：
其中：R1和R2是烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基；
R3、R4和R5为H或烷基；
R6为烷基或
其中：R7和R8为H、烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为环烷基；
R9是H或烷基；
X是亚烷基或不存在；以及
p是0、1、2或3；且
m和n是0、1、2或3，其中当R4和R5是H时，m是0。
7.权利要求6所述的润滑剂组合物，其中R1和R2是C1-15烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-30环烷基，例如C2-12烷基，或者与它们所连接的碳原子一起为C5-25环烷基；且/或
其中R3、R4和R5是H或C1-15烷基，例如H或C2-12烷基，优选其中R5是H。
8.权利要求6或权利要求7所述的润滑剂组合物，其中m和n是0、1或2，例如0或1。
9.权利要求6-8中任一项所述的润滑剂组合物，其中所述醚基础油料具有式(4)：
其中：R1和R4是烷基；
R3和R5是H或烷基；优选其中：
R1是C4-12烷基，例如C6-10烷基；
R3是H；
R4是C1-10烷基，例如C2-8烷基；且
R5是H。
10.权利要求6-8中任一项所述的润滑剂组合物，其中所述醚基础油料具有式(7)：
其中：R1和R2是烷基，或者与它们所连接的碳一起为环烷基；
R3、R4和R5是H或烷基；且
R6是烷基。
11.权利要求1-10中任一项所述的润滑剂组合物，其中所述醚基础油料含有总数为20～50，例如25～45，例如28～40或28～36的碳原子。
12.权利要求1-11中任一项所述的润滑剂组合物，其中由得自生物的原料制备所述醚基础油料；优选其中所述醚基础油料含有大于50重量％，例如大于70重量％或大于80重量％的基于生物的碳。
13.权利要求1-12中任一项所述的润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物的所述基础油包含大于10重量％，例如大于25重量％或大于40重量％的所述醚基础油料和/或其中所述润滑剂组合物包含大于50重量％，例如大于65重量％或大于80重量％的所述基础油。
14.权利要求13所述的润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物的所述基础油进一步包含选自以下的基础油料：I类基础油料、II类基础油料、III类基础油料、IV类基础油料和V类基础油料、及其混合物，优选其中所述基础油进一步包含III类基础油料。
15.权利要求1-14中任一项所述的润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物具有以下项的至少之一：
在40℃下，小于60cSt，例如小于55cSt或小于50cSt的运动粘度；
在100℃下，小于12cSt，例如小于10cSt或小于9.5cSt的运动粘度；
大于100，例如大于110或大于120的粘度指数；
在150℃和106s-1的剪切速率下，不大于3cP，例如不大于2.8cP的粘度；和
小于25重量％，例如不超过20重量％、小于15重量％或小于10重量％的诺亚克挥发度。
16.权利要求1-15中任一项所述的润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物具有以下项的至少之一：
经CEC-L-088-02测试，由以下指示的氧化稳定性性能：在40℃下，绝对粘度增加不超过45cSt，例如不超过35cSt或不超过25cSt；
经CEC-L-054-96测试，至少2.5％例如至少3％的燃料经济性性能；以及
经CEC-L-088-02测试，由以下指示的活塞清洁性能：综合活塞评价为至少8.5，例如9。
17.权利要求1-16中任一项所述的润滑剂组合物，其中按所述润滑剂组合物的重量计，存在于所述润滑剂组合物中的分散剂添加剂的总量为1.0～7.0％、1.0～6.5％、2.0～6.0％或3.0～5.0％。
18.权利要求1-17中任一项所述的润滑剂组合物，其中所述分散剂添加剂选自长链烃取代的单羧酸及多羧酸或其酸酐的油溶性盐、酯、氨基酯、酰胺、酰亚胺和噁唑啉；长链烃的硫代羧酸酯衍生物；含有直接与其连接的多胺部分的长链脂族烃，例如聚异丁烯琥珀酸酐-多胺(PIBSA-PAM)；通过使长链取代的苯酚与甲醛和聚亚烷基多胺缩合而形成的曼尼希缩合产物；和科赫反应产物。
19.权利要求1-18中任一项所述的润滑剂组合物，其中所述分散剂添加剂选自分子量为500～15,000g/mol，优选为800～10,000g/mol，更优选为1,200 to 7,500g/mol的那些。
20.权利要求18或19所述的润滑剂组合物，其中所述分散剂添加剂选自含氮分散剂。
21.权利要求1-20中任一项所述的润滑剂组合物，其中基于所述润滑剂组合物的总重量计，所述润滑剂组合物中所含的磷的量小于0.5wt.％，优选为0.001～0.3wt.％，更优选为0.025～0.2wt.％。
22.制备润滑剂组合物的方法，所述方法包括提供如权利要求1～14中任一项中所定义的基础油，以及将所述基础油与所述润滑剂组合物的0.5～7重量％或如权利要求17中所定义的量的总分散剂添加剂和任选的一种或更多种额外润滑剂添加剂共混，以便制备所述润滑剂组合物。
23.润滑表面的方法，所述方法包括向所述表面供应根据权利要求1～21中任一项所述的润滑剂组合物，例如其中向内燃发动机中的表面供应所述润滑剂组合物。
24.根据权利要求1-21中任一项所述的润滑剂组合物用于润滑表面的用途，例如其中所述润滑剂组合物用于润滑内燃发动机中的表面。
25.改进润滑剂组合物的分散性性质和/或粘度分布的方法，其包括以下步骤：向所述润滑剂组合物提供或供应权利要求1～12中所定义的醚基础油料中的至少一种，优选其中所述润滑剂组合物含有总量为完全配制的润滑剂组合物的0.5～7重量％或如权利要求17中所定义的量的分散剂。
26.如权利要求1-12中任一项中所定义的醚基础油料用于改进润滑剂组合物的分散性性质和/或粘度分布的用途，优选其中所述润滑剂组合物含有总量为完全配制的润滑剂组合物的0.5～7重量％或如权利要求17中所定义的量的分散剂。
27.改进发动机和/或车辆，例如与内燃发动机相关联的机动车辆的燃料经济性性能和/或活塞清洁性能的方法，其包括以下步骤：为所述发动机和/或所述车辆提供根据权利要求1～21中任一项所述的润滑剂组合物。
28.根据权利要求1-21中任一项所述的润滑剂组合物改进发动机和/或车辆，例如与内燃发动机相关联的机动车辆的燃料经济性性能和/或活塞清洁性能的用途。
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