CN116018392A - 表现出良好烟灰处理性能的用杂芳族缩水甘油醚进行后处理的琥珀酰亚胺分散剂 - Google Patents

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Abstract

描述了一种分散剂组合物。所述组合物包含琥珀酰亚胺分散剂组合物，所述琥珀酰亚胺分散剂组合物包含烃基琥珀酰亚胺和具有式(I)结构的杂芳族缩水甘油醚的反应产物：
Figure DDA0004113290680000011
其中R1是具有4至20个碳原子的杂芳基或杂芳基烷基，并且R2和R3独立地是氢原子、烷基或芳基。

Description

表现出良好烟灰处理性能的用杂芳族缩水甘油醚进行后处理的琥珀酰亚胺分散剂
技术领域
本公开涉及润滑油添加剂组合物。更具体地，本公开描述了分散剂添加剂组合物、包含该分散剂添加剂组合物的润滑油组合物以及使用其组合物的方法。
背景技术
可将分散剂添加到润滑油中以保持重要的发动机零件清洁，延长寿命，保持适当的排放，并实现良好的燃料经济性。
也许最广泛使用的分散剂是琥珀酰亚胺。琥珀酰亚胺分散剂通常具有极性头和长烃尾。极性头可附接到不溶性物质诸如烟灰、污泥和其他杂质，而长烃尾使分散剂悬浮在油中。一旦几个分散剂极性头已自身附接到固体颗粒，它就不再能与其他杂质组合从而形成可沉积到发动机表面上的大颗粒，而是在更换油时从发动机中被除去。
相反，不能具有足够的分散性会导致污泥絮凝、不溶性物质沉淀、烟灰颗粒团聚、沉积物形成、过滤器堵塞、油料稠化、磨损等。
润滑油行业正在进行许多旨在提高分散性的努力。
发明内容
在一方面，提供了一种分散剂组合物，其包含：
琥珀酰亚胺分散剂组合物，所述琥珀酰亚胺分散剂组合物包含烃基琥珀酰亚胺和具有以下结构的杂芳族缩水甘油醚的反应产物：
Figure BDA0004113290670000021
其中R1是具有4至20个碳原子的杂芳基或杂芳基烷基，并且R2和R3独立地是氢原子、烷基或芳基。
在另一方面，提供了一种润滑油组合物，其包含：基础油；琥珀酰亚胺分散剂组合物，该琥珀酰亚胺分散剂组合物包含烃基琥珀酰亚胺和具有以下结构的杂芳族缩水甘油醚的反应产物：
Figure BDA0004113290670000022
其中R1是具有4至20个碳原子的杂芳基或杂芳基烷基，并且R2和R3独立地是氢原子、烷基或芳基。
在另一方面，提供了一种降低发动机中烟灰诱导的粘度增加的方法，所述方法包括：将分散剂组合物引入到所述发动机中，其中所述分散剂组合物包含：琥珀酰亚胺分散剂，所述琥珀酰亚胺分散剂包含聚烯基琥珀酰亚胺和具有以下结构的杂芳族缩水甘油醚的反应产物：
Figure BDA0004113290670000023
其中R1是具有4至20个碳原子的杂芳基或杂芳基烷基，并且R2和R3独立地是氢原子、烷基或芳基；以及使所述发动机运转。
具体实施方式
定义
与本说明书一起使用的以下术语定义如下：
术语“琥珀酰亚胺”在本领域中被理解为包括酰胺、酰亚胺和脒种类中的许多，它们可通过琥珀酸酐与胺的反应形成。然而，主要产物是琥珀酰亚胺，并且此术语已被普遍接受为意指烯基或烷基取代的琥珀酸或酸酐与胺的反应产物。烯基或烷基琥珀酰亚胺公开在许多参考文献中并且在本领域中是众所周知的。本领域术语“琥珀酰亚胺”所涵盖的某些基本类型的琥珀酰亚胺和相关材料在美国专利第2,992,708号；第3,018,291号；第3,024,237号；第3,100,673号；第3,219,666号；第3,172,892号和第3,272,746号中有教导。
术语“后处理剂”是指能够使琥珀酰亚胺官能化的试剂。
术语“烃基”是指衍生自烃(包括饱和烃和不饱和烃)的化学基团或部分。烃基的实例包括烯基、烷基、聚烯基、聚烷基、苯基等。
术语“PIBSA”是聚异丁烯基或聚异丁基琥珀酸酐的缩写。
如本文所用的术语‘油溶性’或‘油分散性’不一定表示化合物或添加剂是可溶的、可溶解的、可混溶的或能够以所有比例悬浮在油中。然而，这些确实意味着例如它们可溶于或可稳定地分散于油中至足以在使用该油的环境中发挥其预期效果的程度。此外，如果需要，额外掺入其它添加剂也可允许掺入更高水平的特定添加剂。
应当理解，当公开了要素的组合、子集、组等时(例如，组合物中的组分的组合，或方法中的步骤的组合)，虽然可能没有明确地公开对这些要素的各种单独的和集体的组合和排列中的每一者的具体提及，但本文具体地考虑和描述了每一者。
本发明描述了新型分散剂添加剂组合物和含有该新型分散剂添加剂组合物的润滑油组合物。根据一个或多个实施方案，本发明提供了包含第一分散剂(或主要分散剂)和任选的第二分散剂(或辅助分散剂)的分散剂配方。第一分散剂(或主要分散剂)是已经用下文结构I中所示的杂芳族缩水甘油醚进行后处理的琥珀酰亚胺。第二分散剂(或辅助分散剂)是经过或未经过后处理的琥珀酰亚胺。在一些实施方案中，分散剂配方包括第三分散剂，其中第三分散剂是曼尼希分散剂。
本发明还描述了一种降低发动机中烟灰引起的粘度增加的方法，其中将分散剂配方或含有该分散剂配方的润滑油组合物引入到发动机中以提供优异的烟灰分散能力。分散剂配方包含第一琥珀酰亚胺分散剂和任选的第二琥珀酰亚胺分散剂，其中第一琥珀酰亚胺分散剂和第二琥珀酰亚胺分散剂是不同的。第一分散剂是已经用下文结构I中所示的杂芳族缩水甘油醚进行后处理的琥珀酰亚胺。第二分散剂是经过或未经过后处理的琥珀酰亚胺。在一些实施方案中，分散剂配方包括第三分散剂，其中第三分散剂是曼尼希分散剂。
在一些实施方案中，第一分散剂和第二分散剂的不同之处可在于，第一分散剂已经用杂芳族缩水甘油醚进行后处理，而第二分散剂没有进行后处理或没有用辅助后处理剂进行后处理。通常，辅助后处理剂将不同于用于对主要琥珀酰亚胺分散剂进行后处理的杂芳族缩水甘油醚(结构I)。辅助后处理剂的合适实例包括反应性硼化合物、有机碳酸酯(例如，碳酸亚乙酯)、有机氧化物(例如，环氧烷)、缩水甘油、缩水甘油醚或专业文献中已知的其他后处理剂。
可用作硼源的合适的硼化合物包括例如硼酸、硼酸盐、硼酸酯等。硼酸的代表性实例包括原硼酸、偏硼酸、对硼酸等。硼酸盐的代表性实例包括硼酸铵，诸如偏硼酸铵、四硼酸铵、五硼酸铵、八硼酸铵等。硼酸酯的代表性实例包括硼酸单甲酯、硼酸二甲酯、硼酸三甲酯、硼酸单乙酯、硼酸二乙酯、硼酸三乙酯、硼酸单丙酯、硼酸二丙酯、硼酸三丙酯、硼酸单丁酯、硼酸二丁酯、硼酸三丁酯等。
合适的有机碳酸酯包括例如环状碳酸酯，诸如1,3-二氧戊环-2-酮(碳酸亚乙酯)；4-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮(碳酸亚丙酯)；4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮(碳酸亚丁酯)；4-羟甲基-1,3-二氧戊环-2-酮；4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮；4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮；4,4-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮；4-甲基-5-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮；4,5-二乙基-1,3-二氧戊环-2-酮；4,4-二乙基-1,3-二氧戊环-2-酮；1,3-二噁烷-2-酮；4,4-二甲基-1,3-二噁烷-2-酮；5,5-二甲基-1,3-二噁烷-2-酮；5,5-二羟甲基-1,3-二噁烷-2-酮；5-甲基-1,3-二噁烷-2-酮；4-甲基-1,3-二噁烷-2-酮；5-羟基-1,3-二噁烷-2-酮；5-羟甲基-5-甲基-1,3-二噁烷-2-酮；5,5-二乙基-1,3-二噁烷-2-酮；5-甲基-5-丙基-1,3-二噁烷-2-酮；4,6-二甲基-1,3-二噁烷-2-酮；4,4,6-三甲基-1,3-二噁烷-2-酮和螺[1,3-氧杂-2-环己酮-5,5'-1',3'-氧杂-2'-环己酮]。其他合适的环状碳酸酯可通过本领域已知的方法由糖类诸如山梨糖醇、葡萄糖、果糖、半乳糖等以及由用C1至C30烯烃制备的邻二醇制备。
合适的有机氧化物包括烃基氧化物(例如，环氧烷)，诸如环氧乙烷、环氧丙烷、氧化苯乙烯等。美国专利第3,373,111号和第3,367,943号中公开了有机氧化物的更详细的描述，该专利特此以引用方式并入。
缩水甘油是下式的市售试剂：
Figure BDA0004113290670000051
此外，缩水甘油可通过氢氧化钾在醇中的作用由甘油-1-单氯代醇制备。例如，参见Rider等人，JACS,52,1521(1930)，该文献特此以引用方式并入。
当在润滑油中一起配制时，第一分散剂和第二分散剂协同作用以赋予润滑油增强的分散性。
在一些实施方案中，润滑油包含第三分散剂，其中第三分散剂是曼尼希分散剂。
主要分散剂
本发明的主要分散剂是已经用杂芳族缩水甘油醚进行后处理的琥珀酰亚胺。更具体地，主要分散剂是(i)聚烯基琥珀酰亚胺和(ii)具有以下结构的杂芳族缩水甘油醚的反应产物：
Figure BDA0004113290670000061
其中R1是具有约4至约20个碳原子的杂芳基或杂芳基烷基。R2和R3独立地是氢原子、烷基或芳基。在一些实施方案中，R2和R3中的至少一者是氢原子。
杂芳基或杂芳基烷基可以由杂芳基或杂芳基烷基化合物提供。杂芳基或杂芳基烷基化合物通常是并入了一个或多个杂环环的多环化合物。杂芳基或杂芳基烷基化合物的具体实例包括但不限于咔唑、吲哚、喹啉、吲嗪、呫吨、嘌呤、色烯、吩噻嗪、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噻唑、二苯并呋喃或它们的衍生物。
琥珀酰亚胺和杂芳族缩水甘油醚之间的反应可在各种条件下进行。美国专利第4,617,137号中公开了该反应的详细讨论，该专利特此以引用方式并入。
通常，琥珀酰亚胺和杂芳族缩水甘油醚之间的反应在足以引起杂芳族缩水甘油醚与琥珀酰亚胺反应的温度下进行。根据一种方法，反应温度可在约0℃至约250℃的范围内。在一些实施方案中，反应温度可在约50℃至约200℃的范围内。在一些实施方案中，反应温度可在约100℃至约200℃的范围内。
琥珀酰亚胺和杂芳族缩水甘油醚之间的反应可在催化剂诸如酸性、碱性或路易斯酸催化剂的存在下进行。催化剂的具体实例包括例如三氟化硼、烷烃磺酸、碱金属或碱性碳酸盐。
替代地，琥珀酰亚胺和杂芳族缩水甘油醚之间的反应可在稀释剂中进行，其中反应物在溶剂诸如甲苯、二甲苯、基础油等中被组合。一旦反应完成，可汽提掉挥发性组分。
在一些实施方案中，主要琥珀酰亚胺分散剂可用任选的后处理剂进行进一步后处理以增加额外的官能度。任选的后处理剂的实例包括有机氧化物、反应性硼化合物、有机碳酸酯等。
烃基琥珀酰亚胺
烃基琥珀酰亚胺可通过任何已知的方法，诸如在例如美国专利公布第20180034635号和美国专利第7,091,306号中描述的那些方法制备，这些专利特此以引用方式并入。
烃基琥珀酰亚胺可作为烷基取代的琥珀酸酐与多胺反应的产物获得。在润滑油应用中，琥珀酸酐通常在α位被烷基链诸如聚异丁烯(PIBSA)或PIBSA型部分取代。然而，可考虑与本发明相容的任何烷基。
对于润滑油应用，聚亚烷基多胺通常用作多胺。然而，可考虑可与本发明相容的任何多胺。
多胺可与烷基取代的琥珀酸酐反应以根据它们的摩尔比产生单琥珀酰亚胺、双琥珀酰亚胺、三琥珀酰亚胺或它们的混合物。
在一个实施方案中，烃基双琥珀酰亚胺可通过使以下结构的烃基取代的琥珀酸酐：
Figure BDA0004113290670000081
(其中R是衍生自数均分子量为约500至约3000的聚烯基的烃基取代基)与多胺反应来获得。
在一个实施方案中，R是衍生自数均分子量为约1000至约2500的聚烯基的烃基取代基。在一个实施方案中，R是衍生自数均分子量为约500至约3000的聚异丁烯的聚异丁烯基取代基。在另一个实施方案中，R是衍生自数均分子量为约1000至约2500的聚异丁烯的聚异丁烯基取代基。
合适的多胺可具有直链或支链结构并且可以是环状、无环的或它们的组合。
在一些实施方案中，聚亚烷基多胺可用于制备双琥珀酰亚胺分散剂。此类聚亚烷基多胺通常含有约2至约12个氮原子和约2至24个碳原子。特别合适的多亚烷基多胺包括具有下式的那些：H2N-(R′NH)x-H，其中R′是具有2或3个碳原子的直链或支链亚烷基并且x是1至9。合适的多亚烷基多胺的代表性实例包括二亚乙基三胺(DETA)、三亚乙基四胺(TETA)、四亚乙基五胺(TEPA)、五亚乙基六胺(PEHA)和更重的多亚烷基胺(HPA)。
在一些实施方案中，多胺可含有环状基团。具体实例包括N,N'-双-(2-氨基乙基)哌嗪)(Bis AEP)、N-[(2-氨基乙基)2-氨基乙基]哌嗪)(PEEDA)、1-(2-氨基乙基)-4-[(2-氨基乙基)氨基]乙基]-哌嗪)(AEPEEDA)和1-[2-[[2-[(2-氨基乙基)氨基]乙基]氨基]乙基]-哌嗪)(PEDETA)。
许多适用于本发明的多胺是可商购的，并且其他多胺可通过本领域众所周知的方法制备。例如，制备胺及其反应的方法详述于Sidgewick的“The Organic Chemistry ofNitrogen”,Clarendon Press,Oxford,1966；Noller的“Chemistry of OrganicCompounds”,Saunders,Philadelphia，第2版，1957；和Kirk-Othmer的“Encyclopedia ofChemical Technology”，第2版，特别是第2卷，第99 116页中。
通常，使烃基取代的琥珀酸酐与多胺在约130℃至220℃(例如，135℃至200℃，145℃至175℃等)的温度下反应。该反应可在惰性气氛，诸如氮气或氩气下进行。通常，多胺与聚烯基取代的琥珀酸酐的合适摩尔投料比为约0.35:1至约1:1(例如，0.4:1至0.75:1)。如本文所用,“多胺与聚烯基取代的琥珀酸酐的摩尔投料比”意指多胺的摩尔数目与琥珀酸酐反应物中琥珀酸基团的数目的比率。
一类合适的烃基琥珀酰亚胺可由以下结构表示：
Figure BDA0004113290670000091
其中R和R′如上文所述并且y为1至11。
杂芳族缩水甘油醚
杂芳族缩水甘油醚可通过任何已知的方法，诸如在例如美国专利第7,265,232号中描述的方法制备，该专利特此以引用方式并入。
根据一种方法，杂芳族缩水甘油醚可通过使杂芳基或杂芳基烷基醇与表卤代醇反应来获得。该反应可在包括水性和非水性溶剂的多层溶剂体系中进行。该反应还可包括碱水溶液，诸如碱金属氢氧化物。此外，季铵盐的存在可促进该反应。反应温度可在约0℃至约50℃的范围内。
辅助分散剂
本发明的辅助分散剂是不同于本发明的主要分散剂的琥珀酰亚胺分散剂。根据一个实施方案，辅助琥珀酰亚胺分散剂可以是烃基琥珀酰亚胺，诸如结构III中所示的烃基琥珀酰亚胺。
在一些实施方案中，不对辅助分散剂进行后处理。在其他实施方案中，辅助分散剂用第二后处理剂进行后处理。通常，辅助后处理剂包括可与本发明相容的任何后处理剂，包括一种或多种上述剂。然而，第二后处理剂不同于结构I中所述的杂芳族缩水甘油醚。
曼尼希分散剂
本发明的润滑油组合物可包括曼尼希分散剂。曼尼希分散剂是作为曼尼希反应的产物获得的分散剂。曼尼希分散剂可以基于润滑油组合物的总重量的约1.5重量％至约20重量％存在。
美国专利第9,528,074号中描述了一种特别有用的曼尼希分散剂，该专利特此以引用方式并入。该曼尼希分散剂可通过聚异丁基取代的羟基芳族化合物，其中聚异丁基衍生自含有至少约70重量％的甲基亚乙烯基异构体的聚异丁烯并且具有在约400至约2500的范围内的数均分子量；醛；氨基酸或其酯衍生物和碱金属碱的缩合来制备。
在一个实施方案中，曼尼希缩合产物可由式IV的结构表示：
Figure BDA0004113290670000111
其中每个R独立地是-CHR′-，R′是具有一个碳原子至约10个碳原子的支链或直链烷基、具有约3个碳原子至约10个碳原子的环烷基、具有约6个碳原子至约10个碳原子的芳基、具有约7个碳原子至约20个碳原子的烷芳基或具有约7个碳原子至约20个碳原子的芳烷基，R1是衍生自含有至少约70重量％的甲基亚乙烯基异构体并且具有在约400至约2,500的范围内的数均分子量的聚异丁烯的聚异丁基；X是氢、碱金属离子或具有一个至约6个碳原子的烷基；W是-[CHR″]-m，其中每个R″独立地是H、具有一个碳原子至约15个碳原子的烷基，或具有一个碳原子至约10个碳原子和一个或多个选自由氨基、酰氨基、苄基、羧基、羟基、羟苯基、咪唑基、亚氨基、苯基、硫化物或硫醇组成的组的取代基的取代的烷基；并且m是1至4的整数；Y是氢、具有一个碳原子至约10个碳原子的烷基、-CHR′OH，其中R′如上所定义，或者
Figure BDA0004113290670000112
其中Y′是-CHR′OH，其中R′如上所定义；并且R、X和W如上所定义；Z是羟基，下式的羟苯基：
Figure BDA0004113290670000121
其中R、R1、Y′、X和W如上所定义，并且n是0至20的整数，条件是当n＝0时，Z必须是：
Figure BDA0004113290670000122
其中R、R1、Y′、X和W如上所定义。
润滑油
本发明的润滑油组合物包含基础油；和主要琥珀酰亚胺分散剂。在一些实施方案中，润滑油组合物包含辅助琥珀酰亚胺分散剂。在一些实施方案中，润滑油组合物包含曼尼希分散剂。
本公开的琥珀酰亚胺分散剂可用作润滑油中的分散剂添加剂。当以这种方式使用时，添加剂通常以基于润滑油组合物的总重量的0.001重量％至20重量％(包括但不限于，0.01重量％至5重量％、0.2重量％至4重量％、0.5重量％至3重量％、1重量％至2重量％，等等)范围内的浓度存在于润滑油组合物中。如果润滑油组合物中存在其他分散剂，则可使用较少量的添加剂。
用作基础油的油将根据所需的最终用途和成品油中的添加剂来选择或共混，以得到所需等级的发动机油，例如具有0W、0W-8、0W-16、0W-20、0W-30、0W-40、0W-50、0W-60、5W、5W-20、5W-30、5W-40、5W-50、5W-60、10W、10W-20、10W-30、10W-40、10W-50、15W、15W-20、15W-30或15W-40的汽车工程师协会(Automotive Engineers,SAE)粘度等级的润滑油组合物。
具有润滑粘度的油(有时称为“基础油料”或“基础油”)是润滑剂的主要液体成分，添加剂和可能的其他油被共混到该主要液体成分中，例如以制备最终润滑剂(或润滑剂组合物)。可用于制备浓缩物以及可用于由其制备润滑油组合物的基础油可选自天然(植物、动物或矿物)和合成润滑油以及它们的混合物。
本公开中的基础油料和基础油的定义与可见于American Petroleum Institute(API)Publication 1509附录E(“API Base Oil Interchangeability Guidelines forPassenger Car Motor Oils and Diesel Engine Oils”，2016年12月)中的那些相同。使用表E-1中指定的测试方法，第I组基础油料含有小于90％的饱和物和/或大于0.03％的硫，并且具有大于或等于80且小于120的粘度指数。使用表E-1中指定的测试方法，第II组基础油料含有大于或等于90％的饱和物和小于或等于0.03％的硫，并且具有大于或等于80且小于120的粘度指数。使用表E-1中指定的测试方法，第III组基础油料含有大于或等于90％的饱和物和小于或等于0.03％的硫，并且具有大于或等于120的粘度指数。第IV组基础油料为聚α烯烃(PAO)。第V组基础油料包括未包括在第I组、第II组、第III组或第IV组中的所有其他基础油料。
天然油包括动物油、植物油(例如，蓖麻油和猪油)和矿物油。可使用具有良好的热氧化稳定性的动物油和植物油。在天然油中，优选矿物油。矿物油按它们的原油来源是广泛变化的，例如，按它们是否是链烷烃、环烷烃或混合链烷烃-环烷烃是广泛变化的。来源于煤或页岩的油也是有用的。天然油按用于它们的生产和纯化的方法是变化的，例如，按它们的馏程以及它们是否是直馏或裂化、加氢精制或溶剂萃取的是变化的。
合成油包括烃油。烃油包括诸如聚合和互聚合(interpolymerized)的烯烃(例如，聚丁烯、聚丙烯、丙烯异丁烯共聚物、乙烯-烯烃共聚物和乙烯-α烯烃共聚物)的油。聚α烯烃(PAO)油基础油料是常用的合成烃油。举例来讲，可利用衍生自C8至C14烯烃(例如，C8、C10、C12、C14烯烃或它们的混合物)的PAO。
用作基础油的其他有用的流体包括已经被加工(优选催化加工)或合成为提供高性能特性的非常规或不常规基础油料。
非常规或不常规基础油料/基础油包括以下中的一种或多种：来源于一种或多种天然气制油(GTL)材料的一种或多种基础油料的混合物，以及来源于天然蜡或蜡质进料的一种或多种异构化物/异构脱蜡化物基础油料、矿物油和/或非矿物油蜡质原料如疏松蜡、天然蜡和蜡质原料如瓦斯油、蜡质燃料加氢裂化器塔底组分、蜡质残油液、加氢裂化产物、热裂化产物，或其他矿物、矿物油，或甚至非石油衍生的蜡质材料诸如由煤液化或页岩油获得的蜡质材料，以及此类基础油料的混合物。
用于本公开的润滑油组合物中的基础油是对应于API第I组、第II组、第III组、第IV组和第V组油以及它们的混合物，优选API第II组、第III组、第IV组和第V组油以及它们的混合物，更优选第III组至第V组基础油的各种油中的任一种，因为它们具有出色的挥发性、稳定性、粘度和洁净度特征。
通常，基础油在100℃(ASTM D445)下的运动粘度将在2.5至20mm2/s(例如，3至12mm2/s、4至10mm2/s或4.5至8mm2/s)的范围内。
本发明的润滑油组合物还可含有用于赋予辅助功能的常规润滑添加剂，从而得到这些添加剂分散或溶解在其中的成品润滑油组合物。例如，可将润滑油组合物与抗氧化剂、无灰分散剂、抗磨剂、清净剂(如金属清净剂)、防锈剂、去雾剂、破乳剂、摩擦改性剂、金属钝化剂、倾点下降剂、粘度改性剂、消泡剂、共溶剂、包装增容剂、腐蚀抑制剂、染料、极压剂等以及它们的混合物共混。多种添加剂是已知的并且可商购获得。这些添加剂或它们的类似化合物可用于通过常用的共混程序制备本发明的润滑油组合物。
当使用时，前述添加剂中的每一种都以功能有效量使用以赋予润滑剂期望的特性。因此，例如，如果添加剂为无灰分散剂，则该无灰分散剂的功能有效量将是足以赋予润滑剂期望的分散特性的量。一般来讲，除非另外指明，否则当使用时，这些添加剂中的每一种的浓度可以在约0.001重量％至约20重量％、诸如约0.01重量％至约10重量％的范围内。
实施例
以下实施例仅旨在用于说明目的，而不以任何方式限制本公开的范围。
润滑油基线配方A
通过将以下组分共混在一起以获得SAE 10W-30粘度等级配方来制备第一基线润滑油组合物：
(a)伯二烷基二硫代磷酸锌和仲二烷基二硫代磷酸锌的混合物；
(b)双琥珀酰亚胺分散剂；
(c)磺酸镁清净剂；
(d)酚钙和磺酸钙；
(e)烷基化的二苯胺和受阻酚抗氧化剂；
(f)钼琥珀酰亚胺抗氧化剂；
(g)倾点下降剂、粘度指数改进剂和泡沫抑制剂；和
(h)第II组基础油的混合物。
比较实施例1
通过将2.875重量％的未后处理的琥珀酰亚胺分散剂添加到基线配方A中来配制比较实施例1。
比较实施例2
通过将2.875重量％的缩水甘油后处理的琥珀酰亚胺分散剂添加到基线配方A中来配制比较实施例2。下文描述了缩水甘油后处理的琥珀酰亚胺分散剂的制备。
向250mL 3颈搅拌圆底烧瓶中投入122.24g双琥珀酰亚胺，其是2300MW热PIBSA和HPA(1.24重量％氮气)的反应产物。然后在氮气吹扫下，经由加热套将双琥珀酰亚胺加热至35℃。在30分钟时段内使用注射器将2.45g缩水甘油(分子量＝74.08g/mol，缩水甘油:HPACMR＝2)逐滴地投入到双琥珀酰亚胺中。将混合物的温度在35℃下保持16.5小时。最终产物的稀释油含量为33.8重量％。
比较实施例3
通过将2.875重量％的缩水甘油后处理的琥珀酰亚胺分散剂添加到基线配方A中来配制比较实施例3。下文描述了缩水甘油后处理的琥珀酰亚胺的制备。
向250mL 3颈搅拌圆底烧瓶中投入122g双琥珀酰亚胺，其是2300MW热PIBSA和HPA(1.24重量％氮气)的反应产物。然后在氮气吹扫下，经由加热套将双琥珀酰亚胺加热至35℃。在2小时内使用加料漏斗将4.88g缩水甘油(分子量＝74.08g/mol，缩水甘油:HPA CMR＝4)逐滴地投入到双琥珀酰亚胺中。将混合物的温度在35℃下保持16.5小时。最终产物的稀释油含量为33.1重量％。
比较实施例3与比较实施例2的不同之处在于所用的投料摩尔比。
实施例1
通过将2.875％的上述4-缩水甘油氧基咔唑后处理的分散剂添加到基线配方A中来配制本发明实施例1。下文描述了4-缩水甘油氧基咔唑的制备。
向250mL 3颈搅拌圆底烧瓶中投入137.78g双琥珀酰亚胺，其是2300MW热PIBSA和HPA(1.21重量％氮气)的反应产物。然后在氮气吹扫下，经由加热套将双琥珀酰亚胺加热至135℃。在2小时时段内将8.72g 4-缩水甘油氧基咔唑(分子量＝239.27g/mol，4-缩水甘油氧基咔唑:HPA＝2)投入到双琥珀酰亚胺中。将混合物的温度在该温度下保持30分钟。该产物具有以下特性：TBN＝19.8mg KOH/g，氮气＝1.50重量％，稀释油含量＝33.8重量％。
烟灰增稠台架试验
评估本发明实施例1和比较实施例1-比较实施例4的烟灰分散性。进行了台架试验，该试验测量配方分散和控制由于添加炭黑(烟灰替代物)而导致的粘度增加的能力。在该试验中，用
Figure BDA0004113290670000171
XC72R炭黑(Cabot Corporation)处理每个新鲜油样品，并使用Resodyn LabRAM II声学混合器均化该样品4分钟以完全分散炭黑。然后根据ASTM D445，在PMT TV4000温度浴(Tamson Instruments)中，使用Zeitfuchs逆流横臂粘度计(CannonInstrument Company)在100℃下测量每个润滑油样品的KV100。报告了相对于不含炭黑的参考油样品的粘度增加。较低的粘度增加表明烟灰分散性能得到改善，而较高的粘度增加或样品的胶凝表明分散性差。烟灰增稠台架试验的结果总结在下表1中。
表1
Figure BDA0004113290670000181
*表示样品在与炭黑混合后胶凝
如表1中所见，本发明实施例1相对于比较实施例表现出较低的粘度增加，表明实施例1中的芳族后处理剂导致优异的烟灰分散能力。
本文所述的所有文献均以引用方式并入本文，包括任何优先权文献和/或测试程序，只要它们与本文不矛盾。如从前述一般描述和具体实施方案显而易见的，虽然已经例示和描述了本公开的形式，但在不脱离本公开的精神和范围的情况下可进行各种修改。因此，这并不意图本公开因此而受到限制。
同样，术语“包含”被认为与术语“包括”同义。同样，每当组合物、要素或要素组之前有过渡性短语“包含”时，应当理解，我们也考虑了在组合物、一种要素或多种要素的叙述之前具有过渡性短语“基本上由……组成”，“由……组成”，“选自由……组成的组”或“是”的同一组合物或要素组，反之亦然。
本文所用的术语“一个/种”和“该/所述”应理解为涵盖复数以及单数。
上文已经定义了各种术语。在权利要求中使用的术语未在上文定义的情况下，它应被给予相关领域的人员给予该术语的如至少一份印刷出版物或已发布的专利中所反映的最广泛的定义。此外，本申请中引用的所有专利、试验程序和其他文献以引用方式完全并入，达到这样的公开内容不与本申请不一致并且这样的并入是所有司法机构许可的程度。
本公开的前述描述说明并描述了本公开。另外，本公开仅示出并描述了优选的实施方案，但如上文所提到的，应当理解，本公开能够用于各种其他组合、修改和环境中，并且能够在与上述教导和/或相关领域的技术或知识相称的如本文所表达的概念的范围内进行改变或修改。虽然前述内容针对本公开的实施方案，但可在不脱离本公开的基本范围的情况下设计本公开的其他和进一步的实施方案，并且本公开的范围由所附权利要求书确定。
上文所述的实施方案进一步旨在解释实践它的已知最佳模式，并且使本领域的其他技术人员能够在此类或其他实施方案中以及利用特定应用或用途所需的各种修改来利用本公开。因此，本说明书并不旨在将其限制于本文公开的形式。此外，所附权利要求书旨在被解读为包括替代实施方案。

Claims (26)

1.一种分散剂组合物，其包含：
琥珀酰亚胺分散剂组合物，所述琥珀酰亚胺分散剂组合物包含烃基琥珀酰亚胺和具有结构I的杂芳族缩水甘油醚的反应产物：
Figure FDA0004113290660000011
其中R1是具有4至20个碳原子的杂芳基或杂芳基烷基，并且R2和R3独立地是氢原子、烷基或芳基。
2.如权利要求1所述的分散剂组合物，其中所述烃基琥珀酰亚胺是单琥珀酰亚胺、双琥珀酰亚胺、三琥珀酰亚胺或它们的混合物。
3.如权利要求1所述的分散剂组合物，其中所述烃基琥珀酰亚胺是至少一种琥珀酰亚胺酸酐和多胺的反应产物。
4.如权利要求3所述的分散剂组合物，其中所述多胺是二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺或多亚烷基胺。
5.如权利要求1所述的分散剂组合物，其中所述反应产物进一步用有机氧化物、反应性硼化合物或有机碳酸酯进行了后处理。
6.如权利要求1所述的分散剂组合物，其还包含第二琥珀酰亚胺。
7.如权利要求7所述的分散剂组合物，其中所述第二琥珀酰亚胺已经用有机碳酸酯、缩水甘油、不同于结构I的缩水甘油醚、有机氧化物或反应性硼化合物进行后处理。
8.如权利要求1所述的分散剂组合物，其中R2和R3中的至少一者是氢原子。
9.如权利要求1所述的分散剂组合物，其还包含通过曼尼希反应制备的分散剂。
10.一种润滑油组合物，其包含：
基础油；
琥珀酰亚胺分散剂组合物，所述琥珀酰亚胺分散剂组合物包含烃基琥珀酰亚胺和具有结构I的杂芳族缩水甘油醚的反应产物：
Figure FDA0004113290660000021
其中R1是具有4至20个碳原子的杂芳基或杂芳基烷基，并且R2和R3独立地是氢原子、烷基或芳基。
11.如权利要求10所述的润滑油组合物，其中所述烃基琥珀酰亚胺是单琥珀酰亚胺、双琥珀酰亚胺、三琥珀酰亚胺或它们的混合物。
12.如权利要求10所述的润滑油组合物，其中所述烃基琥珀酰亚胺是至少一种琥珀酰亚胺酸酐和多胺的反应产物。
13.如权利要求12所述的润滑油组合物，其中所述多胺是二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺或多亚烷基胺。
14.如权利要求10所述的润滑油组合物，其中所述反应产物进一步用有机氧化物、反应性硼化合物或有机碳酸酯进行了后处理。
15.如权利要求10所述的润滑油组合物，其还包含第二琥珀酰亚胺。
16.如权利要求15所述的润滑油组合物，其中所述第二琥珀酰亚胺已经用有机碳酸酯、缩水甘油、不同于结构I的缩水甘油醚、有机氧化物或反应性硼化合物进行后处理。
17.如权利要求10所述的润滑油组合物，其中R2和R3中的至少一者是氢原子。
18.如权利要求10所述的润滑油组合物，其还包含通过曼尼希反应制备的分散剂。
19.一种降低发动机中烟灰引起的粘度增加的方法，所述方法包括：
将分散剂组合物引入到所述发动机中，其中所述分散剂组合物包含：
琥珀酰亚胺分散剂，其包含聚烯基琥珀酰亚胺和具有结构I的杂芳族缩水甘油醚的反应产物：
Figure FDA0004113290660000031
其中R1是具有4至20个碳原子的杂芳基或杂芳基烷基，并且R2和R3独立地是氢原子、烷基或芳基；以及
使所述发动机运转。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述烃基琥珀酰亚胺是单琥珀酰亚胺、双琥珀酰亚胺、三琥珀酰亚胺或它们的混合物。
21.如权利要求19所述的方法，其中所述烃基琥珀酰亚胺是至少一种琥珀酰亚胺酸酐和多胺的反应产物。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述多胺是二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺或多亚烷基胺。
23.如权利要求19所述的方法，其中所述分散剂组合物还包含第二琥珀酰亚胺。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述第二琥珀酰亚胺用有机氧化物、反应性硼化合物或有机碳酸酯进行了后处理。
25.如权利要求19所述的方法，其中R2和R3中的至少一者是氢原子。
26.如权利要求19所述的方法，其还包含通过曼尼希反应制备的分散剂。
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