CN116096841A - 用于混合动力车辆的含有镁和硼的润滑油组合物 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于维持混合动力发动机中的乳液稳定性的方法。所述方法涉及用润滑油组合物润滑所述混合动力发动机并且使所述混合动力发动机运转，所述润滑油组合物具有主要量的润滑粘度的油、少量的含镁清净剂和少量的硼酸化分散剂。

Description

用于混合动力车辆的含有镁和硼的润滑油组合物
背景技术
现代润滑油配方是按照原始设备制造商通常设定的严格规格配制的。为了满足此类规格，使用了各种添加剂以及润滑粘度的基础油。根据应用，典型的润滑油组合物可含有分散剂、清净剂、抗氧化剂、磨损抑制剂、锈蚀抑制剂、腐蚀抑制剂、泡沫抑制剂和摩擦改性剂，仅举几例。不同的应用将决定加入润滑油组合物中的添加剂的类型。
混合动力车辆主要由电动马达以低速驱动并且由内燃发动机以高速驱动。为电动马达供电的电池通常通过再生制动并且由内燃发动机充电。存在一种在加速期间马达辅助发动机的并联系统。随着速度增加，串联/并联系统以良好平衡的方式分配来自发动机和马达的功率输入，其中在启动和低速时主要驱动是马达。
在这些混合动力车辆中，当车辆停止时发动机停止，并且当车辆仅由马达或制动驱动时，发动机燃料系统也暂停。因此，发动机在正常运转期间重复地经历起-停循环。
因此，与仅由传统发动机驱动的汽车的发动机油相比，用于混合动力车辆的发动机油在不同的环境下工作。由于混合动力车辆仅在短时间段内运行发动机，因此存在油中积聚水和燃料的问题，因为发动机不能通过延长的运转充分地蒸发掉水和燃料。这会导致形成对发动机性能产生负面影响的不稳定乳液。
因此，需要一种通过形成稳定的乳液将大量的水(低温运转而产生)保留在油中来改善对发动机零件的保护的组合物。
发明内容
公开了一种内燃发动机润滑油组合物，所述内燃发动机润滑油组合物用于维持如通过修改的ASTM D7563方法所确定的混合动力车辆的发动机中的乳液稳定性。还公开了使用所述润滑油组合物来维持混合动力车辆的发动机中的乳液稳定性的方法。
在一个方面，提供了一种用于维持混合动力发动机中的乳液稳定性的方法，所述方法包括用润滑油组合物润滑混合动力发动机并使所述混合动力发动机运转，所述润滑油组合物包含：主要量的润滑粘度的油、少量的含镁清净剂和少量的硼酸化分散剂。
在另一个方面，提供了一种使混合动力发动机运转的方法，所述方法包括：用润滑油组合物润滑混合动力发动机并且使所述混合动力发动机运转，所述润滑油组合物包含：主要量的润滑粘度的油、少量的含镁清净剂和少量的硼酸化分散剂。
在进一步的方面，提供了润滑油组合物用于改善混合动力发动机中的水和/或燃料污染物的乳化的用途，其包括：向混合动力发动机提供润滑油组合物，所述润滑油组合物包含：主要量的润滑粘度的油、少量的含镁清净剂和少量的硼酸化分散剂。
具体实施方式
虽然本公开易于进行各种修改和替代形式，但本文详细描述了其特定实施方案。然而，应当理解，本文对特定实施方案的描述并非旨在将本公开限于所公开的特定形式，而是相反，意图涵盖落在如由所附权利要求书限定的本公开的精神和范围内的所有修改、等效物和替代物。
为了便于理解本文公开的主题，下文定义了如本文所用的许多术语、缩写或其他简写。未定义的任何术语、缩写或简写被理解为具有与本申请的提交同时期的熟练技术人员所用的普通含义。
定义
如本文所用，除非明确相反地陈述，否则以下术语具有以下含义。在本说明书中，以下词语和表述如果使用以及当使用时具有以下给予的含义。
“主要量”意指超过组合物的50重量％。
“少量”意指按一种或多种添加剂的活性成分计算的关于所陈述添加剂以及关于组合物中存在的所有添加剂的总质量表示的少于组合物的50重量％。
“活性成分”或“活性物”或“无油”是指不是稀释剂或溶剂的添加剂材料。
除非另有说明，否则所报告的所有百分比均为基于活性成分(即，不考虑载体或稀释油)的重量％。
缩写“ppm”意指基于润滑油组合物的总重量的百万分之重量份。
根据ASTM D4683确定150℃下的高温高剪切(HTHS)粘度。
根据ASTM D445确定100℃下的运动粘度(KV100)。
金属—术语“金属”是指碱金属、碱土金属或它们的混合物。
在整个说明书和权利要求书中使用油溶性或油分散性的表述。油溶性或油分散性意指提供期望水平的活性或性能所需的量可通过溶解、分散或悬浮在润滑粘度的油中来掺入。通常，这意味着可将至少约0.001重量％的材料掺入在润滑油组合物中。关于术语油溶性和油分散性，特别是“稳定分散性”的进一步讨论，参见美国专利号4,320,019，其在这方面的相关教导以引用方式明确并入本文。
如本文所用的术语“硫酸化灰分”是指由润滑油中的清净剂和金属添加剂产生的不可燃残留物。硫酸化灰分可使用ASTM测试D874确定。
如本文所用的术语“总碱值”或“TBN”是指相当于一克样品中的KOH毫克数的碱量。因此，较高的TBN值反映了产品具有更强的碱性，因此具有更高的碱度。TBN是使用ASTM D2896测试确定的。
根据ASTM D5185确定硼、钙、镁、钼、磷、硫和锌的含量。
根据ASTM D4629确定氮含量。
本文提及的所有ASTM标准均是截至本申请的申请日的最新版本。
烯烃—术语“烯烃”是指通过许多工艺获得的一类具有一个或多个碳-碳双键的不饱和脂族烃。含有一个双键的不饱和脂族烃称为单烯，具有两个双键的不饱和脂族烃称为二烯、烷基二烯或二烯烃。α-烯烃的反应性特别强，因为双键在第一碳和第二碳之间。示例为用作中等生物可降解的表面活性剂的起始点的1-辛烯和1-十八烯。线性烯烃和支化烯烃也包括在烯烃的定义中。
正α烯烃—术语“正α烯烃”是指碳-碳双键存在于烃链的α或伯位(primaryposition)的直链的非支化烃。
异构化正α烯烃。如本文所用的术语“异构化正α烯烃”是指已经经历异构化条件的α烯烃，该异构化条件导致存在的烯烃物质的分布改变和/或沿着烷基链引入分支。异构化烯烃产物可通过将含有约10至约40个碳原子，优选约20至约28个碳原子，更优选约20至约24个碳原子的线性α烯烃异构化而获得。
C10-40正α烯烃—该术语定义了其中低于10的碳数已经通过蒸馏或其他分馏方法除去的正α烯烃馏分。
除非另有说明，否则所有百分比均为重量百分比。
虽然本公开易于进行各种修改和替代形式，但本文详细描述了其特定实施方案。然而，应当理解，本文对特定实施方案的描述并非旨在将本公开限于所公开的特定形式，而是相反，意图涵盖落在如由所附权利要求书限定的本公开的精神和范围内的所有修改、等效物和替代物。
应当注意，并非需要一般描述或示例中所描述的所有活动，可能不需要特定活动的一部分，并且除所述活动之外，还可执行一个或多个进一步的活动。再进一步地，列出活动的顺序不一定是执行该活动的顺序。
本文已经针对特定实施方案描述了益处、其他优点和问题解决方案。然而，所述益处、优点、问题解决方案，以及可使任何益处、优点或问题解决方案出现或变得更为显著的任何一个或多个特征都不应解读为是任何或所有权利要求的关键、必需或必要特征。
本文所述的实施方案的说明书和图示旨在提供各种实施方案的结构的一般理解。
如本文所用，术语“包含/包括(comprises)”、“包含/包括(comprising)”、“包含/包括(includes)”、“包含/包括(including)”、“具有(has)”、“具有(having)”或其任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含。例如，包括一系列特征的过程、方法、物品或设备不必仅限于那些特征，而是可以包括未明确列出的其他特征或此类过程、方法、物品或设备固有的其他特征。进一步地，除非明确地相反地陈述，否则“或”是指包含性的或而不是排他性的或。例如，条件A或条件B由下列任何一个满足：A为真(或存在)并且B为假(或不存在)、A为假(或不存在)并且B为真(或存在)以及A和B都为真(或存在)。
使用“一”或“一个”来描述本文所述的元件和部件。这样做仅仅是为了方便并且给出本公开的实施方案的范围的一般含义。本说明书应被理解为包括一个或至少一个，并且单数也包括复数，或反之亦然，除非明显另有所指。当提及数值时，术语“平均”是指平均值、几何平均值或中值。对应于元素周期表内的列的组号使用如CRC Handbook of Chemistryand Physics第81版(2000-2001)中所见的“新符号”约定。
除非另外定义，否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。所述材料、方法和示例仅是说明性的而不是旨在限制。就本文未描述的程度而言，关于特定材料和加工行为的许多细节是常规的，并且可以在教科书和润滑剂以及油气工业中的其他来源中找到。
说明书和图示并非旨在用作使用本文所述的结构或方法的配方、组合物、设备和系统的所有要素和特征的详尽和全面的描述。也可以在单个实施方案中组合地提供单独的实施方案，并且相反地，为了简洁起见，在单个实施方案的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何子组合提供。进一步地，对范围内陈述的数值的提及包括该范围内的各个和每一个数值。许多其他实施方案仅在阅读本说明书之后对熟练技术人员来说可能是显而易见的。其他实施方案可以被使用并且源自本公开，因此可在不脱离本公开的范围的情况下作出结构替换、逻辑替换或另一种改变。因此，本公开应被认为是说明性的而不是限制性的。
公开了一种维持混合动力车辆的发动机中的乳液稳定性的内燃发动机润滑油组合物，其包含：
主要量的润滑粘度的油；
少量的含镁清净剂；和
少量的硼酸化分散剂。
还公开了一种用于改善被水和燃料污染的润滑油使混合动力车辆的发动机中的水污染物乳化的能力的方法。
还公开了一种用于维持如通过修改的ASTM D7563测试(本文所公开)所确定的混合动力发动机中的乳液稳定性的方法，所述方法包括用润滑油组合物润滑混合动力发动机并且使所述混合动力发动机运转，所述润滑油组合物包含：
主要量的润滑粘度的油；
少量的含镁清净剂；和
少量的硼酸化分散剂。
还公开了润滑油组合物用于润滑内燃发动机的用途，所述润滑油组合物包含：
主要量的润滑粘度的油；
少量的含镁清净剂；和
少量的硼酸化分散剂，其中润滑油组合物维持如通过修改的ASTM D7563方法所确定的混合动力车辆的发动机中的乳液稳定性。
润滑粘度的油
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)。基础油可用于制备浓缩物以及可用于由其制备润滑油组合物，并且可选自天然润滑油和合成润滑油以及它们的组合。
天然油包括动物油和植物油，液态石油和加氢精制、溶剂处理的链烷、环烷和混合链烷-环烷类型的矿物润滑油。衍生自煤或页岩的润滑粘度的油也是有用的基础油。
合成润滑油包括烃油，诸如聚合和互聚的烯烃(例如，聚丁烯、聚丙烯、丙烯-异丁烯共聚物、氯化聚丁烯、聚(1-己烯)、聚(1-辛烯)、聚(1-癸烯))；烷基苯(例如，十二烷基苯、十四烷基苯、二壬基苯、二(2-乙基己基)苯)；多酚(例如，联苯、三联苯、烷基化多酚)；以及烷基化二苯醚和烷基化二苯硫醚以及它们的衍生物、类似物和同系物。
另一类合适的合成润滑油包括二羧酸(例如，丙二酸、烷基丙二酸、烯基丙二酸、琥珀酸、烷基琥珀酸和烯基琥珀酸、马来酸、富马酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、己二酸、亚油酸二聚体、邻苯二甲酸)与各种醇(例如，丁醇、己醇、十二烷醇、2-乙基己醇、乙二醇、二甘醇单醚、丙二醇)的酯。这些酯的特定示例包括己二酸二丁酯、癸二酸双(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、癸二酸双二十烷基酯(dieicosyl sebacate)、亚油酸二聚体的2-乙基己基二酯以及通过使一摩尔癸二酸与二摩尔四甘醇和两摩尔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以及多元醇醚诸如新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇和三季戊四醇制成的酯。
基础油可以衍生自费-托合成烃。费-托合成烃由含有H2和CO的合成气使用费-托合成催化剂制备。此类烃通常需要进一步加工以用作基础油。例如，可以使用本领域技术人员已知的工艺对烃进行加氢异构；加氢裂化和加氢异构；脱蜡；或加氢异构和脱蜡。
未精炼油、精炼油和再精炼油可用于本发明的润滑油组合物中。未精炼油是直接从天然或合成来源获得而不进一步纯化处理的油。例如，直接从干馏操作获得的页岩油、直接从蒸馏获得的石油或直接从酯化工艺获得并且不经进一步处理而使用的酯油将是未精炼油。精炼油与未精炼油相似，除了它们在一个或多个纯化步骤中被进一步处理以改进一种或多种特性。许多此类纯化技术，诸如蒸馏、溶剂萃取、酸或碱萃取、过滤和渗滤是本领域技术人员已知的。
再精炼油通过与应用于已投入使用的精炼油的用于获得精炼油的工艺类似的工艺获得。此类再精炼油也称为再生油或再加工油，并且常常通过废添加剂和油分解产物的批准技术进行另外加工。
因此，可用于制备本发明润滑油组合物的基础油可选自如Ameri can PetroleumInstitute(API)Base Oil Interchangeability Guidelines(API Publication 1509)中指定的I-V组中的任何基础油。此类基础油组在下表1中进行了总结：
表1
Figure BDA0004113382880000091
(a)第I组-第III组是矿物油基础油料。
(b)根据ASTM D2007确定。
(c)根据ASTM D2622、ASTM D3120、ASTM D4294或ASTM D4927确定。
(d)根据ASTM D2270确定。
适用于本文的基础油是对应于API第I组、第II组、第III组、第IV组和第V组油以及它们的组合的任何种类，优选第III组至第V组油，这是由于它们具有特殊的挥发性、稳定性、粘度和清洁度特征。
用于本公开的润滑油组合物中的润滑粘度的油，也被称为基础油，通常以主要量，例如基于组合物的总重量的大于50重量％，优选大于约70重量％，更优选约80至约99.5重量％，并且最优选约85至约98重量％的量存在。如本文所用的表述“基础油”应理解为意指基础油料或基础油料共混物，其是由单一制造商按相同规格(与进料来源或制造商位置无关)生产，符合相同制造商规格，并且通过唯一的配方编号、产品标识号或两者来标识的润滑剂组分。用于本文的基础油可为用于配制用于任何和所有此类应用的润滑油组合物的任何目前已知或以后发现的润滑粘度的油，例如发动机油、船用汽缸油、功能流体(诸如液压油、齿轮油、传动液)等。此外，用于本文的基础油可任选地包含粘度指数改性剂，例如聚合甲基丙烯酸烷基酯；烯烃共聚物，例如乙烯-丙烯共聚物或苯乙烯-丁二烯共聚物；等等以及它们的混合物。
正如本领域技术人员容易理解的那样，基础油的粘度取决于应用。因此，供本文使用的基础油的粘度在100℃(C.)下将通常在约2至约2000厘沲(cSt)范围内。一般地，单独用作发动机油的基础油在100℃下将具有范围为约2cSt至约30cSt，优选约3cSt至约16cSt，并且最优选约4cSt至约12cSt的运动粘度，并且将根据所需的最终用途和成品油中的添加剂来进行选择或共混，以得到所需等级的发动机油，例如SAE粘度等级为0W、0W-8、0W-12、0W-16、0W-20、0W-26、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、15W-40、30、40等的润滑油组合物。
Mg清净剂
优选的含镁清净剂包括磺酸镁、酚镁和水杨酸镁，尤其是磺酸镁和水杨酸镁。
水杨酸盐清净剂可以通过使碱性金属化合物与至少一种羧酸反应并从反应产物中除去水来制备。由水杨酸制备的清净剂是一类由羧酸制备的清净剂。有用的水杨酸盐包括长链烷基水杨酸盐。一个有用的组合物家族具有以下结构(5)：
Figure BDA0004113382880000111
其中R”是C1至C30(例如C13至C30)烷基基团；n是1至4的整数；并且M是镁。
烃基取代的水杨酸可由酚通过Kolbe反应制备(参见美国专利号3,595,791)。烃基取代的水杨酸的金属盐可以通过金属盐在极性溶剂如水或醇中的复分解来制备。
在本公开的一个方面，水杨酸盐衍生自C10-C40异构化NAO，并且由具有衍生自异构化NAO的烷基基团的烷基酚制成，该异构化NAO的异构化水平(i)为约0.10至约0.40，优选地约0.10至约0.35，优选地约0.10至约0.30，并且更优选地约0.12至约0.30。在本公开的另一个方面，水杨酸盐衍生自C20-C24异构化NAO。
典型的清净剂是含有该分子的长链疏水部分和该分子的较小阴离子或疏油亲水部分的阴离子材料。清净剂的阴离子部分通常衍生自有机酸，诸如硫酸、羧酸、亚磷酸、酚或它们的混合物。反离子通常是碱土金属或碱金属。
含有基本上化学计量的金属的盐被称为中性盐并且具有0至80mg KOH/g的总碱值(TBN)。许多组合物是高碱性的，含有大量的金属碱，这通过使过量的富含酸性气体(例如二氧化碳)的金属化合物(例如金属氢氧化物或氧化物)反应来实现。有用的清净剂可以是中性的、轻度高碱性的或高度高碱性的。
期望在清净剂混合物中使用的至少一些清净剂是高碱性的。高碱性清净剂有助于中和由燃烧过程产生的酸性杂质并且被截留在油中。典型地，高碱性材料具有按当量计1.05:1至50:1(例如，4:1至25:1)的清净剂的金属离子与阴离子部分的比率。所得的清净剂为通常将具有150mg KOH/g或更高(例如250至450mg KOH/g或更高)的TBN的高碱性清净剂。可以使用不同TBN的清净剂的混合物。
磺酸盐可以由磺酸制备，磺酸通常通过烷基取代的芳族烃(诸如从石油分馏获得的那些)的磺化或通过芳族烃的烷基化获得。示例包括通过使苯、甲苯、二甲苯、萘、联苯或它们的卤素衍生物烷基化而获得的那些。该烷基化可以在催化剂存在下使用具有约3个至多于70个碳原子的烷基化剂进行。烷芳基磺酸盐通常含有每个烷基取代的芳族部分约9至80个或更多个碳原子(例如，约16至60个碳原子)。
酚盐可以通过使碱土金属氢氧化物或氧化物(例如CaO、Ca(OH)2、MgO或Mg(OH)2)与烷基酚或硫化烷基酚反应来制备。有用的烷基基团包括直链或支链C1至C30(例如，C4至C20)烷基基团或其混合物。合适的酚的示例包括异丁基酚、2-乙基己基酚、壬基酚、十二烷基酚等。应当注意，起始烷基酚可以含有多于一个各自独立地为直链或支链的烷基取代基。当使用未硫化的烷基酚时，可以通过本领域熟知的方法获得硫化产物。这些方法包括加热烷基酚和硫化剂(例如元素硫、卤化硫如二氯化硫等)的混合物，然后使硫化酚与碱土金属碱反应。
含镁清净剂可以以向润滑油组合物提供按重量计至少100至2000ppm、至少100至1500ppm、至少100至1200ppm、至少100至1100ppm、至少100至1000ppm、至少200ppm至2000ppm，至少300至1500ppm、至少300至1200ppm、至少300至1200ppm、至少300至1100ppm、至少300至1000ppm，或至少400至1000ppm的镁的量使用。
含硼分散剂
硼酸化分散剂的示例包括硼酸化无灰分分散剂，诸如硼酸化聚烯基琥珀酸酐；聚亚烷基琥珀酸酐的硼酸化不含氮衍生物；选自由以下组成的组的硼酸化碱性氮化合物：琥珀酰亚胺、羧酸酰胺、烃基单胺、烃基多胺、曼尼希碱、膦酰胺、硫代膦酰胺和磷酰胺、噻唑(例如，2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、巯基苯并噻唑及其衍生物)、三唑(例如烷基三唑和苯并三唑)、含有具有一个或多个附加极性官能团(包括胺、酰胺、亚胺、酰亚胺、羟基、羧基等)的羧酸酯的共聚物(例如，通过长链烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯与具有上述官能团的单体的共聚制备的产物)；等等以及它们的组合。优选的硼酸化分散剂是硼的琥珀酰亚胺衍生物，诸如例如硼酸化聚异丁烯基琥珀酰亚胺。
硼酸化无灰分分散剂的示例是通过使烃基琥珀酸或酸酐与胺反应制备的硼酸化无灰烃基琥珀酰亚胺分散剂。优选的烃基琥珀酸或酸酐是其中烃基基团衍生自C3或C4单烯烃聚合物的那些，尤其是其中聚异丁烯基基团具有700至5,000，更优选900至2,500的数均分子量(Mn)的聚异丁烯。此类分散剂通常对于每个聚异丁烯基基团具有至少1个，优选1至2个，更优选1.1至1.8个琥珀酸基团。在一个实施方案中，油溶性或油分散性硼酸化聚异丁烯琥珀酰亚胺分散剂衍生自具有约550至约5000的数均分子量的聚异丁烯基团。在一个实施方案中，油溶性或油分散性硼酸化聚异丁烯琥珀酰亚胺分散剂衍生自具有约550至约4000的数均分子量的聚异丁烯基团。在一个实施方案中，油溶性或油分散性硼酸化聚异丁烯琥珀酰亚胺分散剂衍生自具有约550至约3000的数均分子量的聚异丁烯基团。在一个实施方案中，油溶性或油分散性硼酸化聚异丁烯琥珀酰亚胺分散剂衍生自具有大于550至约2300的数均分子量的聚异丁烯基团。在一个实施方案中，油溶性或油分散性硼酸化聚异丁烯琥珀酰亚胺分散剂衍生自具有约950至约2300的数均分子量的聚异丁烯基团。在一个实施方案中，油溶性或油分散性硼酸化聚异丁烯琥珀酰亚胺分散剂衍生自具有约950至约1300的数均分子量的聚异丁烯基团。在一个实施方案中，油溶性或油分散性硼酸化聚异丁烯琥珀酰亚胺分散剂衍生自具有约2300的数均分子量的聚异丁烯基团。在一个实施方案中，油溶性或油分散性硼酸化聚异丁烯琥珀酰亚胺分散剂衍生自具有约1300的数均分子量的聚异丁烯基团。在一个实施方案中，油溶性或油分散性硼酸化聚异丁烯琥珀酰亚胺分散剂衍生自具有约1000的数均分子量的聚异丁烯基团。
用于反应形成琥珀酰亚胺的优选胺是每分子具有2至60个碳原子和2至12个氮原子的多胺，特别优选的是由下式表示的聚亚烷基胺：
NH2(CH2)n—(NH(CH2)n)m—NH2
其中n为2至3并且m为0至10。例子是乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、四亚丙基五胺(tetrapropylene pentamine)、五亚乙基六胺等，以及此类多胺的市售混合物。还可以使用包含其他基团(诸如羟基、烷氧基、酰胺、氮化物和咪唑啉基团)的胺，也可以使用聚氧化亚烷基多胺。使所述胺与烯基琥珀酸或酸酐以约1:1至10:1，优选1:1至3:1的烯基琥珀酸或酸酐的摩尔与多胺的摩尔的常规比率，优选以约1:1的比率反应，通常通过将反应物加热至100℃至250℃，优选125℃至175℃持续1至10，优选2至6小时来进行。
烯基琥珀酰亚胺分散剂的硼酸化也是本领域熟知的，如美国专利号3,087,936和3,254,025中所公开的。可将琥珀酰亚胺例如用用于向分散剂中每原子比例的氮提供0.1原子比例的硼至10原子比例的硼的量的硼化合物处理，该硼化合物选自由硼、氧化硼、卤化硼、硼酸及其酯组成的组。
基于硼酸化分散剂的总重量，硼酸化产品通常将含有0.1至2.0，优选0.2至0.8重量％的硼。硼被认为以附接在酰亚胺的偏硼酸盐上的脱水硼酸聚合物的形式存在。硼酸化反应容易地如下进行：将1-3重量％(基于分散剂的重量计)的所述硼化合物，优选硼酸，添加到矿物油中的浆液形式的分散剂中，并在搅拌下从135℃加热到165℃保持1-5小时，然后对产物进行氮气汽提过滤。替代性地，可在除去水的同时将硼酸加到琥珀酸或酸酐与胺的热反应混合物中。
含硼分散剂以足以提供基于润滑油组合物的总重量的至少30至1000ppm、至少30至900ppm、至少30至800ppm、至少30至700ppm、至少30至600ppm、在至少30至500ppm、至少30至400ppm、至少30至350ppm、至少30至300ppm、至少40至1000ppm、至少40至900ppm、至少40至800ppm、至少40至700ppm、至少40至600ppm、至少40至500ppm、至少40至400ppm、至少40至350ppm、至少40至300ppm、至少50至1200ppm、至少50至1000ppm、至少50至900ppm、至少50至800ppm、至少50至700ppm、至少50至600ppm、至少100至600ppm、至少100至500ppm、至少100至400ppm或至少100至300ppm的硼的量存在。
附加的润滑油添加剂
本公开的润滑油组合物还可含有其他常规添加剂，这些添加剂可赋予或改善这些添加剂分散或溶解在其中的润滑油组合物的任何期望特性。本领域普通技术人员已知的任何添加剂均可用于本文公开的润滑油组合物中。Mortier等人，“Chemistry andTechnology of Lubri cants”,第2版,London,Springer,(1996)；和Leslie R.Rudnick,“Lu bricant Additives：Chemistry and Applications”,New York,Marcel Dekker(2003)描述了一些适合的添加剂，这两篇文献均通过引用并入本文。例如，可将润滑油组合物与抗氧化剂、抗磨剂、清净剂诸如金属清净剂、锈蚀抑制剂、去混浊剂、破乳剂、金属钝化剂、摩擦改性剂、倾点下降剂、消泡剂、助溶剂、腐蚀抑制剂、分散剂、多功能剂、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被用于通过常用的共混程序制备本公开的润滑油组合物。
在润滑油配方的制备中，通常的做法是在烃油(例如矿物润滑油或其他合适的溶剂)中引入10重量％至100重量％活性成分浓缩物形式的添加剂。
通常，在形成成品润滑剂(例如曲轴箱马达油)时，这些浓缩物可用每重量份添加剂包3重量份至100重量份，例如5重量份至40重量份的润滑油稀释。当然，浓缩物的目的是使各种材料的处理不那么困难和棘手，并促进在最终共混物中溶解或分散。。
当使用时，前述添加剂中的每一种均以功能有效量使用以赋予润滑剂期望的特性。因此，例如，如果添加剂是摩擦改性剂，则该摩擦改性剂的功能有效量将是足以赋予润滑剂所需摩擦改性特性的量。
通常，当使用时，润滑油组合物中添加剂中的每种添加剂的浓度可以在基于润滑油组合物的总重量的约0.001重量％至约20重量％、约0.01重量％至约15重量％，或约0.1重量％至约10重量％、约0.005重量％至约5重量％，或约0.1重量％至约2.5重量％的范围内。进一步地，润滑油组合物中添加剂的总量可以在基于润滑油组合物的总重量的约0.001重量％至约20重量％、约0.01重量％至约10重量％，或约0.1重量％至约5重量％的范围内。
呈现以下实施例以举例说明本公开的实施方案，但不旨在将本公开限制于所阐述的具体实施方案。除非有相反的说明，否则所有的份数和百分比均按重量计。所有数值均为近似值。当给出数值范围时，应当理解，在所陈述范围之外的实施方案仍可落在本公开的范围中。每个实施例中描述的特定细节不应被解读为本公开的必要特征。
应当理解，可以对本文公开的实施方案进行各种修改。因此，上述说明不应被解读为限制性的，而仅仅是作为优选实施方案的范例。例如，上文所述和作为用于操作本公开的最佳模式实现的功能仅用于说明目的。其他布置和方法可由本领域的技术人员在不脱离本公开的范围和精神的情况下实现。此外，本领域技术人员将会设想到在所附权利要求书的范围和精神内的其他修改。
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。
润滑油通过以下ASTM方法评价。
根据经修改的ASTM D7563方法测试样品。ASTM D7563测量油使水和E85燃料乳化的能力。在此修改中，润滑油与10％的水混合，并将在25℃下24小时后跟踪乳液稳定性。之后，观察并报告油、水和乳液的量。D7563只定义了“非水性”或“水性”层，因此我们将“非水性”层进一步分为棕色和白色(也可以称它为油层和乳液层)。在此测试中，如果乳化层超过50％，则视为通过。
在ASTM D7563中，更多的乳液层是理想的，因为它表明水在系统中良好且均匀地分散。乳液是理想的。这是一项测试和评估发动机油稳定性的测试，涉及已与发动机油混合的任何(冷凝)水或E85燃料等是否不会沉积在表面上，而是仍然以乳液形式合并在一起，没有析出和/或凝结成薄层，从而使单个发动机部件不会生锈或腐蚀。
基线配方
通过将以下组分共混在一起来制备润滑油组合物，以获得SAE0W-20粘度级配方：
以磷含量计约770ppm的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；
烷基化二苯胺抗氧化剂；
乙烯丙烯VII；
常规量的倾点降低剂，
泡沫抑制剂；和
余量的第III组基础油的混合物。
清净剂A
清净剂A为C20-C24磺酸镁清净剂，由α-烯烃制成。性质：TBN(mg KOH/g)＝400；Mg(wt.％)＝9.4。
清净剂B
制备MgO(82克)在MeOH(81.4克)和二甲苯(500克)中的浆料并且将其引入到反应器中。然后将由异构化α烯烃(C20-24，0.16异构化水平)制备的羟基苯甲酸(1774克，43％的在二甲苯中的活性物)装载到反应器中并将温度在40℃下保持15分钟。然后经30分钟将十二碳烯基酸酐(DDSA，7.6克)，随后是AcOH(37.3克)，然后是H2O(69克)引入反应器中，同时将温度斜坡式升高直至50℃。然后在强烈搅拌下将CO2(96克)引入在反应器中。然后将由在二甲苯(200克)中的MgO(28克)组成的浆料引入在反应器中，并将进一步的量的CO2鼓泡通过混合物。在CO2引入结束时，通过加热至132℃完成溶剂的蒸馏。然后将500克基础油引入在反应器中。然后将混合物在实验室离心机中离心以除去未反应的氧化镁和其他固体。最后，将混合物在170℃和真空(15毫巴)下加热以除去二甲苯并产生含有4.3％的作为C20-C24水杨酸镁清净剂的镁的最终产物，其由异构化水平为0.16的异构化NAO制成。性质：在35重量％稀释油中，TBN(mgKOH/g)＝199。
清净剂C
清净剂C为C14-C18水杨酸镁清净剂，由α-烯烃制成。性质：TBN(mgKOH/g)＝236；Mg(wt.％)＝5.34。
清净剂D
清净剂D为C14-C18水杨酸镁清净剂，可从Infineum Internationa l Ltd以商品名"Infineum C9012"获得。性质：TBN(mgKOH/g)＝345；Mg(wt.％)＝7.45。
实施例1
向配方基线中添加约1040ppm的来自清净剂A的Mg和Mn为约1300的硼酸化的双琥珀酰亚胺分散剂。
实施例2
向配方基线中添加约1040ppm的来自清净剂B的Mg和Mn为约1300的硼酸化的双琥珀酰亚胺分散剂。
实施例3
向配方基线中添加约1040ppm的来自清净剂C的Mg和Mn为约1300的硼酸化的双琥珀酰亚胺分散剂。
实施例4
向配方基线中添加约1040ppm的来自清净剂D的Mg和Mn为约1300的硼酸化的双琥珀酰亚胺分散剂。
实施例5
向配方基线中添加约520ppm的来自清净剂C的Mg和Mn为约1300的硼酸化的双琥珀酰亚胺分散剂。
实施例6
向配方基线中添加约130ppm的来自清净剂C的Mg和Mn为约1300的硼酸化的双琥珀酰亚胺分散剂。
比较实施例1
向配方基线中添加约1050ppm的来自清净剂A的Mg和未后处理的双琥珀酰亚胺分散剂。
比较实施例2
向配方基线中添加约1030ppm的来自清净剂A的Mg和碳酸亚乙酯后处理的双琥珀酰亚胺分散剂。
比较实施例3
向配方基线中添加约1050ppm的来自清净剂B的Mg和未后处理的双琥珀酰亚胺分散剂。
比较实施例4
向配方基线中添加约1050ppm的来自清净剂C的Mg和未后处理的双琥珀酰亚胺分散剂。
比较实施例5
向配方基线中添加约1050ppm的来自清净剂D的Mg和未后处理的双琥珀酰亚胺分散剂。
表2
Figure BDA0004113382880000211
通过NMR方法测量异构化水平。
异构化水平(I)和NMR方法
烯烃的异构化水平(I)通过氢-1(1H)NMR确定。在Bruker Ultra shield Plus 400上在氯仿-d1中在400MHz下使用TopSpin 3.2光谱处理软件获得NMR光谱。
异构化水平(I)表示与亚甲基主链基团(-CH2-)(化学位移1.01-1.38ppm)连接的甲基基团(-CH3)(化学位移0.30-1.01ppm)的相对量并且由如下所示的式定义，
I＝m/(m+n)
其中m是化学位移在0.30±0.03至1.01±0.03ppm之间的甲基基团的NMR积分，并且n是化学位移在1.01±0.03至1.38±0.10ppm之间的亚甲基基团的NMR积分。

Claims (10)

1.一种用于维持混合动力发动机中的乳液稳定性的方法，所述方法包括用润滑油组合物润滑所述混合动力发动机并且使所述混合动力发动机运转，所述润滑油组合物包含：
a.主要量的润滑粘度的油；
b.少量的含镁清净剂；和
c.少量的硼酸化分散剂。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述镁清净剂是磺酸镁或水杨酸镁清净剂。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述含镁清净剂衍生自异构化正α烯烃。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述异构化正α烯烃具有约0.1至约0.4的所述正α烯烃的异构化水平(I)。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述异构化正α烯烃具有约0.1至约0.3的所述正α烯烃的异构化水平(I)。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述异构化正α烯烃具有约0.16至约0.27的所述正α烯烃的异构化水平(I)。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述含镁清净剂以提供约50ppm至1500ppm的镁的量存在。
8.一种使混合动力发动机运转的方法，所述方法包括：
用润滑油组合物润滑所述混合动力发动机并且使所述混合动力发动机运转，所述润滑油组合物包含：
a.主要量的润滑粘度的油；
b.少量的含镁清净剂；和
c.少量的硼酸化分散剂。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述润滑油组合物改善如通过被修改成在所述润滑油组合物中包含10％的水的ASTM D7563所确定的水和/或燃料污染物在所述混合动力发动机中的乳化。
10.润滑油组合物改善混合动力发动机中的水和/或燃料污染物的乳化的用途，其包括：
向所述混合动力发动机提供润滑油组合物，所述润滑油组合物包含：
a.主要量的润滑粘度的油；
b.少量的含镁清净剂；和
c.少量的硼酸化分散剂。
CN202180056783.3A 2020-07-21 2021-07-20 用于混合动力车辆的含有镁和硼的润滑油组合物 Pending CN116096841A (zh)

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