DE102007031517B4

DE102007031517B4 - Schmierölzusammensetzungen zur Hemmung von durch Kühlmittel hervorgerufener Ölfilterverstopfung

Info

Publication number: DE102007031517B4
Application number: DE102007031517.3A
Authority: DE
Inventors: Cathy C. Devlin; Charles A. Passut; Paul G. Griffin
Original assignee: Afton Chemical Corp
Current assignee: Afton Chemical Corp
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2027-07-07
Also published as: GB0820532D0; FR2905704A1; FR2905704B1; GB2441631A; JP4731526B2; JP2008063566A; GB2441631B; GB0716398D0; US8093189B2; US20080064615A1; GB2453451A; GB2453451B; DE102007031517A1

Abstract

Verwendung einer Schmierölzusammensetzung in dem Kurbelgehäuse eines EGR-Motors, welcher mit Wasser/Glycol-Gemischen als Motorkühlmittel gekühlt wird und kleine Leckagen in der Dichtung des Motorkühlsystems aufweist, welche zu einer Kontamination der Schmierölzusammensetzung mit etwa 2 Gew.-Prozent Motorkühlmittel führen, zur Minimierung oder Verhinderung von Ölfilterverstopfen bei Hochleistungsdieselmotoren, wobei die Schmierölzusammensetzung, welche niedriges SAP aufweist und/oder normgerecht ist mit mindestens einer Schmiermittel-API-Servicekategorie, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus CJ-4, CI-4 PLUS, C-4, CF-4, CG-4 und CH-4 besteht, eine Hauptmenge eines Öls mit Schmiermittelviskosität und eine Nebenbestandteilmenge von 0,1 bis 20,0 Gew.-Prozent eines Amin-funktionalisierten Olefincopolymer-Dispersantmittels zur Verbesserung des Viskositätsindex, umfassend das Reaktionsprodukt eines acylierten Olefincopolymers und einer Polyaminverbindung, umfasst, wobei das Olefincopolymer-Dispersantmittel zur Verbesserung des Viskositätsindex in einer Menge vorhanden ist, die wirksam ist, durch Kühlmittel hervorgerufenes Ölfilterverstopfen zu hemmen, und die wirksame Menge bestimmt wird durch den Cummins ISM EGR-Test, in welchem die Schmierölzusammensetzung mit etwa 2 Gew.-Prozent Motorkühlmittel verunreinigt ist, welches aus einem ungefähren 50:50-Gemisch von Wasser und reinem (Poly)ethylenglykol (insgesamt) zusammengesetzt ist, relativ zu einer modifizierten Form der Schmierölzusammensetzung, welche anstatt des Amin-funktionalisierten. Olefincopolymer-Dispersantmittels eine nicht Amin-funktionalisierte, nicht acylierte Form des Olefincopolymer-Dispersantmittels enthält, wobei die modifizierte Form der Schmierölzusammensetzung aber ansonsten gleich ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Schmierölzusammensetzungen, welche durch Kühlmittel hervorgerufene Ölfilterverstopfung in Hochleistungsdieselmotoren hemmen, und insbesondere normgerechte CJ-4-, CI-4 PLUS- oder CI-4-Schmierölzusammensetzungen, welche durch Kühlmittel hervorgerufene Ölfilterverstopfung in Abgasrückführungs- oder Recyclingmotorsystemen hemmen.
Hintergrund der Erfindung
Die Hersteller von Dieselmotoren haben neue Motoren mit ausgefeilter Emissionsbegrenzung entwickelt, um die stark verschärften EPA-Emissionsanforderungen für Motoren zu erfüllen, welche im Jahr 2007 in Kraft treten werden. Wirksam werden mit dem Modelljahr 2007 die von der U.S. Environmental Protection Agency gesetzten strengen Grenzen bei den Stickoxid-(NOx)- und Teilchenmaterial-(PM)-Emissionen von Lastwagen und Bussen für Straßenverwendung. Motoren, welche Dieseloxidationskatalysatoren und Teilchenfilter einschließen, werden im Wesentlichen veränderte Schmiermittelformulierungen als in der Vergangenheit erfordern.
Folglich entwickelten Motorenhersteller Dieselmotoren, welche nicht nur Dieselteilchenfilter verwenden, die Russemissionen einfangen und weiter verringern, sondern welche auch mit verschmutzungsverringerndem Dieselkraftstoff mit sehr wenig Schwefel (ULSD) arbeiten und gekühlte Abgasrückführungs-(EGR)-Vorrichtungen verwenden, um einen Teil der Abgase, welche normalerweise auf der Rückseite des Fahrzeugs emittiert werden, in den Motor zurückzuführen, wobei mehr interner Ruß erzeugt wird.
Da die neuen Motoren bei niedrigeren Verbrennungs- und höheren Kühlmitteltemperaturen arbeiten und nicht den Ruß und andere Teilchen verbrennen und da die Nachbehandlungsvorrichtungen leicht beschädigt werden, stellen vorhandene Öle, sogar jene, welche den CI-4- oder CI-4-PLUS-Standard erfüllen, nicht den notwendigen Schutz bereit, um die neuen Emissionsanforderungen an die Lastwagen und Busse für Straßenverwendung zu erfüllen.
Insbesondere werden bestimmte leistungssteigernde Additive, welche in der Vergangenheit verwendet wurden, in ihren momentan verwendeten Konzentrationen bei der neuen Generation von Dieselmotoren, welche relativ ausgefeilte Abgasfiltrationssysteme verwenden, Probleme verursachen. Zum Beispiel sind Asche und andere metallische Komponenten der herkömmlichen Additive nicht verbrennbar und werden so in dem System bleiben und eine Gefahr sein, die ausgefeilten Filter zu verschmutzen, welche auf den neuen Motoren sein werden, was die Wartungskosten erhöht und zu den Emissionen beiträgt. Deshalb werden Schmieröle mit wenig Schwefel, Asche und Phosphor („niedriges SAP”) in der Industrie erforderlich sein, welche Grenzen, die in dem Schmieröl bestimmten Additivkomponenten auferlegt wurden, wie folgt erfüllen: < 1,0% Asche, < 0,12% Phosphor und < 0,4% Schwefel.
Das American Petroleum Institute (API) hat eine neue Schmiermittelkategorie eingeführt, welche als „CJ-4” bezeichnet wird, die speziell für die nächste Generation von Dieselmotoren mit niedriger Emission entwickelt wurde, um die Motoremissionsstandards 2007 zu erfüllen. Um den neuen API-Standard CJ-4 zu erfüllen, stehen der/die Schmiermittelformulierungsfachmann und -hersteller der Herausforderung gegenüber, neue sauberere Schmiermitteladditive und -komponenten zu entwickeln, welche die Kombination von Leistung und Reinheit bereitstellen können, die die neuen Motoren und Standards erfordern.
Für Dieselmotoranwendungen für Off-Road-Verwendung werden andere bereits bestehende API-Ölspezifizierungen noch als verwendbar angesehen. Zum Beispiel werden Öle in der API-Kategorie CI-4 zur Verwendung in Hochgeschwindigkeits-viertaktdieselmotoren formuliert und sie wurden derart designed, dass sie die EPA-Abgasemissionsstandards erfüllen, welche im Oktober 2002 in Kraft traten. Diese Öle wurden für die Verwendung bei allen Anwendungen mit Dieselkraftstoffen mit einem Schwefelgehalt im Bereich von bis zu 0,05 Gew.-% kompoundiert. Das 2004 eingeführte CI-4 PLUS stellte eine Verbesserung der CI-4-Kategorie dar. Öle, welche die CI-4 PLUS-Bezeichnung erfüllen, werden formuliert, um zusätzliche Russbegrenzungsanforderungen von speziellen Motoren mit gekühlter EGR zu erfüllen.
Zusätzlich zur Erfüllung von immer strenger werdenden Industriestandards für die Ölleistung und -reinheit haben die Untersuchenden der vorliegenden Erfindung auch ein Leckageproblem des Kühlmittelsystems identifiziert, welches bei Dieselmotoren auftreten kann, wie kleine Leckagen in Dichtungen von Motorkühlmittelsystemen, welche in EGR-Motoren verwendet werden, die die Leistung und den korrekten Betrieb des Schmiermittelsystems gefährden können. Diese kleinen Kühlmittelleckagen können zur Verunreinigung des Motorschmieröls, nämlich des Kurbelgehäuseöls mit Kühlmittel (d. h. typischerweise Ethylenglykol, Propylenglykol und/oder ein anderes (Poly)alkylenglykol und dergleichen) führen. Kühlmittel können auch Korrosionsinhibitoren und andere zusätzliche Mittel (einschließlich Bitterstoffmittel, usw.) enthalten. Es wurde von den Untersuchenden der vorliegenden Erfindung beobachtet, dass die Gegenwart des Kühlmittels in dem Schmiermittelsystem Verstopfungsprobleme in dem Ölfilter hervorruft und/oder fördert.
Viele Patente lehren die Herstellung und Verwendung von Dispersantmittel-VII-Materialien in Motorölformulierungen. Diese Patente schließen zum Beispiel die U.S. Pat. Nr. 6,107,257 ; 5,182,041 ; 5,188,745 ; 5,238,588 ; 4,8636,623 ; 5,075,383 ; 6,107,258 ; 5,556,923 und die Europäischen Patente EP 0 922 752 ; EP 0 909 805 ; EP 0 491 456 ; EP 0 510 892 ; EP 0 338 672 ; EP 0 396 297 ; EP 0 549 196 und EP 0 417 904 ein, welche alle hier durch Bezugnahme für ihre Lehre in ihrer Ganzheit aufgenommen werden. Keines dieser Patente wird so verstanden, dass es sowohl die CJ-4-, CI-4 Plus- und CI-4-Normgerechtheit als auch die Kühlmittelverunreinigungsprobleme bei Dieselmotorschmiermittelzusammensetzungen erkennt und diesen begegnet.
Deshalb haben die Untersuchenden der vorliegenden Erfindung einen Bedarffür CJ-4-, CI-4 Plus- und CI-4-Schmiermittelformulierungen, welche ferner in mehrfacher Hinsicht wirken können, um ein Ölfilterverstopfen bei Hochleistungsdieselmotoren, wie gekühlten EGR-Motoren, zu minimieren oder zu verhindern, identifiziert. Wie aus den nachfolgenden Beschreibungen ersichtlich werden wird, begegnet die Erfindung diesem Bedarf und stellt andere Vorteile und Nutzen bereit.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen Schmierölzusammensetzungen, insbesondere Schmieröle mit niedrigem SAP, welche das durch Kühlmittel hervorgerufene Ölfilterverstopfen in Hochleistungsdieselmotoren hemmen. In einer Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Schmierölzusammensetzung, welche mindestens mit einer Schmiermittel-API-Servicekategorie normgerecht ist, die bei Kategorien von Motoren mit begrenzter Dieselemission verwendet werden kann, wie CJ-4-, CI-4 PLUS-, CI-4- und andere API-Kategorien für Dieselmotoren mit niedriger Emission, die das durch Kühlmittel hervorgerufene Ölfilterverstopfen in Hochleistungsdieselmotoren hemmt. In einer anderen Ausführungsform betrifft sie eine Schmierölzusammensetzung, welche mit Kategorien von Motoren ohne begrenzte Dieselemission normgerecht ist, einschließlich Dieselmotorkategorien für Off-Road-Verwendung wie CF-4, CG-4, CH-4 und CI-4, die das durch Kühlmittel hervorgerufene Ölfilterverstopfen in Hochleistungsdieselmotoren hemmt. In einer besonderen Ausführungsform betrifft sie mindestens eine einer normgerechten CJ-4-, CI-4 PLUS- oder CI-4-Schmierölzusammensetzung, welche das durch Kühlmittel hervorgerufene Ölfilterverstopfen in Hochleistungsdieselmotoren, wie Abgasrückführungs- oder Recyclingmotor-(„EGR”)-Systemen, hemmt und dabei die Pumpfähigkeit des Motoröls unter anderen Vorteilen und Nutzen verbessert. Gekühlte EGR-Motoren, welche mit diesen Schmierölzusammensetzungen geschmiert werden, werden auch durch Ausführungsformen der Erfindung umfasst.
Es wurde überraschenderweise entdeckt, dass das durch Kühlmittel hervorgerufene Ölfilterverstopfen in Hochleistungsdieselmotoren, wie in EGR-Motoren und dergleichen, durch Schmieröle, welche wirksame Mengen an bestimmten Olefincopolymer-(OCP”)-Dispersantmitteln zur Verbesserung des Viskositätsindex („OCPD VIIs”) in dem Motoröl enthalten, gehemmt wird. Die Hochleistungsschmierölformulierungen der vorliegenden Erfindung sind vielseitig und können in Motoren verwendet werden, welche für jedwede von Straßen-, Off-Road- und/oder kombinierten Verwendungen designed und verwendet werden.
Für die Zwecke hier bedeutet „hemmen” im Allgemeinen das Ölfilterverstopfen zu kontrollieren oder zu unterdrücken und dieser Ausdruck wird hier austauschbar mit „Begrenzen” verwendet. Der „Hemm”-Mechanismus ist nicht besonders eingeschränkt, muss aber in einem verringerten Auftreten des Umfangs an Filterverstopfen, welches im Vergleich zu einem ähnlichen Motor, der unter ähnlichen Arbeitsbedingungen geschmiert wird, außer mit einer Schmierölzusammensetzung unter Verwendung eines nicht-OCPD VII anstelle des OCPD VII-Additivs, auftritt, resultieren. Das Ausmaß der Hemmung, welches mit den OCPD VII-enthaltenden Schmierölzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung erreicht wird, kann vollständig oder teilweise sein. Eine teilweise Hemmung wird von einem Leistungsstandpunkt aus ein wesentliches Ausmaß sein, z. B. die Pumpfähigkeit des Motoröls wird erhöht. Der Ausdruck „Copolymer” bedeutet und schließt Copolymere oder Terpolymere von Ethylen und C₃- bis C₂₃-α-Olefin und gegebenenfalls ein nicht-konjugiertes Dien oder Trien ein, auf welche ethylenisch ungesättigte Carboxylreaktanden gepfropft wurden. Für die Zwecke hier bedeutet „niedriges SAP” < 1,0 Gew.-% Sulfatasche, < 0,12 Gew.-% Phosphor und < 0,4 Gew.-% Schwefel. In einer Ausführungsform werden die Levels an ZDDP-Quellen und/oder Detergenzien in der Formulierung auf einen niedrigeren SAP-Gehalt verringert. Auch kann der Ausdruck „Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex” („VII”) hier austauschbar mit dem Ausdruck „Viskositätsmodifizierungsmittel” („VM”) verwendet werden.
In einer besonderen Ausführungsform betrifft die Erfindung eine normgerechte CJ-4-, CI-4 PLUS- oder normgerechte CI-4-API-Schmierölzusammensetzung, welche eine Hauptmenge eines Öls mit Schmiermittelviskosität und eine Nebenbestandteilmenge eines Aminfunktionalisierten Olefincopolymer-Dispersantmittels zur Verbesserung des Viskositätsindex umfasst, welches das Reaktionsprodukt eines acylierten Olefincopolymers und einer Polyaminverbindung umfasst, wobei das Olefincopolymer-Dispersantmittel zur Verbesserung des Viskositätsindex in einer Menge vorhanden ist, welche zur Hemmung des durch Kühlmittel hervorgerufenen Filterverstopfens relativ zu einer nicht Amin-funktionalisierten, nicht acylierten Form des Olefincopolymer-Dispersantmittels wirksam ist. Das durch Kühlmittel hervorgerufene Filterverstopfen kann entweder durch den Cummins ISM EGR-Test oder alternativ ein Filtrationstestverfahren, welches auf ISO 13357-2 basiert, (Petroleum Products-Determination of the filterability of lubricating oils-Part 2: procedure for dry oils) unter Verwendung von Cummins M11 HST-Filtrationsmedien, wobei die Schmierölzusammensetzung mit etwa 2 Prozent Motorkühlmittel verunreinigt ist, welches aus einem ungefähren 50:50-Gemisch von Wasser und reinem (Poly)ethylenglykol (insgesamt) zusammengesetzt ist, relativ zu einer modifizierten Form der Schmierölzusammensetzung, welche anstatt eine nicht Amin-funktionalisierte, nicht acylierte Form des Olefincopolymer-Dispersantmittels enthält, aber ansonsten gleich, gemessen werden.
In einer Ausführungsform, in welcher das auf ISO 13357-2 basierende Filtrationstestverfahren zur Bewertung des Filterverstopfens verwendet wird, erhöht sich der Filtrationsindex-(Schluffindexdaten)-Wert der Schmierölzusammensetzung um nicht mehr als etwa 33%, insbesondere um nicht mehr als etwa 20%, wobei die Schmierölzusammensetzung mit etwa 2 Prozent von dem Kühlmittel verunreinigt ist, relativ zu der Schmierölzusammensetzung, welche frei von dem Kühlmittel ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine normgerechte CJ-4-API-Schmierölzusammensetzung mit diesen Filterverstopfungshemmleistungseigenschaften und -merkmalen bereitgestellt. Momentan kann Dieselkraftstoff für Motoranwendungen für Off-Road-Verwendung 15 ppm übersteigen (bis 2010), welches die vorgeschlagene Grenze für einen möglichen Betrieb für CJ-4-Öle ist, ohne die Intervalle für einen Ölwechsel zu verändern oder die Emissionssystemleistung negativ zu beeinflussen. Für Schmiermittel, welche in Motoren verwendet werden, die bei höheren Schwefelkraftstofflevels arbeiten, ist ein CI-4 PLUS-Öl bevorzugt, da es momentan für Anwendungen für sowohl Straßen- als auch Off-Road-Verwendungen empfohlen wird. Motoranwendungen für Off-Road-Verwendung können zum Beispiel Traktoren, Erdbaumaschinenausrüstung, Forstwirtschaftsausrüstung, ATVs, usw. einschließen.
Zudem sind die Schmierölzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung in der Lage, mit den höheren Betriebstemperaturen zurecht zu kommen, welche durch den erhöhten Prozentanteil der Abgasrückführung erzeugt werden, was viele Motorenhersteller zur Erniedrigung von NOx-Emissionen verwenden. Auf der anderen Seite erhöhen die Schmierölzusammensetzungen nicht die Emissionen oder verkürzen ansonsten die Lebensdauern von Oxidationskatalysatoren, Dieselteilchenfiltern oder anderen Vorrichtungen, welche zur Erfüllung der 2007-Standards notwendig sind.
Die gekühlten EGR-Motoren, welche die hier enthaltenen Schmierölzusammensetzungen verwenden, schließen zum Beispiel Automobilmotoren, Hoch- und Normalleistungsdiesel- und -benzinlastwagenmotoren, Benzinverbrennungsmotoren, Dieselmotoren, Interne Verbrennung/Elektro-Hybridmotoren ein. Diese können EGR-Motoren einschließen, welche durch die Zirkulation oder den Wärmeaustausch von Wasser, Wasser/Kohlenwasserstoff-Mischungen oder -Gemischen, Wasser/Glykol-Gemischen und/oder Luft oder Gas gekühltwerden. Verfahren unter Verwendung der Schmiermittelzusammensetzungen in solchen Motoren werden auch durch andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst.
Es gilt als vereinbart, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die nachfolgende detaillierte Beschreibung nur beispielhaft und zur Erklärung sind und damit beabsichtigt ist, eine weitere Erläuterung der vorliegenden Erfindung, wie beansprucht, bereit zu stellen.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In einer Ausführungsform wird eine Schmierölzusammensetzung bereitgestellt, welche eine Hauptmenge eines Öls mit Schmiermittelviskosität und eine Nebenbestandteilmenge eines Amin-funktionalisierten Olefincopolymer-Dispersantmittels zur Verbesserung des Viskositätsindex, welches das Reaktionsprodukt eines acylierten Olefincopolymers und einer Polyaminverbindung umfasst, enthält, wobei das Olefincopolymer-Dispersantmittel zur Verbesserung des Viskositätsindex in einer Menge vorhanden ist, die wirksam ist, um dem Öl eine Eigenschaft und ein Leistungsvermögen von verbesserter Hemmung des durch Kühlmittel hervorgerufenen Filterverstopfens in Motoren, welche mit dem Öl geschmiert werden, zu verleihen, und dabei wird die Pumpfähigkeit des Motoröls verbessert, die Ölfilterersatzintervalle können verlängert werden, usw. unter anderen Vorteilen und Nutzen.
Für die Zwecke der Erfindung kann das Ausmaß des durch Kühlmittel hervorgerufenen Filterverstopfens und die Hemmung davon durch Vergleich der Ergebnisse für erfindungsgemäße Öle mit Kontroll- oder Vergleichsölen durch entweder den Cummins ISM EGR-Test (ASTM # wird erteilt) oder alternativ durch ein Filtrationstestverfahren, welches auf ISO 13357-2 basiert, (Petroleum Products-Determination of the filterability of lubricating oils-Part 2: procedure for dry oils) unter Verwendung von Cummins M11 HST-Filtrationsmedien, wobei die Schmierölzusammensetzung mit etwa 2 Prozent Motorkühlmittel verunreinigt ist, welches aus einem ungefähren 50:50-Gemisch von Wasser und reinem (Poly)ethylenglykol (insgesamt) zusammengesetzt ist, relativ zu einer modifizierten Form der Schmierölzusammensetzung, welche anstatt eine nicht Amin-funktionalisierte, nicht acylierte Form des Olefincopolymer-Dispersantmittels enthält, aber ansonsten gleich ist, gemessen werden. Insbesondere werden normgerechte API CJ-4- oder API CI-4 PLUS-Schmierölzusammensetzungen mit diesen Filterverstopfungshemmleistungseigenschaften und -merkmalen bereitgestellt. Jedoch wird man erkennen, dass die Erfindung nicht darauf eingeschränkt ist. Die Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Schmierölzusammensetzung, welche normgerecht mit mindestens einer Schmiermittel-API-Servicekategorie ist, die bei Dieselemissions-begrenzten Motorkategorien verwendbar sind, wie CJ-4-, CI-4 PLUS-, CI-4- und andere API-Kategorien für Dieselmotoren mit niedriger Emission, welche das durch Kühlmittel hervorgerufene Ölfilterverstopfen bei Hochleistungsdieselmotoren hemmt. Sie kann auch stärker allgemein eine Schmierölzusammensetzung betreffen, welche normgerecht mit nicht Dieselemissions-begrenzten Motorkategorien ist, einschließlich Dieselmotorkategorien für Off-Road-Verwendung wie CF-4, CG-4, CH-4 und CI-4, welche das durch Kühlmittel hervorgerufene Ölfilterverstopfen bei Hochleistungsdieselmotoren hemmt. Die Schmierölzusammensetzung kann auch normgerecht mit Schmiermittelkategorien sein, welche für Dieselmotoren für sowohl Straßen- als auch Off-Road-Verwendung (d. h. Dieselmotoren, welche in Fahrzeugen oder schwerer Ausrüstung, mit welchen in solchen Umgebungen gearbeitet wird, verwendet werden) und für Emissions-begrenzte und nicht Emission-begrenzte Dieselmotoren verwendbar sind.
Die Schmierölzusammensetzung enthält eine die Filterverstopfung hemmende oder begrenzende Menge eines stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymers, welches das Reaktionsprodukt (1) eines acylierten Olefincopolymers, wobei das acylierte Copolymer Copolymere oder Terpolymere von Ethylen und C₃- bis C₂₃-α-Olefin und gegebenenfalls ein nicht-konjugiertes Dien oder Trien, auf welche ethylenisch ungesättigte Carboxylreaktanden in einem Level von 0,15 bis 1,0 Carboxylgruppen pro 1000 Einheiten des Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) gepfropft wurden, umfasst, und (2) einer Polyaminverbindung umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche besteht aus:

(a) einem N-Arylphenylendiamin, welches durch die folgende Formel dargestellt wird:
wobei R¹ Wasserstoff, -NH-Aryl, -NH-Arylalkyl, -NH-Alkyl oder ein verzweigter oder geradkettiger Rest mit 4 bis 24 Kohlenstoffatomen, welcher Alkyl, Alkenyl, Alkoxyl, Aralkyl, Alkaryl, Hydroxyalkyl oder Aminoalkyl sein kann, ist; R² -NH₂, CH₂-(CH₂)_n-NH₂, CH₂-Aryl-NH₂ ist, wobei n einen Wert von 1 bis 10 hat; und R³ Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Alkoxyl, Aralkyl, Alkaryl mit 4 bis 24 Kohlenstoffatomen ist;
(b) einem Aminothiazol aus der Gruppe, welche aus Aminothiazol, Aminobenzothiazol, Aminobenzothiadiazol und Aminoalkylthiazol besteht;
(c) einem Aminocarbazol, welches durch die folgende Formel dargestellt wird:
wobei R und R₁ Wasserstoff oder einen Alkyl-, Alkenyl- oder Alkoxylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen darstellen;
(d) einem Aminoindol, welches durch die folgende Formel dargestellt wird:
wobei R Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen darstellt;
(e) einem Aminopyrrol, welches durch die folgende Formel dargestellt wird:
wobei R ein zweiwertiger Alkylenrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist und R¹ Wasserstoff oder ein Alkylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen ist;
(f) einem Aminoindazolinon, welches durch die folgende Formel dargestellt wird:
wobei R Wasserstoff oder ein Alkylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen ist;
(g) einem Aminomercaptotriazol, welches durch die folgende Formel dargestellt wird:
wobei R nicht vorhanden sein kann oder ein linearer oder verzweigter C₁-C₁₃ Kohlenwasserstoff ist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Alkyl, Alkenyl, Arylalkyl oder Aryl besteht;
(h) und einem Aminoperimidin, welches durch die folgende Formel dargestellt wird:
wobei R Wasserstoff oder einen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen darstellt;
(i) Aminoalkylimidazolen, wie 1-(2-Aminoethyl)imidazol, 1-(3-Aminopropyl)imidazol; und
(j) Aminoalkylmorpholinen, wie 4-(3-Aminopropyl)morpholin.

Die hier beschriebenen neuen geschmierten gekühlten EGR-Motoren enthalten bevorzugt Schmiermittelzusammensetzungen, welche ein Öl mit Schmiermittelviskosität und eine wirksame Menge eines Dispersantmittel-VII des stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymer-Dispersantmittels wie vorstehend beschrieben umfassen.
In einer Ausführungsform können Polymere zur Verwendung hier Copolymere von Ethylen und einem oder mehr C₃- bis C₂₃ alpha-Olefinen einschließen. Copolymere von Ethylen und Propylen sind sehr wirksam. Andere alpha-Olefine, welche anstelle von Propylen zur Bildung des Copolymers geeignet sind oder in Kombination mit Ethylen und Propylen zur Bildung eines Terpolymers verwendet werden, schließen 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Octen und Styrol; α,ω-Diolefine wie 1,5-Hexadien, 1,6-Heptadien, 1,7-Octadien; verzweigte alpha-Olefine wie 4-Methylbuten-1,5-methylpenten-1 und 6-Methylhepten-1; und Gemische davon ein.
Komplexere Polymersubstrate, welche oft als Interpolymere bezeichnet werden, können unter Verwendung einer dritten Komponente bei der Herstellung des Dispersantmittels, welches in dem Öl zum Schmieren von gekühlten EGR-Motoren verwendet wird, hergestellt werden. Die dritte Komponente, welche im Allgemeinen zur Herstellung eines Interpolymersubstrats verwendet wird, ist ein Polyenmonomer, welches aus nicht-konjugierten Dienen und Trienen ausgewählt ist. Die nicht-konjugierte Dienkomponente ist eine mit 5 bis 14 Kohlenstoffatomen in der Kette. In einer Ausführungsform ist das Dienmonomer durch das Vorhandensein einer Vinylgruppe in seiner Struktur gekennzeichnet und es kann cyclische und bicyclische Verbindungen einschließen. Repräsentative Diene schließen 1,4-Hexadien, 1,4-Cyclohexadien, Dicyclopentadien, 5-Ethyliden-2-norbornen, 5-Methylen-2-norbornen, 1,5-Heptadien und 1,6-Octadien ein. Ein Gemisch von mehr als einem Dien kann bei der Herstellung des Interpolymers verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform ist ein nicht-konjugiertes Dien zur Herstellung eines Terpolymer- oder Interpolymersubstrats 1,4-Hexadien.
Die Trienkomponente wird mindestens zwei nicht-konjugierte Doppelbindungen und bis zu etwa 30 Kohlenstoffatome in der Kette aufweisen. Typische Triene, welche zur Herstellung des Interpolymers der Erfindung nützlich sind, sind 1-Isopropyliden-3α,4,7,7α-tetrahydroinden, 1-Isopropylidendicyclopentadien, Dihydroisodicyclopentadien und 2-(2-Methylen-4-methyl-3-pentenyl)[2.2.1]bicyclo-5-hepten.
Ethylen-Propylen- oder -höhere α-Olefin-Copolymere können aus etwa 15 bis 80 Molprozent Ethylen und etwa 85 bis 20 Molprozent C₃- bis C₂₃-α-Olefin bestehen, wobei die Molverhältnisse etwa 35 bis 75 Molprozent Ethylen und etwa 65 bis 25 Molprozent eines C₃- bis C₂₃-alpha-Olefins betragen. In einer anderen Ausführungsform sind die Anteile 50 bis 70 Molprozent Ethylen und 50 bis 30 Molprozent C₃- bis C₂₃-α-Olefin. In noch einem anderen Beispiel sind die Anteile 55 bis 65 Molprozent Ethylen und 45 bis 35 Molprozent C₃- bis C₂₃-α-Olefin.
Terpolymervariationen der vorstehenden Polymere können etwa 0,1 bis 10 Molprozent eines nicht-konjugierten Diens oder Triens enthalten.
Hier auch nützlich als das Polymer für das Dispersantmittel zur Verbesserung des Viskositätsindex, welches in einem Öl zum Schmieren eines gekühlten EGR-Motors verwendet wird, ist ein Polymer, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polymethacrylaten, Ethylen/Propylen-Copolymeren, Polyisopren oder gesättigtem Polyisopren und Polyisopren/gesättigtes Polyisopren-Copolymeren besteht.
Das Polymersubstrat, welches das Ethylencopolymer oder -terpolymer ist, kann ein öllösliches, lineares oder verzweigtes Polymer mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von etwa 5.000 bis 150.000 sein, wie durch Gelpermeationschromatographie und universelle Eichstandardisierung mit einem Bereich des Zahlenmittels des Molekulargewichts von 7.000 bis 110.000 bestimmt.
Die Ausdrücke Polymer und Copolymerwerden im Allgemeinen zum Umfassen von Ethylencopolymeren, -terpolymeren oder -interpolymeren verwendet. Diese Materialien können Nebenbestandteilmengen von anderen olefinischen Monomeren enthalten, solange die basischen Charakteristika der Ethylencopolymere nicht physikalisch verändert werden.
Die Polymerisationsreaktion, welche zur Bildung des Ethylen-Olefin-Copolymersubstrats verwendet wird, wird im Allgemeinen in der Gegenwart eines herkömmlichen Ziegler-Natta- oder Metallocen-Katalysatorsystems durchgeführt. Das Polymerisationsmedium ist nicht speziell und kann Lösungs-, Aufschlämmungs- oder Gasphasenverfahren einschließen, wie dem Fachmann bekannt ist. Wenn Lösungspolymerisation verwendet wird, kann das Lösungsmittel jedwedes geeignete inerte Kohlenwasserstofflösungsmittel sein, welches unter den Reaktionsbedingungen für eine Polymerisation von alpha-Olefinen flüssig ist; wobei Beispiele von zufriedenstellenden Kohlenwasserstofflösungsmitteln geradkettiges Paraffin mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen einschließen, wobei Hexan bevorzugt ist. Aromatische Kohlenwasserstoffe, bevorzugt ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit einem einzigen Benzenkern, wie Benzol, Toluol und dergleichen; und gesättigte cyclische Kohlenwasserstoffe mit Siedepunktbereichen von ungefähr jenen der geradkettigen Paraffinkohlenwasserstoffe und aromatischen Kohlenwasserstoffe, welche vorstehend beschrieben werden, sind besonders geeignet. Das ausgewählte Lösungsmittel kann ein Gemisch von einem oder mehr der vorstehenden Kohlenwasserstoffe sein. Wenn Aufschlämmungspolymerisation verwendet wird, ist die flüssige Phase für die Polymerisation bevorzugt flüssiges Propylen. Es ist wünschenswert, dass das Polymerisationsmedium frei von Substanzen ist, welche die Katalysatorkomponenten beeinflussen.
Ein ethylenisch ungesättigtes Carbonsäurematerial wird als Nächstes auf das vorher beschriebene Polymergerüst gepfropft, um ein acyliertes Ethylencopolymer zu bilden. Diese Carboxylreaktanden, welche zum Pfropfen auf das Ethylencopolymer geeignet sind, enthalten mindestens eine ethylenische Bindung und mindestens einen, bevorzugt zwei, Carbonsäure- oder ihre Anhydridreste oder einen polaren Rest, der durch Oxidation oder Hydrolyse in die Carboxylgruppen umgewandelt werden kann. Die Carboxylreaktanden sind in einer Ausführungsform aus der Gruppe ausgewählt, welche aus Acryl-, Methacryl-, Zimt-, Croton-, Malein-, Fumar- und Itaconreaktanden besteht. Alternativ sind die Carboxylreaktanden aus der Gruppe ausgewählt, welche aus Maleinsäure, Fumarsäure, Maleinsäureanhydrid oder einem Gemisch von zwei oder mehr von diesen besteht. Maleinsäureanhydrid oder ein Derivat davon hat die Vorteile einer kommerziellen Verfügbarkeit und einer Einfachheit der Umsetzung. Im Falle von ungesättigten Ethylencopolymeren oder -terpolymeren sind Itaconsäure oder ihr Anhydrid aufgrund ihrer verringerten Neigung zur Bildung einer vernetzten Struktur während dem Radikalpfropfungsverfahren nützlich.
Die ethylenisch ungesättigten Carbonsäurematerialien können typischerweise einen oder zwei Carboxylgruppen pro Mol Reaktand für das gepfropfte Polymer bereitstellen. Das heißt, Methylmethacrylat kann eine Carboxylgruppe pro Molekül für das gepfropfte Polymer bereitstellen, während Maleinsäureanhydrid zwei Carboxylgruppen pro Molekül für das gepfropfte Polymer bereitstellen kann.
In einer Ausführungsform wird der Carboxylreaktand auf das vorher beschriebene Polymergerüst in einer Menge gepfropft, wobei 0,15 bis 1,0 Carboxylgruppen pro 1000 Einheiten des Zahlenmittel des Molekulargewichts des Polymergerüsts, bevorzugt 0,3 bis 0,5 Carboxylgruppen pro 1000 des Zahlenmittel des Molekulargewichts bereitgestellt werden. Zum Beispiel wird ein Copolymersubstrat mit einem Mn von 20.000 mit 6 bis 10 Carboxylgruppen pro Polymerkette oder 3 bis 5 Mol Maleinsäureanhydrid pro Mol Polymer gepfropft. Ein Copolymer mit einem Mn von 100.000 wird mit 30 bis 50 Carboxylgruppen pro Polymerkette oder 15 bis 25 Mole Maleinsäureanhydrid pro Polymerkette gepfropft. Der minimale Level der Funktionen ist der Level, der gebraucht wird, um die minimale zufriedenstellende Dispergierleistung in geschmierten gekühlten EGR-Motoren zu erreichen.
Die Pfropfungsreaktion zur Bildung der acylierten Olefincopolymere wird im Allgemeinen mit der Hilfe eines Radikalinitiators, entweder in Lösung oder in Masse, wie in einem Extruder oder einer Vorrichtung zum intensiven Mischen durchgeführt. Wenn die Polymerisation in Hexanlösung durchgeführt wird, ist es hier ökonomisch günstig, aber nicht erforderlich, die Pfropfungsreaktion in Hexan wie in den hier durch Bezugnahme aufgenommenen U.S. Pat. Nr. 4,340,689 , 4,670,515 und 4,948,842 beschrieben durchzuführen. Das resultierende Polymerzwischenprodukt ist durch das Aufweisen einer Carbonsäure-Acylierungsfunktion statistisch in seiner Struktur charakterisiert.
Die stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymer-Dispersantmittel-VIIs, welche zum Schmieren der gekühlten EGR-Motoren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können in jedwedem günstigen Weg in Schmieröl eingebracht werden. So können die stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymere direkt zu dem Schmieröl durch Dispergieren oder Lösen derselben in dem Schmieröl in einem gewünschten Konzentrationslevel gegeben werden. Ein solches Mischen in das Schmieröl kann bei Raumtemperatur oder erhöhten Temperaturen stattfinden. Alternativ können die stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymere mit einem geeigneten öllöslichen Lösungsmittel/Verdünnungsmittel (wie Benzol, Xylol, Toluol, Schmierölgrundlagen und Erdöldestillaten) gemischt werden, um ein Konzentrat zu bilden, und dann wird das Konzentrat mit einem Schmieröl gemischt, wobei die Endformulierung erhalten wird. Solche Additivkonzentrate werden typischerweise (bezogen auf einen Wirkstoff (A. I.)) etwa 3 bis etwa 45 Gew.-% und oft etwa 10 bis etwa 35 Gew.-% stark gepfropftes, multifunktionelles Olefincopolymeradditiv und öfter etwa 40 bis 60 Gew.-% Ölgrundlage, bezogen auf das Konzentratgewicht, enthalten.
Die stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymerprodukte, welche in Schmierölen zum Schmieren von gekühlten EGR-Motoren nützlich sind, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden ihre primäre Verwendung in Schmierölzusammensetzungen, welche eine Ölgrundlage verwenden, in der die Additive gelöst oder dispergiert sind. Solche Ölgrundlagen können natürlich, synthetisch oder Gemische davon sein. Ölgrundlagen, welche zur Verwendung bei der Herstellung von Schmierölzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen jene ein, welche herkömmlicherweise als Kurbelgehäuseschmieröle für funkengezündete oder kompressionsgezündete interne Verbrennungsmotoren, wie Automobil- und Lastwagenmotoren, Schiffs- und Eisenbahndieselmotoren und dergleichen, verwendet werden.
In einer Ausführungsform wird eine Schmierölzusammensetzung derart bereitgestellt, dass sie die Spezifizierungen von API CJ-4-Ölen und/oder API CI-4 PLUS-Ölen erfüllt und dass sie auch das Auftreten von durch Kühlmittel hervorgerufenes Filterverstopfen hemmt. Die Schmierölzusammensetzung, welche das vorstehend beschriebene Olefincopolymer-Dispersantmittel-VII enthält, kann man einfach, aber nicht notwendigerweise ausschließlich, in das Kurbelgehäuse eines Fahrzeugs geben und dort arbeiten lassen.
Wie angegeben, können die Schmierölformulierungen der vorliegenden Erfindung in Motoren verwendet werden, welche für Straßen-, Off-Road- und/oder Verwendungen vom kombinierten Typ designed und verwendet werden. Insbesondere können sie in Hochleistungsmotoren, insbesondere Hochleistungsdieselmotoren, verwendet werden. Momentan kann Dieselkraftstoff für Motoranwendungen für Off-Road-Verwendung 15 ppm übersteigen (bis zum Jahr 2010), welches die vorgeschlagene Grenze für einen möglichen Betrieb für CJ-4-Öle ist, ohne die Intervalle für einen Ölwechsel zu verändern oder die Emissionssystemleistung negativ zu beeinflussen. Für Schmiermittel, welche in Motoren verwendet werden, die bei höheren Schwefelkraftstofflevels arbeiten, ist ein CI-4 PLUS-Öl bevorzugt, da es momentan für Anwendungen für sowohl Straßen- als auch Off-Road-Verwendungen empfohlen wird. Motoranwendungen für Off-Road-Verwendung können zum Beispiel Traktoren, Erdbaumaschinenausrüstung, Forstwirtschaftsausrüstung, ATVs, usw. einschließen.
Bei der Herstellung von Schmierölzusammensetzungen ist es allgemeine Praxis die Additive in der Form von 10 bis 80 Gew.-%igen Wirkstoffkonzentraten in Kohlenwasserstofföl, z. B. Mineralschmieröl, oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel einzubringen. Normalerweise können diese Konzentrate mit 3 bis 100, z. B. 5 bis 40, Gewichtsteilen Schmieröl pro Gewichtsteil der Additivpackung bei der Bildung der fertigen Schmiermittel, z. B. Kurbelgehäusemotoröle, verdünnt werden. Natürlich ist der Zweck der Konzentrate, das Handhaben der verschiedenen Materialien weniger schwierig und unangenehm zu machen sowie eine Lösung oder Dispersion in der Endmischung zu ermöglichen. So kann das stark gepfropfte, multifunktionelle Olefincopolymer-Dispersantmittel-VII in der Form eines 10 bis 50 Gew.-%igen Konzentrats, zum Beispiel in einer Schmierölfraktion, verwendet werden. Alternativ können die Additive, einschließlich das OCP-VII, direkt oder getrennt in eine Schmierölformulierung eingebracht werden.
Hier kann in bestimmten Ausführungsformen das Olefincopolymer-Dispersantmittel-VII in der Schmierölzusammensetzung in einem gekühlten EGR-Motor in einer Menge von 1 Gewichtsprozent bis etwa 18 Gewichtsprozent vorhanden sein. Der Wirkstoff OCP-VII kann im Bereich von 0,1 bis 10,0% m liegen. Wie in den Arbeitsbeispielen nachstehend gezeigt, wurde bemerkt, dass die Verwendung von einigen Dispersantpolymeren und -copolymeren in Schmierölen, welche in gekühlten EGR-Motoren verwendet werden, nicht das durch Kühlmittel hervorgerufene Ölfilterverstopfen in der signifikanten Qualität hemmen kann, welche mit normgerechten CJ-4-Schmiermittelformulierungen erreicht wird, die das hier beschriebene Olefincopolymer-Dispersantmittel-VII enthalten, wenn sie in einem Öl zum Schmieren eines gekühlten EGR-Motors verwendet werden.
Die stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymer-Dispersantmittel-VIIs, welche in einem Öl zum Schmieren von gekühlten EGR-Motoren verwendet werden, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Allgemeinen im Gemisch mit einer Schmierölgrundlage, welche ein Öl mit Schmiermittelviskosität umfasst, einschließlich natürliche Schmieröle, synthetische Schmieröle und Gemische davon, verwendet. Natürliche Öle schließen Tieröle und Pflanzenöle (z. B. Castor-, Lardöl), Leichtöle auf Erdölbasis und hydrierraffinierte, Lösungsmittel-behandelte oder Säure-behandelte Mineralschmieröle der Paraffin-, Naphthen- und Paraffin-Naphthen-Gemisch-Typen ein. Von Kohle oder Schiefer abgeleitete Öle mit Schmiermittelviskosität sind auch nützliche Ölgrundlagen. Die synthetischen Schmieröle, welche in dieser Erfindung verwendet werden, schließen eines einer Vielzahl von herkömmlich verwendeten synthetischen Kohlenwasserstoffölen ein, welche Polyalpha-olefine, alkylierte Aromaten, Alkylenoxidpolymere, -interpolymere, -copolymere und Derivate davon, wobei die terminalen Hydroxylreste durch Veresterung, Veresterung usw. modifiziert worden sind, Ester von Dicarbonsäuren und auf Silicium basierende Öle einschließen, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Das Öl mit Schmiermittelviskosität kann eine Ölgrundlage umfassen, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ölgrundlage(n) der Gruppe I, Ölgrundlage(n) der Gruppe II, Ölgrundlage(n) der Gruppe III, Ölgrundlage(n) der Gruppe IV, Ölgrundlage(n) der Gruppe V oder einer Kombination davon besteht.
Die stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymere, welche in den Ölen zum Schmieren der gekühlten EGR-Motoren verwendet werden, der vorliegenden Erfindung können derart nachbehandelt werden, dass ihnen zusätzliche Eigenschaften verliehen werden, die für eine spezielle Schmiermittelverwendung notwendig oder gewünscht sind. Nachbehandlungstechniken sind auf dem Fachgebiet bekannt und schließen Borierung, Phosphorylierung und Maleierung bis zu dem Ausmaß ein, bis zu welchem diese optionalen Nachbehandlungen das fertige Fluid, welches das funktionalisierte Olefincopolymer enthält, nicht aus dem Normbereich der CJ-4- oder CI-4 PLUS-Spezifikation, wie verwendbar, führen.
In einer anderen Ausführungsform wird hier ein EGR-Motor mit einem Schmieröl geschmiert, welches ferner mindestens ein optionales Additiv, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Zinkdialkyldithiophosphaten, Reibungsmodifizierungsmitteln, Antioxidationsmitteln, Antischaummitteln, grenzflächenaktiven Mitteln, Korrosionsinhibitoren, Mittel für extreme Drucke, Detergenzien und Fließpunkterniedrigungsmitteln besteht, im dem Umfang umfasst, so dass diese optionalen Additive nicht in Mengen verwendet werden, welche die fertigen Fluide aus dem Normbereich der CJ-4- oder CI-4 PLUS-Spezifikation, wie verwendbar, führen.
In einer anderen Ausführungsform wird ein EGR-Motor mit einem Öl geschmiert, welches ein stark gepfropftes, multifunktionelles Olefincopolymer-Viskositätsmodifizierungsmittel, das auch als ein Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex bezeichnet wird, umfasst, das das Reaktionsprodukt eines acylierten Olefincopolymers und einem Polyamins umfasst, wobei das acylierte Olefincopolymer ein Olefincopolymer mit daraufgepfropften 0,15 bis 1,0 Carboxylgruppen pro 1000 Einheiten des Zahlenmittel des Molekulargewichts des Olefincopolymers umfasst und wobei das Olefincopolymer ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von zwischen 10.000 bis 150.000 aufweist.
Die Öle, welche das Olefincopolymer-Dispersantmittel-VII (OCPD VII) wie hier gelehrt enthalten, weisen auch die folgenden Vorteile auf, wenn sie in gekühlten EGR-Motoren verwendet werden: ausgezeichnet zum Aufbauen von Filmfestigkeit und zum Verringern von Verschleiß; niedrige aktive Behandlungsrate für zum Beispiel 0,1 bis 2 Gew.-% für 15 W-40-Öl; starke Leistung bei der Unterdrückung von Schlamm; stellt eine hervorragende Leistung in EGR-Motoren bereit; gute Scherstabilität, permanent und HTHS; ausgezeichnete Dispergierbarkeit für Russhandhabung und verbesserter Verschleißschutz; ermöglicht eine niedrigere Additivbehandlungsrate; und ausgezeichnete Niedrigtemperaturviskositätseigenschaften des verwendeten Öls, relativ zu den Niedrigtemperaturviskositätseigenschaften des Öls, welches das Olefincopolymer-Dispersantmittel-VII wie hier gelehrt nicht enthält.
Ein besonders nützliches Olefincopolymer-Dispersantmittel-VII für die Zugabe zu einer Schmierölzusammensetzung in einem gekühlten EGR-Motor ist HiTEC^® 5777 VM, ein Amin-funktionalisiertes Ethylen-Propylen-Copolymer DOCP, welches von Afton Chemical Corporation, Richmond, VA erhältlich ist.
Mit den folgenden Beispielen ist beabsichtigt, Ausführungsformen gemäß der Erfindung weiter zu veranschaulichen und nicht einzuschränken. Alle Prozentanteile, Verhältnisse, Teile und Mengen, welche hier verwendet und beschrieben werden, sind auf das Gewicht bezogen, solange nichts Anderweitiges angegeben ist.
BEISPIELE
Beispiel 1:
Ein fertiges Hochleistungsdieselmotorölfluid-(HDEO)-Schmiermittel, welches eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wurde hergestellt, das hier als die Formulierung 1 identifiziert wird, welche ein formuliertes DI mit niedrigem SAP war, das ein Olefincopolymer-Dispersantmittel-VII (OCPD VII) enthielt, welches wie folgt hergestellt worden war. Ein acyliertes Ethylen-Propylen-Copolymer wurde durch radikalisches Pfropfen von Maleinsäureanhydrid in der Gegenwart eines Lösungsmittels auf ein Ethylen-Propylen-Copolymergerüst hergestellt. Das acylierte Ethylen-Propylen-Copolymer wies ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von ungefähr 40.000 auf, wie durch Gelpermeationschromatographie bestimmt. Die Reaktionsbedingungen und molaren Anteile von Maleinsäureanhydrid und Ethylen-Propylen-Copolymer waren derart, dass etwa 7,2 Moleküle Maleinsäureanhydrid auf das Olefincopolymergerüst gepfropft wurden. Dies ist äquivalent zu 0,36 Carboxylgruppen pro 1000 Mn des Polymergerüsts (d. h. 2 × 7,2 = 14,4 Carboxylgruppen/40.000 Mn = 0,36 Carboxylgruppen/1000 Mn) bei der Bildung des acylierten Ethylen-Propylen-Copolymers. Das acylierte Ethylen-Propylen-Copolymer wurde mit N-Phenyl-1,4-phenylendiamin (NPPDA) in der Gegenwart eines grenzflächenaktiven Mittels bei 160°C für ungefähr sechs Stunden umgesetzt. Das NPPDA wurde in einer Menge zugegeben, die ausreichend war, damit es sich theoretisch mit den gesamten aufgepfropften Carboxylgruppen umsetzen konnte.
Formulierung 1 war ein Schmieröl, das mit CJ-4 normgerecht und mit CI-4 PLUS normgerecht war, welches 7,5% OCPD VII, 76,6 Gew.-% Ölgrundlage, 0,2% Fließpunkterniedrigungsmitteladditiv, 15,7 Gew.-% Detergenzinhibitorpackung, welche Dispersantmittel, Detergenzien, Antiverschleißmittel, Antioxidationsmittel, Reibungsmodifizierungsmittel, Antischaummittel enthielt, enthielt. Die Vergleichsformulierung 2 war ähnlich zu Formulierung 1, außer dass der Bestandteil OCPD VII mit einem nicht funktionalisierten Nichtdispersantmittel-Olefincopolymer (NDOCP) ersetzt worden war.

Um ein Szenario von Kühlmittelverunreinigung nachzuahmen, wurden die Schmiermittelformulierungen von jeder von Formulierung 1 und Vergleichsformulierung 2 mit 2 Gew.-% Cummins-Markenmotorkühlmittel versetzt und die resultierenden mit Kühlmittel versetzten Fluide werden hier als Formulierung C1 beziehungsweise Formulierung C2 bezeichnet. Ein Filtertesten unter Verwendung von Cummins M11 HST-Medien wurde unter Verwendung von jeder der erfindungsgemäßen, Kontroll- und Vergleichsschmiermittelformulierungen durchgeführt. Dieses Filtrationstestverfahren basierte auf ISO 13357-2 (Petroleum Products – Determination of the filterability of lubricating oils – Part 2: Procedure for dry oils) und verwendete Cummins M11 HST-Filtrationsmedien. Die Ergebnisse für dieses verwendete Testverfahren sind im Allgemeinen für den Trend der Ergebnisse für das Cummins ISM EGR-Medientestverfahren hinweisgebend, obwohl die Protokolle und die Ausrüstung nicht identisch sind. Ein Testlauf wurde an einer getrennten Probe von jeder von Formulierung 1 und Vergleichsformulierung 2 wiederholt und die zwei Testläufe werden hier als Formulierung 1 und 1* beziehungsweise Vergleichsformulierung 2 und 2* bezeichnet. Tabelle 1 nachstehend zeigt die resultierenden Schluff-(Filtrations)-Indexdaten. Tabelle 1

Testschmiermittel	100 ml-Filtrationszeit (s)	100 ml-Filtrationszeit (s)	Filtrationsindex
1	51,38	129,7	1,26
1*	50,58	126,67	1,25
C1	52,02	149,32	1,43
2	32,99	72,35	1,09
2*	32,15	71,7	1,11
C2	105,62	1697,88	8,04

Wie in den in Tabelle 1 angegebenen Ergebnissen gesehen wird, blieb der Filtrationsindex für die Formulierung C1 im Wesentlichen unverändert, d. h. für die mit Kühlmittel versetzte Form der Schmiermittelformulierung 1, welche OCPD VII enthielt, wogegen die Formulierung C2, d. h. das mit Kühlmittel versetzte Vergleichsschmiermittel der Vergleichsformulierung 2, welche NDOCP anstelle von OCPD VII enthielt, im Vergleich im Wesentlichen viel langsamer filtriert wurde, d. h. die Filtrationszeit war mehr als verdoppelt.
Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann unter Berücksichtigung der Beschreibung und Praxis der hier offenbarten Erfindung ersichtlich sein. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden, wobei ein wahrer Umfang und der Geist der Erfindung durch die folgenden Patentansprüche angegeben werden. Diese Erfindung ist in ihrer Praxis für eine beträchtliche Variation empfänglich. Demgemäß ist diese Erfindung nicht auf spezielle hier vorstehend dargelegte Beispielgebungen eingeschränkt. Vielmehr liegt diese Erfindung innerhalb des Geistes und Umfangs der angefügten Patentansprüche, einschließlich der Äquivalente davon, welche rechtlich möglich sind.

Claims

Verwendung einer Schmierölzusammensetzung in dem Kurbelgehäuse eines EGR-Motors, welcher mit Wasser/Glycol-Gemischen als Motorkühlmittel gekühlt wird und kleine Leckagen in der Dichtung des Motorkühlsystems aufweist, welche zu einer Kontamination der Schmierölzusammensetzung mit etwa 2 Gew.-Prozent Motorkühlmittel führen, zur Minimierung oder Verhinderung von Ölfilterverstopfen bei Hochleistungsdieselmotoren, wobei die Schmierölzusammensetzung, welche niedriges SAP aufweist und/oder normgerecht ist mit mindestens einer Schmiermittel-API-Servicekategorie, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus CJ-4, CI-4 PLUS, C-4, CF-4, CG-4 und CH-4 besteht, eine Hauptmenge eines Öls mit Schmiermittelviskosität und eine Nebenbestandteilmenge von 0,1 bis 20,0 Gew.-Prozent eines Amin-funktionalisierten Olefincopolymer-Dispersantmittels zur Verbesserung des Viskositätsindex, umfassend das Reaktionsprodukt eines acylierten Olefincopolymers und einer Polyaminverbindung, umfasst, wobei das Olefincopolymer-Dispersantmittel zur Verbesserung des Viskositätsindex in einer Menge vorhanden ist, die wirksam ist, durch Kühlmittel hervorgerufenes Ölfilterverstopfen zu hemmen, und die wirksame Menge bestimmt wird durch den Cummins ISM EGR-Test, in welchem die Schmierölzusammensetzung mit etwa 2 Gew.-Prozent Motorkühlmittel verunreinigt ist, welches aus einem ungefähren 50:50-Gemisch von Wasser und reinem (Poly)ethylenglykol (insgesamt) zusammengesetzt ist, relativ zu einer modifizierten Form der Schmierölzusammensetzung, welche anstatt des Amin-funktionalisierten. Olefincopolymer-Dispersantmittels eine nicht Amin-funktionalisierte, nicht acylierte Form des Olefincopolymer-Dispersantmittels enthält, wobei die modifizierte Form der Schmierölzusammensetzung aber ansonsten gleich ist.
Verwendung einer Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 1, enthaltend 1,0 Gew.-Prozent oder weniger Sulfatasche, 0,12 Gew.-Prozent oder weniger Phosphor und 0,4 Gew.-Prozent oder weniger Schwefel.
Verwendung einer Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das acylierte Olefincopolymer Copolymere oder Terpolymere von Ethylen und C₃- bis C₂₃-alpha-Olefin und gegebenenfalls ein nicht konjugiertes Dien oder Trien, auf welches ethylenisch ungesättigte Carboxylreaktanden in einem Level von 0,3 bis 0,75 Carboxylgruppen pro 1000 Einheiten des Zahlenmittels des Molekulargewichts (Mn) gepfropft wurden, umfasst.
Verwendung einer Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die Polyaminverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, welche besteht aus: (a) einem N-Arylphenylendiamin, welches durch die folgende Formel dargestellt wird:
wobei R¹ Wasserstoff, -NH-Aryl, -NH-Arylalkyl, -NH-Alkyl oder ein verzweigter oder geradkettiger Rest mit 4 bis 24 Kohlenstoffatonen, welcher Alkyl, Alkenyl, Alkoxyl, Aralkyl, Alkaryl, Hydroxyalkyl oder Aminoalkyl sein kann, ist; R² -NH₂, -CH₂-(CH₂)_n-NH₂, -CH₂-Aryl-NH₂ ist, wobei n einen Wert von 1 bis 10 hat; und R³ Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Alkoxyl, Aralkyl, Alkaryl mit 4 bis 24 Kohlenstoffatomen ist; (b) einem Aminothiazol aus der Gruppe, welche aus Aminothiazol, Aminobenzothiazol, Aminobenzothiadiazol und Aminoalkylthiazol besteht; (c) einem Aminocarbazol, welches durch die folgende Formel dargestellt wird:
wobei R und R¹ Wasserstoff oder einen Alkyl-, Alkenyl- oder Alkoxylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen darstellen; (d) einem Aminoindol, welches durch die folgende Formel dargestellt wird:
wobei R Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen darstellt; (e) einem Aminopyrrol, welches durch die folgende Formel dargestellt wird:
wobei R ein zweiwertiger Polyethylenrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist und R¹ Wasserstoff oder ein Alkylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen ist; (f) einem Aminoindazolinon, welches durch die folgende Formel dargestellt wird:
wobei R Wasserstoff oder ein Alkylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen ist; (g) und einem Aminopyrimidin, welches durch die folgende Formel dargestellt wird:
wobei R Wasserstoff oder einen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen darstellt; (h) Aminoalkylimidazolen, wie 1-(2-Aminoethyl)imidazol, 1-(3-Aminopropyl)imidazol; und (i) Aminoalkylmorpholinen, wie 4-(3-Aminopropyl)morpholin.
Verwendung einer Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Hauptmenge des Öls eine Ölgrundlage umfasst, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ölgrundlage(n) der Gruppe I, Ölgrundlage(n) der Gruppe II, Ölgrundlage(n) der Gruppe III, Ölgrundlage(n) der Gruppe IV, Ölgrundlage(n) der Gruppe V oder einer Kombination davon besteht.
Verwendung einer Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Schmierölzusammensetzung normgerecht mit mindestens einer der Schmiermittel-API-Servicekategorie, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus CJ-4, CI-4 PLUS und CI-4 besteht, ist.