DE102008005330A1

DE102008005330A1 - Schmiermittelzusammensetzung für Biodieselkraftstoffmotorverwendungen

Info

Publication number: DE102008005330A1
Application number: DE102008005330A
Authority: DE
Inventors: Cathy C. Devlin; Charles A. Passut
Original assignee: Afton Chemical Corp
Current assignee: Afton Chemical Corp
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2008-08-07
Also published as: US20080182768A1; FR2915206B1; GB2446277B; JP2008189919A; GB0801603D0; GB2446277A; FR2915206A1

Abstract

Ein Dieselmotor, arbeitend mit einem Kraftstoff, der etwa 5 bis etwa 100 Gew.-% Biodieselkomponenten enthält, und geschmiert mit einer Schmierölzusammensetzung, welche eine Hauptmenge eines Öls mit Schmiermittelviskosität und eine Nebenbestandteilmenge von mindestens einem stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymer einschließt. Das Olefincopolymer wird durch Umsetzen eines Acylierungsmittels mit einem Olefincopolymer mit einem Zahlenmittel des Molukulargewichts von höher als etwa 1000 in der Gegenwart eines Radikalinitiators, wobei ein acyliertes Olefincopolymer mit einem Pfropfungsgrad (DOG) des Acylierungsmittels an dem Olefincopolymer von mindestens 0,5 Gew.-% bereitgestellt wird, und Umsetzen des acylierten Olefincopolymers mit einem Amin, wobei das stark gepfropfte, multifunktionelle Olefincopolymer bereitgestellt wird, hergestellt. Wie verwendet, ist das stark gepfropfte, multifunktionelle Olefincopolymer zur Verringerumensetzung für den Motor wirksam.

Description

VERWANDTE ANMELDUNG:
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen Anmeldung Nr. 60/887,539, welche am 31. Januar 2007 eingereicht wurde.
BEREICH DER TECHNIK:
Die Offenbarung betrifft Biodieselkraftstoffmotorschmierung und verbesserte Schmiermittelzusammensetzungen für Biodieselkraftstoffmotorverwendungen, welche verbesserte Eigenschaften bereitstellen.
HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG:
Die Emissionsanforderungen für alle Fahrzeuge wurden immer strenger. Zum Beispiel haben Dieselmotordesignänderungen, welche zur Erfüllung von Emissionsanforderungen erforderlich waren, zu gestiegenen Levels an Ruß in Motorschmiermitteln geführt. Ein gestiegener Level an Ruß kann erhöhten Verschleiß verursachen, wenn Öle nicht passend formuliert werden, aufgrund eines Anstiegs der Ölviskosität und/oder des Unvermögens des Öls Teilchen, welche Motorverschleiß verursachen können, zu dispergieren. Insbesondere mit dem Erscheinen von neuen gekühlten Abgasrückführungs- oder -recycling-(hier nachstehend „EGR")-Motoren, einschließlich gekühlten EGR-Motoren, entwickelte sich ein Problem bezüglich des Vermögens der herkömmlichen Schmieröle, die resultierende gestiegene Russbeladung zu handhaben. Anstiege bei der Russbeladung können auch aus der Verwendung von Kraftstoffen mit niedrigerer Qualität wie Biodieselkraftstoffen, welche stärker bioabbaubar sind, aber oft stärker Ruß-erzeugende und Öl-eindickende Komponenten enthalten, resultieren.
Bestimmte Dieselmotoren mit gekühlter EGR können unerwünschtes Öleindicken aufweisen, aufgrund der Weise, in welcher Ruß und Blowby, welche im Motor erzeugt werden, das Motoröl verunreinigen. Es kann sein, dass das Erhöhen der Behandlungsrate von Standarddispersantmitteln in den Schmierölen die Probleme, welche durch eine gestiegene Verwendung von Biodieselkraftstoffen in den Motoren verursacht werden, nicht angemessen löst. Demgemäß bleibt ein Bedarf für Schmiermittelformulierungen, welche stärker kompatibel mit neueren Hochleistungsdieselkraftstoffen, insbesondere Kraftstoffen, welche erhöhte Levels an Biokraftstoffkomponenten enthalten, sind.
Gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform stellt die Offenbarung einen Dieselmotor bereit, welcher mit einem Kraftstoff arbeitet, der etwa 5 bis etwa 100 Gewichtsprozent Biodieselkraftstoff enthält. Der Motor wird geschmiert mit einer Hauptmenge eines Öls mit Schmiermittelviskosität und einer Nebenbestandteilmenge von mindestens einem stark gepfropfen, multifunktionellen Olefincopolymer, welches durch Umsetzen eines Acylierungsmittels mit einem Olefincopolymer mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von höher als etwa 1.000 in der Gegenwart eines Radikalinitiators, wobei ein acyliertes Olefincopolymer mit einem Pfropfungsgrad (DOG) des Acylierungsmittels an dem Olefincopolymer von mindestens 0,5 Gew.-% bereitgestellt wird, und Umsetzen des acylierten Olefincopolymers mit einem Amin, wobei ein stark gepfropftes, multifunktionelles Olefincopolymer bereitgestellt wird, hergestellt wird. In dem Motor ist das stark gepfropfte, multifunktionelle Olefincopolymer wirksam, wobei ein Viskositätsanstieg in der Schmierölzusammensetzung für den Motor auf niedriger als einen oder gleich zu einem Viskositätsanstieg in einer Schmierölzusammensetzung für einen Motor, der mit einem Kraftstoff ohne die Biodieselkomponenten arbeitet, verringert wird.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform stellt die Offenbarung ein Verfahren zur Verringerung eines Viskositätsanstiegs in einer Schmierölzusammensetzung für einen Dieselmotor, welcher mit einem Kraftstoff arbeitet, der etwa 5 bis etwa 100 Gew.-% Biodiesel enthält, bereit. Der Motor wird mit einer Schmiermittelzusammensetzung geschmiert, welche eine Hauptmenge eines Öls mit Schmiermittelviskosität und eine Nebenbestandteilmenge von mindestens einem stark gepfropfen, multifunktionellen Olefincopolymer, welches durch Umsetzen eines Acylierungsmittels mit einem Olefincopolymer mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von höher als etwa 1.000 in der Gegenwart eines Radikalinitiators, wobei ein acyliertes Olefincopolymer mit einem Pfropfungsgrad (DOG) des Acylierungsmit tels an dem Olefincopolymer von mindestens 0,5 Gew.-% bereitgestellt wird, und Umsetzen des acylierten Olefincopolymers mit einem Amin, wobei ein stark gepfropftes, multifunktionelles Olefincopolymer bereitgestellt wird, hergestellt wird, enthält. Der Motor wird betrieben, wobei ein Viskositätsanstieg bereitgestellt wird, wie durch einen T-11-Motortest in der Schmierölzusammensetzung bestimmt, der niedriger ist als ein Viskositätsanstieg in dem Schmieröl für einen Motor, der mit einem Dieselkraftstoff ohne Biodieselkomponenten arbeitet.
Demgemäß kann ein primärer Vorteil der beispielhaften Ausführungsformen ein Anstieg bei den Ölwechselintervallen sein, aufgrund eines niedrigeren Viskositätsanstiegs in dem Schmieröl für einen Motor, welcher mit einem Kraftstoff arbeitet, der Biodieselkomponenten enthält.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein grafischer Vergleich von Viskosität gegen Russbeladung für Schmiermittel in Motoren, welche mit einem Dieselkraftstoff, der Biodieselkomponenten enthält, und einem Dieselkraftstoff ohne Biodieselkomponenten arbeiten.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGS-FORMEN:
Wie nachstehend detaillierter beschrieben wird, kann ein Schmieröl für einen Dieselmotor, welcher mit einem Kraftstoff arbeitet, der Biodieselkomponenten enthält, in synergistischer Weise durch die Zugabe eines besonderen stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymers verbessert werden. Genauer kann ein Schmieröl, welches eine herkömmliche Dispersantmittel/Inhibitor(DI)-Packung enthält, wesentlich für Verwendung in bestimmten Motoren, welche mit Biodieselkraftstoffen arbeiten, durch Einbringen des stark gepfropften Olefincopolymers als ein Dispersantmittel/Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindexes verbessert werden. Solche Schmierölzusammensetzungen, wie hier vollständiger beschrieben, können besonders zum Schmieren von internen Verbrennungsmotoren (z. B. Hochleistungsdieselmotoren und Niedriglastdieselmotoren, einschließlich Dieselmotoren, welche mit Abgasrückführungs-(EGR)-Systemen ausgerüstet sind) nützlich sein. Schmiermittelzusammensetzungen, welche das stark gepfropfte, multifunktionelle Olefincopolymer enthalten, können eine verbesserte Rußdispergierung (Deagglomeration), Ablagerungskontrolle und Grenzfilmbildungsleistung sowie verbesserte Viskositätsleistung aufweisen, wobei der Verschleißschutz für den Motor verbessert wird.
In einer Ausführungsform kann das stark gepfropfte, multifunktionelle Olefincopolymerprodukt zu Schmiermittelzusammensetzungen in einer Menge gegeben werden, welche ausreichend ist, den Umfang des Öleindickens des Schmieröls aufgrund des Russgehalts, insbesondere in Dieselmotoren, welche mit Abgasrückführung (EGR) ausgerüstet sind, zu verringern.
Wie vollständiger in U.S. Patent Nr. 7,253,231 beschrieben, wird das stark gepfropfte, multifunktionelle Olefincopolymer als das Reaktionsprodukt eines vorher dehydratisierten Copolymersubstrats, welches von einem Polymer von Ethylen und einem oder mehr C₃- bis C₂₃-alpha-Olefinen abgeleitet ist, bereitgestellt. Das Copolymer wird mit einem Acylierungsmittel acyliert und wird ferner mit einem Amin umgesetzt, wobei das multifunktionelle Produkt bereitgestellt wird. Das vorstehende multifunktionelle Produkt kann in Schmiermittelzusammensetzungen verwendet werden, um eine oder mehr Wirkungen bereit zu stellen, einschließlich als ein Viskositätsindex (VI)-Modifizierungsmittel, Dispersantmittel, Mittel zur Verbesserung der Filmbildung, Ablagerungskontrollmittel sowie andere Wirkungen.
Das Polymersubstratausgangsmaterial für ein multifunktionelles Olefincopolymer ist von Copolymeren von Ethylen und einem oder mehr C₃- bis C₂₃-alpha-Olefinen abgeleitet. Copolymere von Ethylen und Propylen werden zur Herstellung des Copolymers in geeigneter Weise verwendet. „Copolymer" hier kann ohne Einschränkung Gemische oder umgesetzte Produkte von Ethylen und einem oder mehr C₃- bis C₂₃-alpha-Olefinen und zusätzlich gegebenenfalls anderen Dienen oder Polgenen einschließen. So schließen „Copolymere" hier auch Terpolymere und andere höhere Formen ein. Andere alpha-Olefine, welche anstelle von Propylen geeignet sind, um das Copolymer zu bilden oder um in Kombination mit Ethylen und Propylen verwendet zu werden, um ein Terpolymer zu bilden, schließen 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Octen und Styrol; alpha, ω-Diolefine wie 1,5-Hexadien, 1,6-Heptadien, 1,7-Octadien; verzweigte alpha-Olefine wie 4-Methylbuten-l,5-methylpenten-1 und 6-Methylhepten-1; und Gemische davon ein.
Verfahren zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Copolymere werden z. B. in U.S. Pat. Nr. 4,863,623 , 5,075,383 und 6,107,257 , deren Beschreibungen hier durch Bezugnahme aufgenommen sind, beschrieben. Das Polymersubstrat kann auch kommerziell erhalten werden, wobei es die hier angegebenen Eigenschaften aufweist.
Komplexere Polymersubstrate, oft als Interpolymere bezeichnet, können auch als das Olefinpolymerausgangsmaterial, welches unter Verwendung einer dritten Komponente hergestellt werden kann, verwendet werden. Die dritte Komponente, welche im Allgemeinen zur Herstellung eines Interpolymersubstrats verwendet wird, ist ein Polyenmonomer, welches von nicht-konjugierten Dienen und Trienen ausgewählt ist. Die nicht-konjugierte Dienkomponente ist eine mit 5 bis 14 Kohlenstoffatomen in der Kette. Zum Beispiel kann das Dienmonomer durch das Vorhandensein eines Vinylrests in seiner Struktur gekennzeichnet sein und kann cyclische und bicyclische Verbindungen einschließen. Repräsentative Diene schließen 1,4-Hexadien, 1,4-Cyclohexadien, Dicyclopentadien, 5-Ethyliden-2-norbornen, Vinylnorbornen, 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. Ein geeignetes nicht-konjugiertes Dien zur Herstellung eines Terpolymer- oder Interpolymersubstrats ist 1,4-Hexadien.
Die Trienkomponente kann mindestens zwei nicht-konjugierte Doppelbindungen und bis zu etwa 30 Kohlenstoffatome in der Kette aufweisen. Typische Triene, welche zur Herstellung des Interpolymers der Offenbarung verwendet werden können, sind 1-Isopropyliden-3α,4,7,7a-tetrahydroinden, 1-Isopropylidendicyclopentadien, Dihydroisodicyclopentadien und 2-(2-Methylen-4-methyl-3-pentenyl)[2.2.1]bicyclo-5-hepten.
Ethylen-Propylen oder höhere alpha-Olefincopolymere können aus etwa 15 bis 80 Molprozent Ethylen und etwa 85 bis 20 Molprozent C₃- bis C₂₃-alpha-Olefin bestehen, wobei die Molverhältnisse in einer Ausführungsform etwa 35 bis 75 Molprozent Ethylen und etwa 65 bis 25 Molprozent eines C₃- bis C₂₃-alpha-Olefins betragen, wobei die Anteile in einer anderen Ausführungsform 50 bis 70 Molprozent Ethylen und 50 bis 30 Molprozent C₃- bis C₂₃-alpha-Olefin betragen und die Anteile in noch einer anderen Ausführungsform 55 bis 65 Molprozent Ethylen und 45 bis 35 Molprozent C₃- bis C₂₃-alpha-Olefin betragen.
Terpolymervariationen der vorstehenden Polymere können etwa 0 bis 10 Molprozent eines nicht-konjugierten Diens oder Triens enthalten. Andere Termonomerlevels sind niedriger als 1 Molprozent.
Das Ausgangspolymer, welches acyliert wird, ist wünschenswerterweise an öllösliches, lineares oder verzweigtes Polymer mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von etwa 1.000 bis 500.000 und zum Beispiel mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 50.000 bis 250.000, wie durch Gelpermeationschromatografie und universeller Kalibrierungsstandardisierung bestimmt.
Der Ausdruck „Polymer" wird in generischer Weise zum Umfassen von Ethylencopolymeren, -terpolymeren oder -interpolymeren verwendet. Solche Materialien können Mengen von anderen olefinischen Monomeren enthalten, solange die basischen Charakteristika der Polymere stofflich nicht verändert werden.
Die Polymerisationsreaktion, welche zur Bildung eines Ethylen-Olefin-Copolymers verwendet wird, kann in der Gegenwart eines herkömmlichen Ziegler-Natta- oder Metallocen-Katalysatorsystems durchgeführt werden. Das Polymerisationsmedium ist nicht spezifisch und kann Lösungs-, Aufschlämmungs- oder Gasphasenverfahren, wie dem Fachmann bekannt, einschließen. Wenn Lösungspolymerisation verwendet wird, kann das Lösungsmittel jedwedes geeignete inerte Kohlenwasserstofflösungsmittel sein, welches unter Reaktionsbedingungen für eine Polymerisation von alpha-Olefinen flüssig ist; wobei Beispiele von zufriedenstellenden Kohlenwasserstofflösungsmitteln geradkettige Paraffine mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen einschließen, wobei Hexan bevorzugt ist. Aromatische Kohlenwasserstoffe, zum Beispiel ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit einem einzelnen Benzenkern, wie Benzol, Toluol und dergleichen; und gesättigte cyclische Kohlenwasserstoffe mit Siedepunktbereichen von ungefähr jenen der vorstehend beschriebenen geradkettigen Paraffinkohlenwasserstoffe und aromatischen Kohlenwasserstoffe 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 zur Polymerisation bevorzugt flüssiges Propylen. Es ist wünschenswert, dass das Polymerisationsmedium frei von Substanzen, welche die Katalysatorkomponenten beeinflussen, ist.
Das vorstehend beschriebene Polymer, d. h. die Olefinpolymerkomponente, kann praktischerweise in der Form von gemahlenem oder pelletiertem Polymer erhalten werden. Das Olefinpolymer kann auch als entweder eine vorgemischte Ballen- oder eine vorgemischte krümelige zerkleinerte Agglomeratform bereitgestellt werden.
In einer Ausführungsform können gemahlene Polymerballen oder andere Formen des Olefincopolymers in einen Extruder, z. B. einen Ein- oder Doppelschneckenextruder, oder eine Banbury- oder andere Mischvorrichtung mit der Fähigkeit zum Erwärmen des und Einwirken des gewünschten Levels an mechanischer Arbeit (Bewegung) auf das Polymersubstrat(s) für den Dehydratisierungsschritt gegeben werden. Eine Stickstoffabdeckung kann am Zufuhrabschnitt des Extruders aufrechterhalten werden, um die Einbringung von Luft zu minimieren.
Das Olefincopolymer wird anfänglich erwärmt, bevor mit jedweden anderen Reaktanden in dem Extruder oder anderen Mischvorrichtung mit Entlüftung gemischt wird, um den Feuchtigkeitsgehalt in dem Zufuhrmaterial zu beseitigen. Das getrocknete Olefincopolymer wird in einer Ausführungsform dann in einen anderen Extruderabschnitt oder getrennten Extruder in Reihe eingebracht, um die Pfropfreaktion durchzuführen.
Ein Pfropfmonomer wird als dann auf das Polymergerüst des Polymerolefincopolymers gepfropft, wobei ein acyliertes Ethylen-alpha-Olefin-Polymer gebildet wird.
Geeignete Pfropfmonomere schließen ethylenisch ungesättigte Carbonsäurematerialien, wie ungesättigte Dicarbonsäureanhydride und ihre entsprechenden Säuren, ein. Beispiele dieser Pfropfmonomere sind zum Beispiel in U.S. Pat. Nr. 5,837,773 , dessen Beschreibungen hier durch Bezugnahme aufgenommen sind, dargelegt. Carboxylreaktanden, welche zum Pfropfen auf die Ethylen-alpha-Olefin-Interpolymere geeignet sind, schließen mindestens eine Ethylenbindung und mindestens eine Carbonsäure oder ihre Anhydridreste oder einen polaren Rest, der in die Carboxylreste durch Oxidation oder Hydrolyse umgewandelt werden kann, ein. Die Carboxylreaktanden sind aus der Gruppe ausgewählt, welche aus Acryl-, Methacryl-, Zimt-, Croton-, Malein-, Fumar- und Itaconreaktanden oder einem Gemisch von zwei oder mehr von diesen besteht. Im Falle von ungesättigten Ethylencopolymeren oder -terpolymeren sind Itaconsäure oder ihr Anhydrid aufgrund ihrer verringerten Neigung zur Bildung einer vernetzten Struktur während dem Radikalpfropfverfahren nützlich.
Die ethylenisch ungesättigten Carbonsäurematerialien können typischerweise einen oder zwei Carboxylreste pro Mol Recktand an dem gepfropften Copolymer bereitstellen. Das heißt, Methylmethacrylat kann einen Carboxylrest pro Molekül an dem gepfropften Copolymer bereitstellen, während Maleinsäureanhydrid zwei Carboxylreste pro Molekül an dem gepfropften Copolymer bereitstellen kann.
Die Pfropfreaktion zur Bildung der acylierten Olefincopolymere wird im Allgemeinen mit der Hilfe eines Radikalinitiators entweder in der Masse oder in Lösung durchgeführt. Das Pfropfen kann in der Gegenwart eines Radikalinitiators, gelöst in Öl, durchgeführt werden. Die Verwendung eines Radikalinitiators, der in Öl gelöst ist, resultiert in einer homogeneren Verteilung der acylierten Reste unter den Olefincopolymermolekülen.
Die Radikalinitiatoren, welche zum Pfropfen des ethylenisch ungesättigten Carbonsäurematerials auf das Polymergerüst verwendet werden können, schließen Peroxide, Hydroperoxide, Perester und auch Azoverbindungen und bevorzugt jene, welche einen Siedepunkt von höher als 100°C aufweisen, ein und zersetzen sich thermisch innerhalb des Pfropftemperaturbereichs, wobei Radikale bereitgestellt werden. Repräsentative Verbindungen dieser Radikalinitiatoren sind Azobutyronitril, Dicumylperoxid, 2,5-Dimethylhexan-2,5-bis-tertiärbutylperoxid und 2,5-Dimethylhex-3-in-2,5-bis-tertiär-butylperoxid. Der Initiator kann in einer Menge im Bereich von etwa 0,005 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Reaktionsgemisches, verwendet werden.
Zur Durchführung der Pfropfreaktion als ein lösungsmittelfreies oder im Wesentlichen lösungsmittelfreies Masseverfahren werden das Pfropfmonomer und das Olefincopolymer in einer Ausführungsform in einen Extruder, z. B. einen Ein- oder Doppelschneckenextruder, z. B. ZSK-Reihe von Werner & Pfleiderer, oder eine Banbury- oder andere Mischvorrichtung mit der Fähigkeit zum Erwärmen der und Einwirken des gewünschten Levels an mechanischer Arbeit (Bewegung) auf die Reaktanden für den Pfropfschritt gegeben. In einer Ausführungsform wird das Pfropfen in einem Extruder und insbesondere einem Doppelschneckenextruder durchgeführt. Eine Stickstoffabdeckung wird am Zufuhrabschnitt des Extruders aufrechterhalten werden, um die Einbringung von Luft zu minimieren.
Das Pfropfen kann auch in einem Extruder, wie einem Doppelschneckenextruder, durchgeführt werden. Eine Stickstoffabdeckung wird am Zufuhrabschnitt des Extruders aufrechterhalten werden, um die Einbringung von Luft zu minimieren. In einer anderen Ausführungsform kann das olefinische Carboxylacylierungsmittel an einem Einspritzpunkt eingespritzt werden oder es wird alternativ an zwei Einspritzpunkten in einer Zone des Extruders ohne wesentliches Mischen, z. B. einer Transportzone, eingespritzt. Ein solches Einspritzen kann in einer verbesserten Wirksamkeit des Pfropfens resultieren und führt zu einem niedrigeren Gelgehalt.
Geeignete Extruder, welche zur Durchführung von Pfropfung und des vorherigen Dehydratisierungsverfahrens erhältlich sind, sind im Allgemeinen bekannt. Die Dehydratisierung des Polymersubstrats und die anschließenden Pfropfverfahren können in getrennten Extrudem, welche in Reihe geschaltet sind, durchgeführt werden. Alternativ kann ein einzelner Extruder mit multiplen Behandlungs- oder Reaktionszonen zum aufeinanderfolgenden Durchführen der getrennten Vorgänge innerhalb eines Stücks der Ausrüstung verwendet werden. Veranschaulichungen von geeigneten Extrudern sind z. B. in U.S. Pat. Nr. 3,862,265 und U.S. Pat. Nr. 5,837,773 , deren Beschreibungen hier durch Bezugnahme aufgenommen sind, dargelegt.
Beim Bilden der acylierten Olefincopolymere wird das Olefincopolymer im Allgemeinen in eine Kunststoffverarbeitungsausrüstung wie einen Extruder, eine Intensivmischvorrichtung oder einen Mastikator gegeben, auf eine Temperatur von mindestens 60°C, zum Beispiel 150°C bis 240°C, erwärmt und das ethylenisch ungesättigte Carbonsäurereagenz und der Radikalinitiator werden getrennt zu dem geschmolzenen Copolymer gemeinsam gegeben, um das Pfropfen zu bewirken. Die Umsetzung wird gegebenenfalls mit Mischbedingungen, wobei das Pfropfen der Olefincopolymere bewirkt wird, durchgeführt. Wenn Molekulargewichtsverringerung und Pfropfung gleichzeitig durchgeführt werden, sind veranschaulichende Mischbedingungen in U.S. Pat. Nr. 5,075,383 , welches hier durch Bezugnahme aufgenommen ist, beschrieben. Die Verarbeitungsausrüstung wird im Allgemeinen mit Stickstoff gespült, um eine Oxidation des Copolymers zu verhindern und um das Entlüften von nicht umgesetzten Reagenzien und Nebenprodukten der Pfropfreaktion zu unterstützen. Die Verweilzeit in der Verarbeitungsausrüstung wird gesteuert, um den gewünschten Acylierungsgrad bereit zu stellen und um eine Reinigung des acylierten Copolymers über Entlüften zu ermöglichen. Mine ral- oder synthetisches Schmieröl können gegebenenfalls in die Verarbeitungsausrüstung nach dem Entlüftungsschritt gegeben werden, um das acylierte Copolymer zu lösen.
Die Pfropfreaktion kann auch in lösungsmittelfreier oder im Wesentlichen lösungsmittelfreier Umgebung durchgeführt werden. Demgemäß kann die Pfropfreaktion in der Abwesenheit von Kohlenwasserstofflösungsmitteln durchgeführt werden. Das Vermeiden von Kohlenwasserstofflösungsmitteln während der Pfropfreaktion, wie Alkane (z. B. Hexan), beseitigt oder verringert im Wesentlichen das Risiko oder Problem von unerwünschten Nebenreaktionen von solchen Lösungsmitteln während der Pfropfreaktion, welche unerwünschte gepfropfte Alkylbernsteinsäureanhydridnebenprodukte und Verunreinigungen bilden können. Auch sind nach dem Pfropfen in lösungsmittelarmen Pfropfreaktionen verringerte Mengen an transientem nicht-funktionalisiertem Polymer (nicht-gepfropftem Polymer) vorhanden, was in einem aktiveren Produkt resultiert. Deshalb ist das resultierende Copolymerzwischenprodukt ein aktiveres Produkt. Eine Verringerung wird bei den Levels von unerwünschtem gepfropftem Lösungsmittel (d. h. gepfropftem Hexylbernsteinsäureanhydrid) und transientem nichtfunktionalisiertem (nicht-gepfropftem) Copolymer erreicht.
Kohlenwasserstofflösungsmittel, welche gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung weggelassen werden können, schließen Lösungsmittel ein, welche im Allgemeinen flüchtiger sind als die Reaktanden der hier beschriebenen Pfropfreaktion, zum Beispiel Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von niedriger als etwa 150°C unter atmosphärischen Druckstandardbedingungen (z. B. ungefähr 14,7 lb./in² absolut). Die Lösungsmittel, welche weggelassen werden können, schließen zum Beispiel offenkettige aliphatische Verbindungen wie C₉- oder niedrigere Alkane, Alkene und Alkine (z. B. C5- bis C₈-Alkane wie Hexan); aromatische Kohlenwasserstoffe (z. B. Verbindungen mit einem Benzenkern wie Benzol und Toluol); alicyclische Kohlenwasserstoffe wie gesättigte cyclische Kohlenwasserstoffe (z. B. Cyclohexan); Ketone; oder jedwede Kombinationen von diesen ein. In einer Ausführungsform ist es wünschenswert, alle Lösungsmittel mit Siedepunkten von ungefähr oder niedriger als dem von Nonan unter atmosphärischen Standardbedingungen wegzulassen. Einige herkömmliche Pfropfreaktionen wurden in der Gegenwart von beträchtlichen Mengen an Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie ungefähr 15% bis 60% Hexangehalt, durchgeführt. Im Vergleich übersteigt in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Gesamtmenge dieser Typen von solchen Lösungsmitteln in der Pfropfreaktionsmasse nicht einen 0,5 Gew.-%-Gehalt davon.
Das gepfropfte Copolymerzwischenprodukt tritt aus der Formfläche des Extruders entweder unmittelbar nach dem Pfropfen oder nach dem Scheren und Vakuumstrippen (nachstehend detaillierter erörtert) aus, wenn es in unterschiedlichen Abschnitten des selben Extruders oder einem getrennten Extruder, der in Reihe mit dem Extruder, in welchem das Pfropfen durchgeführt wird, angeordnet ist, durchgeführt wird.
Das resultierende Copolymerzwischenprodukt umfasst ein acyliertes Olefincopolymer, welches durch das statistische Aufweisen der Carbonsäureacylierungsfunktion in seiner Struktur gekennzeichnet ist. Die Menge des Carbonsäureacylierungsmittels (z. B. Maleinsäureanhydrid), welche auf das vorgeschriebene Copolymergerüst (d. h. das Copolymersubstrat) gepfropft wird, ist wichtig. Dieser Parameter wird hier als der Pfropfungsgrad (DOG) bezeichnet, der ferner als der Masseprozentsatz an Acylierungsmittel an dem acylierten Copolymer beschrieben wird. Der DOG liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,5 bis 3,0 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 1,5 bis 2,5 Gew.-% und stärker besonders im Bereich von 1,7 bis 2,3 Gew.-% an Carbonsäureacylierungsmittel, welches auf das Copolymergerüst gepfropft wird.
Der DOG-Wert eines besonderen Additivreaktionsprodukts kann entweder durch Infrarotpeakverhältnisanalyse der Säure- oder Anhydrideinheit gegen die Copolymeralkylfunktion oder durch Titration (Maßzahl für die Gesamtheit an Säure/Anhydrid) (TAN) des Additivreaktionsprodukts bestimmt werden. Der TAN-Wert wiederum kann zur Abschätzung des Pfropfungsgrades (DOG) verwendet werden.
Der Carboxylreaktand wird auf das vorgeschriebene Copolymergerüst gepfropft, wobei 0,15 bis 0,75 Carboxylreste pro 1000 Einheiten des Zahlenmittels des Molekulargewichts (M_n) des Copolymergerüsts, wünschenswerterweise 0,2 bis 0,5 Carboxylreste pro 1000 des Zahlenmittels des Molekulargewichts, bereitgestellt werden. Zum Beispiel wird ein Copolymersubstrat mit einem M_n von 20.000 mit 3 bis 15 Carboxylresten pro Copolymerkette oder 1,5 bis 7,5 Mol Maleinsäureanhydrid pro Mol Copolymer gepfropft. Ein Copolymer mit einem M_n von 100.000 wird mit 15 bis 75 Carboxylresten pro Copolymerkette oder 7,5 bis 37,5 Mol Maleinsäureanhydrid pro Copolymerkette gepfropft. Der minimale Level der Funktion ist der Level, der zum Erreichen der minimalen zufriedenstellenden Dispersanteigenschaftleistung gebraucht wird.
Das Molekulargewicht des acylierten Olefincopolymers, d. h. des Copolymerzwischenprodukts, kann durch mechanische, thermische oder chemische Mittel oder eine Kombination davon verringert werden. Techniken zum Abbau oder zur Verringerung des Molekulargewichts von solchen Copolymeren sind im Allgemeinen auf dem Fachgebiet bekannt. Das Zahlenmittel des Molekulargewichts wird auf einen geeigneten Level zur Verwendung in Einbereichs- oder Mehrbereichsschmierölen verringert.
In einer Ausführungsform weist das anfängliche Copolymerzwischenprodukt ein anfängliches Zahlenmittel des Molekulargewichts im Bereich von etwa 1.000 bis etwa 500.000 nach Vollendung der Pfropfreaktion auf. In einer Ausführungsform wird zur Herstellung eines Additivs, welche zur Verwendung in Mehrbereichsölen beabsichtigt ist, das Zahlenmittel des Molekulargewichts des Copolymerzwischenprodukts auf einen Bereich von etwa 1.000 bis etwa 80.000 verringert.
Alternativ können das Pfropfen und die Verringerung des Olefincopolymers mit hohem Molekulargewicht gleichzeitig durchgeführt werden. In einer anderen Alternative kann das Olefincopolymer mit hohem Molekulargewicht vor dem Pfropfen zuerst auf das vorgeschriebene Molekulargewicht verringert werden. Wenn das mittlere Molekulargewicht des Olefincopolymers vor dem Pfropfen verringert wird, wird sein Zahlenmittel des Molekulargewichts in ausreichender Weise auf einen Wert von unter etwa 80.000, z. B. im Bereich von etwa 1.000 bis 80.000, verringert.
Die Verringerung des Molekulargewichts des Copolymerzwischenprodukts oder des Olefincopolymerzufuhrmaterials während oder vor dem Pfropfen auf ein vorgeschriebenes niedrigeres Molekulargewicht wird typischerweise in der Abwesenheit eines Lösungsmittels oder in der Anwesenheit einer Ölgrundlage unter Verwendung von entweder mechanischen, thermischen oder chemischen Mitteln oder einer Kombination dieser Mittel durchgeführt. Im Allgemeinen wird das Copolymerzwischenprodukt oder Olefincopolymer in einen geschmolzenen Zustand bei einer Temperatur im Bereich von etwa 250°C bis etwa 350°C erwärmt und es wird dann mechanischer Scherung, thermisch oder chemisch induzierter Spaltung oder einer Kombination der Mittel unterworfen, bis das Copolymerzwischenprodukt (oder Olefincopolymer) auf das vorgeschriebene Molekulargewicht verringert ist. Das Scheren kann in einem Extruderabschnitt bewirkt werden, wie z. B. in U.S. Pat. Nr. 5,837,773 , dessen Be- Schreibungen hier durch Bezugnahme aufgenommen sind, beschrieben. Alternativ kann das mechanische Scheren durch Pressen des geschmolzenen Copolymerzwischenprodukts (oder Olefincopolymers) durch feine Öffnungen unter Druck oder durch andere mechanische Mittel durchgeführt werden.
Nach der Vollendung der Pfropfreaktion werden der nicht umgesetzte Carboxylreaktand und der Radikalinitiator normalerweise von dem Copolymerzwischenprodukt entfernt und abgetrennt, bevor eine weitere Funktionalisierung an dem Copolymerzwischenprodukt durchgeführt wird. Die nicht umgesetzten Komponenten können aus der Reaktionsmasse durch Vakuumstrippen beseitigt werden, z. B. kann die Reaktionsmasse auf eine Temperatur von etwa 150°C bis etwa 450°C erwärmt werden, unter Bewegung mit einem Vakuum, welches für einen Zeitraum angelegt wird, der ausreichend ist, die Bestandteile flüchtiges nicht umgesetztes Pfropfmonomer und Radikalinitiator zu entfernen. Das Vakuumstrippen kann in einem Extruderabschnitt, welcher mit Entlüftungsmittel ausgerüstet ist, durchgeführt werden.
Das Copolymerzwischenprodukt kann vor dem weiteren Verarbeiten gemäß Ausführungsformen der Offenbarung hier pelletiert werden. Das Pelletieren des Copolymerzwischenprodukts unterstützt die Isolierung des Zwischenprodukts und die Verringerung von Verunreinigung davon, bis weiteres Verarbeiten zu einer gewünschten Zeit daran durchgeführt wird.
Das Copolymerzwischenprodukt kann durch eine Vielzahl von Verfahren, welche gewöhnlich auf dem Fachgebiet der Kunststoffverarbeitung praktiziert werden, zu Pellets geformt werden. Solche Techniken schließen Unterwasserpelletierung, Band- oder Strangpelletierung oder Förderbandkühlung ein. Wenn die Festigkeit des Polymers zur Bildung von Strängen unpassend ist, ist das bevorzugte Verfahren Unterwasserpelletierung. Die Temperaturen während einer Pelletierung sollen 30°C nicht übersteigen. Gegebenenfalls kann ein grenzflächenaktives Mittel zu dem Kühlwasser während einer Pelletierung gegeben werden, um Pelletagglomeration zu verhindern.
Das Gemisch von Wasser und abgeschreckten Copolymerpellets wird zu einer Trockenvorrichtung wie einer Zentrifugaltrocknungsvorrichtung zur Entfernung von Wasser befördert. Die Pellets können in einer Schachtel oder Kunststofftasche in jedem Volumen zur Lagerung oder zum Transport gesammelt werden. Unter einigen Lager- und/oder Transport bedingungen bei Umgebungsbedingungen können die Pellets zum Agglomerieren und Aneinanderkleben neigen. Die Pellets können durch mechanische Verfahren gemahlen werden, um feste Stücke mit hoher Oberfläche für einfaches und schnelles Lösen in Öl bereit zu stellen.
Das pelletierte Copolymerzwischenprodukt kann als eine nicht gemahlene oder gemahlene Form der Pellets bereitgestellt werden. Das pelletierte acylierte Copolymerzwischenprodukt wird in neutralem Lösungsmittelöl gelöst. Die Pellets werden im Allgemeinen in dem Lösungsmittel in einem Einbringungslevel von etwa 5 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-%, insbesondere etwa 10 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% und stärker besonders etwa 12 Gew.-% bis etwa 13 Gew.-%, bezogen auf die resultierende Lösungs-(gelöster Stoff und Lösungsmittel)-Viskosität, gelöst.
Das pelletierte Copolymerzwischenprodukt kann in dem Lösungsmittel neutral bei einer Temperatur von zum Beispiel etwa 135°C bis etwa 165°C mit mechanischem Rühren unter einer Stickstoffabdeckung gelöst werden. Das Lösungsgemisch kann mit Inertgas während dem Lösen für etwa 4 bis 16 Stunden durchströmt werden. Eine solche Behandlung kann in einem gerührten Gefäß für ein kontinuierliches Verfahren mit geeigneter Kapazität durchgeführt werden.
Das durchströmende Inertgas kann Stickstoff sein. Das Lösen und Durchströmen, falls verwendet, kann vor dem anschließenden Aminierungsverfahren stattfinden. Eine oder mehr Durchströmvorrichtungen sind in dem Gefäß an Stellen unterhalb der Oberfläche der Lösung, bevorzugt nahe des Bodens der Lösung, lokalisiert und leiten Inertgas durch die Lösung. Das Stickstoffdurchströmen entfernt Feuchtigkeit von dem gelösten Copolymerzwischenprodukt und Lösungsmittelöl. Wichtig ist, dass die Entfernung von Feuchtigkeit von dem Copolymerzwischenprodukt derart wirken kann, dass jedwede vorhandenen Polymerdicarbonsäuren in die gewünschte Copolymerdicarbonsäureanhydridform umgewandelt werden.
Wo zum Beispiel Maleinsäureanhydrid als das Pfropfmonomer verwendet wird, kann sich ein Teil des pelletierten Copolymerzwischenprodukts unbeabsichtigt in eine Copolymerbernsteinsäureform umwandeln. Im Allgemeinen tritt diese Veränderung stärker als eine Funktion einer längeren Haltbarkeit auf. Das Durchführen des Stickstoffdurchströmens während dem Lösen des Copolymerzwischenprodukts und vor der Aminierung weist den Vorteil der Umwandlung der Copolymerbernsteinsäure zurück in die gewünschte aktive Polymer bernsteinsäureanhydridform auf, bevor das Copolymerzwischenprodukt weiter umgesetzt und funktionalisiert (z. B. aminiert) wird. Folglich kann ein höher funktionalisiertes und aktives aminiertes Produkt beim anschließenden Verarbeiten erhalten werden. Die Umwandlung der Polymerbernsteinsäure zurück in die aktive Polymerbernsteinsäureanhydridform kann durch Messen der Viskosität der Lösung beobachtet werden. Die Lösungsviskosität erniedrigt sich wesentlich von einem anfänglich höheren Wert auf einen Fließgleichgewichtswert nach der Umwandlung der gesamten oder der im Wesentlichen gesamten Polymerbernsteinsäure zurück in die gewünschte Polymerbernsteinsäureanhydridform.
Das neutrale Öl kann aus einer Gruppe I-Grundlage, Gruppe II-Grundlage, Gruppe III-Grundlage, Gruppe IV oder Poly-alpha-olefinen (PAO) oder Ölgrundlagengemischen davon ausgewählt sein.
Die Grundlage oder das Grundlagengemisch weisen bevorzugt einen Gehalt an gesättigten Stoffen von mindestens 65 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 75 Gew.-%; einen Schwefelgehalt von niedriger als 1 Gew.-%, bevorzugt niedriger als 0,6 Gew.-%; und einen Viskositätsindex von mindestens 85, bevorzugt mindestens 100, auf. Solche Grundlagen können wie folgt definiert sein:

(i) Gruppe I: Grundlagen, welche weniger als 90% gesättigte Stoffe und/oder mehr als 0,03% Schwefel enthalten und mit einem Viskositätsindex von höher als oder gleich 80 und niedriger als 120 unter Verwendung von Testverfahren, welche in Tabelle 1 der American Petroleum Institute (API)-Veröffentlichung „Engine Oil Licensing and Certification Sheet", Industry Services Department, 14. Ausg., Erg., Dezember 1996, Anhang [M s/I, Dezember 1998, spezifiziert werden;
(ii) Gruppe II: Grundlagen, welche mehr als oder gleich 90% gesättigte Stoffe und/oder mehr als 0,03% Schwefel enthalten und mit einem Viskositätsindex von höher als oder gleich 80 und niedriger als 120 unter Verwendung von Testverfahren, welche in der Tabelle 1, auf welche vorstehend Bezug genommen wurde, spezifiziert sind;
(iii) Gruppe III: Grundlagen, welche weniger als oder gleich 0,03 Gew.-% Schwefel, mehr als oder gleich 90% gesättigte Stoffe und mehr als oder gleich 120 aufweisen, unter Verwendung von Testverfahren, welche in der Tabelle 1, auf welche vorstehend Bezug genommen wurde, spezifiziert sind;
(iv) Gruppe IV: Grundlagen, welche PAOs umfassen.

Für diese Definitionen kann der Level an gesättigten Stoffen durch ASTM D 2007 bestimmt werden, der Viskositätsindex kann durch ASTM D 2270 und der Schwefelgehalt durch eines von ASTM D 2622, ASTM D 4294, ASTM D 4927 oder ASTM D 3120 bestimmt werden.
Das gelöste pelletierte Copolymerzwischenprodukt, welches Carbonsäureacylierungsfunktionen aufweist, wird anschließend mit einer Aminverbindung umgesetzt. Das Amin kann aus Verbindungen, wie z. B. in U.S. Pat. Nr. 4,863,623 , 5,075,383 und 6,107,257 , deren Beschreibungen hier durch Bezugnahme aufgenommen sind, beschrieben, ausgewählt sein.
In einer Ausführungsform kann die Aminverbindung aus der Gruppe ausgewählt sein, bestehend aus:

(a) einem N-Arylphenylendiamin, dargestellt durch die Formel:
wobei Ar aromatisch ist und R¹-H,-NH₂, -(-NH-Aryl)_n-H, -(NH-Alkyl)_n-H, -NH-Arylalkyl, ein verzweigter oder geradkettiger Rest mit 4 bis 24 Kohlenstoffatomen, welcher Alkyl, Alkenyl, Alkoxyl, Aralkyl, Alkaryl, Hydroxyalkyl oder Aminoalkyl sein kann, ist, R²(-NH₂, -(NH(CH₂)_n-)_m-NH₂, -(CH₂)_n-NH₂, -Aryl-NH₂, wobei n und m jeweils einen Wert von 1 bis 10 aufweisen können, ist, und R³ Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Alkoxyl, Aralkyl, Alkaryl mit 4 bis 24 Kohlenstoffatomen ist,
(b) einem Aminocarbazol, dargestellt durch die Formel:
wobei R und R¹ Wasserstoff oder einen Alkyl-, Alkenyl- oder Alkoxylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen darstellen,
(c) einem Aminoindol, dargestellt durch die Formel:
wobei R Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen darstellt,
(d) einem Aminoindazolinon, dargestellt durch die Formel:
wobei R Wasserstoff oder ein Alkylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen ist,
(e) einem Aminomercaptotriazol, dargestellt durch die Formel:
wobei R abwesend sein kann oder ein linearer oder verzweigter C₁-C₁₀-Kohlenwasserstoff, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkyl, Aryl, Alkaryl oder Arylalkyl, sein kann,
(f) einem Aminopyrimidin, dargestellt durch die Formel:
wobei R Wasserstoff oder einen Alkyl- oder Alkoxylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen darstellt.

In einer Ausführungsform kann die Aminverbindung z. B. ein N-Arylphenylendiamin, dargestellt durch die folgende allgemeine Formel, sein:
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)-NH₂, CH₂-Aryl-NH₂, wobei n einen Wert von 1 bis 10 aufweist, ist und R³ Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Alkoxyl, Aralkyl, Alkaryl mit 4 bis 24 Kohlenstoffatomen ist.
Besonders nützliche Amine in der vorliegenden Offenbarung sind die N-Arylphenylendiamine, spezieller die N-Phenylphenylendiamine, zum Beispiel N-Phenyl-1,4-phenylendiamin, N-Phenyl-1,3-phenylendiamin und N-Phenyl-1,2-phenylendiamin.
Veranschaulichungen von anderen nützlichen Aminen schließen jene ein, welche in U.S. Pat. Nr. 4,863,623 und 6,107,257 , welche hier durch Bezugnahme aufgenommen sind, beschrieben werden.
Es ist wünschenswert, dass die Amine nur einen primären Aminrest enthalten, um so Kuppeln und/oder Gelbildung der Olefincopolymere zu vermeiden.
Die Umsetzung zwischen dem Copolymer mit der daran gepfropften Carbonsäureacylierungsfunktion und der vorgeschriebenen Aminverbindung kann durch Erwärmen einer Lösung des Copolymersubstrats unter Inertbedingungen und dann Zugeben der Aminverbindung zu der erwärmten Lösung, im Allgemeinen mit Mischen, um die Umsetzung zu bewirken, durchgeführt werden. Es ist praktisch, eine Öllösung des Copolymersubstrats, erwärmt auf 120°C bis 175°C, während die Lösung unter einer Stickstoffabdeckung gehalten wird, zu verwenden. Die Aminverbindung kann zu dieser Lösung gegeben werden und die Umsetzung wird unter den angegebenen Bedingungen bewirkt.
Die Aminverbindung kann mit einem grenzflächenaktiven Mittel gelöst werden und zu einer Mineral- oder synthetischen Schmieröl- oder Lösungsmittellösung, welche das acylierte Olefincopolymer enthält, gegeben werden. Die Lösung des Amins und Olefincopolymers kann mit Bewegung unter einer Inertgasspülung bei einer Temperatur im Bereich von 120°C bis 200°C erwärmt werden, wie in U.S. Pat. Nr. 5,384,371 , dessen Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen ist, beschrieben. Die Umsetzungen können praktischerweise in einem gerührten Reaktor unter Stickstoffspülung durchgeführt werden.
In einer Ausführungsform wird eine Polymerbernsteinsäureanhydridöllösung mit N-Phenyl-1,4-phenylendiaminen zusammen mit ethoxyliertem Laurylalkohol in einem Reaktor umgesetzt, was bei 165°C durchgeführt wird.
Grenzflächenaktive Mittel, welche bei der Durchführung der Umsetzung des acylierten Olefincopolymers mit dem Polyamin(en) verwendet werden können, schließen jene ein, welche durch auf Aufweisen von (a) Löslichkeitscharakteristika, welche mit Mineral- oder synthetischem Schmieröl kompatibel sind, (b) Siedepunkt- und Dampfdruckcharakteristika, so dass der Flammpunkt des Öls nicht verändert wird, und (c) Polarität, welche zum Löslichmachen des/der Polyamin(s/e) geeignet ist, gekennzeichnet sind, sind aber nicht darauf eingeschränkt.
Eine geeignete Klasse von solchen grenzflächenaktiven Mitteln schließt die Reaktionsprodukte von aliphatischen und aromatischen Hydroxyverbindungen mit Ethylenoxid, Propylenoxid oder Gemischen davon ein. Solche grenzflächenaktiven Mittel sind gewöhnlich als aliphatische oder phenolische Alkoxylate bekannt. Nützliche grenzflächenaktive Mittel können jene grenzflächenaktiven Mittel einschließen, welche eine funktionelle Gruppe, z. B. -OH, enthalten, welche zum Umsetzen mit dem acylierten Olefincopolymer in der Lage ist. Ethoxylierter Laurylalkohol (C₁₂H₂₅(OCH₂CH₂)_nOH) ist hier auch nützlich. Ethoxylierter Laurylalkohol ist unter CAS-Nr. 9002-92-0 identifiziert. Der ethoxylierte Laurylalkohol ist ein Verfahrenshilfsmittel und Viskositätsstabilisierungsmittel für das multifunktionelle Viskositätsmodifizierungsendprodukt. Der ethoxylierte Laurylalkohol ermöglicht die Aminladung in dem Reaktionsgemisch. Er ist ein Reaktionsmittel, welches sicherstellt, dass keine acylierte Funktion nicht umgesetzt verbleibt. Jedwede nicht umgesetzte acylierte Funktion kann eine unerwünschte Viskositätsdrift in den fertigen Schmiermittelformulierungen verursachen. Das grenzflächenaktive Mittel modifiziert auch die viskoelastische Antwort in dem multifunktionellen Viskositätsmodifizierungsprodukt, was eine verbesserte Handhabung bei niedriger Temperatur (70 bis 90°C) ermöglicht.
Die Menge des verwendeten grenzflächenaktiven Mittels hängt teilweise von seinem Vermögen, das Amin löslich zu machen, ab. Typischerweise werden Konzentrationen von 5 bis 40 Gew.-% Amin verwendet. Das grenzflächenaktive Mittel kann auch getrennt von, anstelle von oder zusätzlich zu den vorstehend erörterten Konzentraten zugegeben werden, so dass die Gesamtmenge des grenzflächenaktiven Mittels in dem fertigen Additiv 10 Gew.-% oder weniger beträgt.
Die stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymere der vorliegenden Offenbarung können in das Schmieröl in jedwedem praktischen Weg eingebracht werden. So können die stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymere direkt in das Schmieröl durch Dispergieren oder Lösen derselben in dem Schmieröl im 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 Erdöldestillate) gemischt werden, um ein Konzentrat zu bilden, und dann kann das Konzentrat mit einem Schmieröl gemischt werden, um die Endformulierung zu erhalten. Solche Additivkonzentrate werden typischerweise (auf der Basis eines Wirkstoffes (A.I.)) etwa 3 bis etwa 45 Gew.-% und bevorzugt etwa 10 bis etwa 35 Gew.-% stark gepfropftes, multifunktionelles Olefincopolymeradditiv und typischerweise etwa 20 bis 90 Gew.-%, bevorzugt etwa 40 bis 60 Gew.-%, Ölgrundlage, bezogen auf das Konzentratgewicht, enthalten.
Mehrere der Aminreaktanden weisen die Neigung zur Bildung von stark gefärbten Oxidationsprodukten auf, welche Bestandteile der Klasse von färbenden Aminantioxidationsmitteln umfassen. Nicht umgesetztes Amin, welches in der Öllösung nach der Aminierungsreaktion belassen wird, kann nicht wünschenswerte und/oder instabile Farbe in der Öllö-sung erhöhen. Das acylierte Olefincopolymer kann nach der Aminierungsreaktion auch farbstabilisiert werden, wie durch Umsetzen des acylierten Olefincopolymers mit einem C₇- bis C₁₂-Alkylaldehyd (z. B. Nonylaldehyd). Zum Beispiel kann die Umsetzung, wenn das Alkylaldehydmittel in einer Menge von etwa 0,2 bis etwa 0,6 Gew.-% zugegeben wird, unter ähnlichen Temperatur- und Druckbedingungen wie in der Aminierungsreaktion verwendet für etwa 2 bis etwa 6 Stunden ablaufen.
Zur Erhöhung der Reinheit des aminierten, farbstabilisierten acylierten Olefincopolymerprodukts kann es durch entweder Schlauch- oder Kartuschenfiltrierung oder Beides in Reihe filtriert werden.
Wie vorstehend angegeben, kann das Copolymerzwischenprodukt in der Abwesenheit von Lösungsmittel hergestellt werden. Auch kann das Copolymerzwischenprodukt in pelletierter oder Ballenform als ein Ausgangsmaterial zur Durchführung der zusätzlichen Funktionalisierung(en), nämlich Aminierung und Farbstabilisierung, an dem gepfropften Copolymerzwischenprodukt erhalten werden. Das Copolymerzwischenprodukt muss nicht direkt von der Formfläche eines Extruders oder ähnlichen Pfropfreaktionsgefäßes erhalten werden, aber anstelle werden die nicht umgesetzten Reaktanden von dem Copolymerzwischenprodukt vakuumgestrippt und es wird pelletiert, bevor diese weiteren Funktionalisierungen daran durchgeführt werden. Deshalb enthält das pelletierte Copolymerzwischenprodukt weniger Verunreinigungen als ein Produkt, welches in der. Gegenwart eines Lösungsmittels (welches zu Nebenreaktionsprodukten führen kann) gepfropft und/oder unmittelbar nach der Pfropfreaktion als Teil einer kontinuierlichen Verfahrensströmungsanordnung (welche nicht umgesetzte Komponenten als Verunreinigungen in der Reaktionsmasse belässt) aminiert wurde.
Zusätzlich hat die Verwendung von Inertgasdurchströmen bei dem Copolymerzwischenprodukt, welches in neutralem Öl vor der Aminierung gelöst wird, den Vorteil der Umwandlung der Polymerbemsteinsäure zurück in die gewünschte aktive Polymerbernsteinsäureanhydridform, bevor das Copolymerzwischenprodukt weiter umgesetzt und funktionalisiert (z. B. aminiert) wird.
Da nicht umgesetztes Pfropfmonomer, z. B. Maleinsäureanhydrid, wirksam nach dem Pfropfschritt während dem Vakuumstrippen, welches dem Pelletieren und Auflösen vorausgeht, entfernt wird, läuft auch die Aminierung wirksamer ab. Das heißt, die Gegenwart von nicht umgesetzten Pfropfmonomeren ist während dem Aminierungsschritt unerwünscht, da sie mit dem gepfropften Copolymer (Polymerzwischenprodukt) in Umsetzungen mit dem Amin konkurrieren können, was den Level der erreichten Funktionalisierung verringert.
Deshalb kann es sein, dass das multifunktionelle Reaktionsendprodukt von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung weniger Verunreinigungen (d. h. nicht umgesetzte Reaktanden, Nebenreaktionsprodukte und Nebenprodukte) enthält und für eine gegebene Menge davon aktiver ist. In einer Ausführungsform kann das Additivreaktionsprodukt weniger als 0,1 Gew.-% Gesamtverunreinigungen, welche nicht umgesetzte Reaktanden, Nebenreaktionsprodukte und Reaktionsnebenprodukte umfassen, enthalten. Der Rest kann aus aktivem gepfropftem, multifunktionellem Olefincopolymer entweder vollständig oder im Wesent lichen in Kombination mit einer Nebenbestandteilmenge eines vorteilhaften oder inerten Additivs, welches während dem Verarbeiten eingebracht wird, wie ein Antioxidationsmittel oder farbgebendes Mittel, welches die Aktivität der Produktverbindung nicht wesentlich verringert oder beeinträchtigt, zusammengesetzt sein.
Die stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymerproduktverbindungen der vorliegenden Offenbarung können gegebenenfalls nachbehandelt werden, um zusätzliche Eigenschaften zu verleihen, welche für eine spezielle Schmiermittelverwendung notwendig oder gewünscht sind. Nachbehandlungstechniken sind auf dem Fachgebiet bekannt und schließen Borierung, Phosphorylierung, Glycolisierung, Ethylencarbonisierung und Maleinierung ein.
Schmierölformulierungen für Dieselmotoren wie hier beschrieben können in herkömmlicher Weise zusätzliche Additive, welche die Charakteristika bereitstellen, die in den Formulierungen erforderlich sind, enthalten. Unter diesen Typen von Additiven sind zusätzliche Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindexes, Antioxidationsmittel, Korrosionsinhibitoren, Detergenzien, Dispersantmittel, Fließpunkterniedrigungsmittel, Antiverschleißmittel, Antischaummittel, Demuligermittel und Reibungsmodifizierungsmittel eingeschlossen. Diese Additive werden in etwas bereitgestellt, was allgemein als eine Dispersantmittel/Inhibitor (DI)-Packung bezeichnet wird.
Eine Komponente der DI-Packung ist ein metallhaltiges oder Asche-bildendes Detergenz, welches als sowohl ein Detergenz zur Verringerung oder Entfernung von Ablagerungen als auch als ein Säureneutralisierungsmittel oder Rostinhibitor wirkt, wobei Verschleiß und Korrosion verringert und die Motorlebensdauer verlängert werden. Detergenzien umfassen im Allgemeinen einen polaren Kopf mit einem langen hydrophoben Schwanz. Der polare Kopf umfasst ein Metallsalz einer sauren organischen Verbindung. Die Salze können eine im Wesentlichen stöchiometrische Menge des Metalls enthalten, wobei sie in diesem Fall normalerweise als normale oder neutrale Salze beschrieben werden, und werden typischerweise eine Maßzahl für den Alkaligehalt oder TBN (wie durch ASTM D2896 gemessen werden kann) von 0 bis 80 aufweisen. Es ist möglich, eine große Menge einer Metallbase durch Umsetzen eines Überschusses einer Metallverbindung (z. B. ein Oxid oder Hydroxid) mit einem sauren Gas (z. B. Kohlendioxid) aufzunehmen. Das resultierende überbasische Detergenz umfasst ein neutralisiertes Detergenz als die äußere Schicht einer Metallbase (z. B. Carbonat)-Mizelle.
Solche überbasischen Detergenzien können eine TBN von 150 oder höher aufweisen und werden typischerweise eine TBN von 250 bis 450 oder höher aufweisen.
Detergenzien, welche verwendet werden können, schließen öllösliche neutrale und überbasische Sulfonate, Phenolate, sulfurierte Phenolate, Thiophosphonate, Salicylate und Naphthenate und andere öllösliche Carboxylate eines Metalls, insbesondere der Alkali- oder Erdalkalimetalle, z. B. Barium, Natrium, Kalium, Lithium, Calcium und Magnesium, ein. Die am stärksten gewöhnlich verwendeten Metalle sind Calcium und Magnesium, welche beide in Detergenzien vorhanden sein können, die in einem Schmiermittel verwendet werden, und Gemische von Calcium und/oder Mangesium mit Natrium. Besonders praktische Metalldetergenzien sind neutrale und überbasische Calciumsulfonate mit einer TBN von 20 bis 450, neutrale und überbasische Calciumphenolate und sulfurierte Phenolate mit einer TBN von 50 bis 450 und neutrale und überbasische Magnesium- oder Calciumsalicylate mit einer TBN von 20 bis 450. Kombinationen von Detergenzien, ob überbasisch oder neutral oder Beides, können in einer bevorzugten Schmierölzusammensetzung verwendet werden.
Detergenzien, welche im Allgemeinen bei der Formulierung von Schmierölzusammensetzungen nützlich sind, schließen auch „Hybrid"-Detergenzien ein, welche mit Gemischsystemen von grenzflächenaktiven Mitteln, z. B. Phenolat/Salicylate, Sulfonat/Phenolate, Sulfonat/Salicylate, Sulfonate/Phenolate/Salicylate, wie zum Beispiel in U.S. Pat. Nr. 6,153,565 , 6,281,179 , 6,429,178 und 6,429,179 beschrieben, gebildet werden.
Es ist nicht unnormal, ein Detergenz oder anderes Additiv zu einem Schmieröl oder Additivkonzentrat in einem Verdünnungsmittel zu geben, so dass nur ein Teil des zugegebenen Gewichts einen Wirkstoff (A.I.) darstellt. Zum Beispiel kann ein Detergenz zusammen mit einem gleichen Gewicht eines Verdünnungsmittels zugegeben werden, wobei in diesem Fall das „Additiv" ein 50% A.I.-Detergenz ist. Wie hier verwendet, betrifft der Ausdruck Gewichtsprozent (Gew.-%), wenn für ein Detergenz oder anderes Additiv verwendet, das Gewicht des Wirkstoffes. Detergenzien umfassen herkömmlicherweise etwa 0,5 bis etwa 5 Gew.-%, bevorzugt etwa 0,8 bis etwa 3,8 Gew.-%, am stärksten bevorzugt etwa 1,2 bis etwa 3 Gew.-% einer Schmierölzusammensetzung, welche zur Verwendung in einem Hochleistungsdieselmotor formuliert wird.
Dispersantmittel halten Materialien, welche aus der Oxidation während der Verwendung resultieren, die in dem Öl unlöslich sind, in Suspension, wodurch Schlammausflockung und -fällung oder Ablagerung auf Metallteilen verhindert werden. Dispersantmittel, welche im Kontext der Offenbarung nützlich sind, schließen den Bereich von Stickstoff-enthaltenden, aschearmen (metallfreien) Dispersantmitteln, von welchen bekannt ist, dass sie zur Verringerung der Bildung von Ablagerungen durch die Verwendung in Benzin- und Dieselmotoren, wenn sie zu Schmierölen gegeben werden, wirksam sind, ein. Die aschearmen Dispersantmittel umfassen ein öllösliches langkettiges Polymergerüst mit funktionellen Gruppen, welche zur Assoziierung mit Teilchen, die dispergiert werden sollen, in der Lage sind. Typischerweise weisen solche Dispersantmittel polare Amin-, Aminalkohol- oder Amideinheiten, welche an das Polymergerüst oft über einen brückenbildenden Rest gebunden sind, auf. Das aschearme Dispersantmittel kann zum Beispiel aus öllöslichen Salzen, Ester, Aminoestern, Amiden, Imiden und Oxazolinen von langkettigen Kohlenwasserstoff-substituierten Mono- und Polycarbonsäuren oder Aldehyden davon; Thiocarboxylatderivaten von langkettigen Kohlenwasserstoffen; langkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit Polyamineinheiten, welche direkt daran gebunden sind; und Mannich-Kondensationsprodukten, welche durch Kondensieren eines langkettigen substituierten Phenols mit Formaldehyd und Poylalkylenpolyamin gebildet werden, ausgewählt sein.
Im Allgemeinen wird sich jede Mono- oder Dicarbonsäure-herstellende Einheit mit einem nucleophilen Rest (Amin oder Amid) umsetzen und der Anzahl der funktionellen Gruppen in dem Polyalkenyl-substituierten Carboxylacylierungsmittel wird die Anzahl der nucleophilen Reste in dem fertigen Dispersantmittel bestimmen.
Die Polyalkenyleinheit des hier beschriebenen Dispersantmittels weist ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von mindestens etwa 1800, bevorzugt zwischen 1800 und 3000, wie zwischen 2000 und 2800, stärker bevorzugt etwa 2100 bis 2500 und am stärksten bevorzugt etwa 2200 bis etwa 2400 auf. Das Molekulargewicht eines Dispersantmittels wird im Allgemeinen bezogen auf das Molekulargewicht der Polyalkenyleinheit ausgedrückt, da der genaue Molekulargewichtsbereich des Dispersantmittels von zahlreichen Parametern, einschließlich dem Typ des Polymers, welches zum Ableiten des Dispersantmittels verwendet wird, der Anzahl der funktionellen Gruppen und dem Typ des verwendeten nucleophilen Rests, abhängt.
Die Polyalkenyleinheit, von welcher Dispersantmittel abgeleitet werden können, weist eine enge Molekulargewichtsverteilung (MWD), welche auch als Polydispersität bezeichnet wird, auf, wie durch das Verhältnis des Gewichtsmittels des Molekulargewichts (M_W) zum Zahlenmittel des Molekulargewichts (M_n) bestimmt. Speziell weisen Polymere, von welchen die Dispersantmittel abgeleitet werden können, ein M_W/M_n von etwa 1,5 bis etwa 2,0, bevorzugt etwa 1,5 bis etwa 1,9, am stärksten bevorzugt etwa 1,6 bis etwa 1,8 auf.
Geeignete Kohlenwasserstoffe oder Polymere, welche bei der Herstellung der Dispersantmittel der Offenbarung verwendet werden, schließen Homopolymere, Interpolymere oder Kohlenwasserstoffe mit niedrigem Molekulargewicht ein. Eine Familie von solchen Polymeren umfasst Polymere von Ethylen und/oder mindestens einem C₃- bis C₂₈-alpha-Olefin, wobei das Polymer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Ungesättigtheit, bevorzugt einen hohen Grad an terminaler Ethenyliden-Ungesättigtheit, enthält. Nützliche alpha-Olefinmonomere und -comonomere schließen zum Beispiel Propylen, Guten-1, Hexen-1, Octen-1,4-methylpenten-1, Decen-1, Dodecen-1, Tridecen-1, Tetradecen-1, Pentadecen-1, Hexadecen-1, Heptadecen-1, Octadecen-1, Nonadecen-1 und Gemische davon (z. B. Gemische von Propylen und Guten-1 und dergleichen) ein. Beispielhaft für solche Polymere sind Propylenhomopolymere, Guten-1-Homopolymere, Ethylen-Propylen-Copolymere, Ethylen-Guten-1-Copolymere, Propylen-Guten-Copolymere und dergleichen, wobei das Polymer mindestens eine terminale und/oder innere Ungesättigtheit enthält. Bevorzugte Polymere sind ungesättigte Copolymere von Ethylen und Propylen und Ethylen und Guten-1. Die Interpolymere der Offenbarung können eine Nebenbestandteilmenge, z. B. 0,5 bis 5 Mol-%, eines nicht-konjugierten C₄- bis C₁₈-Diolefincomonomers enthalten. Jedoch ist es bevorzugt, dass die Polymere nur alpha-Olefinhomopolymere, Interpolymere von alpha-Olefincomonomeren und Interpolymere von Ethylen und alpha-Olefincomonomeren umfassen. Der Ethylen-Molgehalt der Polymere kann im Bereich von 0 bis 80% und stärker bevorzugt 0 bis 60% liegen. Wenn Propylen und/oder Guten-1 als Comonomer(e) mit Ethylen verwendet werden, liegt der Ethylengehalt von solchen Copolymeren am stärksten bevorzugt zwischen 15 und 50%, obwohl höhere oder niedrigere Ethylengehalte vorhanden sein können.
Polyisobutylenpolymere, welche als das Polymergerüst zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Dispersantmittel verwendet werden können, basieren im Allgemeinen auf einer Kohlenwasserstoffkette von etwa 1800 bis 3000. Verfahren zur Herstellung von Polyisobutylen sind bekannt. Polyisobutylen kann durch Halogenierung (z. B. Chlorierung), die thermische „en"-Reaktion oder durch Radikalpfropfung unter Verwendung eines Katalysators (z. B. Peroxids) funktionalisiert werden.
Das Kohlenwasserstoff- oder Polymergertist kann z. B. mit Carbonsäure-herstellenden Einheiten (bevorzugt Säure- oder Anhydrideinheiten) selektiv an Stellen von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Ungesättigtheit an dem Polymer oder Kohlenwasserstoffketten oder statistisch entlang der Ketten unter Verwendung von jedwedem der drei vorstehend erwähnten Verfahren oder von Kombinationen davon in jedweder Sequenz funktionalisiert werden.
Verfahren zur Umsetzung von Polymerkohlenwasserstoffen mit ungesättigten Carbonsauren, Anhydriden oder Ester und die Herstellung von Derivaten von solchen Verbindungen werden in U.S. Pat. Nr. 3,087,936 ; 3,172,892 ; 3,215,707 ; 3,231,587 ; 3,272,746 ; 3,275,554 ; 3,381,022 ; 3,442,808 ; 3,565,804 ; 3,912,764 ; 4,110,349 ; 4,234,435 ; 5,777,025 ; 5,891,953 ; sowie EP 0 382 450 B1 ; und CA-1,335,895 offenbart.
Das funktionalisierte öllösliche Polymerkohlenwasserstoffgerüst wird dann mit einem Stickstoff-enthaltenden nucleophilen Reaktanden, wie ein Amin, Aminoalkohol, Amid oder Gemisch davon, zur Bildung eines entsprechenden Derivats derivatisiert. Aminverbindungen sind bevorzugt. Nützliche Aminverbindungen zur Derivatisierung von funktionellen Polymeren umfassen mindestens ein Amin und können ein oder mehr zusätzliche Amine oder andere reaktive oder polare Reste umfassen. Diese Amine können Hydrocarbylamine sein oder können überwiegende Hydrocarbylamine sein, in welchen der Hydrocarbylrest andere Reste, z. B. Hydroxygruppen, Alkoxyreste, Amidreste, Nitrite, Imidazolinreste und dergleichen, einschließt. Besonders nützliche Aminverbindungen schließen Mono- und Polyamine ein, z. B. Polyalken- und Polyoxyalkylenpolyamine mit insgesamt etwa 2 bis 60, wie 2 bis 40 (z. B. 3 bis 20), Kohlenstoffatomen mit etwa 1 bis 12, wie 3 bis 12, bevorzugt 3 bis 9, am stärksten bevorzugt etwa 6 bis etwa 7 Stickstoffatomen pro Molekül. Gemische von Aminverbindungen können vorteilhafterweise verwendet werden, wie jene, welche durch Umsetzung eines Alkylendihalogenids mit Ammoniak hergestellt werden. Bevorzugte Amine sind aliphatische gesättigte Amine, einschließlich zum Beispiel 1,2-Diaminoethan; 1,3-Diaminopropan; 1,4-Diaminobutan; 1,6-Diaminohexan; Polyethylenamine wie Diethylentriamin; Triethylentetramin; Tetraethylenpentamin; und Polypropylenamine wie 1,2-Propylendiamin; und Di(1,2-propylen)triamin. Beispiele von geeigneten Aminen können in U.S. Pat. Nr. 4,938,881 ; 4,927,551 ; 5,230,714 ; 5,241,003 ; 5,565,128 ; 5,756,431 ; 5,792,730 und 5,854,186 gefunden werden.
Andere nützliche Aminverbindungen schließen ein: alicyclische Diamine wie 1,4-Di(aminomethyl)cyclohexan und heterocyclische Stickstoffverbindungen wie Imidazoline. Eine andere nützliche Klasse von Aminen sind die Polyamido- und verwandten Amidoamine, wie in U.S. Pat. Nr. 4,857,217 ; 4,956,107 ; 4,963,275 und 5,229,022 offenbart. Auch verwendet werden kann Tris(hydroxymethyl)aminomethan (TAM), wie in U.S. Pat. Nr. 4,102,798 ; 4,113,639 ; 4,116,876 und UK 989,409 beschrieben. Dendrimere, sternähnliche Amine und Amine mit Wabenstruktur können auch verwendet werden. In ähnlicher Weise kann man kondensierte Amine, wie in U.S. Pat. Nr. 5,053,152 beschrieben, verwenden. Das funktionalisierte Polymer wird mit der Aminverbindung unter Verwendung von herkömmlichen Techniken, wie zum Beispiel in U.S. Pat. Nr. 4,234,435 und 5,229,022 sowie in EP-A-208,560 beschrieben, umgesetzt.
Eine bevorzugte Dispersantmittelzusammensetzung ist eine, welche mindestens ein Polyalkenylsuccinimid umfasst, welches das Reaktionsprodukt eines Polyalkenyl-substituierten Bernsteinsäureanhydrids (z. B. PIBSA) und eines Polyamins (PAM) ist, das ein Kupplungsverhältnis von etwa 0,65 bis etwa 1,25, bevorzugt etwa 0,8 bis etwa 1,1, am stärksten bevorzugt etwa 0,9 bis etwa 1 aufweist. Im Kontext dieser Offenbarung kann „Kupplungsverhältnis" als ein Verhältnis der Anzahl von Succinylresten in dem PIBSA zu der Anzahl von primären Aminresten in dem Polyaminreaktanden definiert sein.
Eine andere Klasse von aschearmen Dispersantmitteln mit hohem Molekulargewicht umfasst Mannichbase-Kondensationsprodukte. Im Allgemeinen werden diese Produkte durch Kondensieren von etwa einem Mol eines langkettiges Alkyl-substituierten Mono- oder Polyhydroxybenzens mit etwa 1 bis 2,5 Mol Carbonylverbindung(en) (z. B. Formaldehyd und Paraformaldehyd) und etwa 0,5 bis 2 Mol Polyalkylenpolyamin, wie zum Beispiel in U.S. Pat. Nr. 3,442,808 offenbart, hergestellt. Solche Mannichbase-Kondensationsprodukte können ein Polymerprodukt einer Metallocen-katalysierten Polymerisation als einen Substituenten an dem Benzenrest einschließen oder können mit einer Verbindung umgesetzt werden, welche ein solches Polymer enthält, substituiert an einem Bernsteinsäureanhydrid in einer Weise, ähnlich zu der, welche in U.S. Pat. Nr. 3,442,808 beschrieben wird. Beispiele von funktionalisierten und/oder derivatisierten Olefinpolymeren, welche unter Verwendung von Metallocen katalysatorsystemen synthetisiert werden, werden in den vorstehend identifizierten Veröffentlichungen beschrieben.
Bevorzugte Dispersantmittel schließen jene ein, in welchen mehr als etwa 50 Gew.-% des Stickstoffs nicht-basisch ist. Der normalerweise basische Stickstoff von Stickstoffenthaltenden Dispersantmitteln kann durch Umsetzen des Stickstoff-enthaltenden Dispersantmittels mit einem so genannten „Cappingmittel" nicht-basisch gemacht werden. Herkömmliche Stickstoff-enthaltende Dispersantmittel wurden gecappt, um die nachteilige Wirkung von solchen Dispersantmitteln auf die in Motoren verwendeten Nitrildichtungen zu verringern. Zahlreiche Cappingmittel und -verfahren sind bekannt. Die Umsetzung eines Stickstoff-enthaltenden Dispersantmittels und von tautomerem Acetoacetat (z. B. Ethylacetoacetat (EAA)) wird zum Beispiel in U.S. Pat. Nr. 4,839,071 ; 4,839,072 und 4,579,675 beschrieben. Die Umsetzung eines Stickstoff-enthaltenden Dispersantmittels und von Formalin und/oder Ameisensäure wird zum Beispiel in U.S. Pat. Nr. 3,185,704 beschrieben. Das Capping von Stickstoff-enthaltenden Dispersantmitteln mit Epoxiden wird zum Beispiel in U.S. Pat. Nr. 3,267,704 ; 3,373,021 und 3,373,111 beschrieben. Das Reaktionsprodukt eines Stickstoffenthaltenden Dispersantmittels und von anderen bekannten Cappingmitteln wird in U.S. Pat. Nr. 3,366,569 (Acrylnitril); 4,636,322 und 4,663,064 (Glycolsäure); 4,612,132 ; 5,334,321 ; 5,356,552 ; 5,716,912 ; 5,849,676 ; 5,861,363 (Carbonate; z. B. Ethylencarbonat); 4,686,054 (Maleinsäureanhydrid oder Bernsteinsäureanhydrid); 3,254,025 ; 3,087,963 (Bor) beschrieben. Die vorstehende Liste ist nicht erschöpfend und andere Verfahren zum Cappen von Stickstoff-enthaltenden Dispersantmitteln sind dem Fachmann bekannt.
Für den Zweck des Verringerns der Rate, mit welcher die kinematische Viskosität von Schmieröl in der Gegenwart von Ruß und Säuren ansteigt, die durch die Verwendung von Hochleistungdieselmotoren erzeugt werden, welche mit EGR-Systemen ausgerüstet sind, welche in einem Kondensationsmodus arbeiten, sind Stickstoff-enthaltende Dispersantmittel bevorzugt, in welchen mehr als etwa 50 Gew.-% des Stickstoffs durch Umsetzung mit Formalin, Ameisensäure, Epoxiden und tautomerem Acetoacetat (z. B. Ethylacetoacetat) nichtbasisch gemacht werden.
Zusätzliche Additive können in die Zusammensetzungen der Offenbarung eingebracht werden, um zu ermöglichen, dass besondere Leistungsanforderungen erfüllt werden. Beispiele von Additiven, welche in die Schmierölzusammensetzungen der vorliegenden Of fenbarung aufgenommen werden können, sind Metallrostinhibitoren, Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindexes (welche verschieden von Polymer i, iii und/oder iii sind), Korrosionsinhibitoren, Oxidationsinhibitoren, Reibungsmodifizierungsmittel, Antischaummittel, Antiverschleißmittel und Fließpunkterniedrigungsmittel (welche verschieden von Polymer iii sind). Einige werden nachstehend detaillierter erörtert.
Dihydrocarbyldithiophosphatmetallsalze werden häufig als Antiverschleiß- und Antioxidationsmittel verwendet. Das Metall kann ein Alkali- oder Erdalkalimetall oder Aluminium, Blei, Zinn, Molybdän, Mangan, Nickel oder Kupfer sein. Die Zinksalze werden am gewöhnlichsten in Schmieröl in Mengen von 0,1 bis 10, bevorzugt 0,2 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierölzusammensetzung, verwendet.
Die bevorzugten Zinkdihydrocarbyldithiophosphate sind öllösliche Salze von Dihydrocarbyldithiophosphorsäuren und können durch die folgende Formel dargestellt werden:
wobei R und R' gleiche oder unterschiedliche Hydrocarbylreste, welche 1 bis 18, bevorzugt 2 bis 12, Kohlenstoffatome enthalten und Reste wie Alkyl, Alkenyl, Aryl, Arylalkyl, Alkaryl und cycloaliphatische Reste einschließen, sein können. Besonders bevorzugt als die Reste R und R' sind Alkylreste mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen. So können die Reste zum Beispiel Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, sec-Butyl, Amyl, n-Hexyl, i-Hexyl, n-Octyl, Decyl, Dodecyl, Octadecyl, 2-Ethylhexyl, Phenyl, Butylphenyl, Cyclohexyl, Methylcyclopentyl, Propenyl, Butenyl sein. Um Öllöslichkeit zu erhalten, wird die Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen (d. h. R und R') in der Dithiophosphorsäure im Allgemeinen etwa 5 oder höher sein. Das Zinkdihydrocarbyldithiophosphat kann deshalb Zinkdialkyldithiophosphate umfassen. Die offenbarten Ausführungsformen sind besonders nützlich, wenn sie mit Schmiermittelzusammensetzungen verwendet werden, welche Phosphorlevels von etwa 0,02 bis etwa 0,12 Gew.-%, bevorzugt etwa 0,03 bis etwa 0,10 Gew.-%, enthalten. Stärker bevorzugt wird der Phosphorlevel der Schmierölzusammensetzung niedriger als etwa 0,08 Gew.-%, wie etwa 0,05 bis etwa 0,08 Gew.-%, sein.
Oxidationsinhibitoren oder Antioxidationsmittel verringern die Neigung von Mineralölen zu Verschlechterung im Betrieb. Oxidative Verschlechterung kann durch Schlamm in dem Schmiermittel, Lack-ähnliche Ablagerungen auf den Metalloberflächen und durch Viskositätsanstieg nachgewiesen werden. Solche Oxidationsinhibitoren schließen gehinderte Phenole, Erdalkalimetallsalze von Alkylphenolthioestern mit bevorzugt C₅- bis C₁₂-Alkylseitenketten, Calciumnonylphenolsulfid, öllösliche Phenolate und sulfurierte Phenolate, phosphosulfurierte oder sulfurierte Kohlenwasserstoffe oder Ester, Phosphorester, Metallthiocarbamate, öllösliche Kupferverbindungen, wie in U.S. Pat. Nr. 4,867,890 beschrieben, und Molybdän-enthaltende Verbindungen ein.
Aromatische Amine mit mindestens zwei aromatischen Resten, welche direkt an den Stickstoff gebunden sind, stellen eine andere Klasse von Verbindungen dar, welche häufig für Antioxidationseigenschaft verwendet wird. Obwohl diese Materialien in kleinen Mengen verwendet werden können, sind bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung frei von diesen Verbindungen. Sie werden bevorzugt in nur kleinen Mengen, d. h. bis zu 0,4 Gew.-%, verwendet, oder stärker bevorzugt wird insgesamt eine andere als eine solche Menge vermieden, welche als eine Verunreinigung von einer anderen Komponente der Zusammensetzung resultieren kann.
Typische öllösliche aromatische Amine mit mindestens zwei aromatischen Resten, welche direkt an ein Aminstickstoff gebunden sind, enthalten 6 bis 16 Kohlenwasserstoffatome. Die Amine können mehr als zwei aromatische Reste enthalten. Verbindungen mit insgesamt mindestens drei aromatischen Resten, in welchen zwei aromatische Reste durch eine kovalente Bindung oder durch ein Atom oder einen Rest (z. B. ein Sauerstoff- oder Schwefelatom oder ein –CO–, –SO₂– oder Alkylenrest) verbunden sind und zwei direkt an ein Aminstickstoff gebunden sind, ziehen auch aromatische Amine mit mindestens zwei aromatischen Resten, welche direkt an den Stickstoff gebunden sind, in Betracht. Die aromatischen Ringe sind typischerweise mit einem oder mehr Substituenten, welche aus Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkoxy- Aryloxy-, Acyl-, Acylamino-, Hydroxy- und Nitroresten ausgewählt sind, substituiert. Die Menge von jedweden solchen öllöslichen aromatischen Aminen mit mindestens zwei a romatischen Resten, welche direkt an ein Aminstickstoff gebunden sind, sollte bevorzugt 0,4 Gew.-% Wirkstoff nicht überschreiten.
Repräsentative Beispiele von geeigneten Viskositätsmodifizierungsmitteln sind Polyisobutylen, Copolymere von Ethylen und Propylen, Polymethacrylate, Methacrylatcopolymere, Copolymere einer ungesättigten Dicarbonsäure und einer Vinylverbindung, Interpolymere von Styrol und Acrylestern und teilweise hydrierte Copolymere von Styrol/Isopren, Styrol/Butadien und Isopren/Butadien sowie die teilweise hydrierten Homopolymere von Butadien und Isopren.
Reibungsmodifizierungsmittel und Mittel für Kraftstoffwirtschaftlichkeit, welche mit den anderen Bestandteilen des Endöls kompatibel sind, können auch aufgenommen werden. Beispiele von solchen Materialien schließen Glycerylmonoester von höheren Fettsäuren, zum Beispiel Glycerylmonooleat; Ester von langkettigen Polycarbonsäuren mit Diolen, zum Beispiel den Butandiolester einer dimerisierten ungesättigten Fettsäure; Oxazolinverbindungen; und alkoxylierte Alkyl-substituierte Monoamine, Diamine und Alkyletheramine, zum Beispiel ethoxyliertes Talgamin und ethoxyliertes Talgetheramin, ein.
Andere bekannte Reibungsmodifizierungsmittel umfassen öllösliche metallische Verbindungen wie Organomolybdänverbindungen, Organotitanverbindungen und Organowolframverbindungen. Solche organometallischen Reibungsmodifizierungsmittel können auch Antioxidations- und Antiverschleißvorteile in einer Schmierölzusammensetzung bereitstellen. Als ein Beispiel von solchen öllöslichen organometallischen Verbindungen können die Carboxylate, Dithiocarbamate, Dithiophosphate, Dithiophosphinate, Xanthate, Thioxanthate, Sulfide und dergleichen und Gemische davon erwähnt werden. Besonders bevorzugte organometallische Verbindungen schließen Molybdändithiocarbamate, Dialkyldithiophosphate, Alkylxanthate und Alkylthioxanthate ein. Andere organometallische Verbindungen können die öllöslichen Titan- und Wolframcarboxylate einschließen.
Die hier verwendeten Ausdrücke „öllöslich" oder „dispergierbar" geben nicht notwendigerweise an, dass die Verbindungen oder Additive in allen Anteilen löslich, lösbar, mischbar oder zur Suspension in dem Öl in der Lage sind. Diese bedeuten jedoch, dass sie zum Beispiel in einem Öl in einem Ausmaß löslich oder stabil dispergierbar sind, welches ausreichend ist, um ihre beabsichtigte Wirkung in der Umgebung, in welcher das Öl verwen det wird, auszuüben. Darüber hinaus kann die zusätzliche Einbringung von anderen Additiven auch die Einbringung von höheren Levels eines besonderen Additivs erlauben, falls gewünscht.
Fließpunktemiedrigungsmittel, welche ansonsten als Mittel zur Verbesserung des Schmierölflusses (LOFI) bekannt sind, erniedrigen die minimale Temperatur, bei welcher das Fluid fließt oder gegossen werden kann. Solche Additive sind bekannt. Typische von jenen Additiven, welche die Niedertemperaturfluidität des Fluids verbessern, sind C₈- bis C₁₈-Dialkylfumarat/Vinylacetat-Copolymere und Polymethacrylate. Schaumkontrolle kann durch ein Antischaummittel vom Polysiloxantyp, zum Beispiel Silikonöl oder Polydimethylsiloxan, bereitgestellt werden.
Einige der vorstehend erwähnten Additive können eine Vielzahl von Wirkungen bereitstellen; wobei zum Beispiel ein einzelnes Additiv als ein Dispersantmittel-Oxidationsinhibitor wirken kann. Diese Herangehensweise ist bekannt und muss hier nicht weiter ausgeführt werden.

Wenn Schmiermittelzusammensetzungen eines oder mehrere der vorstehend erwähnten Additive, welche die DI-Packung umfasst, enthalten, wird jedes Additiv typischerweise in die Ölgrundlage in einer Menge gemischt, welche ermöglicht, dass das Additiv seine gewünschte Wirkung bereitstellt. Repräsentative wirksame Mengen von solchen Additiven, wenn sie in Kurbelgehäuseschmiermitteln verwendet werden, sind nachstehend aufgelistet. Alle aufgelisteten Werte sind als Masseprozent an Wirkstoff angegeben.

Additiv	Masse-% (breit)	Masse-% (typisch)
Metalldetergenzien	0,1 bis 15,0	0,29 bis 9,0
Dispersantmittel	0,1 bis 10,0	1,0 bis 6,0
Korrosionsinhibitor	0 bis 5,0	0 bis 1,5
Metalldihydrocarbyldithiophosphat	0,1 bis 6,0	0,1 bis 4,0
Antioxidationsmittel	0 bis 5,0	0,01 bis 2,0
Fließpunkterniedrigungsmittel	0,01 bis 5,0	0,01 bis 1,5
Antischaummittel	0 bis 5,0	0,001 bis 0,15
Ergänzende Antiverschleißmittel	0 bis 1,0	0 bis 0,5
Reibungsmodifizierungsmittel	0 bis 5,0	0 bis 1,5
Viskositätsmodifizierungsmittel	0,01 bis 10,0	0,25 bis 3,0
Grundlage	Rest	Rest

Bei der Herstellung von Schmierölformulierungen 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 beim Herstellen von fertigen Schmiermitteln, z. B. Kurbelgehäusemotorölen, verdünnt werden. Der Zweck von Konzentraten ist natürlich, die Handhabung der verschiedenen Materialien weniger schwierig und unangenehm zu machen, sowie eine Lösung oder Dispersion in der Endmischung zu ermöglichen. So wird das stark gepfropfte, multifunktionelle Olefincopolymer normalerweise in der Form eines 10 bis 50 Gew.-%igen Konzentrats, zum Beispiel in einer Schmierölfraktion, verwendet. In einer Ausführungsform beträgt die Menge an Konzentrat in einem fertigen Schmieröl etwa 0,05 Gewichtsprozent bis etwa 8 Gewichtsprozent des gesamten Schmieröls.
Die stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymere der vorliegenden Offenbarung werden im Allgemeinen im Gemisch mit einer Schmierölgrundlage, umfassend ein Öl mit Schmiermittelviskosität, einschließlich natürliche Schmieröle, synthetische Schmieröle und Gemische davon, verwendet.
Natürliche Öle schließen Tieröle und Pflanzenöle (z. B. Castor-, Lardöl), Leichtöle auf Erdölbasis und hydroraffinierte, 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 in dieser Offenbarung verwendeten synthetischen Schmieröle schließen eines einer Vielzahl von allgemein verwendeten synthetischen Kohlenwasserstoffölen ein, welche Polyalpha-olefine, alkylierte Aromaten, Alkylenoxidpolymere, Copolymere, Terpolymer, Interpolymere und Derivate davon, wobei hier die terminalen Hydroxylgruppen durch Veresterung, Veretherung usw. modifiziert wurden, Ester von Dicarbonsäuren und auf Silizium basierende Öle einschließen, wobei aber nicht darauf eingeschränkt ist.
Die stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymerprodukte der vorliegenden Offenbarung finden ihre primäre Verwendung in Schmierölzusammensetzungen, welche eine Ölgrundlage verwenden, in welcher die Additive in einer Menge gelöst oder dispergiert werden, welche zur Bereitstellung der gewünschten Funktionalität ausreichend ist. Solche Ölgrundlagen können natürlich, synthetisch oder Gemische davon sein. Ölgrundlagen, welche zur Verwendung bei der Herstellung der Schmierölzusammensetzungen zur Verwendung in Dieselmotoren, welche mit Biodieselkraftstoffen arbeiten, geeignet sind, schließen jene ein, welche herkömmlicherweise als Kurbelgehäuseschmieröle für funkengezündete und kompressionsgezündete interne Verbrennungsmotoren, wie Auto- und Lastwagenmotoren, Schiffs- und Eisenbahndieselmotoren und dergleichen, verwendet werden. Die internen Verbrennungsmotoren, welche vorteilhafterweise mit Kurbelgehäuseschmierölen geschmiert werden, die das hier dargelegte stark gepfropfte Olefincopolymeradditiv enthalten, schließen mit Dieselkraftstoff betriebene Motoren, insbesondere Dieselmotoren, welche mit Biodieselkomponenten arbeiten, ein. Die Dieselmotoren, welche besonders betroffen sein können, schließen Hochleistungsdieselmotoren, einschließlich jene, welche mit Abgasrückführungs(EGR)-Systemen ausgestattet sind, ein.
Unter anderen Vorteilen wurde beobachtet, dass diese Additive in Leistungstests, wie in den Beispielen nachstehend beschrieben, verbesserte Rußdispergier- und/oder Viskositätsstabilisierungsleistung in Dieselmotoren, welche mit Biodieselkraftstoffen arbeiten, im Vergleich mit den selben Motoren unter Verwendung der selben Schmiermittel, welche mit Nicht-Biodieselkraftstoffen arbeiten, bereitstellen. Biodieselkraftstoffe sind typischerweise Fettsäureethyl- oder -methylester, welche von Tierfetten und von essbaren oder nicht-essbaren Pflanzenölen wie Canola-, Sonnenblumen-, Kolza-, Sojabohnen-, Lein- und Palmölen, wobei aber nicht darauf eingeschränkt ist, abgeleitet sind.
Die gekühlten geschmierten EGR-Motoren innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung schließen Hochleistungs- und Niedriglastdieselmotoren, welche mit einer Vielzahl von Biodieselkraftstoffen arbeiten, ein. Die Motoren können EGR-Motoren, welche durch die Zirkulation oder den Wärmetausch von Wasser, Wasser/Kohlenwasserstoff-Mischungen oder -Gemischen, Wasser/Glykol-Gemischen und/oder Luft oder Gas gekühlt werden, einschließen.
Die Schmierölzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung wurde in einem Dieselmotor, der mit einem Diesel PC-10-Kraftstoff mit sehr wenig Schwefel ohne Biodieselkomponenten arbeitet, und einem Motor, der mit einem ähnlichen Dieselkraftstoff, welcher 20 Gew.-% Biodieselkomponenten enthält, arbeitet, getestet. Die Motortests waren ausgedehnte T-11-Motortests. Wie in 1 gezeigt, stellt Kurve A eine Viskosität-Ruß-Kurve für ein Schmiermittel, welches in dem Motor verwendet wurde, der mit Biodieselkraftstoff arbeitet, dar. Kurve B stellt die Ergebnisse für den Motor, der mit einem Kraftstoff ohne Biodieselkomponenten arbeitet, dar. Wie in 1 gezeigt, stellt die Schmiermittelzusammensetzung der Offenbarung eine synergistische Erniedrigung des Viskositätsanstiegs bei einer höheren Russbeladung bereit, wenn der Motor mit einem Biodieselkraftstoff betrieben wird, im Vergleich zu dem Motor, der mit einem Kraftstoff ohne Biodieselkomponenten betrieben wird. Das Ergebnis war angesichts der erhöhten Neigung von Biodieselkraftstoffen, zur Russbeladung der Schmiermittel beizutragen, vollkommen unerwartet.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein Verfahren zum Verlängern von Schmiermittelwechselintervallen in einem Fahrzeug. Das Verfahren schließt das Geben der vorstehend beschriebenen Schmierölzusammensetzung in das und das Arbeiten in dem Kurbelgehäuse des Fahrzeugs ein.
Die Offenbarungen aller Patente, Artikel und anderen Materialien, welche hier beschrieben werden, werden hiermit durch Bezugnahme in ihrer Vollständigkeit in diese Beschreibung aufgenommen. Zusammensetzungen, welche als eine Vielzahl von definierten Komponenten „umfassend" beschrieben werden, sollen so ausgelegt werden, dass sie Zusammensetzungen einschließen, welche durch Mischen der definierten Vielzahl von definierten Komponenten gebildet werden. Die Prinzipien, bevorzugten Ausführungsformen und Arbeitsweisen der vorliegenden Offenbarung wurden in der vorstehenden Beschreibung beschrieben. Was die Anmelder vorlegen, soll jedoch nicht als einschränkend auf die besonderen offenbarten Ausführungsformen ausgelegt werden, da die offenbarten Ausführungsformen vielmehr als veranschaulichend denn als einschränkend betrachtet werden. Veränderungen können durch den Fachmann durchgeführt werden, ohne vom Geist der offenbarten Ausführungsformen abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims

Dieselmotor, arbeitend mit einem Kraftstoff, enthaltend etwa 5 bis etwa 100 Gew.-% Biodieselkomponenten, und geschmiert mit einer Schmierölzusammensetzung, umfassend eine Hauptmenge eines Öls mit Schmiermittelviskosität und eine Nebenbestandteilmenge von mindestens einem stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymer, hergestellt durch Umsetzen eines Acylierungsmittels mit einem Olefincopolymer mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von höher als etwa 1.000 in der Gegenwart eines Radikalinitiators, wobei ein acyliertes Olefincopolymer mit einem Pfropfungsgrad (DOG) des Acylierungsmittels an dem Olefincopolymer von mindestens 0,5 Gew.-% bereitgestellt wird, und Umsetzen des acylierten Olefincopolymers mit einem Amin, wobei das stark gepfropfte, multifunktionelle Olefincopolymer bereitgestellt wird, wobei das stark gepfropfte, multifunktionelle Olefincopolymer zur Verringerung eines Viskositätsanstiegs in der Schmierölzusammensetzung für den Motor auf weniger als einen oder gleich zu einem Viskositätsanstieg in einer Schmierölzusammensetzung für einen Motor, welcher mit einem Kraftstoff ohne die Biodieselkomponenten arbeitet, wirksam ist.
Dieselmotor nach Anspruch 1, wobei das Öl mit Schmiermittelviskosität einen Gehalt an gesättigten Stoffen von mindestens 75 Gew.-% aufweist und das Olefincopolymer ein Copolymer von Ethylen und einem oder mehr C₃-C₂₃-alpha-Olefinen umfasst.
Dieselmotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schmierölzusammensetzung ferner eine Dispersantmittel/Inhitibor-Packung umfasst.
Dieselmotor nach Anspruch 3, wobei die Dispersantmittel/Inhibitor-Packung ein Dispersantmittel, ein metallhaltiges Detergenz, ein Antiverschleißmittel, ein Antioxidationsmittel und ein Reibungsmodifizierungsmittel umfasst.
Dieselmotor nach Anspruch 4, wobei das Detergenz aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus neutralem und überbasischem Calciumsulfonat, überbasischem Magnesi umsulfonat, Calciumphenolat, Calciumsalicylat, Magnesiumsalicylat, Magnesiumphenolat und Gemischen davon besteht.
Dieselmotor nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Dispersantmittel ein oder mehr Polyalkenylsuccinimid-Dispersantmittel umfasst.
Dieselmotor nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Reibungsmodifizierungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus nicht-metallhaltigen organischen Reibungsmodifizierungsmitteln, organometallischen Reibungsmodifizierungsmitteln und Gemischen davon besteht.
Dieselmotor nach Anspruch 7, wobei das organometallische Reibungsmodifizierungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus öllöslichen Organotitan-, öllöslichen Organomolybdänverbindungen und öllöslichen Organowolframverbindungen besteht.
Dieselmotor nach Anspruch 7 oder 8, wobei das nicht-metallhaltige Reibungsmodifizierungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Glycerolmonooleat und Stickstoff-enthaltenden Reibungsmodifizierungsmitteln besteht.
Dieselmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das acylierte Olefincopolymer einen Pfropfungsgrad (DOG) im Bereich von etwa 1,5 bis etwa 2,5 Gew.-% aufweist.
Dieselmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Dieselmotor mit einem Abgasrückführungssystem ausgerüstet ist.
Verfahren zur Verringerung eines Viskositätsanstiegs in einer Schmierölzusammensetzung für einen Dieselmotor, arbeitend mit einem Kraftstoff, welcher etwa 5 bis etwa 100 Gew.-% Biodiesel enthält, umfassend: das Schmieren des Motors mit einer Schmiermittelzusammensetzung, umfassend eine Hauptmenge eines Öls mit Schmiermittelviskosität und eine Nebenbestandteilmenge von mindestens einem stark gepfropften, multifunktionellen Olefincopolymer, hergestellt durch Umsetzen eines Acylierungsmittels mit einem Olefincopolymer mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von höher als etwa 1.000 in der Gegenwart eines Radikalinitiators, wobei ein acyliertes Olefincopolymer mit einem Pfropfungsgrad (DOG) des Acylierungsmittels an dem Olefincopolymer von mindestens 0,5 Gew.-% bereitgestellt wird, und Umsetzen des acylierten Olefincopolymers mit einem Amin, wobei das stark gepfropfte, multifunktionelle Olefincopolymer bereitgestellt wird, und das Arbeiten des Motors, wobei ein Viskositätsanstieg, wie durch einen T-11-Motortest bestimmt, in der Schmierölzusammensetzung bereitgestellt wird, welcher niedriger ist als ein Viskositätsanstieg in dem Schmieröl für einen Motor, arbeitend mit einem Dieselkraftstoff ohne Biodieselkomponenten.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Dieselmotor einen Dieselmotor mit einem Abgasrückführungssystem umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Schmiermittelzusammensetzung einen Gehalt an gesättigten Stoffen von mindestens 75 Gew.-% aufweist und das Olefincopolymer ein Copolymer von Ethylen und einem oder mehr C₃-C₂₃-alpha-Olefinen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Schmiermittelzusammensetzung ferner eine Dispersantmittel/Inhibitor-Packung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Dispersantmittel/Inhibitor-Packung ein Dispersantmittel, ein metallhaltiges Detergenz, ein Antiverschleißmittel, ein Antioxidationsmittel und ein Reibungsmodifizierungsmittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Detergenz aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus neutralem oder überbasischem Calciumsulfonat, überbasischem Magnesiumsulfonat, Calciumphenolat, Calciumsalicylat, Magnesiumsalicylat, Magnesiumphenolat und Gemischen davon besteht.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei das Dispersantmittel ein oder mehr Polyalkenylsuccinimid-Dispersantmittel umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei das Reibungsmodifizierungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus nicht-metallhaltigen organischen Reibungsmodifizierungsmitteln, organmetallischen Reibungsmodifizierungsmitteln und Gemischen davon besteht.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das organometallische Reibungsmodifizierungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus öllöslichen Organotitan-, öllöslichen Organomolybdänverbindungen und öllöslichen Organowolframverbindungen besteht.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei das nicht-metallhaltige Reibungsmodifizierungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Glycerolmonooleat und Stickstoff-enthaltenden Reibungsmodifizierungsmitteln besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 21, wobei das acylierte Olefincopolymer einen Pfropfungsgrad (DOG) im Bereich von etwa 1,5 bis etwa 2,5 Gew.-% aufweist.