ES2328691T3

ES2328691T3 - Preparacion de monomeros funcionales para injertar a polialquilenos de bajo peso molecular y su uso en la preparacion de dispersantes y composiciones de aceite lubricantes que contienen polialquilenos dispersantes.

Info

Publication number: ES2328691T3
Application number: ES04257231T
Authority: ES
Inventors: Irwin L. Goldblatt
Original assignee: Castrol Ltd
Current assignee: Castrol Ltd
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2009-11-17
Anticipated expiration: 2024-11-22
Also published as: CN100567257C; CN1654453A; US8263537B2; SG112056A1; CN101676371A; US7514393B2; HK1072247A1; US20050209113A1; DE602004022624D1; US20090203849A1; EP1533293A2; EP1533293A3; ATE440079T1; US20090176672A1; CN101676371B; BRPI0406447A; PL1533293T3; EP1533293B1

Abstract

Un método para elaborar un dispersante de polialqueno de injerto que es un producto de reacción de injerto de un producto de reacción alifático o aromático, que contiene nitrógeno y oxígeno, etilénicamente insaturado injertado en una estructura de polialqueno, el método comprende las etapas de (1) hacer reaccionar una amina y un agente de acilación que tiene por lo menos un punto de insaturación etilénica para formar un producto de reacción, en donde la amina se selecciona del grupo que consiste de aminas primarias y aminas secundarias, y (2) injertar por lo menos una porción del producto de reacción en una estructura de polialqueno que tiene un número de peso molecular promedio de entre 300 a 10,000 para formar un polialqueno injertado, en donde la relación molar de la porción injertada del producto de reacción a la estructura de polialqueno es por lo menos 0.5:1.

Description

Preparación de monómeros funcionales para injertar a polialquenos de bajo peso molecular y su uso en la preparación de dispersantes y composiciones de aceite lubricantes que contienen polialquenos dispersantes.

Objetos de la invención

La presente invención se relaciona con monómeros funcionales novedosos y polialquenos dispersantes que comprenden tales monómeros.

La presente invención se relaciona adicionalmente con estructuras de polialqueno de bajo PM que se han injertado con mezclas de monómeros mono, bi y multifuncionales, aromáticas o alifáticas, etilénicamente insaturadas que contienen átomos de oxígeno y nitrógeno.

La presente invención se relaciona adicionalmente con métodos para fabricar estos monómeros novedosos y los polialquenos injertados dispersantes que comprenden tales monómeros.

La presente invención se relaciona adicionalmente con composiciones de aceite lubricante que contienen los polialquenos injertados dispersantes en cantidades efectivas para funcionar como dispersantes y potencialmente como mejoradores del índice de viscosidad de bajo PM.

También se contempla que las relaciones molares del monómero mono, bi y multifuncional injertado en relación de polialqueno de bajo PM puede ser 0.2:1, 0.5:1, 1:1, 2:1, 4:1 y tanto como 8:1 del monómero injertado: moles de estructura de polialqueno.

Antecedente de la invención

La EP-A-0000648 se relaciona con un injerto imida establecido de aditivos copoliméricos etileno para lubricantes que se derivan de etileno y copolímeros de olefinas alfa que se injertan con material de ácido dicarboxílico etilénicamente insaturado y después de esto se hacen reaccionar con una poliamina que tiene por lo menos dos grupos amina primarios.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona monómeros novedosos y métodos para elaborar tales monómeros, tales monómeros se pueden utilizar para preparar dispersantes o mejoradores del índice de viscosidad dispersante (DVII). Un aspecto de la invención es la preparación de un producto de reacción que comprende uno o más monómeros aromáticos o alifáticos, etilénicamente insaturados que tienen átomos de nitrógeno y oxígeno. Por ejemplo, el producto de reacción obtenido al hacer reaccionar anhídrido maleico y trietileno tetramina. El producto de reacción es una mezcla que contiene, entre otros componentes, la monomaleimida y el ácido ámico correspondiente de trietileno tetramina así como también la dimaleimida y el ácido di-ámico correspondiente de trietileno tetramina, Los compuestos injertables del producto de reacción luego se injertan en el polialqueno de bajo PM utilizando iniciadores de radicales libres.

El término "producto de reacción" como se utiliza en esta especificación se refiere a uno o más compuestos formados por la reacción de uno, dos o más reactivos. Así, este puede incluir más de un compuesto químico formado a partir de la combinación del agente de acilación y la amina, y en tales casos, el término "producto de reacción" se entenderá que se refiere a todos tales compuestos químicos. El término "monómero" como se utiliza en esta especificación se refiere a los compuestos que contienen oxígeno o nitrógeno, alifáticos o aromáticos, etilénicamente insaturados, injertables del producto de reacción. Los monómeros pueden ser mono-, bi- o multi-funcionales. Los monómeros injertables se pueden, pero no necesariamente, recuperar de la mezcla de producto antes de llevar a cabo la reacción de injerto. El actual método también puede comprender la etapa de recuperar uno o más compuestos injertables del producto de reacción del agente de acilación y la amina.

Otro aspecto de la invención es el producto de reacción de injerto de un polialqueno de bajo PM con un monómero mono, bi o multifuncional, alifático o aromático, etilénicamente insaturado que tiene de 3 a aproximadamente 50 átomos de carbono en adición a los átomos de nitrógeno y oxígeno. El producto de reacción de injerto tiene una proporción molar de la relación de monómero injertado a polialqueno de por lo menos 0.5:1, alternativamente por lo menos aproximadamente 1:1, alternativamente por lo menos aproximadamente 2:1, aproximadamente 4:1, y tanto como aproximadamente 8:1.

Otro aspecto de la invención es un método para elaborar un dispersante o mejorador del índice de viscosidad de bajo PM. De acuerdo con esta invención, se proporcionan un monómero injertable y un polialqueno de bajo PM. En algunas realizaciones el polialqueno de bajo PM tiene sitios insaturados pendientes para injerto. Se proporciona suficiente iniciador para injertar el monómero injertable al polialqueno. En algunas realizaciones, el injerto del monómero en la estructura de polialqueno se lleva a cabo después de hacer reaccionar el polialqueno de bajo PM con cloro. En algunas realizaciones, el injerto de la mezcla de monómero en la estructura de polialqueno se lleva a cabo utilizando la reacción "eno".

Otro aspecto de esta invención es el injerto de un monómero de hidrocarburo, alifático o aromático, etilénicamente insaturado que contiene átomos de nitrógeno y oxígeno en un polialqueno de bajo PM para formar un grupo funcional dispersante. Para cumplir los objetivos de la invención, es preferible hacer reaccionar el polialqueno ya que este contiene por lo menos aproximadamente 0.2 mol de monómero por mol de polialqueno, o alternativamente, 0.5 mol de monómero por mol de polialqueno o, alternativamente, 1 mol de monómero por mol de polialqueno o, alternativamente, 2 moles de monómero por mol de polialqueno o, alternativamente, 4 moles de monómero por mol de polialqueno o, alternativamente, tanto como 8 moles de monómero por mol de polialqueno, aunque la relación de monómero no es crítica para todos los aspectos de la invención. El polialqueno de bajo PM de la presente invención (alternativamente denominado aquí como el polialqueno o el polialqueno de bajo PM) tiene un número de peso molecular promedio desde aproximadamente 300 a aproximadamente 10000, preferiblemente de aproximadamente 500 a aproximadamente 8000, o preferiblemente de aproximadamente 900 a aproximadamente 5000 o más preferiblemente de aproximadamente 900 a aproximadamente 4000. Los polialquenos particularmente útiles tienen un número de peso molecular promedio de aproximadamente 1100 a aproximadamente 3000.

Al llevar a cabo la reacción, el polialqueno se puede hacer reaccionar como un material puro o se disuelve en un disolvente que forma una solución. El monómero injertable y un iniciador se agregan al polialqueno. El monómero injertable y/o el iniciador se pueden agregar gradualmente al polialqueno o ellos se pueden agregar juntos o introducir sucesivamente o introducir como alícuotas de reactivos. La velocidad de adición del monómero injertable puede ser 0.1% a 100% de la carga total del monómero por minuto. La velocidad de adición del iniciador puede ser de aproximadamente 0.1% a aproximadamente 100% de la carga de iniciador por minuto. La temperatura de la reacción se mantiene en un nivel que eleva a una velocidad de inicio de reacción satisfactorio. En una realización, el monómero injertable y el iniciador se agregan cada uno en una velocidad uniforme, relativamente lenta durante la reacción.

El polialqueno injertado resultante puede tener un monómero en la relación de polialqueno de por lo menos 0.5:1, alternativamente por lo menos aproximadamente 0.8:1, alternativamente por lo menos aproximadamente 1:1, alternativamente por lo menos aproximadamente 2:1, aproximadamente 4:1, aproximadamente 8:1, o aún relaciones mayores.

En principio, el producto injertado del polialqueno se puede hacer mediante mezcla por fusión y hacer reaccionar una mezcla que consiste esencialmente de la mezcla de monómero injertable; un polialqueno de bajo PM; y un iniciador. La reacción se lleva a cabo en una temperatura y bajo condiciones efectivas para injertar la mezcla de monómero en el polialqueno. El producto de reacción de injerto bajo tales circunstancias exhibe una relación de monómero a polímero de por lo menos 0.5:1 alternativamente por lo menos aproximadamente 0.8:1, alternativamente por lo menos aproximadamente 1:1, alternativamente por lo menos aproximadamente 2:1, aproximadamente 4:1, y tanto como aproximadamente 8:1, o posiblemente relaciones mayores.

Otro aspecto de la invención es el aceite lubricante que comprende un aceite con base en hidrocarburo y un polialqueno injertado como se describió anteriormente. Las funciones de polialqueno injertadas como un dispersante o como un dispersante con propiedades que mejoran la viscosidad. El dispersante se puede utilizar en una cantidad que es de aproximadamente 0.05% a 20% en peso de los sólidos de una composición de aceite lubricante.

Descripción detallada de la invención

Mientras que la invención se describirá en relación con una o más realizaciones preferidas, se entenderá que la invención no se limita a aquellas realizaciones. La invención incluye todas las alternativas, modificaciones, y equivalentes como se puede incluir dentro del alcance y espíritu de las reivindicaciones que concluyen esta especificación.

Los monómeros bi o multifuncionales novedosos de acuerdo con la presente invención se obtienen al hacer reaccionar agentes acilantes, tal como anhídrido maleico, con aminas que tienen más de una amina primaria o secundaria, tal como trietileno tetramina. Se obtienen monómeros monofuncionales, por ejemplo, al hacer reaccionar anhídrido maleico con aminas que tienen solo una amina primaria o secundaria tal como 4-aminodifenilamina. Para una descripción más completa de las aminas utilizadas para preparar monómeros mono-funcionales ver Solicitud de patente Estadounidense No. 10/444,548.

El polialqueno de injerto novedoso (también denominado aquí como polialqueno dispersante) de acuerdo con la presente invención se hace al hacer reaccionar un polialqueno de bajo PM con un monómero injertable aromático preferiblemente heterocíclico, que contiene preferiblemente nitrógeno y oxígeno, etilécanicamente insaturado, polar, en la presencia de un iniciador. La reacción se puede llevar a cabo con polialqueno puro, polialqueno se disuelve en disolvente, o polialqueno puro en la forma fundida utilizando un reactor de extrusión.

En los siguientes párrafos son ejemplos de reactivos utilizados en la preparación de (a) las mezclas de monómeros injertables mayores y bifuncionales, (b) polialquenos injertables para formar dispersantes, y (c) composiciones de aceite lubricante. También, en los siguientes ejemplos hay descripciones de los polialquenos, agentes acilantes, aminas, iniciadores, y disolventes contemplados para uso aquí para elaborar las mezclas de monómero injertable mayores y bifuncionales y dispersantes de polialquenos.

I. Materiales y Métodos para la preparación de Mezclas de monómero injertable mayor y bifuncionales A. Disolventes para Uso en La preparación de Mezclas de Monómero Injertable mayor y bifuncionales

Los disolventes útiles incluyen disolventes volátiles que son fácilmente removibles del monómero después que se completa la reacción u onas que no son fácilmente volatilizadas y removidas después de la terminación de la reacción. Se puede utilizar cualquier disolvente que puede dispersar o disolver el producto de reacción y puede ser manipulable en tal una forma como para no participar apreciablemente en la reacción u originar reacciones colaterales para un grado de material o interferir con el proceso posterior que utiliza la mezcla de monómero injertable. Varios ejemplos de disolventes de este tipo incluyen hidrocarburos alicíclicos o alifáticos, de cadena recta o cadena ramificada, tal como n-pentano, n-heptano, i-heptano, n-octano, i-octano, nonano, decano, ciclohexano, dihidronaftaleno, decahidronaftaleno, y aromáticos volátiles relativamente tal como tolueno, xileno, y etilbenceno y otros no listados. Los hidrocarburos aromáticos halogenados no reactivos tal como clorobenceno, diclorobenceno, triclorobenceno, diclorotolueno y otros son también útiles como disolventes. También se contemplan cetonas aromáticas o alifáticas, éteres, ésteres, formamidas, carbonatos, agua etc., como disolventes aquí. También se contemplan mezclas de disolventes.

Ejemplos de las cetonas, éteres, ésteres, formamidas, carbonatos, etc. que se contemplan incluyen, pero no se limitan a, acetona, metiletil cetona, dietil cetona, N,N-dimetilformamida, N,N-dietilformamida, N,Ndimetilacetamida, N-metil pyrrolidone, dietil carbonato, propileno carbonato, dietil éter, dimetil éter, isopropil éter, 2-metoxietil éter, dioxano, dimetil sulfóxido, butil acetato, etil acetato, y dimetil malonato.

Los disolventes utilizados aquí también incluyen aceites base o materiales base, como se define en ASTM D 6074-99, "Standard Guide for Characterizing Hidrocarbon Lubricant Base Olis" que pueden ser adecuados para incorporación en un producto de aceite lubricante final. Cualquier aceite base se pueden utilizar el cual puede dispersar o disolver el producto de reacción sin participar materialmente en la reacción u originar reacciones colaterales en un grado inaceptable. Por ejemplo, aceites base hidrocraqueados y disolvente desparafinados, fluidos parafina e isoparafina, aceites base que contienen bajos o moderados niveles de constituyentes aromáticos, y las poli-\alpha-olefinas fluidas se contemplan para uso aquí. El uso de aceites base que tienen constituyentes aromáticos, mientras es menos óptimo en algunos casos, se contempla bajo esta descripción.

B. Agentes Acilantes Para Uso En La Preparación De Mezclas De Monómero Injertable Mayor y Bifuncionales

En esta especificación, los términos insaturación olefínica e insaturación etilénica se utilizan intercambiablemente. El agente de acilación tiene por lo menos un punto de insaturación olefínica (en otras palabras, C=C) en esta estructura. Usualmente, el punto de insaturación olefínica corresponderá a -HC=CH- o -HC=CH_{2}. Agentes acilantes donde el punto de insaturación olefínica es a, b en grupo funcional carboxi son muy útiles. Los ácidos mono, di y policarboxílicos olefínicamente insaturados, los alquil ésteres inferiores de los mismos, los haluros de los mismos, y los anhídridos de los mismos representan agentes acilantes típicos de acuerdo con la presente invención. Preferiblemente, el agente de acilación olefínicamente insaturado es un ácido mono- o dibásico, o un derivado del mismo tal como anhídridos, alquil ésteres inferiores, haluros y mezclas de dos o más de tales derivados. "Alquilo inferior " significa grupos alquilo de uno a siete átomos de carbono.

El agente de acilación puede incluir por lo menos un miembro seleccionado del grupo que consiste de C_{4} a C_{50} monoinsaturado, alternativamente C_{4} a C_{20}, alternativamente C_{4} a C_{10}, ácidos dicarboxílicos monoinsaturados C_{3} a C_{50}, alternativamente C_{3} a C_{20}, alternativamente C_{3} a C_{10}, ácidos monocarboxílicos y anhídridos de los mismos (esto es, anhídridos de aquellos ácidos carboxílicos o de aquellos ácidos monocarboxílicos), y combinaciones de cualquiera de los anteriores (esto es, dos o más de aquellos ácidos y/o anhídridos).

Agentes acilantes adecuados incluyen ácido acrílico, ácido crotónico, ácido metacrílico, ácido maleico, anhídrido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, anhídrido itacónico, ácido citracónico, anhídrido citracónico, ácido mesacónico, ácido glutacónico, ácido cloromaleico, ácido aconítico, ácido metilcrotónico, ácido sórbico, ácido 3-hexenoico, ácido 10-decenoico, ácido 2-penteno-1,3,5-tricarboxílico, ácido cinnámico, y alquilo inferior (por ejemplo, alquilo C_{1} a C_{4}) ésteres ácidos de los anteriores, por ejemplo, metil maleato, etil fumarato, metil fumarato, etc. Se prefieren particularmente los ácidos dicarboxílicos insaturados y sus derivados; especialmente ácido maleico, ácido fumárico y anhídrido maleico.

C. Aminas para Uso en la Preparación de Mezclas de Monómero Injertable Mayor y Bifuncionales

La aminas pueden ser capaces de ser aciladas mediante el agente acilatante apropiado, a saber aminas primarias o secundarias. Las aminas capaces de ser aciladas se describen en Patente estadounidense No. 4,320,019, columna 4, línea 60 a Columna 6, línea 14; Patente estadounidense No. 5,424,367, columna 10, línea 61 a Columna 13, línea 18; Patente estadounidense No. 5,427,702, columna 13, línea 5 a Columna 17, línea 32.

Entre los varios tipos de amina útiles en la práctica de esta invención son poliaminas alquileno, poliaminas aromáticas, y polioxoaminas polialquileno.

Algunos ejemplos de las poliaminas alquileno incluyen metilenoaminas, etilenoaminas, butilenoaminas, propilenoaminas, pentilenoaminas, hexilenoaminas, heptilenoaminas, octilenoaminas, otras polimetilenoaminas, los homólogos cíclicos o mayores de estas aminas tal como las piperazinas, las piperazinas amino-alquil-sustituidas, etc. Las aminas incluyen, por ejemplo, etileno diamina, dietileno triamina, trietileno tetramina, propileno diamina, di(heptametileno)triamina, tripropileno tetramina, tetraetileno pentamina, trimetileno diamina, pentaetileno hexamina, di(trimetileno)triamina, diaminociclohexano, diaminopropano, diaminobutano, triaminociclohexano, así como también otros materiales poliamínicos. Se pueden utilizar otros homólogos mayores obtenidos al condensar dos o más de las alquilenoaminas mencionadas anteriormente.

Ejemplos de polioxoaminas polialquileno adecuadas son aquellas que tienen las fórmulas:

(i)NH_{2}(-alquileno-O-alquileno)_{m}NH_{2};

en donde m tiene un valor de aproximadamente 3 a 70 y preferiblemente 10 a 35; y

(ii)R-(alquileno(-O-alquileno)_{n}NH_{2})_{3-6}

en donde n tiene un valor de aproximadamente 1 a 40 con la condición que la suma de todas las n es de aproximadamente 3 a aproximadamente 70 y preferiblemente de aproximadamente 6 a aproximadamente 35 y R es un radical de hidrocarburo saturado polivalente de hasta diez átomos de carbono. Los grupos alquileno en la fórmula (i) o (ii) pueden ser cadenas rectas o ramificadas que contienen aproximadamente 2 a 7, y preferiblemente aproximadamente 2 a 4 átomos de carbono.

Las polioxoaminas polialquileno, tal como polioxialquileno diaminas y polioxialquileno triaminas, pueden tener pesos moleculares promedio que varían de aproximadamente 200 a aproximadamente 4000 y preferiblemente de aproximadamente 400 a aproximadamente 2000. Las polioxoaminas polialquileno adecuadas incluyen las polioxietileno y polioxipropileno diaminas y las polioxipropileno triaminas que tienen pesos moleculares promedio que varían de aproximadamente 200 a 2000.

Otros tipos de amina útiles en la práctica de esta invención incluyen aminas aromáticas tal como bencilamina y 3-fenil-1-propilamina así como también compuestos aromáticos amino tal como N-arilfenilenodiaminas representado por la fórmula:

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En la que Ar es aromático y R_{1} es hidrógeno, -NH-arilo, -NH-arilalquilo, -NH-alquilarilo, o un radical de cadena recta o ramificada que tiene de 4 a 24 átomos de carbono y el radical puede ser un radical alquilo, alquenilo, alcoxilo, arilalquilo, alquilarilo, hidroxialquilo o aminoalquilo, R_{2} es -NH_{2}, -(NH(CH_{2})_{n}-)_{m}-NH_{2}, CH_{2}-(CH_{2})_{n}-NH_{2}, -aril-NH_{2}, en el que n y m tiene un valor de 1 a 10, y R_{3} es hidrógeno o un radical alquilo, alquenilo, alcoxilo, arilalquilo, o alquilarilo, que puede tener de 4 a 24 átomos de carbono.

Los compuestos N-arilfenilenodiamina adecuados también se representan por la fórmula:

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En los que R_{4}, R_{5} y R_{6} son hidrógeno o un radical de hidrocarburo recto o ramificado que contienen de 1 a 10 átomos de carbono y cuyo radical puede ser un radical alquilo, alquenilo, alcoxilo, alquilarilo, arilalquilo, hidroxialquilo, o aminoalquil, y R_{4}, R_{5} y R_{6} pueden ser los mismos o diferentes.

Las N-arilfenilenodiaminas particularmente preferidas son las N-fenilfenilenodiaminas, por ejemplo, N-fenil-1,4-fenilenodiamina (también denominado aquí como 4-aminodifenilamina), N-fenil-1,3-fenilenodiamina, N-fenil-1,2-fenilenodiamina, N-naftil-fenilenodiamina, N-fenilnaftalenodiamina y N'-aminopropil-N-fenilfenilenodiamina. Más preferiblemente, la amina es 4-aminodifenilamina (también llamada N-fenil-1,4-fenilenodiamina).

Otros tipos de amina útiles incluyen aminocarbazoles tal como aquellas representadas por la fórmula:

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En los que R_{7} y R_{8} representan hidrógeno o un radical alquilo, alquenilo, o alcoxilo que tiene de 1 a 14 átomos de carbono, y R_{7} y R_{8} pueden ser los mismos o diferentes; aminoindoles tal como aquellos representados por la Fórmula:

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En los que R_{9} representa hidrógeno o un radical alquilo que tiene de 1 a 14 átomos de carbono, amino-indazolinonas tal como aquellas representadas por la Fórmula:

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En la que R_{10} es hidrógeno o un radical alquilo que tiene de 1 a 14 átomos de carbono, amino-mercaptotriazol como se representa por la Fórmula:

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aminoperimidinas tal como aquellas representadas por la Fórmula:

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En la que R_{11} representa hidrógeno o un radical alquilo o alcoxilo que tiene de 1 a 14 átomos de carbono.

Otras aminas útiles incluyen: 2-heptil-3-(2-aminopropil)imidazolina, 4-metilimidazolina, 1,3-bis-(2-aminoetil)imidazolina, (2-aminopropil)-piperazina, 1,4-bis-(2-aminoetil)piperazina, N,N-dimetiaminopropil amina, N,N-dioctiletil amina, N-octil-N'-metiletileno diamina, y 2-metil-1-(2-aminobutil)piperazina, y aminotiazoles del grupo que consiste de aminotiazol, aminobenzotiazol, aminobenzotiadiazol y aminoalquiltiazol, y aminopirimidinas, tal como 2,4,6-triaminopirimidina.

También se contemplan que combinaciones de las anteriores aminas que se pueden utilizar para hacer reaccionar con uno o más agentes acilantes.

La elección del compuesto amina dependerá, en parte, de la naturaleza del agente de acilación. En el caso del agente de acilación preferido, anhídrido maleico, aquellos que reaccionarán ventajosamente con la funcionalidad del anhídrido son más preferidos y, por lo tanto, apropiados. Se prefieren aminas primarias debido a la estabilidad de los productos imida formados. Las aminas primarias, estructuralmente descritas como RNH_{2}, que se pueden utilizar en el que el grupo R pueden contener funcionalidad que mejora el desempeño deseable para el producto final. Tales propiedades pueden incluir, entre otras, protección al desgaste, reducción de la fricción y protección contra la oxidación. La incorporación de los elementos en adición al carbono, hidrógeno y nitrógeno, tal como, pero no limitado a, los halógenos o azufre u oxígeno, solos o en combinación, también se contempla.

D. Método para la preparación de Mezclas de monómero injertable mayor y bifuncionales

Se proporciona aquí un método novedoso para elaborar un monómero injertable que contiene nitrógeno y oxígeno, alifático o aromático, etilénicamente insaturado bi-funcional, adecuado para injertar a un polialqueno para formar un dispersante. El método comprende la etapa de formar una mezcla de agente de acilación que comprende un disolvente y un agente de acilación que tiene por lo menos un punto de insaturación olefínica. El agente de acilación se puede disolver o dispersar en el disolvente, y la mezcla de agente de acilación puede ser una solución o dispersión. Los disolventes adecuados incluyen oxigenatos tal como acetona, aceites base, y amidas tal como N,N-dimetil formamida. El método también comprende la etapa de agregar una di-amina o mayor a la mezcla de agente de acilación, que de esta manera forma una mezcla. La di-amina o mayor se puede agregar al agente de acilación todo de una vez o lentamente, por ejemplo, al agregar alícuotas o medir durante un periodo. "Medición" significa agregar, en gotas o continuamente, una cantidad específica durante un cierto tiempo. El método puede comprender la medición simultánea del agente de acilación y la di-amina en el disolvente o premezcla del agente de acilación y la di-amina antes de mezclar los reactivos con el disolvente. El método también comprende la etapa de calentar la mezcla. El agente de acilación y/o la amina se puede calentar antes, durante o después que ellos se combinan. El método forma un producto de reacción del agente de acilación y la amina. El monómero se puede o no recuperar del producto de reacción antes de llevar a cabo la reacción de injerto. Los actuales métodos también pueden comprender la etapa de recuperar uno o más componentes injertables del producto de reacción del agente de acilación y la amina.

El agente de acilación y la amina se pueden proporcionar en las relaciones molares adecuadas, aunque tales relaciones no son críticas para todos los aspectos de la invención. Las relaciones molares adecuadas de di-amina para el agente de acilación incluyen, pero no se limitan a, los rangos desde aproximadamente 0.1:1 a aproximadamente 4:1, de aproximadamente 0.2:1 a aproximadamente 4:1, de aproximadamente 0.5:1 a aproximadamente 4:1, y de aproximadamente 1: 1 a aproximadamente 4:1. En donde los agentes acilantes son ácido maleico o anhídrido maleico, las relaciones molares preferidas son en el rango desde aproximadamente 0.5:1 a aproximadamente 3:1.

II. Materiales y Métodos para la Preparación de Polialquenos Dispersantes A. Polialquenos para Uso en la Preparación de Polialquenos Dispersantes

Una amplia variedad de polialquenos (que pueden o no tener instauración pendiente) se contemplan para uso como una estructura para injerto. Ejemplos de polialqueno contemplados para uso incluyen homopolímeros, copolímeros, y terpolímeros olefina, tal como, pero no limitado a, polietileno, polipropileno, etileno-propileno polialquenos, polímeros que contienen dos o más monómeros, poliisobuteno, polimetacrilatos, polialquilestirenos, poliolefinas parcialmente hidrogenadas de butadieno y estireno y copolímeros de isopreno, tal como polímeros de estireno y isopreno. Polímeros EPDM (monómero etileno/propileno/dieno), tal como terpolímeros ENB etileno-propileno, también se contemplan para uso.

Los materiales contemplados para uso aquí también incluyen poliolefinas etileno/propileno/dieno que contienen de aproximadamente 15% a aproximadamente 90% etileno y de aproximadamente 10% a aproximadamente 85% grupos funcionales propileno por número, o alternativamente, de 30% a aproximadamente 75% etileno y de aproximadamente 25% a aproximadamente 70% grupos funcionales propileno por número. Estos materiales se pueden modificar opcionalmente con de 0% a aproximadamente 9% monómeros dieno. Los monómeros dieno útiles incluyen 1, 4-hexadieno, diciclopentadieno, 2, 5-norbornadieno, 5-etilideno-2-norborneno, y 1-alil-4-isopropilideno ciclohexano y combinaciones de dos o más monómeros dieno.

El polialqueno de bajo PM tiene un número de peso molecular promedio desde aproximadamente 300 a aproximadamente 10,000, preferiblemente de aproximadamente 500 a aproximadamente 8,000, o preferiblemente de aproximadamente 900 a aproximadamente 5000 o más preferiblemente de aproximadamente 900 a aproximadamente 4000. Los polialqueno De bajo PM particularmente útiles tienen número de pesos moleculares promedio de aproximadamente 1100 a aproximadamente 3000.

B. Monómeros para Uso en la Preparación de Polialquenos Dispersantes

Los monómeros contemplados para uso en la preparación de los polialquenos dispersantes incluyen monómeros monofuncionales, alifáticos o aromáticos, etilénicamente insaturados descritos en la Solicitud de patente estadounidense No. 10/444,548 discutidos anteriormente así como también un monómero mayor y bifuncional, alifático o aromático, etilénicamente insaturado como se describe en esta descripción.

C. Iniciadores Para Uso en la Preparación de Polialquenos Dispersantes

Ampliamente, cualquier iniciador de radical libre capaz de operar bajo las condiciones de las reacciones como se destaca en la presente especificación se contempla para uso aquí. Se describen iniciadores representativos en la Patente estadounidense No. 4,146,489, columna 4, líneas 45-53. Los iniciadores "peroxi" específicos contemplados aquí incluyen peróxidos alquilo, dialquilo, y arilo, por ejemplo: di-t-butil peróxido (abreviado aquí como "DTBP"), dicumil peróxido, t-butil cumil peróxido, benzoil peróxido, 2,5-dimetil-2,5-di(t-butilperoxi)hexano, y 2,5-dimetil-2,5-di(t-butilperoxi)hexina-3. También se contemplan iniciadores peroxiéster y peroxicetal, por ejemplo: t-butilperoxi benzoato, t-amilperoxi benzoato, t-butilperoxi acetato, t-butilperoxi benzoato, di-t-butil diperoxiftlato, y t-butilperoxi isobutirato. También se contemplan hidroperóxidos, por ejemplo: cumeno hidroperóxido, t-butil hidroperóxido, e hidrogen peróxido. También se contemplan iniciadores azo, por ejemplo: 2-t-butilazo-2-cianopropano, 2-t-butilazo-1-cianociclohexano, 2,2'-azobis(2,4-dimetilpentano nitrilo), 2,2'-azobis(2-metilpropano nitrilo), 1,1'-azobis(ciclohexanocarbonitrilo), y azoisobutironitrilo (AIBN). También se contemplan otros materiales similares tal como, pero no limitado a, diacil peróxidos, cetona peróxidos y peroxidicarbonatos. También se contempla que se pueden emplear combinaciones de más de un iniciador, incluyendo combinaciones de diferentes tipos de iniciadores.

Cada tal iniciador comúnmente tiene una temperatura de inicio de la reacción mínima característica, por encima del cual se iniciará fácilmente una reacción y por debajo de la cual la reacción procederá más lentamente o no procederá. Por consiguiente, la temperatura se reacción mínima se dicta comúnmente por el iniciador seleccionado.

D. Métodos para la Preparación de Polialqueno Dispersante

La reacción de injerto se puede llevar a cabo utilizando uno de los varios métodos de reacción, a saber, (1) iniciador de reacción radical para promover el injerto radical, (2) procedimiento de clorinación o (3) llevar a cabo la reacción "eno". La reacción de injerto se puede llevar a cabo en la solución y una discusión más detallada de este método se puede encontrar en la Solicitud de patente estadounidense No. 10/444,548.

Cuando se lleva a cabo la reacción iniciada radical, el iniciador y la mezcla de monómero se pueden utilizar puras. Alternativamente, ellas se pueden introducir en un polialqueno como una mezcla con disolventes apropiados en una concentración de sólidos que varían de aproximadamente 15% a aproximadamente 75%, por ejemplo, aproximadamente 40%. El fluido puro polialqueno se introduce en un reactor caliente, bien agitado adecuado que se puede ser purgar o blanquear con un gas inerte, por ejemplo, nitrógeno, dióxido de carbono, helio, o argón o de otra forma aislar del aire ambiente.

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El polialqueno se calienta a la temperatura de reacción deseada, seleccionada, en parte, ya que esencialmente todo del iniciador se consume durante el tiempo asignado para la reacción. Por ejemplo, si se utiliza DTBP (di-t-butil peróxido) como el iniciador, la temperatura de la reacción debe ser mayor de aproximadamente 160ºC. Ya que los varios iniciadores aceptables tienen diferentes temperaturas de reacción óptimas, la selección de un iniciador particular puede requerir el ajuste de la temperatura de la reacción o, alternativamente, ajuste del tiempo de reacción, con el fin de asegurar que condiciones de reacción son compatibles con la elección del iniciador.

El consumo del iniciador y el tiempo de reacción no son solo determinantes de la temperatura de la reacción seleccionada, la condición de la temperatura también se utiliza para facilitar la mezcla y distribución del reactivo así como también mantener la fluidez del polialqueno. Frecuentemente, se emplearán temperaturas por encima de 160ºC.

1. Relación Molar del Monómero

Las proporciones contempladas del monómero injertable al polialqueno y las condiciones de reacción se seleccionan de tal manera que un porcentaje efectivo (idealmente, más o toda la carga del reactivo) del monómero injertable se injertará en el polialqueno, a diferencia de la forma de los grupos funcionales de injerto diméricos, oligoméricos, o homopolímericos o completamente los homopolímeros independientes. Las relaciones en mol mínimas alternativamente contempladas del monómero injertable al polialqueno de partida son como sigue:

por lo menos aproximadamente 0.1 mol,

alternativamente por lo menos aproximadamente 0.2 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 0.5 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 0.8 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 1 mol,

alternativamente por lo menos aproximadamente 2 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 3 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 4 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 5 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 6 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 7 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 8 moles

del monómero injertable por mol del polialqueno de partida.

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Se puede desear en varias situaciones una relación molar máxima contemplada del monómero injertable al polialqueno de partida. Por ejemplo, puede ser preferible seleccionar una proporción molar máxima contemplada del monómero injertable al polialqueno de partida con el fin de facilitar el control de calidad de fabricación del producto.

El monómero injertable se puede introducir en el reactor todo de una vez, en varias cargas discretas, o en una velocidad constante durante un periodo extendido. La velocidad mínima deseada de la adición de la mezcla de monómero injertable a la mezcla de reacción se selecciona de:

por lo menos aproximadamente 0.1%,

alternativamente por lo menos aproximadamente 0.5%,

alternativamente por lo menos aproximadamente 1.0%,

alternativamente por lo menos aproximadamente 2.0%,

alternativamente por lo menos aproximadamente 5.0%,

alternativamente por lo menos aproximadamente 10%,

alternativamente por lo menos aproximadamente 20%,

alternativamente por lo menos aproximadamente 50%,

alternativamente por lo menos aproximadamente 100%

de la carga necesaria de la mezcla de monómero injertable por minuto. Cuando se agrega durante el tiempo, el monómero se puede agregar en una velocidad esencialmente constante, o en una velocidad que varía con el tiempo. Cualquiera de los valores anteriores puede representar una velocidad promedio de adición o el valor mínimo de una velocidad que varía con el tiempo.

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La velocidad máxima deseada de adición se selecciona de:

En más de aproximadamente 0.5%,

alternativamente en más de aproximadamente 1.0%,

alternativamente en más de aproximadamente 2.0%,

alternativamente en más de aproximadamente 5.0%,

alternativamente en más de aproximadamente 20%,

alternativamente en más de aproximadamente 100%

de la carga necesaria de mezcla de monómero injertable por minuto. Cualquiera de los valores anteriores puede representar una velocidad promedio de adición o el valor máximo de una velocidad que varía con el tiempo.

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El monómero injertable se puede agregar como un líquido puro, en la forma sólida o fundida, o reducir con un disolvente. Mientras que este se puede introducir puro, se puede reducir con un disolvente para evitar concentraciones altas localizadas del monómero cuando este ingresa al reactor. En una realización, el monómero se diluye con un disolvente. El monómero se puede diluir mediante por lo menos aproximadamente 1 vez (50% concentración), alternativamente por lo menos aproximadamente 5 veces alternativamente por lo menos aproximadamente 20 veces, su peso o volumen con un disolvente adecuado o medio de dispersión.

2. Proporción Molar del Iniciador

Las proporciones contempladas del iniciador al monómero injertable y las condiciones de reacción se seleccionan por lo menos muchos, e idealmente, todos los monómeros se injertarán directamente en la poliolefina, que forma los grupos funcionales de injerto diméricos, oligoméricos, u homopoliméricos o completamente los homopolímeros independientes. Las proporciones molares mínimas contempladas del iniciador con la mezcla de monómero injertable son de aproximadamente 0.05:1 a aproximadamente 2:1. No se contempla relación máxima específica del iniciador, aunque mucho del iniciador puede degradar el polialqueno.

Mientras que se puede agregar el iniciador puro, en una realización preferida, este se introduce "reducido" con el disolvente con el fin de evitar regiones localizadas de concentración elevada. El iniciador se puede agregar antes, con o después del monómero injertable. Por ejemplo, el iniciador se puede agregar, en cualquier momento dado, la cantidad de iniciador presente que no reacciona es mucho menor que la carga completa, y preferiblemente una fracción pequeña de la carga total. En una realización, se puede agregar el iniciador después que sustancialmente se haya agregado todo el monómero injertable, existe un exceso del monómero injertable y la poliolefina durante esencialmente la reacción completa. En otra realización, el iniciador se puede agregar con el monómero injertable, en esencialmente la misma velocidad (medida como un porcentaje de la carga total agregada por minuto) o en cualquier velocidad más rápida o más lenta, existe un exceso de poliolefina para iniciador que no reacciona y el monómero que no reacciona. Para esta realización, la velocidad del iniciador que no reaccionar con el monómero que no reacciona permanece sustancialmente constante durante la mayor parte de la reacción.

El iniciador se puede introducir en el reactor en varias cargas discretas (o, alternativamente, muchas), o en una velocidad constante durante periodo extendido. La velocidad mínima deseada de adición del iniciador a la mezcla de reacción varía de por lo menos aproximadamente 0.1% de la carga necesaria de iniciador por minuto a alternativamente por lo menos aproximadamente 100% de la carga necesaria de iniciador por minuto. El iniciador se puede agregar en una velocidad esencialmente constante, o en una velocidad que varía con el tiempo. Las velocidades anteriores pueden representar una velocidad promedio de adición o el valor mínimo de una velocidad que varía con el tiempo.

La velocidad máxima deseada de la adición del iniciador a la mezcla de reacción puede variar de un máximo de en más de aproximadamente 0.1% de la carga necesaria de iniciador por minuto en aproximadamente 100% de la carga necesaria de iniciador por minuto. Las velocidades anteriores pueden representar una velocidad promedio de adición o el valor máximo de una velocidad que varía con el tiempo.

Mientras que el iniciador se puede agregar puro, se reduce preferiblemente con un disolvente para evitar altas concentraciones localizadas del iniciador cuando este ingresa al reactor. En una realización preferida, este se diluye sustancialmente con un fluido de proceso. El iniciador se puede diluir mediante por lo menos aproximadamente 5 veces, alternativamente por lo menos aproximadamente 10 veces, alternativamente por lo menos aproximadamente 20 veces, alternativamente por lo menos aproximadamente 50 veces de su peso o volumen con un disolvente adecuado o medio de dispersión.

3. Procedimiento para la Reacción de Injerto

Después que se han combinado los reactivos, la mezcla de reacción se mezcla preferiblemente con calentamiento durante un adicional de 2 a 120 minutos para completar la reacción. El tiempo requerido para la terminación de la reacción se puede determinar experimentalmente, por ejemplo, al determinar cuando la concentración de nitrógeno o de mezcla de monómero en la solución alcanza un valor de o se acerca a un valor mínimo preestablecido.

Después que la reacción ha tenido esencialmente una terminación, el calor se puede remover y el producto de reacción se le puede permitir enfriar en el reactor con mezcla. Alternativamente, se puede emplear más enfriamiento agresivo, utilizando un intercambiador de calor u otro aparato. Alternativamente, el producto de reacción se puede remover mientras está todavía en o cerca de la temperatura de reacción.

III. Composición y Materiales Para la Preparación de Composiciones de Aceite Lubricante Composición de las Composiciones de Aceite Lubricante

Las composiciones de aceite lubricante de la presente invención preferiblemente comprenden los siguientes ingredientes en las proporciones constantes:

a. de aproximadamente 70% a aproximadamente 99% en peso, alternativamente de aproximadamente 80% a aproximadamente 99% en peso, alternativamente de aproximadamente 88% a aproximadamente 99% en peso, de uno o más aceites base;

b. de aproximadamente 0.0% sólidos a aproximadamente 10% sólidos en peso, alternativamente de aproximadamente 0.05% sólidos a aproximadamente 5% sólidos en peso, alternativamente de aproximadamente 0.15% sólidos a aproximadamente 2% sólidos en peso, alternativamente de aproximadamente 0.15% sólidos a aproximadamente 1.5% sólidos en peso, alternativamente de 0.25% sólidos a aproximadamente 1.5% sólidos en peso, alternativamente de 0.5% sólidos en peso a 1.5% sólidos en peso, de una o más poliolefinas injertadas de mejoradores del índice de viscosidad dispersante;

c. de 0.1% a aproximadamente 20% en peso, alternativamente de aproximadamente 0.2% a aproximadamente 15% en peso, alternativamente de aproximadamente 0.5% a aproximadamente 10% en peso, o alternativamente de aproximadamente 0.5% a aproximadamente 8%, de uno o más dispersantes que se injertan polialquenos made de acuerdo con la presente invención;

d. de 0.0% sólidos a 10% sólidos en peso, alternativamente de aproximadamente 0.0% sólidos a aproximadamente 5% sólidos en peso, alternativamente de aproximadamente 0.05% sólidos a aproximadamente 2% sólidos en peso, alternativamente de aproximadamente 0.1% sólidos a aproximadamente 1% sólidos en peso, de una o más poliolefinas no injertadas utilizadas como mejoradas del índice de viscosidad;

e. de 0.0% a aproximadamente 10% en peso, alternativamente de aproximadamente 0.2% a aproximadamente 8% en peso, o alternativamente de aproximadamente 0.5% a aproximadamente 6%, de uno o más dispersantes que no se hacen de acuerdo con la presente invención;

f. de aproximadamente 0.2% a 6% en peso, alternativamente de aproximadamente 0.3% a 4% en peso, alternativamente de aproximadamente 0.3% a aproximadamente 3% en peso, alternativamente de aproximadamente 0.3% a aproximadamente 2% en peso, de uno o más detergentes;

g. de aproximadamente 0.01% a 5% en peso, alternativamente de aproximadamente 0.04% a aproximadamente 4% en peso, alternativamente de aproximadamente 0.06% a aproximadamente 3% en peso, de uno o más agentes antidesgaste;

h. de aproximadamente 0.01% a 5% en peso, alternativamente de aproximadamente 0.01% a 3% en peso, alternativamente de aproximadamente 0.05% a aproximadamente 2% en peso, alternativamente de aproximadamente 0.1% a aproximadamente 2% en peso, de uno o más anti-oxidantes; y

i. de aproximadamente 0.0% a 4% en peso, alternativamente de aproximadamente 0.0% a 3% en peso, alternativamente de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 2% en peso, alternativamente de aproximadamente 0.005% a aproximadamente 1.5% en peso, de ingredientes menores tal como, pero no limitado a, modificadores de fricción, depresores del punto de vertido, y agentes antiespumantes.

Los porcentajes de d a i se pueden calcular con base en la forma la cual ellos están disponibles comercialmente. La función y propiedades de cada ingrediente identificado anteriormente y varios ejemplos de ingredientes se resumen en las siguientes secciones de esta especificación.

A. Aceites base

Cualquiera de los aceites sintéticos o de petróleo base previamente identificados como disolventes de proceso para los polialquenos injertables de la presente invención se pueden utilizar como aceite base. De hecho, también se pueden utilizar cualquier aceite lubricante convencional, o combinaciones de los mismos.

B. Mejoradores del Índice de Viscosidad Dispersante de la Poliolefina Injertada

Las poliolefinas injertadas se discuten en más detalle en la sección D adelante.

C. Polialquenos dispersantes

El polialqueno dispersante de acuerdo con la presente invención contiene:

por lo menos aproximadamente 0.2 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 0.5 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 0.8 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 1 mol,

alternativamente por lo menos aproximadamente 2 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 3 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 4 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 5 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 6 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 7 moles,

alternativamente por lo menos aproximadamente 8 moles,

de la mezcla de monómero injertado e por mol del polialqueno original.

D. Poliolefinas Injertadas y no Injertadas utilizadas como Modificadores de la Viscosidad

Las poliolefinas que mejoran el índice de viscosidad convencional se pueden utilizar en las formulaciones de acuerdo con la presente invención. Existen poliolefinas de cadena larga convencionalmente. Varios ejemplos de poliolefinas contempladas para uso aquí incluyen poliisobutenos, polimetacrilatos, polialquilestirenos, copolímeros parcialmente hidrogenados de butadieno y estireno, poliolefinas amorfas de etileno y propileno, etileno-propileno dieno polímeros, poliisopreno, y estirenoisopreno. Modificadores de viscosidad dispersantes, como se enseña en la Solicitud de patente estadounidense No. 10/444,548 así como también Patente estadounidense No. 5,523,008 y patentes citadas aquí, también se pueden utilizar de acuerdo con la presente invención.

E. Dispersantes Convencionales

Otros dispersantes también ayudan a productos de oxidación de aceite de motor insolubles suspendidos, previniendo así floculación de sedimento y precipitación o deposición de particulados en partes de metal. Los dispersantes adecuados incluyen succiminidas alquilo de alto peso molecular y los productos de reacción de anhídrido succínico poliisobutileno soluble en aceite con etileno aminas tal como tetraetileno pentamina y sales boratadas de los mismos.

Tales dispersantes convencionales también se contemplan para uso aquí, aunque frecuentemente ellos se pueden utilizar en concentraciones reducidas cuando se utilizan las poliolefinas injertadas de acuerdo con la presente invención. Varios ejemplos de dispersantes incluyen aquellos listados en la Patente estadounidense No. 4,092,255, columna 1, líneas 38-41: succinimidas o ésteres succínicos, alquilatados con una poliolefina de isobuteno o propileno, en el carbono en la posición alfa de succinimida carbonilo. Estos aditivos son útiles para mantener la limpieza del motor u otra máquina.

F. Detergentes

Los detergentes para mantener la limpieza del motor se pueden utilizar en las composiciones actuales de aceite lubricante. Estos materiales incluyen las sales de metal de ácidos sulfónicos, alquil fenoles, alquil fenoles sulfúricos, alquil salicilatos, naftenatos, y otros ácidos mono- y dicarboxílicos solubles. Sales de metal básico (vis, sobrebase), tal como sulfonatos de metal alcalinotérreo básicos (especialmente sales de calcio y magnesio) se utilizan frecuentemente como detergentes. Tales detergentes son particularmente útiles para mantener los materiales particulados insolubles en un motor u otra máquina en suspensión. Otros ejemplos de detergentes contemplados para uso aquí incluyen aquellos mencionados en la Patente Estadounidense No. 4,092,255, columna 1, líneas 35-36: sulfonatos, fenatos, o fosfatos orgánicos de metales polivalentes.

G. Agentes Antidesgaste

Los agentes antidesgaste, como su nombre lo indica, reducen el desgaste de las partes de metal. Compuestos dialquilditiofosfatos de zinc y diarilditiofosfatos de zinc y órgano molibdeno tal como dialquilditiocarbamatos molibdeno son representativos de agentes antidesgaste convencionales.

H. Antioxidantes

Los inhibidores de oxidación, o anti-oxidantes, reducen la tendencia de los aceites lubricantes al deterioro en servicio. Este deterioro se puede evidenciar al incrementar la viscosidad del aceite y mediante los productos de oxidación tal como depósitos similares a barniz y sedimentos en la superficie de metal. Tales inhibidores de oxidación incluyen sales de metal alcalinotérreo de alquilfenoltioésteres que tienen preferiblemente cadenas laterales alquilo C_{5} a C_{12}, por ejemplo, nonilfenol sulfuro de calcio, dioctilfenilamina, fenil-alfanaftilamina, hidrocarburos fosfosulfuricos o sulfúricos, y compuestos órgano molibdeno tal como dialquilditiocarbamatos molibdeno.

I. Depresores del Punto de vertido y Otros Ingredientes Menores

Los depresores del punto de vertido, conocidos de otra forma como mejoradores del flujo de aceite lubricante, reducen la temperatura en la que el fluido fluirá o se pueden verter. Tales aditivos son bien conocidos. Aquellos aditivos típicos que optimizan la fluidez de temperatura baja de un lubricante son copolímeros dialquilfumarato vinil acetato C_{8}-C_{18}, y polimetacrilatos.

Muchos ingredientes menores que no evitan el uso de las actuales composiciones como los aceites lubricantes se contemplan aquí. Una lista no exhaustiva de otros tales aditivos incluye inhibidores de óxido, así como también aditivos de presión extrema, modificadores de fricción, aditivos antiespuma, y tintes.

Ejemplos de trabajo Ejemplo 1 Preparación en laboratorio de Monómeros Bifuncionales para Injerto

En este ejemplo, se prepara un monómero etilénicamente insaturado que contiene nitrógeno y oxígeno, que tiene dos sitios de insaturación. Un reactor de 500 ml equipado con una manta eléctrica caliente, agitador, termómetro y condensador de reflujo en agua fría se carga con aproximadamente 14 ml de N,N-dimetil formamida y aproximadamente 7.0 g de anhídrido maleico. La temperatura del reactor se eleva a aproximadamente 150ºC y se le permite poner en reflujo en la temperatura. Mientras que a la temperatura, aproximadamente 5 g de trietileno tetramina se introducen rápidamente en la solución. La reacción procede durante aproximadamente 3 horas y conduce a la formación de una mezcla de los productos de reacción que comprenden ácidos ámicos y di-maleimida, por ejemplo, la formación de una mezcla de monómero bifuncional. Esta mezcla de reacción, sin purificación o separación posterior de componentes, es adecuada para injerto en un polialqueno.

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Ejemplo 2 Preparación en laboratorio de Polialqueno Injertado de Bajo Peso Molecular

Una caldera para resina equipada con una manta eléctrica caliente, agitador, termómetro y entrada de gas se carga con aproximadamente 100 g de un polialqueno puro. La entrada de gas permite al gas cargar por debajo o por encima de la superficie de la solución. El polialqueno se calienta a 170ºC. Durante el calentamiento el polialqueno se purga con un gas inerte (CO_{2}) cargado por debajo de la superficie de la solución. Cuando el polialqueno alcanza la temperatura apropiada de 170ºC, el gas de purga se redirige para que fluya sobre la superficie del polialqueno. Con la temperatura del polialqueno, se introducen dos soluciones, una que contiene la mezcla de monómero del Ejemplo 1 y la otra que contiene el iniciador di-t-butil peróxido. La mezcla de monómero se prepara al disolver aproximadamente 25 g del monómero del Ejemplo 1 en 25 ml de THF. La solución de iniciador se prepara al disolver aproximadamente 10 g de di-t-butil peróxido en 60 ml de heptano. Cinco alícuotas de la solución de monómero se introducen en una caldera para resina durante un periodo de sesenta minutos. La carga completa de la solución iniciadora se mide en una caldera para resina durante el mismo periodo de sesenta minutos. Después que se agregan todos los reactivos, la mezcla se le permite reaccionar durante cinco (5) horas.

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Ejemplo 3 Preparación en laboratorio de Polialqueno Injertado de Bajo Peso Molecular

Una caldera para resina equipada con una manta eléctrica caliente, agitador, termómetro y entrada de gas se carga con aproximadamente 100 g de un polialqueno puro. La entrada de gas permite al gas cargar por encima o por debajo de la superficie de la solución. El polialqueno se calienta a 170ºC. Durante el calentamiento, el polialqueno se purga con un gas inerte (CO_{2}) cargado por debajo de la superficie de la solución. Cuando el polialqueno alcanza la temperatura apropiada de 170ºC, el gas de purga se redirige para fluir sobre la superficie del polialqueno. Con la temperatura del polialqueno, se introducen dos soluciones, una que contiene una mezcla de monómero monofuncional con base en la reacción entre 4-aminofenilenodiamina y anhídrido maleico y la otra que contiene el iniciador di-t-butil peróxido. La mezcla de monómero se prepara al disolver aproximadamente 22 g del monómero en 25 ml de THF. La solución de iniciador se prepara al disolver aproximadamente 10 g de di-t-butil peróxido en 60 ml de heptano. Cinco alícuotas de la solución de monómero se introducen en una caldera para resina durante un periodo de sesenta minutos. La carga completa de la solución iniciadora se mide en una caldera para resina durante el mismo periodo de sesenta minutos. Después que se agregan todos los reactivos, la mezcla se le permite reaccionar durante cinco (5) horas.

Claims

1. Un método para elaborar un dispersante de polialqueno de injerto que es un producto de reacción de injerto de un producto de reacción alifático o aromático, que contiene nitrógeno y oxígeno, etilénicamente insaturado injertado en una estructura de polialqueno, el método comprende las etapas de (1) hacer reaccionar una amina y un agente de acilación que tiene por lo menos un punto de insaturación etilénica para formar un producto de reacción, en donde la amina se selecciona del grupo que consiste de aminas primarias y aminas secundarias, y (2) injertar por lo menos una porción del producto de reacción en una estructura de polialqueno que tiene un número de peso molecular promedio de entre 300 a 10,000 para formar un polialqueno injertado, en donde la relación molar de la porción injertada del producto de reacción a la estructura de polialqueno es por lo menos 0.5:1.

2. El método de la reivindicación 1, en donde la estructura de polialqueno se selecciona de grupo que consiste de homopolímeros, copolímeros y terpolímeros olefína.

3. El método de la reivindicación 1, en donde la estructura de polialqueno se selecciona de grupo que consiste de polietileno, polipropileno, copolímeros etileno-propileno, y copolímeros etileno/propilenoldieno.

4. El método de la reivindicación 1, en donde la estructura de polialqueno se selecciona de grupo que consiste de poliisobuteno, polimetacrilatos, polialquilestirenos, poliolefinas parcialmente hidrogenadas de butadieno y estireno.

5. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en donde la amina se selecciona de poliaminas alquileno, poliaminas aromáticas, polioxoaminas polialquileno, aminas aromáticas, aminocarbazoles, aminoindoles, amino-indazolinonas, aminomercaptotriazol, aminoperimidinas, 2-heptil-3-(2-aminopropil)imidazolina, 4-metilimidazolina, 1,3-bis-(2-aminoetil)imidazolina, (2-aminopropil)-piperazina, 1,4-bis-(2-aminoetil)piperazina, N,N-dimetiaminopropil amina, N, N-dioctiletil amina, N-octil-N'-metiletileno diamina, y 2-metil-1-(2-aminobutil)piperazina, aminotiazoles del grupo que consiste de aminotiazol, aminobenzotiazol, aminobenzotiadiazol y aminoalquiltiazol; aminopirimidinas, y combinaciones de los mismos.

6. El método de la reivindicación 5 en donde el producto de reacción de la amina y el agente de acilación comprende un compuesto que contiene nitrógeno y oxígeno que tiene por lo menos dos puntos de insaturación etilénica.

7. El método de la reivindicación 6 en donde el agente de acilación se selecciona de grupo que consiste de ácidos dicarboxílicos C_{4} a C_{50} monoinsaturados; ácidos monocarboxílicos C_{3} a C_{50} monoinsaturados; anhídridos de los mismos; y combinaciones de cualquiera de los anteriores.

8. El método de la reivindicación 6 en donde el agente de acilación se selecciona de grupo que consiste de ácido acrílico, ácido crotónico, ácido metacrílico, ácido maleico, anhídrido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, anhídrido itacónico, ácido citracónico, anhídrido citracónico, ácido mesacónico, ácido glutacónico, ácido cloromaleico, ácido aconítico, ácido metilcrotónico, ácido sórbico, ácido 3-hexenoico, ácido 10-decenoico, ácido 2-penteno-1,3,5-tricarboxílico, ácido cinnámico, y ésteres de ácido alquilo C_{1} a C_{4} de los anteriores, y combinaciones de cualquiera de los anteriores.

9. El método de la reivindicación 6 en donde el agente de acilación es ácido maleico.

10. El método de la reivindicación 6 en donde el agente de acilación es anhídrido maleico.

11. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10 en donde el producto de reacción se forma al poner en contacto la amina y el agente de acilación en una relación molar en el rango desde 0.1:1 a 4:1.

12. El método de la reivindicación 11 en donde la amina es trietileno tetramina; y en donde dicha relación molar es 0.1:1 a 4:1.

13. El método de la reivindicación 11 en donde los agentes acilantes son ácido maleico o anhídrido maleico; y en donde dicha relación molar es de 0.5:1 a 3:1.

14. El método de la reivindicación 5 en donde la amina se selecciona de grupo que consiste de alquil poliaminas, polioxoaminas polialquileno y compuestos aromáticos amino.

15. El método como se reivindica en la reivindicación 1 para elaborar un dispersante con base en un polialqueno de bajo PM cuyo método comprende:

(a): proporcionar un agente de acilación que tiene por lo menos un punto de insaturación etilénica;

(b): proporcionar una amina seleccionada del grupo que consiste de aminas primarias y aminas secundarias;

(c): combinar el agente de acilación y la amina;

(d): calentar el agente de acilación y la amina para formar un producto de reacción;

(e): proporcionar un polialqueno injertable que tiene un número de peso molecular promedio desde 300 a 10000 y un iniciador,

(f): agregar dicho producto de reacción a dicho polialqueno que forma una mezcla;

(g): agregar un iniciador a dicha mezcla; y

(h): calentar dicha mezcla a por lo menos la temperatura de inicio de dicho iniciador; que forma por lo tanto un dispersante.

16. El método de la reivindicación 15 en donde el número de peso molecular promedio del polialqueno es de 1100 a 3000.

17. El método de la reivindicación 15 o reivindicación 16 en donde el agente de acilación se selecciona de grupo que consiste de ácido acrílico, ácido crotónico, ácido metacrílico, ácido maleico, anhídrido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, anhídrido itacónico, ácido citracónico, anhídrido citracónico, ácido mesacónico, ácido glutacónico, ácido cloromaleico, ácido aconítico, ácido metilcrotónico, ácido sórbico, ácido 3-hexenoico, ácido 10-decenoico, ácido 2-penteno-1,3,5-tricarboxílico, ácido cinnámico, y ésteres de ácido alquilo C_{1} a C_{4} de los anteriores, y combinaciones de cualquiera de los anteriores.

18. El método de la reivindicación 15 o reivindicación 16 en donde el agente de acilación se selecciona del grupo que consiste de ácido maleico y anhídrido maleico.

19. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18 en donde la amina se selecciona de grupo que consiste de alquil aminas, alquil poliaminas, polioxoaminas polialquileno y compuestos aromáticos amino.

20. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19 en donde el producto de reacción comprende una mezcla injertable.

21. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20 en donde la amina se selecciona de poliaminas alquileno, poliaminas aromáticas, polioxoaminas polialquileno, aminas aromáticas, aminocarbazoles, aminoindoles, amino-indazolinonas, amino-mercaptotriazol, aminopirimidinas, 2-heptil-3-(2-aminopropil)imidazolina, 4-metilimidazolina, 1,3-bis-(2-aminoetil)imidazolina, (2-aminopropil)-piperazina, 1,4-bis-(2-aminoetil)piperazina, N,N-dimetiaminopropil amina, N,N-dioctiletil amina, N-octil-N'-metiletileno diamina, y 2-metil-1-(2-aminobutil)piperazina, aminotiazoles del grupo que consiste de aminotiazol, aminobenzotiazol, aminobenzotiadiazol y aminoalquiltiazol; aminopirimidinas, y combinaciones de los mismos.

22. El método de la reivindicación 21 en donde el producto de reacción tiene por lo menos dos puntos de insaturación etilénica.

23. Una composición de aceite lubricante que comprende:

(1): un aceite base; y

(2): un dispersante con base en un polialqueno de bajo PM producido por el método como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 22; en donde el polialqueno dispersante está presente en una cantidad suficiente para mejorar la dispersión del aceite base.