用于降低燃料消耗的传动油制剂的制作方法_3

文档序号:9493151阅读:来源:国知局
系如过苯甲酸叔丁酯或 过-2-乙基己酸叔丁酯和链转移剂如正十二烷基硫醇。
[0084] 在进一步的步骤中,例如在醇解或氨解中,可生成侧链,其也称为臂。在这种情况 下,可能使用上文详述的羟基化氢化聚丁二烯。
[0085] 首先形成的骨架聚合物与大分子醇的反应基本上对应于上文结合大分子单体合 成所详细描述的大分子醇与低分子量化合物的反应。
[0086] 由此,大分子醇可以在催化,例如通过对甲苯磺酸或甲磺酸的催化下,与该骨架聚 合物中现有的马来酸酐或甲基丙烯酸官能度连接。通过低分子量醇和/或胺如正丁醇或N- (3-氨基丙基)吗啉的添加,将该聚合物相似转变反应进行至完全转化,尤其在马来酸酐 骨架的情况下。
[0087] 在骨架中缩水甘油基官能度的情况下,可以进行大分子醇的加成以形成梳形聚合 物。
[0088] 此外,该大分子醇可以通过聚合物相似转变的醇解与含有短链酯官能度的骨架反 应以生成梳形聚合物。
[0089] 除了骨架聚合物与大分子化合物的反应以外,可将适当官能化的聚合物(其已经 通过低分子量单体的转化获得)与另外的低分子量单体反应以形成梳形聚合物。在这种情 况下,首先制备的骨架聚合物具有多个官能度,其充当多重接枝聚合的引发剂。
[0090] 由此,可引发异丁烯的多重阳离子聚合,这导致生成具有聚烯烃侧臂的梳形聚合 物。适于这种类型的接枝共聚合的方法还有上文详述的ATRP和/或RAFT法以便获得具有 限定体系结构的梳形聚合物。
[0091] 本发明的传动油制剂包含基础油作为组分(i)。该基础油具有按照ASTMD445为 至少1. 5mm2/s的在100°C下的运动粘度和按照ASTMD 2007为小于15重量%的芳族化合 物含量。
[0092] 按照ASTMD445,在100°C下的该运动粘度优选为2mm2/s,更优选为3mm2/s。
[0093] 该基础油的芳族化合物含量指的是基于油重量计的具有至少一个芳族结构要素 的化合物以重量%为单位的比例,并按照ASTMD 2007通过凝胶吸收色谱法来测定。优选 地,按照ASTMD 2007的芳族化合物含量小于10重量%,优选小于5重量%。
[0094]在一个优选实施方案中,该基础油另外特征在于不超过2 %、优选不超过0. 5 %、 更优选不超过〇. 1%的低比例的芳族碳原子。
[0095] 在本发明中通过红外光谱法通过G.Brandes的方法来测定芳族碳原子的比例。 该方法由G.Brandes详细描述在"DieStrukturgruppenvon.E.rdSlf.nkt.'iOH&I1 I.Mitteilung:DieStrukturgruppenanalysemitHilfederUltrarotspektroskopie',,B rennstoff-Chemie37(17/18),263(1956)中。据此,根据1610cm1处的吸收谱带来测定芳 族碳原子匕的量,并根据720cm1处的谱带来测定链烷烃碳原子CP的量。为了校准,测量具 有不同的芳族化合物含量和链烷烃含量的多种油,并通过该Brandes法测定(;和CP。由与 100%的差值来计算环烷烃碳原子CN的量,因为没有特征吸收可归属于环烷烃。
[0096] 在此已经令人惊讶地发现,特别是按照本发明使用的共聚物与具有低比例的芳族 碳原子或低芳族化合物含量的基础油的组合导致牵引系数降低。
[0097] 基础油通常定义为具有260至566°C (500至1050F)的沸点的油,由具有18至40 个碳原子的烃组成。按照本发明使用的基础油可以是矿物油、合成油或天然油。同样可以 使用各种基础油的混合物。这些油是公知的。
[0098] 矿物油本身是已知的,并且是市售的。它们通常通过蒸馏和/或精炼以及任选的 附加的纯化和精制过程从石油或原油获得,其中术语"矿物油"尤其包括原油或石油的高沸 点级分。通常,矿物油的沸点在5000Pa下高于200°C,优选高于300°C。通过页岩油的低温 干馏、硬煤的焦化、排除空气情况下褐煤的蒸馏以及硬煤或褐煤的氢化进行的制备同样是 可能的。因此,根据来源,矿物油具有不同的芳族化合物、环状、支链和直链烃类的比例。
[0099] 可以通过矿物油的氢处理来实现矿物油芳族化合物含量的降低。在这种情况下, 芳族化合物级分通过氢化减少,环烷烃级分增加。
[0100] 合成油尤其包括有机酯,例如二酯和聚酯,聚亚烷基二醇,聚醚,合成烃,尤其是聚 烯烃,其中聚α烯烃(ΡΑ0)是优选的,硅油和全氟烷基醚。此外,可以使用源于天然气制油 (GTL)、煤液化(CTL)或生物质液化(BTL)法的合成基础油。它们通常比矿物油略为昂贵, 但是在其性能方面具有优点。
[0101] 天然油是动物油或植物油,例如蹄油或霍霍巴油。
[0102] 用于润滑油制剂的基础油取决于饱和度、硫含量和粘度指数根据美国石油学会 (API)划分为几类(API1509,附件Ε-ΑΡΙBaseOilInterchangeabilityGuidelinesfor PassengerCarMotorOilsandDieselEngine0ils,2011 年9月)。矿物油细分在第I 类(非氢处理的),并取决于饱和度、硫含量和粘度指数,细分在第II类和第III类(均为 氢处理的)。ΡΑ0属于第IV类。所有其它基础油包括在第V类中。
[0103] 特别优选地,按照本发明使用的基础油是根据美国石油学会定义的第III类油, 因为本发明的共聚物与第III类油的组合导致传动油制剂的牵引系数的特别降低。第III 类油具有至少120的按照ASTMD2270的粘度指数,至少90%的按照ASTMD2007的饱和 化合物比例,小于10重量%的按照ASTMD2007的芳族化合物含量和不超过0. 03%的按 照标准ASTMD1552、D2622、D3120、D4294 和D4927 之一的硫含量(API1509,附件E-API BaseOilInterchangeabilityGuidelinesforPassengerCarMotorOilsandDiesel EngineOils,2011年9月)。按照本发明使用的第III类油另外具有上述运动粘度。
[0104] 本发明的传动油制剂优选包含基于该传动油制剂总重量计的60重量%至99. 9重 量%的基础油(组分(i)),优选为基于该传动油制剂总重量计的60重量%至90重量%、更 优选70重量%至80重量%。
[0105] 该传动油制剂中共聚物(组分(ii))的浓度优选为基于该传动油制剂总重量计的 0. 1重量%至40重量%,更优选为基于该传动油制剂总重量计的0. 2重量% -20重量%,最 优选为〇. 5重量% -10重量%。
[0106] 在特定实施方案中,组分⑴和(ii)的比例加和达100重量%。
[0107] 本发明的传动油制剂还可以包含第二聚合物作为组分(iii),所述第二聚合物选 自氢化聚丁二烯、羟基化氢化聚丁二烯或其(甲基)丙烯酸酯,聚(甲基)丙烯酸烷基酯及 其混合物。优选地,该传动油制剂包含基于该传动油制剂总重量计的0重量%至3重量% 的组分(iii),优选基于该传动油制剂总重量计的0. 005重量%至2重量%。
[0108] 该氢化聚丁二烯和羟基化氢化聚丁二烯或其甲基丙烯酸酯优选具有4000至6000 克/摩尔的数均分子量Mn。该羟基化氢化聚丁二烯可以例如是所描述的羟基化氢化聚丁二 烯,尤其是羟乙基-或羟丙基-封端的氢化聚丁二烯或是其(甲基)丙烯酸酯。聚(甲基) 丙烯酸烷基酯可以例如是所描述的(甲基)丙烯酸酯的聚合产物。
[0109] 如果该传动油制剂含有组分(iii)的话,组分(i)、(ii)和(iii)的重量比例可以 加和达100重量%。
[0110] 本发明的传动油制剂还可以含有另外的添加剂作为组分(iv),所述添加剂选自分 散剂、消泡剂、清净剂、抗氧化剂、抗磨添加剂、极压添加剂、摩擦改性剂、防腐蚀添加剂、染 料及其混合物。
[0111] 优选地,添加剂的总浓度为基于该传动油制剂总重量计的最高至20重量%,更优 选〇.〇5重量%至15重量%,更优选5重量%至15重量%。分散剂(包括硼化的)优选以 0重量%至5重量%的浓度使用,清净剂以0. 05重量%至3重量%的浓度使用,防腐蚀添 加剂以0. 05重量%至2重量%的浓度使用,摩擦改性剂以0. 05重量%至5重量%的浓度 使用,抗磨和极压添加剂各自以0. 1重量%至3重量%的浓度使用,抗氧化剂以0. 5重量% 至1. 5重量%的浓度使用,消泡剂以10至2500ppm的浓度使用,染料以0. 01重量%至1重 量%的浓度使用。所述浓度在每种情况下基于该传动油制剂的总重量。
[0112] 按照组成而定,组分和(iv),或者和(iv)的重量比例 可以加和达100重量%。
[0113] 合适的分散剂尤其包括聚(异丁烯)衍生物,例如聚(异丁烯)琥珀酰亚胺 (PIBSI),包括硼化的PIBSI;具有N/0官能度的乙烯-丙烯低聚物。
[0114] 优选的清净剂尤其包括含金属的化合物,例如酚盐;水杨酸盐;硫代膦酸盐,尤其 是硫代焦膦酸盐、硫代膦酸盐和膦酸盐;磺酸盐和碳酸盐。作为金属,这些化合物尤其可以 含有钙、镁和钡。这些化合物可以优选以中性或高碱性形式使用。
[0115] 合适的抗氧化剂包括例如酚类,例如2, 6-二-叔丁基酚(2, 6-DTB)、丁基化羟基甲 苯(BHT)、2, 6-二-叔丁基-4-甲基酚、4, 4' -亚甲基双(2, 6-二-叔丁基酚);芳族胺,尤 其是烷基化的二苯胺、N-苯基-1-萘胺(PNA)、聚合物型的2, 2, 4-三甲基二氢醌(TMQ);含 有硫和磷的化合物,例如金属二硫代磷酸盐,例如二硫代磷酸锌(ZnDTP),"00S三酯"=二 硫代磷酸与来自烯烃、环戊二烯、降冰片二烯、α-蒎烯、聚丁烯、丙烯酸酯、马来酸酯的活化 双键的反应产物(燃烧时无灰);有机硫化合物,例如二烷基硫化物、二芳基硫化物、多硫化 物、改性硫醇、噻吩衍生物、黄原酸盐、硫甘醇、硫醛、含硫羧酸;杂环硫/氮化合物,尤其是 二烷基二巯基噻二唑、2-巯基苯并咪唑;双(二烷基二硫代氨基甲酸)锌和亚甲基双(二 烷基二硫代氨基甲酸酯);有机磷化合物,例如亚磷酸三芳基酯和亚磷酸三烷基酯;有机铜 化合物和高碱性钙-和镁-基酚盐和水杨酸盐。
[0116] 优选的抗磨和极压添加剂尤其包括磷化合物,例如磷酸三烷基酯、磷酸三芳基酯, 例如磷酸三甲苯酯,胺中和的单-和二烷基磷酸酯,乙氧基化单-和二烷基磷酸酯、亚磷酸 酯、膦酸酯、膦;具有硫和磷的化合物,例如金属二硫代磷酸盐,例如C3 12-二烷基二硫代磷 酸锌(ZnDTP)、二烷基二硫代磷酸铵、二烷基二硫代磷酸锑、二烷基二硫代磷酸钼、二烷基二 硫代磷酸铅,"00S三酯"=二硫代磷酸与来自烯烃、环戊二烯、降冰片二烯、α-蒎烯、聚丁 烯、丙烯酸酯、马来酸酯、三苯基硫代磷酸酯(ΤΡΡΤ)的活化双键的反应产物;具有硫和氮的 化合物,例如双(戊基二硫代氨基甲酸)锌或亚甲基双(二正丁基二硫代氨基甲酸酯);具 有元素硫的硫化合物和H2S硫化的烃类(二异丁烯、萜烯);硫化甘油酯和脂肪酸酯;高碱 性磺酸盐;氯化合物或固体,如石墨或二硫化钼。
[0117] 所用摩擦改性剂可以尤其包括机械活性的化合物,例如二硫化钼、石墨(包括氟 化的石墨)、聚(三氟乙烯)、聚酰胺、聚酰亚胺、形成吸附层的化合物,例如长链羧酸、脂肪 酸酯、醚、醇、胺、酰胺、酰亚胺;通过摩擦化学反应形成层的化合物,例如饱和脂肪酸、磷酸 和硫代磷酸酯,黄原酸酯,硫化脂肪酸;形成聚合物样层的化合物,例如乙氧基化二羧酸偏 酯、邻苯二甲酸二烷基酯、甲基丙烯酸酯、不饱和脂肪酸、硫化烯烃或有机金属化合物,例如 钼化合物(二硫代磷酸钼和二硫代氨基甲酸钼MoDTC)及其与ZnDTP的组合,含铜有机化合 物。
[0118] 上面列出的一些化合物可以实现多个功能。例如ZnDTP主要是抗磨添加剂和极压 添加剂,但是也具有抗氧化剂和腐蚀抑制剂的特征(这里:金属钝化剂/减活剂)。
[0119] 上面详细描述的添加剂尤其详细描述在T.Mang,W.Dresel(编者)'Lubri
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