专利名称：用于改进润滑油性能的聚(甲基)丙烯酸烷基酯的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于改进润滑油性能的聚(甲基)丙烯酸烷基酯。本发明另外描述了这些聚(甲基)丙烯酸烷基酯的制备和使用方法。
背景技术：
现代变速器、发动机或液压泵的效率不仅取决于机械零件的特性，还极大取决于所用润滑剂的摩擦性能。为了开发这种润滑剂，了解所用润滑剂组分的与成膜和摩擦相关的作用是特别重要的，在此合适的添加剂的选择可能例如导致将车辆的平均燃料消耗降低几个百分点。就此而言，润滑剂的特别有效的成分可以是指具有特别低粘度和因此低固有摩擦的基础油以及有机摩擦减低剂(摩擦改性剂)。这种趋势的一个实例是SAE类别5W-20、SAE 5W-30或SAE 0W-20的最新一代的所谓低摩擦发动机油，它们类似地也可用于 手动和自动变速器用油。由于与节油润滑剂并行的发展，摩擦改性添加剂的使用变得更重要现代变速器和泵壳的尺寸小得多，它们的冷却较差，且齿轮和轴承都必须承受较高载荷。作为改进摩擦系数的添加剂，最近描述了具有嵌段结构的基于(甲基)丙烯酸酯的共聚物。例如，更特别地，公开文本WO 2004087850 AU WO 2006105926 Al和WO2009019065 A2描述了具有至少一个极性链段和至少一个非极性链段的聚合物，其导致润滑油性能提高。但是，这些聚合物的缺点是制备这些添加剂所必需的相对较高的花费和复杂性。此外，已知的聚合物导致烟灰粒子分散在润滑油中，这些尤其可包含衍生自马来酸的胺衍生物的单体单元。尤其在DE 102007031247 AU WO 2007/070845 A2、US2004/0254080 Al和US 5,942,471中描述了这样的聚合物。公开文本DE 102007031247 Al描述了含有马来酸酐(MSA)的聚(甲基)丙烯酸烷基酯(PAMA)共聚物，其中使MSA基团与胺，尤其与N-苯基-1，4-苯二胺(DPA)反应。在此文献中，更特别地，描述了该聚合物作为用于分散烟灰的分散剂的用途。没有描述这些聚合物的摩擦性能的改进。该聚合物的组成限于含有MSA的纯甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯共聚物。文献WO 2007/070845 A2描述了基于含MSA的PAMA的与胺的反应产物。WO2007/070845 A2中所述的聚合物与分散剂组合用在基础油中，其中所得润滑剂特别导致在规定的试验台发动机试验中的燃料消耗的降低(燃料经济性)。US 2004/0254080 Al描述了含MSA的PAMA共聚物，其中一些与胺反应。没有提到在摩擦系数、分散作用或磨损特性方面改进的效果。US 5，942，471描述了用MSA接枝并随后与胺，尤其是DPA反应的OCP VI改进剂。没有提到另选的化学，如用于引入胺的环氧基团。还描述了该聚合物的抗氧化剂作用、将烟灰引入油中时减少的粘度升高和在含烟灰的油的情况下由于改进的烟灰分散而改进的磨损特性。
上述聚合物已导致润滑剂的可使用的性能分布。但是，持续需要改进这种性能分布。
发明内容
考虑到现有技术，因此本发明的一个目的是提供具有改进的性能分布的添加剂和润滑剂。特别值得改进的是润滑剂的摩擦系数。在此，该添加剂应具有提高的与常规添加齐U，尤其是PIB琥珀酰亚胺的相容性，以致即使在加入这些添加剂时也不会过度损害摩擦系数。此外，该添加剂应导致提高分散作用，特别是烟灰分散。此外，该润滑剂应具有提高的粘度指数而没有因此不可接受地损害其它性能。此外，特别应减少灰斑(灰变、表面疲劳、微点蚀)或疲坑(表面下疲劳、点蚀)的 形成。本发明的另一目的是提供可以以简单且便宜的方式制备的添加剂，其中尤其应使用市售组分。在此，应可以在工业规模下制备，而为此不需要新装置或具有复杂构造的装置。此外，本发明的目标是提供在润滑剂中实现多种合意性能的添加剂。由此可以使不同添加剂的数量最小化。此外，该添加剂应导致改进燃料消耗，而不由此损害润滑剂的环境相容性。通过具有权利要求1的所有特征的用于改进润滑油性能的聚(甲基)丙烯酸烷基酯实现了这些目的以及没有明确提及但可由本文中作为介绍论述的上下文直接推导出或推断出的其它目的。在回引权利要求1的从属权利要求中保护对本发明的聚(甲基)丙烯酸烧基酷的适当改进。本发明因此提供用于改进润滑油性能的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其包含衍生自在醇残基中具有6至22个碳原子的(甲基)丙烯酸酯的重复单元，其特征在于该聚(甲基)丙烯酸烷基酯包含衍生自极性烯键式不饱和单体的胺衍生物的重复单元。因此可以以不可预见的方式成功提供具有改进的性能分布的聚(甲基)丙烯酸烷基酷和润滑剂。例如，包含本发明的聚(甲基)丙烯酸烷基酯的润滑剂表现出改进的摩擦系数。在此，该添加剂具有提高的与常规添加剂，尤其是PIB琥珀酰亚胺的相容性，以致即使在加入这些添加剂时也不会过度损害摩擦系数。此外，该添加剂导致提高分散作用，特别是烟灰分散。此外，该润滑剂具有提高的粘度指数而没有由此以不可接受的方式损害其它性能。相对少量的具有高增稠作用的本发明添加剂足以显著提高粘度指数。此外，可以减少灰斑(灰变、表面疲劳、微点蚀)或疲坑(表面下疲劳、点蚀)的形成。通常区分为变速器的金属表面处，尤其是齿轮系统和滚柱轴承处的两类故障1.由连续表面材料去除造成的磨损或由于两个摩擦对的表面磨损后的突然材料去除造成的咬住(擦伤)。2.通过灰斑(灰变、表面疲劳、微点蚀)或疲坑(表面下疲劳、点蚀)变得可见的疲劳。这种损伤通过归因于裂纹(其在表面下方20-40微米或100-500微米由金属晶格中的剪切应力造成)的材料剥落或崩落形成。所提到的损伤类型对齿轮系统和滚柱轴承而言是公知的，并详细描述在例如出版物"Gears-Wear and Damage to Gear Teeth " , ISODIN 10825 和"Walzlagerschadenn (滚柱轴承损伤)，公开号 WL 82 102/2 DA, FAG (SchaefflerKG)公司，Schweinfurt 2004 中。此外，本发明提供可以以简单且便宜的方式制备的添加剂，在此更特别是可以使用市售组分。在此，可以在工业规模下制备而为此不需要新装置或具有复杂构造的装置。此外，本发明的添加剂可以在润滑剂中实现多种合意性能。由此可以使不同添加剂的数量最小化。此外，该添加剂可导致改进燃料消耗，在此对环境相容性没有任何相关的不利影响。
此外，本发明的聚(甲基)丙烯酸烷基酯表现出优异的增稠作用和高剪切稳定性。此外，相对少量的本发明聚(甲基)丙烯酸烷基酯提高不同润滑油的粘度指数。本发明的聚合物基于(甲基)丙烯酸酯。聚(甲基)丙烯酸烷基酯是可通过(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合获得的聚合物。术语“(甲基)丙烯酸酯”包括甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯和两者的混合物。这些单体是公知的。聚(甲基)丙烯酸烷基酯包含优选至少40重量％，更优选至少60重量％，尤其优选至少80重量，最优选至少90重量％的衍生自(甲基)丙烯酸酯，优选(甲基)丙烯酸烷基酯的重复单元。优选的聚(甲基)丙烯酸烷基酯包含a) O至40重量％，尤其是I至25重量％，更优选2至15重量％的衍生自式⑴的(甲基)丙烯酸酯的重复单元
权利要求
1.用于改进润滑油性能的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其包含衍生自在醇残基中具有6 至22个碳原子的(甲基)丙烯酸酯的重复单元，其特征在于所述聚(甲基)丙烯酸烷基酯包含衍生自极性烯键式不饱和单体的胺衍生物的重复单元。
2.如权利要求1所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于所述聚合物是接枝共聚物，其中接枝底物包含衍生自在醇残基中具有6至22个碳原子的(甲基)丙烯酸酯的重复单元，且分支包含衍生自极性烯键式不饱和单体的胺衍生物的重复单元。
3.如权利要求1或2所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于作为胺衍生物的来源的极性烯键式不饱和单体是马来酸、马来酸酐或马来酸衍生物。
4.如前述权利要求中至少一项所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于作为胺衍生物的来源的极性烯键式不饱和单体是具有环氧基的(甲基)丙烯酸酯。
5.如前述权利要求中至少一项所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于极性烯键式不饱和单体的胺衍生物衍生自伯胺。
6.如前述权利要求中至少一项所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于极性烯键式不饱和单体的胺衍生物衍生自具有至少两个氨基的胺，其中一个氨基是伯氨基，至少一个氨基是仲氨基。
7.如权利要求6所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于极性烯键式不饱和单体的胺衍生物衍生自N-苯基-1，4-苯二胺。
8.如前述权利要求中至少一项所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于所述聚 (甲基)丙烯酸烷基酯具有5至35ml/g的在100°C下的比粘度。
9.如前述权利要求中至少一项所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于所述聚 (甲基)丙稀酸烧基酷包含衍生自苯乙稀单体、杂环单体、乙稀基酿和/或乙稀基酷的重复单元。
10.如权利要求9所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于所述聚(甲基)丙烯酸烧基酷包含O.1至20重量％的衍生自苯乙稀单体、杂环单体、乙稀基酿和/或乙稀基酷的重复单元。
11.如前述权利要求中至少一项所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于所述聚 (甲基)丙烯酸烷基酯包含a)0至40重量％的衍生自式(I)的(甲基)丙烯酸酯的重复单元
12.如前述权利要求中至少一项所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于所述聚 (甲基)丙烯酸烷基酯包含a)0至40重量％的衍生自式(I)的(甲基)丙烯酸酯的重复单元 R⑴'
13.制备如权利要求1至12中至少一项所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯的方法，其特征在于使具有6至22个碳原子的(甲基)丙烯酸酯和极性烯键式不饱和单体同时或相继聚合，然后使所得聚合物与至少一种胺反应。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于首先通过使具有6至22个碳原子的(甲基)丙烯酸酯聚合制备接枝底物，随后在其上接枝极性烯键式不饱和单体。
15.包含至少一种如权利要求1至12中至少一项所述或可通过权利要求13或14的方法获得的聚(甲基)丙烯酸烷基酯的润滑剂组合物。
16.如权利要求15所述的润滑剂组合物，其特征在于所述润滑剂组合物包含O.01至 30重量％的如权利要求1至12中至少一项所述或可通过权利要求13或.14的方法获得的聚(甲基)丙烯酸烷基酯。
17.如权利要求1至12中至少一项所述或可通过权利要求13或14的方法获得的聚 (甲基)丙烯酸烷基酯用于降低摩擦的用途。
全文摘要
本发明涉及用于改进润滑油性能的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其包含衍生自在醇残基中具有6至22个碳原子的(甲基)丙烯酸酯的重复单元和衍生自极性烯键式不饱和单体的胺衍生物的重复单元。本发明还描述了制备和使用本发明的聚(甲基)丙烯酸烷基酯的方法。
文档编号C10M149/02GK103003400SQ201180028732
公开日2013年3月27日 申请日期2011年6月27日 优先权日2010年7月29日
发明者B·艾森贝格, D·詹森, E·祖赫尔特, M·K·施蒂胡尔卡, L·福格特 申请人:赢创油品添加剂有限公司