碱性无灰添加剂的制作方法_2

文档序号:9203858阅读:来源:国知局
030] 基团缩合或者连接在其上以形成桥联物种。
[0031] 在以上分子的氨基酸组分的α、β或γ位上还可存在一个或多个其它取代基或 基团。在一个实施方案中,不存在这类取代基。在另一实施方案中,β位上存在取代基,因 此导致下式表示的一组材料:
[0032]
[0033] 此处R和R4如上文所定义;X为O或S(在一个实施方案中,0)且R 5可以为氢、烃 基或由-C( = 0)-R6表示的基团,其中R6为氢、烷基或-X'-R 7,其中X'为O或S且R7为具 有1-30个碳原子的烃基。即该链的β位上的取代基可包含酯、硫酯、羰基或烃基。当R 5 为-C( = 0)-R6时,结构可由下式表示:
[0034]
[0035] 显然当R6为-X' -R7时,该材料为取代的琥珀酸酯或硫醋。特别地,在一个实施方 案中,该材料可以为甲基具有胺取代的甲基琥珀酸二酯。R 4和R6基团可以为相同或不同的; 在某些实施方案中,它们可如上文关于R4所述,独立地具有1-30或者1-18个碳原子。在 某些实施方案中,该材料可由以下结构表示:
[0036]
[0037] 在某些实施方案中,材料为或者包含2-((烃基)-氨基甲基琥珀酸二烃基酯(其 也可称为2-((烃基)氨基甲基琥珀酸)二烃基酯。
[0038] 胺氮上的烃基取代基R包含具有至少3个碳原子且在烃基链的1或2(即α或 β)位上具有支链的烃基(不要与上文酯基团的α或β位混淆)。支化烃基R可由以下 分式表不:
[0039]
[0040] 其中右侧上的键表示在氮原子上的连接点。在分式中,η为0或者1,R1为氢或烃 基,R2和R3独立地为烃基或者一起形成羧基结构。烃基可以为脂族、脂环族或芳族的,或其 混合物。当η为0时,支链在1或α位上。当 η为1时,支链在2或β位上。如果以上R4 为甲基,则η为0。
[0042] 当然,可存在在1位和2位上的支链。在环状结构上的连接被认为是支链:
[0043]
[0044] 胺氮上的支化烃基取代基R因此可包括这类基团如异丙基、环丙基、仲丁基、异丁 基、叔丁基、1-乙基丙基、1,2-二甲基丙基、新戊基、环己基、4-庚基、2-乙基-1-己基(通 常称为2-乙基己基)、叔辛基(例如1,1-二甲基-1-己基)、4_庚基、2-丙基庚基、金刚烧 基和α -甲基苄基。
[0045] 可视为反应形成本技术的材料的胺为伯胺,使得所得产物为具有如上所述支化R 取代基且氮也连接在分子的其余部分上的仲胺:
[0046]
[0047] 及其如上所述取代变体。最左侧(短)键表示在氮原子上的连接。
[0048] 因此,在某些实施方案中,所公开技术的材料可由以下结构表示:
[0049]
[0050] 其中η为0或1,R1为氢或径基,R2和R 3独立地为径基或者一起形成碳环结构,X 为O或S,R4为具有1-30个碳原子的烃基,且R5为氢、烃基或由-c( = 0)-R6表示的基团, 其中R6为氢、烷基或-X'-R7,其中X'为O或S且R 7为具有1-30个碳原子的烃基。在某些 实施方案中,材料可由以下结构表示:
[0051]
[0052] 其中R2和R3独立地为具有1-6个碳原子的烷基,且R 4和R7独立地为具有1-12个 碳原子的烷基。在其它实施方案中,材料可由以下结构表示:
[0053]
[0054] 其中R2、R3、R4和R 7如上文所定义。
[0055] 本文公开的N-烃基取代γ -氨基酯或γ -氨基硫酯可通过具有如上所述支化烃 基的伯胺与上述类型的烯属不饱和酯或硫酯迈克尔加成而制备。烯属不饱和在酯的β与 γ碳原子之间。因此,反应可一般性地如下进行:
[0056]
[0057] 其中X和R基团如上文所定义。在一个实施方案中,烯属不饱和酯可以为衣康酸 的酯,其中反应可以为:
[0058]
[0059] 在一个实施方案中,胺反应物不是叔烃基(例如叔烷基)伯胺,即η不是零,同时 R1、!?2和R3各自为烃基。由叔烷基伯胺形成的反应产物可显示出热不稳定性。
[0060] 反应可在溶剂如甲醇中进行,并且可使用催化剂如锆(Zr)-基催化剂或者可在不 存在催化剂下进行。(合适的Zr-基催化剂可通过随着加热将ZrOCL 2水溶液与基质如蒙脱 粘土结合,其后干燥而制备。)反应物和催化剂的相对量可在本领域技术人员了解的界限 内变化。酯和胺可以以约1:1摩尔比,或者作为选择以一种反应物或者另一种的轻微摩尔 过量,例如0.9:1-1. 2:1,或者1:1-1. 1:1,或者1.02:1-1.08:1的酯:胺比使用。如果使用 的话,Zr催化剂(不包括载体材料)的量可以为例如0. 5-5g/100g反应物(胺+酯),或者 l_4g,或者2-3g每100g反应物。迈克尔加成反应可在10-33°C,或者作为选择15-30°C或者 18-27 °C或20-25 °C,或者在又一实施方案中,10-80 °C或者15-70 °C或者18-60 °C或20-55 °C 或25-50°C或30-50°C或45-55°C的温度下进行。如果需要的话,在反应期间可使用溶剂, 合适的溶剂可以为醇,例如甲醇,或者在某些实施方案中优选其它质子溶剂。如果存在该溶 剂,则它可以以总反应混合物(包括溶剂)的5-80重量%,例如10-70%或者12-60%或者 15-50 %或者18-40 %或20-30 %或者18-25%,或者约20 %的量存在。该溶剂的存在可导 致提高的反应速率,并且可促进在较低温度下的反应。在一个实施方案中,20%甲醇随着衣 康酸二丁酯和α-甲基苄胺一起存在,且反应在50°C下进行。具体的最佳条件可取决于所 用材料而变化,并且可由技术人员决定。在反应结束时,催化剂可通过过滤除去,并且如果 有的话,溶剂可通过在真空下蒸发而除去。溶剂可在真空下在至多40°C或者至多35°C或者 至多30°C或者至多27°C或者至多25°C的温度下除去。
[0061] 润滑剂中N-烃基取代γ -氨基酯或γ -氨基硫酯的量可以为0. 5-5重量% (或 者0. 8-4或者1-3重量% )。材料也可以以浓缩物的形式单独或者与其它添加剂以及与较 少量的油一起存在。在浓缩物中,该材料的量可以为以上浓度量的2-10倍。在润滑剂中, 量可适于提供给润滑剂至少0. 3、0. 5、0. 7或I. 0ΤΒΝ,在一些实施方案中,至多5或者4或者 3ΤΒΝ。
[0062] 所公开技术的润滑剂可包含理想地提供完全配制润滑剂如发动机油的执行性能 的一种或多种其它组分或添加剂。作为选择,配制剂可不包含这些组分中的一种或多种。
[0063] 可用于润滑剂中的一种材料为清净剂。清净剂通常为另外称为过碱性或超碱性盐 的过碱性材料,其通常为金属含量超过根据金属和清净剂离子的化学计量中和会存在的均 匀牛顿体系。过量金属的量通常根据金属比,即金属的总当量与酸性有机化合物的当量之 比表示。过碱性材料通过酸性材料(例如二氧化碳)与酸性有机化合物、惰性反应介质(例 如矿物油)、化学计量过量的金属碱或季铵碱和促进剂如苯酚或醇反应而制备。酸性有机材 料通常具有足够的碳原子数目以提供油溶性。
[0064] 过碱性清净剂的特征可以是总碱值(TBN),中和所有过碱性材料的碱度所需的强 酸的量,表示为mg KOH/g试样。由于过碱性清净剂通常以包含稀释油的形式提供,就该文 件而言,TBN应相对于无油基重新计算(当涉及清净剂或具体添加剂时)。一些有用的清净 剂可具有 100-800,或者 150-750 或 400-700 的 TBN。
[0065] 用于制备碱金属盐的金属化合物通常为任何1族或2族金属化合物(元素周期表 的CAS版本)。实例包括碱金属如钠、钾、锂、铜、镁、钙、钡、锌和镉。在一个实施方案中,金 属为钠、镁或钙。盐的阴离子部分可以为氢氧根、氧根、碳酸根、硼酸根或硝酸根。
[0066] 在一个实施方案中,润滑剂可包含过碱性磺酸盐清净剂。合适的磺酸包括磺酸和 硫代磺酸,包括单核或多核芳族或脂环族化合物。某些油溶性磺酸盐可由R 2-T(SCV)Jg R3 (SO3O b表示,其中a和b各自为至少I ;T为环状核,例如苯或甲苯;R2为脂族基团,例如烷 基、烯基、烷氧基或烷氧基烷基;(R2)-T通常包含总计至少15个碳原子;且R 3为通常包含至 少15个碳原子的脂族烃基。基团T、R2和R3也可包含其它无机或有机取代基。在一个实施 方案中,磺酸盐清净剂可以为具有至少8的金属比的主要线性烷基苯磺酸盐清净剂,如美 国专利申请2005-065045的第[0026]-[0037]段所述。在一些实施方案中,线性烷基可在 沿着烷基的线性链的任何位置,但通常在线性链的2、3或4位上,在一些情况下主要在2位 上连接在苯环上。
[0067] 另一过碱性材料为过碱性酚盐清净剂。用于制备酚盐清净剂的苯酚可由(R1) a-Ar-(0H)b表示,其中R1为具有4-400或者6-80或者6-30或者8-25或者8-15个碳原子 的脂族烃基;Ar为芳族基团,例如苯、甲苯或萘;a和b各自为至少1,a和b
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