润滑油组合物的制作方法_3

文档序号:9411191阅读:来源:国知局
从而构成润滑油组合物。该 制备可通过将添加剂直接加入油中或者通过将它们以其浓缩物的形式加入以分散或溶解 添加剂而实现。可通过本领域技术人员已知的任何方法,在加入其它添加剂以前、同时或以 后将添加剂加入油中。
[0092] 优选,具有润滑粘度的油以基于润滑油组合物的总质量大于55质量%,更优选大 于60质量%,甚至更优选大于65质量%的量存在。优选,具有润滑粘度的油以基于润滑油 组合物的总质量少于98质量%,更优选少于95质量%,甚至更优选少于90质量%的量存 在。
[0093] 当使用浓缩物制备润滑油组合物时,可将它们例如用3-100质量份,例如5-40质 量份具有润滑粘度的油每质量份浓缩物稀释。
[0094] 优选,润滑油组合物为通过测粘描述符SAE20WX、SAE15WX、SAE10WX、SAE5WX 或SAE0WX识别的多级油(multigradeoil),其中X表示20、30、40和50中的任一个;不 同测粘等级的特征可在SAEJ300分类中找到。在本发明各方面的一个实施方案中,不取决 于其它实施方案,润滑油组合物为SAE10WX、SAE5WX或SAE0WX的形式,优选为SAE5WX 或SAE0WX的形式,其中X表示20、30、40和50中的任一个。优选X为20或30。
[0095] 聚合摩擦改进剂(B)
[0096] 油溶性或油分散性聚合摩擦改进剂(B)为仅以下组分的反应产物:
[0097] (i)如本文所定义的官能化聚烯;
[0098] (ii)聚乙二醇或聚丙二醇或者混合聚(亚乙基-异丙基)二醇;和
[0099] (iii)单羧酸。
[0100] 通过措辞"仅",我们意指如本发明各方面定义的油溶性或油分散性聚合摩擦改进 剂(B)为衍生自仅官能化聚烯(B(i))与聚乙二醇或聚丙二醇或者混合聚(亚乙基-异丙 基)二醇的反应的共聚物,且所述共聚物通过与单羧酸反应而终止(即链终止) (即为仅以下组分的反应产物的共聚物:一种或多种如本文所定义的官能化聚烯;选自一 种或多种聚乙二醇、一种或多种聚丙二醇、一种或多种聚(亚乙基-亚丙基)二醇或其组合 的一种或多种聚亚烷基二醇;和一种或多种单羧酸)。
[0101] 如本文以及本发明各方面定义的聚合摩擦改进剂(B)不包括以下组分的反应产 物:(i)如本文所定义的官能化聚烯;(ii)聚亚烷基二醇(例如聚乙二醇或聚丙二醇或者 混合聚(亚乙基-异丙基)二醇);(iii)单羧酸;和(iv)多元醇。换言之,如本发明各方 面所定义的聚合摩擦改进剂(B)不包括衍生自能够与如本文所定义的官能化聚烯反应的 多元醇的骨架结构部分,或者衍生自(B(i))与(B(ii))反应的共聚物反应产物。因此,在如 本发明各方面所定义的聚合摩擦改进剂(B)中,官能化聚烯(B(i))和聚乙二醇或聚丙二醇 或者混合聚(亚乙基-异丙基)二醇借助合适的官能团(例如借助酯基团,其中 官能化聚烯包含二酸或酐官能团)直接相互结合,因此形成基本聚烯-聚乙二醇共聚物或 聚烯-聚丙二醇共聚物或聚烯-聚(亚乙基-亚丙基)二醇共聚物,所述共聚物链通过与 单羧酸反应而终止(例如共聚物中的聚乙二醇或聚丙二醇或者混合聚(亚乙基-异丙基) 二醇结构部分的游离羟基通过与单羧酸反应而形成酯)。
[0102] 合适地,本发明润滑油组合物还不包含为以下组分的反应产物的聚合摩擦改进 剂:(i)如本文所定义的官能化聚烯;(ii)聚亚烷基二醇(例如聚乙二醇或聚丙二醇或者 混合聚(亚乙基-异丙基)二醇);(iii)单羧酸;和(iv)多元醇。
[0103] 官能化聚烯(B(i))
[0104] -种或多种官能化聚烯为包含至少一个二酸或酐官能团的聚烯烃。该一种或多种 官能化聚烯优选衍生自具有2-6个碳原子的烯烃,尤其是单烯烃,例如乙烯、丙烯、丁 -1-烯 和异丁烯(即2-甲基丙烯)的聚合,并将所得聚烯用二酸或酐官能团官能化。优选该一种 或多种官能化聚烯为用二酸或酐官能团官能化的聚(C2_C6烯烃)。甚至更优选,该一种或 多种官能化聚烯衍生自异丁烯的聚合并将所得聚异丁烯用二酸或酐官能团官能化(即官 能化聚烯为官能化聚异丁烯)。
[0105] 该一种或多种官能化聚烯的聚烯烃部分(例如聚(C2_C6烯烃))适当地包含 15-500 (例如35-500、40-500、50-500),优选50-200个碳原子的碳链。合适地,该一种或多 种官能化聚烯的聚烯烃部分具有300-5000,优选500-1500,尤其是800-1200道尔顿的数均 分子量(Mn)。
[0106] 官能化聚烯包含至少一个能够与聚乙二醇或聚丙二醇或者混合聚(亚乙基-异丙 基)二醇的羟基官能团反应的二酸或酐官能团,由此借助酯键形成基本聚烯-聚 乙二醇共聚物或聚烯-聚丙二醇共聚物或聚烯-聚(亚乙基-亚丙基)二醇共聚物。因此, 官能化聚烯可由聚烯(即聚烯烃)与不饱和二酸或酐反应而形成。优选,官能化聚烯包含 酐官能团。合适地,酐官能化聚烯烃衍生自聚烯烃(例如聚(C2_C6烯烃))与酐的反应,尤 其是与形成琥珀酸酐官能团的马来酸酐的反应。因此,官能化聚烯包含酐官能团,尤其是琥 珀酸酐官能团。
[0107] 因此,优选的官能化聚烯为包含酐官能团的聚烯烃,更优选包含酐官能团的聚 (C2_C6烯烃),甚至更优选包含琥珀酸酐官能团的聚(C2_C6烯烃),尤其是一种或多种包含 琥珀酸酐官能团的聚异丁烯(PIB) -即聚异丁烯琥珀酸酐(PIBSA)。合适地,PIBSA的聚异 丁烯具有300-5000,优选500-1500,尤其是800-1200道尔顿的数均分子量(Mn)。PIB为市 售的化合物,并以商品名Glissopal由BASF出售,且该产品可反应得到官能化聚烯(B(i))。
[0108] 合适地,如本文所述包含二酸或酐官能团的官能化聚烯(例如包含二酸或酐官能 团的聚(C2-C6烯烃),甚至更优选包含琥珀酸酐官能团的聚(C2-C6烯烃),尤其是包含琥珀 酸酐官能团的聚异丁烯(PIB) -即聚异丁烯琥珀酸酐(PIBSA))通过合适的不饱和二酸或 酐(例如马来酸酐)与聚烯(例如聚(C2_C6烯烃),优选聚异丁烯(PIB))之间的直接热缩 合反应(即热烯反应)形成。该方法称为热烯反应,通常在大于150°C的温度下进行1-48 小时。通过热烯反应形成的官能化聚烯为化学独特的,且具有与通过氯化方法(即聚烯的 氯化,其后与合适二酸或酐反应)形成的对比官能化聚烯不同的物理和化学性能。
[0109] 聚亚烷基二醇
[0110] 用于形成油溶性或油分散性聚合摩擦改进剂的一种或多种聚亚烷基二醇 选自一种或多种聚乙二醇、一种或多种聚丙二醇、一种或多种混合聚(亚乙基-异丙基)二 醇,或其组合。优选该一种或多种聚亚烷基二醇为一种或多种聚乙二醇(PEG),尤 其是水溶性PEG。
[0111] 聚乙二醇或聚丙二醇或者混合聚(亚乙基-异丙基)二醇包含2个羟基,所述羟 基能够与官能化聚烯的官能团反应,由此形成基本聚烯-聚乙二醇共聚物或聚烯-聚丙二 醇共聚物或聚烯-聚(亚乙基-亚丙基)二醇共聚物。
[0112] 合适地,该一种或多种聚亚烷基二醇(B(ii)),即一种或多种聚乙二醇、一种或多 种聚丙二醇或者一种或多种混合聚(亚乙基-异丙基)二醇,尤其是PEG,具有300-5000 道尔顿,优选400-1000道尔顿,尤其是400-800道尔顿的数均分子量(Mn)。因此,在一个 优选实施方案中,该一种或多种聚亚烷基二醇为?£64。。、?£6_或?£6 1。。。。合适地, PEG4。。、PEG6。。和PEG10。。由CrodaInternational市购。
[0113] 如先前所提到的,官能化聚烯和聚乙二醇或聚丙二醇或者混合聚(亚乙基-异丙 基)二醇反应形成共聚物。因此,官能化聚烯和聚乙二醇或聚丙二醇或者混合聚(亚乙 基-异丙基)二醇可反应形成嵌段共聚物。当存在时,有机摩擦改进剂添加剂中嵌段共聚 物单元的数目范围通常为2-20,优选2-15,更优选2-10个单元。
[0114]单羧酸(B(iii))
[0115] 合适地,官能化聚烯(B(i))和聚乙二醇或聚丙二醇或者混合聚(亚乙基-异丙 基)二醇的共聚物反应产物包含反应性羟基官能团(即与聚乙二醇或聚丙二醇或 者混合聚(亚乙基-异丙基)二醇结构部分结合的羟基),且该共聚物与单羧酸反应,由此 将共聚物反应产物链终止(即单羧酸与与聚乙二醇或聚丙二醇或者混合聚(亚乙基-异丙 基)二醇结构部分结合的羟基官能团反应形成酯,由此将共聚物链终止)。
[0116] 合适地,该一种或多种单羧酸为C2_C36烃基单羧酸,优选C6_C3。烃基单羧酸,更优 选c12-c22烃基单羧酸。甚至更优选该一种或多种单羧酸为饱和或不饱和、支化或线性、无环 (: 2-(:36脂族烃基单羧酸,尤其是饱和或不饱和、支化或线性、无环c6-c3。脂族烃基单羧酸,更 尤其是饱和或不饱和、支化或线性、无环(:12-(: 22脂族烃基单羧酸。甚至更优选该一种或多种 单羧酸为不饱和无环c6-c3。脂族烃基单羧酸,更尤其是不饱和无环c12-c22脂族烃基单羧酸。
[0117] 在优选实施方案中,羧酸选自月桂酸、芥酸、异硬脂酸、棕榈酸、妥尔油脂肪酸、油 酸和亚油酸,尤其是油酸。
[0118] 因此,根据非常优选的实施方案,油溶性或油分散性聚合摩擦改进剂(B)为仅以 下组分的反应产物:
[0119] ⑴如本文所定义的PIBSA;
[0120] (ii)如本文所定义的聚乙二醇;和
[0121] (iii)如本文所定义的单羧酸,尤其是油酸。
[0122] 如同所有聚合物,聚合摩擦改进剂(B)通常包含具有各尺寸的分子的混合物。聚 合摩擦改进剂(B)适当地具有1,000-30, 000道尔顿,优选1,500-25, 000道尔顿,更优选 2, 000-20, 000道尔顿的数均分子量。
[0123] 聚合摩擦改进剂(B)适当地具有小于20,优选小于15,更优选小于10mgK0H/ g(ASTMD974)的酸值。聚合摩擦改进剂(B)适当地具有大于1,优选大于1. 5mgKOH/g的 酸值。在一个优选实施方案中,聚合摩擦改进剂(B)具有1.5-9mgKOH/g范围内的酸值。
[0124] 合适地,聚合摩擦改进剂(B)可通过如国际专利申请no.WO2011/107739所述的 类似合成方法制备。通常,将如本文所定义的官能化聚烯、如本文所定义的聚亚烷基二醇和 单羧酸在l〇〇_250°C下在催化剂(例如钛酸四丁酯)的存在下加热并除去水。
[0125] 在一个优选实施方案中,聚合摩擦改进剂(B)为马来酸化聚异丁烯(PIBSA)、PEG 和油酸的反应产物,其中马来酸化聚异丁烯的聚异丁烯具有约950道尔顿的数均分子量, PIBSA具有98mgKOH/g的近似皂化值,且PEG具有约600道尔顿的数均分子量和190mg KOH/g的羟值。合适的添加剂可通过将166. 5g(0. 135摩尔)PIBSA、135. 3g(0. 226摩尔) PEG6。。和34. 3g(0. 121摩尔)油酸装入装配有氮气清洗、机械搅拌器、isomantle加热器和 顶入式冷凝器的玻璃圆底烧瓶中而制备。反应在〇. 5ml酯化催化剂钛酸四丁酯的存在下在 180-230°C下随着水的脱除而进行至1. 7mg/K0H/g的最终酸值。
[0126] 聚合摩擦改进剂(B)适当地以活性物质为基础,以基于润滑油组合物的总质量至 少0. 1质量%,优选至少0. 2质量%的量存在于本发明润滑油组合物中。本发明聚合摩擦 改进剂适当地以活性物质为基础,以基于润滑油组合物的总质量小于或等于5质量%,优 选小于或等于3质量%,更优选小于或等于1. 5质量%的量
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