含有路易斯酸反应产物的润滑组合物的制作方法_2

文档序号:9475758阅读:来源:国知局
供所 述润滑组合物。
[0035] 内燃机可W具有在缸僮、气缸柱或活塞环上的钢表面。
[0036]内燃机可W是重负荷柴油内燃机。
[0037] 重负荷柴油内燃机可W具有超过3500kg的"技术可允许的最大负荷质量"。此发 动机可W是压缩点燃式发动机或主动点燃式天然气(NG)或LPG(液化石油气)发动机。内 燃机可W是客车内燃机。客车发动机可W用无铅汽油操作。无铅汽油是本领域公知的,并 且由英国标准BSEN228 :2008定义(题目为"汽车燃料-无铅汽油的要求和检测方法")。 阳03引客车内燃机可W具有不超过2610kg的参比质量。
[0039] 在一个实施方案中,本发明提供单价至四价无机路易斯酸和聚酸(或二醇)的反 应产物在运里所述的润滑组合物中用于在内燃机中提供至少一个W下性能的用途,其中无 机聚酸(或二醇)与路易斯酸之间的摩尔比是1 :1或更大:(i)改进渺渣处理,(ii)减少 铅或铜腐蚀,(iii)提高抗氧化性,和/或(iv)减少形成沉积物。
[0040] 本发明的详细描述
[0041] 本发明提供上述润滑组合物、用于润滑内燃机的方法W及用途。
[0042]润滑组合物中的反应产物组分包含单价至四价无机路易斯酸和聚酸(或二醇), 其中无机聚酸(或二醇)与路易斯酸之间的摩尔比是1 :1或更大(或者1 :1至1 :4,或者 1 :1.05至1 :4,或者1 :2至1 :4,或者1.3至1.4),其可W通过路易斯酸与径基封端的聚酸 (或二醇)反应获得或是通过此反应获得。不受限于任何理论,认为路易斯酸加合物含有路 易斯酸-氧共价键,其中氧来自聚酸(或二醇)。
[0043] 在本发明的另一个实施方案中,反应产物包含单价至四价无机路易斯酸和聚酸 (或二醇),并且是在所述路易斯酸和聚亚烷基氧(或二醇)的至少一个氧原子之间具有 至少一个共价键或配价键的化合物。共价键通常是其中此键的两个原子都向键合贡献至少 一个电子,且键合的电子是"共享"的。配价键(或配位键)的特征在于一种物质(路易斯 碱)W不等同的方式与路易斯酸共享其键合的电子对,通常是阳离子金属。
[0044] 本发明的反应产物可W通过无机路易斯酸与聚酸(或二醇)在20-300°C的溫度下 反应,或 50-250°C,或者 100-200°C。
[0045] 此反应可W在不存在或存在溶剂的情况下进行。溶剂可W是芳族或非芳族的。
[0046] 芳族(控)溶剂的例子包括化ellsolvAB? (从化ellQiemicalCompany 商购);W及甲苯提取物,Aromatic200,Aromatic150,Aromatic100,Solvesso 200,Solvesso150,Solvesso100,HAN857⑥(都从ExxonQiemicalCompany商购),或 它们的混合物。其它芳控溶剂包括二甲苯、甲苯或其混合物。
[0047] 此反应可W在空气或惰性气氛中(例如在氮气或氣气下)进行。 W48] 路易斯酸
[0049] 无机路易斯酸可W是二价至四价的。例如,无机路易斯酸是=价至五价(或四价) 的。在一个实施方案中,无机路易斯酸是=价的。在一个实施方案中,无机路易斯酸是四价 的。无机路易斯酸可化含有S价或四价的D-嵌段值-block)过渡金属。D-嵌段过渡金属 可W是元素周期表的4、5或6族元素,例如铁、铭、铁、铜或锋。在一个实施方案中,D-嵌段 过渡金属可W是铁或锋,通常是铁。
[0050] 无机路易斯酸可W含有S价或四价的P-嵌段(p-block)III族或P-嵌段IV族元 素。P-嵌段III族或P-嵌段IV族元素可W包括棚、侣或娃,通常是棚。 阳〇5U 无机路易斯酸的例子包括棚酸,8。3,8化,1'1(:14,1'1(0巧4,低分子量棚酸醋6(0时3 或烷氧基铁Ti(OR) 4,或化Cl2。低分子量棚酸醋B(0R)3或烷氧基铁Ti(OR) 4可W具有含有 1-10个或1-5个控基的R基团(例如甲基、乙基、丙基、异丙基、下基、仲下基或叔下基)。在 不同的实施方案中,无机路易斯酸包括棚酸或Ti(OH) 4。 阳05引 聚酸(或二醇) 阳053] 反应产物在润滑组合物中的存在量可W是0. 01-5重量%或0. 05-2重量%或 0. 1-1 重量 %。
[0054]聚酸(或二醇)可W具有 150-10, 000 或 200-10, 000 或 300-8000 或 500-5000 的 数均分子量。
[0055] 聚酸(或二醇)通常是聚酸(或二醇)。聚酸(或二醇)可W是均聚物或共聚物, 通常是共聚物。
[0056] 聚酸(或二醇)可W在聚酸链的一端被径基封端,和在聚酸链的另一端被酸或醋 封端。
[0057] 聚酸(或二醇)是含有衍生自式I的单元的共聚物:
[0058] W59]式I
W60]其中R3可W是氨做,-ReOH, -ReNHz,-(C= 0)Re, -Re-N做C( = 0)Re,或是具有 1-30个或1-20个或1-15个碳原子的控基,
[0061] Ra可W是H或具有1-10个碳原子的控基,
[0062]Rs可W是直链或支化的具有1-6个碳原子的控基,
[0063] Re可W是具有1-20个碳原子的控基,
[0064] Y可W是-NRyRs, -0H,-ReNHz或-R60H,
[00化]R,和Rs各自独立地可W是H,或具有1-50个碳原子的控基,其中至多S分之一的 碳原子可W被N取代或被额外的式I聚酸官能化,和
[0066] m可W是 2-50 或 3-40 或 5-30 或 10-25 的整数,
[0067] 前提是Rs或Y中的至少一个形成径基(即,至少一个Rs是H,或Y是-OH)。通常, Rs或Y中的仅仅一个形成径基,即聚酸是被单径基封端的。
[0068] 在一个实施方案中,聚酸(或二醇)含有(i) 一部分从环氧乙烧衍生的氧亚烷基 基团;和(ii) 一部分从含3-8个碳原子的环氧烧衍生的氧亚烷基基团。
[0069] 在一个实施方案中,聚酸(或二醇)是环氧乙烧的均聚物。
[0070] 在另一个实施方案中,聚酸(或二醇)含有(i)〇. 1-80重量%的环氧乙烧,W及作 为20-99. 9重量%的聚氧亚烷基二醇存在的含3-8个碳原子的环氧烧。
[0071] 在另一个实施方案中,油溶性的聚酸(或二醇)含有(i)5-60重量%的环氧乙烧, W及作为40-95重量%的聚氧亚烷基二醇存在的含3-8个碳原子的环氧烧。 阳072] 在另一个实施方案中,油溶性的聚酸(或二醇)含有(i)0-40重量%的环氧乙烧, W及作为60-100重量%的聚氧亚烷基二醇存在的含3-8个碳原子的环氧烧。 阳073] 在另一个实施方案中,油溶性的聚酸(或二醇)含有(i)0-20重量%的环氧乙烧, 并且作为80-100重量%的聚氧亚烷基二醇存在的含3-8个碳原子的环氧烧。
[0074] 在另一个实施方案中,油溶性的聚酸(或二醇)是聚丙二醇的均聚物。
[00巧]在另一个实施方案中,油溶性的聚酸(或二醇)是Ci-Cs(通常是下醇)单封端的 聚酸(或二醇),其选自W下组合物:
[0076] a)〇-40重量%的环氧乙烧(或乙二醇);和60-100重量%的环氧丙烷(丙二 醇);
[0077] m)0-20重量%的环氧乙烧(或乙二醇);和80-100重量%的环氧丙烷(丙二 醇); 阳〇7引 (iii) 0-10重量%的环氧乙烧(或乙二醇);和90-100重量%的环氧丙烷(丙二 醇);
[0079] (iv) 100重量%的环氧丙烷(丙二醇);和
[0080] (V)含有30-69重量%环氧丙烷(丙二醇)、1-40重量%环氧乙烧(乙二醇)和 30-69重量%环氧丙烷(丙二醇)的嵌段A-B-A型共聚物。
[0081] 径基封端的聚亚烷基二醇可W包括径基封端的乙二醇、丙二醇、下二醇的均聚物 或共聚物,或它们的混合物。
[0082] 径基封端的聚亚烷基二醇的例子包括二径基封端的聚亚烷基二醇W及单径基封 端的烷氧基化醇。二径基封端的聚亚烷基二醇和单径基封端的烷氧基化醇是本领域中公 知的,并且可W从公司例如BASF、Dow、化ntsman和Sasol商购。例如,Dow公司W商品名 UC0N?0SP销售产品,是配制的流体和润滑剂和基料(参见手册"UC0N?0SPBaseFluids,油 溶性聚亚烷基二醇润滑剂技术",编号816-00039-0211XAMS, 2011年2月公布)。Dow也 W商品名UC0N?LBFluids销售产品(宣传的LBFluids是基于醇的基料,其特征在于具有 氧亚丙基(m= 0)与一个径基端基。它们是水不溶性的,并且可W按照各种分子量和粘度 获得),W及可W使用SYNALOX?流体和润滑剂。
[0083] 不限于任何理论,认为在一个实施方案中,聚酸化合物的路易斯酸加合物可W由 下式表示: W84] Mx牌)止m
[00化]其中M包含一种或多种路易斯酸;PE是径基封端的聚酸化合物、等同的醇盐或其 混合物;L包含能满足路易斯酸价键、路易斯酸的配位环境或运两者的化合物;X是1-4的 整数;n是1-10的整数;m是0-10的整数。在一个实施方案中,路易斯酸加合物是单核的 (即X是1)。在其它实施方案中,n是1-6,或1-4,或2-4,或4。在一些实施方案中,m是 0-4,或 0-2,或 0 或 2。
[0086] 路易斯酸(M)如上所述。
[0087] 聚酸牌)如上所述。
[0088] 在此式中,化合物L包含可W用于与路易斯配位W完成配位环境或可W用作抗衡 离子W平衡任何离子电荷的那些材料。合适的化合物包括控基醇,控基烷氧基化物,氨氧化 物,面化物(例如氯化物、漠化物、舰化物或氣化物),控基簇酸盐,W及硝酸盐。在一个实施 方案中,L可W是具有1-18个碳原子或2-12个碳原子或4-8个碳原子的控基烷氧基化物。
[0089] L可W衍生自醇,例如甲醇,乙醇,丙醇,下醇,异丙醇,戊醇,己醇,庚醇,2-乙基己 醇,异辛醇,辛醇,癸醇,十二醇,十=醇,十四醇,十五醇,十六醇,十屯醇,十八醇,或它们的 混合物。
[0090] 腐蚀抑制剂
[0091] 在一个实施方案中本发明的润滑组合物还含有腐蚀抑制剂,通常是含硫的腐蚀抑 制剂。当存在时,腐蚀抑制剂的存在量可W是润滑组合物的0. 01-5重量%,或0. 05-2重 量%,或0. 1-1重量%,或0. 2-0. 5重量%。
[0092] 含硫的腐蚀抑制剂可W包括嚷二挫,或硫代碳酸醋,或硫代氨基甲酸醋,或它们的 混合物。
[0093] 嚷二挫的例子包括2, 5-二琉基-1,3, 4-嚷二挫,或其低聚物,控基取代的2, 5-二 琉基-1,3, 4-嚷二挫,控硫基取代的2, 5-二琉基-1,3, 4-嚷二挫,或其低聚物。控基取代 的2, 5-二琉基-1,3, 4-嚷二挫的低聚物通常通过在2, 5-二琉基-1,3, 4-嚷二挫单元之间 形成硫-硫键而形成,从而形成两个或更多个所述嚷二挫单元的低聚物。 W94] 合适的嚷二挫化合物的例子包括W下至少一种:二琉基嚷二挫,2,5 -二琉 基-[1,3, 4]-嚷二挫,3, 5-二琉基-[1,2, 4]-嚷二挫,3, 4-二琉基-[1,2, 5]-嚷二挫或 4, 5-二琉基-[1,2, 3]-嚷二挫。可W使用通常可获得的材料,例如2, 5-二琉基-1,3, 4-嚷 二挫或控基取代的2, 5-二琉基-1,3, 4-嚷二挫或控硫基取代的2, 5-二琉基-1,3, 4-嚷二 挫。 阳0巧]在一个实施方案中,嚷二挫化合物包括W下至少一种:2, 5-二(叔辛基二硫 代)-1,3,4-嚷二挫,2,5-二(叔壬基二硫代)-1,3,4-嚷二挫,或2,
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