含有基于异戊二烯的组分的润滑组合物的制作方法
【专利说明】含有基于异戊二稀的组分的润滑组合物
[0001] 本发明总体上设及润滑组合物。具体而言，本发明提供润滑组合物、基础油和基本 油料W及制备和使用所述润滑组合物的方法。
[0002] 润滑组合物通常包含具有润滑粘度的基础油连同一种或多种添加剂W递送性质， 所述性质包括，例如减少的摩擦和磨损、改进的粘度指数、清净性(detergency)和抗氧化与 腐蚀性。润滑基础油可W包括一种或多种润滑油的来源，称之为基本油料(base stock)。
[0003] 用于汽车发动机润滑剂的润滑基本油料通常由石油化学来源得到，例如作为在精 炼原油过程中分离出的较高沸点馈分，或者作为石油化学来源的原料的化学反应产物。润 滑基本油料也可W由费托蜡(Fischer-Tropsch wax)制得。
[0004] 如表 1 中所列，根据API标准 1509,巧NGI肥 OIL LICENSING AND CERTIFICATION SYSTEM"，2012年9月，第17版版本附录E，可W将基本油料分类为I、II、III、IV和V类基本油 料。
[0005] 皇
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[0006] I类、n类和HI类基本油料通常源自矿物油。I类基本油料通常通过已知的方法制 造，所述方法包括溶剂萃取和溶剂脱蜡，或者溶剂萃取和催化脱蜡。II类和III类基本油料 通常通过已知的方法制造，所述方法包括催化氨化和/或催化加氨裂化，W及催化加氨异构 化。IV类基本油料包括，例如氨化的Cl-締控低聚物。适合的制备低聚物的方法包括，例如自 由基法、齐格勒(Zeigler )催化法和阳离子傅克(Friedel-Crafts)催化法。适合的是，聚a-締控基本油料源自例如〔8、如、山、(：14締控和其一种或多种混合物。
[0007] 近年来，针对确认W往由化石来源得到的产品的可持续替代品，已存在增长的关 注度。生物由来的材料(有时也称生物基材料)能在未来的润滑剂制剂中扮演重要的角色， 在满足消费者对"绿色"产品的需求，W及减少对不可再生资源(例如原油）的依赖的方面。 [000引已从植物来源得到润滑基本油料，通常作为脂肪酸的甘油=醋，例如栋桐油、葵花 油和菜巧油。来自植物和动物来源的游离脂肪酸也可W用于制备多种合成醋类基本油料。 [0009] US2007/0281873设及用于流体动力轴承的润滑油组合物，其包含作为基础油的50 至100质量％的包含至少一个酸键并具有11至34个碳原子的酸类化合物，并具有100°C下至 少2.2 mmVs的运动粘度。
[0010]化thrick S A和Wood H S在"Greases for Use over the Temperature Range -65°C to + l〇〇°C''（Selected Government Research Reports (Great Britain Ministry of Supply),Lubricants and Lubrication (1952),11 卷，Report No.2,11-20)中描述了 在二氨香茅酸(dihy化ocitronellyl ether)中使用百分之六的硬脂酸裡W形成润滑脂。在 该报告的第16页陈述道： "在合成液压油的研究工作中，Royal Inst;Uution的化raday Laborato巧中的工作人 员发现二氨香茅酸具有低凝固点W及低粘度。由制造商制造该材料的一品托样品，并且针 对该酸在润滑脂制作上的功效做了一些初步的实验。在所述酸中的百分之六的硬脂酸裡形 成了润滑脂，当将其施用于轴承时，可使轴承容易地在-70°C下转动。储存两个月的情况下 该润滑脂发生了一些分油，但可W预见的是，运可W通过在硬脂酸裡之外复合硬脂酸侣来 解决。当用I.P.方法46/42测试时，该酸的挥发度与D.T.D.44D规格的油近似相同，因此可 W预期由该材料制造的润滑脂不会有由于蒸发产生的问题。"。
[0011 ]二氨香茅基部分包含两个异戊二締基(isoprenyl)单元。
[0012] Benemann, J.R.等在('Chemicals From Salt Loving (Halophilic) Microbes" (Final Report,化tional Science !^undation NSF/CPE-82006，1982年5月）中于其摘要 里陈述道："检验了制造特种化学品的可能性，特别是二植烷基甘油酸(DPGE)(-种可能的 润滑试剂)……"。在其结论中陈述道："在本研究过程中得到的结果不支持可W经济地由嗜 盐菌生产脂质的预设。在所有测试条件下得到的产率都非常低;DPGE的回收率甚至低于文 献中报道的那些……如果可用作特种润滑剂，甘油酸会更容易在化学上合成。"。
[0013] 本领域仍有发现新的可再生的润滑剂基本油料来源的需求。具体而言，本领域仍 有对高性能润滑油组合物的需求，所述润滑油组合物包含(至少部分)可为生物来源的（也 称生物基的)基本油料。
[0014] 本发明至少部分基于确认类异戊二締化合物是适合用作润滑组合物组分的化合 物的来源(例如生物来源），并且特别是用于润滑油组合物及其组分的基本油料的来源。类 异戊二締是由种类繁多的有机体生产的一大类的有机化合物的成员。类异戊二締包括基于 异戊二締的异戊二締基单元。异戊二締具有式：
可W首尾相连地排列异戊二締基单元W形成链，或可W排列形成多种环结构。
[0015] 据此，在第一个方面，本发明提供了包含具有润滑粘度的基础油和一种或多种润 滑剂添加剂的润滑组合物，其中所述基础油包含基本油料或由其组成，所述基本油料包含 至少一种类异戊二締化合物或由其组成，所述类异戊二締化合物包含： (i )一个或两个独立地选自酸和醋部分的含氧部分； (ii) 含有1至5个异戊二締基单元的第一无环类异戊二締部分;W及 (iii) 任选地，含有1至5个异戊二締基单元的第二无环类异戊二締部分，且条件为，在 所述类异戊二締化合物含有单个酸部分的情况下，至少一个类异戊二締部分含有3至5个异 戊二締基单元。
[0016] 本公开的运些和其他的实例具有的优点是，用于本发明的润滑组合物的基本油料 可W(至少部分地）由生物来源的原料(或称生物基原料)合成，其例如通过可扩大规模的合 成方法实现。还已发现基本油料显现出一系列所需的润滑剂特性，例如当配制入润滑组合 物中时，其包括粘度特性和/或氧化稳定性。据此，本发明至少提供了针对本领域中已在前 报道的润滑基本油料的有吸引力的替代物。
[0017] 就本发明而言，除非另有规定，本文使用的W下术语应当被理解为具有下述含义： 本文使用的术语"控基"是指仅由氨和碳原子组成的基团，所述基团含有1至30个碳原 子。控基基团的实例包括含有1至20个碳原子，例如1至12个碳原子，例如1至10个碳原子的 控基基团。控基基团的实例包括无环基团、环状基团和包含无环部分和环状部分两者的基 团。控基基团的实例包括直链基团和支链基团。术语"控基"包括指定的单价基团和多价基 团。单价控基基团的实例包括烷基、締基、烘基、碳环基(例如环烷基、环締基或芳基)和芳烧 基。
[0018] 本文使用的术语"烷基"是指含有1至30个碳原子的单价直链或支链烷基部分。烧 基基团的实例包括含有1至20个碳原子，例如1至12个碳原子，例如1至10个碳原子的烷基基 团。具体实例包括含有1、2、3、4、5或6个碳原子的烷基基团。烷基基团的实例包括甲基、乙 基、正丙基、异丙基、正T基、仲T基、叔T基、戊基、己基，W及诸如此类。
[0019] 本文使用的术语"环烷基"是指含有3至20个碳原子并含有至少一个环的单价饱和 脂族控基部分，其中所述环具有至少3个环碳原子。环烷基基团的实例包括含有3至16个碳 原子，例如3至10个碳原子的环烷基基团。具体实例包括含有3、4、5或6个环碳原子的环烷基 基团。环烷基基团的实例包括单环、多环(例如双环)或桥环体系的基团。环烷基基团的实例 包括环丙基、环下基、环戊基、环己基，W及诸如此类。本文使用的术语"亚环烷基"是指相应 的二价基团。
[0020] 本文使用的术语"締基"是指含有2至30个碳原子并额外含有至少一个碳-碳双键 的单价直链或支链烷基基团，除非指定，所述碳-碳双键为E或Z构型任一种。締基基团的实 例包括含有2至20个碳原子，例如2至12个碳原子，例如2至10个碳原子的締基基团。具体实 例包括含有2、3、4、5或6个碳原子的締基基团。締基基团的实例包括乙締基、2-丙締基、1-下 締基、2-了締基、3-了締基、1-戊締基、2-戊締基、3-戊締基、1-己締基、2-己締基、3-己締基， W及诸如此类。
[0021] 本文使用的术语"芳基"是指包含6至14个环碳原子的芳族碳环体系。芳基基团的 实例包括含有6至10个环碳原子，例如6个环碳原子的芳基基团。芳基基团的实例包括单环 芳族环体系或含有至少一个为芳族的2个或更多个环的多环环体系的基团。芳基基团的实 例包括在环碳原子外还包含1至6个环外碳原子的芳基基团。芳基基团的实例视情况包括单 价或多价的芳基基团。单价芳基基团的实例包括苯基、苯甲基、糞基、巧基、奧基、巧基、蔥 基，W及诸如此类。二价芳基基团的一个实例是1,4-亚苯基。
[0022] 术语"亚烷基"是指含有1至30个碳原子的二价直链或支链的饱和控基基团。亚烧 基基团的实例包括含有1至20个碳原子，例如1至12个碳原子，例如1至10个碳原子的亚烷基 基团。具体实例包括含有1、2、3、4、5或6个碳原子的亚烷基基团。
[0023] 术语"亚締基"是指含有2至30个碳原子的二价直链或支链饱和的并额外含有至少 一个碳-碳双键的控基基团，除非指定，所述碳-碳双键为E或Z构型任一种。亚締基基团的实 例包括含有2至20个碳原子，例如2至12个碳原子，例如2至10个碳原子的亚締基基团。具体 实例包括含有2、3、4、5或6个碳原子的亚締基基团。
[0024] 本文使用的术语"烷氧基"是指-0-烷基，其中烷基是如本文定义的。在一些实例 中，烷氧基基团含有1至30个碳原子，例如1至26个碳原子，或1至20个碳原子，或1至12个碳 原子，例如1至10个碳原子。具体实例包括含有1、2、3、4、5或6个碳原子的烷氧基基团。烧氧 基基团的实例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、下氧基、叔下氧基、戊氧基、己氧基， W及诸如此类。
[0025] 本文使用的术语"酷氧基"是指-OC(O)-烷基或-OC(O)-芳基，其中烷基和芳基是如 本文定义的。酷氧基基团的实例包括含有2至20个碳原子，例如2至12个碳原子，例如2至10 个碳原子的酷氧基基团。具体实例包括含有2、3、4、5、6或7个碳原子的烷氧基基团。酷氧基 基团的实例包括乙酷氧基、丙酷氧基、异丙酷氧基、苯甲酯氧基，W及诸如此类。
[0026] 本文使用的术语"杂环基"是指含有3至14个环原子的饱和(例如杂环烷基)或不饱 和（例如杂芳基）的杂环环部分，其中所述环原子包括至少一个环碳原子和至少一个选自 氮、氧和硫的环杂原子。杂环基基团的实例包括含有3至10个环原子，例如3至6个环原子的 杂环基基团。具体实例包括含有5或6个环原子的杂环基基团，其包括例如饱和的、不饱和的 或芳族的基团。杂环基基团的实例包括在环碳原子W外还包含1至6个环外碳原子的杂环基 基团。杂环基基团的实例视情况包括单价或多价的那些。
[0027] 本文使用的术语"杂芳基"是指含有5至14个环原子的芳族杂环环体系，其中所述 环原子包括至少一个环碳原子和至少一个选自氮、氧和硫的环杂原子。杂芳基基团的实例 包括单环环体系或含有至少一个为芳香性的2个或更多个环的多环(例如双环)环体系的杂 芳基基团。杂芳基基团的实例包括在环碳原子W外还包含1至6个环外碳原子的那些。杂芳 基基团的实例视情况包括单价或多价的那些。杂芳基基团的实例包括巧喃基和苯并[b]巧 喃基基团。
[0028] 本文使用的术语"任选取代"是指未取代或取代。关于化学基团使用的在本文中使 用的术语"取代"是指该基团中的一个或更多个(例如1、2、3、4或5个)氨原子彼此独立地被 相应数量的取代基置换。当存在时，所述一个或更多个取代基仅存在于它们有化学可能性 的位置，即任何取代是依照被取代原子和取代基的允许价态，并且取代得到稳定的化合物。 适合的取代基包括控基基团，其包括例如：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正下基、异下基、叔 下基、正戊基、新戊基、3,3-二甲基丙基、2,3-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基和2-乙基己基。 适合的取代基包括包含杂原子的基团，所述杂原子包括例如氮、氧和硫。
[0029] 本文使用的术语"类异戊二締"是指为异戊二締低聚物的单价或二价无环控基部 分。含有类异戊二締部分的化合物在本文中称为"类异戊二締化合物"。异戊二締基单元，例 如-[C此CH=C( C出)C出]-和-[C出C出CH( C曲)C出]-，可W W规则的或任意的顺序首尾相连和/ 或首首相连。
[0030] 除非另有说明，类异戊二締部分含有1至5个异戊二締基单元，例如2至5个异戊二 締基单元，例如3至5个异戊二締基单元，例如3或4个异戊二締基单元，例如3个异戊二締基 单元。
[0031] 在至少一些实例中，类异戊二締部分源自法尼締或法尼醇或其组合。在至少一些 实例中，类异戊二締化合物源自法尼締或法尼醇或其组合。
[0032] 在至少一些实例中，类异戊二締部分源自生物来源的原料(或称生物基原料），包 括例如法尼締和法尼醇。在至少一些实例中，