专利名称：润滑油添加剂组合物及其制造方法
技术领域：
本发明涉及在机油中使用的改进的分散剂添加剂组合物；并且本发明还涉及制造所述分散剂添加剂组合物的方法。
背景技术：
在润滑油组合物的配制中使用含氮分散剂和/或清净剂是已知的。许多已知的分散剂/清净剂化合物基于链烯基琥珀酸或酸酐与胺或多胺的反应，以产生链烯基琥珀酰亚胺或链烯基琥珀酰胺酸，这由选择的反应条件决定。润滑剂制造商面临的一个问题是粒状物质在内燃机内的分散性。不能具有足够的粒状物质分散性可导致过滤器堵塞、油泥累积和油增稠。已经发现某些芳族酸酐和乙烯后处理的分散剂的组合提供了如烟炱增稠台架试验和柴油发动机燃料喷射器流动损失改进试验中所示的改进的分散性。相关技术的描述欧洲公开专利申请No. 0438848公开了一种润滑油，该润滑油含有通过如下反应制备的分散剂(i)使至少一种多胺与至少一种无环烃基取代的琥珀酰化剂反应，其中这种无环烃基取代基含有平均至少40个碳原子，这种反应利用使得酰化剂与多胺以每摩尔多胺1.05-2. 85摩尔的摩尔比反应的比例进行，和(ii)使如此形成的产物与(a)、或者 (b)、或者(a)和(b)的组合(c)反应，所述(a)为至少一种脂族邻二羧酸酰化剂，该酰化剂在分子中含有4-30个碳原子且其中两个羧基被两个脂族碳原子彼此隔开，所述(b)为至少一种这类二羧酸酰化剂的酸酐、酰氯或酯，反应(ii)中使用的比例使得这类酰化剂的摩尔比为每摩尔所述多胺0. 10-2. 50摩尔，条件是酰化剂在(i)和(ii)中每摩尔所述多胺的总摩尔比为2. 40-4. 50。JP51130408公开了一种通过加入有效量的硼与氮的重量比为约0. 05-1的反应产物制备的润滑油组合物，所述反应产物通过将(a)芳族多元羧酸(邻苯二甲酸、对苯二甲酸、均苯三酸、偏苯三酸、均苯四酸等)及其酸酐，(b)链烯基-琥珀酸或其酸酐(所连接的链烯基的分子量约300-3000)，和(c)多亚烷基多胺以(a) (b) (c) = 1 1-4 1-4 的摩尔比进行处理，然后用硼处理所产生的中间体来获得。Stuart等的美国专利No. 3，287, 271公开了含有胺羧酸产物的润滑油组合物。LeSuer的美国专利No. 3，374，174公开了由胺与高分子量羧酸例如一元羧酸和亚烷基或亚芳基二羧酸的反应获得的含氮组合物。Liston的美国专利No. 3，692，681公开了分散在含有高度受阻酰化亚烷基多胺的烃介质中的对苯二甲酸。Durand等的美国专利No. 4，747，964公开了添加剂组合物，该添加剂组合物可以是(1)通过使链烯基琥珀酰亚胺与芳族二酸酐反应得到的产物，或( 通过使链烯基琥珀酰亚胺与低分子量的一元或多元羧酸的脂族、脂环族或芳族酸的酸酐或二酐反应，然后使所获得的产物与至少一种具有若干羟基和/或胺基的有机化合物反应得到的产物。可以将这些分散添加剂组合物以例如0. 1-20重量％的比例加入到润滑油。
Clark等的美国专利No. 6，255，258公开了油溶分散剂、含有这种分散剂的润滑油和燃料组合物及添加剂浓缩物，所述油溶分散剂可通过使多胺和长链烃基取代的二羧酸、 其酸酐或酯的反应产物与聚酸酐反应获得，其特征在于所述分散剂在本文限定的Haake流变试验中以2% w/w活性物和0. 26s"1 Pa. s剪切速率限制油的粘度提高到低于8Pa. S。Degonia等的美国专利No. 5，241, 003公开了琥珀酰亚胺、琥珀酸酯和通过如下反应形成的琥珀酸酯-酰胺(A)使(i)至少一种低级烯烃的至少一种基本上脂族的聚合物， 和(ii)通式表示的酸性反应物或两种或更多种酸性反应物的混合物反应，其中R和R'独立地是一0H、--0-低级烷基、卤素原子或一起为单个氧原子；和(B)使酰化剂与至少一种醇 (优选多元醇)或胺(优选具有至少一个伯氨基的多胺)反应。Wollenberg等的美国专利No. 4，612，132公开了含有氨基甲酸酯官能团的聚氨基链烯基或烷基琥珀酰亚胺，其在润滑油、汽油、船用曲轴箱油和液压油中用作分散剂。Wollenberg等的美国专利No. 4，747，850公开了含有氨基甲酸酯官能团的聚氨基链烯基或烷基琥珀酰亚胺，其在润滑油、汽油、船用曲轴箱油和液压油中用作分散剂。Harrison等的美国专利No. 5，334，321公开了链烯基或烷基琥珀酰亚胺添加剂， 其是高分子量链烯基-或烷基-取代的琥珀酸酐和每摩尔具有平均多于4个氮原子的多亚烷基多胺的反应产物，其中该反应产物用环状碳酸酯进行后处理，与氟碳发动机密封件相容，对于获得氟碳密封件相容性时的浓度水平，其在润滑油和燃料中使用时具有改进的分散性和/或清净性性能。Harrison等的美国专利No. 5，356，552公开了链烯基或烷基琥珀酰亚胺添加剂， 其是高分子量链烯基-或烷基-取代的琥珀酸酐和每摩尔具有平均多于4个氮原子的多亚烷基多胺的反应产物，其中该反应产物用环状碳酸酯进行后处理，与氟弹性体发动机密封件相容，对于获得氟弹性体密封件相容性时的浓度水平，其在无氯润滑油中使用时具有改进的分散性和/或清净性性能。Harrison等的美国专利No. 5，716，912公开了通过如下制备的琥珀酰亚胺组合物使链烯基或烷基琥珀酸衍生物、不饱和酸性反应物(reagent)共聚物和多胺的混合物在反应性条件下反应；然后用环状碳酸酯或者线性单或聚碳酸酯或者硼化合物在反应性条件下处理该反应产物。Harrison等的美国专利No. 5，753，597公开了通过如下制备的聚琥珀酰亚胺组合物使第一不饱和酸性反应物和1，1_ 二取代烯烃的共聚物；第二不饱和酸性反应物和 1-烯烃的共聚物，与多胺的混合物在反应性条件下反应；然后用环状碳酸酯或者线性单或聚碳酸酯或者硼化合物在反应性条件下处理该反应产物。Harrison等的美国专利No. 5，849，676公开了通过如下制备的琥珀酰亚胺组合物使链烯基或烷基琥珀酸衍生物、不饱和酸性反应物共聚物和多胺的混合物在反应性条件下反应。Harrison等的美国专利No. 6，358，892公开了通过如下制备的琥珀酰亚胺组合物使链烯基或烷基琥珀酸衍生物、不饱和酸性反应物共聚物和多胺的混合物在反应性条件下反应；然后用环状碳酸酯或者线性单或聚碳酸酯或者硼化合物在反应性条件下处理该反应产物。Harrison等的美国专利No. 6，451，920公开了一种用于制备如下物质的混合物的方法(1)聚链烯烃(polyalkene)和不饱和酸性反应物的共聚物与( 不饱和酸性反应物的多烯基衍生物，所述方法包括(a)使(1)含有烷基亚乙烯基异构体和非烷基亚乙烯基异构体的聚链烯烃与( 不饱和酸性反应物在聚合条件下于自由基引发剂存在下进行共聚； 以及(b)使步骤(a)的产物与不饱和酸性反应物在提高的温度下于强酸存在下反应。Harrison的美国专利No. 6，214，775公开了一种通过如下制备的无雾 (haze-free)后处理的琥珀酰亚胺用油溶性强酸处理链烯基或烷基琥珀酰亚胺，并使经处理的琥珀酰亚胺与环状碳酸酯接触以形成无雾后处理的琥珀酰亚胺。发明_既述在本发明的最宽泛的实施方案中，本发明涉及一种通过包括如下步骤的方法制备的润滑油添加剂组合物(A)使多烯基琥珀酸或多烯基琥珀酸酐与至少一种具有至少3个氮原子的多亚烷基多胺反应，从而产生琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物；(B)使步骤(A)的产物与邻苯二甲酸酐或萘二甲酸酐后处理剂或它们的混合物反应，从而产生初始后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物；以及(C)使步骤(B)的产物与环状碳酸酯反应从而产生最终后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物，其中至少一个碱性氮保留在最终后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物中。本发明还涉及一种包含主要量的润滑粘度油和次要量的润滑油添加剂组合物的润滑油组合物，所述润滑油添加剂组合物通过包括如下步骤的方法制备(A)使多烯基琥珀酸或多烯基琥珀酸酐与至少一种具有至少3个氮原子的多亚烷基多胺反应，从而产生琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物；(B)使步骤(A)的产物与邻苯二甲酸酐或萘二甲酸酐后处理剂或它们的混合物反应，从而产生初始后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物；以及(C)使步骤(B)的产物与环状碳酸酯反应从而产生最终后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物，其中至少一个碱性氮保留在最终后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物中。本发明还涉及一种制造润滑油添加剂组合物的方法，该方法包括如下步骤(A)使多烯基琥珀酸或多烯基琥珀酸酐与至少一种具有至少3个氮原子的多亚烷基多胺反应，从而产生琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物；(B)使步骤(A)的产物与邻苯二甲酸酐或萘二甲酸酐后处理剂或它们的混合物反应，从而产生初始后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物；以及(C)使步骤(B)的产物与环状碳酸酯反应从而产生最终后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物，其中至少一个碱性氮保留在最终后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物中。因此，本发明涉及在内燃机内用作分散剂的多官能团的润滑油添加剂。发明详述尽管本发明容许各种改变和替代形式，但这里将详细地描述其具体实施方案。然而，应当理解，这里的具体实施方案的说明并不是要限制本发明到所公开的特定形式，相反，本发明将覆盖落在所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围内的所有变例、等价物和替代物。定义在本说明书中使用的下述术语定义如下术语“PIB”是聚异丁烯的缩写。术语“PIBSA”是聚异丁烯基琥珀酸酐的缩写。术语“琥珀基团(succinic group) ”是指具有下式的基团
权利要求
1.一种润滑油添加剂组合物，该润滑油添加剂组合物通过包括以下步骤的方法制备(A)使多烯基琥珀酸或多烯基琥珀酸酐与至少一种具有至少3个氮原子的多亚烷基多胺反应，从而产生琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物；(B)使步骤(A)的产物与邻苯二甲酸酐或萘二甲酸酐后处理剂或它们的混合物反应， 从而产生初始后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物；以及(C)使步骤(B)的产物与环状碳酸酯反应从而产生最终后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物，其中至少一个碱性氮保留在最终后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物中。
2.权利要求1的润滑油添加剂组合物，其中所述多烯基琥珀酸或多烯基琥珀酸酐衍生自具有约500-约5000的数均分子量(Mn)的聚异丁烯。
3.权利要求2的润滑油添加剂组合物，其中所述多烯基琥珀酸或多烯基琥珀酸酐衍生自具有约700-约3000的数均分子量(Mn)的聚异丁烯。
4.权利要求1的润滑油添加剂组合物，其中所述多亚烷基多胺选自二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、重多胺或它们的混合物。
5.权利要求4的润滑油添加剂组合物，其中所述多亚烷基多胺是重多胺。
6.权利要求4的润滑油添加剂组合物，其中所述多亚烷基多胺是四亚乙基五胺。
7.权利要求1的润滑油添加剂组合物，其中所述环状碳酸酯选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯或碳酸亚丁酯。
8.一种包含主要量的润滑粘度油和次要量的润滑油添加剂组合物的润滑油组合物，所述润滑油添加剂组合物通过包括以下步骤的方法制备(A)使多烯基琥珀酸或多烯基琥珀酸酐与至少一种具有至少3个氮原子的多亚烷基多胺反应，从而产生琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物；(B)使步骤(A)的产物与邻苯二甲酸酐或萘二甲酸酐后处理剂或它们的混合物反应， 从而产生初始后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物；以及(C)使步骤(B)的产物与环状碳酸酯反应从而产生最终后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物，其中至少一个碱性氮保留在最终后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物中。
9.权利要求8的润滑油组合物，其中所述多烯基琥珀酸或多烯基琥珀酸酐衍生自具有约500-约5000的数均分子量(Mn)的聚异丁烯。
10.权利要求8的润滑油组合物，其中所述多亚烷基多胺选自二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、重多胺或它们的混合物。
11.权利要求10的润滑油组合物，其中所述多亚烷基多胺是重多胺。
12.权利要求10的润滑油组合物，其中所述多亚烷基多胺是四亚乙基五胺。
13.—种制造润滑油添加剂组合物的方法，该方法包括以下步骤(A)使多烯基琥珀酸或多烯基琥珀酸酐与至少一种具有至少3个氮原子的多亚烷基多胺反应，从而产生琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物；(B)使步骤(A)的产物与邻苯二甲酸酐或萘二甲酸酐后处理剂或它们的混合物反应， 从而产生初始后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物；以及(C)使步骤(B)的产物与环状碳酸酯反应从而产生最终后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物，其中至少一个碱性氮保留在最终后处理的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺或它们的混合物中。
14.权利要求13的制备润滑油添加剂组合物的方法，其中所述多烯基琥珀酸或多烯基琥珀酸酐衍生自具有约500-约5000的数均分子量(Mn)的聚异丁烯。
15.一种改进内燃机中烟炱分散性的方法，该方法包括用权利要求8的润滑油组合物使发动机工作。
16.一种包含10-90重量％的权利要求1的润滑油添加剂组合物和90-10重量％的有机稀释剂的浓缩物。
全文摘要
一种油溶性润滑油添加剂组合物，其通过包括使琥珀酰亚胺、琥珀酰胺或它们的混合物与第一后处理剂反应，从而产生初始后处理的产物，使该初始后处理的产物与第二后处理剂反应的方法进行制备。
文档编号C07D207/40GK102264879SQ200980151759
公开日2011年11月30日 申请日期2009年12月15日 优先权日2008年12月22日
发明者W·R·小鲁赫 申请人:雪佛龙奥伦耐有限责任公司