用于改善抗磨损保护的含有h桥形成官能团的聚合物的制作方法

文档序号:3634645阅读:319来源:国知局
专利名称:用于改善抗磨损保护的含有h桥形成官能团的聚合物的制作方法
技术领域
本申请涉及含有共聚物或者接枝共聚物的润滑油配方,所述共聚物由可自由基聚合的单体形成,并且除了长链烷基取代的烯属不饱和化合物,特别是丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯外,还额外含有具有氢桥供体官能团的单体。具有氢桥供体性质的单体根据本发明或者存在于聚合物骨架中或者存在于接枝的侧枝上。除了含有具有氢桥供体官能团的单体的聚合物外,还公开了那些含有同时带有氢桥供体官能团和氢桥受体官能团的单体的聚合物。所述聚合物适合作为用于润滑油配方的添加物,例如用于具有改善的磨损性能的发动机油或者液压液体体。现已发现,聚合物中的氢桥供体官能团,但特别是氢桥供体和受体官能团的同时存在,对抗磨损保护、去垢性和分散性有积极作用。
现有技术聚丙烯酸烷基酯是用于润滑油配方的常见的聚合物添加剂。丙烯酸酯单体的酯官能团中长烷基链(典型的链长C8-C18)赋予聚丙烯酸烷基酯在非极性溶剂如矿物油中有良好的溶解性。该添加剂常见的使用领域是液压油、变速器油或者发动机油。该聚合物产生优化粘度指数(VI)的作用,因此也称为VI改进剂。较高的粘度指数意味着,在较高的温度(例如典型范围为70-140℃)下油具有较高的粘度,以及在较低的温度(例如典型范围为-60-20℃)下油具有较低的粘度。与含有非聚丙烯酸酯的油(其例如在40℃下具有在其它方面相同的运动粘度)相比,在较高温度下油的有所改善的润滑性能是由于在较高温度范围内较高的粘度引起的。同时,如果在较低温度下使用VI改进剂,例如在发动机冷起动阶段期间存在的温度下,与在100℃下在其它方面具有相同运动粘度的油相比,记录了更低的粘度。由于发动机开动阶段期间油的粘度较低,所以冷起动基本上更容易。
近年来,在润滑剂工业中建立了聚丙烯酸酯体系,其除了VI优化外,还具有额外的性质,例如分散剂作用。这样的聚合物单独地或者与为分散目的而特别使用的分散剂-抑制剂(DI)添加剂一起起作用,特别是由于油上的应力而产生的氧化产物较少促进不利的粘度升高。通过改善的分散能力,润滑油的寿命得到延长。同样,这样的添加剂由于其去垢作用而对发动机清洁性产生正面影响,例如表现为活塞清洁性或环插入(Ringstecken)。氧化产物例如是炭黑或者沉积物。为了赋予聚丙烯酸酯分散性,可以将含氮官能团嵌入聚合物的侧链中。常见的体系是带有部分胺官能化的酯侧链的聚合物。经常使用二烷基胺取代的甲基丙烯酸酯,其甲基丙烯酰胺同系物或者N-杂环的乙烯基化合物作为共聚单体用于改善分散能力。另一类单体类型,由于其在润滑剂中的分散性而应该提及,是在酯取代基中带有含乙氧化物或丙氧化物官能团的丙烯酸酯。可分散的单体或者无规存在于聚合物中,也即以传统的共聚意义嵌入聚合物中,或者接枝到聚丙烯酸酯上,从而得到非无规形成的体系。目前还没有对聚丙烯酸酯进行针对性研究,其除了具有分散性-去垢性方面的已知优点外,还具有降低磨损的优点。
EP 164 807(Agip Petroli S.p.A)公开了一种具有分散性、去垢性以及低温作用的多官能性VI改进剂。该VI改进剂的组成相应于NVP接枝的聚丙烯酸酯,其额外含有难于制备的带有含胺的乙氧化物基团的丙烯酸酯。
DE-OS 1 594 612(Shell Int.Research Maatschappij N.V.)公开了含有油溶性聚合物(带有羧基、羟基和/或含氮基团)和碱土金属的分散性的盐或者氢氧化物的润滑油混合物。由于这些组分的协同作用,观察到降低磨损的作用。
US-P 3153640(Shell Oil Comp.)包括由(甲基)丙烯酸的长链酯和N-乙烯基内酰胺组成的共聚物,其在润滑剂应用中对磨损显示出有利的影响。所述的聚合物是无规共聚物。没有提及具有H桥供体功能的单体以及接枝共聚物。
E.H.Okrent在ASLE Transactions(1961,4,97-108)中描述了用作为VI改进剂的聚异丁烯或者聚丙烯酸酯影响发动机中的磨损性能。没有推论所使用的化学和聚合物的特定组成。降低磨损作用只是因为含聚合物的油的粘弹性作用。例如,没有指出含有聚丙烯酸酯和PIB的油在影响磨损方面的差别。
Neudrfl和Schdel的文献出版物(Schmier ungstechnik 1976,7,240-243;SAE Paper 760269;SAE Paper 700054;Die AngewandteMakromolekulare Chemie 1970,2,175-188)特别强调了聚合物浓度对发动机磨损的影响。参考以上提及的E.H.Okrent的文章,并且类似于Okrent,磨损改善作用与聚合物化学没有关系。一般得出以下结论,低分子量的粘度指数改进剂产生改善的磨损结果。
如同Neudrfl和Schdel一样,K.Yoshida(TribologyTransactions 1990,33,229-237)将聚合物对磨损性能的作用只归因于粘度方面。有利作用被解释为优选的弹性流体动力学成膜的趋势。
现有技术已知的聚合物几乎无例外地由这样的单体形成,其分散官能团带有是氢桥受体(以下称为H桥受体)的基团,或者如二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺那样,既有只带有氢桥受体官能团(二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺中的胺官能团)的官能团,也有带有氢桥供体(以下称为H桥供体)的官能团。这种用于发动机油领域的聚合物的另一特征是,带有N-杂环的单体优选接枝到聚合物骨架中。相反,含有二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺的聚合物是无规共聚物,不是接枝共聚物。
随后还将更详细讨论的根据本发明的润滑油配方既可以基于发动机油也可以基于变速器油,但也可以由之得到改善的液压油。除了粘度外,在摩擦学磨损方面的影响是对液压液体体最重要的品质要求。因此,向常见的液压油中添加所谓的抗磨损组分,该组分通常是含硫和含磷的,并且由于其表面活性而起到减少金属上的磨损的作用。特别是在困难的运行条件下液压液体体过热期间,可观察到液压泵中增加的磨损趋势。液压体系各部件的摩擦、具有高压力降的体积流量以及管路系统中的流动阻力都导致液体温度升高,并且磨损性质加剧。
一种时兴液压配方的流变性质通常通过加入聚合物型粘度指数改进剂(VI改进剂)而得到优化。多数情况下,为此目的使用聚甲基丙烯酸烷基酯。通常是其甲基丙烯酸酯基团部分带有长链(C8-C18)烷基取代基的聚甲基丙烯酸酯。由于溶于油中的聚合物的稠化作用,所以在较高温度(至少在100℃测得)可以得到液体尽可能高的运动粘度。从而降低了磨损趋势以及液压泵体积效率的下降。聚合物的粘度增加作用在较低温度(在40℃测得)不象例如在100℃那么明显。从而避免了在较低温度下运动粘度升得太高,该温度下,由于内泄漏速率增加而带来的磨损以及效率损失总是扮演次要角色。在较低温度下粘度降低的优点在于,在较小的流体力学损失情况下运行液压设备。优化的粘度性质,由在100℃下尽可能高的运动粘度以及40℃下尽可能低的粘度表达,由粘度指数(VI-指数)表达。
对于聚甲基丙烯酸烷基酯而言,目前没有发现一种额外的、与粘性作用无关的降低磨损的作用,例如由于与金属或金属氧化物类型的表面(如对于抗磨损添加剂所述)的相互作用而产生的。如果通过聚合物不仅可以使流变学得到优化,而且可以改善与粘度无关的磨损性质,则将是一种降低或者完全消除液压液体体中常见抗磨损组分含量的理想方法。
因此,本发明的目的是提供含有带有H桥供体官能团的单体的新型共聚物或接枝共聚物,提供多功能性的VI改进剂,其在润滑油配方中除了其VI作用外,还表现出其分散作用和/或去垢作用提供多功能性的VI改进剂,其在润滑油配方中除了其VI作用外,还表现出其对磨损性质的积极影响降低时兴的润滑油配方的生产成本。
在保持常规的抗磨损添加剂浓度的同时,与现有技术相比,还进一步降低液压泵中的磨损。
通过提供降低磨损的聚合物而延长时兴液压设备的寿命。
提供对减小磨损有额外贡献的聚合物,这应该与粘度无关。
因此,ISO-等级46的液压液体体,其根据DIN 51524在40℃测得的运动粘度为46mm2/s+/-10%,与高粘度的液体相比,例如与ISO等级68的液压油(在40℃测得的运动粘度68mm2/s+/-10%)相比,也应该导致较小的磨损。
在这样的比较中,ISO 68-液体不仅在40℃,而且在较高的温度如100℃,都具有与ISO-46-液体相比升高的运动粘度。
提供一种普遍适用的制备共聚物或接枝共聚物的方法,所述共聚物含有任选是接枝的具有H桥供体官能团的单体。
提供含有本发明共聚物或接枝共聚物的润滑剂,其在抗磨损保护、分散作用和去垢作用、腐蚀性质和耐氧化性方面都具有改善的性能。
这些目的,以及没有明确提及但可从本文在介绍中所讨论的关系中显然得出或推断的其它目的通过一种润滑油组合物而实现,以总混合物计,该组合物含有0.2~30重量%由以下的自由基聚合单元形成的共聚物a)0~40重量%一种或多种下式(I)的(甲基)丙烯酸酯 其中R表示氢或甲基,并且R5表示含有1~5个碳原子的直链或支链烷基,b)35~99.99重量%一种或多种下式(II)的烯属不饱和酯化合物 其中R表示氢或甲基,R8表示含有6~40个碳原子的直链、环状或者支链烷基,R6和R7独立地表示氢或者式-COOR8团,其中R8表示氢或者含有6~40个碳原子的直链、环状或者支链烷基,和c)0~40重量%一种或多种共聚单体,以及d)0.01~20重量%下式(III)的化合物 其中R1、R2和R3彼此独立地可以是氢或者含有1~5个碳原子的烷基,并且R4是具有一个或多个能够形成H桥的结构单元并且是H-供体的基团,和e)0~20重量%一种或多种下式(IV)的化合物 其中R9、R10和R11彼此独立地可以是氢或者含有1~5个碳原子的烷基,R12或者表示基团C(O)OR13,并且R13表示被至少一个-NR14R15基团取代的直链或者支链烷基,含有2~20个,优选2~6个碳原子,其中R14和R15彼此独立地表示氢、含有1~20个,优选1~6个碳原子的烷基,或者其中R14和R15,包括所述氮原子以及任选的另一氮原子或氧原子,形成5元或者6元环,其任选可以被C1-C6-烷基所取代,或者R12表示基团NR16C(=O)R17,其中R16和R17一起形成含有2~6个,优选2~4个碳原子的亚烷基,其中它们形成4~8元,优选4~6元饱和或者不饱和环,任选包括另一氮原子或氧原子,其中该环还可以任选被C1-C6-烷基所取代,
或者R12表示基团NR17C(=O)R18,其中R17和R18一起形成含有2~6个,优选2~4个碳原子的亚烷基,其中它们形成4~8元,优选4~6元饱和或者不饱和环,任选包括另一氮原子或氧原子,其中该环还可以任选被C1-C6-烷基所取代,其中,式(III)的化合物d)或者只存在于所形成聚合物的主链上,或者只存在于接枝的侧链上,如果存在,式(IV)的化合物e)同样或者只存在于所形成聚合物的主链上,或者只存在于接枝的侧链上,以上组分的重量%含量以所使用单体的总重量计并且该润滑油组合物作为其他组分还含有25~90重量%的矿物性和/或合成性基础油总共0.2~20重量%的其他常见添加剂,例如倾点降低剂、VI改进剂、防老化剂、清洁剂、分散助剂或者减小磨损的组分。
本发明润滑油配方合适的改进在引用权利要求1的从属权利要求中要求保护。关于制备接枝共聚物的方法,权利要求11到14提供了所述目的的解决方案,而权利要求15到20要求保护特别合适的聚合物。权利要求21~24涉及有关液压应用的有利实施方案。
发明优点聚合物中含有氢桥-供体-官能团的本发明聚合物,特别是同时存在氢桥-供体-和受体-官能团的聚合物对于用其制得的润滑油配方的抗磨损保护、去垢作用和分散作用有积极作用。因此,该聚合物是一种降低磨损的选择方案,或者是对工业上常用的含磷和含硫添加剂的补充,并且有助于克服已知的缺点。
关于发动机油,在磨损性质上实现的优点对例如柴油发动机或者快燃发动机的能量消耗有积极影响。
与常规油相比,本发明的配方导致明显改善的磨损结果。
在液压油中使用的特别情况下,可以使用该共聚物作为VI改进剂,并且与液压油的运动粘度无关,有助于在液压设备中的磨损降低。
抗磨损保护或者单独地通过共聚物而实现,或者与常见的磨损降低性添加剂如摩擦改进剂一起实现。
该共聚物除了VI作用和抗磨损保护外,还表现出倾点降低作用。
使用本发明的接枝共聚物制得的配方的特征在于,良好的腐蚀性质以及良好的耐氧化性。
含有本发明的接枝甲基丙烯酸的聚合物溶液的运动粘度基本上低于在聚合物骨架中只含有甲基丙烯酸的可比聚合物。
同时,一系列其它优点可通过本发明方法而实现。这些优点特别是=>聚合反应可在压力,温度和溶剂方面以较少问题进行,甚至在中等温度下在某些情况下获得可接受的结果。
=>本发明方法具有非常少的副反应。
=>该方法可低成本地进行。
=>通过本发明方法可以高产率地实现。
=>通过本发明方法可以制备具有预定组成和目标结构的聚合物。
目前在发动机油中使用的具有VI-和分散作用的聚合物,如上所述,优选含有具有H桥受体官能团的单体类型,其特别是N-杂环。因此不能直接预见到的是,使用具有H桥供体性质的单体导致具有所述改善性质的聚合物。
发明详述以总混合物计,该润滑油含有0.2~30重量%,优选0.5~20重量%,特别优选1~10重量%的共聚物,该共聚物由以下的自由基聚合单元形成0~40重量%一种或多种下式(I)的(甲基)丙烯酸酯
其中R表示氢或者甲基,并且R1表示含有1~5个碳原子的直链或者支链烷基,式I组分的实例特别是由饱和醇衍生的(甲基)丙烯酸酯,例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯和(甲基)丙烯酸戊酯;(甲基)丙烯酸环烷基酯,例如(甲基)丙烯酸环戊酯;由不饱和醇衍生的(甲基)丙烯酸酯,例如(甲基)丙烯酸2-丙炔基酯和(甲基)丙烯酸烯丙基酯、(甲基)丙烯酸乙烯基酯。
以接枝共聚物主链上的烯属不饱和单体的总重量计,式(I)的(甲基)丙烯酸酯的含量为0~40重量%、0.1~30重量%或者1~20重量%。
作为另一组分,该聚合物含有35~99.99重量%的一种或多种下式(II)的烯属不饱和酯化合物 其中R表示氢或甲基,R4表示含有6~40个碳原子的直链、环状或者支链烷基,R2和R3独立地表示氢或者式-COOR5基团,其中R5表示氢或者含有6~40个碳原子的直链、环状或者支链烷基。
属于式(II)的化合物的有(甲基)丙烯酸酯、马来酸酯和富马酸酯,它们分别具有至少一种含有6~40个碳原子的醇。
在此优选下式(IIa)的(甲基)丙烯酸酯 其中R表示氢或者甲基,并且R1表示含有6~40个碳原子的直链或者支链烷基。
如果在本申请中使用术语(甲基)丙烯酸酯,则该概念分别包括单独的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯或者由两种形成的混合物。这些单体是众所周知的。属于此的特别是由饱和醇衍生的(甲基)丙烯酸酯,例如(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸2-叔丁基庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸3-异丙基庚酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸5-甲基十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸2-甲基十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸5-甲基十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸2-甲基十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸5-异丙基十七烷基酯、(甲基)丙烯酸4-叔丁基十八烷基酯、(甲基)丙烯酸5-乙基十八烷基酯、(甲基)丙烯酸3-异丙基十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡基二十烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基二十烷基酯、(甲基)丙烯酸二十二烷基酯和/或(甲基)丙烯酸二十烷基三十四烷基酯;由不饱和醇衍生的(甲基)丙烯酸酯,例如(甲基)丙烯酸油基酯;(甲基)丙烯酸环烷基酯,如(甲基)丙烯酸3-乙烯基环己基酯、(甲基)丙烯酸环己基酯、(甲基)丙烯酸龙脑基酯。
含有长链醇基团的酯化合物例如可以通过(甲基)丙烯酸酯、富马酸酯、马来酸酯和/或相应的酸与长链脂肪醇反应而得到,通常形成酯例如具有不同长链醇基团的(甲基)丙烯酸酯的混合物。这些脂肪醇特别是Monsanto的Oxo Alcohol7911和Oxo Alcohol7900,OxoAlcohol1100;ICI的Alphanol79;Sasol的Nafol1620,Alfol610和Alfol810;Ethyl Corporation的Epal610和Epal810;Shell AG的Linevol79,Linevol911和Dobanol25L;Sasol的Lial 125;Henkel KGaA的Dehydad和Lorol,以及Linopol7-11和Acropol91。
式II的(甲基)丙烯酸酯的长链烷基通常含有6~40个碳原子,优选6~24个碳原子,特别优选8~18个碳原子,并且可以是直链、支链、混合的直链/支链或者含有环状部分。优选的实施方式在于,作为甲基丙烯酸酯,使用甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸C8-C18-烷基酯的混合物。
用于制备(甲基)丙烯酸酯的含有长链烷基的醇可市售购得,并且通常由不同链长的或多或少的宽泛混合物组成。在此情况下,碳原子的数量通常以平均碳数计。如果本申请中将醇或者使用这些醇制得的长链(甲基)丙烯酸酯称为‘C-12’-醇或者称为‘C 12’-酯,则这些化合物的烷基通常除了含有12个碳原子的烷基外,还任选含有少量的具有8、10、14或者16个碳原子的烷基,其中平均碳数为12。如果本申请中例如将化合物称为丙烯酸C12-C18-烷基酯,则此时意味着丙烯酸酯的混合物,其特征在于,存在直链和/或支链的烷基取代基,并且该烷基取代基包含12~18个碳原子。
以接枝共聚物主链上的烯属不饱和单体的总重量计,式(II)或者(IIa)的(甲基)丙烯酸酯的含量为35~99.99重量%、40~99重量%或者50~80重量%。
为了形成该聚合物,以总重量计,还可以含有0~40重量%,特别是0.5~20重量%的一种或多种可自由基聚合的其他单体。例子是(甲基)丙烯酸的腈和其他含氮的甲基丙烯酸酯,例如甲基丙烯酰基酰胺乙腈、2-甲基丙烯酰氧基乙基甲基氨基氰、甲基丙烯酸氰基甲基酯;(甲基)丙烯酸芳基酯,例如甲基丙烯酸苄基酯或者甲基丙烯酸苯基酯,其中芳基分别是未取代的或者至多被四次取代;含羰基的甲基丙烯酸酯,例如甲基丙烯酸噁唑烷基乙基酯,N-(甲基丙烯酰氧基)甲酰胺,甲基丙烯酸丙酮基酯,N-甲基丙烯酰基吗啉,N-甲基丙烯酰基-2-吡咯烷酮;二甲基丙烯酸二醇酯,例如1,4-丁二醇甲基丙烯酸酯,甲基丙烯酸2-丁氧基乙基酯,甲基丙烯酸2-乙氧基乙氧基甲基酯,甲基丙烯酸2-乙氧基乙基酯,醚醇的甲基丙烯酸酯,例如甲基丙烯酸四氢糠基酯,甲基丙烯酸乙烯氧基乙氧基乙基酯,甲基丙烯酸甲氧基乙氧基乙基酯,甲基丙烯酸1-丁氧基丙基酯,甲基丙烯酸1-甲基-(2-乙烯氧基)乙基酯,甲基丙烯酸环己氧基甲基酯,甲基丙烯酸甲氧基甲氧基乙基酯,甲基丙烯酸苄氧基甲基酯,甲基丙烯酸糠基酯,甲基丙烯酸2-丁氧基乙基酯,甲基丙烯酸2-乙氧基乙氧基甲基酯,甲基丙烯酸2-乙氧基乙基酯,甲基丙烯酸烯丙氧基甲基酯,甲基丙烯酸1-乙氧基丁基酯,甲基丙烯酸甲氧基甲基酯,甲基丙烯酸1-乙氧基乙基酯,甲基丙烯酸乙氧基甲基酯;卤代醇的甲基丙烯酸酯,例如甲基丙烯酸2,3-二溴丙基酯,甲基丙烯酸4-溴苯基酯,甲基丙烯酸1,3-二氯-2-丙基酯,甲基丙烯酸2-溴乙基酯,甲基丙烯酸2-碘乙基酯,甲基丙烯酸氯甲基酯;甲基丙烯酸环氧烷基酯,如甲基丙烯酸2,3-环氧丁烷基酯,甲基丙烯酸3,4-环氧丁烷基酯,甲基丙烯酸缩水甘油基酯;含磷、硼和/或硅的甲基丙烯酸酯,如甲基丙烯酸2-(二甲基磷酸根合)丙基酯,甲基丙烯酸2-(亚乙基亚磷酸根合)丙基酯,甲基丙烯酸二甲基膦基甲基酯,甲基丙烯酸二甲基膦酰基乙基酯,二乙基甲基丙烯酰基膦酸酯,二丙基甲基丙烯酰基磷酸酯;含硫的甲基丙烯酸酯,如甲基丙烯酸乙亚磺酰基乙基酯,甲基丙烯酸4-氰硫基丁基酯,甲基丙烯酸乙磺基乙基酯,甲基丙烯酸氰硫基甲基酯,甲基丙烯酸甲亚磺酰基甲基酯,双(甲基丙烯酰氧基乙基)硫;三聚甲基丙烯酸酯,如三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯;卤代乙烯,例如氯乙烯,氟乙烯,二偏氯乙烯和二偏氟乙烯;乙烯基酯,例如乙酸乙烯酯;苯乙烯,侧链上有烷基取代基的取代的苯乙烯,例如α-甲基苯乙烯和α-乙基苯乙烯,环中有烷基取代基的取代的苯乙烯,例如乙烯基甲苯和对-甲基苯乙烯,卤代的苯乙烯,例如一氯苯乙烯,二氯苯乙烯,三溴苯乙烯和四溴苯乙烯;杂环的乙烯基化合物,如2-乙烯基吡啶,3-乙烯基吡啶,2-甲基-5-乙烯基吡啶,3-乙基-4-乙烯基吡啶,2,3-二甲基-5-乙烯基吡啶,乙烯基嘧啶,乙烯基哌啶,9-乙烯基咔唑,3-乙烯基咔唑,4-乙烯基咔唑,1-乙烯基咪唑,2-甲基-1-乙烯基咪唑,N-乙烯基吡咯烷酮,2-乙烯基吡咯烷酮,N-乙烯基吡咯烷,3-乙烯基吡咯烷,N-乙烯基己内酰胺,N-乙烯基丁内酰胺,乙烯基氧杂环戊烷,乙烯基呋喃,乙烯基噻酚,乙烯基硫杂环戊烷,乙烯基噻唑和氢化的乙烯基噻唑,乙烯基噁唑和氢化的乙烯基噁唑;乙烯基醚和异戊二烯基醚;马来酸衍生物,如马来酸二酯,其中醇基团有1~9个碳原子,马来酸酐,甲基马来酸酐,顺丁烯二酰亚胺,甲基顺丁烯二酰亚胺;富马酸衍生物,如富马酸二酯,其中醇基团有1~9个碳原子;二烯,如二乙烯基苯。
含有4-40个碳原子的可自由基聚合的α-烯烃。
代表性实例为丁烯-1,戊烯-1,己烯-1,庚烯-1,辛烯-1,壬烯-1,癸烯-1,十一碳烯-1,十二碳烯-1,十三碳烯-1,十四碳烯-1,十五碳烯-1,十六碳烯-1,十七碳烯-1,十八碳烯-1,十九碳烯-1,二十碳烯-1,二十一碳烯-1,二十二碳烯-1,二十三碳烯-1,二十四碳烯-1,二十五碳烯-1,二十六碳烯-1,二十七碳烯-1,二十八碳烯-1,二十九碳烯-1,三十碳烯-1,三十一碳烯-1,三十二碳烯-1等。适合的还有支化链的烯烃,如乙烯基环己烷、3,3-二甲基丁烯-1、3-甲基丁烯-1、二异丁烯-4-甲基戊烯-1等。
此外适合的还有带有10~32个碳原子的烯烃-1,是在聚合乙烯、丙烯或其混合物时产生的,其中这些物质本身是由氢化裂解的材料获得的。
本发明聚合物的基本组分是0.01~20重量%下式(III)的化合物 其中R6、R7和R8彼此独立地可以是氢或者含有1~5个碳原子的烷基,并且R9表示具有一个或多个能够形成H桥的结构单元并且是H-供体的基团。
同样可以考虑用式(III)的单体d或者既用式(III)的单体d也用式(IV)的单体e接枝到几乎完全或者完全由碳和氢形成的聚合物的接枝法。将含杂原子的单体接枝到这种纯含烃的聚合物上的接枝方法是技术人员已知的。合适的烃基聚合物例如是乙烯和丙烯的共聚物或者氢化苯乙烯/二烯的共聚物。这些聚合物的接枝产物,如同本发明所基于的聚丙烯酸酯那样,同样可以作为添加剂在润滑油配方中使用,以改善磨损性能以及为了提高粘度指数。
作为具有氢桥受体或者氢桥供体功能的基团的官能团的定义可以从常见文献或者已知化学参考物如“Rmpp Lexikon Chemie,第10版,1999,Verlag Thieme Stuttgart New York”中找到。
据此,氢桥化合物(H桥化合物、氢键合、氢桥)是一种重要的副价键形式,是在电负性元素的原子(氢桥供体、质子供体、X)上共价键合的氢原子与另一电负性原子(质子受体、Y)的孤对电子之间形成的。通常将这样的体系由式子表示为RX-H…YR′,其中虚线表示氢桥。合适的X和Y主要是O、N、S和卤素。有些情况下(例如HCN),C也可以起到质子供体作用。供体共价键的极性导致氢(质子)的正性分电荷,δ+,而受体原子带有相应的负性分电荷,δ-。
通过氢桥结合的络合物特征性的结构和光谱性质是a)间距rHY明显小于原子H和Y的范得华半径之和。
b)XH平衡核间距与游离分子RX-H相比有所增大。
c)XH拉伸振动(供体拉伸振动)经历向长波移动(“红移”)。而且其强度明显增强(在较强H桥情况下,大于一个数量级)。
d)由于相互极化,H桥结合的络合物的偶极矩大于相应的各组分的偶极矩的矢量和。
e)桥-氢原子的电子密度在形成氢桥时降低。该效应根据实验是以减弱的NMR位移(对质子屏蔽减小)表达的。
当分子间距离变短时,单体的电子云重叠。此时可以形成与一定电荷转移相关的4电子-3中心键类型的化学键。此外还存在交换-排斥,因为Pauli原则将相同自旋的电子保持一定距离,并且防止2个单体靠得太近。离解能D0=ΔH0(在绝对零点时反应RX-H…YR′→RX-H+YR′的摩尔焓)通常为1~50kJ mol-1。为了对其进行实验性确定,使用热化学测量(2.位力系数,导热率)或者光谱分析(对此的更多内容可参见“Chem.Rev.88,Chem.Phys.92,6017-6029(1990)”)。
对于能够形成H桥并且是H供体的结构单元的氢原子而言,其特征在于,该氢原子与电负性原子如氧、氮、磷或硫键合。术语“电负性”或者“电正性”是技术人员熟知的,是指在共价键合时,在电子不对称分布的意义上,原子拉引价电子对的趋势,从而形成偶极矩。对术语“电负性”和“氢桥键”的详细讨论例如参见‘Advanced OrganicChemistry’,J.March,第4版,J.Wiley & Sons,1992。
有些二聚体中形成不只一个氢桥键,例如在形成环状结构的羧酸的二聚体中。环状结构在高级低聚物中通常也是能量上有利的,例如在甲醇的三聚物以上的低聚物中。三聚物离解成3个单体的离解能为52kJ·mol-1,几乎是二聚物离解能的四倍。每个单体的离解能的非加和性是通过氢桥结合的络合物的典型性质。
本发明在形成H桥的官能团情况下特别是涉及含有杂原子的基团,其中,杂原子优选为O、N、P或S。尽管理论上碳-氢键也可以起到H桥供体功能,但这样的官能团不在本文要求保护的具有H桥供体功能的官能团的范围内。
具有H桥供体功能的单体例如是烯属不饱和羧酸及还有至少一个游离的羧基的其所有衍生物。这方面的实例是丙烯酸,甲基丙烯酸,1-[2-(异丙烯基羰基氧基)乙基]-马来酸酯(甲基丙烯酸2-羟乙基酯(HEMA)和马来酸形成的单酯),1-[2-(乙烯基羰基氧基)乙基]-马来酸酯(丙烯酸2-羟乙基酯(HEA)和马来酸形成的单酯),1-[2-(异丙烯基羰基氧基)乙基]-琥珀酸酯(HEMA和琥珀酸形成的单酯),
1-[2-(乙烯基羰基氧基)乙基]-琥珀酸酯(HEA和琥珀酸形成的单酯),1-[2-(异丙烯基羰基氧基)乙基]-苯二甲酸酯(HEMA和苯二甲酸形成的单酯),1-[2-(乙烯基羰基氧基)乙基]-苯二甲酸酯(HEA和苯二甲酸形成的单酯),1-[2-(异丙烯基羰基氧基)乙基]-六氢苯二甲酸酯(HEMA和六氢苯二甲酸形成的单酯),1-[2-(乙烯基羰基氧基)乙基]-六氢苯二甲酸酯(HEA和六氢苯二甲酸形成的单酯),1-[2-(异丙烯基羰基氧基)丁基]-马来酸酯(甲基丙烯酸2-羟丁基酯(HBMA)和马来酸形成的单酯),1-[2-(乙烯基羰基氧基)丁基]-马来酸酯(丙烯酸2-羟丁基酯(HBA)和马来酸形成的单酯),1-[2-(异丙烯基羰基氧基)丁基]-琥珀酸酯(HBMA和琥珀酸形成的单酯),1-[2-(乙烯基羰基氧基)丁基]-琥珀酸酯(HBA和琥珀酸形成的单酯),1-[2-(异丙烯基羰基氧基)丁基]-苯二甲酸酯(HBMA和苯二甲酸形成的单酯),1-[2-(乙烯基羰基氧基)丁基]-苯二甲酸酯(HBA和苯二甲酸形成的单酯),1-[2-(异丙烯基羰基氧基)丁基]-六氢苯二甲酸酯(HBMA和六氢苯二甲酸形成的单酯),1-[2-(乙烯基羰基氧基)丁基]-六氢苯二甲酸酯(HBA和六氢苯二甲酸形成的单酯),富马酸,甲基富马酸富马酸的单酯或其衍生物,马来酸,甲基马来酸马来酸的单酯或其衍生物,巴豆酸,衣康酸,丙烯酰氨基甘醇酸,甲基丙烯酰氨基苯甲酸,肉桂酸,乙烯基乙酸,三氯丙烯酸,10-羟基-2-癸烯酸,4-甲基丙烯氧基乙基三甲基酸,苯乙烯羧酸,具有H桥供体功能的其他合适的单体是乙酰乙酰官能化的烯属不饱和化合物,如甲基丙烯酸2-乙酰乙酰氧基乙基酯或者丙烯酸2-乙酰乙酰氧基乙基酯。这些化合物可以至少部分地以互变异构的烯醇形式存在。
此外,适合作为具有H桥供体功能的单体是含有至少一个磺酸基团和/或至少一个膦酸基团的所有烯属不饱和单体。这包括具有至少一个烯属双键以及至少一个磺酸基团和/或至少一个膦酸基团的所有有机化合物。它们例如是2-(异丙烯基羰基氧基)-乙磺酸,2-(乙烯基羰基氧基)-乙磺酸,2-(异丙烯基羰基氧基)-丙磺酸,2-(乙烯基羰基氧基)-丙磺酸,2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸,丙烯酰氨基十二烷磺酸,2-丙烯-1-磺酸,甲基烯丙磺酸,苯乙烯磺酸,苯乙烯二磺酸,
甲基丙烯酰氨基乙膦酸,乙烯基膦酸。
甲基丙烯酸2-磷酸根乙基酯甲基丙烯酸2-磺乙基酯Ω-烯烃羧酸,例如2-羟基-4-戊烯酸,2-甲基-4-戊烯酸,2-正丙基-4-戊烯酸,2-异丙基-4-戊烯酸,2-乙基-4-戊烯酸,2,2-二甲基-4-戊烯酸,4-戊烯酸,5-己烯酸,6-庚烯酸,7-辛烯酸,8-壬烯酸,9-癸烯酸,10-十一碳烯酸,11-十二碳烯酸,12-十三碳烯酸,13-十四碳烯酸,14-十五碳烯酸,15-十六碳烯酸,16-十七碳烯酸,17-十八碳烯酸,22-二十三碳烯酸,3-丁烯-1,1-二酸。
特别优选10-十一碳烯酸。
同样,适合作为单体的还有酰胺,如同羧酸一样,已知这些酰胺同样可以同时起到H桥供体和H桥受体作用。不饱和的羧酰胺可以带有未取代的酰胺部分,或者具有任选一次取代的羧酰胺基团。合适的化合物例如是(甲基)丙烯酸的酰胺以及N-烷基取代的(甲基)丙烯酰胺,如N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺,N-(二乙基膦酰基)甲基丙烯酰胺,1-甲基丙烯酰基酰氨基-2-甲基-2-丙醇,N-(3-二丁氨基丙基)甲基丙烯酰胺,N-叔丁基-N-(二乙基膦酰基)甲基丙烯酰胺,N,N-双(2-二乙氨基乙基)甲基丙烯酰胺,4-甲基丙烯酰基酰氨基-4-甲基-2-戊醇,N-(丁氧基甲基)甲基丙烯酰胺,N-(甲氧基甲基)甲基丙烯酰胺,N-(2-羟乙基)甲基丙烯酰胺,N-乙酰基甲基丙烯酰胺,N-(二甲氨基乙基)甲基丙烯酰胺,
N-甲基甲基丙烯酰胺,N-甲基丙烯酰胺,甲基丙烯酰胺,丙烯酰胺N-异丙基甲基丙烯酰胺;甲基丙烯酸氨基烷基酯,例如三(2-甲基丙烯氧基乙基)胺,甲基丙烯酸N-甲基甲酰氨基乙基酯,N-苯基-N’-甲基丙烯酰基脲N-甲基丙烯酰基脲甲基丙烯酸2-脲基乙基酯;N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)乙烯脲杂环的(甲基)丙烯酸酯,例如(甲基)丙烯酸2-(1-咪唑基)乙基酯,(甲基)丙烯酸2-(4-吗啉基)乙基酯,1-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-吡咯烷酮,甲基丙烯酸糠基酯。
同样适合作为H桥供体的羧酸酯是甲基丙烯酸2-叔丁基氨基乙基酯甲基丙烯酸N-甲基甲酰氨基乙基酯,甲基丙烯酸2-脲基乙基酯;杂环的(甲基)丙烯酸酯,例如(甲基)丙烯酸2-(1-咪唑基)乙基酯,1-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-吡咯烷酮。
(甲基)丙烯酸羟基烷基酯,例如甲基丙烯酸3-羟丙基酯,甲基丙烯酸3,4-二羟基丁基酯,甲基丙烯酸2-羟乙基酯,甲基丙烯酸2-羟丙基酯,2,5-二甲基-1,6-己二醇(甲基)丙烯酸酯,1,10-癸二醇(甲基)丙烯酸酯,1,2-丙二醇(甲基)丙烯酸酯;
(甲基)丙烯酸的聚氧乙烯和聚氧丙烯衍生物,例如三甘醇单(甲基)丙烯酸酯,四甘醇单(甲基)丙烯酸酯和四丙二醇单(甲基)丙烯酸酯。
甲基丙烯酰基异羟肟酸,丙烯酰基异羟肟酸,N-烷基甲基丙烯酰基异羟肟酸,N-烷基丙烯酰基异羟肟酸,甲基丙烯酸或丙烯酸与内酰胺,例如与己内酰胺的反应产物甲基丙烯酸或丙烯酸与内酯,例如与己内酯的反应产物甲基丙烯酸或丙烯酸与酸酐的反应产物甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺与内酰胺,例如与己内酰胺的反应产物甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺与内酯,例如与己内酯的反应产物甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺与酸酐的反应产物。
以所使用的烯属不饱和单体的总重量计,具有一个或多个能够形成H桥的结构单元并且是H供体的化合物的含量为0.01~20重量%,优选0.1~15重量%,特别优选0.5~10重量%。
以共聚物的总重量计,该聚合物还可以任选含有0~20重量%或者0~10重量%的一种或多种下式(IV)的化合物 其中R10、R11和R12和R13具有以上所述定义。
式(IV)化合物的实例特别是N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二甲基甲基丙烯酰胺,N,N-二乙基丙烯酰胺和N,N-二乙基甲基丙烯酰胺,甲基丙烯酸氨基烷基酯,例如三(2-甲基丙烯酰氧基乙基)胺,甲基丙烯酸N-甲基甲酰氨基乙基酯,甲基丙烯酸2-脲基乙基酯;杂环的(甲基)丙烯酸酯,例如(甲基)丙烯酸2-(1-咪唑基)乙基酯,(甲基)丙烯酸2-(4-吗啉基)乙基酯和1-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-吡咯烷酮,杂环的乙烯基化合物,例如2-乙烯基吡啶,3-乙烯基吡啶,2-甲基-5-乙烯基吡啶,3-乙基-4-乙烯基吡啶,2,3-二甲基-5-乙烯基吡啶,乙烯基嘧啶,乙烯基哌啶,9-乙烯基咔唑,3-乙烯基咔唑,4-乙烯基咔唑,1-乙烯基咪唑,2-甲基-1-乙烯基咪唑,N-乙烯基吡咯烷酮,2-乙烯基吡咯烷酮,N-乙烯基吡咯烷,3-乙烯基吡咯烷,N-乙烯基己内酰胺,N-乙烯基丁内酰胺,乙烯基氧杂环戊烷,乙烯基呋喃,乙烯基噻酚,乙烯基硫杂环戊烷,乙烯基噻唑和氢化的乙烯基噻唑,乙烯基噁唑和氢化的乙烯基噁唑。
根据本发明,式(III)的化合物d)或者可以只存在于所形成聚合物的主链上,或者可以只存在于接枝的侧链。
如果存在,式(IV)的化合物e)同样或者只存在于所形成聚合物的主链上,或者只存在于接枝的侧链上,不同组分的重量%含量通常以所使用单体的总重量计。
该润滑油组合物作为其他组分还含有25~90重量%的矿物性和/或合成性基础油和总共0.2~20重量%,优选0.5~10重量%的其他常见添加剂,例如倾点降低剂、VI改进剂、防老化剂、清洁剂、分散助剂或者减小磨损的组分。
一般而言,多种这些组分已经包括在可市售购得的所谓DI包中。这些多目的添加剂(多数情况下包含含P和含S的组分作为抗磨损添加剂)的实例如下Ethyl公司的产品,例如Hitec 521、Hitec 522、Hitec 525、Hitec 522、Hitec 381、Hitec 343、Hitec 8610、Hitec 8611、Hitec8680、Hitec 8689、Hitec 9230、Hitec 9240、Hitec 9360Oronite公司的产品,以名称“OLOA”和产品特异标号出售,例如OLOA 4994、OLOA 4994C、OLOA 4900D、OLOA 4945、OLOA 4960、OLOA 4992、OLOA 4616、OLOA 9250、OLOA 4595等。
Infineum公司的产品,例如Infineum N8130Lubrizol公司的产品,例如Lubrizol 7653、Lubrizol 7685、Lubrizol 7888、Lubrizol 4970、Lubrizol 6950D、Lubrizol 8880、Lubrizol 8888、Lubrizol 9440、Lubrizol 5187J、Anglamol 2000、Anglamol 99、Anglamol 6043、Anglamol 6044B、Anglamol 6059、Anglamol 6055。
聚合物的制备上述烯属不饱和单体可以单独使用或者以混合物使用。还可以在聚合过程中改变单体组成。
从上述组合物制备聚合物的方法本身是已知的。例如,这些聚合物特别是通过自由基聚合以及相关工艺进行聚合,例如ATRP(=原子转移自由基聚合)或者RAFT(=可逆加成碎片链转移)。
常规的自由基聚合特别是在Ullmanns’s Encylopedia ofIndustrial Chemistry,第6版中有述。通常为此目的使用聚合引发剂。
属于此的特别是本领域众所周知的偶氮引发剂,如AIBN和1,1-偶氮双环己烷腈,以及过氧化合物,如甲基乙基酮过氧化物、乙酰丙酮过氧化物、双十二烷基过氧化物、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、酮过氧化物、过氧辛酸叔丁酯、甲基异丁基酮过氧化物、环己酮过氧化物、过氧化二苯甲酰、过苯甲酸叔丁酯、过氧异丙基碳酸叔丁酯、2,5-双(2-乙基己酰基-过氧)-2,5-二甲基己烷、过氧-2-乙基己酸叔丁酯、过氧-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化二枯基、1,1-双(叔丁基过氧)环己烷、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、枯基过氧化氢、叔丁基过氧化氢、双(4-叔丁基环己基)过氧二碳酸酯,两种或三种上述化合物彼此间的混合物,以及上述化合物与同样可以形成自由基的非所述化合物的混合物。
ATRP方法本身是已知的。认为这里涉及到一种”活性”自由基聚合,但不应受该机理描述的限制。在这些方法中,过渡金属化合物与具有可转移的原子基团的化合物进行反应。因此,可转移的原子基团转移到过渡金属化合物上,从而使金属氧化。在该反应中形成可加成到烯属基团上的自由基。不过,原子基团转移到过渡金属化合物上是可逆的,因此原子基团还转移回生长的聚合物链上,从而形成受控性聚合体系。因此可以控制聚合物的构造、分子量和分子量分布。该反应过程例如由J-S.Wang等人在J.Am.Chem.Soc.,第117卷,第5614-5615页(1995)中,Matyjaszewski,Macromolecules,第28卷,第7901-7910页(1995)中有述。此外,专利申请WO 96/30421、WO 97/47661、WO 97/18247、WO 98/40415和WO 99/10387公开了以上说明的ATRP的变体方案。
另外,根据本发明的聚合物例如还可以通过RAFT法得到。该方法例如在WO 98/01478中有详细描述,为了公开的目的将其内容引用于此。
聚合可以在常压、低压或超压下进行。而且聚合温度也不是关键性的。不过,温度通常为-20°-200℃,优选为0°-130℃,特别优选为60°-120℃。
聚合可以在有或没有溶剂下进行。术语溶剂在此作广义理解。
优选聚合在非极性溶剂中进行。属于此的有烃类溶剂,例如芳族溶剂,如甲苯、苯和二甲苯,饱和烃类,如环己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十二烷,它们也可以以支链存在。这些溶剂可以单独使用以及作为混合物使用。特别优选的溶剂是矿物油、天然油和合成油以及它们的混合物。其中,矿物油是更特别优选的。
矿物油是已知的并且可市售购得。它们通常是从石油或者原油通过蒸馏和/或精制以及任选的其他纯化和精炼方法而获得,其中,术语矿物油特别是指原油或石油的高沸点级分。通常而言,5000Pa下,矿物油的沸点大于200℃,优选大于300℃。同样可以通过低温干馏页岩油、使石炭焦化、隔绝空气下蒸馏褐煤以及氢化石炭或褐煤而进行制备。对于较小量而言,矿物油还由植物性(例如来自霍霍巴油(Jojoba)、油菜籽)或者动物性(例如蹄油)来源的原料制得。因此,矿物油根据其来源而具有不同级分的芳烃、环烃、支链和直链烃。
通常,在原油或矿物油中区分为石蜡基、环烷和芳族级分,其中术语石蜡基级分表示长链或强支化的异烷烃,并且环烷级分表示环烷烃。此外,矿物油根据来源和精炼而具有不同级分的正烷烃、异烷烃,具有较小的支化度,所谓的单甲基支化的石蜡,和含有杂原子,特别是O、N和/或S的化合物,它们影响极性性质。在优选的矿物油中正烷烃含量小于3重量%,含有O、N和/或S的化合物含量小于6重量%。芳香物和单甲基支化的石蜡的含量通常分别为0~30重量%。根据一个感兴趣的方面,矿物油主要含有环烷和石蜡基烷烃,其通常有大于13个,优选大于18个,更特别优选大于20个碳原子。这些化合物的含量通常≥60重量%,优选≥80重量%,但并不受此限制。通过常规方法,如脲分离和硅胶上的液相色谱,对特别优选的矿物油进行分析,例如表示为以下组分,其中百分数以分别使用的矿物油的总重量计含有约18~31个碳原子的正烷烃0.7-1.0%,含有18~31个碳原子的较少支化的烷烃1.0-8.0%,含有14~32个碳原子的芳香物0.4-10.7%,含有20~32个碳原子的异烷烃和环烷烃60.7-82.4%,极性化合物0.1-0.8%,损失6.9-19.4%。
关于矿物油的分析以及具有不同组成的矿物油的列举有价值的提示例如存在于Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry,5thEdition on CD-ROM,1997,词条”lubricants and relatedproducts”中。
合成油特别包括有机酯,有机醚如硅酮油以及合成性烃,特别是聚烯烃。它们多数比矿物油贵一些,但就其性能方面有利。
天然油是动物性或者植物性油,如蹄油或者霍霍巴油。
这些油也可以作为混合物使用,并且多数情况下可市售购得。
以混合物的总重量计,这些溶剂的用量优选为1~99重量%,特别优选5~95重量%,更特别优选10~60重量%。该组合物还可以含有极性溶剂,不过这样限制其用量,使得该溶剂一定不能对聚合物的溶解性产生不可接受的不利作用。
聚合物的分子量Mw为1500~4000000g/mol,特别是5000-2000000g/mol,特别优选为20000-500000g/mol。多分散性(Mw/Mn)优选为1.2-7.0。分子量可以按照已知方法进行确定。例如可以使用凝胶渗透色谱法,还可以使用已知的“尺寸排阻色谱法”(SEC)。同样可以使用渗透压法,例如“气相渗透压法”来确定分子量。所述方法例如描述在P.J.Flory,“Principles of PolymerChemistry“康奈尔大学出版社(1953),第VII章,266-316以及”Macromeolecules,an Introduction to Polymer Science“,F.A.Bovey和F.H.Winslow主编,Academic Press(1979),296-312以及W.W.Yau,J.J.Kirkland和D.D.Bly,“Modern Size ExclusionLiquid Chromatography,John Wiley和Sons,New York,1979中。优选使用凝胶渗透色谱法确定这里所述聚合物的分子量。优选相对聚丙烯酸甲基酯或聚丙烯酸酯标准物进行测量。
剩余单体含量(例如丙烯酸C8-C18-烷基酯、MMA、甲基丙烯酸、NVP)按照常规方法HPLC分析进行确定。其含量以占所制备聚合物溶液总重量的ppm或者重量%表示。可示例性提及长链烷基取代的丙烯酸酯,例如为丙烯酸C8-C18-烷基酯表示的剩余单体含量包括所有使用的丙烯酸酯单体,其酯侧链上带有烷基取代基,特征在于,取代基包含8~18个碳原子。
在本发明中描述的合成包括聚合物溶液的制备,而没有因此限制所述合成不能在没有溶剂下进行。因此,给出的运动粘度涉及聚合物溶液,而不是分离的纯聚合物。术语“增稠作用”涉及聚合物溶液的运动粘度,是在确定温度下通过用另一种溶剂稀释一定量的聚合物溶液而测得的。通常将10-15重量%分别制得的聚合物溶液在150N-油中进行稀释,并在40℃或100℃下确定所得溶液的运动粘度。按照常规方法确定运动粘度,例如在Ubbelohde-粘度计或者在Herzog公司的自动测量装置中进行。运动粘度数据始终以mm2/s表示。
制备本发明接枝共聚物的方法的特征在于,该聚合物或者通过所有的各组分进行共聚而制得,或者在另一种实施方式中,在第一步骤中,主链通过单体a)、b)和c)进行自由基聚合而制得,然后在第二步骤中,一种或多种单体d)和任选的e)接枝在主链上。
在制备接枝共聚物方法的一种有利实施方式中,接枝一种或多种式(III)的单体后,与一种或多种不具有能够形成H桥的结构单元的式(IV)单体进行又一接枝过程。
同样可以交换以上所述接枝步骤的顺序。在制备接枝共聚物方法的该实施方式中,主链聚合后,首先进行与一种或多种式(IV)单体的接枝过程,然后进行与一种或多种式(III)单体的又一接枝过程。
制备接枝共聚物的本发明方法还可以如下有利地进行,通过使用分别由一种或多种式(III)和(IV)单体形成的混合物进行接枝过程。
制备接枝共聚物的本发明方法另一有利的实施方式的特征在于,该接枝过程连续进行至多5次。在此,分别与可以起到H桥供体作用的少量单体,例如分别为1重量%的单体连续进行多次接枝。例如如果总共使用2重量%的这些单体进行接枝,则优选与例如分别为1重量%的相关单体进行两个先后进行的接枝步骤。技术人员清楚的是,这里,个别情况下也可以使用一系列其他值的所用单体量和接枝步骤数目,所以在此不必一一列出。显然可以理解,也可以用式(III)和(IV)单体的混合物多次、至多5次重复进行接枝步骤。
N-官能化的单体e)可以是一种N-乙烯基取代的单体,例如N-乙烯基-吡咯烷酮,N-乙烯基-己内酰胺,N-乙烯基-三唑,N-乙烯基-苯并三唑或者N-乙烯基-咪唑。在另一实施方式中,也可以是乙烯基吡啶,例如2-乙烯基-吡啶。同样可以是在其酯官能团中含有N-杂环的甲基丙烯酸酯或者丙烯酸酯。此外,含N的单体可以是N,N-二烷基氨基丙烯酸酯或其甲基丙烯酸酯同系物,其中氨基烷基含有1-8个碳原子。关于其他可能的化合物,此处可参见在定义式(IV)的单体时的详细列举情况。
实际上,酸官能化的聚合物在聚合物类的反应中经常被胺、多胺或者醇所中和,对此的规范例如公开在DE-A 2519197(ExxonMobil)以及US 3994958(Rohm & Haas Company)中。同样,如同这两个申请中那样,本申请的根据本发明的聚合物可以在聚合物类的反应中与伯胺或仲胺化合物或者醇在聚合物类反应中事后被中和或者酯化。在此,聚合物可以进行部分或者完全中和。
除了VI、分散性和在此没有讨论的性质如耐氧化性以外,润滑油对机器部件磨损性能的影响也是特别有意义的。因此通常向润滑油中添加特别用于此目的的降低磨损的添加剂。这样的添加剂大多是含磷和/或含硫的。在润滑剂工业中努力减少向时兴的润滑油配方中加入磷和硫。这既有技术原因(避免废气催化剂中毒)也有环境政策的原因。因此,寻找不含磷和硫的润滑剂添加剂,特别是在近年来,促使很多添加剂生产商进行积极研究。
磨损性能方面的优点可以对能量消耗,例如柴油发动机或快燃发动机的能量消耗有积极作用。本发明的聚合物目前还没有与对磨损性能的积极影响关联起来。
本发明的聚合物在抗磨损保护方面优于含有N-官能团的已知的商用聚合物。
根据当今的现有技术,用发动机油来润滑内燃发动机的曲轴传动、活塞组、气缸镜面和阀门齿轮传动装置。集积在发动机贮油槽中的发动机油,通过输送泵经由油过滤器而输送到各个润滑点(与喷射和油雾润滑有关的压力循环润滑)。
该系统中,发动机油的功能是传送力、减少摩擦、降低磨损、冷却部件以及使活塞气密封。
在压力下将油加到承载点(曲轴、连杆和凸轮轴轴承)。阀动装置、活塞组、齿轮和链的润滑点配备有喷油、离心油或者油喷雾。
在各个润滑点,运行过程中,要传送的力、接触几何形状、滑动速度和温度在较宽的范围内变化。
升高发动机的功率密度(kW/气缸工作容积;转矩/气缸工作容积)导致较高的部件温度和润滑点的面压力。
为了确保在这些运行条件下的发动机油功能,在标准化的测试方法和发动机测试中测试发动机油的功率性能(例如USA的API分类或者欧洲的ACEA测试次序)。在发动机油允许使用前,还可以使用各生产商自己定义的测试法。
在上述的润滑油性质中,发动机油的抗磨损保护性是特别重要的。例如,ACEA测试次序2002的要求表明,在用分开的发动机测试的各类别(A用于PKW快燃发动机,B用于PKW柴油发动机,E用于LKW发动机)中,将确认对于阀动装置而言足够的抗磨损保护性。
在运行中将油置于以下的负荷下●与热部件接触(直到超过300℃)●存在空气(氧化)、氮氧化物(氮化)、燃料及其燃烧残留物(壁上浓缩物,以液体形式引入)和燃烧后的炭黑颗粒(由固体外来物引入)。
●燃烧时,气缸上的油膜被置于高辐射热下。
●由发动机曲轴传动产生的涡流在曲轴传动的煤气室和贮油槽的气泡中提供液滴状较大的活性油表面。
所列举的汽化、氧化、氮化、被燃料稀释以及颗粒输入的负荷,由于发动机运行而改变发动机油本身和发动机的部件,它们在运行过程中被发动机油浓湿。因此,对于发动机完全正常的运行而言,出现以下不希望的作用●粘度变化(在低温范围内以及在40°和100℃确定)●在较低的外界温度下油的泵送性
●在热的和冷的发动机部件上形成沉积物这里是指形成漆状层(颜色从褐色到黑色),直到形成炭。这些沉积物损害各部件的功能,例如活塞环的自由通过性,和涡轮压缩机的空气传导部件(扩压器和螺线)变窄。结果造成发动机严重受损或者功率损失并增加了废气散发量。此外还形成淤泥状的沉积物层,优选在油腔的水平面上形成,极端情况下甚至会堵塞发动机的油过滤器和油管,这同样会使发动机受损。
减少沉积物形成并实现在长期使用过程中较高的去垢作用和分散作用以及抗磨损保护作用,是常用的释放方法的中心任务,例如由以下1998年的ACEA-测试次序可以看出●类别A(快燃发动机)在6组发动机的测试方法中,测定油沉积物10次、磨损4次和粘度2次。在测定沉积性质时,评价活塞清洁性3次、活塞环烧蚀3次和沉积物形成3次。
●类别B(轻柴油发动机)在5组发动机的测试方法中,测定油沉积物7次、磨损3次和粘度2次。在测定沉积性质时,评价活塞清洁性4次、活塞环插入2次和沉积物形成1次。
●类别E(重柴油发动机=重型柴油)在5组发动机的测试方法中,测定油沉积物7次、磨损6次和粘度1次。在测定沉积性质时,评价活塞清洁性3次、沉积物形成2次和涡轮沉积1次。
就本发明而言,根据测试方法CEC-L-51-A-98测量所使用的润滑剂对磨损的影响。该测试方法适用于研究PKW-柴油发动机(ACEA类别B)以及LKW-柴油发动机(ACEA类别E)的磨损性能。在该测试方法中,在1°步骤中,在2-或3-D测量机上确定各凸轮测试前和测试后的圆周曲线,并进行比较。在测试中所形成的曲线偏差相应于凸轮磨损。为了评价测试的发动机油,对各凸轮的磨损结果求平均,并与对应ACEA类别的边界值进行比较。
与CEC测试规范不同的是,测试时间从200h缩短为100h。进行的研究表明,即使100h后也能清楚区分开所使用的油,因为该段时间后已经检测到磨损上的明显差别。
本发明的油A(参见表1和2)用作磨损试验的第一对比实施例。其是类别SAE 5W-30的重型柴油发动机油配方。如同实际中经常采用的,该油从商业上通用的基础油,本发明中是Fortum公司的Nexbase3043,以及其他典型的添加剂混合而成。这些添加剂之一是Oronite公司的Oloa 4549。后者组分是发动机油用的典型DI-添加剂。除了无灰分散剂外,该产品还含有用于改善磨损性能的组分。Oloa 4549中的后者组分是含锌和含磷的化合物。含锌和含磷的化合物被视为当前最常用的改善磨损性能的添加物。作为其他添加剂,为了增稠剂或VI改进剂的作用,使用乙烯-丙烯-共聚物(Oronite公司的Paratone8002)。实际中常见的是,Paratone 8002作为矿物油中的溶液使用。虽然其VI作用受到限制,但乙烯-丙烯-共聚物由于其良好的增稠作用仍是PKW-和LKW-发动机油中当前最常用的VI改进剂。对于这种系统值得注意的磨损改善作用目前还没有描述过。聚丙烯酸酯没有用作油A的添加组分。概括而言,油A由75.3重量%的Nexbase 3043、13.2重量%的Oloa 4594以及11.5重量%的Paratone 8002溶液组成。
表1.根据CEC-L-51-A-98,用油A-G得到的磨损结果
表2.磨损测试所用配方的流变数据以及TBN值
使用油B作为第二对比实施例用于磨损试验(参见表1和2)。油B与油A的区别在于,一部分Paratone 8002被聚丙烯酸酯,在特殊情况下是来自对比实施例1的聚丙烯酸酯所代替。来自对比实施例1的聚合物是一种含NVP的聚丙烯酸酯,其在抗磨损保护方面是有利的已有描述。用于油C(进行磨损研究的第三对比实施例)的聚丙烯酸酯来自对比实施例2,与来自对比实施例1的聚合物不同,是一种含有由氧而非氮形成的分散性官能团的聚丙烯酸酯。此外,来自对比实施例2的聚合物溶液还含有少量烷基烷氧基化物作为其他溶剂组分,发动机中的去垢作用源因于此。显然由表2可见,油A和B以及用于磨损试验的所有其他配方在它们的运动粘度数据方面基本上没有差别。通过在40和100℃测得的运动粘度(在表2中记为KV40℃或KV100℃)可以看出这点。表2同样表明,所用配方在粘度指数(VI)、总碱值(TBN)、由Crankcase-Simulator数据(CCS)表达的冷起动性质以及由高温高剪切数据(HTHS)表达的高温下临时性剪切损失没有明显差别。KV40℃、KV100℃、VI、TBN、CCS-和HTHS数据是根据技术人员已知的ASTM方法确定的。
就腐蚀性质以及耐氧化性而言,本发明的配方与对比实施例相比也看不出明显差别。例如,研究了本发明配方D和E在其腐蚀性质方面与油A、B和C的直接对比(参见表3)。该研究对铅、铜和锡时根据ASTM D 5968进行,对铜时根据ASTM D 130进行。
表3.用于磨损测试的配方的腐蚀性质
氧化性质是通过技术人员已知的PDSC方法确定的(CECL-85-T-99)。
油B、C、D和E的共同点是,3重量%的Paratone 8002溶液分别被3重量%的相应聚丙烯酸酯溶液所代替。油D和E是有关磨损性能的本发明配方。
发现,实施例1的聚合物是特别有利的(平均凸轮磨损5.7μm)。发现,便于制得的实施例3的共聚物比现有技术有所改善,通过比较油E与油A的凸轮磨损可以看出这点。
原则上,任何足以提供即使在高温下也不会崩溃的润滑剂膜的化合物都适合用作制备本发明润滑油配方的基础油。粘度例如可以用于确定这种性能,例如为SAE规格中所规定的。
特别合适的化合物的粘度在15 Saybolt-Sekunden(SUS,SayboltUniversal Seconds)到250SUS范围内,优选在15~100SUS范围内,分别在100℃测得。
适于该目的的化合物尤其包括天然油、矿物油和合成油以及它们的混合物。
天然油是动物性或者植物性油,如蹄油或者霍霍巴油。矿物油主要是从原油通过蒸馏获得。由于其价格有利而特别有用。合成油特别包括有机酯,合成性烃,特别是聚烯烃,它们满足上述要求。它们多数比矿物油贵一些,但它们在性能上更有利。
这些基础油也可以混合使用,并可广泛购得。
除了基础油和这里提及的有助于分散性质并提供抗磨损保护的聚合物外,润滑油还含有其他添加剂。特别是在发动机油、变速器油以及液压油情况下更是如此。添加剂使固体物质悬浮(清洁-分散-性质),中和酸性反应产物并在汽缸表面上形成保护膜(EP添加剂,EP表示“极压”)。此外,还可以使用减小摩擦的添加物如摩擦改进剂,防老化剂,倾点降低剂,防腐剂,染料,去乳化剂和增香剂。技术人员可在Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,第5版CD-ROM,1998中找到其它有价值的建议。根据本发明,本发明的聚合物由于其有助于抗磨损保护,即使在没有摩擦改进剂或者EP添加剂情况下也能提供足够的抗磨损保护。因此,本发明聚合物贡献了改善磨损的作用,因此也可以归于摩擦改进剂的作用。
上述添加剂的用量取决于润滑剂的使用领域。基础油含量通常为25~90重量%,优选50~75重量%。该添加剂也可以作为所谓的DI包(清洁剂-抑制剂)使用,它们是为人熟知的,并可购得。
特别优选的发动机油除了基础油外例如还含有0.1-1重量%的倾点降低剂,0.5-15重量%的VI改进剂,0.4-2重量%的防老化剂,2-10重量%的清洁剂,1-10重量%的润滑性能改进剂,0.0002-0.07重量%的消泡剂,0.1-1重量%的防腐剂。
本发明的润滑油还可以含有下式(V)的烷基烷氧基化物,浓度优选为0.05-10.0重量%。该烷基烷氧基化物可以直接加入润滑油组合物中,作为VI改进剂的组分,作为DI包的组分,作为润滑剂浓缩物的组分,或者随后加入该油中。作为油,在此也可以使用经处理的用过的油。
其中R1、R2和R3独立地是氢或者含有至多40个碳原子的烃基,R4是氢、甲基或乙基,L是连接基,n是4~40的整数,A是含有2~25重复单元的烷氧基,其衍生自环氧乙烷、环氧丙烷和/或环氧丁烷,其中A包括由至少两个上述化合物形成的均聚物以及无规共聚物,和z是1或2,式(V)化合物的非极性部分(VI) 含有至少9个碳原子。该化合物在本发明中称为烷基烷氧基化物。该化合物既可以单独使用,也可以混合使用。
含有至多40个碳原子的烃基例如是指直链、支链或者环状的饱和和不饱和烷基,以及芳基,其也可以含有杂原子和烷基取代基,所述烃基任选带有取代基,如卤素。
这些基团中优选(C1-C20)-烷基,特别是(C1-C8)-烷基,更特别优选(C1-C4)-烷基。
术语“(C1-C4)-烷基”是指含有1~4个碳原子的非支链或支链烃基,如甲基、乙基、丙基、异丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基丙基、或叔丁基;术语“(C1-C8)-烷基”是指上述烷基,以及例如戊基、2-甲基丁基、己基、庚基、辛基或者1,1,3,3-四甲基丁基;术语“(C1-C20)-烷基”是指上述烷基,以及例如壬基、1-癸基、2-癸基、十一烷基、十二烷基、十五烷基或者二十烷基。
此外,优选(C3-C8)-环烷基作为烃基。属于此的特别是环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基或者环辛基。
此外这些基团也可以是不饱和的。这些基团优选是“(C2-C20)-烯基”、“(C2-C20)-炔基”,特别是“(C2-C4)-烯基”以及“(C2-C4)-炔基”。术语“(C2-C4)-烯基”例如是指乙烯基、烯丙基、2-甲基-2-丙烯基或者2-丁烯基;术语“(C2-C20)-烯基”是指上述基团以及例如2-戊烯基、2-癸烯基或者2-二十碳烯基;术语“(C2-C4)-炔基是指例如乙炔基、炔丙基、2-甲基-2-丙炔基或者2-丁炔基;术语“(C2-C20)-烯基”是指上述基团以及例如2-戊炔基或者2-癸炔基。
此外还优选芳族基团,如“芳基”或者“杂芳环系”。术语″芳基″是指优选含有6~14个,特别是6~12个碳原子的异环状芳族基团,如苯基、萘基或者联苯基,优选苯基;术语″杂芳环系″是指其中至少一个CH-基被N代替和/或至少两个相邻的CH-基被S、NH或O代替的芳基,例如以下化合物的基团噻吩、呋喃、吡咯、噻唑、噁唑、咪唑、异噻唑、异噁唑、吡唑、1,3,4-噁二唑、1,3,4-噻二唑、1,3,4-三唑、1,2,4-噁二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,4-三唑、1,2,3-三唑、1,2,3,4-四唑、苯并[b]噻吩、苯并[b]呋喃、吲哚、苯并[c]噻吩、苯并[c]呋喃、异吲哚、苯并噁唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并异噁唑、苯并异噻唑、苯并吡唑、苯并噻二唑、苯并三唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、咔唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,4,5-三嗪、喹啉、异喹啉、喹喔啉、喹唑啉、肉啉、1,8-二氮杂萘、1,5-二氮杂萘、1,6-二氮杂萘、1,7-二氮杂萘、2,3-二氮杂萘、吡啶并嘧啶、嘌呤、喋啶或者4H-Chinolizin。
在分子的疏水部分任选多次出现的基团R2或R3分别是相同或者不同的。
连接基L用于连接极性的烷氧化物部分与非极性的烷基。合适的基团例如是芳族基团,如苯氧基(L=-C6H4-O-),由酸衍生的基团,如酯基(L=-CO-O-),氨基甲酸酯基(L=-NH-CO-O-)和酰胺基(L=-CO-NH-),醚基(L=-O-)和酮基(L=-CO-)。在此特别优选稳定的基团,如醚基、酮基和芳香基团。
如上所述,n是4~40,特别是10~30的整数。如果n大于40,则通过本发明添加剂产生的粘度通常太大。如果n小于4,则分子部分的亲油性通常不足以使式(V)的化合物保持在溶液中。因此,化合物(V)的非极性部分式(VI)优选总共有10~100个碳原子,更特别优选总共有10~35个碳原子。
烷基烷氧基化物的极性部分在式(V)中由A表示。假设烷基烷氧基化物的该部分由下式(VII)表示 其中基团R5表示氢、甲基和/或乙基,m是2~40的整数,优选2~25,特别是2~15,更特别优选是2~5的整数。上述数值在本发明中是指平均值,因为烷基烷氧基化物的该部分通常由聚合反应得到。如果m大于40,则化合物在疏水环境中的溶解性太小,结果油不透明,任选发生沉淀,如果该值小于2,则不能实现所希望的作用。
极性部分可以具有由环氧乙烷、环氧丙烷和/或环氧丁烷衍生的单元,其中环氧乙烷是优选的。该极性部分可以只有一个这种单元。这些单元也可以一起随机出现在极性基团中。
数z由连接基团的选择或者由所使用的起始化合物得到。该值为1或2。
式(VI)烷基烷氧基化物的非极性部分的碳原子数优选大于该分子的极性部分A(可能的式(VII))的碳原子数。非极性部分的碳原子数优选是极性部分的至少两倍,特别优选是三倍或者更多。
烷基烷氧基化物可购得。属于此的例如是Sasol的Marlipal和Marlophen型号以及BASF的Lutensol型号。
属于此的例如有Marlophen NP 3(壬基苯酚聚乙二醇醚(3EO))、Marlophen NP 4(壬基苯酚聚乙二醇醚(4EO))、Marlophen NP 5(壬基苯酚聚乙二醇醚(5EO))、Marlophen NP 6(壬基苯酚聚乙二醇醚(6EO));Marlipal 1012/6(C10-C12-脂肪醇聚乙二醇醚(6EO))、MarlipalMG(C12-脂肪醇聚乙二醇醚)、Marlipal 013/30(C13-羰基合成醇聚乙二醇醚(3EO))、Marlipal 013/40(C13-羰基合成醇聚乙二醇醚(4EO));Lutensol TO 3(有3个EO-单元的i-C13-脂肪醇)、Lutensol TO5(有5个EO-单元的i-C13-脂肪醇)、Lutensol TO 7(有7个EO-单元的i-C13-脂肪醇)、Lutensol TO 8(有8个EO-单元的i-C13-脂肪醇)和Lutensol TO 12(有12EO-单元的i-C13-脂肪醇)。
实施例使用的产品和起始材料为了这里所述聚合物合成所使用的起始材料如引发剂或者链转移剂完全是商业上常见的产品,例如从Aldrich公司或者Akzo Nobel购得。单体如MMA(Degussa)、NVP(BASF)、DMAPMAM(Degussa)、10-十一碳烯酸(Atofina)或者甲基丙烯酸(Degussa)同样从商业常见来源获得。Plex 6844-0是Degussa公司的酯基中含有脲的甲基丙烯酸酯。
对于这里使用的其他单体,如甲基丙烯酸C8-C18-烷基酯或者乙氧基化的甲基丙烯酸酯,参见本申请的描述。更确切描述的所使用的溶剂如油类或者烷基烷氧基化物同样也是这样。
术语解释,测试方法当本发明中论及丙烯酸酯或者例如丙烯酸酯聚合物或聚丙烯酸酯时,将其理解为除了丙烯酸酯,即丙烯酸衍生物外,还包括甲基丙烯酸酯,即甲基丙烯酸衍生物,或者是指基于丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的体系的混合物。
如果本申请中将聚合物称为无规形成的聚合物时,则意味着其中所使用的单体类型无规分布在聚合物链中的共聚物。接枝共聚物、嵌段共聚物或者所用单体类型沿着聚合物链呈浓度梯度的体系在本文中称作非无规性聚合物或者非无规形成的聚合物。
发动机油配方根据方法CEC-L-51-A-98进行磨损测试。
液压配方抗磨损保护能力根据Vickers泵测试(DIN 51389部分2)进行测定。为进行该测试,如上所述,使用叶片泵V 105-C。该泵以1440min-1转数运行。所用全流过滤器的尺寸为10μm,液位和泵入口之差为500mm。
在这些条件下,设定0bar下的输送流速为38.7l/min,70bar下的输送流速为35.6l/min。如根据DIN 51389部分2的规定,所设定的液体温度相应于各液压液体体的运动粘度,即,在40℃下运动粘度较高的液体被加热到比低粘度的液体更高的温度,以进行磨损测试。磨损试验所使用的液体,包括组成、粘度和粘度指数的数据,可以从表4得到。磨损测试过程中泵的运行条件以及在环上和叶片上的各磨损结果列于表5中。
根据DIN 51524制得配方。ISO-等级46的油(表4中的F、G和H)的运动粘度因此在46mm2/s+/-10%粘度范围内,以及ISO 68-等级的油(油I)的粘度在68mm2/s+/-10%范围内。油F以及G是含聚甲基丙烯酸烷基酯的液体。G含有以标准方式作为液压油用的VI改进剂的聚合物。相反,在油F中含有的实施例6的聚合物,其组成在液压领域中通常不使用。油H和I不含有聚甲基丙烯酸烷基酯。由于其中含有VI改进剂,所以F和G的粘度指数升高。油I由于其较高的ISO-等级而具有比F、G和H升高的基础粘度。因此,选择以上油类也可以确保,能够研究所出现的任何降低磨损的作用,不是在纯的粘度作用方面,而是更多地在基于聚合物的作用方面。换句话说高基础粘度有助于降低磨损,用ISO 68-油I可期待最好的结果。如果要求尽可能大的粘度指数,则预期F和G之间没有大的差别。表4所示所有配方使用的DI包是商业常见的Oronite公司的产品Oloa 4992。Oloa4992的浓度对于所有试验的配方都恒定保持0.6重量%。
可以看到,与使用的所有其他液压油相比,本发明的配方F带来明显更好的磨损结果(参见表5)。与所有试验品相比,这根据所用泵的环上和叶片上的物料损失更少变得更加明显。可以确定,改善的结果归因于使用了含有实施例6的聚合物的本发明配方F。
表4.泵测试所使用的液压配方
表5.泵运行条件(叶片泵V 105-C)和用表4所示的液压油进行磨损测试的结果
对于液压配方而言,润滑油组合物优选含有一种共聚物,其中单体a)和b)优选选自单体甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸异壬酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十五烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯和甲基丙烯酸十八烷基酯。
本发明的润滑油组合物的特征在于,使用共聚物作为VI改进剂,并且与液压油的运动粘度无关地有助于降低液压设备中的磨损。
本发明的润滑油组合物的特征还在于,抗磨损保护或者单独地通过共聚物提供,或者与常用的降低磨损的添加剂如摩擦改进剂一起提供。
在本发明的液压配方中,共聚物在溶液中以1-30重量%,特别是2-20重量%,特别有利地以3-15重量%存在。
本发明的液压配方的特征在于,共聚物除了VI作用和抗磨损保护外,还具有倾点降低作用。
在本发明的液压配方中,除了共聚物外,还存在其他常用的润滑油添加剂,如抗氧化剂、腐蚀抑制剂、消泡剂、染料、颜色稳定剂、清洁剂、倾点降低剂或者DI添加剂。
本发明的液压配方可以用于叶片泵、齿轮泵、径向活塞泵或者轴向活塞泵使用。
聚合物合成对比实施例1(聚丙烯酸烷基酯,接枝部分含有3重量%NVP)在配备有刀形搅拌器(以150转/分钟运行)、温度计和回流冷却器的2升四颈烧瓶中,加入430g 150N-油和47.8g单体混合物,单体混合物包括甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯和甲基丙烯酸甲酯(MMA),重量比为99/1。将温度调节到100℃。然后加入0.71g过辛酸叔丁酯,同时开始单体供料,单体供料包括522.2g由甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯和甲基丙烯酸甲酯以重量比99/1形成的混合物以及3.92g过辛酸叔丁酯。供料时间为3.5小时,供料速度均匀。供料结束2小时后,再加入1.14g过辛酸叔丁酯。总反应时间为8小时。然后将混合物加热到130℃。达到130℃后,加入13.16g 150N-油、17.45gN-乙烯基吡咯烷酮和1.46g过苯甲酸叔丁酯。分别在1小时、2小时和3小时后,再各加入0.73g过苯甲酸叔丁酯。总反应时间为8小时。然后向聚合物溶液中加入倾点改进剂,占总溶液的7重量%。
比粘度(20℃,在氯仿中)31.7ml/g100℃下的运动粘度500mm2/s100℃下的增稠作用(10%,在150N-油中)11.06mm2/s40℃下的增稠作用(10%,在150N-油中)64.7mm2/s剩余单体含量甲基丙烯酸C12-18-烷基酯0.22%剩余单体含量MMA28ppm剩余单体含量NVP0.061%对比实施例2(溶于油和乙氧基化物的混合物中的聚丙烯酸烷基酯)在配备有刀形搅拌器(以150转/分钟运行)、温度计和回流冷却器的2升四颈烧瓶中,加入400g 150N-油和44.4g单体混合物,单体混合物包括甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和含有20个乙氧基化物单元的异-C13-醇的甲基丙烯酸酯,重量比为87.0/0.5/12.5。将温度调节到90℃。达到90℃后,加入1.75g过辛酸叔丁酯,同时开始供料555.6g由甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯、甲基丙烯酸甲酯和含有20个乙氧基化物单元的异-C13-醇的甲基丙烯酸酯酯以重量比87.0/0.5/12.5形成的混合物以及2.78g过辛酸叔丁酯。供料时间为3.5小时。供料速度均匀。供料结束2小时后再加入1.20g过辛酸叔丁酯。总反应时间为8小时。然后向聚合物溶液中加入倾点改进剂,之后其以5重量%存在。然后用含有3个乙氧基化物单元的乙氧基化的异-C13-醇以比例79/21稀释该溶液。
比粘度(20℃,在氯仿中)45ml/g100℃下的运动粘度400mm2/s100℃下的增稠作用(10%,在150N-油中)11.56mm2/s40℃下的增稠作用(10%,在150N-油中)11.56mm2/s剩余单体含量甲基丙烯酸C12-18-烷基酯0.59%剩余单体含量MMA48ppm实施例1(无规形成的聚丙烯酸酯,聚合物骨架中含有3重量%的甲基丙烯酸)在配备有刀形搅拌器(以150转/分钟运行)、温度计和回流冷却器的2升四颈烧瓶中,加入430g 150N-油和47.8g单体混合物,单体混合物包括甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸,重量比为82.0/15.0/3.0。将温度调节到100℃。达到100℃后加入0.38g过辛酸叔丁酯,同时开始供料522.2g由甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸以重量比82.0/15.0/3.0形成的混合物,以及2.09g过辛酸叔丁酯(溶于单体混合物中)。供料时间为3.5小时并且供料速度均匀。供料结束2小时后,再加入1.14g过辛酸叔丁酯。总反应时间为8时。然后用150N-油稀释混合物直到总聚合物含量45重量%。得到澄清、均匀的反应产物。
比粘度(20℃,在氯仿中)45.9ml/g100℃下聚合物溶液的运动粘度7302mm2/s100℃下的增稠作用(12.67重量%,在150N-油中)11.07mm2/s剩余单体含量甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯0.61%剩余单体含量MMA0.073%
剩余单体含量甲基丙烯酸143ppm实施例2(聚丙烯酸酯,聚合物骨架中含有3重量%的甲基丙烯酸并且接枝部分含有3重量%的NVP)在配备有刀形搅拌器(以150转/分钟运行)、温度计和回流冷却器的2升四颈烧瓶中,加入430g 150N-油和47.8g单体混合物,单体混合物包括甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯和甲基丙烯酸,重量比为87.0/3.0。将温度调节到100℃。达到100℃后加入0.66g过辛酸叔丁酯,同时开始供料522.2g由甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯和甲基丙烯酸以重量比87/3形成的单体混合物,以及3.66g过辛酸叔丁酯。供料时间为3.5小时,并且供料速度均匀。供料结束2小时后,再加入1.14g过辛酸叔丁酯。总反应时间为8时。然后将混合物加热到130℃,之后加入13.16g 150N-油、17.45g n-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和1.46g过苯甲酸叔丁酯。1小时和2小时后分别再加入0.73g过苯甲酸叔丁酯。总反应时间为8小时。得到均匀的反应产物。
比粘度(20℃,在氯仿中)33.5ml/g100℃下的运动粘度11889mm2/s100℃下的增稠作用(10%,在150N-油中)11.19mm2/s40℃下的增稠作用(10%,在150N-油中)66.48mm2/s剩余单体含量甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯0.0695%剩余单体含量MMA<10ppm剩余单体含量甲基丙烯酸10.5ppm剩余单体含量N-乙烯基吡咯烷酮0.04%实施例3(无规形成的聚丙烯酸酯,在聚合物骨架中含有3重量%脲衍生化的甲基丙烯酸酯Plex 6844-0)
在配备有刀形搅拌器(以150转/分钟运行)、温度计和回流冷却器的2升四颈烧瓶中,加入430g 150N-油和47.8g的单体混合物,单体混合物包括甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯、甲基丙烯酸甲酯和Plex6844-0,重量比为82.0/15.0/3.0。将温度调节到100℃。达到100℃后加入0.56g过辛酸叔丁酯,同时开始供料522.2g由甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯、甲基丙烯酸甲酯和Plex 6844-0以重量比82.0/15.0/3.0形成的混合物,以及3.13g过辛酸叔丁酯。供料时间为3.5小时,并且供料速度均匀。供料结束2小时后,再加入1.14g过辛酸叔丁酯。总反应时间为8小时。得到稍微不透明但仍均匀的反应产物。
比粘度(20℃,在氯仿中)ml/g39.5100℃下的运动粘度1305mm2/s100℃下的增稠作用(10%,在150N-油中)11.13mm2/s40℃下的增稠作用(10%,在150N-油中)59.36mm2/s剩余单体含量甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯0.65%剩余单体含量MMA0.063%实施例4(无规的聚丙烯酸烷基酯,在聚合物骨架中含有10重量%的甲基丙烯酸)在配备有刀形搅拌器(以150转/分钟运行)、温度计和回流冷却器的2升四颈烧瓶中,加入300g 150N-油和33.3g单体混合物,单体混合物包括甲基丙烯酸C12-C15-烷基酯和甲基丙烯酸,重量比为90.0/10.0。将温度调节到100℃。达到100℃后加入0.36g过辛酸叔丁酯、0.63g十二烷硫醇和0.63g叔十二烷硫醇,同时开始供料666.7g由甲基丙烯酸C12-C15-烷基酯和甲基丙烯酸以重量比90.0/10.0形成的混合物,以及2.00g过辛酸叔丁酯、12.67g十二烷硫醇和12.67g叔十二烷硫醇。供料时间为3.5小时并且供料速度均匀。总反应时间为8小时。供料结束30分钟后,用150N-油稀释混合物,比例为总聚合物含量为50重量%。供料结束一小时和两小时后,分别再加入1.40g过辛酸叔丁酯。得到澄清、均匀的反应产物。
100℃下的运动粘度1886mm2/s100℃下的增稠作用(36%,在150N-油中)14.36mm2/s剩余单体含量甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯0.84%剩余单体含量甲基丙烯酸0.034%实施例5(无规形成的含10-十一碳烯酸的聚丙烯酸烷基酯)在配备有刀形搅拌器(以150转/分钟运行)、温度计和回流冷却器的2升四颈烧瓶中,加入240g 10-十一碳烯酸。将温度调节到140℃。达到140℃后,加入由甲基丙烯酸C9-C13-烷基酯与20次乙氧基化的甲基丙烯酸酯(例如通过MMA与BASF公司的Lutensol TO20进行酯交换反应制得)以重量比71.43/28.57形成的混合物,并独立滴加6.14g2,2-双(叔丁基过氧)丁烷(50%,在白油中)。单体混合物的供料时间为7小时,引发剂溶液的供料时间为11小时。结束引发剂供料后,再反应一小时。得到澄清、均匀的反应产物。
100℃下的运动粘度153mm2/s用于液压配方的聚合物的合成如下面在实施例6和对比实施例3中所述的,在矿物油中通过溶液聚合来合成聚合物。所得聚合物在油中的溶液如表4所示,用于制备液压油F和G。
对比实施例3在20升配备有搅拌器(以150转/分钟运行)、温度计和回流冷却器的聚合反应器中,加入4125g 100N-油、2.07g十二烷硫醇、2.9g过辛酸叔丁酯以及460.4g由甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸以重量比86.0/11.0/3.0形成的单体混合物。将温度调节到104℃。达到104℃后计量加入由26g过辛酸叔丁酯、46.86g十二烷硫醇以及10414.6g由甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸(重量比如上86.0/11.0/3.0)形成的混合物所形成的混合物。供料时间为214分钟,并且供料速度均匀。供料结束2小时后再加入21.8g过辛酸叔丁酯。总反应时间为10小时。然后加入7.5g去乳化剂(Uniquema公司的Synperonic PE/L 101)。得到澄清、均匀的反应产物。
100℃下聚合物溶液的运动粘度8325mm2/s100℃下的增稠作用(12重量%,在150N-油中)10.95mm2/s40℃下的增稠作用(12重量%,在150N-油中)63.39mm2/s分子量(g/mol)Mw=65000实施例6在20升配备有搅拌器(以150转/分钟运行)、温度计和回流冷却器的聚合反应器中,加入4125g 100N-油、3.45g十二烷硫醇、2.9g过辛酸叔丁酯和460.4g由甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯和甲基丙烯酸甲酯以重量比86.0/14.0形成的单体混合物。将温度调节到100℃。达到100℃后,计量加入由26g过辛酸叔丁酯、78.11g十二烷硫醇和10414.6g由甲基丙烯酸C12-C18-烷基酯和甲基丙烯酸甲酯(重量比如上86.0/14.0)形成的混合物所形成的混合物。供料时间为214分钟,并且供料速度均匀。供料结束2小时后再加入21.8g过辛酸叔丁酯。总反应时间为10小时。然后加入7.5g去乳化剂(Uniquema公司的Synperonic PE/L 101)。得到澄清、均匀的反应产物。
100℃下聚合物溶液的运动粘度650mm2/s
100℃下的增稠作用(12重量%,在150N-油中)10.96mm2/s40℃下的增稠作用(12重量%,在150N-油中)62.9mm2/s分子量(g/mol)Mw=64000
权利要求
1.润滑油组合物,以总混合物计,该组合物含有0.2~30重量%由以下的自由基聚合单元形成的共聚物a)0~40重量%一种或多种下式(I)的(甲基)丙烯酸酯 其中R表示氢或甲基,并且R1表示含有1~5个碳原子的直链或支链烷基,b)35~99.99重量%一种或多种下式(II)的烯属不饱和酯化合物 其中R表示氢或甲基,R4表示含有6~40个碳原子的直链、环状或者支链烷基,R2和R3独立地表示氢或者式-COOR5基团,其中R5表示氢或者含有6~40个碳原子的直链、环状或者支链烷基,和d)0~40重量%一种或多种共聚单体,以及d)0.01~20重量%下式(III)的化合物 其中R6、R7和R8彼此独立地可以是氢或者含有1~5个碳原子的烷基,并且R9是具有一个或多个能够形成H桥的结构单元并且是H-供体的基团,和e)0~20重量%一种或多种下式(IV)的化合物 其中R10、R11和R12彼此独立地是氢或者含有1~5个碳原子的烷基,并且R13或者表示基团C(O)OR14,并且R14表示被至少一个-NR15R16基团取代的直链或者支链烷基,含有2~20个,优选2~6个碳原子,其中R15和R16彼此独立地表示氢,含有1~20个,优选1~6个碳原子的烷基,或者其中R15和R16,包括所述氮原子以及任选的另一氮原子或氧原子在内,形成5元或者6元环,其任选可以被C1-C6-烷基所取代,或者R13表示基团NR17C(=O)R18,其中R17和R18一起形成含有2~6个,优选2~4个碳原子的亚烷基,其中它们形成4~8元,优选4~6元饱和或者不饱和环,任选包括另一氮原子或氧原子在内,其中该环还可以任选被C1-C6-烷基所取代,其中,式(III)的化合物d)或者只存在于所形成聚合物的主链上,或者只存在于其接枝的侧链上,如果存在,式(IV)的化合物e)同样或者只存在于所形成聚合物的主链上,或者只存在于其接枝的侧链上,以上组分的重量%数据基于所使用单体的总重量计并且该润滑油组合物还含有作为其他组分的如下物质25~90重量%的矿物性和/或合成性基础油总共0.2~20重量%的其他常用添加剂,例如倾点降低剂、VI改进剂、防老化剂、清洁剂、分散助剂或者减小磨损的组分。
2.根据权利要求1的润滑油组合物,其特征在于,该组合物还含有0.05-10.0重量%下式(V)的烷基烷氧基化物, 其中R1、R2和R3独立地是氢或者含有至多40个碳原子的烃基,R4是氢、甲基或乙基,L是连接基,n是4~40的整数,A是含有2~25个重复单元的烷氧基,其衍生自环氧乙烷、环氧丙烷和/或环氧丁烷,其中A包括由至少两个上述化合物形成的均聚物以及无规共聚物,和z是1或2,其中式(V)的化合物的非极性部分(VI) 含有至少9个碳原子。
3.根据权利要求1或2的润滑油组合物,其特征在于,能够形成H桥的结构单元R9是羧基或者任选取代的羧酸酰胺基。
4.根据权利要求1、2或3的润滑油组合物,其特征在于,能够形成H桥的式(III)化合物是甲基丙烯酸、丙烯酸、10-十一碳烯酸、二甲基氨基丙基丙烯酰胺或者二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺。
5.根据前述权利要求之一的润滑油组合物,其特征在于,所述其他共聚单体c)是α-烯烃或者苯乙烯或者两者的混合物。
6.根据前述权利要求之一的润滑油组合物,其特征在于,共聚物的重均分子量为1500-4000000g/mol。
7.根据前述权利要求之一的润滑油组合物,其特征在于,式(I)的单体是甲基丙烯酸甲酯或者甲基丙烯酸正丁酯或者两者的混合物。
8.根据前述权利要求之一的润滑油组合物,其特征在于,式(II)的单体是一种或多种选自甲基丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸异壬基酯、甲基丙烯酸异癸基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十五烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯和甲基丙烯酸十八烷基酯的化合物。
9.根据前述权利要求之一的润滑油组合物,其特征在于,式(IV)的单体是甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯、甲基丙烯酸二甲基氨基丙基酯、甲基丙烯酸N-吗啉代乙基酯或者是杂环的乙烯基化合物,例如2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯基吡啶、3-乙基-4-乙烯基吡啶、2,3-二甲基-5-乙烯基吡啶、乙烯基嘧啶、乙烯基哌啶、9-乙烯基咔唑、3-乙烯基咔唑、4-乙烯基咔唑、1-乙烯基咪唑、2-甲基-1-乙烯基咪唑、N-乙烯基吡咯烷酮、2-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷、3-乙烯基吡咯烷、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基丁内酰胺、乙烯基氧杂环戊烷、乙烯基呋喃、乙烯基噻吩、乙烯基硫杂环戊烷、乙烯基噻唑和氢化的乙烯基噻唑、乙烯基噁唑和氢化的乙烯基噁唑,或者是这些化合物的混合物。
10.在前述权利要求中描述的共聚物在润滑油组合物中的用途,用作分散性或者非分散性的粘度指数改进剂,用作去垢性组分,用作倾点改进剂,用作减小磨损的组分或者用作通过磨损减小而降低能量消耗的组分。
11.制备可以在权利要求1~9之一的润滑油组合物中使用的接枝共聚物的方法,其特征在于,接枝一种或多种式(III)的单体后,还与一种或多种式(IV)的单体进行另一接枝过程。
12.制备在权利要求1~9之一的润滑油组合物中使用的接枝共聚物的方法,其特征在于,首先与一种或多种式(IV)的单体进行接枝过程,然后再与一种或多种式(III)的单体进行另一接枝过程。
13.制备在权利要求1~9之一的润滑油组合物中使用的接枝共聚物的方法,其特征在于,使用由分别一种或多种的式(III)和(IV)的单体形成的混合物进行接枝过程。
14.根据权利要求13的制备接枝共聚物的方法,其特征在于,接枝过程连续进行至多5次。
15.由以下的自由基聚合单元形成的共聚物a)0~40重量%一种或多种下式(I)的(甲基)丙烯酸酯 其中R表示氢或甲基,并且R1表示含有1~5个碳原子的直链或支链烷基,b)35~99.99重量%一种或多种下式(II)的烯属不饱和酯化合物 其中R表示氢或甲基,R4表示含有6~40个碳原子的直链、环状或者支链烷基,R2和R3独立地表示氢或者式-COOR5基团,其中R5表示氢或者含有6~40个碳原子的直链、环状或者支链烷基,和e)0~40重量%一种或多种共聚单体,以及e)0.01~20重量%选自ω-烯烃羧酸,特别是10-十一碳烯酸的化合物f)0~20重量%一种或多种下式(IV)的化合物 其中R10、R11和R12彼此独立地可以是氢或者含有1~5个碳原子的烷基,并且R13或者表示基团C(O)OR14,并且R14表示被至少一个-NR15R16基团取代的直链或者支链烷基,含有2~20个,优选2~6个碳原子,其中R15和R16彼此独立地表示氢、含有1~20个,优选1~6个碳原子的烷基,或者其中R15和R16,包括所述氮原子以及任选的另一氮原子或氧原子在内形成5元或者6元环,其任选可以被C1-C6-烷基所取代,或者R13表示基团NR17C(=O)R18,其中R17和R18一起形成含有2~6个,优选2~4个碳原子的亚烷基,其中它们形成4~8元,优选4~6元饱和或者不饱和环,任选包括另一氮原子或氧原子在内,其中该环还可以任选被C1-C6-烷基所取代,其中,化合物e)或者只存在于所形成聚合物的主链上,或者只存在于其接枝的侧链上,如果存在,式(IV)的化合物f)同样或者只存在于所形成聚合物的主链上,或者只存在于其接枝的侧链上,以上组分的重量%数据基于所使用单体的总重量计。
16.根据权利要求15的共聚物,其特征在于,重均分子量为1500-4000000g/mol。
17.根据权利要求15或16之一的共聚物,其特征在于,式(I)的单体是甲基丙烯酸甲酯或者甲基丙烯酸正丁酯或者两者的混合物。
18.根据权利要求15~17之一的共聚物,其特征在于,式(II)的单体是一种或多种选自甲基丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸异壬基酯、甲基丙烯酸异癸基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十五烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯和甲基丙烯酸十八烷基酯的化合物。
19.根据权利要求15~18之一的共聚物,其特征在于,所述其他的共聚单体c)是α-烯烃或者苯乙烯或者两者的混合物。
20.根据权利要求15~19之一的共聚物,其特征在于,式(IV)的单体是甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯、甲基丙烯酸二甲基氨基丙基酯、甲基丙烯酸N-吗啉代乙基酯或者是杂环的乙烯基化合物,例如2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯基吡啶、3-乙基-4-乙烯基吡啶、2,3-二甲基-5-乙烯基吡啶、乙烯基嘧啶、乙烯基哌啶、9-乙烯基咔唑、3-乙烯基咔唑、4-乙烯基咔唑、1-乙烯基咪唑、2-甲基-1-乙烯基咪唑、N-乙烯基吡咯烷酮、2-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷、3-乙烯基吡咯烷、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基丁内酰胺、乙烯基氧杂环戊烷、乙烯基呋喃、乙烯基噻吩、乙烯基硫杂环戊烷、乙烯基噻唑和氢化的乙烯基噻唑、乙烯基噁唑和氢化的乙烯基噁唑,或者是这些化合物的混合物。
21.根据权利要求1~9之一的润滑油组合物作为液压油的用途。
22.根据权利要求21的用途,其特征在于,共聚物用作VI改进剂,并且与液压油的运动运动粘度无关地有助于降低液压设备中的磨损,其中,抗磨损保护或者单独地通过该共聚物提供,或者与常用的降低磨损的添加剂如摩擦改进剂一起提供。
23.根据权利要求1~9之一的液压油,其特征在于,该液压油是一种共聚物,并且式(III)的化合物d)以0.5~40重量%存在于共聚物中。
24.根据权利要求22的液压油,其特征在于,式(III)的化合物d)是丙烯酸、甲基丙烯酸、二甲基氨基丙基丙烯酰胺、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺或者一种ω-烯烃羧酸,特别是10-十一碳烯酸。
全文摘要
本申请涉及含有共聚物或者接枝共聚物的润滑油配方,所述共聚物由可自由基聚合的单体形成,并且除了长链烷基取代的烯属不饱和化合物,特别是丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯外,还额外含有具有氢桥供体官能团的单体。具有氢桥供体性质的单体根据本发明或者存在于聚合物骨架中或者存在于接枝的侧枝上。除了含有具有氢桥供体官能团的单体的聚合物外,还公开了那些含有同时带有氢桥供体官能团和氢桥受体官能团的单体的聚合物。发现,聚合物中的氢桥供体官能团,但特别是同时存在氢桥供体和受体官能团,对抗磨损保护、去垢性和分散性有积极作用。所述聚合物适合作为用于润滑油配方的添加物,例如用于具有改善的磨损性能的发动机油或者液压液体体。
文档编号C08F267/06GK1926226SQ200580006260
公开日2007年3月7日 申请日期2005年2月24日 优先权日2004年4月8日
发明者M·舍尔, R·施维德 申请人:罗麦斯添加剂有限公司
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