专利名称：用于润滑剂组合物的改进的粘度改进剂的制作方法
技术领域：
如下公开内容涉及润滑剂、润滑剂组合物和添加剂，润滑的部件和发动机，以及润滑运动部件的方法。
背景技术：
用于汽油和柴油曲轴箱的润滑油包括天然和/或合成基础油料以及一种或多种赋予润滑剂所需特性的添加剂。这些添加剂一般包括无灰分散剂、金属去垢剂、抗氧剂和抗磨组分，它们可以组合成整套配方，往往称作除垢抑制剂(或DI)整套配方。
多级通用油通常还包含一种或多种是较长链聚合物的粘度改进剂。当这类聚合物被认为是多功能粘度改进剂，而在所需求的操作温度范围内主要起改进油的粘度特性的作用时，为了提供其它性能，可以将这类聚合物官能化。粘度改进剂在高温下起增加粘度的作用，以便对高速发动机提供更好防护，而在低温度下不发生不适当的粘度增加，在低温下粘度增加会使起动冷发动机发生困难。高温性能通常以在100℃下运动粘度(kV)(ASTM D445)度量，而低温性能以冷起动模拟机(CCS)粘度(ASTM D5293，是ASTM D2602的修订版)、微型旋转粘度计(MRV；ASTM D4684)，或扫描布鲁克菲尔德或凝胶指数(ASTMD5133)度量。
粘度等级通过SAE分类系统(SAE J 300)，根据上述温度测定法来界定。多级通用油满足低温性能和高温性能两者的要求，因此可参照两种相关级别。
剪切稳定性是油品在高剪切下抵抗永久粘度损失能力的度量-油的剪切稳定性越高在经受剪切时粘度损失越小。显著有助于kV 100℃的聚合物粘度改进剂不是完全剪切稳定的。这类聚合物粘度改进剂以剪切稳定性指数(SSI)来表征。
显示较高剪切稳定性的油品或添加剂总具有较低SSI。典型地，在润滑油应用中使用的分子量较高的聚合物具有差的剪切稳定性(即，高SSI)。然而，具有较低SSI的粘度改进剂需要较高的处理率，因为它们的分子量较低，和所以使总配制成本提高。多级通用油常常具有差的剪切稳定性，除非它们使用具有低SSI的昂贵粘度改进剂。差的剪切稳定性要求将油共混至较高的初始kV 100℃，这样就产生了燃料经济性差的问题。所以，需要较剪切稳定的、应用于润滑组合物中费用效益较高的改进的粘度改进剂。
发明内容
本发明包括下列实施方案。
在一个实施方案中，其中存在润滑表面。润滑表面包括润滑剂组合物的薄膜涂层，所述组合物包含滑润粘度的基油和约5～约30wt％添加剂，所述添加剂包含衍生自数均分子量约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物。所述剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8。
在另一个实施方案中，提供一种具有运动部件和装有润滑运动部件的润滑剂的运动体。所述润滑剂含有具有润滑粘度的油和约5～约30wt％的添加剂，所述添加剂包含衍生自具有数均分子量约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物。所述剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8。
在又另一个实施方案中，提供一种润滑运动部件的方法。所述方法包括使运动部件与含有润滑剂添加剂的润滑剂组合物接触。所述润滑剂添加剂包括稀释油或载体油以及约5～约95wt％剪切稳定烯烃共聚物，后者衍生自数均分子量为约50,000～约250,000的共聚物。所述剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8。润滑剂组合物含有约5～约30wt％添加剂，以润滑剂组合物总重量为基准计。
本公开内容的另一个实施方案提供一种改进润滑剂组合物粘度指数的方法。该方法包括使润滑剂组合物与约5～约30wt％包含衍生自数均分子量约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物的添加剂相混合。所述剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数小于约40，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8。
如本发明所叙述的，剪切稳定共聚物的优点在于聚合物在较低聚合物填充量下显示改进的增稠效果。剪切稳定共聚物的另一个优点在于它可以采用无定形、低乙烯含量的共聚物制备，例如共聚物乙烯含量为约40％～约55wt％。除了剪切稳定烯烃共聚物之外，本公开内容也适用于剪切稳定星形聚合物，后者基于苯乙烯-异戊二烯化学。
具体说，本发明包含以下内容1.一种包含润滑剂组合物的薄薄膜涂层的润滑表面，所述润滑剂组合物包含具有润滑粘度的基油和约5～约30wt％的添加剂，所述添加剂包含衍生自数均分子量约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物，其中剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8，且其中润滑剂组合物中的添加剂的量以润滑剂组合物的总重量为基准计。
2.上述1的润滑表面，其中润滑表面包括发动机驱动齿轮组。
3.上述1的润滑表面，其中润滑表面包括内燃机的内表面或内部件。
4.上述1的润滑表面，其中润滑表面包括压燃式发动机的内表面或内部件。
5.上述1的润滑表面，其中剪切稳定共聚物衍生自乙烯-丙烯单体、乙烯-丙烯-二烯单体、苯乙烯-异戊二烯、和苯乙烯-氯丁二烯单体。
6.上述1的润滑表面，其中剪切稳定共聚物衍生自较低温度均化共聚物。
7.上述1的润滑表面，其中剪切稳定共聚物的每个单体单元含有约2～约10个碳原子。
8.上述1的润滑表面，其中剪切稳定共聚物包括无定形含乙烯的共聚物，其乙烯含量为共聚物的约70wt％以下。
9.一种包含上述1的润滑表面的机动车辆。
10.一种具有运动部件和装有用于润滑运动部件的润滑剂的运动体，所述润滑剂包含具有润滑粘度的油和约5～约30wt％添加剂，所述添加剂包含衍生自数均分子量为约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物，其中剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8，且其中润滑剂中添加剂的量以润滑剂的总重量为基准计。
11.上述10的运动体，其中剪切稳定共聚物衍生自乙烯-丙烯单体、乙烯-丙烯-二烯单体、苯乙烯-异戊二烯、和苯乙烯-氯丁二烯单体。
12.上述10的运动体，其中剪切稳定共聚物包括在均化器中经机械剪切的烯烃共聚物。
13.上述10的运动体，其中运动部件包括重负荷柴油发动机，后者包括尾气循环和用于发动机的润滑系统。
14.上述10的运动体，其中剪切稳定共聚物的每个单体单元含有约2～约10个碳原子。
15.上述10的运动体，其中剪切稳定共聚物包括无定形含乙烯的共聚物，其乙烯含量为共聚物的约70wt％以下。
16.一种完全配制的润滑剂组合物，包含具有润滑粘度的基油组分和约5～约30wt％添加剂，所述添加剂包含衍生自数均分子量为约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物，其中剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8，且其中润滑剂组合物中添加剂的量以润滑剂组合物的总量为基准计。
17.上述16的润滑剂组合物，其中剪切稳定共聚物衍生自乙烯-丙烯单体、乙烯-丙烯-二烯单体、苯乙烯-异戊二烯、和苯乙烯-氯丁二烯单体。
18.上述16的润滑剂组合物，其中剪切稳定共聚物包括在均化器中经机械剪切的烯烃共聚物。
19.上述16的润滑剂组合物，其中剪切稳定共聚物的每个单体单元含有约2～约10个碳原子。
20.上述16的润滑剂组合物，其中剪切稳定共聚物包括无定形含乙烯的共聚物，其乙烯含量为约70wt％以下。
21.一种改进润滑剂组合物粘度指数的方法，包括使润滑剂组合物与约5～约30wt％包含衍生自数均分子量约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物的添加剂相混合，其中剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8，且其中在润滑剂组合物中剪切稳定烯烃共聚物的量以润滑剂组合物的总重量为基准计。
22.上述21的方法，其中润滑剂组合物包含一种稠化润滑油。
23.上述21的方法，其中剪切稳定共聚物衍生自乙烯-丙烯单体、乙烯-丙烯-二烯单体、苯乙烯-异戊二烯、和苯乙烯-氯丁二烯单体。
24.上述21的方法，其中剪切稳定共聚物包括在均化器中经机械剪切的烯烃共聚物。
25.上述21的方法，其中剪切稳定共聚物的每个单体单元含有约2～约10个碳原子。
26.上述21的方法，其中剪切稳定共聚物包括无定形含乙烯的共聚物，其乙烯含量为共聚物的约70wt％以下。
27.一种润滑剂添加剂浓缩物，包含稀释剂或载体油和约5～约90wt％添加剂，所述添加剂包含衍生自数均分子量为约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物，其中剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8，且其中润滑剂组合物中剪切稳定烯烃共聚物的量以添加剂浓缩物的总重量为基准计。
28.上述27的添加剂浓缩物，其中剪切稳定共聚物衍生自乙烯-丙烯单体、乙烯-丙烯-二烯单体、苯乙烯-异戊二烯、和苯乙烯-氯丁二烯单体。
29.上述27的添加剂浓缩物，其中剪切稳定共聚物包括在均化器中经机械剪切的烯烃共聚物。
30.上述27的添加剂浓缩物，其中剪切稳定共聚物的每个单体单元含有约2～约10个碳原子。
31.上述27的添加剂浓缩物，其中剪切稳定共聚物包括无定形含乙烯的共聚物，其乙烯含量为共聚物的约70wt％以下。
32.一种包含基油和上述27的添加剂浓缩物的润滑剂组合物。
33.一种润滑运动体运动部件的方法，该方法包括采用润滑剂组合物作为用于运动体的一个或多个运动部件的润滑油，所述润滑剂组合物含有基油和润滑剂添加剂，所述润滑剂添加剂包含稀释剂或载体油以及衍生自数均分子量为约50,000～约250,000的共聚物的一定量的剪切稳定烯烃共聚物，以使该润滑剂组合物含有约5～约30wt％的剪切稳定烯烃共聚物，其中剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下。多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8，且其中润滑剂组合物中剪切稳定烯烃共聚物的量以润滑剂组合物的总重量为基准计。
34.上述33的方法，其中剪切稳定共聚物衍生自乙烯-丙烯单体、乙烯-丙烯-二烯单体、苯乙烯-异戊二烯、和苯乙烯-氯丁二烯单体。
35.上述33的方法，其中剪切稳定共聚物包括在均化器中经机械剪切的烯烃共聚物。
36.上述33的方法，其中剪切稳定共聚物的每个单体单元含有约2～约10个碳原子。
37.上述33的方法，其中剪切稳定共聚物包括无定形含乙烯的共聚物，其乙烯含量为共聚物的约70wt％以下。
38.上述33的方法，其中运动体包括柴油发动机，和其中运动部件包括发动机运动部件。
39.上述33的方法，其中运动体包括具有发动机的船舶运动体，和其中运动部件包括发动机运动部件。
40.上述33的方法，其中运动体包括火花点火发动机，和其中运动部件包括发动机运动部件。
41.上述33的方法，其中运动体包括驱动齿轮组，和其中运动部件包括驱动齿轮组运动部件。
42.上述33的方法，其中运动体包括具有曲轴箱的内燃机，和其中润滑剂组合物包括存在于运动体的曲轴箱中的曲轴箱油。
43.上述33的方法，其中润滑剂组合物包括存在于运动体的汽车驱动齿轮组中的驱动齿轮组润滑剂。
44.一种润滑运动部件的方法，包括使运动部件与包含润滑剂添加剂的润滑剂组合物接触，所述润滑剂添加剂包含稀释剂或载体油和约5～约95wt％衍生自数均分子量为约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物，其中剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8，其中润滑剂组合物含有约5～约30wt％添加剂，以润滑剂组合物总重量为基准计。
45.上述44的方法，其中运动部件包括运动体运动部件。
46.上述44的方法，其中运动体包括具有发动机的船舶运动体，和其中运动部件包括发动机的运动部件。
47.上述44的方法，其中运动部件包括具有曲轴箱的内燃机，和其中润滑剂组合物包括存在于运动体曲轴箱中的曲轴箱油。
48.上述44的方法，其中润滑剂组合物包括存在于运动体的汽车驱动齿轮组中的驱动齿轮组润滑剂。
实施方案的另外的特征和优点，通过参考优选实施方案的详述并与如下附图相结合进行研究，总是显而易见的，附图中所有不同图中相同的参考数字代表相同的要素。
图1是按照本公开内容机械剪切的烯烃共聚物的剪切稳定性指数分布图；图2是根据本公开内容机械剪切的烯烃共聚物的多分散性分布图；图3是根据本公开内容机械剪切的烯烃共聚物的粘度分布的图示；图4是根据本公开内容的烯烃共聚物在一种操作油中在机械剪切期间粘度变化的图示，并与在高温挤出机剪切和直接后加工工艺下制造的传统烯烃共聚物相比较；和图5是按照本公开内容机械剪切的烯烃共聚物的增稠效率分布图，并与在高温挤出机剪切和直接后加工工艺下制造的传统烯烃共聚物的增稠效率相比较。
具体实施例方式
本文所用术语“烃基取代基”或“烃基基团”以本领域技术人员众所周知的其原有意义应用。具体地说，它指的是具有直接连接到分子其余部分的碳原子并且具有主要烃特征的基团。烃基基团的实例包括(1)烃取代基，即，脂族(如，烷基或链烯基)，脂环族(如，环烷基，环烯基)取代在，和芳族-、脂族、和脂环族取代的芳族取代基，以及环状取代基，后者中环通过分子的另一部分完成(如，两个取代基一起形成脂环基)；(2)取代的烃取代基，即，含有非烃基团的取代基，在本文叙述的范围中，所述非烃基团不改变主要烃取代基[如卤素(具体地说，氯和氟)羟基、烷氧基、巯基、烷基巯基、硝基、亚硝基和亚硫酰基(sulfoxy)]；(3)杂取代基，即，取代基，在具有主要烃特征的同时，在本文叙述范围内，在由碳原子以另一种方式组成的环或链中含有不同于碳的原子。杂原子包括硫、氧、涵盖诸如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基等取代基。一般说，在烃基团中每十个碳原子常存在不多于两个，优选不多于一个非烃取代基；典型地，在烃基团中常常没有非烃取代基。
在本公开内容的所有实施方案中，提供了特定的润滑剂组分或添加剂。所述添加剂一般称作多功能粘度指数改进剂。具体地说，润滑剂添加剂包括衍生自数均分子量为约15,000～约500,000或更高的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物。剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数可以为约40以下，多分散性小于或等于约1.5。如本文所述，剪切稳定烯烃共聚物溶解于适当溶剂中，如Solvent Neutral 150，以提供添加剂组分。
可以应用种种共聚物和三元共聚物作为制造剪切稳定共聚物的起始物料。共聚物一般指代烯烃共聚物，然而，公开的实施方案也可以适用于衍生自苯乙烯-异戊二烯的共聚物。共聚物典型地具有约15,000～约500,000的数均分子量；优选约20,000～约300,000，更优选约100,000～约200,000。剪切稳定共聚物一般具有窄范围分子量，通过重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比计量，下文称作“多分散性”。适宜烯烃共聚物的多分散性为10以下，优选7以下，更优选为4或更低。共聚物的(Mn)和(Mw/Mn)由众所周知的技术气相渗透法(VPO)、膜渗透压法和凝胶渗透色谱法测量。从烯烃共聚物衍生的剪切稳定共聚物可以具有小于或等于约1.5的多分散性。
一般说，具有窄分子量范围的剪切稳定共聚物可以通过较低温度机械剪切获得。传统共聚物剪切在约100℃(212°F)以上的温度下以挤出剪切工艺进行。相反，按照本公开内容的共聚物剪切在低于约100℃(212°F)的温度下典型地约35℃(95°F)至85℃(135°F)下，于均化器中进行。所以。术语“较低温度”意指低于在剪切共聚物的传统挤出剪切工艺中所用的温度的温度。
在本工艺中所用的均化器可以是能够形成每平方英寸500磅以上压力的任何类型均化器，在其中，释放所述压力后使产物经受高剪切作用。可以使用的均化器的典型是传统用于均化乳制品和制备用作抛光剂、化妆品、药物和液体肥皂的乳液的那些类型。共聚物可以采用多次通过均化器进行剪切，例如，通过均化器约2～约10次。
在均化器中剪切的烯烃共聚物可以从乙烯和烯键式不饱和烃制备，后者包括含有3～28个碳，例如2～18个碳原子的环状、脂环状和开链化合物。乙烯共聚物可以含有约15～约90wt％乙烯，优选约30～约80wt％乙烯，和最优选约70wt％以下乙烯。共聚物也可以含有约10～约85wt％，优选20～70wt％一种或多种C3～C28，优选C3～C18，更优选C3～C10不饱和烃，优选α-烯烃。
最优选的是乙烯和丙烯的共聚物。但是，适于代替丙烯形成共聚物或适于用于乙烯和丙烯组合形成三元共聚物、四元共聚物等的其它α-烯烃包括，但不限于，1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯等，还有支化链α-烯烃如4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯、5-甲基戊烯-1、4，4-二甲基-1-戊烯、和6-甲基庚烯-1等以及其混合物。
本文所用术语共聚物，除非另行指出，包括也可以应用的、乙烯和C3～28α-烯烃和/或非共轭二烯烃或这些二烯烃混合物的三元共聚物、四元共聚物和共聚体等。这些物料可以含有少量其它烯烃单体，只要烯烃共聚物的基本特性没有实质上的改变。非共轭二烯烃的量一般为约0.5～20mol％，优选约1～约7mol％，以存在的乙烯和α-烯烃的总量为基准计。
可以包括在三元共聚物中的非共轭二烯的代表性实例包括直链开链二烯如1，4-己二烯、1，5-庚二烯、1，6-辛二烯，支链开链二烯如5-甲基-1，4-己二烯、3，7-二甲基-1，6-辛二烯、3，7-二甲基-1，7-辛二烯，及二氢月桂烯和二氢异丙基甲苯的混合异构体，单环脂环族二烯如1，4-环己二烯、1，5-环辛二烯、1，5-环十二碳二烯、4-乙烯基环己烯、1-烯丙基-4-异亚丙基环己烷、3-烯丙基-环戊烯、4-烯丙基-环己烯和1-异丙烯基-4-(4-丁烯基)环己烷，多单环脂环族双烯如4，4-二环戊烯基和4，4-二环己烯基二烯，多环脂环族稠合和桥环二烯如四氢茚、甲基四氢茚、双环戊二烯、双环(2.2.1)庚-2，5-二烯，烷基、链烯基、亚烷基、环链烯基和亚环烷基降冰片烯如乙基降冰片烯、5-亚甲基-6-甲基-2-降冰片烯、5-亚甲基-6，6-二甲基-2-降冰片烯、5-丙烯基-2-降冰片烯、5-(3-环戊烯基)-2-降冰片烯和5-亚环己基-2-降冰片烯和降冰片二烯等。
具体地说，剪切稳定烯烃共聚物可以衍生自乙烯-丙烯单体、乙烯-丙烯-二烯单体、苯乙烯-氯丁二烯单体、苯乙烯-异戊二烯单体等。
乙烯-丙烯或高级α-烯烃共聚物可以由约15～约80wt％乙烯和约85～约20wt％C3～C23α-烯烃组成，优选重量比为约35～约75wt％乙烯和约65～约25wt％C3～C23α-烯烃，更优选的比例为约50～约70wt％以下乙烯和约50～约30wt％C3～C23α-烯烃，和最优选的比例为约55～约65wt％乙烯和约45～约35wt％C3～C23α-烯烃。
在用于制造如本文所述剪切稳定烯烃共聚物的烯烃共聚物中还包括，那些借助于自由基接枝反应或接枝聚合反应官能化的烯烃共聚物。这些接枝共聚物本身是本领域技术人员熟知的。
用于官能化烯烃共聚物的接枝单体是烯键式不饱和羟酸系单体衍生物如马来酸酐、丙烯酸或甲基丙烯酸、或它们的酯，本领域技术人员也已知的接枝单体。典型地，丙烯酸和甲基丙烯酸衍生物含有4～16个碳原子。在丙烯酸或甲基丙烯酸系接枝单体中特别优选的是甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酯甲酯、甲基丙烯酯甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸氨丙酯，以及丙烯酰胺。
能够应用于使烯烃共聚物官能化的其它接枝单体是含有2～25个碳原子的乙烯胺，优选杂环乙烯胺。这类胺本身称作官能化接枝单体，包括烯丙胺、N-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基内酰胺、乙烯基咔唑、乙烯基咪唑和乙烯基噻唑，代表化合物2-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺、1-乙烯基咪唑、烯丙胺、4-甲基-5-乙烯基噻唑和9-乙烯基咔唑。这些接枝单体详述在U.S.Pat.No4,340,689中，其公开内容在此引入作为参考。
正如本领域技术人员总会理解的，适用于官能化烯烃共聚物的现有领域叙述的其它乙烯基单体也可以应用于本发明实践中。这些另外的乙烯基化合物的实例是乙烯基硅烷和乙烯基苄基卤，代表化合物乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基二乙基氯硅烷、乙烯基苄基氯等。适宜硅烷接枝单体的进一步描述叙述在U.S.Pat.No 4,340,689，其公开内容在此引入作为参考。
本文所述实施方案的剪切稳定烯烃共聚物有利地并入润滑剂组合物中。剪切稳定烯烃共聚物可以直接加到润滑油组合物中。然而，在一个实施方案中，共聚物用基本惰性的、一般为液体的有机稀释剂稀释，例如矿物油、合成油(如二羧酸酯)、石脑油、烷基(例如，C10～C15烷基)苯、甲苯或二甲苯形成添加剂浓缩物。剪切稳定烯烃共聚物浓缩物通常含有约0～约99wt％稀释油。
在制备润滑油配制物中，一般实施操作是将1～99wt％的活性成分浓缩物形式的添加剂引入到烃油中，例如矿物润滑油，或其它适宜溶剂中。通常，这些浓缩物可以按每重量份添加剂整套配方0.05～10重量份润滑油加入，形成成品润滑剂，如曲轴箱马达油。当然，使用浓缩物的效果是，使处理各种物料的困难和别扭减少，还有便于溶解或分散在最终共混物中。
采用上文所述剪切稳定烯烃共聚物制备的润滑剂组合物用于种种应用之中。对于压燃式发动机和火花点火发动机，优选润滑剂组合物符合或超过公布的GF-4或API-CI-4标准。按照前述的GF-4或API-CI-4标准的润滑剂组合物包括基油和油添加剂整套配方，以提供完全配制润滑剂。用于按照本公开内容的润滑剂的基油是选自天然润滑油、合成润滑油及其混合物的具有润滑粘度的油。这些基油包括传统作为用于火花点火和压燃式内燃机如汽车和卡车发动机、船舶和铁路柴油发动机等的曲轴箱润滑油使用的那些。
天然油包括动物油和植物油(如蓖麻子油、猪油)、石蜡油以及加氢精制、溶剂处理或酸处理的，石蜡基、环烷基和混合石蜡基-环烷基类型的矿物润滑油。衍生自煤或油页岩的润滑粘度油也是有用的基油。在本发明中应用的合成润滑油包括任何普通应用的合成烃油；后者包括但不限于聚α-烯烃；烷基化芳族烃；环氧烷烃聚合物、共聚体、共聚物及其衍生物，其中端羟基通过酯化、醚化等改性；二羟酸的酯和基于硅的油。
完全配制的润滑剂传统上包含添加剂整套配方，在本文称作分散剂/抑制剂整套配方或DI整套配方，这将提供配制物需要的特性。适宜的DI整套配方叙述在例如U.S.Pat.No 5,204,012和6,034,040。包括在添加剂整套配方中的添加剂类型是去垢剂、分散剂、摩擦改良剂、密封溶胀剂、抗氧剂、泡沫抑制剂、润滑性能改进剂、防锈剂、缓蚀剂、破乳剂、粘度指数改进剂等。本领域技术人员众所用知这些组分中的若干种，并将它们优选以传统数量与本文叙述的添加剂和组合物一起应用。
例如，无灰分散剂包含油溶聚合物烃主链，该主链具有官能基团，这些基团能够与分散的粒子结合。典型地，分散剂包含经常借助桥连基团连接到聚合物主链的胺、醇、酰胺或酯极性部分。无灰分散剂可以选自，例如，油溶性盐、酯、氨基酯、酰胺、亚酰胺、和长链烃取代的单和二羧酸或其酐的噁唑啉；长链烃硫代羧酸盐衍生物；具有直接连接其上的聚酰胺的长链脂族烃；和通过长链取代酚与甲醛和多亚烷基多胺缩合形成的曼尼希缩合产物。
氧化抑制剂或抗氧剂能够降低基础油料在使用中的变质的趋势，这种变质能够由氧化产物如淤渣和在金属表面上的类似漆的沉积物以及粘度增加来证明。所述氧化抑制剂包括受阻酚、具有优选C5～C12烷基侧链的烷基酚硫酯的碱土金属盐、壬基酚硫化钙，无灰油溶苯酚盐和硫化苯酚盐，硫磷化或硫化烃，磷酯，硫代氨基甲酸金属盐和如在U.S.Pat.No 4,867,890所述的油溶性铜化合物。
防锈剂选自非离子聚氧化亚烷基多元醇及其酯、聚氧化亚烷基酚，和可以应用阴离子烷基磺酸。
可以应用少量破乳组分。优选的破乳组分叙述在EP 330,522。它通过使环氧烷烃与由双环氧化物与多元醇反应得到的加合物进行反应制得。破乳剂用量应当不超过活性成分的0.1％(按质量计)。合适的是活性成分处理率为0.001～0.05％(按质量计)。
倾点降低剂，也称作润滑油流动改进剂，使流体流动或能倒出的最低温度下降。这类添加剂为众所周知。改善流体的低温流动性的这类添加剂的典型是富马酸C8～C18二烷基酯/醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸烷基酯等。
许多化合物能够提供控制泡沫作用，包括聚硅氧烷类消泡剂，例如，硅油或聚二甲基硅氧烷。
也可以使用密封膨胀剂，正如，例如，U.S.Pat.No.3,974,081和4,029,587中所述。
上述每种添加剂，在应用时，以功能有效量应用，以赋于润滑剂所需性能。因此，例如，如果添加剂是缓蚀剂，那末该缓蚀剂的功能有效量应当是足以赋予润滑剂所需缓蚀特性的量。一般说，这些添加剂每一种的含量，当使用时，最高为约20wt％，以润滑油组合物重量为基准计，在一个实施方案中，为约0.001wt％～约20wt％，在一个实施方案中，为约0.01wt％～约10wt％，以润滑油组合物重量为基准计。
实施例制备四种完全配制的润滑剂组合物，比较这些组合物的粘度和撕裂强度性能。每种润滑剂组合物含有传统DI整套配方，为润滑剂组合物的11wt％。DI整套配方含有传统量的去垢剂、分散剂、抗磨添加剂、摩擦改良剂、消泡剂和抗氧剂。配制物还含有约0.1wt％倾点降低剂、约58～64wt％150溶剂天然油，约12～18wt％600溶剂天然油。样品1～3具有作为粘度改进剂的市售烯烃共聚物特性。样品4具有按照本公开内容制造的剪切稳定烯烃共聚物的特性。
在表中使用如下缩写VII-粘度指数改进剂KV-运动粘度CCS-冷起动模拟机MRV-微型旋转粘度计-按照ASTM D4684进行试验HTHS-高温高剪切-按照ASTM D-4683、D-4781和D-5481进行试验。
表1
表2样品# 1 23 4润滑剂性能
1HiTEC9386是市购DI整套配方，得自Afton ChemicalCorporation(Richmond，Virginia)2HiTEC672是市购倾点降低剂，得自Afton ChemicalCorporation3HiTEC5748是通过挤出剪切法制造的烯烃共聚物，得自AftonChemieal Corporation4LUBRIZOL 7077是乙烯含量约50wt％的烯烃共聚物，得自Lubrizol Corporation(Wickliffe，Ohio)(表中结果得自两批LUBRIZOL 7077的平均值)5PARATONE 8006是乙烯含量约70wt％的烯烃共聚物，得自ChevronOronite Company LLC(Houston，Texas)如上表1和2所见，样品4为高效粘度改进剂。与样品1～3比较，样品4在润滑剂组合物中的聚合物量最低(为1.32，而样品1～3为1.38～1.69)。样品4也具有最高的剪切稳定性指数(SSI)并且通过了MRV试验和CCS试验，而样品3的MRV试验和粘度损失试验均失败。总之，样品4与市购基于乙烯的烯烃共聚物产物相比显示改进的粘度和剪切强度性能。
为制造按照本公开内容的剪切稳定烯烃共聚物，将10重量份、由气相色谱(GPC)测定的数均分子量为179，192、重均分子量为332，930的乙烯/丙烯共聚物，与90重量份操作油混合。使油和共聚物混合物通过GAULIN均化器循环1～10次，以提供多分散性小于1.5的剪切稳定烯烃共聚物。
烯烃共聚物在通过均化器0～10次之后的性能示于下表和图1～3中。图4～5提供了烯烃共聚物在通过均化器0～10次之后的增稠效率和运动粘度与HiTEC5748和LUBRIZOL 7077(LZ 7077)(分别为样品6和7)的相同性能之目视比较。所述比较采用1％烯烃共聚物进行，参比油的粘度如表所示。样品100℃运动粘度通过将1wt％每种样品溶解在约5厘斯参比油中进行热量量分析(TGA)来测定(图4)。
表3
表4
如前表和图1～5所示，通过使共聚物通过均化器十次或更多次制造的剪切稳定共聚物，适合提供满足剪切稳定性指数(SSI)技术要求约23(样品5)的粘度改进剂的条件，其与传统烯烃共聚物粘度改进剂(样品6和7)相比，具有显著高的增稠效率(样品5)。烯烃共聚物的机械剪切具有附加的好处，即能提供多分散性小于1.5的剪切稳定烯烃共聚物(样品5，表3)。
在本说明书中许多地方，提出参阅多份美国专利。所有这些列出的文献均特意完全并入本公开内容，就好象完全在本文叙述一样。
前述实施方案在实施中易于进行重大变更。所以，无意将这些实施方案限制于上文所述特定例子中。相反，上述实施方案均在所附权利要求书精神和范围之中，包括按照法律可得的其等价内容。
专利权所有人无意把任何公开的实施方案献给公众，在任何公开的改进或变更从字面上看可能不落在权利要求范围之内的情况下，则认为它们是在等价条款下权利要求的一部分。
权利要求
1.一种包含润滑剂组合物的薄薄膜涂层的润滑表面，所述润滑剂组合物包含具有润滑粘度的基油和约5～约30wt％的添加剂，所述添加剂包含衍生自数均分子量约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物，其中剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8，且其中润滑剂组合物中的添加剂的量以润滑剂组合物的总重量为基准计。
2.一种具有运动部件和装有用于润滑运动部件的润滑剂的运动体，所述润滑剂包含具有润滑粘度的油和约5～约30wt％添加剂，所述添加剂包含衍生自数均分子量为约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物，其中剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8，且其中润滑剂中添加剂的量以润滑剂的总重量为基准计。
3.一种完全配制的润滑剂组合物，包含具有润滑粘度的基油组分和约5～约30wt％添加剂，所述添加剂包含衍生自数均分子量为约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物，其中剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8，且其中润滑剂组合物中添加剂的量以润滑剂组合物的总量为基准计。
4.一种改进润滑剂组合物粘度指数的方法，包括使润滑剂组合物与约5～约30wt％包含衍生自数均分子量约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物的添加剂相混合，其中剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8，且其中在润滑剂组合物中剪切稳定烯烃共聚物的量以润滑剂组合物的总重量为基准计。
5.一种润滑剂添加剂浓缩物，包含稀释剂或载体油和约5～约90wt％添加剂，所述添加剂包含衍生自数均分子量为约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物，其中剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8，且其中润滑剂组合物中剪切稳定烯烃共聚物的量以添加剂浓缩物的总重量为基准计。
6.一种润滑运动体运动部件的方法，该方法包括采用润滑剂组合物作为用于运动体的一个或多个运动部件的润滑油，所述润滑剂组合物含有基油和润滑剂添加剂，所述润滑剂添加剂包含稀释剂或载体油以及衍生自数均分子量为约50,000～约250,000的共聚物的一定量的剪切稳定烯烃共聚物，以使该润滑剂组合物含有约5～约30wt％的剪切稳定烯烃共聚物，其中剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下。多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8，且其中润滑剂组合物中剪切稳定烯烃共聚物的量以润滑剂组合物的总量量为基准计。
7.一种润滑运动部件的方法，包括使运动部件与包含润滑剂添加剂的润滑剂组合物接触，所述润滑剂添加剂包含稀释剂或载体油和约5～约95wt％衍生自数均分子量为约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物，其中剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8，其中润滑剂组含物含有约5～约30wt％添加剂，以润滑剂组合物总重量为基准计。
全文摘要
一种采用润滑剂组合物的润滑剂组合物方法。所述润滑剂组合物含有润滑粘度的基油和约5～约30wt％包含衍生自数均分子量约50,000～约250,000的共聚物的剪切稳定烯烃共聚物的添加剂。剪切稳定烯烃共聚物的剪切稳定性指数为约40以下，多分散性不大于约1.5，增稠效率大于约1.8，其提供粘度指数改进性能给润滑剂组合物。
文档编号C10M143/00GK1749377SQ20051010414
公开日2006年3月22日 申请日期2005年9月16日 优先权日2004年9月17日
发明者S·斯里尼瓦桑, 宋润秀, J·S·斯特鲁克尔, P·格罗科特, P·G·格里芬, A·杜加尔 申请人:雅富顿公司