专利名称：含有抗磨剂的润滑组合物的制作方法
技术领域：
本发明提供一种包含抗磨剂和具有润滑粘度的油的润滑组合物。本发明进一步涉及该润滑组合物在内燃机中的用途。
背景技术：
熟知润滑油含有用于保护内燃机以防腐蚀、磨损、烟灰沉积和酸建立的大量表面活性添加剂(包括抗磨剂、分散剂或清净剂)。通常，这类表面活性剂可能对发动机组件磨损(铁和铝基组件中)、轴承腐蚀或燃料经济性具有有害影响。用于发动机润滑油的常用抗磨添加剂为二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)。认为ZDDP抗磨添加剂通过在金属表面上形成保护膜而保护发动机。ZDDP还可对燃料经济性和效率及铜腐蚀具有有害影响。因此，发动机润滑剂还可含有摩擦改进剂以避免ZDDP对燃料经济性的有害影响和腐蚀抑制剂以避免 ZDDP对铜腐蚀的有害影响。其它添加剂也可提高铅腐蚀。另外，含有磷化合物和硫的发动机润滑剂已显示出部分贡献于颗粒物排放和其它污染物排放。另外，硫和磷倾向于毒害催化转化器中所用的催化剂，导致所述催化剂的性能降低。随着对硫酸盐灰形成和排放释放提高的控制(通常以降低NOx形成、SOx形成)，需要机油中降低的硫、磷和硫酸盐灰的量。因此，已降低含磷抗磨剂如ZDDP、过碱性清净剂如钙或镁磺酸盐和酚盐。因此，已预期无灰添加剂如多元醇或含羟基的酸的酯，包括单油酸甘油酯和烷氧基化胺以提供摩擦性能。然而，已观察到无灰摩擦改进剂在一些情况下可能提高金属，即铜或铅的腐蚀。铜和铅腐蚀可来自由使用铜或铅的合金得到的轴承和其它金属发动机组件。因此，需要降低由无灰添加剂导致的腐蚀的量。然而，降低抗磨和其它含灰添加剂的水平可导致磨损和/或铜腐蚀的量增加。加拿大专利CA 1 183 125 (Barrer，1981年9月10日提交)公开了含有酒石酸烷基酯的汽油机用润滑剂，其中烷基上的碳原子之和为至少8。酒石酸酯公开为抗磨剂。公开酒石酸酯和/或酒石酰亚胺的其它参考文件包括国际公开WO 2006/044411和关于要求降低的硫、硫酸盐灰和磷量的内燃机的美国专利申请。该润滑剂组合物具有抗磨或抗疲劳性能。该润滑组合物适于公路车辆。美国专利4，237，022 (Barrer, 1980年12月2日提交)公开了在润滑剂和燃料中用作添加剂以有效降低轮胎噪声和摩擦以及改善燃料经济性的酒石酰亚胺。美国专利5，338，470(Hiebert，1992年12月10日提交)和国际公开 TO2005/087904(Migdal，2004年3月11日提交)公开了含有至少一种羟基羧酸酯或羟基聚羧酸(特别是柠檬酸酯或甘醇酸乙酯)的润滑剂。该润滑剂组合物具有抗磨或抗疲劳性能。国际申请W02008/070307(Brown，2007年10月22日提交)公开了含有基于丙二酸酯的抗磨剂的发动机润滑剂。美国专利4，436，640 (Yamaguchi，1982年5月27日提交)公开了一种通过两步骤反应制备的润滑剂抗磨剂，包括⑴使羟基乙酸与含有1-6个碳原子的醇反应，和(ii)使(i)的产物与五硫化磷反应。有报导抗磨剂用于凸轮从动件装置。预期衍生自硫代羟基乙酸衍生物的润滑剂添加剂作为添加剂。来自硫代羟基乙酸衍生物的添加剂汇总于多个美国专利、日本专利申请和东德专利。美国专利包括 4，157，970 (Yaffe, 1979 年 6 月 12 日提交)、4，863，622 (Chiu, 1989 年 9 月 5 日提交)、 5，132，034 (Hsu, 1992 年7 月 21 日和 6 月 1 日提交)、5，215，549 (Hsu, 1993 年 6 月 1 日提交)和6，127，327(Camenzind，1999年6月M日提交)。日本专利申请包括2005139238 A(Yanagi，2005年6月2日提交)、日本专利申请10183161A(Imai，1998年7月14日提交) 和 10130679A(Endo, 1998 年 5 月 19 日提交)、05117680A(Sato，1993 年 5 月 15 日提交)。 东德专利为DD 299533 A5 (Buechner, 1992年4月23日公布)。发明概述本发明的发明人已公开了能提供抗磨性能、摩擦改进(特别是用于提高燃料经济性)或者铅或铜(通常为铅)腐蚀抑制中至少一种的润滑组合物。如本文所用，涉及存在于本文公开的润滑组合物中的添加剂的量基于无油报告， 即活性物质的量。在一个实施方案中，本发明提供一种润滑组合物，其包含具有润滑粘度的油和通过如下方法得到/可得到的化合物，所述方法包括使羟基乙酸、2-卤代-乙酸或乳酸或者其碱金属盐或碱性金属盐(alkaline metal salt)(通常为羟基乙酸或2_卤代-乙酸)与选自胺、醇和氨基醇中的至少一员反应。醇可选自烷氧基醇、苯氧基醇、单醇、二醇(可以为1，2-二醇，或1，3-二醇，或1， 4- 二醇，通常为1，2_ 二醇)、三元醇和更高级醇(例如四元醇或五元醇，通常为四元醇)。 胺可选自单胺、多胺(例如二胺、三胺或更高级多胺)。在一个实施方案中，通过本文所述方法得到/可得到的化合物可通过基于摩尔比使0.9-6摩尔羟基乙酸或乳酸与1摩尔醇或胺反应而制备。在一个实施方案中，通过本文所述方法得到/可得到的化合物可通过使基于摩尔比的1. 2-6摩尔羟基乙酸或乳酸与1摩尔醇或胺反应而制备。在一个实施方案中，通过本文所述方法得到/可得到的化合物可通过基于摩尔比使1. 5-4摩尔羟基乙酸或乳酸与1摩尔醇或胺反应而制备。通常，当醇为通式R1-OH(其中R1可独立地为通常含有4-30，或6-20，或8_18个碳原子的烃基)的单醇时， 羟基乙酸或乳酸与单醇的摩尔比可以为1. 2-6比1摩尔醇，或甚至1. 5-4比1摩尔醇。通过本文所述方法得到/可得到的化合物可以以润滑组合物的0. 01-5重量％，或 0. 1-3重量％，或0. 2-1. 5重量％，或0. 25-1重量％存在。在一个实施方案中，化合物可以以润滑组合物的0.1-1重量％存在。当通过本文所述方法得到/可得到的化合物为烃基取代的甘醇酸酯(通常为甘醇酸烷基酯或甘醇酸烷氧基酯)时，它可以以润滑组合物的0. 5-1. 5重量％或0. 5-1重量％ 存在。在一个实施方案中，本发明提供一种润滑内燃机的方法，其包括向内燃机中供入如本文所公开的润滑组合物。在一个实施方案中，本发明提供一种如本文所公开的润滑内燃机的方法，其中内燃机具有铝合金或铝复合物的表面。通常，用于润滑铝合金或铝复合物的表面的润滑组合物可以为包含具有润滑粘度的油和通过如下方法得到/可得到的化合物的润滑组合物，所述方法包括使羟基乙酸、2-卤代-乙酸或乳酸或者其碱金属盐或碱性金属盐(alkaline metal salt)(通常为羟基乙酸或2_卤代-乙酸)与选自胺、醇和氨基醇中的至少一员反应。醇可具有式R1OH,其中R1可以独立地为通常含有4-30，或6-20，或8_18个碳原子的烃基。在一个实施方案中，本发明提供一种如本文所公开的润滑内燃机的方法，其中铝合金可以为共晶或过共晶铝合金(例如衍生自硅酸铝、氧化铝或其它陶瓷材料的那些)。在一个实施方案中，本发明提供一种如本文所述润滑内燃机的方法，其中内燃机具有钢表面。通常，用于润滑钢表面的润滑组合物可以为包含具有润滑粘度的油和通过如下方法得到/可得到的化合物的润滑组合物，所述方法包括使羟基乙酸、2-卤代-乙酸或乳酸或者其碱金属盐或碱性金属盐(alkaline metal salt)(通常为羟基乙酸或2_卤代-乙酸)与选自胺、醇和氨基醇中的至少一员反应。在一个实施方案中，本发明提供一种如本文所公开的润滑内燃机的方法，其中内燃机具有具有铝合金、铝复合物或钢(即含铁)表面的气缸腔、气缸柱或活塞环。在一个实施方案中，本发明提供以上化合物作为抗磨剂、摩擦改进剂或者铅或铜 (通常为铅)腐蚀抑制剂的用途。在一个实施方案中，本发明提供以上化合物在内燃机润滑剂中作为抗磨剂、摩擦改进剂(特别用于提高燃料经济性)或者铅或铜(通常为铅)腐蚀抑制剂的用途。抗磨性能或摩擦性能可例如由通过如下方法得到/可得到的化合物提供，所述方法包括使羟基乙酸、2-卤代-乙酸或乳酸或者其碱金属盐或碱性金属盐(alkaline metal salt)(通常为羟基乙酸或2-卤代-乙酸)与选自胺、醇和氨基醇中的至少一员反应。铅或铜腐蚀可例如由通过如下方法得到/可得到的化合物提供，所述方法包括使羟基乙酸、2-卤代-乙酸或者其碱金属盐或碱性金属盐(alkaline metal salt)或者乳酸 (通常为羟基乙酸或2-卤代-乙酸)与至少一种醇反应，其中醇可以为烷氧基醇或苯氧基发明详述本发明提供如上所述润滑组合物和润滑发动机的方法。如本文所述化合物也可通过如下方法得到/可得到，所述方法包括使乳酸或羟基乙酸与单醇或单胺反应。通常这类化合物可类似于式(1)(参见下面)表示的化合物。单醇可包括多种具有4-30，或6-20，或8_18个碳原子的醇。醇包括丁醇、2-甲基戊醇、2-丙基庚醇、2- 丁基辛醇、2-乙基己醇、辛醇、壬醇、异辛醇、异壬醇、2-叔丁基庚醇、 3-异丙基庚醇、癸醇、十一醇、5-甲基十一醇、十二醇、2-甲基十二醇、十三醇、5-甲基十三醇、十四醇、十五醇、十六醇、2-甲基十六醇、十七醇、5-异丙基十七醇、4-叔丁基十八醇、 5-乙基十八醇、3-异丙基十八醇、十八醇、十九醇、二十醇、鲸蜡基二十醇、硬脂基二十醇、 二十二醇和/或二十烷基三十四醇。其它有用的单醇包括油醇、硬脂醇、椰油醇、牛脂醇或其混合物。市售醇包括Monsanto 的 Oxo Alcohol 7911、Oxo Alcohol 7900 和 Oxo Alcohol 1100 ；1CI 的 Alphanol 79 ；Condea (现在的 Sasol)的 Nafol 1620、 Alfol 610 和Alfol 810 ^thy1 Corporation 的Epal 610 和Epal 810 ；Shell AG 的Linevol 79, Linevol 911 和 Dobanol 25L ；Condea Augusta, Milan 的 Lial 125 ； Henkel KGaA (现在的 Cognis)的Dehydad 和Lorof 以及 Ugine Kuhlmann 的Linopol 7-11 和Acropol 9i。单胺可包括多种具有4-30，或6-20，或8_18个碳原子的胺。单胺可包括丁胺、 2-甲基戊胺、2-丙基庚胺、2-丁基辛胺、2-乙基己胺、辛胺、壬胺、异辛胺、异壬胺、2-叔丁基庚胺、3-异丙基庚胺、癸胺、十一胺、5-甲基十一胺、十二胺、2-甲基十二胺、十三胺、5-甲基十三胺、十四胺、十五胺、十六胺、2-甲基十六胺、十七胺、5-异丙基十七胺、4-叔丁基十八胺、5-乙基十八胺、3-异丙基十八胺、十八胺、十九胺、二十胺、鲸蜡基二十胺、硬脂基二十胺、二十二胺和/或二十烷基三十四胺。其它有用的单胺包括油胺、硬脂胺、椰油胺、牛脂胺或其混合物。如本文所述化合物也可通过如下方法得到/可得到，所述方法包括使羟基乙酸、
2-卤代-乙酸或乳酸或者其碱金属盐或碱性金属盐(alkalinemetal salt)(通常为羟基乙酸或2-卤代-乙酸)与至少一种胺或醇反应，其中醇可以为二醇、三元醇或更高级多元醇，且其中胺可以为二胺、三胺或更高级多胺。醇或胺组分还可包括一种或多种单醇或单胺。通常，这类化合物可类似于式O)(参见下文)表示的化合物。反应二醇、三醇或四醇可包括1，2，7，8-辛四醇、2- 丁基-1，3-辛二醇、2- 丁基-1，
3-壬二醇、1，2，3_庚三醇、1，2_丁二醇、新戊二醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷、1，2_己二醇、 1，2-辛二醇、1，2，癸二醇、1，2-十二烷二醇、1，2-癸二醇、1，2-十四烷二醇、1，2-十六烷二醇、1，2-十八烷二醇、1，2- 二十烷二醇、2-乙基-1，3-己二醇、2- 丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、甘油或乙二醇或其混合物。氨基醇可包括乙醇胺、异丙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙基乙醇胺、二甲基乙醇胺、二丁基乙醇胺、3-氨基-1，2-丙二醇；丝氨醇；2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇 ’三(羟基甲基)_氨基甲烷；N-甲基葡糖胺、1-氨基-1-脱氧-D-山梨糖醇；二乙醇胺；二异丙醇胺；N-甲基-N，N-二乙醇胺；三乙醇胺；N，N，N' , N'-四(2-羟基丙基)乙二胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-二甲基氨基-甲基-1-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇、 2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇、2-氨基-1- 丁醇及其混合物。烷氧基醇或苯氧基醇可包括油基乙氧基化物、月桂基乙氧基化物、硬脂基乙氧基化物、椰油基乙氧基化物、牛脂基乙氧基化物、油基丙氧基化物、月桂基丙氧基化物、硬脂基丙氧基化物、椰油基丙氧基化物、牛脂基丙氧基化物、苯基乙氧基化物、叔丁基苯基乙氧基化物、叔丁基苯基丙氧基化物或其混合物。式(1)-式⑶的化合物在一个实施方案中，如通过本文所述方法得到的化合物可由式(1)化合物或其混合物表示。在一个实施方案中，通过本文所述方法得到的化合物可由式( 或其混合物表示。在一个实施方案中，如通过本文所述方法得到的化合物可由式C3)或其混合物表示。通过本文所述方法得到/可得到的化合物可由式(1)或式( 或式C3)表示
权利要求
1.一种润滑组合物，其包含具有润滑粘度的油和由如下方法得到/可得到的化合物， 所述方法包括使羟基乙酸、2-卤代乙酸或乳酸或者其碱金属盐或碱性金属盐(通常为羟基乙酸或2-卤代乙酸)与选自胺、醇和氨基醇中的至少一员反应。
2.根据权利要求1的润滑组合物，其中单醇具有式R1-OH,其中R1为通常含有4-30或 6-20或8-18个碳原子的烃基，且其中所得化合物通过使基于摩尔比的1. 2-6摩尔羟基乙酸或乳酸与1摩尔单醇反应而制备。
3.根据权利要求1的润滑组合物，其中醇选自烷氧基醇和二醇，且其中氨选自单胺和多胺。
4.根据权利要求1的润滑组合物，其中化合物由式⑴或式⑵或式⑶表示
5.根据权利要求4的润滑组合物，其中Z为氢。
6.根据前述权利要求4-5中任一项的润滑组合物，其中式(1)-式(3)化合物衍生自以上基本仅由碳、氧、氮和氢组成的那些。
7.根据前述权利要求4-5中任一项的润滑组合物，其中式(1)-式C3)化合物不含硫或磷
8.根据权利要求4的润滑组合物，其中式(1)化合物由式(Ia)表示
9.根据权利要求4的润滑组合物，其中式(1)化合物由式(Ib)表示
10.根据前述权利要求4-9中任一项的润滑组合物，其中η为0-5、1-4或1_3。
11.根据前述权利要求4-10中任一项的润滑组合物，其中R1为链烷基(链烯基)或环烧基。
12.根据权利要求4的润滑组合物，其中式(1)化合物具有等于氢的Z且η为1-4或1-3。
13.根据权利要求4的润滑组合物，其中Z为氢，η为1，U为氢，所得化合物由式(Ib) ⑴表示
14.根据权利要求4的润滑组合物，其中式⑵化合物由式Oa)表示
15.根据权利要求14的润滑组合物，其中Y为氧且式(2)化合物由式Ob)表示
16.根据权利要求14的润滑组合物，其中￥为>朋或> NR1且式⑵化合物由式Oc)
17.根据权利要求4的润滑组合物，其中式(3)化合物由式(3a)或(3b)表示
18.根据前述权利要求1-17中任一项的润滑组合物，其中通过所述方法得到/可得到的化合物以润滑组合物的0. 01-5重量％，或0. 1-3重量％，或0. 2-1. 5重量％存在。
19.根据前述权利要求1-17中任一项的润滑组合物，其中通过所述方法得到/可得到的化合物以润滑组合物的0. 25-1重量％存在。
20.根据前述权利要求1-19中任一项的润滑组合物，其中润滑组合物的特征在于具有 (i) 0.5重量％或更少的硫含量，(ii)0. 1重量％或更少的磷含量和(iii)1.5重量％或更少的硫酸盐灰含量。
21.根据前述权利要求1-20中任一项的润滑组合物，其进一步包含以下物质中的至少一种抗磨剂、分散剂粘度改进剂、摩擦改进剂、粘度改进剂、抗氧化剂、过碱性清净剂或其混合物。
22.根据权利要求21的润滑组合物，其中摩擦改进剂选自胺的长链脂肪酸衍生物、长链脂肪酸酯或长链脂肪环氧化物；脂肪咪唑啉；烷基磷酸的胺盐；酒石酸脂肪烷基酯；脂肪烷基酒石酰亚胺；和脂肪烷基酒石酰胺。
23.根据前述权利要求1-22中任一项的润滑组合物，其进一步包含分散剂粘度改进剂。
24.根据前述权利要求1-23中任一项的润滑组合物，其进一步包含含磷抗磨剂，通常为二烷基二硫代磷酸锌。
25.根据前述权利要求I-M中任一项的润滑组合物，其进一步包含过碱性清净剂，其中过碱性清净剂通常选自酚盐、含硫的酚盐、磺酸盐、salixarate、水杨酸盐及其混合物。
26.一种润滑内燃机的方法，其包括向内燃机中供入根据前述权利要求1-25中任一项的润滑组合物。
27.根据权利要求沈的方法，其中将内燃机用根据权利要求1-25的润滑组合物润滑， 且其中发动机具有具有铝合金、铝复合物或钢表面的气缸腔、气缸柱或活塞环。
28.根据权利要求沈的方法，其中将内燃机用根据权利要求2-25的润滑组合物润滑， 且其中发动机具有具有钢表面的气缸腔、气缸柱或活塞环。
29.根据权利要求沈的方法，其中将内燃机用根据权利要求1-25的润滑组合物润滑， 且其中发动机具有具有铝合金或铝复合物表面的气缸腔、气缸柱或活塞环。
30.化合物在内燃机润滑剂中作为抗磨剂、摩擦改进剂(特别是用于提高燃料经济性) 或者铅或铜(通常为铅)腐蚀抑制剂的用途，其中化合物通过如下方法得到/可得到，所述方法包括使羟基乙酸、2-卤代乙酸或乳酸或者其碱金属盐或碱性金属盐(通常为羟基乙酸或2-卤代乙酸)与选自胺、醇和氨基醇的至少一员反应。
全文摘要
本发明提供一种润滑组合物，其包含具有润滑粘度的油和由如下方法得到/可得到的化合物，所述方法包括使羟基乙酸、2-卤代乙酸或乳酸或者其碱金属或碱性金属盐(通常为羟基乙酸或2-卤代乙酸)与选自胺、醇和氨基醇中的至少一员反应。本发明进一步涉及润滑组合物在内燃机中的用途。
文档编号C10M129/76GK102575184SQ201080046466
公开日2012年7月11日 申请日期2010年8月16日 优先权日2009年8月18日
发明者D·J·萨科曼多, M·D·吉赛尔曼, P·E·莫热, S·L·克劳利, W·R·S·巴顿 申请人:卢布里佐尔公司