含有摩擦改进剂的稳定混合物的制作方法

专利名称：含有摩擦改进剂的稳定混合物的制作方法
含有摩擦改进剂的稳定混合物
背景技术：
本发明涉及含有摩擦改进剂的官能流体组合物，尤其是含有在与使用摩擦改进剂的官能流体中具有有限溶解性和/或有限相容性的摩擦改进剂的稳定组合物。摩擦改进剂和它们对各类官能流体的重要性是已知的。然而，许多摩擦改进剂由干与其中使用它们的官能流体的溶解性和/或相容性问题而仅可以以有限方式使用。许多摩擦改进剂，尤其是衍生自羟基羧酸的那些在官能流体如发动机油和齿轮油中具有有限溶 官能流体中析出(fall out)和/或导致组合物显现出烟雾(hazy)或浑池。这些是流体生产和混合方法以及该领域中的严重问题。例如，官能流体添加剂厂商会出售性能化学品的均相添加剂包(additive package),然后可将其加入基油中以得到最終润滑剂，最終润滑剂又在储罐、桶、罐和塑料容器中出售以将润滑剂最终输送至待润滑的设备中。为保持使用它的设备中最終润滑剂或任何其它官能流体的性能保证，浓缩物和润滑剂必须在这些步骤中保持均相。換言之，所有存在的添加剂必须与它接触的各种材料中每ー种相客，和/或从添加剂包至浓缩物至最終流体中找到其本身。该严格标准大大限制了许多添加剤，包括本文所述摩擦改进剂的选择和有效处理水平。这些摩擦改进剂可提供给官能流体改进的性能，但不广泛使用，和/或不以最佳水平使用，因为添加剂不能满足上述溶解性和/或相容性要求。在本领域中，随时间过去而析出一种或多种组分的官能流体组合物不能适当地执行，除非它们在使用以前良好地混合，或可通过与使用官能流体的设备有关的过滤器除去。官能流体的烟雾和/或浑浊，可以流体的浊度测量，通常视为组合物不稳定的信号，或可以为分离和/或组分析出的初期。这种状况由于性能和美学相关原因而在官能流体组合物中是不理想的。该现实性产生了对各种摩擦改进剂的使用的约束条件，例如有效的最大处理率。没有关于这些摩擦改进剂的使用的这些溶解性和/或相容性限制，可能实现更大的性能和设备保护，包括例如润滑剂或润滑的设备件如发动机、自动变速器、齿轮传动装置等的延长寿命。也可实现改进的燃料经济性和粘度稳定性。取决于更有效，但当以常规方式输送时，从相容性或稳定性观点看不合适的化学品的选择，更大的性能甚至可以以更少量以及更大量的化学品实现。需要含有更高量的摩擦改进剂，同时仍保持稳定和/或清澈的官能流体组合物。特别是需要如上所述以否则会导致组合物不稳定和/或烟雾的水平包含衍生自羟基羧酸的摩擦改进剂的官能流体组合物如发动机油组合物。本发明组合物和方法克服了这些约束条件并因此容许以否则不可能，同时仍保持官能流体组合物的稳定性和/或澄清性的水平使用这些摩擦改进剂。发明概沭已发现了可含有大量的摩擦改进剂的官能流体组合物，特别是在其中使用摩擦改进剂的官能流体组合物中具有有限溶解性和/或相容性的摩擦改进剂，从而容许更大量的这种摩擦改进剂用于这些官能流体组合物中，同时保持总组合物的稳定性、澄清性和/或相容性。本发明提供包含如下组分的组合物(a)可包含溶剂、官能流体或其组合的介质；和(b)不完全溶于介质中的摩擦改进 剂组分；和(c)可溶于(a)中并与(b)相互作用使得
(b)在(a)中的溶解性改进，或者可能更精确地(b)在(a)和(b)的组合中的溶解性与(b)在(a)中的溶解性相比改进的稳定组分。组分(b)和(c)可以以平均直径小于10 μ m的分散颗粒的形式存在于组分(a)中。在一些实施方案中，组分(b)摩擦改进剂包含衍生自羟基羧酸的化合物，且组分
(c)稳定组分包含(i)含磷添加剂；并可进一步任选包含(ii)含氮分散剂或其硼酸化变体；(iii)金属基质比大于3:1的过碱性清净剂；或其组合。在一些实施方案中，组分(c)的含磷添加剂包括磷酸酯、亚磷酸酷、硫代磷酸酯或任何这些材料的盐，或其任何组合。合适的实例包括(i)烃基磷酸或酸性酷；(ii)其胺盐；或其组合。在一些实施方案中，本发明组合物导致组合物浊度的改进，如通过与不含(C)稳定组分的相同组合物相比较低的杰克逊池度单位(JTU)和/或比池度单位(NephelometricTurbidity Unit) (NTU)值所定义。在一些实施方案中，本发明组合物的最大JTU和/或NTU值为100。本发明还提供制备如本文所述清澈且稳定的组合物的方法，所述方法包括如下步骤-M)将组分(b)和(C)加入组分(a)中；和(II)将各组分混合使得组分(b)和(C)的颗粒，或在一些实施方案中单独组分(b)的颗粒具有小于10 μ m的平均直径，或在其它实施方案中以及更具体而言，不多于10重量％的颗粒具有大于O. 5μπι的直径。另外，组分(b)可以以最小量，例如不少于O. 15重量％存在于总组合物中。发明详述下面通过非限定性阐述描述各个优选特征和实施方案。本发明提供容许否则不能使用和/或不能以本发明容许的水平使用的官能流体组合物中使用某些摩擦改进剂而不产生不稳定、不清澈和/或烟雾组合物的组合物和方法。本发明组合物和方法可用于其中以及与其一起使用的官能流体的类型可包括齿轮油、传动装置油、液压系统的工作液、发动机油、ニ冲程循环油、金属加工流体、燃料等。在一个实施方案中，官能流体为发动机油。在另ー实施方案中，官能流体为齿轮油。在另ー实施方案中，官能流体为传动装置液。在另ー实施方案中，官能流体为液压系统的工作液。在另ー实施方案中，官能流体为燃料。在一些实施方案中，本发明不包括使用输送装置如用于容纳摩擦改进剂并使它与它加入其中的官能流体接触的装置。在一些实施方案中，本发明不包括使用凝胶组合物或固体组合物，其中这类组合物缓慢释放一种或多种组分至官能流体中。而是，本发明提供用于通过使用各组分的组合将摩擦改进剂并入官能流体中的方法，这产生具有高摩擦改进剂含量，同时仍为稳定、清澈和/或无烟雾的官能流体。在一些实施方案中，本发明提供比除了缺少ー种或多种组分之外相同的组合物更稳定、更清澈和/或更少烟雾的组合物。在一些实施方案中，缺少的组分为稳定组分。在其它实施方案中，与除了缺少本发明稳定组分之外相同的组合物相比，本发明组合物具有更低的浊度。在一些这些实施方案中，组合物的浊度表示为JTU和/或NTU值。在其它实施方案中，本发明组合物具有100、90或甚至80的最大JTU和/或NTU值。JTU和NTU值可以通过US EPA方法180. I测量。JTU和NTU值也可不进ー步稀释地通过使用Monitek Model 151浊度计以杰克逊浊度单位(JTU)测量。介质本发明组合物包含介质。介质可以为溶剂、官能流体、添加剂浓缩物或其组合。合适的溶剂包括脂族烃、芳族烃、含氧组合物或其混合物。含氧组合物可包括醇、酮、羧酸的酷、ニ醇和/或聚こニ醇，或其混合物。合适的溶剂还包括具有润滑粘度的油、石脑油、甲苯、ニ甲苯或其组合。具有润滑粘度的油可包括天然油、合成油或其混合物。具有润滑粘度的油可以为API (American Petroleum Institute)组II、III、IV、V基油或其混合物。除包括具有润滑粘度的油外，市售脂族烃溶剂或稀释剂的实例为可由PetrochemCarless 得到的 Pilot140 和 Pilot299 和 Pilot900，Petro-Canada100N、Nexbase 、Yubase和 4_6cSt 聚(a -稀经)。合适的官能流体包括任何上列官能流体，包括这类流体的混合物。在许多实施方案中，官能流体或用作介质的其它材料含有除下文详述的组分(b)和(C)之外的其它添加齐U。这些其它添加剂更详细地描述于下文中。在本发明的一个实施方案中，介质和/或总组合物基本不含或不含选自硫、磷、硫酸盐灰分及其组合的至少ー员，在其它实施方案中，燃料组合物含有少于20ppm、少于15ppm、少于IOppm,或少于Ippm的选自硫、磷、硫酸盐灰分及其组合的至少ー员。在一个实施方案中，介质和稳定组分可以为相同的材料。即ー种材料可执行两种组分的功能。例如当本发明为浓缩物的形式时，所存在的介质可充当稳定组分，反之亦然。然后可将该浓缩物作为顶处理和/或添加剂包加入官能流体中，产生稳定且均匀的官能流体，所述官能流体否则在稳定剂组分/介质材料的不存在下会浑浊或不相客。摩擦改讲剂本发明组合物包含摩擦改进剂组分。摩擦改进剂组分可包含至少ー种在它待用于其中的介质和/或官能流体中不完全可溶和/或相容的摩擦改进剂。不完全可溶和/或相容意指摩擦改进剂不能保持溶解和/或悬浮于它加入其中的流体中，导致流体显现出烟雾和/或浑浊，或其任何组合。在一些实施方案中，摩擦改进剂导致它用于其中的流体具有80、90或甚至100以上的NTU和/或JTU值。在一些实施方案中，该流体为官能流体组合物如最終润滑剂或添加剂浓缩物。在一些实施方案中，本发明摩擦改进剂可以以低浓度与流体相溶和/或相容，但在较高浓度下变得较少相溶和/或相客。在一些实施方案中，当适用于本发明中的摩擦改进剂以0. 1,0. 15,0. 2,0. 3,0. 5或I. O重量％的浓度或多于上述浓度的浓度存在于流体中时如上所定义不完全可溶和/或相客。在一些实施方案中，本发明摩擦改进剂包含衍生自羟基羧酸的化合物。合适的酸可包含I至5或2个羧基，和I至5或2个羟基。在一些实施方案中，摩擦改进剂衍生自式I表示的羟基羧酸
权利要求
1.组合物，其包含(a)包含溶剂、官能流体、添加剂浓缩物或其组合的介质；和(b)不完全溶于介质中的包含羟基羧酸衍生物的摩擦改进剂组分；和(C)包含含磷添加剂的稳定组分，其可溶于(a)中且与(b)相互作用使得(b)在(a)中的溶解性改进；其中组分(b)以分散颗粒的形式存在于组分(a)中，其中不多于10重量％的颗粒具有大于0. 5 ii m的直径；其中组分(b)以不少于0. 15重量％的含量存在于总组合物中。
2.根据权利要求I的组合物，其中组分(c)的含磷添加剂包含磷酸酯、亚磷酸酯、硫代磷酸酯、任何这些材料的盐，或其组合。
3.根据权利要求I的组合物，其中组分(c)的含磷添加剂包含(i)烃基磷酸或酸性酯；(ii)其盐；或其组合。
4.根据权利要求I的组合物，其中组分(c)的含磷添加剂包含下式表示的化合物或其盐化变体(X^)aP(X2b-R)3其中各个X1独立地为O或S,a为0或I,各个X2独立地为O或S,b为0或I,且R为H或烃基。
5.根据权利要求1-4中任一项的组合物，其中总组合物的浊度得以改进，其通过与不含(c)稳定组分的相同组合物相比较低的JTU和/或NTU值定义。
6.根据权利要求1-4中任一项的组合物，其中(b)摩擦改进剂组分包含下式表示的衍生自羟基羧酸的化合物 其中a和b可独立地为1-5的整数；X4可以为脂族或脂环族基团，或在碳链中含有氧原子的脂族或脂环族基团，或取代的上述类型基团，所述基团含有至多6个碳原子且具有a+b个有效连接点；各个Y2可独立地为-O-、>NH或〉NR6，或两个Y—起表示在两个羰基之间形成的酰亚胺结构R4-N〈的氮；且各个R4和R6可独立地为氢或烃基，条件是至少一个基团R4和R6可以为烃基；各个R5可独立地为氢、烃基或酰基，进一步条件为至少一个基团-OR5位于X4内相对于至少一个基团-C(O)-Y2-R1为a或P的碳原子上，且进一步条件为至少一个R5为氢。
7.根据权利要求1-6中任一项的组合物，其中摩擦改进剂进一步包含脂族羧酸的酰胺，所述羧酸含有6-28个碳原子。
8.根据权利要求1-7中任一项的组合物，其中摩擦改进剂进一步包含脂族羧酸的酰胺，其中羧酸包括硬脂酸、油酸或其组合。
9.根据权利要求1-8中任一项的组合物，其中总组合物中组分(b)的浓度为至少0.5重量％。
10.制备清澈且稳定的组合物的方法，所述组合物包含(a)包含溶剂、官能流体、添加剂浓缩物或其组合的介质；和(b)不完全溶于介质中的包含羟基羧酸衍生物的摩擦改进剂组分；和(C)包含含磷添加剂的稳定组分，其可溶于(a)中且与(b)相互作用使得(b)在(a)中的溶解性改进；所述方法包括如下步骤I.将组分(b)和(C)加入组分(a)中，其中组分(b)以不少于0.15重量％的含量存在于总组合物中；II.将各组分混合使得组分(b)的颗粒以分散颗粒的形式存在于组分(a)中，其中不多于10重量％的颗粒具有大于0. 5 ii m的直径。
11.根据权利要求10的方法，其中所得混合物的澄清性得以改进，其通过与不含(c)稳定组分的相同组合物相比较低的JTU和/或NTU值所定义。
12.根据权利要求10-11中任一项的方法，其中组分(c)稳定组分包含(i)烃基磷酸或酸性酯；(ii)其胺盐；或其组合。
全文摘要
本发明涉及含有摩擦改进剂的官能流体组合物，具体而言，含有在与它们一起使用的官能流体中具有有限溶解性和/或有限相容性的摩擦改进剂的稳定组合物。特别地，本发明涉及用于内燃机中的官能流体如发动机油，和衍生自羟基羧酸的摩擦改进剂，其中摩擦改进剂以否则会导致组合物不稳定和/或烟雾的含量存在于官能流体组合物中。
文档编号C10M141/06GK102712864SQ201080061925
公开日2012年10月3日 申请日期2010年11月17日 优先权日2009年11月30日
发明者E·E·德尔布里奇, J·D·伯林顿, J·J·穆莱, J·S·夏普, J·W·邓克利 申请人:卢布里佐尔公司