具有改进的密封相容性的润滑剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及包含最小含量的特殊抗氧化剂组分的润滑组合物，特别是齿轮油组合物，其中抗氧化剂组分包含(i)酚类抗氧化剂、(ii)胺类抗氧化剂，或(iii)其组合，其中抗氧化剂组分以1.0重量％或更高存在于润滑组合物中。这类组合物提供令人惊讶的良好密封相容性。
【专利说明】具有改进的密封相容性的润滑剂
发明领域
[0001] 本发明涉及包含最小含量的特殊抗氧化剂组分的润滑组合物，特别是齿轮油组合物，其中抗氧化剂组分包含(i)酹类抗氧化剂、(ii)胺类抗氧化剂或(iii)其组合，其中抗氧化剂组分以1.0重量％或更高存在于润滑组合物中。这类组合物提供与具有其它三唑和/或可选添加剂的组合物相比令人惊讶的良好密封相容性。
_2] 发明背景
[0003]在许多工业应用中，润滑组合物与使用它们的设备内的密封接触。密封由各种材料组成，包括腈-丁二烯橡胶(NBR)，因为它较低的成本和高可用性，以及氟化弹性体、硅氧烷和聚碳酸酯。重要的是所用润滑组合物具有良好的密封相容性，否则密封随时间过去而劣化至它们失效的程度，导致流体泄漏，提高维修成本、更长的设备停机时间，以及甚至设备损害的风险。
[0004]密封，特别是使用NBR制备的那些在甚至正常的操作条件下随时间过去而损耗。特别是高温可能非常危害一些密封。在其它情况下，密封有时可能容易受一些润滑组合物的化学添加剂组分侵袭，包括常用于工业应用的那些，包括一些特压剂如硫化烯烃、防锈剂如胺类化合物、抗磨剂如磷酸盐、亚磷酸盐、磷酸酯和磷酸胺盐。在一些情况下，甚至基油本身可能侵袭密封材料，包括NBR。
[0005]仍需要工业润滑组合物可提供所需设备性能和保护，但还保护密封侵袭或劣化，因此降低润滑剂泄漏风险、停机时间以及最终设备损害或失效。
[0006]特别风力涡轮机代表要求具有良好密封相容性的润滑组合物的工业应用。风力涡轮机作为可选再生能源来源吸引了更多的兴趣，因为它们通过将干净风能转化成电能而产生电。通常位于风力涡轮机 的转子与发电机之间的齿轮箱要求润滑剂。高扭矩向这些风力涡轮机的齿轮箱中的齿轮和轴承上施加了大量应力，对润滑组合物提出高性能要求。另外，齿轮箱位于风力涡轮机中高于地面的吊舱中，且该装置本身通常在偏远区域中。因此，齿轮箱通常不能或者仅以大的成本和难度实现使得需要具有有限维护的长使用寿命。预期具有改进的密封相容性但仍提供良好润滑性能的润滑组合物降低由于失效的密封导致的维护和停机时间。因此，需要具有改进的密封相容性且在风力涡轮机和类似应用中仍提供良好润滑性能的润滑组合物。
[0007]发明概沭
[0008]本发明提供包含具有润滑粘度的油和抗氧化剂组分的工业润滑组合物，所述抗氧化剂组分包含:(i)酹类抗氧化剂、(ii)胺类抗氧化剂，或(iii)其组合，其中抗氧化剂组分以0.4重量％或更高，在其它实施方案中，1.0重量％或更高存在于润滑组合物中。
[0009]酚类抗氧化剂可以以至少0.2,0.4,0.5或至少1.0重量％存在于润滑组合物中，且胺类抗氧化剂可以以至少0.2,0.4,0.5或至少1.0重量％存在于润滑组合物中。
[0010]本发明提供所述组合物，其中具有润滑粘度的油包含矿物基油，其中具有润滑粘度的油包含合成基油，甚至其中具有润滑粘度的油包含矿物基油和合成基油的组合。在一些实施方案中，具有润滑粘度的 油基本不含，或者甚至不含合成酯基油。[0011]本发明提供润滑齿轮装置的方法，所述方法包括向所述装置中供入包含具有润滑粘度的油和抗氧化剂组分的润滑组合物，所述抗氧化剂组分包含:(i)酚类抗氧化剂、(ii)胺类抗氧化剂，或(iii)其组合，其中抗氧化剂组分以0.4,0.5或者1.0重量％或更高存在于润滑组合物中。本文所述抗氧化剂组分的任一种可用于这类方法中。
[0012]本发明提供所述抗氧化剂组分以最小所需含量作为密封保护剂在润滑组合物，包括用于工业应用的润滑组合物中的用途。本发明甚至更具体地提供风力涡轮机和要求抗疲劳和抗微点蚀配制剂的其它应用，以及甚至具有严格密封相容性要求的应用。
[0013]本发明进一步提供本文所述组合物、方法和用途的全部，其中所述润滑剂包含反乳化剂，其中所述润滑剂包含反乳化剂和硫化烯烃的组合，其中所述润滑剂包含取代三唑和取代噻二唑的组合，其中所述润滑剂基本不含或者甚至完全不含二硫代磷酸盐，包括二烷基二硫代磷酸锌，其中所述润滑剂基本不含或者甚至完全不含过碱性含金属清净剂，其中所述润滑剂基本不含或者甚至完全不含锌，或者其任何组合。
[0014]发明详沭
[0015]下面通过非限定性阐述描述本发明的各个特征和实施方案。
[0016]本发明提供包含具有润滑粘度的油和抗氧化剂组分的工业润滑组合物，所述抗氧化剂组分包含:(i)酹类抗氧化剂、(ii)胺类抗氧化剂，或(iii)其组合，其中抗氧化剂组分以1.0重量％或更高存在于润滑组合物中。
[0017]具有润滑粘度的油
[0018]本发明组合物的一种组分是具有润滑粘度的油，对于润滑剂组合物，其以主要量存在，或者对于浓缩物，以浓缩物形成量存在。
[0019]合适的油包括天然和合成润滑油及其混合物。在完全配制润滑剂中，具有润滑粘度的油通常以主要量(即大于50重量`％的量)存在。通常，具有润滑粘度的油以总组合物的75-95重量％，通常大于80重量％的量存在。基油组分通常构成总组合物的100重量份(pbw),其中其它组分的pbw范围在概念中以该IOOpbw基油提供。在其它实施方案中,提供各种组分，包括基油的Pbw范围，使得所有组分的pbw总和为100，因此pbw值相当于重量％值。关于下文所述各组分提供的Pbw范围可采用任何方式，然而，在大多实施方案中，读取它们以相当于重量％值。
[0020]具有润滑粘度的油可包括天然和合成油，衍生自加氢裂化、氢化和加氢精制的油，未精炼、精炼和精炼油或其混合物。未精炼油为不经(或仅很少)进一步提纯处理，直接由天然或合成来源得到的那些。精炼油类似于未精炼油，不同的是已将它们在一个或多个提纯步骤中进一步处理以改进一种或多种性能。提纯技术是本领域中已知的，包括溶剂萃取、二次蒸馏、酸或碱萃取、过滤、渗滤等。再精炼油也称为再生或再加工油，并通过类似于用于得到精炼油的那些的方法得到且通常通过旨在除去废添加剂和油分解产物的技术另外加工。
[0021]用作具有润滑粘度的油的天然油包括动物油，植物油(例如蓖麻油、猪油)，矿物润滑油，例如液体石油以及链烷烃、环烷烃或混合链烷烃-环烷烃型的溶剂处理或酸处理矿物润滑油，和衍生自煤或页岩的油，或其混合物。
[0022]具有润滑粘度的合成油包括烃油，例如聚合和共聚烯烃(例如聚丁烯、聚丙烯、丙烯异丁烯共聚物)?’聚(1-己烯)、聚(1-辛烯)、聚(1-癸烯)及其混合物；烷基苯(例如十二烷基苯、十四烷基苯、二壬基苯、二-(2-乙基己基)苯)；聚苯(例如联苯、三联苯、烷基化聚苯)；烷基化二苯酿和烷基化二苯硫及其衍生物、类似物和同系物。
[0023]其它具有润滑粘度的合成油包括不同于如本文所公开的烃基封端聚氧化烯多元醇的多元醇酯、二羧酸酯、含磷酸的液体酯(例如磷酸三甲苯酯、磷酸三辛基酯，和癸烷膦酸的二乙基酯)，或聚四氢呋喃。具有润滑粘度的常规合成油还包括通过费托反应制备的那些，通常可以为加氢异构化的费托烃或蜡。在一个实施方案中，具有润滑粘度的油可通过费托气至液合成程序制备以及其它气至液油。
[0024]具有润滑粘度的油可进一步如American Petroleum Institute (API)Base OilInterchangeability Guidelines所述定义。5组基油如下:组I (硫含量>0.03重量％,和/或〈90重量％饱和物，粘度指数80-120);组II (硫含量< 0.03重量％和> 90重量％饱和物，粘度指数80-120);组111(硫含量< 0.03重量％和> 90重量％饱和物，粘度指数≥ 120);组1丫(所有聚 α 烯烃 ΡΑ0，例如 ΡΑ0-2、ΡΑ0-4、ΡΑ0-5、ΡΑ0-6、ΡΑ0-7 或 ΡΑ0-8);和组V。具有润滑粘度的油包含API组1、组I1、组II1、组IV、组V油或其混合物。在一个实施方案中，具有润滑粘度的油为API组1、组I1、组II1、组IV油或其混合物。作为选择，具有润滑粘度的油通常为API组I1、组III或组IV油或其混合物。
[0025]各种所述具有润滑粘度的油可单独或组合使用。具有润滑粘度的油以润滑剂的约70至约99重量％，在另一实施方案中，约75至约98重量％，在另一实施方案中，约88至约97重量％使用。
[0026]在一些实施方案中，本发明润滑油组分包含组II或组III基油，或其组合。这些是由 API (American Petroleum Institute)建立的分类。组 III 油包含〈0.03%硫和 >90%饱和物且具有>120的粘度指数。组II油具有80-120的粘度指数且包含〈0.03%硫和>90%饱和物。油也可衍生自蜡如疏松石蜡或费托合成蜡的加氢异构化。这类“气至液”油通常表征为组III。
[0027]本发明组合物可包含一些量的组I基油，以及甚至组IV和组V基油。聚α烯烃归类为组IV。组V包括“所有其它基油”。然而，在一些实施方案中，本发明润滑油组分包含不多于20、10、5或甚至I重量％组I基油。这些极限也可适用于组IV或组V基油。在其它实施方案中，存在于本发明组合物中的润滑油为至少60、70、80、90或甚至95重量％组II和/或组III基油。在一些实施方案中，存在于本发明组合物中的润滑油基本仅为组II和/或组III基油，其中可存在少量，但不是显著影响总组合物的性能或行为的量的其它类型的基油。
[0028]在一些实施方案中，本发明组合物包含一些量的组I和/或组II基油。在其它实施方案中，本发明组合物为其中具有润滑粘度的油主要是组I和/或组II基油，或者甚至基本是组I和/或组II基油，或者甚至仅为组I和/或组II基油的润滑组合物。
[0029]在一些实施方案中，本发明组合物包含一些量的组I基油。在其它实施方案中，本发明组合物为其中具有润滑粘度的油主要是组I基油，或者甚至基本是组I基油，或者甚至仅为组I基油的润滑组合物。
[0030]在一些实施方案中,本发明组合物包含一些量的组II基油。在其它实施方案中，本发明组合物为其中具有润滑粘度的油主要是组II基油，或者甚至基本是组II基油，或者甚至仅为组II基油的润滑组合物。[0031 ] 在一些实施方案中，具有润滑粘度的油可以以润滑油组合物的60-99.9、88.5-99.6,96.9-99.5或98.2-99.4重量％存在。上述各具有润滑粘度的油可单独或者作为其一种或多种的混合物使用。
[0032]抗氧化剂组分
[0033]本发明要求所述润滑剂组合物包含最小含量的特殊抗氧化剂组分。抗氧化剂组分包括:(i)酚类抗氧化剂、(?)胺类抗氧化剂，或(iii)其组合。抗氧化剂组分必须以0.4、0.5的最小量或者1.0重量％或更高的最小量存在于所述润滑组合物中。
[0034]可用于本发明中的合适酚类抗氧化剂包括含有至少一个烷基取代基的取代苯酚。在一些实施方案中，酚类抗氧化剂包括不含氮而且是无灰的化合物。在一些实施方案中，酚类抗氧化剂包括含有至少2个支化烷基取代基的取代苯酚。在一些实施方案中，酚类抗氧化剂包含含有至少2个支化烷基取代基且进一步含有含酯取代基的取代苯酚。
[0035]酚类抗氧化剂可包括含有占据苯酚环的2位和6位上的与羟基呈邻位的烷基、与羟基呈邻位的两个烷基或其混合物的位阻酚。烷基可包含1-24个碳原子，在其它情况下，3-18和3-12个碳原子。烷基可以为线性、支化的，包括叔烷基，或其混合物。位阻酚还可包含一个或多个其它烷基和/或一个或多个烃基如丙酸酯基团。有用的位阻酚可包括邻-烷基化苯酚化合物，例如2，6- 二叔丁基苯酚、4-甲基-2，6- 二-叔丁基苯酚、2，4，6-三叔丁基苯酚、2-叔丁基苯酚、2，6- 二异丙基苯酚、2-甲基-6-叔丁基苯酚、2，4- 二甲基-6-叔丁基苯酚、4-(N，N- 二甲基氨基甲基)-2，6- 二-叔丁基苯酚、4-乙基-2，6- 二-叔丁基苯酚及其类似物和同系物。两种或更多种这类单核苯酚化合物的混合物也是合适的。
[0036]在本发明一个实施方案中，位阻酚可由下式表示:
[0037]
【权利要求】
1.包含具有润滑粘度的油和抗氧化剂组分的工业润滑组合物，所述抗氧化剂组分包含:(i)酹类抗氧化剂、(ii)胺类抗氧化剂，或(iii)其组合； 其中抗氧化剂组分以1.0重量％或更高存在于润滑组合物中。
2.根据权利要求1的组合物，其中酚类抗氧化剂以至少0.5重量％存在于润滑组合物中；且 其中胺类抗氧化剂以至少0.5重量％存在于润滑组合物中。
3.根据权利要求1-2中任一项的组合物，其中酚类抗氧化剂包含含有至少一个烷基取代基的取代苯酚。
4.根据权利要求1-3中任一项的组合物，其中胺类抗氧化剂包含二芳胺。
5.根据权利要求1-4中任一项的组合物，其中具有润滑粘度的油包含矿物基油。
6.根据权利要求1-4中任一项的组合物，其中具有润滑粘度的油包含合成基油。
7.根据权利要求1-6中任一项的组合物,其进一步包含:抗磨剂、特压剂、摩擦改进剂、腐蚀抑制剂、防锈剂、金属减活剂、硼酸化分散剂、非硼酸化分散剂、清净剂、消泡剂、粘度指数改进剂、粘度改进剂、抗氧化剂、倾点下降剂、密封溶胀剂或其任何组合。
8.润滑工业齿轮装置的方法，其包括向所述装置中供入包含具有润滑粘度的油和抗氧化剂组分的润滑组合物，所述抗氧化剂组分包含:(i)酚类抗氧化剂、(ii)胺类抗氧化剂，或(iii)其组合； 其中抗氧化 组分以1.0重量％或更高存在于润滑组合物中。
9.根据权利要求8的方法，其中酚类抗氧化剂以至少0.5重量％存在于润滑组合物中；且 其中胺类抗氧化剂以至少0.5重量％存在于润滑组合物中。
10.根据权利要求8-9中任一项的方法，其中酚类抗氧化剂包含含有至少一个烷基取代基的取代苯酚。
11.根据权利要求8-10中任一项的方法，其中胺类抗氧化剂包含二芳胺。
12.根据权利要求8-11中任一项的方法，其中具有润滑粘度的油包含矿物基油。
13.根据权利要求8-11中任一项的方法，其中具有润滑粘度的油包含合成基油。
14.根据权利要求8-13中任一项的方法，其中润滑组合物进一步包含:抗磨剂、特压剂、摩擦改进剂、腐蚀抑制剂、防锈剂、金属减活剂、硼酸化分散剂、非硼酸化分散剂、清净剂、消泡剂、粘度指数改进剂、粘度改进剂、其它抗氧化剂、倾点下降剂、密封溶胀剂或其任何组合。
15.改进工业齿轮装置润滑剂的密封相容性的方法，其包括向所述润滑剂组合物中加入包含Q)酹类抗氧化剂、(ii)胺类抗氧化剂，或(iii)其组合的抗氧化剂组分， 其中抗氧化剂组分以1.0重量％或更高存在于润滑剂中。
16.抗氧化剂组分在改进工业齿轮装置润滑剂的密封相容性中的用途，其中抗氧化剂组分包含(i)酹类抗氧化剂、(ii)胺类抗氧化剂，或(iii)其组合； 其中抗氧化剂组分以1.0重量％或更高存在于润滑剂中。
【文档编号】C10M141/06GK103890153SQ201280052546
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年10月25日 优先权日:2011年10月27日
【发明者】S·J·戈特里吉 申请人:卢布里佐尔公司