适用作烃基础油的润滑剂添加剂的聚亚烷基二醇的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体上涉及润滑剂组合物。更确切地说，本发明涉及含有基础油和聚氧丙 烯聚合物添加剂的润滑剂组合物，其中聚氧丙烯聚合物添加剂通过包含于基于丁烯氧基的 聚氧化烯聚合物的组合物中而溶解于基础油中。
【背景技术】
[0002] 润滑剂组合物广泛用于具有移动机械部分的装置中，其中其作用是降低移动部分 之间的摩擦。此降低又可降低磨损和/或改良装置的整体效能。在许多应用中，润滑剂组 合物还发挥相关和非相关补充用途，如降低腐蚀、冷却组件、降低积垢、控制粘度、反乳化和 /或增加可栗送性。
[0003] 如今大部分润滑剂组合物包括基础油。通常这一基础油是烃油或烃油的组合。烃 油已由美国石油学会（American Petroleum Institute)基于其组成和物理特性而分类成 第I类、第II类、第III类或第IV类基础油。为了进一步改良不同基础油的特性，通常使 用所谓的添加剂包裝。这类添加剂包裝可包括经设计以充当抗氧化剂、腐蚀抑制剂、抗磨 剂添加剂、泡沫控制剂、黄色金属钝化剂、分散剂、清洁剂、极端压力添加剂、摩擦降低剂和/ 或染料的材料。极需要所有添加剂皆可溶于基础油中。这类溶解度优选能够在广大温度和 其它条件范围内保持，以便能够装运、储存和/或延长这些组合物的使用期限。
[0004] 一种与润滑剂配制者相关的添加剂是聚亚烷基二醇，或"PAG"。许多PAG是基于环 氧乙烷或环氧丙烷均聚物，并且在一些情况下，是基于环氧乙烷/环氧丙烷共聚物。其通常 提供良好效能和环境特性，包括良好的水解稳定性、低毒性和可生物降解性、理想的低温特 性和良好的成膜特性。
[0005] 不幸的是，传统PAG(如环氧乙烷（EO)与环氧丙烷（PO)的共聚物和环氧丙烷的均 聚物）通常在经典基础油中大于5%的处理量下不可溶。这引起油溶性聚亚烷基二醇（OSP) 的发展，其可用作烃润滑剂中的效能增强添加剂（参见例如W02011/011656)。可从市场购 得两个系列的OSP产品。一个系列是基于PO与BO(环氧丁烷）的共聚物并且第二个系列 是基于BO(聚丁烯二醇）的均聚物。这些系列提供在大部分第I类-第IV类基础油中的 极佳溶解度。然而，这些OSP的一项缺点是成本。具体来说，含有OSP的BO更加昂贵，因为 环氧丁烷（用于制造聚合物的起始物质中的一种）具有高成本。
[0006] 因此，如果配制者想要最小化其制造含有PAG的烃油的成本，那么更有利的是使 用包含OSP和PO均聚物的PAG，其是比仅含有OSP的PAG更便宜的材料。
[0007] 本发明解决的问题是提供含有经济的PO均聚物并且仍然提供改良的在烃基础油 中的特性（如溶解度）的PAG组合物。
【发明内容】
[0008] 我们现在发现聚氧丙烯（PO)均聚物可通过使其与基于丁烯氧基的聚氧化烯聚合 物偶合而配制成烃基础油。有利的是，即使PO均聚物通常在基础油中不可溶，但这一不可 溶性可通过存在基于BO的聚氧化烯聚合物来解决。
[0009] 除降低成本以外，将PO均聚物并入基础油的另一个益处在于当总PAG处理量相同 时，其可比仅使用OSP更好地提高粘度指数。
[0010] 因此，在一个方面中，提供润滑剂组合物，其包含：烃基础油；通过使环氧丙烷与 含有不稳定氢的引发剂聚合而制备的聚氧丙烯聚合物；和通过使环氧烷馈料与含有不稳定 氢的引发剂聚合而制备的聚氧化烯聚合物，所述环氧烷馈料包含100重量％到25重量％环 氧丁烷和〇重量％到75重量％环氧丙烷，各自以环氧烷馈料的总重量计，其限制条件是当 环氧烷馈料含有大于50重量百分比环氧丙烷是，引发剂是C8-C20烷基醇。
[0011] 在另一个方面中，提供润滑机械装置的方法，所述方法包含使用本文所述的润滑 剂组合物来润滑机械装置。
【具体实施方式】
[0012] 除非另外指明，否则数值范围（例如在"2到10"中）包括界定所述范围的数字 (例如2和10)。
[0013] 除非另外指明，否则比率、百分比、份等是以重量计。除非另外指明，否则短语「分 子量」是指如以常规方式测量的数目平均分子量。
[0014] 如本说明书中所使用，"乙烯氧基"或"E0"是指-CH2-CH2-O-, "丙烯氧基"或"P0" 是指-CH2-CH(CH3) -0-或-CH(CH3) -CH2-O-,并且"丁烯氧基"或"B0" 是指-CH2-CH(CH2CH3) - 0-或-CH(CH2CH3) -CH2-0-。"烷基"涵盖具有指定数目碳原子的直链和分支链脂族基团。
[0015] 本发明提供润滑剂组合物，其包含烃基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物， 以及其使用方法。有利的是，组合物中的基础油、聚氧丙烯聚合物和聚氧化烯聚合物可彼此 相溶。
[0016] 适用于本发明的组合物中的烃基础油包括由美国石油学会指定为第I类、第II 类、第III类或第IV类的烃基础油。其中，第I类、第II类和第III类油是天然矿物油。 第I类油由分馏石油组成，所述分馏石油用溶剂萃取方法进一步精炼以改良特性（如抗氧 化性）和移除蜡。第II类油由分馏石油组成，所述分馏石油已加氢裂化以进一步精炼和纯 化。第III类油具有与第II类油类似的特征，其中第II类和第III类皆是经高度氢处理 的油，其经历不同步骤以改良其物理特性。第III类油具有比第II类油更高的粘度指数， 并且是通过第II类油的进一步氢化裂解或通过加氢异构化软蜡（Slack wax)的氢化裂解 而制备，所述加氢异构化软蜡是通常用于许多油的脱蜡过程的副产物。第IV类油是合成烃 油，其也称为聚α-烯烃（ΡΑ0)。可使用前述油的混合物。以烃基础油、聚氧丙烯聚合物和 聚氧化烯聚合物的总重量计，本发明的润滑剂组合物优选含有至多50重量百分比烃基础 油。在一些实施例中，润滑剂组合物含有至少40重量百分比，或者至少30重量百分比，或 者至少20重量百分比，或者至少10重量百分比烃基础油。
[0017] 本文中适用的聚氧丙烯聚合物（也称为PO均聚物）可通过使环氧丙烷与含有不 稳定氢的引发剂聚合来制备。所属领域的技术人员已知这类聚合方法（参见例如美国专利 公开案第2011/0098492号，其以引用的方式并入本文中）并且适合的聚合物可从市场购 得。在典型聚合程序中，引发剂在酸性或碱性催化剂存在下由环氧烷化合物或使用金属氰 化物催化剂烷氧基化。在聚氧丙烯聚合物的情况下，环氧烷化合物是环氧丙烷。碱性聚合 催化剂可包括例如钠或钾的氢氧化物或醇化物，包括NaOH、KOH、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠和 乙醇钾。碱催化剂通常以起始物质计以0. 05重量百分比到约5重量百分比、优选约0. 1重 量百分比到约1重量百分比的浓度使用。
[0018] 环氧烧的添加可例如在高压爸中在约IOpsig到约200psig，优选约60到约 IOOpsig的压力下进行。烷氧基化的温度可在约30°C到约200°C，优选约100°C到约160°C 范围内。在氧化物馈料完成之后，通常使产物反应直到残余氧化物降低到所希望水平，例如 小于约lOppm。在将反应器冷却到适合的温度范围（例如约20°C到130°C )之后，残余催化 剂可保持不中和，或用有机酸（如乙酸、丙酸或柠檬酸）中和。或者，产物可用无机酸（如 磷酸或二氧化碳）中和。残余催化剂还可以使用例如离子交换或吸附介质（如硅藻土）移 出。
[0019] 适用于聚合的含有不稳定氢的引发剂包括例如胺化合物、硫醇化合物、单醇、二醇 和三醇。优选是二醇和单醇化合物。适合的二醇化合物的实例包括（但不限于）乙二醇、 1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、1，6-己二醇、1，2-己二醇、二乙二醇、三乙二醇、二 丙二醇和三丙二醇。
[0020]