含鉬和聚合物分散劑的潤(rùn)滑劑的制作方法

專利名稱：含鉬和聚合物分散劑的潤(rùn)滑劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有增強(qiáng)的摩擦性能和改進(jìn)的燃油效率的發(fā)動(dòng)機(jī)油潤(rùn)滑劑和發(fā)動(dòng)機(jī)油潤(rùn)滑劑濃縮物、其制備方法及其用途。本發(fā)明的潤(rùn)滑油組合物特別適用于曲軸箱潤(rùn)滑劑。
背景技術(shù)：
眾所周知，汽車曲軸箱內(nèi)極高的熱量和摩擦?xí)拱l(fā)動(dòng)機(jī)油破壞，同時(shí)促使包括臟物，積炭，水和其他微粒物質(zhì)等在內(nèi)的污染物的出現(xiàn)。
這種環(huán)境使得油受到氧化，該氧化通過油中存在的雜質(zhì)如鐵化合物而得到催化，而且由于發(fā)動(dòng)機(jī)使用過程中溫度升高使氧化加強(qiáng)。
用于改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部操作條件的各種發(fā)動(dòng)機(jī)油添加劑是已知的，包括抗摩擦劑，抗氧化劑，摩擦改性劑，清凈劑和分散劑。每一種添加劑均可以通過控制油在使用過程中受到的各種降解的任何一種而改善其性能。
添加劑可以適當(dāng)?shù)丶尤氲饺加徒M合物，發(fā)動(dòng)機(jī)油或其他潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑脂中，其可以是合成的，也可以是天然的。
各種形式的分散劑是已知的。這些主要是用于潤(rùn)滑油的添加劑，在低溫時(shí)用于阻止或減緩淤渣的生成，也用于溶解已經(jīng)生成的淤渣。在結(jié)構(gòu)上，大多數(shù)分散劑含有極性和非極性部分。非極性部分經(jīng)常是聚丁烯，而極性部分含有氨基。
工業(yè)上趨向于提供無灰分散劑，即不包含金屬。
丁二酰亞胺分散劑是公知的，他們通常以與各種多胺，如四亞乙基五胺或三亞乙基四胺反應(yīng)的馬來酸酐的聚丁烯(Mn為900-3000)加合物為基礎(chǔ)。雙丁二酰亞胺一般比單丁二酰亞胺更優(yōu)選，即使其產(chǎn)品粘度較高。用多元醇，如季戊四醇酯化的聚丁烯加合物為基礎(chǔ)的丁二酸酯也是已知的。
由聚丁烯烷基酚，甲醛和多胺縮合產(chǎn)物組成的曼尼希堿產(chǎn)品也是已知的。
烯基取代的丁二酸酐衍生的分散劑是公知的。這種烯基取代的丁二酸酐通常由熱法(見例如US3361673)或熱/氯化混合方法(見例如US3172892)制備。聚異丁烯基丁二酸酐(“PIBSA”)包括單體加合物(見例如US3219666；3381022)和用丁二酸基加合的產(chǎn)物，其中對(duì)每個(gè)聚烯基衍生的取代基加合至少1.3個(gè)丁二酸基(見例如Meinhardt的US4234435)。
PIBSA用作幾種曲軸箱無灰分散劑的一種普遍存在的前體，包括丁二酰亞胺，丁二酸酯，丁二酸酯酰胺和三唑(US3272746，4234435，3219666，4873009，4908145和5080815)。在丁二酰亞胺的制備中，PIBSA與多胺反應(yīng)生成一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的混合物，其可以包含亞胺，酰胺和咪唑啉和二酰胺基團(tuán)。
上面提到的曼尼希堿分散劑代表另一種已知類型的曲軸箱分散劑(如位于Richmond，Virginia的Ethyl公司出售的HiTEC7049分散劑)。這些化合物通常通過烷基取代的酚與醛及胺反應(yīng)來制備，例如在US3539633；3697574；3704308；3736353；3736357；4334085和5433875中描述的。
官能化的烯烴共聚物以及其用作燃油和潤(rùn)滑油組合物的添加劑也是已知的，例如在US6107258中描述了一種交聯(lián)的低分子量乙烯-丙烯丁二酸酐分散劑。其中公開的官能化的烯烴共聚物包括一種烯烴共聚物，其上接枝了一種烯屬不飽和羧酸或其衍生物以生成一種含有反應(yīng)性羧基官能團(tuán)的酰基化了的烯烴共聚物。然后，該?；说南N共聚物與一種偶聯(lián)化合物反應(yīng)，所述偶聯(lián)化合物包含一個(gè)以上的胺、硫醇和/或羥基官能團(tuán)，其能夠與優(yōu)選一個(gè)以上的?；说南N共聚物中的羧基官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)。
另外，?；说南N共聚物，在與偶聯(lián)化合物反應(yīng)之前或之后，與提高性能的化合物，即僅含有一個(gè)能與酰基化了的烯烴共聚物的羧基官能團(tuán)反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物反應(yīng)，以得到更進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)，如改進(jìn)的抗氧化性，抗磨性和另外的分散性能。
鉬是一種公知的抗磨劑(摩擦改性劑)，其有多種市售產(chǎn)品。
羰酸鉬鹽可提高燃油效率是已知的。用于潤(rùn)滑油中的各種有機(jī)鉬化合物可以直接買到，包括二(十三烷基)二硫代碳酸鉬等。
US3144712公開了在潤(rùn)滑油中使用的油溶性鉬添加劑，如有機(jī)氮堿的鉬酸鹽。
在US4098705；4846983；5916851；3356702；3509051和4098705中描述了二烷基二硫代氨基甲酸鉬。
Coupland的US4176074公開了無灰噁唑啉分散劑的鉬復(fù)合物作為潤(rùn)滑油的減少摩擦的抗磨添加劑。
Karn的US4266945公開了含鉬組合物，其由鉬的酸或鹽，酚或酚與至少一種低級(jí)醛的反應(yīng)產(chǎn)物，和胺、胺縮合物、胺或胺縮合物的鹽反應(yīng)制備。
Levine的US4324672公開了高分子量烯基丁二酰亞胺的鉬衍生物。
Fletcher的US5650380公開了一種潤(rùn)滑組合物，其包括與二硫化鉬、環(huán)烷酸鋅，和一種或多種金屬二硫代磷酸鹽，任選地包括一種或多種金屬二硫代氨基甲酸鹽結(jié)合的礦物油或合成油的基礎(chǔ)油。
Gatto等的US5650381公開了一種潤(rùn)滑油組合物，其包括一種鉬化合物，其基本上不包括活性硫和二芳基仲胺。該組合物被認(rèn)為能為潤(rùn)滑油提供提高的氧化控制性能和摩擦改性性能。
Patel的US5736491公開了通過將潤(rùn)滑劑與C2-C12脂肪族羧酸鉬鹽與二烷基二硫代磷酸鋅或二烷基二硫代氨基甲酸鋅混合而減少摩擦從而提高潤(rùn)滑劑的燃油效率特性。
Inoue等人的US5744430，在一些限定性的條件下，公開了一種基礎(chǔ)油，其含有堿土金屬水楊酸鹽清潔劑、二烷基二硫代磷酸鋅、包含聚丁烯基團(tuán)的丁二酰亞胺無灰分散劑、酚無灰抗氧劑、二硫代氨基甲酸鉬鹽摩擦改性劑和粘度指數(shù)改進(jìn)劑。
已知含鉬添加劑能使?jié)櫥瑒┚哂性S多好的性能。由于鉬的加入而受益的潤(rùn)滑劑的例子包括客車發(fā)動(dòng)機(jī)油，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)油，重負(fù)荷柴油及鐵路用油。近年來，鉬在正確使用時(shí)已表現(xiàn)出可以提供改進(jìn)的抗磨保護(hù)，改進(jìn)的氧化控制，改進(jìn)的沉積控制和改進(jìn)的摩擦改性，從而提高了燃油效能。
現(xiàn)有技術(shù)以實(shí)際例子充分地說明了鉬作為抗氧化劑，沉積控制添加劑，抗磨添加劑和摩擦改性劑的用途。這樣一些例子包括US4360438；4501678；4529526；4692256；4705641；4812246；4832867；5458807；5605880；5650381；5658862；5665684；5688748；5696065；5736491；5763369；5786307；5807813；5814587；5837657；5840672；5880073；6034038；6051537；6103673和6103674，PCT申請(qǐng)WO95/07966；WO95/07964；WO95/07963；WO95/27022；WO95/07961和EP 0447916A1和EP 0768366A1。
很多油溶性鉬化合物及其制備方法已經(jīng)在本領(lǐng)域中進(jìn)行了描述。例如，在US 3285942中描述了二醇鉬酸鹽復(fù)合物；在US 4832857中公開了高堿性的堿金屬和堿土金屬磺酸鹽、石炭酸鹽和水楊酸鹽組合物；在US 4889647中公開了由脂肪油、二乙醇胺和鉬源反應(yīng)制備的鉬配合物；在US 5137647中提到了一種不含硫和磷的有機(jī)酰胺的有機(jī)鉬配合物；在US 5143633中描述了由胺，二胺，烷氧基化的胺，二醇和多元醇制備的高堿性的鉬配合物；以及在US 5412130中描述了2，4-雜原子取代的氧化鉬-3，3-二噁環(huán)烷。
雖然有很多可以分類為抗磨劑、減摩劑或極壓劑的潤(rùn)滑劑，每一種可能以完全不同的物理方式或化學(xué)方式起作用，而且經(jīng)常可能互相競(jìng)爭(zhēng)以占據(jù)移動(dòng)部件的金屬表面。因此，在選擇能夠相容且有效的添加劑時(shí)必須特別小心。

發(fā)明內(nèi)容
盡管不同油添加劑可以提高潤(rùn)滑油的單獨(dú)的性能，仍希望以最小的成本得到最大的提高。因此，本申請(qǐng)人開發(fā)了一種新型的潤(rùn)滑油組合物，其令人驚奇地提高了含鉬摩擦改性劑的效果。
出乎意料地，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，分散劑的選擇可以提高含鉬摩擦改性劑的效力。
更具體地，乙烯-α-烯烴聚合物分散劑與鉬化合物協(xié)同作用可以減少潤(rùn)滑油系統(tǒng)的摩擦。
因此，一方面，本發(fā)明涉及提供一種潤(rùn)滑油組合物，其包括(i)主要量的潤(rùn)滑油，(ii)油溶性鉬化合物和(iii)乙烯-α-烯烴衍生的共聚物分散劑。
另一方面，本發(fā)明涉及通過在基礎(chǔ)油中引入鉬化合物和聚合物分散劑而降低潤(rùn)滑劑中的摩擦。
本發(fā)明還在于提供用如下潤(rùn)滑油組合物潤(rùn)滑的機(jī)動(dòng)車輛和/或發(fā)動(dòng)機(jī)。機(jī)動(dòng)車輛或發(fā)動(dòng)機(jī)可以是汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，而且用一種組合物進(jìn)行了潤(rùn)滑，所述組合物包括一種具有潤(rùn)滑粘度的潤(rùn)滑油，一種含鉬化合物和一種乙烯-α-烯烴衍生的共聚物分散劑。
另一方面，本發(fā)明在于提供一種用于加入到基礎(chǔ)油中以降低摩擦的濃縮物的制備，所述濃縮物包括一種乙烯-α-烯烴共聚物分散劑和一種鉬源，其含量可有效地降低成品油組合物的摩擦。
由于成本和環(huán)境或兩者共同的原因，人們希望能降低潤(rùn)滑油中不同添加劑的數(shù)量和使用量。而且，人們同樣希望燃油效率提高不僅是為了降低排放的目的，而且還為了保護(hù)短缺的自然資源。
然而，這兩個(gè)目標(biāo)常常處于矛盾之中，因?yàn)楦倪M(jìn)更通常地是通過在潤(rùn)滑或燃油組合物中加入另外的組分來實(shí)現(xiàn)的。
需要包括在組合物中的添加劑越少，則成本越低，然后這種節(jié)省可以以較低價(jià)格的形式傳遞給消費(fèi)者。另外，內(nèi)燃機(jī)的排放越來越引起人們的關(guān)注，通過協(xié)同作用提高效能可以使得排放減少，原因是其包括更少的化合物。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，使得內(nèi)燃機(jī)中摩擦系數(shù)出乎意料地大幅度降低是由于聚合物分散劑與鉬化合物之間的協(xié)同作用。
因此，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，提供了一種潤(rùn)滑油組合物，其包括至少如下的組分a)具有潤(rùn)滑粘度的油；b)衍生自乙烯-α-烯烴共聚物的聚合物分散劑；c)鉬化合物。
在一個(gè)實(shí)施方案中，潤(rùn)滑劑是一種II級(jí)或更高級(jí)別的油，聚合物分散劑最優(yōu)選衍生自?；囊蚁?丙烯共聚物的丁二酰亞胺。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，丁二酰亞胺衍生自芳族胺，如US 5135671中公開的(n-苯基對(duì)苯二胺)。
本發(fā)明的組合物降低了邊界摩擦系數(shù)并提高了用所述組合物潤(rùn)滑的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率。
從隨后的說明和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的其他實(shí)施方案將變得顯而易見。
說明書和權(quán)利要求中提到的分散劑添加劑的重量百分含量以不含油為基礎(chǔ)，除非特別提及。例如，當(dāng)本發(fā)明的油組合物描述為包含至少1wt％的分散添加劑時(shí)，油包括至少1wt％的分散添加劑，以不含油為基礎(chǔ)。因此，如果購得的分散劑添加劑為40wt％的油溶液時(shí)，油組合物將包括至少2.5wt％的這種分散劑油溶液。
基礎(chǔ)油本發(fā)明的潤(rùn)滑油組分可以選自可用作潤(rùn)滑劑的任何合成或天然油或其混合物，例如用于以火花點(diǎn)燃和壓縮點(diǎn)燃內(nèi)燃機(jī)，如汽車或卡車發(fā)動(dòng)機(jī)，船用和鐵路用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱潤(rùn)滑油。合成基礎(chǔ)油包括二羧酸烷基酯，聚二醇和醇，聚-a-烯烴，包括，尤其是聚丁烯、烷基苯、有機(jī)磷酸酯和聚硅酮油。
天然基礎(chǔ)油包括礦物潤(rùn)滑油，這種礦物潤(rùn)滑油根據(jù)其原始來源而在較寬范圍內(nèi)變化，如他們或者是脂肪基的、環(huán)烷基的或者是混合的脂肪-環(huán)烷基的。
潤(rùn)滑油基礎(chǔ)料在100℃的粘度通常為約2.5-約15cSt(mm2/s)，優(yōu)選為約2.5-約11cSt(mm2/s)。
合適的基礎(chǔ)料油包括第I、II、III和IV級(jí)基礎(chǔ)油，其對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。在某些情況下，一般根據(jù)本發(fā)明潤(rùn)滑劑組合物的最終用途優(yōu)選I級(jí)，而在另外一些情況下，優(yōu)選II和III級(jí)。
I級(jí)基礎(chǔ)料包括低于90％的飽和物質(zhì)(通過ASTM D 2007測(cè)定)和/或大于0.03％的硫(通過ASTM D 2622，D 4294，D4927或D3120測(cè)定)，其粘度指數(shù)大于或等于80并小于120(通過ASTM D 2270測(cè)定)。
用上述方法測(cè)定，II級(jí)基礎(chǔ)料包括大于或等于90％的飽和物質(zhì)和低于或等于0.03％的硫，其粘度指數(shù)大于80并小于120。也可以用II+級(jí)油。這種油在VI譜的高端的VI值為例如約120。
用上述方法測(cè)定，III級(jí)基礎(chǔ)料包括大于或等于90％的飽和物質(zhì)和低于或等于0.03％的硫，其粘度指數(shù)大于或等于120。
IV級(jí)基礎(chǔ)料為聚α-烯烴(PAO)。
鉬化合物適合的鉬化合物包括那些從羧酸、羧酸酰胺或脂肪酸酰胺衍生的鉬化合物，如在US 3578690；4765918；4889647；5137647中描述的化合物。
一些市售的適用于本發(fā)明的從羧酸衍生的鉬化合物包括OM集團(tuán)公司提供的15％的鉬HEX-CEM，Cincinnati，Ohio的Shepherd Chemical公司提供的6％的環(huán)烷酸鉬，和8％的辛酸鉬，一種2-乙基已酸鉬。
鉬HEX-CEMTM由Cleveland，Ohio的OM集團(tuán)有限公司提供，是一種2-乙基已酸鉬。
其他由有機(jī)胺制備的適合的市售鉬化合物包括Molyvan807，一種50wt％的二(十三烷基)二硫代碳酸鉬，其含有約50wt％的具有大約38.4 SUS的比重的芳香油，并含有約4.6wt％的鉬；Molyvan855(一種無硫無磷的可分解的有機(jī)鉬摩擦改性劑，其為一種有機(jī)胺的有機(jī)鉬配合物)；Molyvan856B，同樣為一種有機(jī)鉬配合物；Molyvan822(一種含硫的鉬摩擦改性劑)；Molyvan-A，通常含有28.8wt％的Mo、31.6wt％的C、5.4wt％的H和25.9wt％的S；Molyvan-L，一種磺酸化氧化鉬的二烷基二硫代磷酸鹽(US 5,055,174)，均由Norwalk，Connecticut的R.T.Vanderbilt公司提供。
同為市售產(chǎn)品的有SAKURA LUBE500，一種可溶性二硫代氨基甲酸鉬和含胺的潤(rùn)滑劑，其含有20.2wt％的Mo、43.8wt％的C、7.4wt％的H和22.4wt％的S，由日本Tokyo的Asahi Denki公司提供。
羧酸鉬鹽與二烷基二硫代磷酸鋅的結(jié)合在US 5,736,491中進(jìn)行了描述，其他鉬化合物在US 4,824,611；4,633,001；3,595,891中進(jìn)行了描述。
二烷基二硫代氨基甲酸鉬在US 4,098,705；4,846,983；5,916,851；3,356,702；3,509,051；和4,098,705中進(jìn)行了描述。
可供使用的市售二烷基二硫代氨基甲酸鉬包括Molyvan807和Molyvan822，由Norwalk，Connecticut的R.T.Vanderbilt公司提供，和Sakura Lube100，Sakura Lube155，Sakura Lube165，和Sakura Lube600，由日本Tokyo的Asahi Denkakk公司提供。
加入最終成品油中的鉬的量取決于客戶需求及具體用途。處理量可以變化，作為例子而非限制，變化范圍為約50-約1500ppm，優(yōu)選為100-450ppm，更優(yōu)選為約100-250，尤其是約125-250ppm，其值通常取決于最終成品油的使用需求。但是，足以得到出乎意料但所需的協(xié)同作用的本發(fā)明組分的任何量均在本發(fā)明范圍之內(nèi)。
鉬的實(shí)際加入量是基于潤(rùn)滑組合物中所需要的鉬含量。因此，添加劑的量將以形成具有有利性能的最終成品油所需的鉬的活性量為基礎(chǔ)。如果鉬以濃縮的形式加入到成品油中，濃縮物中鉬的活性量就應(yīng)該進(jìn)行調(diào)節(jié)以為最終成品油中提供正確的活性鉬量，這種調(diào)節(jié)是基于調(diào)節(jié)在成品油中的濃縮物的加入量。
“活性”鉬意為可從含鉬組合物中釋放出來的元素鉬。
鉬的加入量應(yīng)該能使其與乙烯-α-烯烴聚合物分散劑一起以協(xié)同方式有效地降低摩擦系數(shù)。一般來說，該加入量至少為約50ppm，優(yōu)選為至少約100ppm，更優(yōu)選為至少200ppm，最高為約1600ppm，優(yōu)選最高為約800ppm，更優(yōu)選最高為約500ppm。鉬也能有利地提供抗氧化效能。
對(duì)于完全調(diào)配的油組合物，本發(fā)明對(duì)于配制能滿足ILSAC GF-3客車發(fā)動(dòng)機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)的油尤其有效，所述標(biāo)準(zhǔn)由國際潤(rùn)滑劑標(biāo)準(zhǔn)化和審定委員會(huì)于2000年10月12日公布，其在此引入作為參考。
聚合物分散劑市售的分散劑適用于本發(fā)明。例如，由Richmond，Virginia的Ethyl公司制造的HiTEC1910分散劑，一種乙烯-丙烯分散劑，尤其優(yōu)選用于本發(fā)明。HiTEC1910分散劑是一種用馬來酸酐接枝的乙烯-丙烯共聚物，且與n-苯基苯二胺進(jìn)行了反應(yīng)。
在US 5075383和6117825中描述的低分子量乙烯-a-烯烴丁二酸酐分散劑也適用于本發(fā)明。市售的低分子量乙烯-丙烯丁二酸酐分散劑(LEPSAD)的例子為Richmond，Virginia的Ethyl公司制造的HiTEC1910分散劑。
在US 5266223；5350532；5435926中描述的乙烯-α-烯烴聚合物同樣適用于本發(fā)明。乙烯-丙烯二烯聚合物，如在US 4952637；5356999；5374364和5424366中描述的那些也是適用的。
交聯(lián)的低分子量乙烯-丙烯丁二酸酐分散劑也適用于本發(fā)明。這些交聯(lián)的分散劑類似于上述低分子量乙烯-α-烯烴丁二酸酐分散劑，但另外包含一種多官能團(tuán)的多胺以達(dá)到優(yōu)良的交聯(lián)，如在US 6107258中所描述的。
適合的分散劑衍生自分子量為約300-約25000，優(yōu)選為約1000-約15000，更優(yōu)選為約5000-約15000的乙烯-α-烯烴聚合物。
本發(fā)明的分散劑可以引入到成品油的基料或濃縮物中。
考慮到鉬化合物與聚合物分散劑之間的協(xié)同作用，成品油中分散劑的有效量可以有一個(gè)很寬的范圍，其量為基于組合物總重量的約0.001-約5.0wt％，優(yōu)選為約0.005-約3.5wt％，更優(yōu)選為約0.1-約1.0wt％。
在意欲稀釋入成品油產(chǎn)品的濃縮物中，分散劑的量應(yīng)成比例地提高。
鉬/分散劑組合根據(jù)成品油產(chǎn)品的最終用途，鉬與分散劑的比例可以在很寬范圍內(nèi)變化。然而，目前鉬與乙烯-α-烯烴分散劑的比例優(yōu)選為每份分散劑約0.01-約0.4份(重量)鉬，以活性鉬的量為基礎(chǔ)。優(yōu)選地，(活性)鉬與分散劑的比例為約0.02-約0.2。
以另一種方式進(jìn)行敘述，對(duì)于鉬的處理量為約250ppm-約800ppm，本發(fā)明優(yōu)選分散劑處理量為約0.06wt％-約8wt％(優(yōu)選為約0.13wt％-約4.0wt％)。
適合的共分散劑適合用作共分散劑的其他分散劑包括非金屬添加劑，其包含有連接到高分了量烴鏈上的氮或氧極性基團(tuán)。烴鏈提供其在烴基礎(chǔ)油中的溶解度。分散劑用于將油降解產(chǎn)物懸浮于油中。通常使用的分散劑的例子包括共聚物如聚甲基丙烯酸酯和苯乙烯-馬來酸酯共聚物，丁二酰亞胺，取代的丁二酰胺，多胺丁二酰胺，多羥基丁二酸酯，取代的曼尼希堿和取代的三唑。一般情況下，另外的分散劑在成品油中的量為約0.1-5.0wt％，基于分散劑的活性量。
清潔劑清潔劑為金屬添加劑，其包含帶電荷的極性基團(tuán)，如磺酸鹽或羧酸鹽，其具有脂肪族、環(huán)脂族或烷基芳香鏈和幾個(gè)金屬離子。清潔劑的作用是從發(fā)動(dòng)機(jī)的各種表面去除沉積物。通常用作清潔劑的例子包括中性的和高堿性的堿金屬和堿土金屬磺酸鹽，中性的和高堿性的堿金屬和堿土金屬石炭酸鹽，硫化的石炭酸鹽，高堿性的堿土金屬水楊酸鹽，膦酸鹽，硫代焦膦酸鹽和硫代膦酸鹽。一般情況下，成品油中存在的清潔劑的量為約1.0-2.5wt％，以活性清潔劑量為基礎(chǔ)。
ZDDP’SZDDP’S(二烴基二硫代磷酸鋅)適合作為抗磨添加劑用于本發(fā)明。這些添加劑的功能在于與發(fā)動(dòng)機(jī)金屬表面反應(yīng)形成一層新的表面活性化合物，后者自身被磨損，從而保護(hù)了發(fā)動(dòng)機(jī)原來的表面。其他適用的抗磨添加劑的例子包括三甲酚磷酸酯，二(十二烷基)磷酸酯，硫化萜烯和硫化脂肪。ZDDP’S也可作為抗氧劑使用。通常，ZDDP在成品油中的含量應(yīng)為基于活性化合物的約0.25-1.5wt％，或基于活性化合物的約1.0-1.5％。使用時(shí)，從環(huán)保角度考慮應(yīng)使用較低的ZDDP含量。
抗氧劑對(duì)于本發(fā)明的油，除二烴基二硫代磷酸鋅之外的其他抗氧劑也可用于保護(hù)油品使之免于被氧化降解。輔助抗氧劑的量取決于基礎(chǔ)油的氧化穩(wěn)定性。本發(fā)明的最終成品中典型的添加量可在約0.25-約2.5wt％之間變化。通常使用的輔助抗氧劑包括受阻酚，受阻雙酚，硫化酚，烷基化二苯胺，硫化烯烴，烷基硫化物和二硫化物，二烷基二硫代氨基甲酸鹽，和吩噻嗪。
鉬的加入可以降低對(duì)此類抗氧劑的需求。但是，對(duì)于氧化穩(wěn)定性不好的油或?qū)⒈挥糜诋惓？量虠l件下的油，可以使用輔助抗氧劑。
粘度指數(shù)改進(jìn)劑聚合物粘度指數(shù)改進(jìn)劑(VII)成份可用于本發(fā)明，且此組分可選自任何已知的粘度指數(shù)改進(jìn)劑。VII的功能是降低粘度隨溫度的變化率，即它們使發(fā)動(dòng)機(jī)油的粘度在低溫下增加值最小但在高溫下顯著提高。粘度指數(shù)改進(jìn)劑的例子包括聚異丁烯，聚甲基丙烯酸酯，乙/丙共聚物，聚丙烯酸酯，苯乙烯/馬來酸酯共聚物，和氫化苯乙烯/丁二烯共聚物。
其他組分除上文提及的潤(rùn)滑劑添加劑外，有時(shí)需要其他補(bǔ)充添加劑以實(shí)現(xiàn)主組分未能提供的特殊功能。這些補(bǔ)充添加劑包括，傾點(diǎn)抑制劑，緩蝕劑，防銹劑，防泡劑和補(bǔ)充摩擦改進(jìn)劑。
濃縮物本發(fā)明組合物可以是潤(rùn)滑油濃縮物的形式。潤(rùn)滑油濃縮物在混合時(shí)加入基礎(chǔ)油中，并制造出最終油品共混物。加入量可在大范圍內(nèi)變化，但優(yōu)選的是使加入量更低。
潤(rùn)滑油濃縮物含有溶劑和約2.5-90重量百分比(wt％)，優(yōu)選的5-75wt％的本發(fā)明的鉬添加劑和乙/丙共聚物分散劑的結(jié)合物。溶劑可以是烴油，例如，礦物潤(rùn)滑油或合成油。濃縮組合物中鉬與分散劑的比例為每份分散劑約0.02-0.6份鉬，優(yōu)選為每份分散劑約0.04-0.4份鉬(重量比)。
除本發(fā)明的鉬和聚合物分散劑添加劑外，濃縮物還可含有其他本領(lǐng)域慣用的添加劑，例如，分散劑，清潔劑，抗氧劑和二烴基二硫代磷酸鋅。
本發(fā)明中的鉬化合物，在某些場(chǎng)合下，優(yōu)選地基本不含磷且基本不含活性硫，而且在低硫應(yīng)用中，使鉬化合物基本不含硫(無論是否是活性的)是有用的。
不需要更詳盡的細(xì)節(jié)，使用上述描述，相信本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在最全面的范圍內(nèi)應(yīng)用本發(fā)明。以下優(yōu)選的具體實(shí)驗(yàn)方案僅僅在于說明而不在任何意義上限制其他的公開。
以上或以下提到的所有申請(qǐng)，專利，和公布的全部公開在此引入作為參考。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例測(cè)定了本發(fā)明的和用于比較的油品組合物的摩擦特性以進(jìn)一步說明本發(fā)明的出乎意料的協(xié)同性能。
用高頻往復(fù)裝置測(cè)定油的摩擦性能。在該儀器中，將1-2ml(毫升)樣品油放置于一個(gè)溫度可以控制的鋼盤上。連接到一個(gè)可運(yùn)動(dòng)的臂上的鋼球下降至盤中。在鋼球/臂組件上施加400g的負(fù)荷，鋼球/臂組件在20hz頻率下被振蕩移動(dòng)1mm(毫米)長(zhǎng)度的距離。臂在振蕩的過程中，每5秒測(cè)定一次摩擦系數(shù)。
測(cè)定持續(xù)3分鐘，得到大約30個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，計(jì)算其平均值得到油在一個(gè)給定測(cè)試中的摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)的降低相當(dāng)于油摩擦性能的提高。對(duì)每一種油在130℃下重復(fù)進(jìn)行測(cè)試，每一種油的平均摩擦系數(shù)列在實(shí)施例中。
在實(shí)施例1-3中，基礎(chǔ)流體是API II級(jí)基料。II級(jí)基料的特性在于其粘度指數(shù)為80-120，低于90wt％的飽和物質(zhì)和/或低于0.03wt％的硫。在實(shí)施例4和5中，基礎(chǔ)流體是完全調(diào)配的SAE 5W-30發(fā)動(dòng)機(jī)油，其中共混了API II級(jí)基料和市售的添加劑，包括清潔劑，ZDDP，抗氧劑，消泡劑，傾點(diǎn)抑制劑，粘度指數(shù)改進(jìn)劑，摩擦改性劑和稀釋工藝油。
用本發(fā)明的油進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果見于表I和II，而且可以清楚地看出其效果。

*表示對(duì)比例A為從分子量大約為1350的聚異丁烯衍生的聚異丁烯丁二酰亞胺B為從Mn大約為10000的乙烯-丙烯共聚物衍生的乙烯-丙烯丁二酰亞胺C為從Mn大約為10000的乙烯-丙烯共聚物衍生的交聯(lián)的乙烯-丙烯丁二酰亞胺D為R.T.Vanderbilt公司出售的Molyvan822產(chǎn)品。

*表示對(duì)比例E為市售的曼尼希分散劑F為從Mn大約為10000的乙烯-丙烯共聚物衍生的交聯(lián)的乙烯-丙烯丁二酰亞胺G為Molyvan822H為Molyvan855實(shí)施例1-A，1-B，1-C和1-D中的分散劑為HiTEC646分散劑，由Richmond，Virginia的Ethyl公司生產(chǎn)并出售，標(biāo)稱值為61wt％的聚丁二酰亞胺分散劑油溶液。實(shí)施例1B-1D中使用了不同量的Mo-822，Molyvan822，在油中的二烷基二硫代氨基甲酸鉬，包含4.5-5.3％的鉬，5.0-7.0％的硫。
實(shí)施例2A，2B，2C和2D中的分散劑為HiTEC1910分散劑，由Richmond，Virginia的Ethyl公司生產(chǎn)并出售，標(biāo)稱值為33wt％的乙烯-丙烯聚合物分散劑的油溶液。
實(shí)施例3A，3B，3C和3D中的分散劑為交聯(lián)的低分子量乙烯-丙烯丁二酸酐分散劑(XLEPSAD)，標(biāo)稱值為20％的活性組分。與實(shí)施例2中使用的分散劑相似，當(dāng)聚合物被胺化時(shí)，它被改性，即，一些n-苯基苯二胺被多官能團(tuán)的多胺所取代。
實(shí)施例4A，4B和4C中所用的分散劑為HiTEC7049分散劑，由Richmond，Virginia的Ethyl公司出售，標(biāo)稱值為40wt％的曼尼希分散劑的油溶液。
從表I和II可以看出，當(dāng)乙烯-丙烯聚合物分散劑與鉬基摩擦改性劑結(jié)合時(shí)，摩擦性能得到改善(摩擦系數(shù)更低)。在表I和II中，H-646是一種聚合的丁二酰亞胺分散劑，H-7049是一種曼尼希分散劑，H-1910是一種EP聚合物分散劑，XLEPSAD是一種交聯(lián)EP聚合物分散劑，Mo822是一種市售的二硫代氨基甲酸鉬摩擦改性劑，Mo855是一種不含硫和磷的鉬摩擦改性劑。據(jù)稱Mo822和Mo855中均含有7-8％的鉬。
對(duì)前述實(shí)施例中使用的那些本發(fā)明的一般或特別提到的組分和/或操作條件進(jìn)行替代而重復(fù)前述實(shí)施例可以得到相似的成功結(jié)果。
從前述描述中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易地確定本發(fā)明基本的特性，而且在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變化和改性以使其適于各種應(yīng)用和條件。
權(quán)利要求
1.一種潤(rùn)滑油組合物，其包括a)具有潤(rùn)滑粘度的油；b)油溶性的含鉬化合物；和c)至少一種乙烯-α-烯烴聚合物衍生的分散劑。
2.權(quán)利要求1的潤(rùn)滑油組合物，其中所述含鉬化合物為二硫代氨基甲酸鉬。
3.權(quán)利要求1的潤(rùn)滑油組合物，其中所述含鉬化合物中不含硫和磷。
4.權(quán)利要求1的潤(rùn)滑油組合物，其中乙烯-α-烯烴聚合物分散劑衍生自乙烯-丙烯共聚物。
5.權(quán)利要求4的潤(rùn)滑油組合物，其中聚合物分散劑為從分子量為300-25000的共聚物衍生的乙烯-丙烯丁二酸酐分散劑。
6.權(quán)利要求4的潤(rùn)滑油組合物，其中聚合物分散劑為從分子量為300-25000的共聚物衍生的交聯(lián)的乙烯-丙烯丁二酸酐分散劑。
7.權(quán)利要求1的潤(rùn)滑油組合物，其中含鉬化合物與分散劑的比例為約0.01-0.40，含鉬化合物以活性鉬計(jì)，分散劑以活性分散劑計(jì)。
8.權(quán)利要求1的潤(rùn)滑油組合物，其中含鉬化合物與分散劑的比例為約0.02-0.20，含鉬化合物以活性鉬計(jì)，分散劑以活性分散劑計(jì)。
9.權(quán)利要求1的潤(rùn)滑油組合物，其中含鉬化合物存在的量為約50ppm-約1600ppm，以活性鉬計(jì)。
10.權(quán)利要求1的潤(rùn)滑油組合物，其中含鉬化合物存在的量為至少100ppm，以活性鉬計(jì)。
11.權(quán)利要求1的潤(rùn)滑油組合物，其中分散劑存在的量為約0.001-約5.0wt％，以活性分散劑計(jì)。
12.權(quán)利要求1的潤(rùn)滑油組合物，其中分散劑存在的量為約0.005-約3.5wt％，以活性分散劑計(jì)。
13.一種潤(rùn)滑油組合物，其包括a)具有潤(rùn)滑粘度的油，所述油含有大于或等于90％的飽和物質(zhì)，少于或等于0.03％的硫，且粘度指數(shù)大于或等于80，小于120。b)含鉬化合物，其量為約200ppm-約800ppm，以活性鉬計(jì)，和c)乙烯-α-烯烴共聚物衍生的丁二酰亞胺分散劑，其量為約0.4wt％-約5.0wt％。
14.權(quán)利要求13的潤(rùn)滑油組合物，其中乙烯-α-烯烴共聚物的分子量為約300-約25000。
15.權(quán)利要求13的潤(rùn)滑油組合物，其中乙烯-α-烯烴共聚物的分子量為約6000-約15000。
16.權(quán)利要求13的潤(rùn)滑油組合物，其中分散劑為乙烯-丙烯丁二酸酐分散劑。
17.權(quán)利要求12的潤(rùn)滑油組合物，其中分散劑為交聯(lián)的乙烯-丙烯丁二酸酐分散劑。
18.權(quán)利要求13的潤(rùn)滑油組合物，其中分散劑從芳香胺衍生得到。
19.一種潤(rùn)滑油濃縮物，其包括a)含鉬化合物，和b)至少一種由乙烯-α-烯烴聚合物衍生的分散劑。
20.權(quán)利要求19的濃縮物，其進(jìn)一步包括至少一種抑制劑，其選自氧化抑制劑，銹抑制劑，腐蝕抑制劑，泡沫抑制劑和銅蝕抑制劑。
21.一種包括汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)動(dòng)車輛，所述發(fā)動(dòng)機(jī)用權(quán)利要求1的潤(rùn)滑組合物潤(rùn)滑。
22.一種潤(rùn)滑以油潤(rùn)滑的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其包括將權(quán)利要求1的潤(rùn)滑油組合物加入到供給所述發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油中。
全文摘要
通過在一種具有潤(rùn)滑粘度的潤(rùn)滑油中包括至少一種從乙烯－α－烯烴共聚物衍生的聚合物分散劑和一種含鉬化合物,而提高潤(rùn)滑油的邊界摩擦性能。還公開了一種加入到具有潤(rùn)滑粘度的油中的濃縮物。
文檔編號(hào)C10M159/18GK1356385SQ0114242
公開日2002年7月3日 申請(qǐng)日期2001年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月28日
發(fā)明者C·A·麥克, 小C·K·埃舍, M·T·德夫林 申請(qǐng)人:乙基公司