柱塞發動機潤滑油組合物的制作方法

專利名稱：柱塞發動機潤滑油組合物的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及柱塞發動機潤滑油組合物。2.相關技術描述柱塞發動機使用各種類型和品質的柴油燃料和重質燃料油來運行。典型地，這些燃料含有高濃度的浙青質，通常為石油蒸餾物中最重且極性最大的餾分。浙青質是高度復雜的化合物，認為其由含烷基側鏈的多芳香環系(polyaromatic sheet)構成，且所述浙青質通常不溶于潤滑油中。當重質燃料油與常規的潤滑油組合物在柱塞發動機的不同溫度區域內混合時，易于形成黑色油泥(例如浙青質沉積物或其它沉積物)和其它浙青質衍生的沉積物(例如活塞頂內表面沉積物)。形成黑色油泥或沉積物，對柱塞發動機的保養間隔和維護成本帶來不利影響。因此，這些潤滑劑的重要性能方面是殘余燃料的相容性。目前，在全球不同區域的工業中，有措施來在柱塞發動機油中用II類基礎油料代替I類基礎油料。II類基礎油料通常具有比I類基礎油料更低的芳族化合物含量，由此在柱塞發動機潤滑油中使用II類或更高類的基礎油料而不是I類基礎油料時，造成重質燃料油(也稱作殘余燃料油)相容性的損失。據認為，重質燃料油相容性的這種損失是由于浙青質在II類或更高類基礎油料中的溶解度比在I類基礎油料中低得多的緣故。通常，一般通過增加含清凈劑的柱塞發動機潤滑油添加劑包的量來解決重質燃料油相容性損失的問題。為了開發在重質燃料油上運行的柱塞發動機內具有提高性能的潤滑油組合物，已經進行了多種嘗試。例如EP 1154012公開了一種不含分散劑的潤滑油組合物，其包含潤滑粘度的油、高堿性金屬清凈劑和抗磨損劑，其中所述組合物能夠含有少量分散劑，條件是所述組合物基本不會展示組分的分散效果。類似地，EP 1209218公開了一種不含分散劑的潤滑油組合物，其包含潤滑粘度的油、高堿性清凈劑和抗磨損劑，其中所述組合物能夠含有少于或等于1質量％的分散劑。美國專利申請公布20090093387號(“ ‘387申請”)公開了一種潤滑油組合物，其含有(a) II類基礎油料、和(b)堿度指數小于2的中性或高堿性金屬的烴基取代的羥基苯甲酸鹽清凈劑。所述‘387申請還公開，所述堿度指數小于2的中性或高堿性金屬水楊酸鹽清凈劑提高了浙青質在II類基礎油料中的分散性。因此，期望提供一種呈現改進的重質燃料油相容性的柱塞發動機潤滑油組合物。發明概述根據本發明的一個實施方案，提供一種柱塞發動機潤滑油組合物，其包含(a)主要量的選自至少一種III類基礎油料、至少一種IV類基礎油料及其混合物中的基礎油料； (b)至少一種清凈劑添加劑；和(C)至少一種分散劑添加劑；其中基于所述潤滑油組合物的總重量，所述至少一種分散劑添加劑在所述柱塞發動機潤滑油組合物中的濃度按活性物質計為至少約0. Iwt %。根據本發明的第二實施方案，提供一種柱塞發動機潤滑油組合物，其包含(a)主要量的具有至少約70%鏈烷屬碳含量的至少一種III類基礎油料，所述量通過試驗方法 ASTM D 3238-95(2005)確定；(b)至少一種清凈劑添加劑；和(c)至少一種分散劑添加劑； 其中基于所述潤滑油組合物的總重量，所述至少一種分散劑添加劑在所述柱塞發動機潤滑油組合物中的濃度按活性物質計為至少約0. lwt%。根據本發明的第三實施方案，提供一種在柱塞發動機中減少黑色油泥和沉積物的形成的方法，所述方法包括利用柱塞發動機潤滑油組合物對所述柱塞發動機進行潤滑，所述柱塞發動機潤滑油組合物包含(a)主要量的選自至少一種III類基礎油料、至少一種IV 類基礎油料及其混合物中的基礎油料；(b)至少一種清凈劑添加劑；和(c)至少一種分散劑添加劑；其中基于所述潤滑油組合物的總重量，所述至少一種分散劑添加劑在所述柱塞發動機潤滑油組合物中的濃度按活性物質計為至少約0. lwt%。根據本發明的第四實施方案，提供一種運行柱塞發動機的方法，所述方法包括利用柱塞發動機潤滑油組合物對柱塞發動機進行潤滑，所述柱塞發動機潤滑油組合物包含 (a)主要量的選自至少一種III類基礎油料、至少一種IV類基礎油料及其混合物中的基礎油料；(b)至少一種清凈劑添加劑；和(c)至少一種分散劑添加劑；其中基于所述潤滑油組合物的總重量，所述至少一種分散劑添加劑在所述柱塞發動機潤滑油組合物中的濃度按活性物質計為至少約0. Iwt %。已經驚奇地發現，在含有至少一種III類基礎油料和/或至少一種IV類基礎油料的柱塞發動機潤滑油組合物中使用按活性物質計至少約1. Owt%的分散劑添加劑會減少因浙青質沉積造成的沉積物，特別是在基于烷基取代的羥基苯甲酸鹽清凈劑化學品的柱塞發動機油中。與在I類和II類基礎油料中所觀察到的相比，即使在高分散劑濃度下，沉積物的下降也會隨分散劑濃度的增大而增大。優選實施方案詳述本發明涉及一種柱塞發動機潤滑油組合物，其包含(a)主要量的選自至少一種 III類基礎油料、至少一種IV類基礎油料及其混合物中的基礎油料；(b)至少一種清凈劑添加劑；和(C)至少一種分散劑添加劑；其中基于所述潤滑油組合物的總重量，所述至少一種分散劑添加劑在所述柱塞發動機潤滑油組合物中的濃度按活性物質計為至少約0. lwt%。為了有助于理解本文中公開的主旨，下面對本文中所使用的大量術語、縮寫或其他速記進行了定義。未定義的任何術語、縮寫或速記應理解為具有提交該申請時本領域技術人員所使用的普通含義。如本文中所使用的術語“主要量”是指基礎油料在潤滑油組合物中的濃度為至少約40wt%。在一個實施方案中，術語“主要量”是指基礎油料在潤滑油組合物中的濃度為至少約50wt%。在另一個實施方案中，術語“主要量”是指基礎油料在潤滑油組合物中的濃度為至少約60wt%。在還另一個實施方案中，術語“主要量”是指基礎油料在潤滑油組合物中的濃度為至少約70wt%。在還另外的另一個實施方案中，術語“主要量”是指基礎油料在潤滑油組合物中的濃度為至少約80wt%。在另一個實施方案中，術語“主要量”是指基礎油料在潤滑油組合物中的濃度為至少約90wt %。術語“按活性物質計”是指當確定特定添加劑在總的柱塞發動機潤滑油組合物中的濃度或量時，僅考慮該特定添加劑的活性組分。不包括添加劑的稀釋劑和任意一種其他惰性組分如稀釋油。除非有其他說明，否則在描述柱塞發動機潤滑油組合物中，本文中為一種或多種分散劑添加劑提供的濃度是指在柱塞發動機潤滑油組合物中分散劑(且不含分散劑添加劑中任何惰性組分如稀釋油)的濃度。術語“柱塞發動機油”是用于對柱塞發動機的曲柄軸箱和汽缸兩者進行潤滑的油。 術語“柱塞”是指活塞裙或桿。所述柱塞以與十字頭制輪器將推力傳遞到十字頭導桿上相同的方式將由連桿斜度造成的推力傳遞到汽缸內襯的側面上。柱塞發動機通常為中等速度 (約250 約IOOOrpm)的4沖程壓燃式(柴油)發動機。因此，柱塞發動機潤滑油組合物和本文中所述的柱塞發動機油(TPEO)(通稱作“潤滑油組合物”)能夠用于潤滑任意一種柱塞發動機或壓燃式(柴油)船用發動機如4沖程柱塞發動機或4沖程柴油船用發動機。通常，用于本發明的柱塞發動機潤滑油組合物中的基礎油料含有一種或多種III 類基礎油料和/或一種或多種IV類基礎油料。III類基礎油料和/或IV類基礎油料為具有在 API 出版物 1509，第 14 版，1996(即 API Base Oil Interchangeability Guidelines for Passenger Car Motor Oils and Diesel Engine Oils)中定義的潤滑粘度的任何石油衍生的基礎油料，通過參考以其完整的形式并入本文中。API指南將基礎油料定義為可使用多種不同方法制造的潤滑劑組分。III類基礎油料通常具有小于或等于0.03wt% (如通過 ASTM D 2270確定的)總硫含量、大于或等于90wt% (如通過ASTM D 2007確定的)的飽和物含量以及大于或等于120的粘度指數(IV)(如通過ASTM D 4294.ASTM D 4297或ASTM D 3120確定的)。在一個實施方案中，基礎油料為III類基礎油料或兩種以上不同III類基礎油料的共混物。通常，得自石油的III類基礎油料是苛刻加氫處理的礦物油。加氫處理涉及將氫氣與待處理的基礎油料反應以將雜原子從烴中除去，將烯烴和芳烴分別還原成烷烴和環烷烴，且在非常苛刻的加氫處理中，打開環烷烴的環結構而成為無環的正烷烴和異烷烴(“鏈烷烴”)。在一個實施方案中，III類基礎油料具有至少約70%的鏈烷屬碳含量(％CP)， 如同通過試驗方法 ASTM D 3238-95 (2005), "Standard Test Method for Calculation of Carbon Distribution and Structural Group Analysis of Petroleum Oils by the n-d-M Method”確定的。在另一個實施方案中，III類基礎油料具有至少約72%的鏈烷屬碳含量(％ Cp)。在另一個實施方案中，III類基礎油料具有至少約75%的鏈烷屬碳含量(％ Cp)。在另一個實施方案中，III類基礎油料具有至少約78%的鏈烷屬碳含量(％CP)。在另一個實施方案中，III類基礎油料具有至少約80%的鏈烷屬碳含量(％CP)。在另一個實施方案中，III類基礎油料具有至少約85%的鏈烷屬碳含量(％ Cp)。在另一個實施方案中，III類基礎油料具有不超過約25%的環烷屬碳含量(％ Cn)，如同通過ASTM D 3238-95(2005)確定的。在另一個實施方案中，III類基礎油料具有不超過約20%的環烷屬碳含量(％Cn)。在另一個實施方案中，III類基礎油料具有不超過約15%的環烷屬碳含量(％Cn)。在另一個實施方案中，III類基礎油料具有不超過約10% 的環烷屬碳含量(％ Cn)。許多III類基礎油料可商購獲得，例如Chevron UCBO基礎油料；Yukong YiAase基礎油料；Shell XHVI 基礎油料；和ExxonMobil Exxsyn 基礎油料。在一個實施方案中，用于本文中的III類基礎油料為費托(Fischer-Tropsch)衍生的基礎油。術語“費托衍生的”是指在某一階段通過費托法獲得或制造的產物、餾分或進料。例如，能夠由其中進料為從費托合成中回收的蠟質進料的方法制造費托基礎油，參見例如美國專利申請公布 2004/0159582,2005/0077208,2005/0133407,2005/0133409, 2005/0139513,2005/0139514,2005/0241990,2005/0261145,2005/0261146, 2005/0261147、2006/0016721、2006/0016724、2006/0076267、2006/013210、2006/0201851、 2006/020185和2006/0289337 ；美國專利7，018，525和7，083，713以及美國申請序號 11/400570、11/535165和11/613936，通過參考將各個專利并入本文中。通常，所述方法涉及全部或部分加氫異構化脫蠟步驟，使用雙官能催化劑或能夠使得鏈烷烴選擇性異構化的催化劑。通過在加氫異構化條件下在異構化區域中將蠟質進料與加氫異構化催化劑接觸可實現加氫異構化脫蠟。通過熟知的方法如工業SASOL 漿相費托技術、工業SHELL 中間餾出物合成(SMDQ法或通過未工業化的EXXON 高級氣體轉化(AGC-21)法能夠得到費托合成產物。在例如 W0-A-9934917、W0-A-9920720、W0-A-05107935、EP-A-776959、EP-A-668342 ；美國專禾IJ 4，943，672,5, 059，299,5, 733，839 和 RE39073 ；和美國專利申請公布 2005/0227866 中對這些方法和其他細節進行了說明。費托合成產物能夠含有具有1 約100個碳原子或在某些情況中超過100個碳原子的烴，典型地包括鏈烷烴、烯烴和氧化的產物。在另一個實施方案中，基礎油料為至少一種IV類基礎油料或聚α烯烴(PAO)。ΡΑ0 典型地通過低分子量α-烯烴如含至少6個碳原子的α-烯烴的低聚制得。在一個實施方案中，所述α-烯烴為含10個碳原子的α-烯烴。PAO為二聚體、三聚體、四聚體等與萃取混合物的混合物，這取決于最終基礎油料的期望粘度。典型地在低聚之后對PAO進行加氫以除去所有殘留的不飽和物。在一個實施方案中，用于本文中的基礎油料能夠為具有不同分子量和粘度的兩種以上、三種以上或甚至四種以上III類基礎油料和/或IV類基礎油料類的共混物或混合物。能夠以任意合適的方式對共混物進行處理以產生具有如下所述合適性質如粘度和TBN 值的基礎油料，從而用于柱塞發動機中。如果期望，本發明的柱塞發動機潤滑油組合物能夠含有次要量的除了 III類或IV 類基礎油料之外的基礎油料，例如I類基礎油料和/或II類基礎油料。本發明的柱塞發動機潤滑油組合物能夠具有適用于柱塞發動機中的任何總堿值 (ΤΒΝ)。術語“總堿值”或“ΤΒΝ”是指在1克試樣中與KOH的毫克數等當量的堿量。因此， TBN數值越高，代表產物的堿性越強，因此堿度儲備越大。通過任何合適的方法例如通過 ASTMD2896，能夠測量柱塞發動機潤滑油組合物的ΤΒΝ。通常，本發明柱塞發動機潤滑油組合物能具有至少約12的ΤΒΝ。在一個實施方案中，本發明柱塞發動機潤滑油組合物能具有至少約20 約60的ΤΒΝ。在另一個實施方案中，本發明柱塞發動機潤滑油組合物能具有至少約30 約50的TBN。本發明的柱塞發動機潤滑油組合物能夠具有適用于柱塞發動機的任何粘度。通常，本發明的柱塞發動機潤滑油組合物具有在100°C下為約5 約25厘斯(dt)的粘度。 在一個實施方案中，本發明的柱塞發動機潤滑油組合物具有在100°C下為約10 約20cSt 的粘度。通過任何合適的方法如ASTM D2270能夠測量所述柱塞發動機潤滑油組合物的粘度。柱塞發動機潤滑油組合物將含有一種或多種清凈劑。所述清凈劑能夠為任意一種高堿性或中性清凈劑。在一個實施方案中，所述清凈劑為烷基取代的羥基苯甲酸的鹽如高堿性烷基-羥基苯甲酸鹽清凈劑，例如高堿性烷基取代的羥基苯甲酸清凈劑的高堿性金屬鹽等及其混合物。通常，高堿性清凈劑為其中通過諸如添加堿源(例如石灰)和酸性高堿性化化合物(例如二氧化碳)的方法提高添加劑的TBN的任意一種清凈劑。在一個實施方案中，在清凈劑內含有的烷基如烷基取代的羥基苯甲酸鹽清凈劑或烷基取代的羥基苯甲酸的烷基的至少約75mol% (例如至少約80mol%、至少約85mol%、 至少約90mol%、至少約95mol%或至少約99mol% )為C^1以上。在另一個實施方案中，清凈劑為衍生自烷基取代的羥基苯甲酸的烷基取代的羥基苯甲酸的鹽，其中烷基為含有至少 75mol%C20或更高的正α-烯烴的正α-烯烴的殘基。如果需要，烷基取代的羥基苯甲酸的鹽(例如高堿性鹽)為烷基取代的羥基苯甲酸的堿土金屬鹽(例如鈣或鎂)。在另一個實施方案中，所述一種或多種清凈劑為烷基取代的羥基苯甲酸和烷基取代的酚的混合物的高堿性鹽(例如高堿性堿土金屬鹽)。在另一個實施方案中，所述一種或多種清凈劑為與如下一種或多種非高堿性鹽組合的烷基取代的羥基苯甲酸的高堿性鹽和/ 或烷基取代的酚的高堿性鹽烷基取代的羥基苯甲酸和烷基取代的酚。在另一個實施方案中，所述一種或多種清凈劑為烷基取代的羥基苯甲酸的高堿性鹽且沒有其它高堿性鹽(除了清凈劑的鹽之外)。在這點上，所述清凈劑能夠含有與烷基羥基苯甲酸鹽(或烷基取代的羥基苯甲酸的鹽)相締合的任意合適濃度的陰離子(例如有機陰離子)。在另一個實施方案中，在清凈劑內含有的烷基如烷基取代的羥基苯甲酸鹽清凈劑或烷基取代的羥基苯甲酸清凈劑的烷基的至少約50mol% (例如至少約60mol%、至少約70mol%、至少約80mol%、至少約85mol%、至少約90mol%、至少約95mol%或至少約 99mol% )為約 C14 約 C18。合適金屬清凈劑的代表性實例包括但不限于，硫化或未硫化的烷基或烯基酚鹽、 烷基或烯基芳族磺酸鹽、硼化磺酸鹽、多羥基烷基或烯基芳族化合物的硫化或未硫化的金屬鹽、烷基或烯基羥基芳族磺酸鹽、硫化或未硫化的烷基或烯基環烷酸鹽、烷醇酸的金屬鹽、烷基或烯基多酸的金屬鹽等及其混合物。合適的金屬清凈劑的其他非限制性實例包括但不限于，金屬磺酸鹽、酚鹽、水楊酸鹽、膦酸鹽、硫代膦酸鹽及其組合。所述金屬能夠為適用于制備磺酸鹽、酚鹽、水楊酸鹽或膦酸鹽清凈劑的任意一種金屬如堿金屬、堿土金屬和過渡金屬等。這種金屬的實例包括Ca、Mg、Ba、K、Na、Li等。在一個實施方案中，適合于制備清凈劑的金屬為堿土金屬如Ca或Mg。在另一個實施方案中，適用于制備清凈劑的金屬為 C 3. ο在一個實施方案中，柱塞發動機潤滑油組合物不含這樣的清凈劑，該清凈劑不含烷基取代的羥基苯甲酸的鹽。在一個實施方案中，柱塞發動機潤滑油組合物不含磺酸的鹽。 在另一個實施方案中，柱塞發動機潤滑油組合物不含烷基酚清凈劑，所述烷基酚清凈劑不含烷基取代的羥基苯甲酸的鹽。在另一個實施方案中，柱塞發動機潤滑油組合物不含水楊酸鹽基清凈劑。在一個實施方案中，柱塞發動機潤滑油組合物的清凈劑不含烷基酚鹽。通常，基于柱塞發動機潤滑油組合物的總重量，清凈劑在柱塞發動機潤滑油組合物中的量為約0. 約35wt%。在一個實施方案中，基于柱塞發動機潤滑油組合物的總重量，清凈劑在柱塞發動機潤滑油組合物中的量為約0. 25wt% 約25wt%。在一個實施方案中，基于柱塞發動機潤滑油組合物的總重量，清凈劑在柱塞發動機潤滑油組合物中的量為約0. 5wt% 約20wt%。
柱塞發動機潤滑油組合物的“皂含量”是指組合物內表面活性劑陰離子如烷基羥基苯甲酸根陰離子的濃度，該表面活性劑陰離子通過一種或多種清凈劑對制劑起作用。出于本發明的目的，以每kg油的表面活性劑毫摩爾數的形式對表面活性劑的濃度進行報道。 通過已知技術如滴定、液相色譜、滲析等或如同美國專利5，558，802中所公開的技術，能夠確定皂濃度。在一個實施方案中，本發明的柱塞發動機潤滑油組合物的皂含量可為小于約 250mmol表面活性劑/kg柱塞發動機油組合物(mmol/kg)。在另一個實施方案中，本發明柱塞發動機潤滑油組合物的皂含量可小于約230mmol/kg。在另一個實施方案中，本發明柱塞發動機潤滑油組合物的皂含量可小于約200mmol/kg。如同本領域技術人員所易于理解的， 利用單種清凈劑或通過清凈劑的混合物可實現該皂含量。柱塞發動機潤滑油組合物還含有可用于本文中的一種或多種分散劑添加劑(“分散劑”)，其能夠為任意合適形式。在一個實施方案中，以任意合適方法使用任意合適分散劑和稀釋油(例如任何I類油、II類油或其混合物)以分散液或懸浮液的形式將分散劑混合或共混入柱塞發動機潤滑油組合物中。在一個實施方案中，所述稀釋油為與柱塞發動機潤滑油組合物的基礎油料(例如I類基礎油料)不同的油。在另一個實施方案中，所述稀釋油為與柱塞發動機潤滑油組合物的基礎油料相同的油。分散劑能夠為任何合適分散劑或多種分散劑的混合物。無灰分散劑的實例包括但不限于，聚亞烷基琥珀酸酐；聚亞烷基琥珀酸酐的不含氮的衍生物；選自琥珀酰亞胺、羧酸酰胺、烴基單胺、烴基多胺、曼尼希堿、膦酰胺(phosphonoamides)和磷酰胺中的堿性氮化合物；三唑例如烷基三唑和苯并三唑；含有羧酸酯的共聚物，該羧酸酯具有包括胺、酰胺、 亞胺、酰亞胺、羥基、羧基等的一個或多個其它極性官能團，例如通過長鏈的丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯與具有上述官能團的單體的共聚而制備的產物等；及其混合物。還可使用這些分散劑的衍生物例如硼酸化的分散劑，例如硼酸化的琥珀酰亞胺。在Mortier et al. , "Chemistry and Technology of Lubricants, " 2nd Edition, London, Springer, Chapter 3,pages 86-90(1996)禾口 Leslie R. Rudnick, "Lubricant Additives :Chemistry and Applications, "New York, Marcel Dekker，Chapter 5,pages 137-170(2003)中
了這些和其他合適的分散劑，通過參考以其完整形式將所述兩者并入本文中。在一個實施方案中，分散劑為琥珀酰亞胺或其衍生物。在另一個實施方案中，分散劑為通過聚異丁烯基琥珀酸酐(PIBSA)與多胺的反應得到的琥珀酰亞胺或其衍生物。在另一個實施方案中，分散劑為通過PIBSA與多胺反應得到的琥珀酰亞胺或其衍生物，其中所述PIBSA得自聚丁烯和馬來酸酐(例如通過不使用氯或含氯原子的化合物的熱反應方法)。在另一個實施方案中，分散劑為PIBSA與一種或多種亞烷基多胺之間的縮合反應的琥珀酰亞胺反應產物。在該實施方案中，所述PIBSA能夠為高甲基亞乙烯基聚異丁烯 (PIB)與馬來酸酐的熱反應產物。在一個實施方案中，分散劑為衍生自具有約500 約3000 數均分子量(Mn)的PIB的初步二-琥珀酰亞胺反應產物。在一個實施方案中，PIB具有約 700 2700的Mn。在另一個實施方案中，分散劑為衍生自具有至少約600，至少約800、至少約1000、至少約1100、至少約1200、至少約1300、至少約1400、至少約1500、至少約1600、至少約1700、至少約1800、至少約1900、至少約2000、至少約2100、至少約2200、至少約2300、 至少約2400、至少約2500、至少約沈00、至少約2700、至少約觀00、至少約四00或至少約 3000的Mn的PIB的初步二 -琥珀酰亞胺反應產物。
在另一個實施方案中，分散劑為衍生自約IOOOMn PIB的初步二-琥珀酰亞胺反應產物，隨后將其硼酸化以實現在所述琥珀酰亞胺中約0. 1 約3wt%的硼濃度。在另一個優選實施方案中，分散劑為衍生自約1300Mn PIB的初步二-琥珀酰亞胺反應產物，隨后將其硼酸化以實現在所述琥珀酰亞胺中約0. 1 約3wt%的硼濃度。在另一個實施方案中，分散劑為得自約2300Mn PIB的初步二 -琥珀酰亞胺反應產物，隨后將其與碳酸亞乙酯反應。分散劑能夠為通過高分子量烯基-或烷基取代的琥珀酸酐和每mol具有4 10個氮原子(平均值)或5 7個氮原子(平均值)的聚亞烷基多胺反應制備的琥珀酰亞胺。 在這點上，烯基或烷基琥珀酰亞胺化合物的烯基或烷基能夠衍生自具有約900 3000數均分子量的聚丁烯。在一個實施方案中，通過使用氯的氯化工藝能夠實施聚丁烯與馬來酸酐之間的反應以制備聚丁烯基琥珀酸酐。因此，在某些實施方案中，制得的聚丁烯基琥珀酸酐以及由聚丁烯基琥珀酸酐制造的聚丁烯基琥珀酰亞胺具有約2000 3000ppm(wt)的氯含量。相反，不使用氯的熱工藝提供了具有例如小于30ppm(wt)的氯含量的聚丁烯基琥珀酸酐和聚丁烯基琥珀酰亞胺。因此，在某些實施方案中，由于在柱塞發動機潤滑油組合物中氯含量更小，衍生自通過熱工藝制造的琥珀酸酐的琥珀酰亞胺是優選的。在另一個實施方案中，分散劑包含利用選自硼酸、醇、醛、酮、烷基酚、環狀碳酸酯 (例如碳酸亞乙酯)、有機酸、琥珀酰亞胺、琥珀酸酯、琥珀酸酯-酰胺、季戊四醇、酚鹽-水楊酸鹽的化合物進行后處理過的改性的烯基-或烷基-琥珀酰亞胺和其后處理過的類似物等及其組合。優選的改性琥珀酰亞胺為硼酸化的烯基-或烷基-琥珀酰亞胺，例如利用硼酸或含硼化合物后處理的烯基-或烷基-琥珀酰亞胺。在另一個實施方案中，所述分散劑包含不是處理之后的或未進行后處理的烯基-或烷基-琥珀酰亞胺。基于潤滑油組合物的總重量，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為大于約0. lwt%，例如按活性物質計為約0. 約 5wt%。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約0. 約#t%。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約0. 約3wt%。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約0. Iwt% 約2wt%。在另一個實施方案中，基于潤滑油組合物的總重量，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為大于約0. 2wt%，例如按活性物質計為約0. 2wt% 約5wt%。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約0. 2wt% 約#t%。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約0. 2wt% 約3wt %。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約0. 2wt% 約2wt%。在另一個實施方案中，基于潤滑油組合物的總重量，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為大于約0. 3wt%，例如按活性物質計為約0. 3wt% 約5wt%。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約0. 3wt% 約#t%。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約0. 3wt% 約3wt %。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約0. 3wt% 約2wt%。在另一個實施方案中，基于潤滑油組合物的總重量，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為大于約0. 5wt%，例如按活性物質計為約0. 5wt% 約5wt%。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約0. 5wt% 約#t%。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約0. 5wt% 約3wt %。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約0. 5wt% 約2wt%。在另一個實施方案中，基于潤滑油組合物的總重量，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為大于約0. 7wt%，例如按活性物質計為約0. 7wt% 約5wt%。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約0. 7wt% 約#t%。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約0. 7wt% 約3wt %。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約0. 7wt% 約2wt%。在一個實施方案中，基于潤滑油組合物的總重量，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為大于約lwt%，例如按活性物質計為約
約5wt%。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約 約#t%。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約 約3wt%。在一個實施方案中，存在于所述柱塞發動機潤滑油組合物中的一種或多種分散劑的量，按活性物質計為約Iwt% 約2wt%。通過本領域技術人員所已知的用于制備柱塞發動機潤滑油的任何方法，能夠制備本發明的柱塞發動機潤滑油組合物。能夠以任何順序并以任何方式來添加各成份。可使用任何合適的混合或分散設備來共混、混合或溶解所述成份。可利用共混器、攪拌器、分散器、 混合器(例如行星式混合器和雙行星式混合器)、均化器(例如Gaulin均化器或Rarmie均化器)、研磨機(例如膠體研磨機、球磨機或砂磨機)或本領域內已知的任何其它混合或分散設備來實施所述共混、混合或溶解。本發明的柱塞發動機潤滑油組合物還可含有常規的柱塞發動機潤滑油組合物添加劑，以賦予輔助功能，從而提供其中分散或溶解有這些添加劑的成品柱塞發動機潤滑油組合物。例如，能夠將所述柱塞發動機潤滑油組合物與抗氧化劑、抗磨損劑、銹蝕抑制齊U、防混濁劑、破乳劑、金屬減活劑、摩擦改進劑、降傾點劑、消泡劑、共溶劑、整套配方相容齊U、腐蝕抑制劑、無灰分散劑、染料、極壓劑等以及它們的混合物共混。各種添加劑是已知的且可商夠獲得。通過普通的共混程序，使用這些添加劑或它們的類似化合物來制備本發明的柱塞發動機潤滑油組合物。在Mortier et al. ,"Chemistry and Technology of Lubricants, " 2nd Edition, London,Springer, (1996)禾口 Leslie R. Rudnick, "Lubricant Additives :Chemistry and Applications,，，New York, Marcel Dekker (2003)中描述了一些合適的添加劑，通過參考將所述兩者并入本文中。
抗氧化劑的實例包括但不限于，胺類如二苯胺、苯基-α-萘基-胺、N，N-二(烷基苯基)胺；和烷基化的苯二胺；酚類如ΒΗΤ、空間受阻的烷基酚如2，6_ 二叔丁基苯酚、2， 6-二叔丁基-對甲酚和2，6-二叔丁基-4-(2-辛基-3-丙酸(propanoic))苯酚；和它們的混合物。抗磨損劑的實例包括但不限于，二烷基二硫代磷酸鋅和二芳基二硫代磷酸鋅，例如在 Lubrication Science 4-2 1992 年 1 月中出現的 Born 等人的題目為 “Relationship between Chemical Structure and Effectiveness of Some Metallic Dialkyl-and Diary 1-dithiophosphates inDifferent Lubricated Mechanisms，，白勺文章中所述白勺面β些， 參見例如97 100頁；磷酸芳基酯和亞磷酸芳基酯、含硫的酯、磷硫化合物、金屬或無灰的二硫代氨基甲酸鹽、黃原酸鹽、烷基硫醚等和它們的混合物。銹蝕抑制劑的實例包括但不限于，非離子聚氧化烯試劑例如聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯高級醇醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯辛基硬脂基醚、聚氧乙烯油烯基醚、聚氧乙烯山梨糖醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇單油酸酯和聚乙二醇單油酸酯；硬脂酸和其它脂肪酸；二羧酸；金屬皂；脂肪酸胺鹽；重質磺酸的金屬鹽； 多元醇的偏羧酸酯；磷酸酯；(短鏈)烯基琥珀酸；它們的偏酯和它們的含氮衍生物；合成的烷芳基磺酸鹽例如金屬的二壬基萘磺酸鹽等；和它們的混合物。所述銹蝕抑制劑的量可為約 0. Olwt % 約 IOwt % ο摩擦改進劑的實例包括但不限于，烷氧基化的脂肪族胺；硼酸化的脂肪族環氧化物；脂肪族亞磷酸酯、脂肪族環氧化物、脂肪族胺、硼酸化的烷氧基化的脂肪族胺、脂肪酸的金屬鹽、脂肪酸酰胺、甘油酯、硼酸化的甘油酯；以及如在美國專利號6372696中所公開的脂肪族咪唑啉，通過參考將所述專利的內容并入本文中；得自C4 C75、優選C6 C24、最優選C6 C2tl的脂肪酸酯與含氮化合物的反應產物的摩擦改進劑，所述含氮化合物選自氨和鏈烷醇胺等和它們的混合物。所述摩擦改進劑的量可為約0.01wt% 約10wt%。消泡劑的實例包括但不限于，甲基丙烯酸烷基酯的聚合物；二甲基硅氧烷的聚合物等；和它們的混合物。降傾點劑的實例包括但不限于，聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸烷基酯聚合物、甲基丙烯酸烷基酯聚合物、二(四鏈烷烴酚)鄰苯二甲酸酯、四鏈烷烴酚的縮合物、氯化鏈烷烴與萘的縮合物及其組合。在一個實施方案中，降傾點劑包含乙烯-乙酸乙烯共聚物、氯化鏈烷烴與酚的縮合物、聚烷基苯乙烯等及其組合。所述降傾點劑的量可為約0.01wt% 約 IOwt %。破乳劑的實例包括但不限于，陰離子表面活性劑(例如烷基萘磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽等)、非離子烷氧基化烷基酚樹脂、環氧烷烴的聚合物(例如聚環氧乙烷；聚環氧丙烷； 環氧乙烷、環氧丙烷等的嵌段共聚物)、油溶性酸的酯、聚氧乙烯山梨糖醇酯等及其組合物。 所述破乳劑的量可為約0. Olwt% 約IOwt%。腐蝕抑制劑的實例包括但不限于，十二烷基琥珀酸的半酯或酰胺、磷酸酯、硫代磷酸鹽、烷基咪唑啉、肌氨酸等及其組合。所述腐蝕抑制劑的量可為約0. Olwt% 約5wt%。極壓劑的實例包括但不限于，硫化的動物或植物脂肪或油、硫化的動物或植物脂肪酸酯、磷的三價或五價酸的完全或部分酯化的酯、硫化的烯烴、二烴基聚硫醚、硫化的 Diels-Alder加合物、硫化的二環戊二烯、脂肪酸酯和單不飽和烯烴的硫化或共硫化的混
11合物、脂肪酸、脂肪酸酯和α -烯烴的共硫化的共混物、官能取代的二烴基聚硫醚、硫代醛、 硫代酮、環硫化合物、含硫的縮醛衍生物、萜烯和開鏈烯烴的共硫化共混物和聚硫醚烯烴產物、磷酸酯或硫代磷酸酯的胺鹽等及其組合。所述極壓劑的量可為約0. 01wt% 約5wt%。當使用時，以功能有效量下使用各種前述添加劑，以賦予潤滑劑期望的性能。因此，例如，如果添加劑為摩擦改進劑，則該摩擦改進劑的功能有效量為足以賦予潤滑劑期望的摩擦改性特性的量。通常，在使用時，基于所述潤滑油組合物的總重量，這些添加劑中的每一種的濃度為約0. 001重量％ 約20重量％，且在一個實施方案中為約0. 01重量％ 約10重量％。如果需要，可提供作為添加劑包或濃縮物形式的柱塞發動機潤滑油添加劑，其中將所述添加劑并入基本上呈惰性、通常為液體的有機稀釋劑如礦物油、石腦油、苯、甲苯或二甲苯中而形成添加劑濃縮物。這些濃縮物通常含有約20 % 約80重量％的這種稀釋劑。 典型地，可以將粘度在100°C下為約4 約8. 5cSt且優選在100°C下為約4 約的中性油用作所述稀釋劑，但是也能夠使用合成油、以及與添加劑和成品潤滑油相容的其它有機液體。所述添加劑包典型地含有期望量和期望比例的上述各種添加劑中的一種或多種， 以便于直接與所需量的基礎油料和基礎油組合，所述基礎油料含有至少90重量％的飽和烴，所述基礎油料具有小于70的粘度指數并具有至少約25重量％的脂環族烴含量。本發明的柱塞發動機潤滑油組合物可適用于4-沖程的柱塞發動機中，所述4-沖程柱塞發動機具有約200 約2000轉/分鐘(rpm)例如約400 約IOOOrpm的發動機轉速，且每個汽缸上具有約50 約5000、優選約100 約3000、且最優選約100 約2000的制動馬力(BHP)。用于輔助發電用途或陸基發電用途中的發動機也是合適的。下列非限制性實施例是本發明的示例。將如下基礎油料用于實例中I類含有主要量的得自ExxonMobil CORE 的600N基礎油料的基礎油料。II類含有主要量的得自Chevron的600R II類基礎油料的基礎油料。常規III類含有主要量的得自SK Energy的YiAase 8基礎油料的基礎油料。GTL III類得自費托法的兩種基礎油料GTLl和GTL2的混合物。IV 類含有主要量的得自 Chevron Phillips Chemical Company 的 Syilfluid
PAO 8基礎油料的基礎油料。將所述基礎油料的性質示于下表1中。表 1基礎油料的性質
權利要求
1.一種柱塞發動機潤滑油組合物，其包含(a)主要量的選自至少一種III類基礎油料、至少一種IV類基礎油料及其混合物中的基礎油料；(b)至少一種清凈劑添加劑；和(c)至少一種分散劑添加劑；其中基于所述潤滑油組合物的總重量，所述至少一種分散劑添加劑在所述柱塞發動機潤滑油組合物中的濃度按活性物質計為至少約0. lwt%。
2.權利要求1的柱塞發動機潤滑油組合物，其中所述柱塞發動機潤滑油組合物具有至少約12的總堿值。
3.權利要求1的柱塞發動機潤滑油組合物，其中所述基礎油料為至少一種III類基礎油料。
4.權利要求1的柱塞發動機潤滑油組合物，其中所述基礎油料為具有至少約70% 的鏈烷屬碳含量的至少一種III類基礎油料，所述鏈烷屬碳含量是通過試驗方法ASTM D 3238-95(2005)確定的。
5.權利要求3的柱塞發動機潤滑油組合物，其中所述至少一種III類基礎油料包含至少一種費托衍生的基礎油料。
6.權利要求1的柱塞發動機潤滑油組合物，其中所述基礎油料包含至少一種IV類基礎油料。
7.權利要求1的柱塞發動機潤滑油組合物，其中所述至少一種清凈劑添加劑包含至少一種烷基取代的羥基苯甲酸的鹽。
8.權利要求1的柱塞發動機潤滑油組合物，其中所述至少一種清凈劑添加劑包含烷基取代的羥基苯甲酸的鹽，其中至少75mol%的烷基為C2tl以上。
9.權利要求1的柱塞發動機潤滑油組合物，其中所述至少一種清凈劑添加劑包含烷基取代的羥基苯甲酸的鹽，其中至少50mOl%的烷基為C14 C18。
10.權利要求1的柱塞發動機潤滑油組合物，其中所述至少一種分散劑添加劑包含聚亞烷基琥珀酰亞胺。
11.權利要求1的柱塞發動機潤滑油組合物，其中所述至少一種分散劑添加劑包含聚亞烷基二琥珀酰亞胺且所述至少一種清凈劑添加劑包含烷基取代的羥基苯甲酸的鹽。
12.權利要求1的柱塞發動機潤滑油組合物，其中基于所述潤滑油組合物的總重量，所述至少一種分散劑添加劑在所述柱塞發動機潤滑油組合物中的濃度按活性物質計為至少約 Iwt %。
13.權利要求1的柱塞發動機潤滑油組合物，其中所述柱塞發動機潤滑油組合物具有小于約200mm/kg的皂含量。
14.權利要求1的柱塞發動機潤滑油組合物，還包含選自抗氧化劑、抗磨損劑、銹蝕抑制劑、防混濁劑、破乳劑、金屬減活劑、摩擦改進劑、降傾點劑、消泡劑、共溶劑、整套配方相容劑、腐蝕抑制劑、染料、極壓劑及其混合物中的一種或多種柱塞發動機潤滑油組合物添加劑。
15.一種減少在柱塞發動機中形成黑色油泥和沉積物的方法，所述方法包括利用根據權利要求1 14的柱塞發動機潤滑油組合物對所述柱塞發動機進行潤滑。
全文摘要
本發明公開了一種柱塞發動機潤滑油組合物。所述柱塞發動機潤滑油組合物包括至少(a)主要量的選自至少一種III類基礎油料、至少一種IV類基礎油料及其混合物中的基礎油料；(b)至少一種清凈劑添加劑；和(c)至少一種分散劑添加劑；其中基于所述潤滑油組合物的總重量，所述至少一種分散劑添加劑在所述柱塞發動機潤滑油組合物中的濃度按活性物質計為至少約0.1wt％。
文檔編號C10N40/25GK102549129SQ201080043411
公開日2012年7月4日 申請日期2010年9月28日 優先權日2009年9月29日
發明者J·J·托曼, W·P·A·范霍藤 申請人:雪佛龍奧倫耐技術有限責任公司, 雪佛龍奧倫耐有限責任公司