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机械工程学会摩擦学分会固体润滑国家重点实验室摩擦学学报

润滑油添加剂组合物及其制造方法

专利摘要

通过包括使共聚物与至少一种醚化合物和至少一种芳族化合物反应的方法制备的油溶性的润滑油添加剂组合物。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN200710167839.4
申请日期:
2007-10-26
专利申请人:
雪佛龙奥伦耐有限责任公司
分类号:
["C10M149/12","C10M145/10","C10N30/04"]
发明/设计人:
C·D·斯托克斯， W·R·小鲁
权利要求: 1.油溶性的润滑油添加剂组合物，该组合物通过包括使下述(A)、(B)和(C)反应的方法制备：(A)下述共聚物中的至少一种：(i)通过包含下述物质的组分的自由基共聚获得的共聚物：(a)至少一种单烯键式不饱和的C3-C28一元羧酸或其酯，或者C4-C28二羧酸、其酸酐或其酯；(b)至少一种包含2-40个碳原子的1-烯烃，或至少一种包含4-360个碳原子并具有呈乙烯基、亚乙烯基或烷基亚乙烯基形式的可共聚端基的聚烯烃，或它们的混合物；和(c)至少一种单烯烃化合物，该单烯烃化合物可与(a)和(b)的单体共聚，并且选自如下物质组成的组：(1)烷基乙烯基醚和烯丙基烷基醚，其中所述烷基是被羟基、氨基、二烷基氨基或烷氧基取代的，或者是未取代的，且含有1-40个碳原子；(2)3-10个碳原子的单烯键式不饱和一元羧酸或二羧酸的烷基胺和N-烷基酰胺，其中所述烷基取代基含有1-40个碳原子；(3)1-8个碳原子的羧酸的N-乙烯基酰胺；(4)N-乙烯基取代的含氮杂环化合物；和(5)至少一种包含2-40个碳原子的1-烯烃，或至少一种包含4-360个碳原子并具有呈乙烯基、亚乙烯基或烷基亚乙烯基形式的可共聚端基的聚烯烃，或它们的混合物，条件是所使用的烯烃与在(b)中所使用的烯烃不同；(ii)通过使化合物(a)与化合物(b)在自由基引发剂存在下反应获得的共聚物；(iii)通过(一)使化合物(a)与化合物(b)或(c)在非自由基催化的反应中在共聚物(i)或共聚物(ii)或这二者存在下反应获得的共聚物；或者通过(二)使共聚物(i)或共聚物(ii)或这二者与化合物(a)和化合物(b)或(c)的非自由基催化的反应产物接触获得的共聚物；(B)至少一种醚化合物，其能够与至少两个一元羧酸或其酯，或者与至少两个二羧酸、其酸酐或其酯，或它们的混合物反应；和(C)至少一种芳族化合物，其能够与至少一个一元羧酸或其酯，或者二羧酸、其酸酐或其酯反应。2.如权利要求1所述的润滑油添加剂组合物，其中所述至少一种醚化合物(B)选自醚多胺、聚醚多胺、聚醚氨基醇、聚醚氨基硫醇和聚醚多元醇。3.如权利要求1所述的润滑油添加剂组合物，其中所述至少一种芳族化合物(C)选自下列化合物：(a1)用下式表示的N-芳基苯二胺：R18为H，-NH芳基，-NH烷芳基，或选自烷基、链烯基、烷氧基、芳烷基或烷芳基中的具有4-24个碳原子的支链或直链烃基；R19是-NH2、-(NH(CH2)n)mNH2、-NH烷基、-NH芳烷基、-CH2-芳基-NH2，其中n和m各自具有1-10的值；和R20为氢，或者具有4-24个碳原子的烷基、链烯基、烷氧基、芳烷基或烷芳基；(b1)用下式表示的氨基咔唑：其中R21和R22各自独立地表示氢，或具有1-14个碳原子的烷基或链烯基；(c1)由下式表示的氨基吲唑啉酮：其中R23是氢或具有1-14个碳原子的烷基；和(d1)由下式表示的氨基巯基三唑：(e1)由下式表示的氨基萘嵌间二氮杂苯：其中R24表示氢或具有1-14个碳原子的烷基；(f1)由下式表示的芳氧基亚苯基胺：其中R25是H，-NH芳基，-NH烷芳基，或具有4-24个碳原子的、可以是烷基、链烯基、烷氧基、芳烷基或烷芳基的支链或直链基团；R26是-NH2、-(NH(CH2)n)mNH2、-NH烷基或-NH芳烷基，其中n和m各自具有1-10的值；和R27是氢，或者具有4-24个碳原子的烷基、链烯基、烷氧基、芳烷基或烷芳基；(g1)用下式表示的、包含由基团L连接的两个芳族基团的芳族胺：其中L选自-O-、-N＝N-、-NH-、-CH2NH-、-C(O)NR28-、-C(O)O-、-SO2-、-SO2NR29-或-SO2NH-，其中R28和R29独立地表示氢，或者具有1-8个碳原子的烷基、链烯基或烷氧基；其中Y1、Y2、Y3和Y4各自独立地为N或CH，条件是Y1和Y2不可以同时为N；R30和R31独立地表示氢、烷基、芳基、烷芳基、芳烷基、烷氧基、羟基烷基、氨基烷基、-OH、-NO2、-SO3H、-SO3Na、CO2H或其盐、-NR41R42，其中R41和R42独立地为氢、烷基、芳基、芳烷基或烷芳基；R32和R33独立地表示氢，具有1-8个碳原子的烷基、链烯基或烷氧基，-OH，-SO3H或-SO3Na；R34表示-NH2，其中R35是具有1-8个碳原子的烷基或链烯基的-NHR35，-CH2-(CH2)n-NH2或-CH2-芳基-NH2，并且n为0-10；(h1)选自氨基噻唑、氨基苯并噻唑、氨基苯并噻二唑和氨基烷基噻唑中的氨基噻唑；(i1)由下式表示的氨基吲哚：其中R36表示氢，或者具有1-14个碳原子的烷基或链烯基；(j1)由下式表示的氨基吡咯：其中R37表示具有2-6个碳原子的二价亚烷基，并且R38表示氢，或者具有1-14个碳原子的烷基或链烯基；(k1)环取代或未取代的苯胺；(l1)氨基喹啉；(m1)氨基苯并咪唑；(n1)N，N-二烷基苯二胺；和(o1)苄胺；和(p1)苄醇。4.如权利要求1所述的润滑油添加剂组合物，其中在(iii).(二)获得的共聚物中，所述共聚物(i)或共聚物(ii)或这二者与非自由基催化的化合物(a)和化合物(b)或(c)的反应产物在组分(C)的存在下接触。5.如权利要求1所述的润滑油添加剂组合物，其中在(A)中，所述共聚物(i)、所述共聚物(ii)或所述共聚物(iii)与稀释油混合，从而形成稀释的共聚物。6.如权利要求5所述的润滑油添加剂组合物，其中所述稀释的共聚物中的油的总量为至多80wt％。7.如权利要求6所述的润滑油添加剂组合物，其中所述稀释的共聚物中的油的总量为20-60wt％。8.如权利要求7所述的润滑油添加剂组合物，其中所述稀释的共聚物中的油的总量为30-50wt％。9.如权利要求1所述的润滑油添加剂组合物，其中所述醚化合物(B)是聚醚多胺。10.如权利要求9所述的润滑油添加剂组合物，其中所述聚醚多胺是每-亚烷基单元单独地含有2-5个碳原子的聚氧化亚烷基二胺。11.如权利要求10所述的润滑油添加剂组合物，其中所述氧化亚烷基部分是氧化亚乙基或氧化亚丙基或它们的混合物。12.如权利要求11所述的润滑油添加剂组合物，其中所述聚醚多胺是聚氧化亚乙基二胺。13.如权利要求1所述的润滑油添加剂组合物，其中所述共聚物(A)是共聚物(i)。14.如权利要求1所述的润滑油添加剂组合物，其中所述共聚物(A)是共聚物(ii)。15.如权利要求14所述的润滑油添加剂组合物，其中所述共聚物(ii)是通过马来酸酐和聚异丁烯的自由基催化的反应获得的聚PIBSA。16.如权利要求1所述的润滑油添加剂组合物，其中所述共聚物(A)是共聚物(ii i)。17.如权利要求3所述的润滑油添加剂组合物，其中所述芳族化合物是具有下式的芳族胺：R18为H，-NH芳基，-NH烷芳基，或选自烷基、链烯基、烷氧基、芳烷基或烷芳基的具有4-24个碳原子的支链或直链烃基；R19是-NH2、-(NH(CH2)n)mNH2、-NH烷基、-NH芳烷基、-CH2-芳基-NH2，其中n和m各自具有1-10的值；和R20为氢，或者具有4-24个碳原子的烷基、链烯基、烷氧基、芳烷基或烷芳基。18.如权利要求1所述的润滑油添加剂组合物，其中共聚物(i)的化合物(b)是数均分子量(Mn)为112-5000的聚异丁烯。19.如权利要求18所述的润滑油添加剂组合物，其中所述数均分子量(Mn)为500-3000。20.如权利要求19所述的润滑油添加剂组合物，其中所述数均分子量(Mn)为1000-2500。21.如权利要求1所述的润滑油添加剂组合物，其中(a)是二羧酸、其酸酐或其酯。22.如权利要求21所述的润滑油添加剂组合物，其中(a)是马来酸酐或其酯。23.如权利要求1所述的润滑油添加剂组合物，其中(c)的所述单烯烃是1-烯烃。24.润滑油组合物，该润滑油组合物包含主要量的润滑粘度的油和少量的润滑油添加剂组合物，所述润滑油添加剂组合物通过包括使下述(A)、(B)和(C)反应的方法制备：(A)下述共聚物中的至少一种：(i)通过包含下述物质的组分的自由基共聚获得的共聚物：(a)至少一种单烯键式不饱和的C3-C28一元羧酸或其酯，或者C4-C28二羧酸、其酸酐或其酯；(b)至少一种包含2-40个碳原子的1-烯烃，或至少一种包含4-360个碳原子并具有呈乙烯基、亚乙烯基或烷基亚乙烯基形式的可共聚端基的聚烯烃，或它们的混合物；和(c)至少一种单烯烃化合物，该单烯烃化合物可与(a)和(b)的单体共聚，并且选自如下物质组成的组：(1)烷基乙烯基醚和烯丙基烷基醚，其中所述烷基是被羟基、氨基、二烷基氨基或烷氧基取代的，或者是未取代的，且含有1-40个碳原子；(2)3-10个碳原子的单烯键式不饱和一元羧酸或二羧酸的烷基胺和N-烷基酰胺，其中所述烷基取代基含有1-40个碳原子；(3)1-8个碳原子的羧酸的N-乙烯基酰胺；(4)N-乙烯基取代的含氮杂环化合物；和(5)至少一种包含2-40个碳原子的1-烯烃，或至少一种包含4-360个碳原子并具有呈乙烯基、亚乙烯基或烷基亚乙烯基形式的可共聚端基的聚烯烃，或它们的混合物，条件是所使用的烯烃与在(b)中所使用的烯烃不同；(ii)通过使化合物(a)与化合物(b)在自由基引发剂存在下反应获得的共聚物；(iii)通过(一)使化合物(a)与化合物(b)或(c)在非自由基催化的反应中在共聚物(i)或共聚物(ii)或这二者存在下反应获得的共聚物；或者通过(二)使共聚物(i)或共聚物(ii)或这二者与化合物(a)和化合物(b)或(c)的非自由基催化的反应产物接触获得的共聚物；(B)至少一种醚化合物，其能够与至少两个一元羧酸或其酯，或者至少两个二羧酸、其酸酐或其酯，或它们的混合物反应；和(C)至少一种芳族化合物，其能够与至少一个一元羧酸或其酯，或者二羧酸、其酸酐或其酯反应。25.如权利要求24所述的润滑油组合物，其中所述至少一种醚化合物(B)选自醚多胺、聚醚多胺、聚醚氨基醇、聚醚氨基硫醇和聚醚多元醇。26.如权利要求24所述的润滑油组合物，其中所述至少一种芳族化合物(C)选自下列化合物：(a1)用下式表示的、包含由基团L连接的两个芳族基团的芳族胺：其中L选自-O-、-N＝N-、-NH-、-CH2NH-、-C(O)NR28-、-C(O)O-、-SO2-、-SO2NR29-或-SO2NH-，其中R28和R29独立地表示氢，或者具有1-8个碳原子的烷基、链烯基或烷氧基；其中Y1、Y2、Y3和Y4各自独立地为N或CH，条件是Y1和Y2不可以同时为N；R30和R31独立地表示氢、烷基、芳基、烷芳基、芳烷基、烷氧基、羟基烷基、氨基烷基、-OH、-NO2、-SO3H、-SO3Na、CO2H或其盐、-NR41R42，其中R41和R42独立地为氢、烷基、芳基、芳烷基或烷芳基；R32和R33独立地表示氢，具有1-8个碳原子的烷基、链烯基或烷氧基，-OH，-SO3H或-SO3Na；R34表示-NH2，其中R35是具有1-8个碳原子的烷基或链烯基的-NHR35，-CH2-(CH2)n-NH2或-CH2-芳基-NH2，并且n为0-10；(b1)选自氨基噻唑、氨基苯并噻唑、氨基苯并噻二唑和氨基烷基噻唑中的氨基噻唑；(c1)用下式表示的氨基吲哚：其中R36表示氢，或者具有1-14个碳原子的烷基或链烯基；(d1)用下式表示的氨基吡咯：其中R37表示具有2-6个碳原子的二价亚烷基，并且R38表示氢，或者具有1-14个碳原子的烷基或链烯基；(e1)环取代或未取代的苯胺；(f1)氨基喹啉；(g1)氨基苯并咪唑；(h1)N，N-二烷基苯二胺；(i1)苄胺；和(j1)苄醇。27.如权利要求24所述的润滑油组合物，其中在(iii).(二)获得的共聚物中，所述共聚物(i)或共聚物(ii)或这二者与非自由基催化的化合物(a)和化合物(b)或(c)的反应产物在组分(C)的存在下接触。28.如权利要求24所述的润滑油组合物，其中在(A)中，所述共聚物(i)、所述共聚物(ii)或所述共聚物(iii)与稀释油混合，从而形成稀释的共聚物。29.如权利要求28所述的润滑油组合物，其中所述稀释的共聚物中的油的总量为至多80wt％。30.如权利要求29所述的润滑油组合物，其中所述稀释的共聚物中的油的总量为20-60wt％。31.如权利要求30所述的润滑油组合物，其中所述稀释的共聚物中的油的总量为30-50wt％。32.如权利要求24所述的润滑油组合物，其中所述醚化合物(B)是聚醚多胺。33.如权利要求32所述的润滑油组合物，其中所述聚醚多胺是每一亚烷基单元单独地含有2-5个碳原子的聚氧化亚烷基二胺。34.如权利要求33所述的润滑油组合物，其中所述氧化亚烷基部分是氧化亚乙基或氧化亚丙基或它们的混合物。35.如权利要求34所述的润滑油组合物，其中所述聚醚多胺是聚氧化亚乙基二胺。36.如权利要求24所述的润滑油组合物，其中所述共聚物(A)是共聚物(i)。37.如权利要求24所述的润滑油组合物，其中所述共聚物(A)是共聚物(ii)。38.如权利要求37所述的润滑油组合物，其中所述共聚物(ii)是通过马来酸酐和聚异丁烯的自由基催化的反应获得的聚PIBSA。39.如权利要求24所述的润滑油组合物，其中所述共聚物(A)是共聚物(iii)。40.如权利要求24所述的润滑油组合物，其中所述至少一种芳族化合物(C)选自4-(4-硝基苯基偶氮)苯胺，4-苯基偶氮苯胺，N-(4-氨基苯基)乙酰胺，4-苯甲酰氨基-2，5-二甲氧基苯胺，4-苯氧基苯胺和3-硝基苯胺。41.如权利要求24所述的润滑油组合物，其中共聚物(i)的化合物(b)是数均分子量(Mn)为112-5000的聚异丁烯。42.如权利要求41所述的润滑油组合物，其中所述数均分子量(Mn)为500-3000。43.如权利要求42所述的润滑油组合物，其中所述数均分子量(Mn)为1000-2500。44.如权利要求24所述的润滑油组合物，其中(a)是二羧酸、其酸酐或其酯。45.如权利要求44所述的润滑油组合物，其中(a)是马来酸酐或其酯。46.如权利要求24所述的润滑油组合物，其中所述(c)的单烯烃是1-烯烃。47.制备润滑油添加剂组合物的方法，该方法包括使下述(A)、(B)和(C)反应：(A)下述共聚物中的至少一种：(i)通过包含下述物质的组分的自由基共聚获得的共聚物：(a)至少一种单烯键式不饱和的C3-C28一元羧酸或其酯，或者C4-C28二羧酸、其酸酐或其酯；(b)至少一种包含2-40个碳原子的1-烯烃，或至少一种包含4-360个碳原子并具有呈乙烯基、亚乙烯基或烷基亚乙烯基形式的可共聚端基的聚烯烃，或它们的混合物；和(c)至少一种单烯烃化合物，该单烯烃化合物可与(a)和(b)的单体共聚，并且选自如下物质组成的组：(1)烷基乙烯基醚和烯丙基烷基醚，其中所述烷基是被羟基、氨基、二烷基氨基或烷氧基取代的，或者是未取代的，且含有1-40个碳原子；(2)3-10个碳原子的单烯键式不饱和一元羧酸或二羧酸的烷基胺和N-烷基酰胺，其中所述烷基取代基含有1-40个碳原子；(3)1-8个碳原子的羧酸的N-乙烯基酰胺；(4)N-乙烯基取代的含氮杂环化合物；和(5)至少一种包含2-40个碳原子的1-烯烃，或至少一种包含4-360个碳原子并具有呈乙烯基、亚乙烯基或烷基亚乙烯基形式的可共聚端基的聚烯烃，或它们的混合物，条件是所使用的烯烃与在(b)中所使用的烯烃不同；(ii)通过使化合物(a)与化合物(b)在自由基引发剂存在下反应获得的共聚物；(iii)通过(一)使化合物(a)与化合物(b)或(c)在非自由基催化的反应中在共聚物(i)或共聚物(ii)或这二者存在下反应获得的共聚物；或者通过(二)使共聚物(i)或共聚物(ii)或这二者与化合物(a)和化合物(b)或(c)的非自由基催化的反应产物接触获得的共聚物；(B)至少一种醚化合物，其选自醚多胺、聚醚多胺、聚醚氨基醇、聚醚氨基硫醇和聚醚多元醇；(C)至少一种芳族化合物，其能够与至少一个一元羧酸或其酯，或者二羧酸、其酸酐或其酯反应。48.如权利要求47所述的制备润滑油添加剂组合物的方法，其中所述至少一种芳族化合物选自下列化合物：(a1)用下式表示的、包含由基团L连接的两个芳族基团的芳族胺：其中L选自-O-、-N＝N-、-NH-、-CH2NH-、-C(O)NR28-、-C(O)O-、-SO2-、-SO2NR29-或-SO2NH-，其中R28和R29独立地表示氢，或者具有1-8个碳原子的烷基、链烯基或烷氧基；其中Y1、Y2、Y3和Y4各自独立地为N或CH，条件是Y1和Y2不可以同时为N；R30和R31独立地表示氢、烷基、芳基、烷芳基、芳烷基、烷氧基、羟基烷基、氨基烷基、-OH、-NO2、-SO3H、-SO3Na、CO2H或其盐、-NR41R42，其中R41和R42独立地为氢、烷基、芳基、芳烷基或烷芳基；R32和R33独立地表示氢，具有1-8个碳原子的烷基、链烯基或烷氧基，-OH，-SO3H或-SO3Na；R34表示-NH2，其中R35是具有1-8个碳原子的烷基或链烯基的-NHR35，-CH2-(CH2)n-NH2或-CH2-芳基-NH2，并且n为0-10；(b1)选自氨基噻唑、氨基苯并噻唑、氨基苯并噻二唑和氨基烷基噻唑中的氨基噻唑；(c1)用下式表示的氨基吲哚：其中R36表示氢，或者具有1-14个碳原子的烷基或链烯基；(d1)用下式表示的氨基吡咯：其中R37表示具有2-6个碳原子的二价亚烷基，并且R38表示氢，或者具有1-14个碳原子的烷基或链烯基；(e1)环取代或未取代的苯胺；(f1)氨基喹啉；(g1)氨基苯并咪唑；(h1)N，N-二烷基苯二胺；(i1)苄胺；和(j1)苄醇。49.如权利要求47所述的制备润滑油添加剂组合物的方法，其中在(iii).(二)获得的共聚物中，所述共聚物(i)或共聚物(ii)或这二者与非自由基催化的化合物(a)和化合物(b)或(c)的反应产物在组分(C)的存在下接触。50.如权利要求47所述的制备润滑油添加剂组合物的方法，其中在(A)中，所述共聚物(i)、所述共聚物(ii)或所述共聚物(ii i)与稀释油混合，从而形成稀释的共聚物。51.如权利要求50所述的制备润滑油添加剂组合物的方法，其中所述稀释的共聚物中的油的总量为至多80wt％。52.如权利要求51所述的制备润滑油添加剂组合物的方法，其中所述稀释的共聚物中的油的总量为20-60wt％。53.如权利要求52所述的制备润滑油添加剂组合物的方法，其中所述稀释的共聚物中的油的总量为30-50wt％。54.在内燃机内改善烟灰分散性或淤渣分散性或这二者的方法，该方法包括采用润滑油组合物操作发动机，所述润滑油组合物包含主要量的润滑粘度的油和有效量的权利要求1的润滑油添加剂组合物。55.如权利要求3所述的润滑油添加剂组合物，其中所述化合物具有下列化学式：其中L选自-O-、-N＝N-、-NH-或-CH2NH-；R30和R31独立地表示氢、烷基、芳基、烷芳基、芳烷基、烷氧基、羟基烷基、氨基烷基、-OH、-NO2或-NR41R42，其中R41和R42独立地为氢、烷基、芳基、芳烷基或烷芳基；R32和R33独立地表示氢，具有1-8个碳原子的烷基、链烯基或烷氧基，或-OH；R34表示-NH2、其中R35是具有1-8个碳原子的烷基或链烯基的-NHR35、-CH2-(CH2)n-NH2或-CH2-芳基-NH2，和n为0-10；条件是当R34是其中R35是具有1-8个碳原子的烷基或链烯基的-NHR35时，则L是-NH-或-CH2-NH-；或者R30或R31是OH或-NR41R42，其中R41或R42中的至少一个是氢；或者R32或R33是OH。56.如权利要求3所述的润滑油添加剂组合物，其中所述芳族化合物是4-苯甲酰氨基-2，5-二甲氧基苯胺或N-(4-氨基苯基)乙酰胺。57.如权利要求3所述的润滑油添加剂组合物，其中所述芳族化合物是3-硝基苯胺。58.如权利要求17所述的润滑油添加剂组合物，其中所述芳族化合物是N-苯基-1，4-苯二胺。59.如权利要求55所述的润滑油添加剂组合物，其中所述芳族化合物是4-(4-硝基苯基偶氮)苯胺或4-苯基偶氮苯胺。60.如权利要求55所述的润滑油添加剂组合物，其中所述芳族化合物是4-苯氧基苯胺。61.如权利要求3所述的润滑油添加剂组合物，其中环取代或未取代的苯胺是硝基苯胺或4-氨基-N-乙酰苯胺。62.如权利要求26所述的润滑油组合物，其中环取代或未取代的苯胺是硝基苯胺或4-氨基-N-乙酰苯胺。63.如权利要求48所述的制备润滑油添加剂组合物的方法，其中环取代或未取代的苯胺是硝基苯胺或4-氨基-N-乙酰苯胺。