CN105722960B - 含有基于异戊二烯的组分的润滑组合物 - Google Patents

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Abstract

包含具有润滑黏度的基础油和一种或更多种润滑剂添加剂的润滑组合物,其中所述基础油包含基本油料或由其组成,所述基本油料包含至少一种类异戊二烯化合物或由其组成,所述类异戊二烯化合物包含:(i)一个或两个独立地选自醚和酯部分的含氧部分;(ii)含有1至5个异戊二烯基单元的第一无环类异戊二烯部分;以及(iii)任选地,含有1至5个异戊二烯基单元的第二无环类异戊二烯部分,条件是在所述类异戊二烯化合物含有单个醚部分的情况下,至少一个类异戊二烯部分含有3至5个异戊二烯基单元。

Description

含有基于异戊二烯的组分的润滑组合物
本发明总体上涉及润滑组合物。具体而言,本发明提供润滑组合物、基础油和基本油料以及制备和使用所述润滑组合物的方法。
润滑组合物通常包含具有润滑粘度的基础油连同一种或多种添加剂以递送性质,所述性质包括,例如减少的摩擦和磨损、改进的粘度指数、清净性(detergency)和抗氧化与腐蚀性。润滑基础油可以包括一种或多种润滑油的来源,称之为基本油料(base stock)。
用于汽车发动机润滑剂的润滑基本油料通常由石油化学来源得到,例如作为在精炼原油过程中分离出的较高沸点馏分,或者作为石油化学来源的原料的化学反应产物。润滑基本油料也可以由费托蜡(Fischer-Tropsch wax)制得。
如表1中所列,根据API标准1509,“ENGINE OIL LICENSING AND CERTIFICATIONSYSTEM”,2012年9月,第17版版本附录E,可以将基本油料分类为I、II、III、IV和V类基本油料。
表1
I类、II类和III类基本油料通常源自矿物油。I类基本油料通常通过已知的方法制造,所述方法包括溶剂萃取和溶剂脱蜡,或者溶剂萃取和催化脱蜡。II类和III类基本油料通常通过已知的方法制造,所述方法包括催化氢化和/或催化加氢裂化,以及催化加氢异构化。IV类基本油料包括,例如氢化的α-烯烃低聚物。适合的制备低聚物的方法包括,例如自由基法、齐格勒(Zeigler)催化法和阳离子傅克(Friedel-Crafts)催化法。适合的是,聚α-烯烃基本油料源自例如C8、C10、C12、C14烯烃和其一种或多种混合物。
近年来,针对确认以往由化石来源得到的产品的可持续替代品,已存在增长的关注度。生物由来的材料(有时也称生物基材料)能在未来的润滑剂制剂中扮演重要的角色,在满足消费者对“绿色”产品的需求,以及减少对不可再生资源(例如原油)的依赖的方面。
已从植物来源得到润滑基本油料,通常作为脂肪酸的甘油三酯,例如棕榈油、葵花油和菜籽油。来自植物和动物来源的游离脂肪酸也可以用于制备多种合成酯类基本油料。
US2007/0281873涉及用于流体动力轴承的润滑油组合物,其包含作为基础油的50至100质量%的包含至少一个醚键并具有11至34个碳原子的醚类化合物,并具有100℃下至少2.2 mm2/s的运动粘度。
Pethrick S A和Wood H S在“Greases for Use over the Temperature Range - 65℃ to + 100℃”(Selected Government Research Reports (Great Britain Ministryof Supply),Lubricants and Lubrication (1952),11卷,Report No.2,11-20)中描述了在二氢香茅醚(dihydrocitronellyl ether)中使用百分之六的硬脂酸锂以形成润滑脂。在该报告的第16页陈述道:
在合成液压油的研究工作中,Royal Institution的Faraday Laboratory中的工 作人员发现二氢香茅醚具有低凝固点以及低粘度。由制造商制造该材料的一品托样品,并 且针对该醚在润滑脂制作上的功效做了一些初步的实验。在所述醚中的百分之六的硬脂酸 锂形成了润滑脂,当将其施用于轴承时,可使轴承容易地在-70℃下转动。储存两个月的情 况下该润滑脂发生了一些分油,但可以预见的是,这可以通过在硬脂酸锂之外复合硬脂酸 铝来解决。当用I.P.方法 46/42 测试时,该醚的挥发度与D.T.D.44D规格的油近似相同,因 此可以预期由该材料制造的润滑脂不会有由于蒸发产生的问题。”。
二氢香茅基部分包含两个异戊二烯基(isoprenyl)单元。
Benemann,J.R.等在“Chemicals From Salt Loving (Halophilic) Microbes”(Final Report,National Science Foundation NSF/CPE-82006,1982年5月)中于其摘要里陈述道:“检验了制造特种化学品的可能性,特别是二植烷基甘油醚(DPGE)(一种可能的 润滑试剂)……”。在其结论中陈述道:“在本研究过程中得到的结果不支持可以经济地由嗜 盐菌生产脂质的预设。在所有测试条件下得到的产率都非常低;DPGE的回收率甚至低于文 献中报道的那些……如果可用作特种润滑剂,甘油醚会更容易在化学上合成。”。
本领域仍有发现新的可再生的润滑剂基本油料来源的需求。具体而言,本领域仍有对高性能润滑油组合物的需求,所述润滑油组合物包含(至少部分)可为生物来源的(也称生物基的)基本油料。
本发明至少部分基于确认类异戊二烯化合物是适合用作润滑组合物组分的化合物的来源(例如生物来源),并且特别是用于润滑油组合物及其组分的基本油料的来源。类异戊二烯是由种类繁多的有机体生产的一大类的有机化合物的成员。类异戊二烯包括基于异戊二烯的异戊二烯基单元。异戊二烯具有式:
可以首尾相连地排列异戊二烯基单元以形成链,或可以排列形成多种环结构。
据此,在第一个方面,本发明提供了包含具有润滑粘度的基础油和一种或多种润滑剂添加剂的润滑组合物,其中所述基础油包含基本油料或由其组成,所述基本油料包含至少一种类异戊二烯化合物或由其组成,所述类异戊二烯化合物包含:
(i)一个或两个独立地选自醚和酯部分的含氧部分;
(ii)含有1至5个异戊二烯基单元的第一无环类异戊二烯部分;以及
(iii)任选地,含有1至5个异戊二烯基单元的第二无环类异戊二烯部分,且条件为,在所述类异戊二烯化合物含有单个醚部分的情况下,至少一个类异戊二烯部分含有3至5个异戊二烯基单元。
本公开的这些和其他的实例具有的优点是,用于本发明的润滑组合物的基本油料可以(至少部分地)由生物来源的原料(或称生物基原料)合成,其例如通过可扩大规模的合成方法实现。还已发现基本油料显现出一系列所需的润滑剂特性,例如当配制入润滑组合物中时,其包括粘度特性和/或氧化稳定性。据此,本发明至少提供了针对本领域中已在前报道的润滑基本油料的有吸引力的替代物。
就本发明而言,除非另有规定,本文使用的以下术语应当被理解为具有下述含义:
本文使用的术语“烃基”是指仅由氢和碳原子组成的基团,所述基团含有1至30个碳原子。烃基基团的实例包括含有1至20个碳原子,例如1至12个碳原子,例如1至10个碳原子的烃基基团。烃基基团的实例包括无环基团、环状基团和包含无环部分和环状部分两者的基团。烃基基团的实例包括直链基团和支链基团。术语“烃基”包括指定的单价基团和多价基团。单价烃基基团的实例包括烷基、烯基、炔基、碳环基(例如环烷基、环烯基或芳基)和芳烷基。
本文使用的术语“烷基”是指含有1至30个碳原子的单价直链或支链烷基部分。烷基基团的实例包括含有1至20个碳原子,例如1至12个碳原子,例如1至10个碳原子的烷基基团。具体实例包括含有1、2、3、4、5或6个碳原子的烷基基团。烷基基团的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基,以及诸如此类。
本文使用的术语“环烷基”是指含有3至20个碳原子并含有至少一个环的单价饱和脂族烃基部分,其中所述环具有至少3个环碳原子。环烷基基团的实例包括含有3至16个碳原子,例如3至10个碳原子的环烷基基团。具体实例包括含有3、4、5或6个环碳原子的环烷基基团。环烷基基团的实例包括单环、多环(例如双环)或桥环体系的基团。环烷基基团的实例包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基,以及诸如此类。本文使用的术语“亚环烷基”是指相应的二价基团。
本文使用的术语“烯基”是指含有2至30个碳原子并额外含有至少一个碳-碳双键的单价直链或支链烷基基团,除非指定,所述碳-碳双键为E或Z构型任一种。烯基基团的实例包括含有2至20个碳原子,例如2至12个碳原子,例如2至10个碳原子的烯基基团。具体实例包括含有2、3、4、5或6个碳原子的烯基基团。烯基基团的实例包括乙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基,以及诸如此类。
本文使用的术语“芳基”是指包含6至14个环碳原子的芳族碳环体系。芳基基团的实例包括含有6至10个环碳原子,例如6个环碳原子的芳基基团。芳基基团的实例包括单环芳族环体系或含有至少一个为芳族的2个或更多个环的多环环体系的基团。芳基基团的实例包括在环碳原子外还包含1至6个环外碳原子的芳基基团。芳基基团的实例视情况包括单价或多价的芳基基团。单价芳基基团的实例包括苯基、苯甲基、萘基、芴基、薁基、茚基、蒽基,以及诸如此类。二价芳基基团的一个实例是1,4-亚苯基。
术语“亚烷基”是指含有1至30个碳原子的二价直链或支链的饱和烃基基团。亚烷基基团的实例包括含有1至20个碳原子,例如1至12个碳原子,例如1至10个碳原子的亚烷基基团。具体实例包括含有1、2、3、4、5或6个碳原子的亚烷基基团。
术语“亚烯基”是指含有2至30个碳原子的二价直链或支链饱和的并额外含有至少一个碳-碳双键的烃基基团,除非指定,所述碳-碳双键为E或Z构型任一种。亚烯基基团的实例包括含有2至20个碳原子,例如2至12个碳原子,例如2至10个碳原子的亚烯基基团。具体实例包括含有2、3、4、5或6个碳原子的亚烯基基团。
本文使用的术语“烷氧基”是指-O-烷基,其中烷基是如本文定义的。在一些实例中,烷氧基基团含有1至30个碳原子,例如1至26个碳原子,或1至20个碳原子,或1至12个碳原子,例如1至10个碳原子。具体实例包括含有1、2、3、4、5或6个碳原子的烷氧基基团。烷氧基基团的实例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基,以及诸如此类。
本文使用的术语“酰氧基”是指-OC(O)-烷基或-OC(O)-芳基,其中烷基和芳基是如本文定义的。酰氧基基团的实例包括含有2至20个碳原子,例如2至12个碳原子,例如2至10个碳原子的酰氧基基团。具体实例包括含有2、3、4、5、6或7个碳原子的烷氧基基团。酰氧基基团的实例包括乙酰氧基、丙酰氧基、异丙酰氧基、苯甲酰氧基,以及诸如此类。
本文使用的术语“杂环基”是指含有3至14个环原子的饱和(例如杂环烷基)或不饱和(例如杂芳基)的杂环环部分,其中所述环原子包括至少一个环碳原子和至少一个选自氮、氧和硫的环杂原子。杂环基基团的实例包括含有3至10个环原子,例如3至6个环原子的杂环基基团。具体实例包括含有5或6个环原子的杂环基基团,其包括例如饱和的、不饱和的或芳族的基团。杂环基基团的实例包括在环碳原子以外还包含1至6个环外碳原子的杂环基基团。杂环基基团的实例视情况包括单价或多价的那些。
本文使用的术语“杂芳基”是指含有5至14个环原子的芳族杂环环体系,其中所述环原子包括至少一个环碳原子和至少一个选自氮、氧和硫的环杂原子。杂芳基基团的实例包括单环环体系或含有至少一个为芳香性的2个或更多个环的多环(例如双环)环体系的杂芳基基团。杂芳基基团的实例包括在环碳原子以外还包含1至6个环外碳原子的那些。杂芳基基团的实例视情况包括单价或多价的那些。杂芳基基团的实例包括呋喃基和苯并[b]呋喃基基团。
本文使用的术语“任选取代”是指未取代或取代。关于化学基团使用的在本文中使用的术语“取代”是指该基团中的一个或更多个(例如1、2、3、4或5个)氢原子彼此独立地被相应数量的取代基置换。当存在时,所述一个或更多个取代基仅存在于它们有化学可能性的位置,即任何取代是依照被取代原子和取代基的允许价态,并且取代得到稳定的化合物。适合的取代基包括烃基基团,其包括例如:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、3,3-二甲基丙基、2,3-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基和2-乙基己基。适合的取代基包括包含杂原子的基团,所述杂原子包括例如氮、氧和硫。
本文使用的术语“类异戊二烯”是指为异戊二烯低聚物的单价或二价无环烃基部分。含有类异戊二烯部分的化合物在本文中称为“类异戊二烯化合物”。异戊二烯基单元,例如-[CH2CH=C(CH3)CH2]-和-[CH2CH2CH(CH3)CH2]-,可以以规则的或任意的顺序首尾相连和/或首首相连。
除非另有说明,类异戊二烯部分含有1至5个异戊二烯基单元,例如2至5个异戊二烯基单元,例如3至5个异戊二烯基单元,例如3或4个异戊二烯基单元,例如3个异戊二烯基单元。
在至少一些实例中,类异戊二烯部分源自法尼烯或法尼醇或其组合。在至少一些实例中,类异戊二烯化合物源自法尼烯或法尼醇或其组合。
在至少一些实例中,类异戊二烯部分源自生物来源的原料(或称生物基原料),包括例如法尼烯和法尼醇。在至少一些实例中,类异戊二烯化合物源自生物由来的原料(或称生物基原料),包括例如法尼烯和法尼醇。
适合的是,类异戊二烯部分源自法尼烯。适合的是,类异戊二烯化合物源自法尼烯。法尼烯是含有三个异戊二烯基单元的类异戊二烯化合物。存在六种法尼烯的异构体。α-法尼烯和β-法尼烯通过一个双键的位置而区别。α-法尼烯是3,7,11-三甲基-1,3,5,10-十二碳-四烯,并且β-法尼烯是7,11-二甲基-3-亚甲基-1,6,10-十二碳-三烯。存在α-法尼烯的四种立体异构体,并且存在β-法尼烯的两种立体异构体。
其他适合的类异戊二烯部分和类异戊二烯化合物的来源包括含有两个异戊二烯基单元的化合物。含有两个异戊二烯基单元的化合物的实例包括香叶醇、橙花醇和香茅醇。
香叶醇存在于玫瑰油、玫瑰草油和爪哇型香茅油中。它也在天竺葵(geranium)、柠檬和许多其他精油中少量出现。它可以用下式代表:
橙花醇在许多包括来自柠檬草和啤酒花的油的精油中找到。它也存在于橙花油中并可以用下式代表:
香茅醇具有两个对映异构体,其可以用以下结构式代表:
(+)异构体存在于香茅油中,并且(-)异构体存在于玫瑰和天竺葵属天竺葵(Pelargonium geraniums)的油中。
在至少一些实例中(例如类异戊二烯部分通过末端碳原子与杂原子(例如氧、硫或氮)键合的情况下),类异戊二烯部分源自法尼醇。在至少一些实例中(例如类异戊二烯部分通过末端碳原子与杂原子(例如氧、硫或氮)键合的情况下),类异戊二烯化合物源自法尼醇。法尼醇是天然的无环倍半萜烯醇有机化合物。法尼醇是含有三个异戊二烯基单元的类异戊二烯化合物。法尼醇存在于许多精油中,例如香茅、橙花、仙客来、柠檬草、晚香玉、玫瑰、麝香、香脂(balsam)和妥鲁香(tolu)。
适合的类异戊二烯部分包括饱和和不饱和的类异戊二烯部分。在至少一些实例中,类异戊二烯部分是饱和的类异戊二烯部分。在至少一些实例中,类异戊二烯部分是不饱和的类异戊二烯部分。
在至少一些实例中,类异戊二烯化合物包含:
(i)一个或两个独立地选自醚和酯部分的含氧部分;
(ii)含有3至5个异戊二烯基单元的第一无环类异戊二烯部分;以及
(iii)任选地,含有1至5个异戊二烯基单元的第二无环类异戊二烯部分。
在至少一些实例中,类异戊二烯化合物用式(1)、(2)或(3)代表:
其中:
R1和R2各自代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的无环的未取代的烃基基团或无环的取代的烃基基团;
T1代表含有3至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分;
T2代表含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分;并且
T3和T4各自代表含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分,条件是T3和T4中的至少一个代表含有3至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分。
在至少一些实例中,T1、T2、T3各自独立地代表含有3、4或5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分,例如含有3个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分。在至少一些实例中,T1、T2和T3的每个源自法尼烯或法尼醇或其组合。
在至少一些进一步的实例中,类异戊二烯化合物用式(4)、(5)、(6)、(7)或(8)代表:
其中:
R3、R6、R7和R8各自独立地代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的无环的未取代的烃基基团或无环的取代的烃基基团;
R4和R5各自独立地代表:
除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的二价无环类异戊二烯部分之外的环状或无环的二价烃基基团;
或者杂环基基团;
R9和R10各自独立地代表:
除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的二价无环类异戊二烯部分之外的环状或无环的二价烃基基团;
杂环基基团;或者
共价键;
T8代表含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的二价无环类异戊二烯部分;并且
T5、T6、T7、T9、T10和T11各自独立地代表含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分。
在至少一些实例中,T5、T6、T7、T9、T10和T11各自独立地代表含有3、4或5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分,例如含有3个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分。在至少一些实例中,T5、T6、T7、T9、T10和T11的每个源自法尼烯或法尼醇或其组合。
在至少一些实例中,T8代表含有3、4或5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的二价无环类异戊二烯部分,例如含有3个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的二价无环类异戊二烯部分。在至少一些实例中,T8源自法尼烯或法尼醇或其组合。
异戊二烯基单元的实例包括取代的异戊二烯基单元和未取代的异戊二烯基单元。取代的异戊二烯基单元包括用以式-O-R10或式-OC(O)-R11代表的一个或两个基团取代的那些,其中R10和R11各自代表含有1至30个碳原子,例如1至26个碳原子或1至20个碳原子或1至10个碳原子的烃基基团,例如,其中R10和R11各自代表含有1至30个碳原子,例如1至26个碳原子或1至20个碳原子或1至10个碳原子的无环烷基或烯基基团。
适合的是,每个异戊二烯基单元都是未取代的。
无环类异戊二烯部分(例如T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T9、T10和T11的每个)的实例包括:
其中m和n各自为1至5的整数,例如3、4或5,适合为3,和
其中p和q各自为0至4的整数,例如1、2或3,适合为2。
支链的无环类异戊二烯部分(例如T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T9、T10和T11的每个)的实例包括:
其中r和s各自为整数使r + s = 0、1、2或3,例如为2或3,和
其中t和u各自为整数使t + u = 0、1、2或3,例如为2或3。
在至少一些实例中,类异戊二烯部分通过类异戊二烯部分的末端碳原子与相邻的氧原子键合,例如如下述结构代表的:
其中m'和n'各自为1至5的整数,例如3、4或5,适合为3,和
其中p'和q'各自为0至4的整数,例如1、2或3,适合为2。
在至少一些实例中,类异戊二烯部分通过类异戊二烯部分的非末端碳原子与相邻的氧原子键合,例如如以下结构代表的:
其中r'和s'各自为整数使r' + s' = 0、1、2或3,例如为2或3,和
其中t'和u'各自为整数使t' + u' = 0、1、2或3,例如为2或3。
在至少一些实例中,类异戊二烯部分通过类异戊二烯部分的伯碳原子与相邻的氧原子键合,例如如下述结构代表的:
其中m'和n'各自为1至5的整数,例如3、4或5,适合为3。
在至少一些实例中,类异戊二烯部分通过类异戊二烯部分的仲碳原子与相邻的氧原子键合,例如如下述结构代表的:
其中p'和q'各自为0至4的整数,例如1、2或3,适合为2。
在至少一些实例中,类异戊二烯部分通过类异戊二烯部分的叔碳原子与相邻的氧原子键合,例如如下述结构代表的:
其中r'和s'各自为整数使r' + s' = 0、1、2或3,例如为2或3,和
其中t'和u'各自为整数使t + u = 0、1、2或3,例如为2或3。
二价的无环异戊二烯基部分(例如T8)的实例包括含有1至5个异戊二烯基单元,例如3或4个异戊二烯基单元,例如3个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的二价无环类异戊二烯部分。适合的是,二价的无环异戊二烯基单元源自法尼烯或法尼醇或其组合。
二价的无环异戊二烯基部分的实例包括:
其中v和w的每个为1至5的整数,例如3至5,例如3或4,并且适合为3。适合的是,每个二价的无环异戊二烯基部分(例如T8)源自法尼烯或法尼醇或其组合。
在至少一些实例(例如T8)中,二价类异戊二烯部分通过二价类异戊二烯部分的非末端碳原子与至少一个相邻的氧原子键合。其中二价类异戊二烯部分通过至少一个非末端碳原子与至少一个相邻的氧原子键合的类异戊二烯化合物的实例包括不饱和的具有以下结构式的那些:
其中,R基团各自独立地代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的无环的未取代的烃基基团或无环的取代的烃基基团。
其中二价类异戊二烯部分通过至少一个非末端碳原子与至少一个相邻的氧原子键合的类异戊二烯化合物的实例包括饱和的具有以下结构式的那些:
其中,R基团各自独立地代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的无环的未取代的烃基基团或无环的取代的烃基基团。
在至少一些实例中,R1、R3、R6、R7和R8各自独立地代表C1至C30烃基基团(除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外),例如除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C8至C30烷基或烯基基团,例如除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C8至C20烷基或烯基基团,或C12至C20烷基或烯基基团,或C12至C18烷基或烯基基团,或C8至C18烷基或烯基基团,或C8至C16烷基或烯基基团,或C8至C14烷基或烯基基团。在至少一些实例中,R1、R3、R6、R7和R8各自独立地选自正癸基、正十二烷基、正十四烷基、正十六烷基、顺-9-十六碳烯-1-基、正十八烷基、16-甲基十七烷基、顺-9-十八碳烯-1-基和9Z,12Z-十八碳二烯-1-基。适合的是,R1、R3、R6、R7和R8各自独立地选自癸基和十四烷基。
在至少一些实例中,R1、R3、R6、R7和R8各自独立地源自相应的脂肪醇,例如癸醇、月桂醇、肉豆蔻醇、鲸蜡醇、棕榈油醇(palmitoleyl alcohol)、硬脂醇、异硬脂醇、油醇或亚油醇(linoleyl alcohol)。
在至少一些实例中,R2代表C1至C30烃基基团(除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外),例如除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C7至C29烷基或烯基基团,或C7至C19烷基或烯基基团,或C9至C19烷基或烯基基团,或C11至C19烷基或烯基基团,或C11至C17烷基或烯基基团,或C13至C17烷基或烯基基团,或C15至C17烷基或烯基基团。在至少一些实例中,R2选自正壬基、正十一烷基、正十三烷基、正十五烷基、顺-8-十五碳烯-1-基、正十七烷基、15-甲基十六烷基、顺-8-十七碳烯-1-基和8Z,11Z-十七碳二烯-1-基。
在至少一些实例中,基团R2-C(O)O-源自相应的脂肪酸,例如癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸(palmitoleic acid)、硬脂酸、异硬脂酸、油酸和亚油酸。
在至少一些实例中,R4和R5各自代表环状或无环的二价C1至C30烃基基团(除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外),例如除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C2至C10亚烷基基团、C2至C10亚烯基基团、C5至C10亚环烷基基团、C6至C10芳基基团或C4至C10杂环基基团。在至少一些实例中,R4和R5各自代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C2至C10亚烷基基团、C2至C10亚烯基基团或C6至C10芳基基团。在至少一些实例中,R4和R5各自代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C2至C6亚烷基基团、C2至C6亚烯基基团或C6芳基基团。适合的基团的实例包括乙烷-1,2-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、正丁烷-1,2-二基、正丁烷-1,4-二基、丁-2-烯-1,4-二基、1,2-亚苯基和1,4-亚苯基。适合的R4和R5基团包括乙烷-1,2-二基、1,2-亚苯基和1,4-亚苯基。
在至少一些实例中,-O-R4-O-基团或-O-R5-O-基团源自相应的二醇/酚化合物。适合的二醇/酚化合物包括1,2-二醇/酚、1,3-二醇/酚和1,4-二醇/酚,例如亚乙基-二醇、亚丙基-1,2-二醇、亚丙基-1,3-二醇、亚丁基-1,2-二醇、亚丁基-1,3-二醇、亚丁基-1,4-二醇、2-丁烯-1,4-二醇、苯-1,2-二酚和氢醌。
在至少一些实施方案中,R9和R10各自表示环状或无环的二价C1至C30烃基基团(除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外),例如除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C1至C10亚烷基基团、C2至C10亚烯基基团、C6至C10芳基基团、C4至C10杂环基基团或共价键。在至少一些实施方案中,R9和R10各自表示除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C1至C4亚烷基基团、C2至C4亚烯基基团、C6芳基基团、C4至C6杂环基基团或共价键。R9和R10基团的实例包括共价键、亚甲基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、正丁烷-1,4-二基、正戊烷-1,5-二基、1,2-亚苯基、1,3-亚苯基、1,4-亚苯基、乙烯-1,2-二基(即E或Z构型的-CH=CH-)、2,5-呋喃二基和2,5-四氢呋喃二基。更适合的R9和R10基团包括共价键、亚甲基、乙烷-1,2-二基、1,2-亚苯基、1,4-亚苯基、2,5-呋喃二基和2,5-四氢呋喃二基。还更适合的R9和R10基团包括2,5-呋喃二基、顺-2,5-四氢呋喃二基和反-2,5-四氢呋喃二基。在至少一些实例中,类异戊二烯化合物是外消旋混合物。
在至少一些实例中,-OC(O)-R9-C(O)O-基团和-OC(O)-R10-C(O)O-基团的每个源自相应的二羧酸化合物,例如草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、马来酸、富马酸、呋喃-2,5-二羧酸或四氢呋喃-2,5-二羧酸。在至少一些实例中,二羧酸是生物来源的,举例而言,源自例如糖发酵的琥珀酸。
示例性的式(1)的化合物包括那些其中R1代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C8至C30烷基或烯基基团,例如C8至C20烷基或烯基基团,并且T1代表饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分,所述类异戊二烯部分含有3至5个异戊二烯基单元,例如3或4个异戊二烯基单元并且适合为3个异戊二烯基单元。适合的式(1)的化合物包括那些其中R1是除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C12至C20烷基或烯基基团,并且T1用选自-[CH2CH2CH(CH3)CH2]rH和-[CH2CH=C(CH3)CH2]rH的式代表,其中r是3至5的整数,例如3或4,并且适合为3个异戊二烯基单元,其例如源自法尼烯或法尼醇。
式(1)的化合物包括用式(9)和(10)代表的那些:
其中n是10、12、14或16,例如其中n是10、12或16,例如10或12。
另一个用式(1)代表的化合物的实例用式(11)代表:
示例性的式(2)的化合物包括那些其中R2是除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C7至C19烷基或烯基基团,并且T2代表饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分,所述类异戊二烯部分含有3至5个异戊二烯基单元,例如3或4个异戊二烯基单元并且适合为3个异戊二烯基单元。适合的式(2)的化合物包括那些其中R2是除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C11至C19烷基或烯基基团,并且T2用选自-[CH2CH2CH(CH3)CH2]rH和-[CH2CH=C(CH3)CH2]rH的式代表,其中r是3至5的整数,例如3或4,并且适合为3个异戊二烯基单元,其例如源自法尼烯或法尼醇。
式(2)的化合物包括法尼醇油酸酯(12):
和氢化法尼醇油酸酯。
示例性的式(3)的化合物包括那些其中T3和T4独立地代表饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分,所述类异戊二烯部分含有3至5个异戊二烯基单元,例如3或4个异戊二烯基单元并且适合为3个异戊二烯基单元。适合的式(3)的化合物包括那些其中T3和T4各自代表相同的选自-[CH2CH2CH(CH3)CH2]pH和-[CH2CH=C(CH3)CH2]pH的基团,其中p是3至5的整数,例如3或4,并且适合为3个异戊二烯基单元,其例如源自法尼烯或法尼醇。
式(3)的化合物包括二法尼基醚(13)和氢化二法尼基醚(14):
示例性的式(4)的化合物包括那些其中R4代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C2至C10亚烷基基团、C2至C10亚烯基基团、C5至C10亚环烷基基团、C6至C10芳基基团,或C4至C10杂环基基团,例如,除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C2至C10亚烷基基团、C2至C10亚烯基基团或C6至C10芳基基团,包括例如C2至C6亚烷基基团、C2至C6亚烯基基团或C6芳基基团。适合的基团的实例包括乙烷-1,2-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、正丁烷-1,2-二基、正丁烷-1,4-二基、丁-2-烯-1,4-二基、1,2-亚苯基和1,4-亚苯基。示例性的式(4)的化合物包括那些其中T5代表饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分,所述类异戊二烯部分含有3至5个异戊二烯基单元,例如3或4个异戊二烯基单元并且适合为3个异戊二烯基单元,其例如源自法尼烯或法尼醇。示例性的式(4)的化合物包括用下述式代表的那些:
示例性的式(5)的化合物包括那些其中R5代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C2至C10亚烷基基团、C2至C10亚烯基基团、C5至C10亚环烷基基团、C6至C10芳基基团,或C4至C10杂环基基团,例如,除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C2至C10亚烷基基团、C2至C10亚烯基基团或C6至C10芳基基团,包括例如C2至C6亚烷基基团、C2至C6亚烯基基团或C6芳基基团。适合的基团的实例包括乙烷-1,2-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、正丁烷-1,2-二基、正丁烷-1,4-二基、丁-2-烯-1,4-二基、1,2-亚苯基和1,4-亚苯基。示例性的式(5)的化合物包括那些其中T5和T6各自独立地代表饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分,所述类异戊二烯部分含有3至5个异戊二烯基单元,例如3或4个异戊二烯基单元并且适合为3个异戊二烯基单元,其例如源自法尼烯或法尼醇。
式(5)的化合物包括1,4-双((3,7,11-三甲基十二烷基)氧基)苯。这由下式代表:
其他的式(5)的化合物的实例包括用下式代表的化合物:
以及其不饱和的类似物。
其他的式(5)的化合物的实例包括用下式代表的化合物:
示例性的式(6)的化合物包括那些其中R6和R7各自独立地代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C8至C30烷基或烯基基团,例如C8至C20烷基或烯基基团,或C12至C20烷基或烯基基团,或C12至C18烷基或烯基基团,或C8至C18烷基或烯基基团,或C8至C16烷基或烯基基团,或C8至C14烷基或烯基基团,并且T8代表饱和或不饱和的二价无环类异戊二烯部分,所述类异戊二烯部分含有3至5个异戊二烯基单元,例如3或4个异戊二烯基单元并且适合为3个异戊二烯基单元,其例如源自法尼烯或法尼醇。适合的式(6)的化合物包括那些其中R6和R7各自独立地是除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C8至C30烷基或烯基基团,并且T3用选自-[CH2CH2CH(CH3)CH2]v-和-[CH2CH=C(CH3)CH2]w-的式代表,其中v和w的每个是3至5的整数,例如3或4,并且适合为3。适合的是,T8源自法尼烯或法尼醇。
式(6)的化合物包括:
示例性的式(7)的化合物包括那些其中R8代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C8至C30烷基或烯基基团,例如C8至C20烷基或烯基基团,或C12至C20烷基或烯基基团,或C12至C18烷基或烯基基团,或C8至C18烷基或烯基基团,或C8至C16烷基或烯基基团,或C8至C14烷基或烯基基团,R9代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的共价键、C1至C10亚烷基基团、C2至C10亚烯基基团、C6至C10芳基基团,或C4至C10杂环基基团,并且T9代表饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分,所述类异戊二烯部分含有3至5个异戊二烯基单元,适合为3或4个异戊二烯基单元并且例如为3个异戊二烯基单元,其例如源自法尼烯或法尼醇。适合的式(5)的化合物包括那些其中R8是除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的C12至C20烷基或烯基,R9代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的共价键、C1至C4亚烷基基团、C2至C4亚烯基基团、C6芳基基团,或C4至C6杂环基基团,并且T9具有选自-[CH2CH2CH(CH3)CH2]rH和-[CH2CH=C(CH3)CH2]rH的式,其中r是3至5的整数,适合为3或4,并且更适合为3。适合的是,T9源自法尼烯或法尼醇式(7)的化合物包括:
示例性的式(8)的化合物包括那些其中R10代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的共价键、C1至C10亚烷基基团、C2至C10亚烯基基团、C6至C10芳基基团,或C4至C10杂环基基团,并且T10和T11各自独立地代表饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分,所述类异戊二烯部分含有1至5个异戊二烯基单元,例如3至5个异戊二烯基单元,例如3或4个异戊二烯基单元并且适合为3个异戊二烯基单元,其例如源自法尼烯或法尼醇。适合的式(8)的化合物包括那些其中R10代表共价键、C1至C4亚烷基基团、C2至C4亚烯基基团、C6芳基基团,或C4至C6杂环基基团,并且T10和T11各自代表相同的选自-[CH2CH2CH(CH3)CH2]nH和-[CH2CH=C(CH3)CH2]mH的基团,其中m和n各自是1至5的整数,例如为3、4或5,适合为3。适合的是,T10和T11各自源自法尼烯或法尼醇。
式(8)的化合物包括二法尼醇-呋喃-2,5-二羧酸酯(21)、氢化二法尼醇-呋喃-2,5-二羧酸酯(22)和氢化二法尼醇对苯二甲酸酯(23):
在本公开的至少一些实例中,所述至少一种类异戊二烯化合物具有的式选自式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8),例如所述至少一种类异戊二烯化合物具有的式选自式(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)和(23)以及如本文定义的式。
制备如本文定义的类异戊二烯化合物的方法包括化学合成和生物合成以及其组合。制备类异戊二烯化合物的方法在本领域是已知的,例如在US7399323中描述的方法。适合的是,如本文定义的至少一种类异戊二烯化合物或其前体源自生物来源,例如用微生物处理适合的原料以制造类异戊二烯化合物或其前体。适合的微生物的实例包括酵母和细菌(例如大肠杆菌(E.Coli))。微生物的实例包括适于例如通过生物工程以制造类异戊二烯化合物或其前体的微生物。适合的原料的实例包括一种或多种糖和甘油。适合的糖的实例包括可从甘蔗得到的那些。将糖或甘油或其组合转化为类异戊二烯化合物的方法包括使糖和/或甘油与适于制造类异戊二烯化合物的微生物接触,例如在US7399323中所描述的。制备如本文定义的类异戊二烯化合物的方法包括化学合成和生物合成和其组合,其中适合的起始物质包括例如法尼烯或法尼醇或其组合。适合的方法包括其中法尼烯、法尼醇或其组合已源自生物来源的方法,例如用微生物处理适合的原料以制造法尼烯和/或法尼醇,例如用适于制造法尼烯和/或法尼醇的微生物处理适合的原料,例如在US7399323中所描述的。
制备如本文定义的类异戊二烯化合物的方法包括化学合成和生物合成和其组合,其中适合的起始材料包括例如含有2个异戊二烯基单元的类异戊二烯化合物,例如香叶醇、橙花醇和香茅醇及其组合。适合的方法包括其中含有2个异戊二烯基单元的类异戊二烯化合物已源自生物来源的方法,例如用微生物处理适合的原料以制造所述类异戊二烯化合物,例如用适于制造所述类异戊二烯化合物的微生物处理适合的原料。
在本公开的至少一些实例中,所述至少一种类异戊二烯化合物显现出70 cSt或更少的Kv40C(在40℃测量的运动粘度),例如50 cSt或更少的Kv40C,或40 cSt或更少的Kv40C,或30 cSt或更少的Kv40C,或20 cSt或更少的Kv40C。在本公开的至少一些实例中,所述至少一种类异戊二烯化合物显现出2 cSt至18 cSt的Kv100C(在100℃测量的运动粘度),例如2 cSt至14 cSt的Kv100C,或2 cSt至10 cSt的Kv100C,或2 cSt至8.5 cSt的Kv100C,或2 cSt至8 cSt的Kv100C,或2 cSt至7 cSt的Kv100C,或2 cSt至6 cSt的Kv100C,或2 cSt至5cSt的Kv100C。
在本公开的至少一些实例中,本发明的润滑组合物中的如本文定义的类异戊二烯化合物的总浓度为基于润滑组合物总重量的至少0.5 wt%。例如,如本文定义的类异戊二烯化合物的总浓度可以为润滑组合物总重量的至少1 wt%,或至少5 wt%,或至少10 wt%,或至少20 wt%,或至少30 wt%,或至少40 wt%,或至少50 wt%,或至少60 wt%,或如本文定义的润滑组合物的总重量的至少70 wt%。在本公开的至少一些实例中,本发明的润滑组合物中的如本文定义的类异戊二烯化合物的总浓度为基于润滑组合物总重量的最多90 wt%。例如,如本文定义的类异戊二烯化合物的总浓度可以为基于润滑组合物总重量的最多85 wt%,或最多80 wt%,或最多75 wt%。
在基本油料中的如本文定义的类异戊二烯化合物的总浓度适合为基于基本油料总重量的至少10 wt%,例如至少20 wt%、至少30 wt%、至少40 wt%、至少50 wt%、至少60wt%、至少70 wt%、至少80 wt%或至少90 wt%。在本公开的至少一些实例中,在基本油料中的如本文定义的类异戊二烯化合物的总浓度为最多95 wt%,例如最多98 wt%或99 wt%。因此,基本油料可以仅由如本文定义的类异戊二烯化合物组成。
在至少一些实例中,基本油料包含两种或更多种如本文定义的类异戊二烯化合物,例如三种或更多种如本文定义的类异戊二烯化合物。例如,在至少一些实例中,基本油料包含两种或更多种类异戊二烯化合物,其中所述两种或更多种类异戊二烯化合物显现出不同的粘度。因此,可以调整基本油料的粘度特性。
在本公开的至少一些实例中,基本油料显现出70 cSt或更少的Kv40C,例如50 cSt或更少的Kv40C,或40 cSt或更少的Kv40C,或30 cSt或更少的Kv40C,或20 cSt或更少的Kv40C。
在本公开的至少一些实例中,基本油料显现出2 cSt至18 cSt的Kv100C,例如2cSt至14 cSt的Kv100C,或2 cSt至10 cSt的Kv100C,或2 cSt至8.5 cSt的Kv100C,或2 cSt至8 cSt的Kv100C,或2 cSt至7 cSt的Kv100C,或2 cSt至6 cSt的Kv100C,或2 cSt至5 cSt的Kv100C。
在至少一些实例中,基本油料是水性基本油料或非水性基本油料。适合的是,基本油料是非水性基本油料。
在至少一些实例中,基本油料包含一种或多种如本文定义的类异戊二烯化合物,其中至少一种类异戊二烯化合物源自生物来源,例如通过将一种或多种糖或甘油转化为一种/多种类异戊二烯化合物的微生物学方法实现,其以用微生物处理的方式实现,例如以用适于制造类异戊二烯化合物或其前体的微生物处理的方式实现。在具体的实例中,至少一种类异戊二烯化合物源自法尼烯或法尼醇或其组合的生物来源。
在至少一些实例中,基本油料包含至少25重量%的生物基碳,例如至少32重量%的生物基碳或至少47重量%的生物基碳。在至少一些实例中,基本油料包含以一种或多种如本文定义的类异戊二烯化合物存在的至少25重量%或至少32重量%或至少47重量%的生物基碳。测量生物基碳含量的方法包括在US Federal Register,第78卷,No.112,6月11日周二,34867页,7 CFR Part 3201 Final Rule中描述的那些,包括例如3201.102,包括例如Part2902的Subpart B中的应用章节所规定的,以及在ASTM方法D6866 “Standard TestMethods for Determining the Biobased Content of Natural Range Materials UsingRadiocarbon and Isotope Ratio Mass Spectroscopy Analysis”中定义的。
在至少一些实例中,除了如本文定义的类异戊二烯基本油料之外,具有润滑粘度的基础油还另外包含一种或多种基本油料。例如,适合在本发明的润滑组合物的基础油中使用的基本油料包括选自I类、II类、III类、IV类和V类基本油料及其混合物的一种或多种的额外的基本油料。
因此,根据本公开的进一步的方面,提供了用于润滑组合物的基础油,所述基础油包含第一基本油料和选自I类、II类、III类、IV类和V类基本油料及其混合物的一种或多种的额外的基本油料,所述第一基本油料包含至少一种如本文定义的类异戊二烯化合物或由其组成。
依照本公开的这个方面的适合的类异戊二烯化合物包括关于本发明的润滑组合物而在本文中描述的那些。
依照本公开的这个方面的适合的第一基本油料包含至少一种关于本发明的润滑油组合物而在本文中描述的类异戊二烯化合物或由其组成。
在本公开的至少一些实例中,基础油包含至少10 wt%,例如至少20 wt%的如本文定义的基本油料,或至少30 wt%,或至少40 wt%,或至少50 wt%,或至少60 wt%,或至少70wt%,或至少80 wt%,或至少90 wt%的基本油料,所述基本油料包含至少一种如本文定义的类异戊二烯化合物或由其组成。在本公开的至少一些实例中,基础油包含最多95 wt%,例如最多98 wt%或最多99 wt%的如本文定义的基本油料。
在至少一些实例中,基础油包含至少25重量%的生物基碳,例如至少32重量%的生物基碳或至少47重量%的生物基碳。在至少一些实例中,基础油包含以一种或多种如本文定义的类异戊二烯化合物存在的至少25重量%或至少32重量%或至少47重量%的生物基碳。测量生物基碳含量的方法包括在US Federal Register,第78卷,No.112,6月11日周二,34867页,7 CFR Part 3201 Final Rule中描述的那些,包括例如3201.102,包括例如Part 2902的Subpart B中的应用章节所规定的,以及在ASTM方法D6866 “Standard Test Methodsfor Determining the Biobased Content of Natural Range Materials UsingRadiocarbon and Isotope Ratio Mass Spectroscopy Analysis”中定义的。
在本公开的至少一些实例中,基础油显现出700或更少的Kv40C,例如50或更少的Kv40C,或40或更少的Kv40C,或30或更少的Kv40C,或20或更少的Kv40C。
在本公开的至少一些实例中,基础油显现出2至18的Kv100C,例如2至14的Kv100C,或2至10的Kv100,或2至8.5的Kv100C,或2至8的Kv100C,或2至7的Kv100C,或2至6的Kv100C,或2至5的Kv100C。
在至少一些实例中,基础油是水性基础油或非水性基础油。适合的是,基础油是非水性基础油。
本发明的润滑组合物适合地包含主要量的基础油和少数量的一种或多种润滑剂添加剂。主要量是指至少50重量%,例如多于50重量%。少数量是指少于50重量%。
在另一个方面,本发明提供制备如本文定义的润滑组合物的方法,包括合并主要量的具有润滑粘度的基础油和少数量的至少一种润滑剂添加剂的步骤,其中基础油包含含有一种或多种如本文定义的类异戊二烯化合物的基本油料或由其组成。
主要量是指至少50重量%,例如多于50重量%。少数量是指少于50%重量。
在至少一些实例中,润滑组合物是水性润滑组合物或非水性润滑组合物。适合的是,润滑组合物是非水性润滑组合物。
适合的用于润滑组合物和/或用于制备润滑组合物的方法的润滑剂添加剂包括清净剂(包括金属和非金属清净剂)、摩擦改性剂、分散剂(包括金属和非金属分散剂)、粘度调节剂、分散剂粘度调节剂、粘度指数改进剂、倾点降低剂、抗磨损添加剂、锈抑制剂、腐蚀抑制剂、抗氧化剂(有时也称氧化抑制剂)、抗泡剂(有时也称抗泡试剂)、密封膨胀剂(有时也称密封相容剂)、极压添加剂(包括金属的、非金属的、含磷的、不含磷的、含硫的和不含硫的极压添加剂)、表面活性剂、破乳剂、抗咬合剂(anti-seizure agent)、蜡改性剂、润滑剂、防污剂、发色剂、金属钝化剂和其中两种或更多种的混合物。
在至少一些实例中,所述至少一种润滑剂添加剂包括至少一种清净剂。清净剂的实例包括无灰型清净剂(即不含有金属的清净剂)和含金属清净剂。适合的非金属清净剂被描述于例如US 7622431中。含金属清净剂包含至少一种有机酸的至少一种金属盐,其被称为皂或表面活性剂。适合的有机酸包括例如磺酸、酚(适合是硫化的,并包括例如带多于一个羟基基团的酚、带稠芳环的酚、经改性的酚例如亚烷基桥联酚,以及曼尼希(Mannich)碱-缩合酚和水杨醇型酚,其是通过例如酚与醛在碱性条件下反应而制得)和其硫化衍生物,以及羧酸,包括例如芳族羧酸(例如烃基取代的水杨酸和其衍生物,例如烃基取代的水杨酸和其硫化衍生物)。
在至少一些实例中,所述至少一种润滑添加剂包括至少一种摩擦改性剂。适合的摩擦改性剂包括例如生灰型添加剂和无灰型添加剂。适合的摩擦改性剂的实例包括脂肪酸衍生物,包括例如脂肪酸酯、酰胺、胺和乙氧基化的胺。适合的酯类摩擦改性剂的实例包括甘油的酯,例如单-、二-和三-油酸酯、单-棕榈酸酯和单-肉豆蔻酸酯。特别适合的脂肪酸酯类摩擦改性剂是甘油单油酸酯。适合的摩擦改性剂的实例还包括钼化合物,例如有机钼化合物、二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基硫代磷酸钼、二硫化钼、合二烷基二硫代氨基甲酸三钼簇(tri-molybdenum cluster dialkyldithiocarbamates)、无硫钼化合物,以及诸如此类。适合的含钼化合物被描述于例如EP 1533362 A1中的例如[0101]至[0117]段中。
在至少一些实例中,所述至少一种润滑剂添加剂包括至少一种分散剂。适合的无灰型分散剂的实例包括长链烃取代的单-以及多羧酸或其酸酐的油溶性盐、酯、氨基酯、酰胺、酰亚胺和噁唑啉;长链烃的硫代羧酸衍生物;含有直接与其相连接的多胺部分的长链脂族烃、由长链取代的酚与甲醛和聚亚烷基多胺缩合形成的曼尼希(Mannich)缩合产物、科赫(Koch)反应产物,以及诸如此类。
在至少一些实例中,所述至少一种润滑剂添加剂包括至少一种分散剂粘度调节剂。适合的分散剂粘度调节剂和制造它们的方法的实例被描述于WO 99/21902、WO2003/099890和WO2006/099250中。
在至少一些实例中,所述至少一种润滑剂添加剂包括至少一种粘度指数改进剂。适合的粘度调节剂的实例包括高分子量烃聚合物(例如聚异丁烯、乙烯和丙烯和更高级α-烯烃的共聚物)、聚酯(例如聚甲基丙烯酸酯)、氢化聚(苯乙烯-共-丁二烯或异戊二烯)聚合物及改性聚合物(例如星形聚合物),和酯化的聚(苯乙烯-共-马来酸酐)聚合物。油溶性粘度调节聚合物通常显现出至少15000至1000000,优选20000至600000的用凝胶渗透色谱或光散射法确定的数均分子量。
在至少一些实例中,所述至少一种润滑剂添加剂包括至少一种倾点降低剂。适合的倾点降低剂的实例包括富马酸C8至C18二烷基酯/乙酸乙烯酯共聚物、甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚芳酰胺、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸烷基酯、富马乙烯基酸酯、苯乙烯酯、卤化石蜡和芳族化合物的缩合产物、羧酸乙烯基酯聚合物、富马酸二烷基酯、脂肪酸的乙烯基酯和烯丙基乙烯基醚的三元共聚物、蜡萘(wax naphthalene),以及诸如此类。
在至少一些实例中,所述至少一种润滑剂添加剂包括至少一种抗磨损添加剂。适合的抗磨损添加剂的实例包括不含磷的添加剂,例如硫化的烯烃。适合的抗磨损添加剂的实例还包括含磷的抗磨损添加剂。适合的无灰型含磷抗磨损添加剂的实例包括三月桂醇亚磷酸酯和三苯基硫代磷酸酯和在US2005/0198894的[0036]段中公开的那些。适合的成灰型含磷抗磨损添加剂的实例包括二烃基二硫代磷酸金属盐。适合的二烃基二硫代磷酸金属盐的金属的实例包括碱金属和碱土金属、铝、铅、锡、钼、锰、镍、铜和锌。特别适合的二烃基二硫代磷酸金属盐是二烃基二硫代磷酸锌(ZDDP)。
在至少一些实例中,所述至少一种润滑剂添加剂包括至少一种锈抑制剂。适合的锈抑制剂的实例包括非离子型聚氧亚烷基多元醇和其酯、聚氧亚烷基酚、聚氧亚烷基多元醇、阴离子型烷基磺酸、二硫代磷酸锌、金属酚盐、碱性金属磺酸盐、脂肪酸和胺。
在至少一些实例中,所述至少一种润滑剂添加剂包括至少一种腐蚀抑制剂。腐蚀抑制剂的实例包括磷硫化的烃和由磷硫化的烃和碱土金属氧化物或氢氧化物反应得到的产物、非离子型聚氧亚烷基多元醇和其酯、聚氧亚烷基酚、噻二唑、***和阴离子型烷基磺酸。适合的环氧化的酯类腐蚀抑制剂的实例被描述于US2006/0090393中。
在至少一些实例中,所述至少一种润滑剂添加剂包括至少一种抗氧化剂。适合的抗氧化剂的实例包括烷基化的二苯胺、N-烷基化的苯二胺、苯基-α-萘胺、烷基化的苯基-α-萘胺、二甲基喹啉、三甲基二氢喹啉和由其衍生的低聚组合物、位阻酚(包括无灰型(无金属)酚类化合物和某些酚类化合物的中性及碱性金属盐)、芳族胺(包括烷基化和非烷基化的芳族胺)、硫化的烷基酚和其碱金属及碱土金属盐、烷基化的氢醌、羟化硫代二苯基醚、亚烷基双酚(alkylidene bispehenol)、硫代丙酸盐/酯、二硫代氨基甲酸金属盐、1,3,4-二巯基噻二唑及衍生物、油溶性铜化合物(例如二烃基硫代-或硫代-磷酸铜、合成或天然的羧酸(例如C8至C18脂肪酸、不饱和酸或支链羧酸)铜盐,例如碱性、中性或酸性的源自烯基琥珀酸或酸酐的CuI和/或CuII盐)、烷基酚硫酯(alkylphenolthioester)的碱土金属盐,其适合地包含C5至C12烷基侧链、壬基酚硫化钙、叔辛基苯基硫化钡、二辛基苯基胺、磷硫化或硫化烃、油溶性酚盐、油溶性硫化酚盐、十二烷基酚硫化钙、磷硫化烃、硫化烃、含磷酯、低硫过氧化物分解剂(peroxide decomposers),以及诸如此类。
在至少一些实例中,所述至少一种润滑剂添加剂包括至少一种抗泡剂。适合的抗泡剂的实例包括硅酮、有机聚合物、硅氧烷(包括聚硅氧烷和(聚)二甲基硅氧烷、苯基甲基硅氧烷)、丙烯酸酯/盐,以及诸如此类。
在至少一些实例中,所述至少一种润滑剂添加剂包括至少一种密封膨胀剂。适合的密封膨胀剂的实例包括长链有机酸、有机磷酸酯/盐、芳族酯、芳族烃、酯(例如邻苯二甲酸丁苄酯)和聚丁烯基琥珀酸酐。
根据US Federal Register,第78卷,No.112,6月11日周二,34867页,7 CFR Part3201 Final Rule,例如3201.102,发动机曲轴箱油(即适合于润滑内燃发动机曲轴箱的润滑组合物)可以被认证为生物优先的生态标志(biopreferred ecolabel),如果其含有至少25重量%的生物基碳,并且水力涡轮机轴承油可以被认证为生物优先的生态标志,如果其含有至少46重量%的生物基碳。
当制备以含有20重量%的润滑添加剂时,含有至少32重量%的生物基碳的基础油将产生含有至少25重量%的生物基碳的润滑组合物。当制备以含有2重量%的润滑添加剂时,含有至少47重量%的生物基碳的基础油将产生含有至少46重量%的生物基碳的润滑组合物。
在至少一些实例中,润滑组合物包含至少25重量%的生物基碳,例如至少32重量%的生物基碳或至少46重量%的生物基碳。在至少一些实例中,润滑组合物包含以一种或多种如本文定义的类异戊二烯化合物存在的至少25重量%或至少32重量%或至少46重量%的生物基碳。在至少一些实例中,润滑组合物是曲轴箱润滑油,并包含至少25重量%的生物基碳,其是例如以一种或多种如本文定义的类异戊二烯化合物存在的。在至少一些实例中,润滑组合物是水力涡轮机轴承油,并包含至少46重量%的生物基碳,其是例如以一种或多种如本文定义的类异戊二烯化合物存在的。测量生物基碳含量的方法包括在US Federal Register,第78卷,No.112,6月11日周二,34867页,7 CFR Part 3201 Final Rule中描述的那些,包括例如3201.102,包括例如Part 2902的Subpart B中的应用章节所规定的,以及在ASTM方法D6866 “Standard Test Methods for Determining the Biobased Content of NaturalRange Materials Using Radiocarbon and Isotope Ratio Mass SpectroscopyAnalysis”中定义的。
根据本公开的另一个方面,提供润滑表面的方法,其包括将如本文定义的和/或用如本文定义的方法制备的润滑组合物施用至所述表面。
适合的表面包括在动力传输***中的那些,举例而言,在例如用于车辆(包括例如客车和重型载重车)的传动线路和变速箱中的那些;以及在内燃发动机中的那些,例如在内燃发动机的曲轴箱中的那些。适合的表面还包括在涡轮机轴承中的那些,例如在水力涡轮机轴承中的那些。
适合的内燃发动机包括,例如用于汽车应用的发动机、用于海事应用的发动机和用于陆基发电设施的发动机。
在至少一些实例中,本发明的润滑组合物用于在通常于发动机环境中遇到的任何温度下润滑内燃机的曲轴箱,所述温度例如为环境至250℃范围内的温度,例如90至120℃。通常,环境温度是20℃,但根据至少一些实施方案,环境温度是例如低于20℃,例如0℃。
在进一步的方面中,本发明提供至少一种类异戊二烯化合物的作为用于润滑组合物的基本油料的组分的用途,所述类异戊二烯化合物包含:
(i)一个或两个独立地选自醚和酯部分的含氧部分;
(ii)含有1至5个异戊二烯基单元的第一无环类异戊二烯部分;和
(iii)任选地,含有1至5个异戊二烯基单元的第二无环类异戊二烯部分,条件是在所述类异戊二烯化合物含有单个醚部分的情况下,至少一个类异戊二烯部分含有3至5个异戊二烯基单元。
依照本发明的这个方面的适合的类异戊二烯化合物包括关于本发明的基本油料、基础油或润滑组合物而在本文中描述的那些。因此,在至少一些实例中,所述至少一种类异戊二烯化合物选自用本文描述的式(1)至(8)代表的化合物。用关于本发明的基本油料、基础油或润滑组合物而在本文中描述的式(1)至(8)代表的适合的化合物依照本发明的这一方面也是适合的。
适合的基本油料包括本文描述的那些,包括水性基本油料和非水性基本油料。适合的是,基本油料是非水性基本油料。
现将参考下述实施例描述本发明。实施例仅是说明性的并不应当被解释为以任何方式限制在权利要求中定义的保护范围。
实施例 1 - 用式(9)代表的法尼烯的正烷基醚的合成
通过以下步骤来制备用式(9)代表的法尼烯的烷基醚:将正烷基醇(1当量)溶解在四氢呋喃(15体积当量)中并加温至30℃以促进溶解。经15分钟分批将氢化钠(1.5当量)加入溶液中。然后加温反应混合物至回流并搅拌30分钟。然后维持回流经15分钟加入法尼基溴(1当量)。在回流状态保持反应混合物大于5小时或过夜。在饱和氯化铵水溶液上急速冷却反应混合物并将其萃取到乙酸乙酯中。合并乙酸乙酯萃取物并用盐水(brine)洗涤。用MgSO4干燥萃取物,通过硅藻土过滤并浓缩至干燥,产生冷却时固化的黄色油。以通过用庚烷中的50%DCM(二氯甲烷)洗脱的二氧化硅塞(silica plug)的方式纯化粗产物以在除去溶剂后产生无色液体。
实施例 2 - 用式(10)代表的氢化的法尼烯的正烷基醚的合成
将根据实施例1的步骤制得的醚(1当量)与庚烷(10体积当量)和5% Pt/C(10wt%)装入高压釜。密封高压釜,将其放置在冰水浴中并搅拌内容物。当内容物已冷却至5℃时,用氢气(20 atm)填充高压釜。将反应缓慢加温至室温过夜。反应的1H NMR分析显示起始材料已被消耗。通过硅藻土过滤反应混合物并用庚烷洗涤滤饼。浓缩庚烷母液以产生含有一些裂解的醚副产物的粗产物。用硅胶色谱(silica chromatography)实施纯化以得到无色液体产物,其包含如用式(10)代表的氢化的法尼烯的正烷基醚。
实施例 3 - 法尼醇油酸酯(12)的合成
由油酸通过油酸至相应的酰氯的转化并与法尼醇反应制备可以用式(12)代表的法尼醇油酸酯。在甲苯中溶解油酸(1当量)并且加温至70-80℃。经30分钟将氯化亚砜(1.5当量)逐滴加入反应混合物中。在70-80℃下将反应混合物保持3小时然后冷却。在真空下除去甲苯和多余的氯化亚砜从而以定量产量提供粗酰氯。在甲苯中溶解粗酰氯(1.2当量),并且经30分钟加入甲苯中的法尼醇(1.0当量)和三乙胺(1.5当量)溶液。在40℃下搅拌反应混合物3小时。在过程中,1H NMR分析显示几乎所有法尼醇都已消耗并且已形成了酯。将反应混合物冷却至室温然后在水中急速冷却。加入盐水以促进水和有机层的分离。收集甲苯层,用MgSO4干燥并浓缩以产生作为黄色液体的粗产物。以用己烷然后用己烷中的5%二氯甲烷洗脱通过硅胶塞的方式除去杂质以在除去溶剂后产生无色液体。
实施例 4 - 二法尼基醚(13)的合成
在氢化钠和四氢呋喃溶剂存在下,通过法尼醇和法尼基溴的反应制备可以用式(13)代表的二法尼基醚。在四氢呋喃中溶解法尼醇(1.0当量)并经15分钟加入60%的氢化钠(1.5当量)。将混合物加温至50℃并搅拌30分钟。经10分钟加入86%的法尼基溴(1.0当量)并在50℃下搅拌过夜。在氯化铵水溶液中急速冷却反应并将其萃取至在乙酸乙酯中。用盐水洗涤萃取物并将其浓缩以产生粗产物。以通过二氧化硅塞的方式纯化粗物质以在除去溶剂后产生无色油。
实施例 5 - 氢化二法尼基醚(14)的合成
以将根据实施例4的步骤制备的醚(1当量)与庚烷(10体积当量)和5%Pt/C(10wt%)装入高压釜的方式,通过对其氢化来制备可以用式(14)代表的氢化二法尼基醚。密封高压釜,将其放置在冰水浴中并搅拌内容物。当内容物已冷却至5℃时,用氢气(10 atm)填充高压釜。将反应缓慢加温至室温过夜。反应的1H NMR分析显示起始材料已被消耗。通过硅藻土过滤反应混合物并用庚烷洗涤滤饼。浓缩庚烷母液以产生含有一些裂解的醚副产物的粗产物。用硅胶色谱实施纯化以得到无色液体产物。
实施例 6 - 呋喃-2,5-二羧酸二法尼酯(21)的合成
通过呋喃-2,5-二羧酸至相应地二酰氯的转化然后与法尼醇反应制备呋喃-2,5-二羧酸二法尼酯(也称二法尼醇-呋喃-2,5-二羧酸酯),其是可以用式(21)代表的二酯。在甲苯(10体积当量)中浆化呋喃-2,5-二羧酸(1当量)并加入氯化亚砜(2.5当量)、二甲基甲酰胺(0.05当量),并且加热混合物至80℃过夜。当1H NMR分析显示反应已经达到完成时,在真空下浓缩反应混合物以提供灰作为白色固体的二酰氯。不经进一步纯化,将二酰氯(1.0当量)溶解在甲苯(10.)中,并且经30分钟加入溶于甲苯(10.)中的法尼醇(2.0当量)和三乙胺(2.5当量)的溶液。施加冰/水冷却以维持反应温度在30℃。然后在25℃下搅拌反应混合物2小时。当1H NMR分析显示酯化完成时,在盐水中急速冷却反应混合物并且将产物萃取到甲苯中。用MgSO4干燥甲苯萃取物,通过硅藻土过滤并浓缩至干燥。然后以通过二氧化硅塞并用己烷中的75%二氯甲烷洗脱的方式纯化粗产物以提供无色液体产物。
实施例 7 - 氢化呋喃-2,5-二羧酸二法尼酯(22)的合成
通过氢化制备可以用式(22)代表的氢化二酯(氢化呋喃-2,5-二羧酸二法尼酯,或称氢化二法尼醇-呋喃-2,5-二羧酸酯)。将已根据实施例6的步骤制得的用式(21)代表的二酯(1当量)与乙酸乙酯(10.)和5%Pt/C(10wt%)装入高压釜。密封高压釜,用氢气(20 atm)填充,并将其在室温下搅拌过夜。反应的1H NMR分析显示起始材料已被消耗。通过硅藻土过滤反应混合物并用乙酸乙酯洗涤滤饼。浓缩乙酸乙酯母液以产生含有一些裂解的醚副产物的粗产物。用硅胶色谱实施纯化以得到无色液体产物。
实施例 8 - 氢化二法尼醇对苯二甲酸酯(23)的合成
通过氢化法尼醇与对苯二甲酰氯的反应制备可以用式(23)表示的氢化二法尼醇对苯二甲酸酯(也称氢化对苯二甲酸二法尼酯)。在二氯甲烷中溶解对苯二甲酰氯(1.0当量)与过量的三乙胺、过量的氢化法尼醇和吡啶,并且加热所得到的混合物以回流过夜。在除去溶剂后,通过使用庚烷的快速色谱纯化粗材料以产生3:2的二法尼醇对苯二甲酸酯(23)和氢化法尼烯的混合物(通过GC得到)。在真空下蒸馏混合物以除去烷烃从而提供作为黄色液体的二法尼醇对苯二甲酸酯产物。
实施例 9 - 用式(11)和(19)代表的化合物的合成
制备用式(19)代表的化合物:
据信,这是在用式(11)代表的化合物的酸催化形成过程中进行的。
据信,该材料是具有不同的非末端连接性的异构体的混合物。这是由质子NMR分析支持的。该结论基于的证据是由反应所得的混合物的粘度明显比形成的单醚更稠。制备的方法为:
将法尼烯(40.8 g,20.0 mmol,1当量)与月桂醇(37.2 g,20.0 mmol,1当量)和Ambelyst 15(4.08 g,10 wt%)合并。将混合物加热至65℃并搅拌过夜。用庚烷(200 mL)稀释反应混合物并通过硅藻土过滤。在5% Pt/C催化剂存在的情况下,于氢气氛围(30 atm)下,最初0℃ - 20℃然后50℃下氢化该粗反应混合物,从而推动还原完成。通过硅藻土过滤反应混合物并浓缩以产生无色油75 g。将粗产物置于高真空(<1 mbar)下,并在油浴中加热以除去任何挥发性材料(180℃头温)。在除去任何挥发物后,剩下20.0g的作为无色油的残留物(经两个化学步骤产率为25.6%)。
实施例 10 - 类异戊二烯化合物的特性
针对以下关键的润滑剂特性测试式(9)至(23)的类异戊二烯化合物:
40℃和100℃的运动粘度(ASTM D445)
粘度指数(ASTM D2270)
倾点(ASTM D7346)
挥发度(IP 393:Determination of volatility of automotive lubricatingoils - Thermo-Gravimetric method)。
由于有限的可供测试的样品,进行了传统的Noack测试的热重分析模拟(传统的Noack测试需要约50ml样品)。在铂样品盘中装载15mg样品并悬挂在微量天平上。然后将容纳样品的悬挂的盘放入炉内并以恒定速率在流动氮气下加热。相对于在样品之前和之后进行测试的已知挥发度的参照油,计算结果。例如,加热Noack挥发度为12.5%的参照化合物并且记录其质量降低至87.5%的温度。然后分析目标样品以确定其在该温度下的质量损失。
其结果与使用SK Yubase 4(一种市售III类基本油料)得到的对比例结果一起示于表2(最优值被包括在括号内)中。
表2
化合物代表为式: KV100/cSt KV40/cSt 粘度指数(VI) 倾点/℃ TGA Noack/%
9(n = 10) 2.4 6.6 202 -45 20
9(n = 12) 2.7 8.2 202 -24 10
9(n = 16) 3.7 16 124 6 5
10(n = 10) 2.8 9.4 155 -39 20
10(n = 12) 3.7 14 156 -18 6
10(n = 16) 4.2 17 167 9 3
12 3.8 14 182 -30 3
13 2.7 10 116 -81 26
14 3.5 14 131 -75 12
21 8.9 63 116 -45 59(分解)
22 6.3 38 116 -54 5
23 9.2 70 106 -48 2
Yubase 4 4.2 19 125 -15 13
这些结果表明,所有受测的化合物显现出的运动粘度值使它们可能适合于掺入汽车曲轴箱润滑剂中。所有受测的化合物显现出在目标范围(>100)内的粘度指数,并且许多显现出在140之上的粘度指数。
大部分受测的化合物显现出在-10℃之下的倾点,并且许多显现出低于-25℃的优选范围内的倾点。对于配入润滑剂而言,如果需要,倾点降低剂可以用于调整倾点。总体而言,发现倾点是随饱和度上升的。
通过在TGA上的模拟Noack测得的挥发度给出了针对大部分化合物的良好结果,特别是与具有可比较的粘度的常规基础油相比。化合物21的高值归因于在测试过程中材料的热分解,并不是真实的挥发度测量。
受测的化合物全部与Yubase 4相媲美。
总体而言,数据支持的观点是,具有饱和类异戊二烯部分的类异戊二烯化合物显现出更长的氧化诱导时间和/或更高的氧化着火温度。因此,这些化合物总体上是更氧化稳定的。
实施例 11 - 苯胺点
根据ASTM D611确定式(10)[n = 10]和(14)的各化合物的苯胺点。苯胺点是化合物极性和它们引起密封膨胀的倾向的指标。较低的值表明材料更有极性并且更有可能引起弹性密封的显著膨胀。其结果与针对Yubase 4得到的对比例结果一起示于表3中。
表3
化合物代表为式: 苯胺点/℃ 混合苯胺点/℃
10(n = 10) 82.2 74.3
14 99.3 88.5
Yubase 4 116.0 95.2
所得的结果与Yubase 4相媲美,并且表明了所述化合物将不会引起密封膨胀问题。
实施例 12 - 沉积物测试
TEOST MHT沉积物台架测试(ASTM D 7097)被设计为预测在活塞环带和上方的活塞顶区域中的发动机油的沉积物形成倾向。一式两份地对配制的发动机油进行测试,所述发动机油包含50 wt%的测试化合物、10.21 wt%的添加剂包,0.5 wt%的抗磨损添加剂、6wt%的粘度调节剂、32.99%的Yubase 4和0.2 wt%的倾点降低剂。
添加剂包组合物包含分散剂、磺酸钙和酚盐清净剂、抗氧化剂及抗泡剂。
其结果与针对所有基础油为Yubase 4的润滑组合物得到的对比例结果一起示于表4中。
表4
测试化合物显著地优于Yubase 4,表明了测试化合物的非常低的沉积物形成倾向。
实施例 13 - 高温腐蚀台架测试(HTCBT)
依照ASTM D6594进行测试,其评价了在135℃下柴油发动机油的腐蚀性,并且将用于模拟暴露于发动机油的非铁金属的腐蚀过程。例如,铜存在于发动机涡轮轴承和油冷器中,而铅存在于发动机的轴承中。
对配制的发动机油进行测试,所述发动机油包含50 wt%的测试化合物、10.21 wt%的添加剂包,0.5 wt%的抗磨损添加剂、6 wt%的粘度调节剂、32.99%的Yubase 4和0.2 wt%的倾点降低剂。
添加剂包组合物包含分散剂、磺酸钙和酚盐清净剂、抗氧化剂及抗泡剂。
作为测试的一部分,将四种金属试样浸入热油(135℃)中经7天的期间。在该期间的最后,测量溶解在油中的测试金属的水平。对于HTCBT测试,通过的标准为:Cu < 20 ppm;Pb < 120 ppm;铜带级别 < 3。
结果(包括在所述测试结束之后针对测试油的运动粘度(ASTM D445)和总碱值(TBN)测量)与针对其所有基础油为Yubase 4的润滑组合物得到的对比例结果一起示于表5中。
表5
化合物代表为式: 铜/ ppm 铅/ ppm 锡/ ppm 铜级别 KV40变化% KV100变化% TBN D4739 变化
10(n = 10) 3 40 0 1b -3 -2 -0.9
14 3 38 0 1b -4 -4 -0.6
Yubase 4 3 10 0 1b -5 -3 -1.1
所得到的结果与Yubase 4相媲美;测试化合物通过了每项测试标准,表明所述化合物将不会引起腐蚀问题。
实施例 14 - 密封测试
依照工业标准方法CEC L 39-T-96进行该测试,除了由于有限的样品可利用量,只有100g的油(与在标准方法中使用的270g不符)被用于测试。
对配制的发动机油进行测试,所述发动机油包含50 wt%的测试化合物、10.21 wt%的添加剂包,0.5 wt%的抗磨损添加剂、6 wt%的粘度调节剂、32.99%的Yubase 4和0.2 wt%的倾点降低剂。
添加剂包组合物包含分散剂、磺酸钙和酚盐清净剂、抗氧化剂及抗泡剂。
作为测试的一部分,在升高的温度下将乙烯丙烯酸酯橡胶密封浸入测试油中经168小时。
其结果与针对其所有基础油为Yubase 4的润滑组合物得到的对比例结果一起示于表6中。测试的通过标准的上限和下限也包括在表6中。
表6
化合物代表为式: 拉伸强度/% 伸长断裂/% 硬度 体积变化/%
通过限度(上限/下限) -15 / 18 -35 / 10 -5 / 8 -7 / 5
12 1.7 -10.3 -4.6 4.7
10(n = 10) 7.8 -24.8 0.8 1.0
14 -2.4 -29.0 5.9 1.3
Yubase 4 -1.3 -27.9 1.6 0.4
所得到的结果与Yubase 4相媲美;测试化合物通过了每项测试标准,表明所述化合物将不会引起密封膨胀问题。
实施例 15 - 挥发度测试
依照IP 393(Determination of volatility of automotive lubricating oils- Thermo-Gravimetric method)进行测试。基本上如在实施例10中公布的使用15 mg样品进行传统Noack测试的热重分析模拟。一式两份地对配制的发动机油进行测试,所述发动机油包含5 wt%的测试化合物、10.21 wt%的添加剂包,0.5 wt%的抗磨损添加剂、6 wt%的粘度调节剂、77.99%的Yubase 4和0.3 wt%的倾点降低剂。
其结果与用配制的发动机油得到的对比例结果一起示于表7中,所述发动机油包含10.21 wt%的添加剂包,0.5 wt%的抗磨损添加剂、6 wt%的粘度调节剂、82.99%的Yubase4和0.3 wt%的倾点降低剂。表7还包括针对测试油的运动粘度测量(ASTM D445)的结果。
表7
化合物代表为式: KV 40/cSt KV100/cSt TGA Noack/%
10(n = 10) 51.15 9.52 14.2
10(n = 12) 48.96 9.31 12.1
10(n = 16) 49.27 9.33 21.1
Yubase 4 50.9 9.4 12.5
通过在TGA上的模拟Noack测得的挥发度给出针对测试化合物的良好结果,其与Yubase 4对比相媲美。此外,测试的结果表明,即使在5 wt%的低处理率下,测试化合物提供具有所需的低粘度的油并且没有对油挥发度产生不利影响。因此,有利的是,测试化合物甚至能以低浓度用于提供具有低粘度和低挥发度两者的发动机油。
这些结果表明,受测化合物显现出特性,例如运动粘度值,其使它们适合于作为用于润滑组合物的基本油料的组分使用,并适合于掺入适合在润滑内燃发动机曲轴箱的方法中使用的润滑组合物中。可以通过包括合并主要量的具有润滑粘度的基础油和少数量的至少一种润滑剂添加剂的步骤的方法制备此类润滑组合物,其中所述基础油包含如本文定义的基本油料或由其组成。主要量是指至少50重量%,例如多于50重量%。少数量是指少于50重量%。

Claims (21)

1.包含具有润滑粘度的基础油和一种或多种润滑剂添加剂的润滑组合物,其中所述基础油包含基本油料或由其组成,所述基本油料包含至少一种类异戊二烯化合物或由其组成,所述类异戊二烯化合物包含:
(i)一个或两个独立地选自醚和酯部分的含氧部分;
(ii)含有1至5个异戊二烯基单元的第一无环类异戊二烯部分;以及
(iii)任选地,含有1至5个异戊二烯基单元的第二无环类异戊二烯部分,条件是在所述类异戊二烯化合物含有单个醚部分的情况下,至少一个类异戊二烯部分含有3至5个异戊二烯基单元,
其中所述:
(i)至少一种类异戊二烯化合物;
(ii)基本油料;和/或
(iii)基础油;
显现出2至18 cSt的在100℃测得的运动粘度。
2.根据权利要求1的润滑组合物,其中所述类异戊二烯化合物包括:
(i)一个或两个独立地选自醚和酯部分的含氧部分;
(ii)含有3至5个异戊二烯基单元的第一无环类异戊二烯部分;以及
(iii)任选地,含有1至5个异戊二烯基单元的第二无环类异戊二烯部分。
3.根据前述权利要求任一项的润滑组合物,其中所述类异戊二烯化合物用式(1)、(2)或(3)代表:
其中:
R1和R2各自代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的无环的未取代的烃基基团或无环的取代的烃基基团;
T1代表含有3至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分;
T2代表含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分;并且
T3和T4各自代表含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分,条件是T3和T4中的至少一个代表含有3至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分。
4.根据权利要求1或2的润滑组合物,其中所述类异戊二烯化合物用式(4)、(5)、(6)、(7)或(8)代表:
其中:
R3、R6、R7和R8各自独立地代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分之外的无环的未取代的烃基基团或无环的取代的烃基基团;
R4和R5各自独立地代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的二价无环类异戊二烯部分之外的环状或无环的二价烃基基团;或杂环基基团;
R9和R10各自独立地代表除了含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的二价无环类异戊二烯部分之外的环状或无环的二价烃基基团;杂环基基团;或共价键;
T8代表含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的二价无环类异戊二烯部分;并且
T5、T6、T7、T9、T10和T11各自独立地代表含有1至5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分。
5.根据权利要求3的润滑组合物,其中T1、T2、T3和T4各自独立地代表含有3、4或5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分。
6.根据权利要求4的润滑组合物,其中T5、T6、T7、T9、T10和T11各自独立地代表含有3、4或5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的无环类异戊二烯部分。
7.根据权利要求4的润滑组合物,其中T8代表含有3、4或5个异戊二烯基单元的饱和或不饱和的二价无环类异戊二烯部分。
8.根据权利要求1或2的润滑组合物,其中所述至少一种类异戊二烯化合物显现出70cSt或更少的Kv40℃。
9.根据权利要求1或2的润滑组合物,其中所述至少一种类异戊二烯化合物显现出2cSt至14 cSt的Kv100℃。
10.根据权利要求1或2的润滑组合物,其中所述基本油料包含至少10 wt%的一种或多种前述权利要求任一项中限定的类异戊二烯化合物。
11.根据权利要求1或2的润滑组合物,其中所述基本油料显现出70 cSt或更少的Kv40℃。
12.根据权利要求1或2的润滑组合物,其中所述基本油料显现出2 cSt至14 cSt的Kv100℃。
13.根据权利要求1或2的润滑组合物,其中所述基础油进一步包含一种或多种选自I类、II类、III类、IV类和V类基本油料及其混合物的额外的基本油料。
14.用于润滑组合物的基础油,所述基础油包含第一基本油料和一种或多种选自I类、II类、III类、IV类和V类基本油料及其混合物的额外的基本油料,所述第一基本油料包含至少一种权利要求1至8任一项中限定的类异戊二烯化合物或由其组成,其中所述基础油显现出2至18 cSt的在100℃测得的运动粘度。
15.根据权利要求14的基础油,其中所述基础油显现出70 cSt或更少的Kv40℃。
16.根据权利要求14或15的基础油,其中所述第一基本油料是权利要求10、11或12中限定的基本油料。
17.制备权利要求1至13任一项中限定的润滑组合物的方法,所述方法包括合并主要量的具有润滑粘度的基础油和少数量的至少一种润滑剂添加剂的步骤,其中所述基础油包含含有一种或多种权利要求1至9任一项中限定的类异戊二烯化合物的基本油料或由其组成。
18.根据权利要求16的方法,其中所述基础油包含权利要求10、11或12中限定的基本油料。
19.根据权利要求17的方法,其中所述基础油是权利要求1至13任一项中限定的基础油或权利要求14至16任一项中要求保护的基础油。
20.润滑表面的方法,其包括将根据权利要求1至13任一项的润滑组合物和/或通过根据权利要求17至19任一项的方法制备的润滑组合物施用至所述表面。
21.权利要求1至9任一项中限定的至少一种类异戊二烯化合物的作为用于润滑组合物的基本油料的组分的用途。
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