DE602005003933T2

DE602005003933T2 - Dispergierend wirkende viskositätsmodifikatoren auf basis von dienhaltigen polymeren

Info

Publication number: DE602005003933T2
Application number: DE602005003933T
Authority: DE
Inventors: Christopher Wickliffe KOLP; Matt D. Wickliffe GIESELMAN; Renee A. Wickliffe EVELAND; Philip Wickliffe PIKE; John Wickliffe PUDELSKI; Michael J. Wickliffe COVITCH; Christopher Friend
Original assignee: Lubrizol Corp
Current assignee: Lubrizol Corp
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2005-03-08
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2025-03-09
Also published as: US20070293409A1; JP4934019B2; DE602005003933D1; WO2005087821A3; EP1730202A2; US7750089B2; JP2007528435A; WO2005087821A2; EP1730202B1; CA2558966A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Dispergiermittel zur Verwendung in Kraftstoffen und in Motoröl-Schmiermitteln, insbesondere zur Verminderung der rußinduzierten Viskositätserhöhung in Hochleistungs-Dieselmotoren.
Bei Versuchen zur Verminderung von umweltschädlichen Emissionen können bei Hochleistungs-Dieselfahrzeugen Motoren mit Abgasrückführung (EGR) eingesetzt werden. Konsequenzen der Rückführung des Abgases durch den Motor sind u. a. andere Rußstrukturen und eine erhöhte Viskosität des Öls bei niedrigeren Rußkonzentrationen im Vergleich zu Motoren ohne EGR. Es ist wünschenswert, dass Öl eine minimale Viskositätserhöhung, z. B. weniger als 12 mm²/s (cSt) bei einer Rußbeladung von 6% aufweist. Ein Material, das eine Viskositätserhöhung abschwächt, dispergiert typischerweise Ruß bis zu einer hohen Rußbeladung.
Es ist auch wünschenswert, dass eine Schmieröl-Zusammensetzung eine relativ stabile Viskosität über einen weiten Temperaturbereich beibehält. Viskositätsverbesserer werden oft zur Verminderung des Ausmaßes der Viskositätsabnahme bei steigender Temperatur oder zur Verminderung des Ausmaßes der Viskositätserhöhung bei abnehmender Temperatur oder beides verwendet. Somit verbessert ein Viskositätsverbesserer die Änderung der Viskosität eines Öls, in dem er enthalten ist, bei Temperaturänderungen. Die Fließfähigkeitseigenschaften des Öls werden verbessert.
Es hat sich erwiesen, dass herkömmliche dispergierende Viskositätsregler (DVM) aus Ethylen-Propylen-Copolymeren, auf die Maleinsäureanhydrid radikalisch gepfropft wurde und die mit verschiedenen Aminen umgesetzt wurden, ein wünschenswertes Dispergierverhalten aufweisen. Es wird behauptet, dass aromatische Amine in dieser Hinsicht ein gutes Verhalten aufweisen. DVM dieses Typs sind im U.S.-Patent 4,863,623 , Nalesnik et al., 5. September 1989, sowie in den U.S.-Patenten 6,107,257 , Valcho et al., und 6,107,258 , Esche et al., jeweils vom 22. August 2000, und US 6,117,825 , Liu et al., 12. September 2000, offenbart.
Andere Polymerrückgrate sind auch zur Herstellung von Dispergiermitteln verwendet worden. Beispielsweise sind Polymere, die von Isobutylen und Isopren ("IOB/IP") stammen, zur Herstellung von Dispergiermitteln verwendet worden und in WO 01/98387 aufgeführt. Die vorliegende Erfindung macht einen dispergierenden Viskositätsregler auf der Grundlage eines Polymers von Isobutylen und eines Diens wie einem Isopren verfügbar, das sich jedoch von früheren Dispergiermitteln u. a. durch die Molmasse des Polymer-Rückgrats und im Allgemeinen die Auswahl der signifikant verschiedenen Aminkomponente unterscheidet, was zu einer signifikant verschiedenen Polymerstruktur führt. Das vorliegende Material weist bei Motortests ein überlegenes Verhalten auf. Darüber hinaus ist die Synthese der vorliegenden Materialien auf der Grundlage von Isobutylen und einem Dien typischerweise signifikant einfacher und weniger teuer als die Synthese von Ethylen/Propylen-Copolymeren. Typischerweise ist nur ein einfacher Katalysator erforderlich, und extrem brennbares Wasserstoffgas als Kettenabbruchmittel ist nicht erforderlich. Die betreffenden Polymere haben den Vorteil, eine olefinische Ungesättigtheit zu ergeben und sind somit zur weiteren Funktionalisierung mit oder ohne einen Katalysator oder ein Lösungsmittel geeignet.
Die vorliegende Erfindung löst daher das Problem der Bereitstellung eines preiswerten dispergierenden Viskositätsreglers mit einem verbesserten Verhalten bei Motortests, der einen guten Viskositätsindex und gute rußdispergierende und rußtolerierende Eigenschaften insbesondere bei Dieselmotoren und insbesondere bei Hochleistungs-Dieselmotoren, bei denen eine Abgasrückführung eingesetzt wird, aufweist.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Daher macht die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung verfügbar, umfassend das Produkt der Reaktion:

(a) eines Isobutylen-Dien-Copolymers mit einem M _n von 1000 bis 150 000, das durchschnittlich 0,1 bis 4 Äquivalente auf jeweils 1000 Einheiten des M _n, des Polymers einer Carbonsäure-Funktionalität oder eines reaktiven Äquivalents davon enthält, die von wenigstens einer α,β-ungesättigten Carboxylverbindung stammt, und
(b) einer Aminkomponente, die wenigstens ein aromatisches Amin umfasst, das wenigstens eine N-H-Gruppe enthält, die dazu fähig ist, mit der Carbonsäurefunktionalität zu kondensieren, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 4-Phenylazoanilin, 4-Aminodiphenylamin, 2-Aminobenzimidazol, 3-Nitroanilin, 4-(4-Nitrophenylazo)anilin, N-(4-Amino-5-methoxy-2-methylphenyl)benzamid, N-(4-Amino-2,5-dimethoxyphenyl)-benzamid, N-(4-Amino-2,5-diethoxyphenyl)benzamid, N-(4-Amino-phenyl)benzamid, 4-Amino-2-hydroxybenzoesäurephenylester und N,N-Dimethylphenylendiamin.

Die Erfindung macht auch Schmiermittel und Schmiermittelkonzentrate verfügbar, die das obige Reaktionsprodukt und ein Öl mit Schmiermittelviskosität umfassen, sowie ein Verfahren zum Schmieren eines Verbrennungsmotors durch eine Zuführung des Öls zum Motor.
Die Erfindung macht auch ein Verfahren zur Herstellung einer Carboxylderivat-Zusammensetzung verfügbar, umfassend:

(a) die Umsetzung (i) eines Isobutylen-Dien-Copolymers mit einem M _n von 1000 bis 150 000, das durchschnittlich 0,1 bis 2 Einheiten reaktive Koh lenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen auf jeweils 1000 Einheiten des M _n des Polymers enthält, mit (ii) einer α,β-ungesättigten Carboxylverbindung mit einer Carbonsäurefunktionalität oder einem reaktiven Äquivalent davon, und
(b) die Umsetzung des Produkts von (a) mit einer Aminkomponente, die wenigstens ein aromatisches Amin umfasst, das wenigstens eine N-H-Gruppe enthält, die dazu fähig ist, mit der Carbonsäurefunktionalität zu kondensieren, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 4-Phenylazoanilin, 4-Aminodiphenylamin, 2-Aminobenzimidazol, 3-Nitroanilin, 4-(4-Nitrophenylazo)anilin, N-(4-Amino-5-methoxy-2-methylphenyl)benzamid, N-(4-Amino-2,5-dimethoxyphenyl)benzamid, N-(4-Amino-2,5-diethoxyphenyl)benzamid, N-(4-Aminophenyl)benzamid, 4-Amino-2-hydroxybenzoesäurephenylester und N,N-Dimethylphenylendiamin.

Die Erfindung macht auch ein Verfahren zur Verbesserung des Viskositätsindex einer Schmieröl-Zusammensetzung verfügbar, umfassend das Einarbeiten einer kleineren, viskositätsverbessernden Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% der hier beschriebenen Zusammensetzung in die Zusammensetzung.
Die Erfindung macht weiterhin ein Verfahren zur Verminderung einer rußinduzierten Viskositätserhöhung in einer Schmieröl-Zusammensetzung verfügbar, umfassend die Einarbeitung einer kleineren, viskositätsverbessernden Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% der hier beschriebenen Zusammensetzung in die Zusammensetzung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Verschiedene bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen werden unten als nicht einschränkende Veranschaulichung beschrieben.
Der hier verwendete Begriff "Kohlenwasserstoff-Substituent" oder "Kohlenwasserstoffgruppe" wird in seinem üblichen Sinn verwendet, der den Fachleuten wohlbekannt ist. Insbesondere bezieht er sich auf eine Gruppe, bei der ein Kohlenstoffatom direkt an den Rest des Moleküls gebunden ist und die hauptsächlich eine Kohlenwasserstoff-Beschaffenheit hat. Beispiele für Kohlenwasserstoffgruppen umfassen:
Kohlenwasserstoffsubstituenten, d. h. aliphatische (z. B. Alkyl- oder Alkenyl-), alicyclische (z. B. Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-)Substituenten und aromatisch, aliphatisch und alicyclisch substituierte aromatische Substituenten sowie cyclische Substituenten, wobei der Ring durch einen anderen Teil des Moleküls vervollständigt ist (wobei z. B. zwei Substituenten zusammen einen Ring bilden),
substituierte Kohlenwasserstoffsubstituenten, d. h. Substituenten, die Nicht-Kohlenwasserstoffgruppen enthalten, die im Zusammenhang mit dieser Erfindung die vorherrschende Kohlenwasserstoff-Beschaffenheit des Substituenten nicht ändern (z. B. Halogen (insbesondere Chlor und Fluor, Hydroxy, Alkoxy, Mercapto, Alkylmercapto, Nitro, Nitroso und Sulfoxy),
Heterosubstituenten, d. h. Substituenten, die, obwohl sie hauptsächlich eine Kohlenwasserstoff-Beschaffenheit im Zusammenhang mit dieser Erfindung haben, von Kohlenstoff verschiedene Atome in einem Ring oder einer Kette enthalten, der bzw. die ansonsten aus Kohlenstoffatomen besteht. Heteroatome umfassen Schwefel, Sauerstoff, Stickstoff und umfassen Substituenten wie Pyridyl, Furyl, Thienyl und Imidazolyl. Im Allgemeinen sind nicht mehr als zwei, vorzugsweise nicht mehr als ein Nicht-Kohlenwasserstoff-Substituent auf jeweils 10 Kohlenstoffatome in der Kohlenwasserstoffgruppe vorhanden; typischerweise sind keine Nicht-Kohlenwasserstoff-Substituenten in der Kohlenwasserstoffgruppe vorhanden.
Das Copolymer
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung stammen von Isobutylen-Dien-Copolymeren mit einem M _n von 1000 bis 150 000, alternativ 1000 bis 100 000 oder 1000 bis 50 000 oder 1000 bis 25 000 oder 2000 bis 18 000 oder 3000 bis 16 000. Ein Mol Copolymer ist hier als M _n oder Zahlenmittel der Molmasse des Copolymers in Gramm definiert. Molmassen der Copolymere werden mittels wohlbekannter Verfahren beschrieben, die in der Literatur beschrieben sind. Beispiele für Verfahren zur Bestimmung von Molmassen sind die Gelpermeations-Chromatographie (GPC), die Lichtstreuung und die Dampfphasenosmometrie (VPO). Die GPC-Technik wird mittels wohlcharakterisierter Polymere kalibriert, mit denen die Proben verglichen werden. Für die besten Ergebnisse werden Standards verwendet, die den Proben chemisch ähnlich sind. Zum Beispiel wird für Polystyrol-Polymere ein Polystyrol-Standard, vorzugsweise mit einer ähnlichen Molmasse, verwendet. Wenn Standards von der Probe chemisch verschieden sind, können im Allgemeinen relative Molmassen von verwandten Polymeren bestimmt werden. Beispielsweise können mit einem Polystyrol-Standard relative, aber keine absoluten Molmassen einer Reihe von Polyalkylmethacrylaten bestimmt werden. Für die vorliegenden Materialien werden vorzugsweise Polyisobutylen-Standards verwendet.
Copolymere dieser Erfindung können unter Verwendung kationischer Polymerisationskatalysatoren hergestellt werden. Lewis-Säuren sind besonders bevorzugte Katalysatoren. Diese umfassen Metallhalogenide, beispielsweise AlCl₃, BF₃, SnCl₄, SbCl₅, ZnCl₂, TiCl₄ und PCl₅, organometallische Derivate, zum Beispiel RAlCl₂, R₂AlCl, R₃Al, wobei R eine Kohlenwasserstoffgruppe ist, und Oxyhalogenide, zum Beispiel POCl₃, CrO₂Cl, SOCl₂ und VOCl₃. Geeignete Katalysatoren umfassen Aluminiumverbindungen wie AlCl₃, AlEtCl₂ und AlEt₂Cl, wobei Et Ethyl ist. Eine Initiierung durch Lewis-Säuren erfordert das Vorhandensein eines Protonendonors wie Wasser, eines Hydogenhalogenids, Alkohols oder einer Carbonsäure, oder eines Carbokationdonors wie t-Butylchlorid oder Triphenylmethylfluorid oder verläuft in dessen Gegenwart schneller. Alternativ können Copolymere der gewünschten Molmasse aus entsprechenden Butylkautschuk-Verbindungen mit einer höheren Molmasse hergestellt werden, indem sie in einer zweckmäßigen Vorrichtung mit hoher Scherung wie einem Extruder geschert werden. Butylkautschuke und ihre Herstellung sind wohlbekannt und sind z. B. in Kresge et al., "Isobutyl Polymers", Ency. Polym. Sci. Eng. (1987) 8, 423–48, offenbart.
Copolymere sind hier als Polymere definiert, die von wenigstens zwei verschiedenen Monomeren stammen. Somit umfassen Copolymere Polymere, die beispielsweise von 2, 3, 4 oder mehr verschiedenen Monomeren, öfter 2 oder 3 verschiedenen Monomeren stammen. Demgemäß stammen Copolymere der vorliegenden Erfindung von Isobutylen und wenigstens einem Dien, das konjugierte oder isolierte (nichtkonjugierte) Doppelbindungen haben kann. Öfter sind diese Polyene konjugierte Diene. Geeignete Diene umfassen Isopren, Piperylen (1,3-Pentadien), 1,3-Butadien und Limonen (Dipenten oder p-Mentha-1,8-dien, optisch aktiv oder inaktiv). Terpolymere, die von Isobutylen, Isopren und 1,3-Butadien stammen, sind brauchbar. Andere Diene, die vorhanden sein können, umfassen Methylisopren, Dicyclopentadien, 1,4-Pentadien, 2,3-Dimethyl-1,3-butadien, Trans-2-methyl-1,3-pentadien, Cyclopentadien, 1,5-Hexadien, 2,4-Hexadien, 2,5-Dimethyl-2,4-hexadien, 1,5-Heptadien, 1,7-Octadien und 5-Ethyliden-2-norbornen. Ein Trien wie 1,3,5-Cycloheptatrien, 2,6-Dimethyl-2,4,6-octatrien, Myrcen, 1-Isopropyliden-3a,4,7,7a-tetrahydroinden, 1-Isopropyliden- und 2-(2-Methylen-4-methyl-3-pentenyl)[2.2.1]bicyclo-5-hegten und höhere Polyene wie Cyclooctatetraen kann auch vorhanden sein. Sowohl cis- als auch trans-Isomere können verwendet werden.
Das Copolymer enthält typischerweise 0,1 bis 4 oder 0,1 bis 2 von einem Dien stammende Einheiten auf 1000 M _n des Polymers oder alternativ 0,15 bis 1,0 Einheiten auf 1000 M _n. Dies bedeutet, dass beispielsweise ein Polymer von 2000 M _n 0,2 bis 4 von einem Dien stammende Einheiten enthalten könnte, ein Polymer von 25 000 durchschnittlich 2,5 bis 50 Einheiten enthalten könnte und so weiter. Natürlich sollten Polymere normalerweise durchschnittlich wenigstens eine Dieneinheit pro Polymerkette enthalten, weil es normalerweise nicht wünschenswert wäre, dass ein signifikanter Anteil der Polymerketten nicht über die vom Dienmonomer erzeugten zusätzlichen reaktiven Stellen aufweist. Anders ausgedrückt kann das Copolymer beispielsweise durchschnittlich 1 bis 150 oder 1 bis 100 oder 1 bis 50 oder 1 bis 30 oder 1 bis 25 oder 1 bis 12 oder 1 bis 10 mol, häufig 1,5 oder 2 bis 8 mol von einem Dien stammende Einheiten pro Mol, bezogen auf das M _n des Copolymers, umfassen, wobei die tatsächliche Menge natürlich in gewissem Maße vom M _n des Copolymers abhängt. Das Copolymer enthält (vor der Reaktion mit der ungesättigten Carboxylverbindung) typischerweise eine entsprechende Anzahl von reaktiven Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen pro Mol. In diesem Zusammenhang bedeutet der Begriff "reaktiv", dass die Doppelbindung dazu fähig ist, mit der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung der ungesättigten Carboxylverbindungen unter unten beschriebenen Bedingungen zu reagieren und sich an diese zu addieren. Es wird beobachtet, dass unter bestimmten Bedingungen insbesondere für die thermische oder "En-"Reaktion nicht alle Doppelbindungen im Copolymer reaktiv sind; vielleicht sind 70–97% oder 80–95% der Doppelbindungen reaktiv. Ohne zu wünschen, an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass es zur Gewährleistung einer geeigneten Reaktivität gegenüber ungesättigten Carboxylverbindungen wie Maleinsäure unter solchen Bedingungen wünschenswert sein kann, dass das Dien wie Isopren hauptsächlich in einer 1,4-Addition enthalten ist. Die Menge der 1,4- im Vergleich zur 1,2-Einarbeitung kann mittels ¹H-NMR bestimmt werden.
In einer Ausführungsform enthält das Copolymer (a) eine Carbonsäurefunktionalität, die hergestellt wird durch die Umsetzung (i) eines Isobutylen-Dien-Copolymers mit durchschnittlich 1 bis 150 mol reaktiven Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen pro Mol Copolymer und 0,1 bis 2 mol der Doppelbindungen auf 1000 Einheiten des M _n des Copolymers mit (ii) einer α,β-ungesättigten Carboxylverbindung.
Die Isobutylen-Polyen-Copolymere dieser Erfindung ermöglichen eine größere Flexibilität bei der Konstruktion des Polymers und schließlich von Derivaten davon. Die Verwendung von mehr als einem Monomer ermöglicht die Konstruktion eines Polymers mit besonders erwünschten Eigenschaften.
Polymerisationen können bei Temperaturen von –90 oder –78°C bis 50°C, noch üblicher von –50°C bis –15°C oder 0°C durchgeführt werden. Im Allgemeinen führen niedrigere Temperaturen zu Polymeren mit höheren Molmassen. Reaktionsdrücke reichen von etwa Atmosphärendruck bis zu einem Überdruck von 345 kPa (einem Überdruck von 50 psi [psig]), vorzugsweise von einem Überdruck von 55 bis zu einem Überdruck von 117 kPa (8 bis etwa 17 psig). Die Reaktivität des Diens gegenüber einer Copolymerisation mit Isobutylen legt die in Bezug auf Isobutylen zugegebene Menge fest. Wenn die Reaktivität des Diens der Reaktivität von Isobutylen ähnlich ist, ist das Stoffmengenverhältnis des zugegebenen Polyens demjenigen ähnlich, das in das Polymer eingearbeitet ist; wenn es weniger reaktiv ist, kann die eingearbeitete Menge kleiner sein. Beispielsweise führt im Fall von Isopren ein relatives Stoffmengenverhältnis von 9% zu etwa 2,3% Isopren, das in das Copolymer eingearbeitet ist, wie mittels 1H-NMR bestimmt wird. Bei Dienen mit Reaktivitäten, die viel kleiner als diejenige von Isobutylen sind, ist das Stoffmengenverhältnis des zugegebenen Polyens beträchtlich höher als die Menge des in das Polymer eingearbeiteten Polyens, oft 20 Mal höher und manchmal sogar noch höher. Während der Polymerisationen werden oft trockene Lösungsmittel zugegeben. Lösungsmittel können das Polymer löslich machen und stellen ein Mittel zur Steuerung der Reaktionstemperatur dar. Reaktionszeiten hängen gewöhnlich vom Reaktionsmaßstab und dem Umfang der Kühlung ab, die dem Reaktor zugeführt werden kann. Die Reaktion kann mit Methanol, Wasser oder verdünnter alkalischer Lösung gequencht und mit Wasser gewaschen werden. Dann werden Lösungsmittel und Vorlaufkomponenten einschließlich niedrigsiedender Nebenprodukte durch Abstreifen üblicherweise bei erhöhter Temperatur und vermindertem Druck entfernt.
α,β-ungesättigte Carboxylverbindung
Die Carboxylderivat-Zusammensetzungen dieser Erfindung werden aus carboxylierten Isobutylen-Dien-Copolymeren hergestellt. Die Carboxylierung wird bewerkstelligt, indem das Copolymer mit wenigstens einer α,β-ungesättigten Carboxylverbindung oder einem reaktiven Äquivalent davon umgesetzt wird. Das carboxylierte Copolymer enthält typischerweise 0,1 bis 4 oder 0,1 bis 2 Äquivalente der Funktionalität einer ungesättigten Carbonsäure auf jeweils 1000 Einheiten von M _n des Polymers oder 0,15 Einheiten bis 1 Einheit auf jeweils 1000 Einheiten von M _n, wie oben für die Anzahl von Dieneinheiten im Polymer beschrieben ist. Somit können, wie oben beschrieben ist, in bestimmten Ausführungsformen 1 bis 50 oder 1 bis 30 oder 1 bis 25 oder 1 bis 12 oder 1,5 bis 10 mol pro Mol des Copolymers an Gruppen, die eine Carbonsäurefunktionalität oder ein reaktives Äquivalent davon tragen, vorhanden sein, wobei die Gruppen von wenigstens einer α,β-ungesättigten Carboxylverbindung stammen.
Ein reaktives Äquivalent einer α,β-ungesättigten Carboxylverbindung ist ein Recktand, der auf eine Weise reagiert, die derjenigen einer Carbonsäure ähnlich ist, wodurch Derivate gebildet werden, die im Wesentlichen dieselben wie diejenigen sind, die aus der Carbonsäure erhalten werden. Zum Beispiel reagieren Anhydride, niedere Alkylester und Acylhalogenide mit Aminen, wodurch im Wesentlichen ähnliche Produkte gebildet werden wie mit den entsprechenden Säuren. Anhydride, niedere Alkylester und Acylhalogenide werden alle als reaktive Äquivalente zu den entsprechenden Säuren angesehen.
Die α,β-ungesättigten Carbonsäuren und reaktiven Äquivalente davon sind im Fachgebiet wohlbekannt. Die am üblichsten verwendeten Materialien enthalten mit Ausnahme der Carbonylkohlenstoffen zwei bis 20 Kohlenstoffatome. Diese umfassen Säuren wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Citraconsäure, Itaconsäure und Mesaconsäure sowie deren Anhydride, Halogenide und Ester (insbesondere die niederen Alkylester, wobei der Begriff "niederes Alkyl" Alkylgruppen mit bis zu 7 Kohlenstoffatomen bedeutet). Bevorzugt sind Acrylverbindungen, Maleinsäureverbindungen, Fumarsäureverbindungen und Itaconsäureverbindungen, wobei der Begriff "Verbindungen" sich in diesem Zusammenhang auf die hier beschriebenen Säuren und reaktive Äquivalente davon beziehen soll. Besonders bevorzugte Verbindungen sind die α,β-olefinisch ungesättigten Carbonsäuren, insbesondere diejenigen, die wenigstens zwei Carboxygruppen enthalten, und noch mehr bevorzugt Dicarbonsäuren und Derivate davon. Maleinsäure und Maleinsäureanhydrid, insbesondere Letzteres, sind besonders geeignet. Maleinsäureverbindungen und andere Materialien, die zwei vicinale Carboxygruppen tragen, sind dahingehend zu zählen, dass sie zwei Äquivalente einer Carbonsäurefunktionalität tragen.
In einer Ausführungsform umfasst die α,β-ungesättigte Carboxylverbindung eine Acrylverbindung, eine Methacrylverbindung, eine Maleinsäureverbindung, eine Fumarsäureverbindung oder eine Itaconsäureverbindung.
Zur Minimierung der Menge an Chlor, die in den Carboxylderivaten dieser Erfindung vorhanden ist, ist es manchmal wünschenswert, die Verwendung von Chlor oder chlorhaltigen Reaktanden, Promotoren oder Katalysatoren zu vermeiden. Demgemäß wird in einer Ausführungsform das carboxylierte Copolymer durch eine thermische Reaktion hergestellt, bei der das Copolymer und die α,β-olefinischen Carbonsäuren oder die reaktiven Äquivalente davon umgesetzt werden, indem die Reaktanden einfach vereinigt und bei erhöhter Temperatur, üblicherweise von 150°C bis 250 oder bis 240 oder bis 230°C, vorzugsweise bei etwa 180°C erwärmt werden. Die thermische Reaktion kann ohne Zugabe eines Katalysators oder Initiators durchgeführt werden, wodurch eine mögliche Notwendigkeit für dessen anschließende Entfernung entfällt. Die Zeit für die Reaktion kann 4–6 h oder bis zu 24 h oder solange betragen, wie für einen Fachmann offensichtlich ist. Die Reaktion kann in einem Rührbehälter oder in einem Extruder unter bekannten Bedingungen durchgeführt werden.
Die Herstellung von Produkten der vorliegenden Erfindung über die sogenannte "thermische" Route kann hinsichtlich der Verarbeitungsschritte analog zur bekannten Herstellung eines herkömmlichen Dispergiermittels mittels eines thermischen Verfahrens aufgefasst werden. Wie in der Literatur offenbart ist, ist bekannt, dass ein relativ hohes Vinylidenpolyisobutylen typischerweise unter Verwendung eines BF₃-Katalysators hergestellt und anschließend mit Maleinsäureanhydrid umgesetzt werden kann. Die Reaktion erfolgt in Abwesenheit eines Chlorkatalysators durch eine Reihe von "En"-Reaktionen unter Erzeugung einer Mischung aus einem mono- und polysuccinierten Dispergiermittel-Material. In einer Ausführungsform wird die α,β-ungesättigte Carboxylverbindung mit dem Isobutylen-Dien-Polymer in einer thermische Reaktion umgesetzt, wobei zugegebenes Chlor im Wesentlichen fehlt. Die Herstellung von herkömmlichen Acylierungsmitteln aus Polyisobutylen mittels eines BF₃-Verfahrens und deren Reaktion mit Aminen ist im U.S.-Patent Nr. 4,152,499 offenbart. Ähnliche Addukte auf der Grundlage von Polymeren, die von Polyisobutylen verschieden sind, sind bekannt. Zum Beispiel offenbart das U.S.-Patent 5,275,747 derivatisierte Ethylen-α-Olefin-Polymere mit einer terminalen Ethenyliden-Ungesättigtheit, die mit Mono- oder Dicarbonsäuren erzeugenden Resten substituiert sein können.
Bei einem alternativen Verfahren können die vorliegenden gepfropften Copolymere durch eine radikalische Reaktion, d. h. durch ein radikalisches Pfropfen der ungesättigten Carboxyverbindung auf eine Kette des Isobutylen-Dien-Polymers in einem Rührbehälter in Gegenwart oder unter Fehlen eines Lösungsmittel oder in einem Extruder typischerweise in Gegenwart eines zusätzlichen radikalischen Initiators hergestellt werden, wodurch ein statistisch gepfropftes Produkt erhalten wird. Geeignete radikalische Initiatoren einschließlich peroxyhaltigen Materialien sind wohlbekannte Materialien. Das Polymer kann auch einer hohen Scherung als Folge des Extrusionsverfahrens unterzogen werden, was zu Polymerketten mit einer verminderten Molmasse führt. Ein solches Pfropfverfahren ist beispielsweise im U.S.-Patent 3,862,265 offenbart. In einer Ausführungsform wird die α,β- Carboxylverbindung mittels einer radikalischen Reaktion mit dem Isobutylen-Dien-Polymer umgesetzt.
Bezogen auf Äquivalente ist die Menge der mit dem Polymer umgesetzten Carboxylverbindung in bestimmten Fällen kleiner oder gleich der Menge an reaktiven Doppelbindungen innerhalb des Polymers. Es kann wünschenswert sein, das Vorhandensein von überschüssigem Säurematerial zu vermeiden, das anschließend entfernt werden muss, obwohl ein Überschuss zugeführt werden kann, wenn eine vollständigere Umsetzung erwünscht ist. Auch dann, wenn ein radikalisches Pfropfverfahren eingesetzt wird, können Mengen der Carboxylkomponente, die einen Überschuss der Menge der anfänglich vorhandenen reaktiven Doppelbindungen darstellen, z. B. bis zu 1,1 oder 1,2 oder 1,5 Äquivalente, verwendet werden.
Aromatisches Amin
Die Carboxylderivat-Zusammensetzungen dieser Erfindung werden erhalten, indem das carboxylierte Copolymer mit einem aromatischen Amin umgesetzt wird, das wenigstens eine und vorzugsweise exakt eine N-H-Gruppe enthält, die zur Kondensation mit der Carboxyfunktionalität fähig ist und ausgewählt ist aus einer Aminkomponente, die wenigstens ein aromatisches Amin umfasst, das wenigstens eine N-H-Gruppe enthält, die dazu fähig ist, mit der Carbonsäurefunktionalität zu kondensieren, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 4-Phenylazoanilin, 4-Aminodiphenylamin, 2-Aminobenzimidazol, 3-Nitroanilin, 4-(4-Nitrophenylazo)anilin, N-(4-Amino-5-methoxy-2-methylphenyl)benzamid, N-(4-Amino-2,5-dimethoxyphenyl)benzamid, N-(4-Amino-2,5-diethoxyphenyl)benzamid, N-(4-Aminophenyl)benzamid, 4-Amino-2-hydroxybenzoesäurephenylester und N,N-Dimethylphenylendiamin, wodurch stickstoffhaltige Carboxylderivate der vorliegenden Erfindung gebildet werden, die eine Dispergiermittel-Funktionalität enthalten.
Die oben beschriebenen aromatischen Amine können allein oder in Kombination miteinander verwendet werden. Sie können auch in Kombination mit zusätzlichen aromatischen oder nichtaromatischen, z. B. aliphatischen Aminen verwendet werden, die in einer Ausführungsform 1 bis 8 Kohlenstoffatome umfassen. Diese zusätzlichen Amine können aus einer Reihe von Gründen eingeschlossen sein. Manchmal kann es wünschenswert sein, ein aliphatisches Amin einzuschließen, um eine komplette Reaktion der Säurefunktionalität des Polymers für den Fall zu gewährleisten, dass eine restliche Säurefunktionalität die Neigung aufweisen könnte, mit einem relativ sperrigeren aromatischen Amin unvollständig zu reagieren. Alternativ kann ein aliphatisches Amin einen Teil eines teureren aromatischen Amins ersetzen, während der größte Teil der Gebrauchseigenschaften des aromatischen Amins erhalten bleibt. Aliphatische Monoamine umfassen Methylamin, Ethylamin, Propylamin und verschiedene höhere Amine. Diamine oder Polyamine können für diese Funktion verwendet werden, im Allgemeinen vorausgesetzt, dass sie nur eine einzige reaktive, d. h. eine primäre oder sekundäre Aminogruppe und vorzugsweise eine primäre Gruppe haben. Geeignete Beispiele für solche Diamine umfassen Dimethylaminopropylamin, Diethylaminopropylamin, Dibutylaminopropylamin, Dimethylaminoethylamin, Diethylaminoethylamin, Dibutylaminoethylamin, 1-(2-Aminoethyl)piperidin, 1-(2-Aminoethyl)pyrrolidon, Aminoethylmorpholin und Aminopropylmorpholin. Die Menge eines solchen Amins ist im Vergleich zur Menge des aromatischen Amins typischerweise kleiner, d. h., sie beträgt auf einer Gewichts- oder Stoffmengenbasis weniger als 50% des gesamten vorhandenen Amins, obwohl höhere Mengen verwendet werden können. Beispielhafte Mengen umfassen 10 bis 70 Gew.-% oder 15 bis 50 Gew.-% oder 20 bis 40 Gew.-%.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Aminkomponente des Reaktionsprodukts weiterhin ein Amin mit wenigstens zwei N-H-Gruppen, die dazu fähig sind, mit der Carbonsäurefunktionalität zu kondensieren (d. h. zwei oder mehr reaktive Gruppen). Dieses Material wird hiernach als "verbindendes Amin" bezeichnet, weil es verwendet werden kann, um zwei der Polymere, welche die Carbonsäurefunktionalität tragen, miteinander zu verbinden. Solche Produkte weisen ein sogar noch überlegeneres Merkmal der Rußbehandlung auf. Das verbindende Amin kann entweder ein aliphatisches Amin oder ein aromatisches Amin sein; wenn es ein aromatisches Amin ist, wird davon ausgegangen, dass es zusätzlich zum oben beschriebenen aromatischen Amin vorhanden ist und ein davon verschiedenes Element ist, das nur eine kondensierbare oder reaktive NH-Gruppe benötigt und vorzugsweise haben sollte, um eine übermäßige Vernetzung der Polymerketten zu vermeiden. Beispiele für solche verbindenden Amine umfassen Ethylendiamin, 2,4-Diaminotoluol und Phenylendiamin, andere umfassen Propylendiamin, Hexamethylendiamin und andere α,β-Polyalkylendiamine.
Es ist vorgesehen, dass durch den Ausdruck "das Produkt der Reaktion eines Isobutylen-Dien-Copolymers und einer Aminkomponente" andere spezielle Mittel zur Bindung eines aromatischen Amins am carboxyhaltigen Interpolymer auch in den Rahmen der Erfindung eingeschlossen sind. Beispielsweise kann eine Aminfunktionalität in das Polymer eingeschlossen werden, indem ein aminhaltiges Comonomer in die Reaktionsmischung eingeschlossen wird, wenn das Interpolymer gepfropft wird. Das aminhaltige Comonomer kann das Reaktions- oder Kondensationsprodukt eines Amins mit dem oben beschriebenen α,β-ungesättigten Acylierungsmittel sein. Beispielsweise kann das Kondensationsprodukt von Maleinsäureanhydrid und einem aromatischen Amin wie 4-Aminodiphenylamin oder 4-Phenylazoanilin verwendet werden. Das letztere Material ist bekannt und trägt die CAS-Nummer [16201-96-0]. Es wird angenommen, dass es die Struktur
4-Phenylazomaleinanil oder 1-(4-Phenylazophenyl)pyrrol-2,5-dion (einschließlich geometrischer und Positionsisomeren davon) hat. Auf ähnliche Weise sind das Addukt mit 4-Aminodiphenylamin und Verfahren zur Herstellung davon in der U.S.-Patentanmeldung 2004/0043909 aufgeführt; siehe beispielsweise Beispiel 1 auf Seite 15.
In einem anderen Beispiel einer solchen alternativen Route kann ein Hydroxyamid mit den Carboxygruppen auf der Polymerkette verestert werden. Beispielhafte Hydroxyamide können durch HO-R-CO-NH-Ar und
veranschaulicht werden, wobei das Ar ein aromatischer Rest des aromatischen Amins ist (das zusätzlichen Stickstoff oder eine andere Funktionalität tragen kann) und R eine Alkylen- oder eine Hydrocarbylen-Verbindungsgruppe ist. Alternativ kann eine Hydroxysäure zuerst mit einer Carboxygruppe am Interpolymer verestert und danach mit einem aromatischen Amin umgesetzt werden; in beiden Fällen dient die Hydroxysäure als Verbindungsgruppe zwischen der Polymerkette und dem aromatischen Amin.
Die Gesamtmenge des Amins, das an die Carbonsäurefunktionalität des Polymers gepfropft ist, beträgt vorzugsweise etwa 1 Äquivalent reaktive Aminfunktionalität pro Äquivalent der α,β-ungesättigten Carboxyverbindung an der oben beschriebenen Polymerkette. Wenn mehr als eine stöchiometrische Menge verwendet wird, kann überschüssiges Amin verbleiben und muss aus dem Produkt entfernt werden. Wenn weniger als eine stöchiometrische Menge verwendet wird, kann eine nicht umgesetzte Säure- oder Anhydrid-Funktionalität im Polymer verbleiben, die gleichermaßen unerwünscht sein kann. Wenn ein Diamin zusätzlich zu einem aromatischen Monoamin verwendet wird, kann das Diamin in einer Menge von 1 mol (d. h. 2 Äquivalenten) der kondensierbaren Aminfunktionalität auf 5 bis 6 mol der Carboxyverbindung an der Polymerkette vorhanden sein. Somit kann das Diamin 1 mol (2 Äquivalente) auf 4 bis 5 mol des aromatischen Monoamins darstellen. Es ist wünschenswert, dass ein verbindendes Amin in einer solchen Menge verwendet wird, dass die Anhydride (oder Carboxymaterialien) oder eine gegebene Polymerkette mit einem Aminstickstoff aus nur einem verbindenden Aminmolekül reagieren, um die Wahrscheinlichkeit für ein Gelieren des Polymers zu minimieren.
Die Carboxylderivat-Zusammensetzungen, die durch eine Umsetzung der carboxylierten Copolymere der Erfindung mit den oben beschriebenen Aminen hergestellt werden, sind acylierte Amine, die Aminsalze, Amide, Imide und Imidazoline sowie Mischungen davon einschließen. Zur Herstellung der Carboxylderivat-Zusammensetzungen aus den Aminen können ein oder mehrere der carboxylierten Copolymere und ein oder mehr Amine gegebenenfalls in Gegenwart eines normalerweise flüssigen, im Wesentlichen inerten organischen flüssigen Lösungsmittels/Verdünnungsmittels bei Temperaturen bis zu 80°C bis zum Zersetzungspunkt eines beliebigen der Reaktanden oder des Produkts, aber normalerweise bei Temperaturen von 100°C bis 300°C erwärmt werden, vorausgesetzt, 300°C übersteigt den Zersetzungspunkt des Reaktanden oder des Produkts nicht. Üblicherweise werden Temperaturen von 125°C bis 250°C verwendet. Wenn mehr als ein Amin verwendet wird, können die Amine in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig zugegeben und umgesetzt werden. Die Carboxylzusammensetzung und das Amin werden in einer Menge umgesetzt, die ausreichend ist, um ein halbes Äquivalent bis zu zwei Mol Amin pro Äquivalent der Carboxylzusammensetzung zu ergeben. In einer anderen Ausführungsform wird die Carboxylzusammensetzung mit einem halben Äquivalent bis zu einem Mol Amin pro Äquivalent der Carboxylzusammensetzung umgesetzt. Zum Zweck dieser Erfindung ist ein Aminäquivalent diejenige Menge an Amin, die dem Gesamtgewicht des Amins dividiert durch die Gesamtzahl der vorhandenen kondensierbaren Stickstoffe mit H- N<-Gruppen entspricht. Somit hat Octylamin ein Äquivalenzgewicht, das seiner Molmasse äquivalent ist, hat Ethylendiamin ein Äquivalenzgewicht, das gleich der Hälfte seiner Molmasse ist, und hat Aminoethylpiperazin mit 3 Stickstoffatomen, wobei jedoch nur zwei wenigstens eine N-N<-Gruppe haben, ein Äquivalenzgewicht, das gleich der Hälfte seiner Molmasse ist.
Das Öl mit Schmiermittelviskosität
Bei den Schmiermittel-Zusammensetzungen dieser Erfindung wird ein Öl mit Schmiermittelviskosität verwendet, das natürliche oder synthetische Schmieröle und Mischungen davon einschließt. Natürliche Öle umfassen tierische Öle und pflanzliche Öle (z. B. Rizinusöl, Schmalzöl) sowie mineralische Schmieröle wie flüssige Petroleumöle und lösungsmittelbehandelte oder säurebehandelte mineralische Schmieröle der paraffinischen, naphthenischen oder gemischt paraffinisch-naphthenischen Typen. Öle mit Schmiermittelviskosität, die von Kohle oder Schiefer stammen, sind ebenfalls brauchbar. Synthetische Schmieröle umfassen Kohlenwasserstofföle und halogensubstituierte Kohlenwasserstofföle wie polymerisierte und interpolymerisierte Olefine und Mischungen davon, Alkylbenzole, Polyphenyl (z. B. Biphenyle, Terphenyle, alkylierte Polyphenyle), alkylierte Diphenylether und alkylierte Diphenylsulfide und deren Derivate, Analoge und Homologe. Alkylenoxid-Polymere und Interpolymere und Derivate davon, deren terminale Hydroxylgruppen beispielsweise durch Veresterung, Veretherung modifiziert wurden, stellen eine weitere Klasse von bekannten synthetischen Schmierölen dar. Eine weitere Klasse von synthetischen Schmierölen umfasst die Ester von Di- und Polycarbonsäuren und diejenigen aus C₅- bis C₂₀-Monocarbonsäuren und Polyolen und Polyolethern. Andere synthetische Schmieröle umfassen flüssige Ester von phosphorhaltigen Säuren, polymeren Tetrahydrofuranen, Ölen auf der Grundlage von Silicium wie die Polyalkyl-, Polyaryl-, Polyalkoxy- oder Polyaryloxysiloxanöle und Silicatöle. Synthetische Öle schließen auch diejenigen ein, die durch ein Gas-Flüssigkeits- oder ein Fischer-Tropsch-Verfahren hergestellt sind.
Unraffinierte, raffinierte und regenerierte Öle, entweder natürlich oder synthetisch (sowie Mischungen von zwei oder mehr davon) der oben offenbarten Typen können in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Unraffinierte Öle sind diejenigen, die direkt aus natürlichen oder synthetischen Quellen ohne eine weitere Reinigungsbehandlung erhalten werden. Raffinierte Öle sind den unraffinierten Ölen ähnlich, außer, dass sie in einem oder mehreren Reinigungsschritten weiterbehandelt wurden, um eine oder mehrere Eigenschaften zu verbessern. Raffinierte Öle umfassen lösungsmittelraffinierte Öle, hydroraffinierte Öle, einem Hydrofinishing unterzogene Öle, einem Hydrotreating unterzogene Öle und Öle, die durch Hydrocracking- und Hydroisomerisierungstechniken erhalten sind.

Öle mit Schmierölviskosität können auch dahingehend definiert werden, dass sie in den American Petroleum Institute (API) Base Oil Interchangeability Guidelines spezifiziert sind. Die fünf Grundölgruppen sind wie folgt:

Grundölkategorie	Schwefel (%)		Gesättigte Stoffe (%)	Viskositätsindex
Gruppe I	> 0,03	und/oder	< 90	80–120
Gruppe II	< 0,03	und	> 90	80–120
Gruppe III	< 0,03	und	> 90	> 120
Gruppe IV		Alle Poly-αolefine (PAO)
Gruppe V	Alle anderen, die nicht in die Gruppen I, II, III oder IV eingeschlossen sind

Die Gruppen I, II und III sind Grundöl-Ausgangsstoffe. Grundöle der Gruppe III werden manchmal auch als synthetische Grundöle bezeichnet.
Andere Additive
Die Schmieröl-Zusammensetzungen dieser Erfindung können andere Komponenten enthalten. Die Verwendung solcher Additive ist optional, und ihr Vorhandensein in den Zusammensetzungen dieser Erfindung hängt von der speziellen Verwendung und dem Grad der erforderlichen Güte ab. Somit kann das andere Additiv ein- oder ausgeschlossen sein. Die Zusammensetzungen können ein Metallsalz, oft ein Zinksalz einer Dithiophosphorsäure, umfassen. Zinksalze von Dithiophosphorsäuren werden oft als Zinkdithiophosphate oder Zink-O,O'-dihydrocarbyldithiophosphate bezeichnet und werden manchmal durch die Abkürzungen ZDP, ZDDP oder ZDTP gekennzeichnet. Ein oder mehrere Zinksalze von Dithiophosphorsalzen können in einer kleineren Menge vorhanden sein, um ein zusätzliches Hochdruck-, Verschleißschutz- und Antioxidationsverhalten zu erhalten. Andere Metallsalze von Dithiophosphorsäuren, wie Kupfer- oder Antimonsalze, sind bekannt und können in den Schmieröl-Zusammensetzungen dieser Erfindung eingeschlossen sein.
Andere Additive, die gegebenenfalls in den Schmierölen dieser Erfindung eingeschlossen sein können, umfassen Detergenzien, Dispergiermittel, Viskositätsverbesserer, oxidationshemmende Mittel (Antioxidantien), stockpunkterniedrigende Mittel, Hochdruckwirkstoffe, Reibungsregler, verschleißschützende Mittel, Farbstabilisatoren und Antischaummittel. Die oben erwähnten Dispergiermittel und Viskositätsverbesserer können zusätzlich zu den Zusammensetzungen dieser Erfindung verwendet werden.
Zusätzliche Hochdruckwirkstoffe und korrosions- und oxidationshemmende Mittel, die in die Zusammensetzung der Erfindung eingeschlossen sein können, seien durch chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, organische Sulfide und Polysulfide, Phosphorigsäureester einschließlich Dihydrocarbonund Trihydrocarbonphosphite, Molybdänverbindungen veranschaulicht.
Zusätzliche Viskositätsverbesserer (die manchmal auch als Viskositätsindex-Verbesserer oder Viskositätsregler bezeichnet werden) können in die Zusammensetzungen dieser Erfindung eingeschlossen sein. Viskositätsverbesserer sind üblicherweise Polymere, die Polyisobutene, Polymethacrylsäureester, Dienpolymere, Polyalkylstyrole, veresterte Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Alkenylaren-konjugierte Dien-Copolymere (d. h. Vinylaren-konjugierte Polyen-Copolymere und hydrierte Copolymere dieses Typs, wie hydrierte Styrol-Butadien-Copolymere) und Polyolefine einschließen. Multifunktionelle Viskositätsverbesserer, die von denen der vorliegenden Erfindung verschieden sind und auch dispergierende und/oder antioxidative Eigenschaften haben, sind bekannt und können gegebenenfalls zusätzlich zu den Produkten dieser Erfindung verwendet werden.
Detergentien sind typischerweise überalkalisierte Materialien. Überalkalisierte Materialien, die ansonsten als überalkalisierte Salze bezeichnet werden, sind im Allgemeinen homogene Newtonsche Systeme, die durch einen Metallgehalt gekennzeichnet sind, der höher als derjenige ist, der zur Neutralisation gemäß der Stöchiometrie der Metall- und der speziellen sauren organischen Verbindung, die mit dem Metall umgesetzt wird, vorhanden wäre. Die überalkalisierten Materialien werden hergestellt, indem ein saures Material (typischerweise eine anorganische Säure oder eine niedere Carbonsäure, vorzugsweise Kohlendioxid) mit einer Mischung umgesetzt wird, die eine saure organische Verbindung, ein Reaktionsmedium, das wenigstens ein inertes, organisches Lösungsmittel (z. B. Mineralöl, Naphtha, Toluol, Xylol) umfasst, für das saure organische Material, einen stöchiometrischen Überschuss einer Metallbase und einen Promotor wie ein Phenol oder einen Alkohol umfasst. Das saure organische Material hat normalerweise eine ausreichende Anzahl von Kohlenstoffatomen, um einen Grad der Löslichkeit in Öl zu ergeben. Die Menge des überschüssigen Metalls wird üblicherweise als Metallverhältnis ausgedrückt. Der Begriff "Metallverhältnis" ist das Verhältnis der Gesamtäquivalente des Metalls zu den Äquivalenten der sauren organischen Verbindung. Ein neutrales Metallsalz hat ein Metallverhältnis von eins. Ein Salz, in dem 4,5-mal so viel Metall wie in einem normalen Salz vorhanden ist, hat einen Metallüberschuss von 3,5 Äquivalenten oder ein Verhältnis von 4,5.
Solche überalkalisierten Materialien sind den Fachleuten wohlbekannt. Patente, die Techniken zur Herstellung von basischen Salzen von Sulfonsäuren, Carbonsäuren, Phenolen, Phosphonsäuren und Mischungen von beliebigen zwei oder mehr davon beschreiben, umfassen die U.S.-Patente 2,501,731 , 2,616,905 , 2,616,911 , 2,616,925 , 2,777,874 , 3,256,186 , 3,384,585 , 3,365,396 , 3,320,162 , 3,318,809 , 3,488,284 und 3,629,109 .
Dispergiermittel sind auf dem Gebiet der Schmiermittel wohlbekannt und umfassen primär diejenigen, die als aschefreie Dispergiermittel bekannt sind. Dispergiermittel vom aschefreien Typ sind durch eine polare Gruppe gekennzeichnet, die an einer Kohlenwasserstoffkette mit einer relativ hohen Molmasse gebunden sind. Typische aschefreie Dispergiermittel umfassen N-substituierte langkettige Alkenylsuccinimide mit einer Vielzahl von chemischen Strukturen, die typischerweise
einschließen, wobei jedes R¹ unabhängig eine Alkylgruppe (die mehr als eine Succinimidgruppe tragen kann), oft eine Polyisobutylgruppe mit einer Molmasse von 500–5000 (und wobei das entsprechende Dispergiermittel somit ein Polyisobutensuccinimid ist) ist und die R² Alkylengruppen, üblicherweise Ethylen-(C₂H₄-)Gruppen, sind. Solche Moleküle stammen üblicherweise aus der Reaktion eines Alkenyl-Acylierungsmittels mit einem Polyamin, und eine weite Vielzahl von Bindungen zwischen den beiden Resten ist zusätzlich zu der einfachen, oben aufgeführten Imidstruktur einschließlich einer Vielzahl von Amiden und quaternären Ammoniumsalzen möglich. Succinimid-Dispergiermittel werden in den U.S.-Patenten 4,23,435 und 3,172,892 vollständiger beschrieben. Besonders brauchbare Succinimid-Dispergiermittel sind diejenigen mit einem N:CO-Verhältnis größer als etwa 1, d. h. mit einer vom Polyamin stammenden Gesamt-Überschuss-Stickstofffunktionalität im Vergleich zur Carbonylfunktionalität, die von den Bernsteinsäuregruppen stammt. Solche Materialien können auch als Dispergiermittel mit einem hohen Stickstoffgehalt beschrieben werden, die wenigstens 1,6% oder wenigstens 2% Stickstoff im Dispergiermittel enthalten (auf einer aktiven chemischen, ölfreien Basis) und die eine relativ hohe Gesamtbasenzahl (TBN) von wenigstens 30, 40 oder sogar 50 (mg Äquivalente KOH pro Gramm der Probe, Bezugsbasis aktive Chemikalie) haben. Wünschenswerte Materialien sind auch Dispergiermittel mit einer relativ hohen Molmasse mit beispielsweise Alkyl- oder Kohlenwasserstoff(polymer)gruppen mit M _n größer 1300.
Eine weitere Klasse von aschefreien Dispergiermitteln sind Ester mit hoher Molmasse. Diese Materialien sind den oben beschriebenen Succinimiden ähnlich, außer, dass sie dahingehend aufgefasst werden können, dass sie durch eine Reaktion eines Hydrocarbyl-Acylierungsmittels mit einem mehrwertigen aliphatischen Alkohol wie Glycerin, Pentaerythrit oder Sorbit hergestellt wurden. Solche Materialien sind ausführlicher im U.S.-Patent 3,381,022 beschrieben.
Eine weitere Klasse von aschefreien Dispergiermitteln sind Mannich-Basen. Dabei handelt es sich um Materialien, die durch die Kondensation eines alkylsubstituierten Phenols mit einer höheren Molmasse, eines Alkylenpolyamins und eines Aldehyds wie Formaldehyd gebildet werden. Solche Materialien können die allgemeine Struktur
(einschließlich einer Vielzahl von Isomeren) haben und sind ausführlicher im U.S.-Patent Nr. 3,634,515 beschrieben.
Andere Dispergiermittel umfassen polymere Dispergieradditive, die im Allgemeinen Polymere auf der Grundlage von Kohlenwasserstoffen sind, die eine polare Funktionalität enthalten, wodurch dem Polymer Dispersancy-Merkmale verliehen werden.
Dispergiermittel können auch durch eine Reaktion mit einem beliebigen aus einer Vielzahl von Mitteln nachbehandelt werden. Darunter befinden sich Harnstoff, Thioharnstoff, Dimercaptothiadiazole, Kohlenstoffdisulfid, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, kohlenwasserstoffsubstituierte Bernsteinsäureanhydride, Nitrile, Epoxide, Borverbindungen und Phosphorverbindungen. Literaturstellen, in denen eine solche Behandlung aufgeführt ist, sind im U.S.-Patent 4,654,403 aufgeführt.
Die oben veranschaulichten Additive können in Schmiermittel-Zusammensetzungen jeweils mit einer Konzentration von nur 0,001 Gew.-%, üblicherweise 0,01 Gew.-% bis 20 Gew.-% vorhanden sein. In den meisten Fällen tragen sie jeweils 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, öfter bis zu 5 Gew.-% bei.
Additivkonzentrate
Die verschiedenen hier beschriebenen Additive können direkt zum Schmiermittel gegeben werden. Vorzugsweise werden sie jedoch mit einer konzentratbildenden Menge eines im Wesentlichen inerten, normalerweise flüssigen organischen Verdünnungsmittels wie einem Mineralöl oder einem synthetischen Öl wie einem Poly-α-olefin verdünnt, wodurch ein Additivkonzentrat gebildet wird. Diese Konzentrate umfassen gewöhnlich 0,1 bis 80 Gew.-% der Zusammensetzungen dieser Erfindung und können darüber hinaus ein oder mehrere andere Additive enthalten, die im Fachgebiet bekannt oder oben beschrieben sind. Konzentrationen wie 15%, 20%, 30% oder 50% der Additive oder mehr können verwendet werden. Mit einer "konzentratbildenden Menge" ist im Allgemeinen eine Menge an Öl oder einem anderen Lösungsmittel gemeint, die kleiner als die Menge ist, die in einem vollständig formulierten Schmiermittel vorhanden ist, z. B. weniger als 85% oder 80% oder 70% oder 60%. Additivkonzentrate können hergestellt werden, indem die gewünschten Komponenten oft bei erhöhten Temperaturen, üblicherweise bis zu 150°C oder 130°C oder 115°C, vermischt werden.
In einer Ausführungsform umfasst ein Konzentrat die hier beschriebene Zusammensetzung und eine konzentratbildende Menge eines Öls mit Schmiermittelviskosität.
Schmieröl-Zusammensetzungen
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Schmieröl-Zusammensetzungen, welche die Carboxylzusammensetzungen der Erfindung enthalten.
In einer Ausführungsform umfasst die Schmiermittel-Zusammensetzung eine größere Menge eines Öls mit Schmiermittel-Viskosität und eine kleinere Menge der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung, die das Produkt der Reaktion von (a) und (b) umfasst. Die Polymermenge, die in einem vollständig formulierten Schmiermittel enthalten ist, beträgt typischerweise 0,1 bis 10 Gew.-%, alternativ 0,5 bis 6 Gew.-% oder 1 bis 3 Gew.-%.
In einer Ausführungsform umfasst die Schmiermittel-Zusammensetzung weiterhin ein hydriertes Copolymer eines vinylaromatischen Monomers mit einem konjugierten Polyen.
Wie oben aufgeführt ist, können die Zusammensetzungen dieser Erfindung direkt mit einem Öl mit Schmiermittelviskosität vermischt werden, oder noch öfter werden sie in ein Additivkonzentrat eingearbeitet, das ein oder mehrere andere Additive enthält und seinerseits mit dem Öl vermischt wird.
In einer Ausführungsform wird die Schmiermittel-Zusammensetzung hergestellt, indem wenigstens ein Additiv, das aus der aus Detergentien, Dispergiermitteln, Viskositätsreglern, Stockpunkterniedrigern, Reibungsreglern, Antioxidantien und verschleißschützenden Mitteln bestehenden Gruppe ausgewählt ist, zugemischt wird.
Es ist bekannt, dass einige der oben beschriebenen Materialien in der fertigen Zusammensetzung in Wechselwirkung treten können, so dass die Komponenten der fertigen Formulierung von den anfänglich zugegebenen verschieden sein können. Zum Beispiel können Metallionen (z. B. eines Detergens) zu anderen sauren oder anionischen Stellen anderer Moleküle wandern. Die dadurch gebildeten Produkte einschließlich der Produkte, die gebildet werden, wenn die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in ihrer vorgesehenen Verwendung eingesetzt wird, sind möglicherweise nicht leicht zu beschreiben. Dennoch sind alle solche Modifikationen und Reaktionsprodukte in den Rahmen der vorliegenden Erfindung eingeschlossen, wobei die vorliegende Erfindung die Zusammensetzung vorsieht, welche durch das Vermischen der oben beschriebenen Komponenten hergestellt wird.
BEISPIELE
Beispiel 1
Isobutylen, Isopren, Hexan und AlCl₃ werden in einen kontinuierlichen 1-I-Reaktor gegeben. Festes AlCl₃ wird zugegeben, um die Polymerisation der Monomere zu fördern. Die Reaktionsmischung wird durch externe Kühlung auf –30°C gehalten. In 7 h werden 7056 g Isobutylen, 858 g Isopren, 11 780 ml Hexane und 17,3 g AlCl₃ in den Reaktionsbehälter gegeben.
Aus dem Reaktor austretendes Produkt wird durch Tropfen in eine Mischung aus Hexanen, Methanol und Wasser gequencht. Die organische Schicht wird mit destilliertem Wasser gewaschen, mit Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert, im Vakuum konzentriert und bei 205°C und 133 Pa (1 mm Hg) abgestreift. Die Ausbeute des Copolymers beträgt 2450 g. Das M _n (GPC gegen Polyisobutylen-Standards) beträgt 6900. Gemäß ¹H-NMR ist die von 1-Isopren stammende Monomereinheit in 1000 Molmasseneinheiten des Polymers vorhanden.
Beispiel 2
Ein Copolymer wird analog zum Polymer in Beispiel 1 hergestellt. In 10 h werden 10 080 g Isobutylen, 915 g Isopren, 16 420 ml Hexane und 13 g AlCl₃ in den Reaktionsbehälter gefüllt. Die Ausbeute des Copolymers beträgt 3429 g. Das M _n (GPC gegen Polyisobutylen-Standards) beträgt 8200. Gemäß ¹H-NMR ist die von 1-Isopren stammende Monomereinheit in 1300 Molmasseneinheiten des Polymers vorhanden.
Beispiel 3–6

Vier Copolymere werden analog hergestellt, wobei verschiedene Katalysatoren und verschieden Temperaturen verwendet werden.

	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6
Isobutylen, g	7056	3024	7056	8064
Isopren, g	643	274	643	733
Hexan, g	7700	3300	7700	9600
Katalysator, g	7	3	7	10
Beschaffenheit des Katalysators	EtAlCl₂	EtAlCl₂	AlCl₃	AlCl₃
Reaktionstemperatur, °C	–30	–50	–50	–32
Reaktionsdauer, h	7	3	7	8
Ausbeute des Copolymers, g	1500	587	1500	2742
M _n des Copolymers	11 400	13 800	14 000	12 750
Molmasse pro Monomereinheit, die von Isopren stammt	1500	1153	1074	1784

Beispiel 7
Das Copolymer von Beispiel 1 (2450 g) und Maleinsäureanhydrid (88 g) werden 24 h lang unter Rühren unter einer N₂-Atmosphäre bei 203°C erwärmt und 30 min lang mit einem N₂-Strom von 14 l/h (0,5 SCFH) beaufschlagt. Das resultierende kohlenwasserstoffsubstituierte Acylierungsmittel hat eine Gesamtsäurezahl (TAN) von 38 und 0,7 Gew.-% nicht umgesetztes Maleinsäureanhydrid.
Beispiele 8–10
Drei kohlenwasserstoffsubstituierte Acylierungsmittel werden gemäß dem Verfahren von Beispiel 7 hergestellt, wobei das Copolymer von Beispiel 2 verwendet wird.

Beispiel 8 Beispiel 9 Beispiel 10

Copolymer, g 725 2048 650

Maleinsäureanhydrid, g 16 57 29

TAN 24 29 40

Nicht umgesetztes Maleinsäureanhydrid, Gew.-% 0,07 0,08 0,16
Beispiel 11–12

Zwei kohlenwasserstoffsubstituierte Acylierungsmittel werden gemäß dem Verfahren von Beispiel 7 hergestellt, wobei die Copolymere der Beispiele 3–4 verwendet werden.

	Beispiel 11	Beispiel 12
Beschaffenheit des Copolymers	Beispiel 3	Beispiel 4
Copolymer, g	1600	586
Maleinsäureanhydrid, g	63	25
TAN	39	40
TAN nach dem Verdünnen mit Öl (50%)	21	22
Nicht umgesetztes Maleinsäureanhydrid, Gew.-%	0,19	0,2

Beispiel 13
Das Copolymer von Beispiel 6 (403 g) und Maleinsäureanhydrid (22 g) werden unter Rühren unter einer N₂-Atmosphäre von 14 l/h (0,5 SCFH) auf 160°C erwärmt. In einen Tropftrichter wird t-Butylperoxid (4 g) gegeben und tropfenweise in 2,5 h zugegeben. Das Präparat wird weitere 30 min lang bei 160°C gerührt, und die Probe wird mit 57 l/h (2,0 SCFH) N₂ bei 190°C gespült. Das resultierende kohlenwasserstoffsubstituierte Acylierungsmittel hat eine Gesamtsäurezahl (TAN) von 46 und 0,2 Gew.-% nicht umgesetztes Maleinsäureanhydrid.
Beispiel 14
Ein dispergierender Viskositätsverbesserer wird hergestellt, indem 175 g des kohlenwasserstoffsubstituierten Acylierungsmittels von Beispiel 7 mit 393 g Verdünnungsöl verdünnt werden. Dann werden 11 g 4-Aminodiphenylamin in 30 min bei 110°C zugegeben, gefolgt von einem 4-stündigen Erwärmen bei 160°C. Das Produkt wird durch eine Filtration durch Diatomeenerde erhalten. Die Ausbeute beträgt 548 g. Der prozentuale Stickstoffgehalt beträgt 0,29. Die kinematische Viskosität bei 100°C = 98 (KV100, ASTM D445_100).
Beispiele 15–17

Drei dispergierende Viskositätsregler werden mittels des Verfahrens von Beispiel 14 hergestellt, wobei die kohlenwasserstoffsubstituierten Acylierungsmittel der Beispiele 8–10 verwendet werden.

	Beispiel 15	Beispiel 16	Beispiel 17
Acylierungsmittel: Quelle	Beispiel 8	Beispiel 9	Beispiel 10
Menge, g	680	990	618
Öl, g	1497	2195	1390
Aminodiphenylamin, 9	27	48	40
Ausbeute	2105	3074	1963
% Stickstoff	0,17	0,19	0,33
KV 100	94	96	124

Beispiel 18
Ein dispergierender Viskositätsregler wird hergestellt, indem 1026 g des Acylierungsmittels von Beispiel 9 mit 2241 g Verdünnungsöl verdünnt werden. Zu dieser Mischung werden im Verlauf von 2 h bei 50°C 3 g Ethylendiamin tropfen gelassen. Die resultierende Mischung wird auf 110°C erwärmt, und 30 g 4-Aminodiphenylamin werden portionsweise in 10 min zugegeben. Die resultierende Mischung wird 1 h lang bei 110°C und dann 9 h lang bei 160°C gerührt. Das Produkt wird durch Diatomeenerde filtriert. Die Ausbeute beträgt 3119 g. Der prozentuale Stickstoffgehalt beträgt 0,22. Die KV 100 beträgt 177.
Beispiel 19
Ein dispergierender Viskositätsregler wird hergestellt, indem 374 g des Acylierungsmittels von Beispiel 13 mit 852 g Verdünnungsöl verdünnt werden.
Zu dieser Mischung werden bei 110°C im Verlauf von 30 min 28 g 4-Aminodiphenylamin gegeben. Die resultierende Mischung wird auf 160°C erwärmt und 5 h lang gerührt. Das Produkt wird durch Diatomeenerde filtriert. Die Ausbeute beträgt 1205 g. Der prozentuale Stickstoffgehalt beträgt 0,29. Die KV 100 beträgt 159.

Ein Rußsiebtest wird mit mehreren der oben hergestellten experimentellen Proben durchgeführt. Bei diesem Test wird der Kandidat für die Chemikalie zu einer Ölprobe vom Ende eines Test-Ablaufs aus einem Mack^TM-T-11-Motor gegeben. Die Probe wird oszillieren gelassen, und die Fähigkeit des Kandidaten zur Verminderung der Bildung von Assoziationen zwischen den Rußmolekülen wird als Modul mittels eines im SAE Paper 2001-01-1967, "Understanding Soot Mediated Oil Thickening: Rotational Rheology Techniques to Determine Viscosity and Soot Structure in Peugeot XUD BTE Drain Oils", M. Parry, H. George und J. Edgar, präsentiert bei der International Spring Fuels & Lubricants Meeting & Exhibition, Orlando, Florida, 7.–9. Mai 2001, gemessen. Der berechnete Parameter wird als G' bezeichnet. Das G' einer mit der experimentellen Chemikalie behandelten Probe wird mit dem G' des abgelassenen Öls ohne Additiv verglichen, wobei letzteres als 1,00 definiert ist. G'-Werte von weniger als 1,00 deuten auf eine steigende Wirksamkeit der Rußdispersion hin.

G'-Tabelle	Bsp. 20	Bsp. 21	Bsp. 22	Bsp. 23	Bsp. 24	Bsp. 25
Dispergiermittel-Kennung	Bsp. 14	Bsp. 15	Bsp. 16	Bsp. 17	Bsp. 18	Bsp. 19
1%ige Disp.	0,33	0,55	0,47	0,16	0,25	0,16
2%ige Disp.	0,17	0,34	0,31	0,09	0,11	0,04

Beispiele 26–28
Drei Schmiermittel-Formulierungen wurden hergestellt und dem Mack^TM-T-11-Test unterzogen. Bei diesem Test wird eine Schmiermittelprobe bis zu 252 h lang in einem Mack^TM-T-11 verwendet. Im Laufe der Zelt, wenn Ruß sich im Öl ansammelt, werden Proben entnommen, und ihre kinematische Viskosität bei 100°C wird gemessen. Ergebnisse sind als Viskositätserhöhung in mm²/s (cSt) angegeben.
Beispiel 26 (Bezug) ist eine Basislinie, die Öl und eine kommerzielle Zusammensetzung einschließlich eines Olefin-Copolymer-Viskositätsverbesserers, (eines) Detergens (Detergentien), (eines) überalkalisierten Calciumdetergens (Calciumdetergentien), (eines) phenolischen Antioxidans (Antioxidantien), eines Korrosionsinhibitors und anderen herkömmlichen Komponenten enthält. Beispiel 27 (Bezug) ist im Wesentlichen dieselbe Formulierung, enthält jedoch 2,6% eines Succinimid-Dispergiermittels mit einem Polyisobutylen/Isopren-Substituenten (nicht auf Verdünnungsöl korrigiert; 1,17% aktive Chemikalie im Schmiermittel). Beispiel 28 ist im Wesentlichen dieselbe Formulierung, enthält jedoch 3,1% des dispergierenden Viskositätsverbesserers der vorliegenden Erfindung (wie in Beispiel 27, nicht korrigiert, wodurch 1,0 aktive Chemikalie in Schmiermittel erhalten werden), und die Menge des herkömmlichen Viskositätsverbesserers ist um eine vergleichbare Menge verringert.

Die Viskositätserhöhung für jede der Proben als Funktion der Zeit und der Rußbildung ist in der folgenden Tabelle veranschaulicht:

	Beispiel 26 (Bezug) Basislinie		Beispiel 27 (Bezug) Basislinie + IOB/IP-Dispergiermittel		Beispiel 28 Basislinie + IOB/IP-Dispergiermittel/VM
Zeit, h	Gew.-% Ruß	Viskositätserhöhung, mm²/s (cSt)	Gew.-% Ruß	Viskositätserhöhung, mm²/s (cSt)	Gew.-% Ruß	Viskositätserhöhung, mm²/s (cSt)
0	0,16	0,00	0,21	0,00	0,15	1,92
12	0,44	0,00	0,61	0,00	0,59	1,51
24	0,67	0,00	0,80	0,00	0,80	1,41
36	0,98	0,00	1,09	0,00	1,02	1,42
48	1,35	0,02	1,53	0,08	1,32	1,40
60	1,66	0,06	1,79	0,11	1,59	1,50
72	1,95	0,30	2,11	0,15	1,92	1,60
84	2,36	0,45	2,44	0,37	2,26	1,84
96	2,75	0,72	2,79	0,55	2,55	2,02
108	3,10	1,12	3,06	0,77	2,89	2,27
120	3,47	1,64	3,46	1,11	3,37	2,72
132	3,83	2,20	3,80	1,61	3,70	2,99
144	4,17	3,13	4,17	2,15	3,99	3,45
156	4,52	4,72	4,47	2,71	4,27	4,17
168	4,84	7,82	4,78	3,54	4,59	4,61
180	5,21	16,55	5,03	5,00	4,84	5,44
192	5,69	35,66	5,43	7,54	5,17	6,33
204	6,14	53,12	5,76	17,30	5,48	7,11
216	6,21	139,66	5,92	28,92	5,88	9,88
228	6,66		6,26	43,35	6,28	14,24
240	7,09		6,54	47,21	6,53	29,43
252	7,58		6,96	71,46	6,84	50,29

Die Ergebnisse in der Tabelle zeigen, dass das Basislinien-Material einen signifikanten Anstieg der Viskosität aufweist, die bei einer Rußkonzentration von etwa 4% (144 h) beginnt. Das Basislinien- + dispergierende Material von Beispiel 27 wies eine allmähliche Erhöhung und einen signifikanten Durch bruch nach oben bei etwa einer Rußkonzentration von etwa 5,5% (192 h) auf. Das Material der Erfindung von Beispiel 28 wies auch eine allmähliche Erhöhung und einen signifikanten Durchbruch nach oben bei einer Rußkonzentration von etwa 6% (216 h) auf. (Es wird davon ausgegangen, dass die Werte der Viskositätserhöhung für Beispiel 28 ungleich null bei niedrigen Rußkonzentrationen ohne Signifikanz sind und von den anschließenden Werten in dieser Tabelle abgezogen werden können.) Die Ergebnisse zeigen, dass die Materialien der vorliegenden Erfindung zum Dispergieren von Ruß in diesem Dieselmotortest wirksam sind.
Sofern nichts anderes aufgeführt ist, sollte jede Chemikalie oder Zusammensetzung, auf die hier Bezug genommen wird, dahingehend interpretiert werden, dass sie ein Material kommerzieller Reinheit ist, welches die Isomere, Nebenprodukte, Derivate und andere solche Stoffe enthalten kann, bei denen normalerweise davon ausgegangen wird, dass sie in der kommerziellen Reinheit enthalten sind. Die Menge einer jeden chemischen Komponente wird jedoch ausschließlich eines Lösungsmittels oder Verdünnungsöls angegeben, die üblicherweise im kommerziellen Material enthalten sein können, sofern nichts anderes angegeben ist.

Claims

Zusammensetzung, umfassend das Produkt der Reaktion: (a) eines Isobutylen-Dien-Copolymers mit einem M _n von 1000 bis 150 000, das durchschnittlich 0,1 bis 4 Äquivalente auf jeweils 1000 Einheiten des M _n des Polymers einer Carbonsäure-Funktionalität oder eines reaktiven Äquivalents davon enthält, die von wenigstens einer α,β-ungesättigten Carboxylverbindung stammt, und (b) einer Aminkomponente, die wenigstens ein aromatisches Amin umfasst, das wenigstens eine N-H-Gruppe enthält, die dazu fähig ist, mit der Carbonsäurefunktionalität zu kondensieren, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 4-Phenylazoanilin, 4-Aminodiphenylamin, 2-Aminobenzimidazol, 3-Nitroanilin, 4-(4-Nitrophenylazo)anilin, N-(4-Amino-5-methoxy-2-methylphenyl)benzamid, N-(4-Amino-2,5-dimethoxyphenyl)benzamid, N-(4-Amino-2,5-diethoxyphenyl)benzamid, N-(4-Aminophenyl)benzamid, 4-Amino-2-hydroxybenzoesäurephenylester und N,N-Dimethylphenylendiamin.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Dien aus der aus Isopren, Piperylen, 1,3-Butadien und Limonen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Dien Isopren umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei (a) das die Carbonsäurefunktionalität enthaltende Copolymer hergestellt wird, indem (i) ein Isobutylen-Dien-Copolymer mit durchschnittlich 1 bis 150 mol reaktiven Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen pro Mol des Copolymers und 0,1 bis 2 mol der Doppelbindungen auf 1000 Einheiten des M _n des Copolymers mit (ii) einer α,β-ungesättigten Carboxylverbindung umgesetzt wird.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die α,β-ungesättigte Carboxylverbindung eine Acrylverbindung, eine Methacrylverbindung, eine Maleinsäureverbindung, eine Fumarsäureverbindung oder eine Itaconsäureverbindung umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die α,β-ungesättigte Carboxylverbindung Maleinsäureanhydrid umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Aminkomponente weiterhin ein Amin mit wenigstens zwei N-H-Gruppen umfasst, die dazu fähig sind, mit der Carbonsäurefunktionalität zu kondensieren.
Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei das Amin mit wenigstens zwei N-H-Gruppen Ethylendiamin, 2,4-Diaminotoluol oder Phenylendiamin umfasst.
Schmiermittel-Zusammensetzung, umfassend eine größere Menge eines Öls mit Schmiermittelviskosität und eine kleinere Menge der Zusammensetzung nach Anspruch 1.
Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 9, die weiterhin wenigstens ein Additiv umfasst, das aus der aus Detergenzien, Dispergiermittein, Viskositätsreglern, Stockpunkterniedrigern, Reibungsminderern, Antioxidantien und Antiverschleißmitteln bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Schmiermittel-Zusammensetzung, hergestellt durch ein Vermischen der Komponenten von Anspruch 10.
Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 9, weiterhin umfassend ein Polyisobutensuccinimid-Dispergiermittel mit einem N:CO-Verhältnis von mehr als 1.
Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 9, weiterhin umfassend ein hydriertes Copolymer eines vinylaromatischen Monomers mit einem konjugierten Polyen.
Verfahren zum Schmieren eines Verbrennungsmotors, umfassend das Auftragen des Gleitmittels nach Anspruch 9 darauf.
Verfahren zur Verbesserung des Viskositätsindex einer Schmieröl-Zusammensetzung, umfassend die Einarbeitung einer kleineren, viskositätsverbessernden Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% der Zusammensetzung nach Anspruch 1 in die Zusammensetzung.
Verfahren zur Verminderung einer rußinduzierten Viskositätserhöhung in einer Schmieröl-Zusammensetzung, umfassend die Einarbeitung einer kleineren, viskositätsverbessernden Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% der Zusammensetzung nach Anspruch 1 in die Zusammensetzung.
Konzentrat, umfassend die Zusammensetzung nach Anspruch 1 und eine konzentratbildende Menge eines Öls mit Schmiermittelviskosität.
Verfahren zur Herstellung einer Carbonsäurederivat-Zusammensetzung, umfassend: (a) die Umsetzung (i) eines Isobutylen-Dien-Copolymers mit einem M _n von 1000 bis 150 000, das durchschnittlich 0,1 bis 2 Einheiten reak tive Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen auf jeweils 1000 Einheiten des M _n des Polymers enthält, mit (ii) einer α,β-ungesättigten Carboxylverbindung mit einer Carbonsäurefunktionalität oder einem reaktiven Äquivalent davon, und (b) die Umsetzung des Produkts von (a) mit einer Aminkomponente, die wenigstens ein aromatisches Amin umfasst, das wenigstens eine N-H-Gruppe enthält, die dazu fähig ist, mit der Carbonsäurefunktionalität zu kondensieren, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 4-Phenylazoanilin, 4-Aminodiphenylamin, 2-Aminobenzimidazol, 3-Nitroanilin, 4-(4-Nitrophenylazo)anilin, N-(4-Amino-5-methoxy-2-methylphenyl)benzamid, N-(4-Amino-2,5-dimethoxyphenyl)benzamid, N-(4-Amino-2,5-diethoxyphenyl)benzamid, N-(4-Aminophenyl)benzamid, 4-Amino-2-hydroxybenzoesäurephenylester und N,N-Dimethylphenylendiamin.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die α,β-Carboxylverbindung in einer thermischen Reaktion bei einem wesentlichen Fehlen von zugegebenem Chlor mit dem Isobutylen-Dien-Polymer umgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die α,β-Carboxylverbindung in einer radikalischen Reaktion mit dem Isobutylen-Dien-Polymer umgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Aminkomponente (b) weiterhin ein Amin mit wenigstens zwei N-H-Gruppen umfasst, die dazu fähig sind, mit der Carbonsäurefunktionalität zu kondensieren.