降低邊界摩擦的潤滑組合物的製作方法

2023-10-06 10:10:44

專利名稱：降低邊界摩擦的潤滑組合物的製作方法
斷氐邊界摩擦的潤滑組溯技術領域本公開內#^及一種潤滑組合物，其包括基礎油、摩擦改性劑和分散劑，其中潤滑組合物含有少於約325 ppm的硼。
技術背景近年來，對能效潤滑組件生產的日益增大。此外，現代發動機油規範要求 潤滑劑在標準發動機測試中能證明燃料的效率。眾所周知，潤滑劑膜的厚度和 摩擦特性會影響油的燃料經濟性能。當機樹發動機、齒輪系統或傳送體)中摩擦表面相接觸時，存在阻礙表 面運動的摩擦力。 擦力被稱為邊界摩擦，其斷氏了機器效率。^^f周知，不含氮並且含鉬的摩擦改性齊IM^邊界摩擦。參見SAE 2000-01-1972。此外，已知含鉬摩擦改性劑和乙烯-丙烯聚合分散劑結合使用時的摩 擦力比同種摩擦改性劑與其它諸如曼尼期或者琥珀醯亞胺之類的分散劑結合使 用時的摩擦力要小。參見美國專利6,528,461。需要的是一種潤滑劑組合物，其廉價並且肖娜提供至少一種下列效果減 少邊界摩擦和增加燃料經濟性。發明內容根據本公開內容，公開了一種潤滑組合物，其包括基礎油、分散劑和摩擦改性劑，其中該組，含有少於約325 ppm的硼。在一個實航案中，公開了上鄉合物，其中分散劑含有鹼性氮。 在一個實 案中，公開了上皿合物，其中摩擦改性劑是不^M化合物、含氮化合物及含灰化合物中的至少一種。在一個實施方案中，公開了上m合物，其中，化合物是二乙醇胺。 在一個實施方案中，公開了上述組合物，其中含灰化，選自含鉬化合物、含鈦化合物及含^j七合物。在一個實 案中，公開了上M合物，其中含鉬化^#硫。 在一個實施方案中，公開了J^組合物，其中含鉬化^l選自羧酸鉬、氨辭目、硫代磷,、硫4m基甲,及其混合物。在一個實施方案中，公開了上述組合物，其中不^M化合物是一種多元醇酉旨(polyolester)。在一個實施方案中，公開了上述組合物，其中多元醇酯選自甘油單油酸酯 和甘油單月桂酸酯。一方面，也公幵了一種配製改善燃料效率的潤滑組合物的方法，該方法包 括提供基礎油、分散劑和摩擦改性劑，其中組，含有少於約325ppm的硼。另一方面，公開了一種(^據面上邊界摩擦的方法，該方飽括向表面提 供一種潤滑組合物，該組，包括基礎油、分散劑和摩擦改性劑，其中組合物 含有少於約325ppm的硼。在一個實施方案中，公開了上述方法，其中摩擦改性齊提不含氮化合物、 含氮化合物及含灰化合物中的至少一種。在一個實施方案中，公開了上述方法，其中分散齊l恰有鹼性氮。在一個實施方案中，公開了上述方法，其中分散齊提聚異丁烯，散劑。本發明的其它目的和優勢將會在下文的說明中進行闡述，或者可以ffi51實 施本公開內容獲悉。通過在附加權利要求裡具體說明的要素及其結合，可實現及蹈體公開內容的目的和優勢。應該理解，前述的一般性說明和下文的詳細說明都只是代表性的和解釋性 的，不構艦所要求保護的本發明柳艮制。
具體實施方式
本公開內，及一種潤滑組合物，其包括基礎油、摩擦改性劑和分散劑， 其中潤滑組合物含有少於約325 ppm的硼。用於所公開的潤滑組合物的分散齊阿以選自任何本領職術人員己知的無 灰分散劑。適用的無灰分散劑可以包旨如琥珀醯亞胺分散劑、曼尼期鹼分散 劑及聚合多胺分散劑的無灰分散劑。 一方面，分散劑包括鹼性氮。另一方面， 分散劑是不含硼的分散劑。烴基取代的琥珀醯化劑育魄用來製備烴 代的琥 珀醯亞胺。烴基取代的琥珀醯化齊抱括但並不限於烴基取代的琥珀酸、烴魏 代的琥珀酸酐、烴基取代的琥珀醯滷化物(例如醯氟和醯氯)及烴基取代的琥珀 酸和低級斷例如含有最多7個碳原子的低級斷的酯，即可以起至微基醯化劑 作用的烴,代化合物。烴基取代的醯化齊職夠il^使適當^量的聚烯烴或氯化聚烯烴與順丁烯二酸酐進行反應製備。類似的羧基反應物可以用來製備醯化劑。此類反應物可 以包括但並不限於順丁烯二酸、反丁烯二酸、羥基丁二酸、酒石酸、衣康酸、 衣康酸酐、檸康酸、檸康酸酐、甲基反丁烯二酸、乙基順丁烯二酸酐、二甲基順丁烯二酸酐、乙基順丁烯二酸、二甲基順丁烯二酸、BS順丁烯二酸等，包 括相應的醯卣化物和低級脂族酯。烯烴的分子量可以根據取4餓珀酸酐的預期用途變化。典型地，取<餓珀 酸酐可以具有約8-500個碳原子的烴錢團。但是，用來製備潤滑油分散齊啲 取《餓珀酸酐一般可以具有約40-500個碳原子的烴基基團。對於高好量取代 琥珀酸酐，參考數均分子量(Mn)更為準確，因為用來製備這些取代琥珀酸酐的 烯烴可以包括由諸如乙烯、丙烯和異丁烯之類的低^量晞烴單體聚合而產生 的不同分子量組分的混合物。順丁烯二酸酐與烯烴的摩爾比變化範圍可以很大。例如，它可以從約5:1 變為約1:5，或者例如從約l:l變為約3:1。對於諸如具有約500至約7000，或 者作為進一步的例子，約800至約3000 ^更高的數均分子量的聚異丁烯和 乙烯-a-烯烴共聚物的烯烴，順丁烯二酸酐可以以化學計量過量使用，例如每 摩爾烯烴使用1.1至3摩爾順丁烯二酸酐。未反應的順丁烯二酸酐可以從所得 反應混合物中蒸發掉。可M使用諸如催化加M^類的傳統還原條fH吏聚烯基琥珀酸酐轉化為聚 烷基琥珀酸酐。對於催化加氫，適當的催化劑為碳上負載鈀。同樣，聚烯基琥 珀M胺可利用類似的還原條件轉化為聚烷基琥珀醯，。此處利用的琥珀酸酐上的聚烷基或者聚烯基取代基一般可以衍生自聚烯 烴，i繊烴是單烯烴的聚，鵬聚抓特別是l-單烯烴，例如乙烯、丙烯和 丁烯。所^頓的單烯烴可以具有約2至24個碳原子，或者作為進一步的例子， 具有約3至約12個碳原子。其它適當的單烯'^括丙烯，丁烯，特別是異丁 烯，1-辛煉和l-癸烯。由這些單烯烴製備的聚烯烴包括聚丙烯、聚丁烯、聚異 丁烯和由1-辛烯及l-對躺恪的聚a烯烴。在一方面，分散劑是聚異丁烯基分 散劑。在某些方面，無灰分散劑可以包括一種或多種胺的烯 珀醯亞胺，其中 胺具有至少一個能夠形成醜亞胺的伯氨基。烯基琥珀 胺可以皿諸如將烯
基琥珀酸酐、酸、酸酯、醯卣化物或者低烷基酯與包含至少一個伯氨基的胺一 起加熱的傳統方法製備。烯基琥珀酸酐可以通過加熱聚烯烴與順丁烯二酸酐的混合物至約180-220'C而容易地製備。聚烯烴可以是諸如乙烯、丙烯、異丁烯 等的低碳單烯烴的聚合物或者共聚物，具有由自滲透色譜(GPC)測定的範圍 在約300至約3000的數均分子量。獸嫩用來製備無灰分散劑的胺包括任何具有至少一個會嫩反應形成 胺基團的伯氨M瞎少一個另外的伯或仲,n/或至少一個羥基者。幾個代表性的例子是N-甲S^丙二胺、N衝二烷基丙二胺、N-氨丙基哌嗪、乙醇胺、N-乙 醇-乙二胺等。適當的胺可以包括亞垸基多胺，例如丙二胺、二亞丙基三胺、二"(l;亞 丁基)三胺及四"(l,2-亞丙基)五胺。另外的例子包括亞乙基多胺，其可用式 ■(CH^H^NHXH表示，其中n可以是約一到約十的整數。它們包括乙二 胺、二亞乙基三胺(DETA)、三亞乙基四胺(TETA)、四亞乙基五胺(TEPA)，五 亞乙基六胺(PEHA)等，還包括這些化合物的混合物，在這種情況下，n是混合 物的平均值。此類亞乙基多胺在每一端部具有一個伯胺基團，因此它們可以形 成單烯基琥珀醯亞胺和二烯基琥珀醯亞胺。市售亞乙基多胺混合物可以含有少 量的支鏈物質及環狀物質，例如N-氨乙基哌嗪、NW-^氨乙萄哌嗪、 二(哌嗪基)乙烷等。市售混合物大致包括落A^應於二亞乙基三胺至四亞乙基 五胺的全部組成。聚烯基琥珀酸酐與聚亞烷基多胺的摩爾比為約1:1至約3.0:1。在某些方面，分散劑可以包括聚亞乙基多胺，例如三亞乙基四胺或者四亞 乙基碰，與烴魏代的羧酸或酸酐的腿產抓該羧酸或酸酐JiiI艦當分 子量的聚烯烴，如聚異丁烯，與不飽和的聚羧酸或者酸酐，例如順丁烯二酸酐、 順丁烯二酸、反丁烯二酸等，包括兩種或更多此類物質的混合物，進行反應制 得的。也適於製備此處描述的分散劑的多胺包括N-芳基苯二胺，如N-苯基苯二 胺，例如N-苯吝l，4-苯二胺、N-苯吝1.3-苯二胺及N-苯募U苯二胺；錢噻 唑，如氨基噻唑、氨基苯並噻唑、氨基苯並噻二艦t^烷基噻唑；氨基昨唑; 氨基吲哚；氨基吡咯；氨基-吲唑啉酮；氨 基三唑；氨基咱啶；氨基烷基 咪唑，如1<2-氨乙萄咪唑《，1<3-氨丙萄咪唑；及氨麟嗎啉，如4<3-氨丙蜀 嗎啉。這些多胺在美國專利4,863,623和5,075,383中有更為詳細的描述，
引入其公開內容作為參考。用於製備烴，代的琥珀醯亞胺的其它多胺包括分子中具有至少一個伯或仲氨凝H至少一個叔氨基的多胺，如美國專利5,634,951和5,725,612所教導， 在此引入其公開內容作為參考。適當多胺的非P艮制性實例包括N凡N"，N"-四 烷基二亞垸基三胺(兩個端部叔氨基和一個中心仲氨基)、N,N，N，,N"-四烷基三 亞烷基四胺(一個端部叔氨基、兩個內部叔氨基和一個端部伯氨基)、 N，N,N，，N，，,N"，-雌基三亞'離四銜一個端部叔氨基兩個內部叔氨基和一個 端部仲氨基)、三(二烷基氨基^S)氨基烷基甲微三個端部叔氨基和一個端部伯 氨蜀，及類似化,，其中烷基相同或者不同，並且針典型地含有不艦12 個碳原子，每個皿可以含有約1個到約4個碳原子。作為進一步的例子，這 些烷基可能為甲基和/或乙基。此種類型的多胺反應物可包括二甲基氨基丙氨 (DMAPA)及N-甲基哌嗪。此^it用的羥基胺包括化合物、低聚物或者共聚物，其含有至少一個能夠 與烴基取代的琥珀酸或者酸酐反應的伯或仲胺。此處適用的羥基胺的例子包括 氨乙基乙醇銜AEEA)、氨丙基二乙醇銜APDEA)、乙醇胺、二乙醇胺(DEA)、 部分丙氧割七六亞甲基二銜例如HMDA-2PO或HMDA-3PO)、 3-氨蟇l,2-丙 二醇、三(羥甲基)氨基甲微2-氨蟇l,3-丙二醇。氨與烴基取代的琥珀酸或者酸酐的摩爾比的範圍可以為約1:1至約3.0:1。 另一個實施例中，氨與烴 (代的琥珀酸或者酸酐的摩爾比的另一個例子的範 圍可以為約1.5:1至約2.0:1。前述分散劑也可以是後處理的分散劑，例如ffl31用順丁烯二酸酐或者硼酸 處理分散劑製備，例如在美國專利5,789,353中有描述，或者用壬基苯酚、甲 醛及乙醇酸處理分散劑，例如在美國專利5,137,980中有描述，在此引入其公 開內容作為參考。曼尼期鹼分散齊呵以是典型地在環上有一錯麟基取<堪的縫苯酚與 —種或多種含有約1個到7個碳原子的脂族敏例如甲醛及其衍生物)及多銜尤 其是聚亞縫多銜的反應產物。例如，曼尼期WE^分散劑可以通過下列方法 製備縮合約一摩爾比例的長,取代的苯酚與約1至約2.5摩爾的甲醛及約 0.5至約2摩爾的聚亞烷基多胺。用於製備曼尼期多胺分散劑的烴麗以是那些衍生自基本飽合的石油餾分及諸如具有2至約6個碳原子的單烯烴的聚合物之類的烯烴聚合物者。烴源一 般含有例如至少約40個碳原子，作為進一步的例子，至少約50個碳原子以為 分散劑提供充分油溶解性。GPC數均分子量範圍為約600至5000的烯烴聚合 物可以是適當的。但是，也可以使用更高分子量的聚合物。適當的烴源可以是 異丁烯聚合物和由異丁烯及殘油液流混糊製成的聚糊。適當的曼尼期鹼分散齊呵以;13ia下列方法形成的曼尼期鹼無灰分散劑 縮合約一摩爾比例的長l^g取代的苯酚與約1至約2.5摩爾的甲醛及約0.5至 約2摩爾的聚亞烷基多胺。適於用作無灰分散劑的聚合多胺分散劑是含有鹼性氨基和油溶性基團(例 如具有至少約8個碳原子的側烷基)的聚合物。此種材料的例子為由各種諸如甲 基丙烯酸癸酯、乙烯基癸基醚或者較高H量烯烴之類的單體與氨基烷基丙烯 酸酯及氨基烷基丙烯醯胺形成的共聚體。聚合多胺分散劑的例子見美國專利 3,329,658; 3，449，250; 3,493,520; 3,519,565; 3,666,730; 3,687,849及3,702,300， 在此引入其全部公開內容作為參考。聚合多胺可以包括烴基多胺，其中烴基由 前述異丁烯和殘油I液流的聚合產品組成。PIB-胺和PIB-多胺也可以使用。前述無灰分散劑的生產方法是本領域技術人員公知的，並在專利文件中進 行了報導。例如，具有前述類型的各類，分散齊啲合成記載於諸如下列美國 專利的專利中2,459,112; 2,962,442， 2,984,550; 3,036,003; 3,163,603; 3,166,516; 3,172,892; 3,184,474; 3,202,678; 3,215,707; 3,216,936; 3,219,666; 3,236,770; 3，254，025; 3,271,310; 3,272,746; 3,275,554; 3,281,357; 3,306,908; 3,311,558; 3,316,177; 3,331,776; 3,340,281; 3,341,542; 3,346,493; 3,351,552; 3,355,270; 3,368,972; 3,381,022; 3,399,141; 3,413,347; 3,415,750; 3,433,744; 3,438,757; 3,442,808; 3,444,170; 3,448,047; 3,448,048; 3,448,049; 3,451,933; 3,454,497; 3,454,555; 3,454,607; 3,459,661; 3,461,172; 3'467，668; 3,493,520; 3,501,405; 3,522,179; 3，539，633; 3，541，012; 3,542,680; 3,543,678; 3,558,743; 3，565，804; 3,567,637; 3,574,101; 3,576,743; 3,586,629; 3,591,598; 3,600,372; 3，630，904; 3,632,510; 3,632,511; 3,634,515; 3,649,229; 3,697,428; 3,697,574; 3，703，536; 3，704，308; 3,725,277; 3,725,441; 3，725，480; 3,726,882; 3,736,357; 3,751,365; 3，756，953; 3,793,202; 3,798,165; 3，798，247; 3,803,039; 3,804,763; 3,836,471; 3,862,981; 3,872,019; 3,904,595; 3,936,480; 3,948,800; 3,950,341;3,957,746; 3,957,854; 3'957，855; 3,980,569; 3,985,802; 3，991，098; 4,006,089; 4,011,380; 4,025,451; 4,058,468; 4,071,548; 4,083,699; 4,090,854; 4,173,540; 4,234,435; 4,354,950; 4,485,023; 5,137,980及Re 26，433，在此引入作為參考。適當的無灰分散劑的例子是含硼分散劑，該分散劑可以Sil使無灰分散劑 硼化(使之含卿而形成，所述無灰分散劑在分子中具有鹼性氮禾P/或至少一個羥基，例如琥珀醯鵬分散劑、琥珀 分散劑、琥珀酸酯分散劑、琥珀酸S^醯胺分散劑、曼尼期鹼散劑，或者烴基胺或多胺分散劑。可以用於硼化前述各種類型的無灰分散劑的方法記載於下列美國專利中3087936: 3254025; 3281428; 3282955; 2284409; 2284410: 3338832; 3344069; 3533945; 3658836; 3703536; 3718663; 4455243及4652387，在此引入其全部公開內容作為參考。硼化的分散劑可以包括經過硼處理的高分子量分散劑，使得硼化的分散劑 包括至多約2w^/。的硼，例如約0.8wtr。或更少的硼，作為進一步的例子，約O.l 至0.7 wt。/。的硼，，一步的例子，約0.25至0.7 wtT。的硼，並且進一步的例 子，約0,35至0.7 wt"/。的硼。分散劑可溶解入適當粘度的油中以易於艦。應 該理解，此處給出的重量百分比是用於純分散齊啲，不包括加入的ftf可稀釋油。分散劑可進一步與有機酸、酸酑和/或醛激混合物反應。該，能夠改善 例如與彈性體密封件的兼容性。硼化的分散劑可進一步包括硼化分散劑的混合 物。作為進一步的例子，硼化的分散劑可包括，分散劑禾P/或可以不含磷。分散劑在潤滑組合物中的存在量可以佔潤滑組合物的約O.l wt^至約10 wt %，例如約2wt^至約7wt^，作為進一步的例子，約3wtX至約5wt^。公開的潤滑組合物中所使用的摩擦改性劑可以選自多種用於在潤滑組合物 中賦予此種功用的適當化^/及材料。摩擦改性劑可以作為一種#^蟲類型的化 合物J頓或者作為不同鄉化，的混^K頓。摩擦改性齊啲非限制性實例 包括含氮化合物、含灰化合物及不含氮化合物。在一方面，公開的潤滑組合物 可以包括不，化，及含鉬化^t)。含氮化合物可以是任何包含鹼性氮的化合物。在一方面，含氮化合物可以 是長ia基胺。長ffiE烷基胺摩擦改性齊抱括例如N-脂族烴基取代的三亞甲基 二胺，其中N-脂族烴魏代基是至少一個不含炔類不飽和鍵的直鄉旨族烴基， 並且具有約14至約20個碳原子。此IW擦改性劑化合物的非限制性實例是N-
油蟇三亞甲基二胺。其它適當化合鵬括N-牛脂蟇三亞甲基二胺及N-椰油基 -三亞甲基二胺。—組摩擦改性劑包括N-脂族烴基取代的二乙醇胺，其中N-脂族烴皿代 基超少一個不含'麟不飽和鍵的直鄉旨族烴基，並且具有約14至約20個碳 原子。此處使用的術語"烴基取代基"或者"烴基"以其普通意義使用，其是 本領,術人員公知的。其特別指一個碳原子直接連接在分子剩餘部分上，且 主要具有賺性的基團。烴基的例子包括(1) 烴取代基，艮P脂方貧如烷基或烯基)、月旨環銜如環烷基、環烯基)取代基 及芳J^"、脂l^及脂環族取代的芳族取代基，及環式取代基，其中環通過分子 的另一部分完敬如兩個取j堪一 起形成一個脂環族基團)(2) 取代的烴取代基，即含有非烴基團的取代基，在本發明的上下文，其 不改鼓要的烴取4徵如卣素(尤其是氯和節、羥基、烷 、巰基、m基、 硝基、亞硝基、硫flS);(3) 雜原子取代基，即在本發明的上下文中，雖然具有主要的烴特性，但 在環或鏈上除由碳原子組成還含有不同於碳的原子的取代基。雜原子包括硫、 氧、氮，還包括如吡啶基、呋喃基、噻吩基及咪唑基的取代基。一般而言，在 烴基中每十個碳原子會出現不超過兩個，例如不超過一個非烴取代基；典型而 言，在烴基裡不存在非烴取代基。正如上文討論的，摩擦改性劑可以包括不同化合物的混合物，如至少一種 N-脂族烴基取代的二乙醇胺與至少一種N-脂族烴,代的三亞甲基二胺的組 合，其中N-脂族烴魏^S超少一個不含'麟不飽和鍵的直鄉鏃烴基，並 且具有約14至約20個碳原子。關於辦擦改性劑組合的更詳細內粉l」於美國 專利5,372,735和5,441,656中，在此引入其公開內容作為參考。摩擦改性齊呵以是含灰化糊。在一方面，含灰化合物可以是含鉬化合物。 用於此處公幵的潤滑組合物的的含鉬化，可以是無硫禾P/或無磷的。無硫及無 磷的含鉬化合物可以il^^5硫及無磷的鉬源與^M基^/或醇基團的有機化合 物進行反應製備。無硫及無磷的鉬源的例^括三氧化鉬、鉬,、鉬酸鈉及 鉬,。氨基基團可以是單胺、二胺或者多胺。醇基團可以是單取代醇、二醇 或者雙醇、棘多醇。例如，二胺與脂肪油反應生成含有氨凝卩醇基團的產物，
該產物可與無硫和磷的鉬源進行反應o在專禾U及專利申樹在此全部弓l入作為參考)中出現的無硫及無磷的含鉬化合物的例子包括下列化合物i!M使特定鹼性氮化合物與鉬源進行反應而製備的化合物，如美國專利4,259,195和4,261,843所述。艦^)S魏代的羥基烷 基化胺與鉬源進行反應而製備的化合物，如美國專利4,164,473所述。通過使 酚醛縮合產物、單烷基化亞烷基二胺與鉬源進行反應而製備的化合物，如美國 專利4,266,945所述。通過使脂肪油、二乙醇胺與鉬源進行反應而製備的化合 物，如美國專利4，889，647所述。艦{別旨肪油棘酸與2<2-氨乙基)氨基乙醇 與鉬源進行反應而製備的化合物，如美國專利5,137,647所述。通過使仲胺與 鉬源進行反應而製備的化合物，如美國專利4，692;256所述。艦使二醇、二 氨基或#^基醇化合物與鉬源進行反應而製備的化合物，如美國專利5,412,130 所述。通過使脂肪油、單烷基 烷基二胺與鉬源進行反應而製備的化合物， 如歐洲專利申請EP 1 136 496 Al所述。艦働旨族酸、單織itt烷基二胺、 甘油酯與鉬源迸行反應而製備的化合物，如歐洲專利申請EP 1 136 497 Al所 述。通過使脂肪油、二乙醇胺與鉬源進行反應而製備的化合物，如美國專利 4,889,647所述。在一方面，含硫、含鉬化合物也可以用於此處公幵的潤滑組合物。含硫、 含鉬化合物可以通過多種方法製備。 一種方法包括使無硫和/或無磷鉬源與氨基 和一種或者多種硫源進行反應。硫源可以包括但並不限於例如二硫化碳、硫化 氫、硫化鈉及元素硫。或者，含硫、含鉬化合物可以通過使含硫鉬源與氨基或 者秋蘭姆基團及任選的仲硫源進行反應製備。例如，三氧化鉬與仲胺及二硫化 碳反應生成二硫^M基甲酸鉬。或者，(NH^c^Su * n(HpX其中n為約0至 2)與二硫化四^S^蘭姆反應生^H環含硫二硫代氨基甲,。出現在專利及專利申請文件中的含硫、含鉬化合物的非限制性實例包括下 列化合物通過使三氧化鉬與仲胺及二硫化碳進行反應而製備的化糊，如美 國專利3,509,051和3,356,702所述。M31^^硫鉬源與仲胺、二硫化碳及另外 的硫源進行反應而製備的化合物，如美國專利4,098,705所述。通過使滷化鉬 與仲胺及二硫化碳進行反應而偉格的化合物，如美國專利4,178,258所述。通 過使鉬源與鹼性氮化合物及硫源進行反應而製備的化合物，如美國專利 4風152， 4,265,773， 4,272,387， 4,285,822， 4,369,119， 4,395,343所述。通過
使四硫代鉬酸銨與鹼性氮化合物進行反應而製備的化合物，如美國專利4,283,295所述。艦j頓烴、硫、胺與鉬,行反應而製備的化合物，如美國 專利4,362,633所述。通過使四硫代鉬酸銨與鹼性氮化合物及有機硫源進行反 應而製備的化合物，美國專利4,402,840所述。通過使酚化合物、胺及鉬源與 硫源進行反應而製備的化合物，如美國專利4,466,901所述。ffiil使甘油三酸 酯、鹼性氮化合物、鉬源與硫源進行反應而製備的化糊，如美國專利4,765,918 所述。通過^^基硫代黃原酸鹼金屬鹽與滷化鉬進行反應而製備的化合物，如 美國專利4,966,719所述。通過使二硫化四垸基秋蘭姆與六羰鉬進行反應而制 備的化合物，如美國專利4,978,464所述。通過使二黃原,基酯與六羰鉬進 行反應而製備的化合物，如美國專利4,990,271所述。通過使烷基黃原酸鹼金 屬鹽與四乙酸二鉬進行反應而製備的化合物，如美國專利4，995，996所述。通 過使(NH》2Mo^u * 2Hp與二烷基二硫代氨基甲酸^^屬鹽或者二硫化四^ 秋蘭姆進行反應而製備的化合物，如美國專利6232276所述。通過使酯或者 酸與二胺、鉬源及二硫化碳進行反應而製備的化合物，如美國專利6,103,674 所述。通過使二烷基二硫<懷基甲酸艦屬鹽與3-氯丙艦三氧化鉬進行反應 而製備的化合物，如美國專利6,117,826所述。含鉬化合物的非限制性實例包括羧,、氨基鉬、硫代磷勝目、硫j慣基 甲鵬目、二硫代氨基甲,及類似化，。含灰化合物的另外的例^括但並不限n鈦化合物和含鉤化合物。另夕卜組適用的摩擦改性齊抱縣如多元醇酯之類的非織化，，例如 單油m油酉試GMO)、單月桂W油酉KGML)及類似化^。摩擦改性化合物以任何期望或有效量存在於潤滑組合物中。在一方面，相 對於潤滑組合物的總重量，潤滑組合物可包括約0.05 wf/。至約3 wt%，例如約 0.2 wt。/。至約1.5 wt%，作為進一步的例子，約0.3 wf/。至約1 wty。的摩擦改性化 合物。然而，本領域普通技術人員能理解<封可量均可以使用。此處公開的潤滑組合物可以包含基礎油。適用於配製所公開組合物的基礎 油可以選自合成油^#礦物油或者其混合物中的任何一種。礦物油包括動物油 和植物油(例如蓖麻油、由豬油提煉出來的油)及其它礦物潤滑油，例如液體石 油和翻ij鵬或者酸處理的石蠟、環烷烴或混合石蠟-環烷烴型礦物潤滑油。源 自煤或頁巖的油也適用。另外，源自液化氣工藝的油也適用。 基礎油可以主要量存在，此處的"主要量"應理解為超過或等於50%， 例如佔潤滑組合物重量的約80%至約98%。基礎油典型的粘度在IO(TC時為例如約2至約15 est,進一步而言，約2 至約10 est 。合成油的非限制性實例包括烴油，如聚合及互聚合的烯烴(例如聚丁烯、 聚丙烯、丙烯異丁烯共聚物荀；聚a烯烴，如聚(l-己烯)、聚(l-辛烯)、爽l-癸 烯)等及其混合物；院基苯(例如十二'織苯、十四烷基苯、二壬基苯、二(2-乙 基dS)苯荀；聚戮例如聯苯、三聯苯、^S化棘荀；烷基化1i^基 化1基硫化物及衍生物、類似物及其同系物等。末端羥基已被酯化、醚化改性的環氧烷聚合物和共聚體及其衍生物組成另 一類可以使用的己知合成油。此類油的示例為皿環氧乙烷或環氧丙烷聚合而 製備的油，這些聚氧化烯聚合物的垸凝卩芳基敏例如具有平均分子量約1000 的甲基聚異丙二醇醚，具有分子量約500-1000的聚乙二醇二苯醚，具有分子量 約1000-1500的聚丙二醇二乙醚荀，或它們的單和聚羧基酯，例如乙酸酯、混 合C^的脂族酸酯、或四甘醇的Cu含氧酸二酯。可以使用的其它種類的合成油包括二羧敏例如鄰苯二甲酸、琥珀酸、烷 基琥珀酸、烯基琥珀酸、馬來酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、反式丁烯二酸、 己二酸、亞油酸二聚物、丙二酸、烷基丙二酸、烯基丙二酸等)與不同S享(例如 丁醇、己S享、十二烷醇、2-乙基己醇、乙二醇、二甘醇單醚、丙二醇等)的酯。 這些酯的具體例子包括己二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、反式丁烯二 酸二正己酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二異辛酯、壬二酸二異癸酯、鄰苯二甲酸 二辛酯、鄰苯二甲酸二癸酯、癸二酸二(二十烷基)酯、亞油酸1物的2-乙基 己基二酯、iM—摩爾癸二酸與兩摩爾四甘醇及兩摩爾2-乙基己酸反應形成的 複合酯等。用作合成油的酯也包括由；12 —元羧酸和多元醇以及多羥基醚例如新戊二 醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇等製成的酯。因此，能用於製備此處公開的組，的基礎油可以選自美國石油齢基礎 油互換指南(the American Petroleum Institute (API) Base Oil Interchangeability Guidelines)中規定的I-V組基礎油的任意一種。該基礎油種類如下第I組包括少於90%的飽和烴和/駄於0.03。/。的硫並具有大於或等於80
但小於120的粘度指數第II組包括大於或等於90%的飽和烴和小於或等於 0.03%的硫並具有大於或等於80但小於120的粘度指數；第m組包括大於或 等於90%的飽和烴和小於或等於0.03%的硫並具有大於或等於120的粘度指數；第iv組是聚ci烯;Jg(PAO);第v組包括不包括在i、 n、 m或iv組中的所有其它基礎油。用於定義戰類別的測試方法，ASTM D2007用於測定飽和烴，ASTM D2270用於測定粘度指數，ASTM D2622、 4294、 4927和3120中的一種用於測定硫。第IV組的基礎油，即聚a烯^(PAO)包括(i烯烴的氫化低聚物，最重要 的低聚方法是自由基工藝，齊格勒催化，和陽離子的FriedeK:rafts催化。聚a烯烴在10(TC—般具有2-100cSt的粘度，例如在IOO'C為4-8 cSt。例 如，它們可以是具有約2-約30個碳原子的支^E鏈a烯烴的低聚物，非限 制性實例包括聚丙烯、聚異丁烯、聚-l-丁烯、聚-l-己烯、聚-l-辛烯和聚-l-癸 烯。包括的是均聚物、共聚體和混合物。關於上面涉及的基礎油的平衡，"I組基礎油"也包括可以與其它一種或 多種其它組的基礎油混合的I組基礎油，條件是所得混合物的特性^， I 組基礎油的規定範圍內。典型的基礎油包括第I組基礎油和第n組基礎油與第I組光亮油的混，。適於用在此處的基礎油可以通過j頓各種不同的工藝製造，該工藝包括但 不限於蒸餾、溶劑精製、i^b理、低聚、酯化和再精煉。基礎油可以是衍生自費-託合成烴類的油。費-託合 類可以由含&和CO 的合成氣體〗柳費-託催化齊脾恪。為了肖調作基礎油，該烴類一般需要進一步 加工。例如，該烴可以使用美國專利6,103,099或6,180,575公開的工藝加氫異 構化；〗頓美國專利4,943,672或6，0%,940公開的工藝加i[m和加M^構化; {頓美國專利5,882,505公開的工藝脫蠟；或使用美國專利6,013,171、 6,080,301 或6,165,949公開的工藝加氫異構化和脫蠟。上文所述類型的非精煉、精煉和再精煉油，不管是礦物油或是合成油(也 可以為其任意兩種或多種的混合物)都可以用於基礎油。非精煉油是直接從礦物 或合成原料中獲得的，其不進，彌一步的淨化處理。例如，直接由:？^作獲 得的頁巖油、直接由初級蒸餾獲得的石油^E接由酯化工藝獲得的酯油，其不 進行進一步的處理即為非精煉油。精煉油除了經過一步或多步淨化步驟來改善 其一種或多種性能的進一步處理之外與非精煉油類似。許多此類的淨化技術是 本領職術人員公知的，如溶劑萃取、二次蒸餾、酸或麟取、過濾、滲透等 等。再精煉油艦與用來獲取糈煉油的工藝相類似的工藝獲取，該工藝應用於已經iSA使用的精煉油。該再精煉油也被稱為再生或再加工的油並且常常, 涉及除去失效添加劑、汙^/和油，產物的^加工。一方面，潤滑組合物可以包括少於約325 ppm的硼。另一方面，該潤滑組 合物可以包括少於約300ppm的硼，例如少於280ppm的硼。與未使用該公幵的潤滑組，來潤滑的表面相比，所公開的潤滑組合物能 M^機器表面上的邊界摩擦。一方面，該潤滑組糊肖陂用於/供給任意機器的 任意表面，例如發動機、齒，。任魁也，該潤滑組合物中可以存在其它組分。其它組分的非限制性實例包 括抗磨劑、分散劑、稀釋劑、消泡劑、破乳劑、抗泡劑、阻蝕劑、極壓劑、密 封抓抗氧化劑、傾點下降劑、防鏽劑和摩擦改性劑。實施例 實施例1四種分敏齊0(A-D)和兩種摩擦改性劑以各種組合與基礎油共、^混合/組合來 形成潤滑組合物d頓SAE論文961142(1996年l月灘述的高頻往復設^(HFRR) 測定所得的潤滑組合物的邊界摩擦係數，在此引入其公開內容作為參考。結果 顯示於表1。
表l鄉例油中的分散劑A分散劑B不含築的含鉬的化130 'C的ti^於對比例1B(ppm)離wt0/。),wt%)化合物合 物邊界摩擦鵷係數桫的(wt%)(w(%)%對比例13473.10.00.00.00,139發明l00.03.10.00.00.12113%對比例23473.10.00.50.00.10227%發明200.03.10.50.00.07546%發明31741.551.550.50.00.09035%發明4870.772.330.50.00.07844%對比例33473.10.00.00.50,10326%發明500.03.10.00.50.08836%對比例43473.10.00.00.80.09730%發明600.03.10.00.80.05461%分散劑c分散劑D對比例52952.50.00.30.050.10922%發明700.02.50.30.050,08837%發明8740.631.880.30.050.08340%分散劑A~—高亞乙烯基Pffi基分散劑，用TEPA作為胺並經過硼化。典 型分l/fVoNl.l; TBN16.6mgKOH/g; %B 1.12。分散劑B—常規Pffi基分散劑，用TEPA作為胺。典型分^/。N 1.2; TBN 16.6mgKOH/g。分散劑C—高亞乙烯基PIB基分散劑，用E-100作為胺並經過硼化。 典型分|/ %>41.52; TBN32.7mgKOH/g; %B1.18。分散劑D~高亞乙烯基PIB基分散劑，用WOO作為胺。典型分l/ ToN 1.95: TBN41.4mgKOH/g。對比例1和發明1的結果表示在沒有摩擦改性劑時^ffl含硼的分散齊lj(分 散劑A)比使用不含硼的分散齊IJ(分散劑B)產生更高的邊界摩擦係數。具體而言， 對比例1在潤滑組合物中含有347 ppm的硼。 對比例2顯示不^M的化^比不含摩擦改性劑的對比例1減少27%的 邊界摩擦。然而，不含氮的化，與不含硼的分散靴發明2)的組合比對比例1 ^1>了 46%的邊界摩擦。而且，具有不魏化^/的含硼和不含硼化，的混 合物(發明3和4)產生低於對比例2的邊界摩擦係數。對比例3和4顯^鉬化，和含硼分散劑分別比只含硼的分散齊lj(對比 例1)^>26%和30%的邊界摩擦。然而，含鉬化糊與不含硼分散齊啲組^(發 明5和6)分別減少36%和61%的邊界摩擦。對比例5顯示含硼分散劑、不，化合物和含鉬化合物的組合比對比例1 ^^>了 22。/。的邊界摩擦。然而，發明7顯示不含硼分散劑、不織化，和含 鉬化合物的組合比對比例1減少了 37%的邊界摩擦。在貫穿本說明書的許多地方，參考了許多美國專利、已公開的外國專利申 請及已公開的技術論文。所有這些引用的文獻都特別全部引入到本公開內容 中，如同在此處已完全公開一樣。為了本說明書及附加權禾腰求的目的，除非另有說明，所有在說明書及權 利要求中用來表示數量、百分比或者比例的數字及其它數值應被理解為在所有 情況中以術語"約"修飾。因此，除非有相反說明，在下文的說明書及附加權 利要求中提出的數字參數都是近似值，其可以根據皿本公開內容期望達到的 特性變化。至少，並且沒有將等同原則的適用限制在權利要求範圍內的意圖， 每個數字參數應至少根據記錄的有效數字的數量並應用普通的四捨五入原則進 憎早釋。應注意，如在本說明書及附加權禾腰求中所^ffi的，單數形式"a" "an" 及"the"包括複數指/誦，除非特別並清晰地限於一個指/錫。因此，例如， 當提到"抗氧化劑"時，包括兩種或者更多不同的抗氧化劑。如在此處使用的， 術語"包括"及它的語法變體寳欲是非限制性的，因此，在清單裡說明的項目 並不皿其它可以被取代或者加入清單的類似項目的排除。儘管已對特殊實 織行了描述，fi^於申i諸或者其它本領域的技術 人員來說，可能會出現目前無法預料或可能無法預料的微、修正、變化、改 進及實質同等物。因此，提交的附加權利要求及其可能的修改擬包含，此類的替換、修正、變化、suas實質同糊。
權利要求
1.一種潤滑組合物，包括基礎油、摩擦改性劑和分散劑，其中潤滑組合物包括少於約325ppm的硼。
2. 權利要求1的組，，其中分散劑是不含硼的分散劑。
3. 權利要求1的組，，其中分散劑是聚異丁烯齢散劑。
4. 權利要求1的組合物，其中摩擦改性劑是不^M化合物、含氮化合物 及含灰化合物中的至少一種。
5. 權利要求4的組合物，其中含氮化合物是一種長 ^ 胺，其中長 艦烷基胺選自N-油基三亞甲基二胺、N-判旨蟇三亞甲基二胺、椰油基三亞 甲基二胺及其混合物。
6. 權利要求4的組合物，其中含灰化合物選自含鉬化合物、含鈦化合物 及含^i七合物。
7. —種配製改善燃料效率的潤滑組合物的方法，包括提供種基礎油、分 散齊卿摩擦改性劑，其中組合敏有少於約325 ppm的硼。
8. —種附氐表面上邊界摩擦的方法，包括向表面提供包括基礎油、分散 齊訴H摩擦改性劑的潤滑組合物，其中組，含有少於約325 ppm的硼。
9. 一種潤滑發動機的方法，包括向發動機皿權利要求1的潤滑組合物 的步驟。
10. —種用權利要求1的潤滑組合物潤滑的汽車發動機。
全文摘要
公開了一種潤滑組合物，包括基礎油、摩擦改性劑和分散劑，其中潤滑組合物含有少於約325ppm的硼。也公開了製備和使用所公開的潤滑組合物的方法。
文檔編號C10M133/00GK101165148SQ20071013850
公開日2008年4月23日 申請日期2007年7月13日 優先權日2006年7月14日
發明者J·T·洛珀, M·T·德夫林, W·Y·林 申請人:雅富頓公司