聚酯及聚酯在潤滑劑中的用圖
【專利說明】聚醋及聚醋在潤滑劑中的用途
[0001] 當(dāng)前要求保護(hù)的發(fā)明設(shè)及可W通過使包含至少一種C8-C20格爾伯特醇、至少一種 脂族或環(huán)脂族二簇酸和至少一種徑基官能度為含2至含6的多元醇的混合物反應(yīng)而得到的 新型聚醋W及運(yùn)些聚醋作為潤滑油組合物的組分的用途。
[0002] 聚醋可作為潤滑油組合物的有價(jià)值組分用于寬應(yīng)用領(lǐng)域。例如，為了潤滑噴氣推 進(jìn)飛機(jī)的滿輪發(fā)動(dòng)機(jī)，使用二簇酸和具有中等鏈長的醇的醋或者多種多元醇與具有中等鏈 長的脂肪酸的醋。
[0003] 該類聚醋還W增加的程度用于其中潤滑需求高的其他潤滑問題，例如作為部分合 成發(fā)動(dòng)機(jī)油的混合組分。運(yùn)些聚醋特別適用于運(yùn)些目的基于如下事實(shí)：與基于礦物油的常 規(guī)潤滑劑相比，其具有非常有利的隨溫度變化的粘度行為，W及與具有相當(dāng)粘度的物質(zhì)相 比，傾點(diǎn)明顯更低。
[0004] 運(yùn)些性能也是油適合作為液壓系統(tǒng)的操作流體的基本要求，運(yùn)是因?yàn)槠湔扯葍H允 許在相當(dāng)大的溫度變化下W不顯著的程度改變。此外，其還必須仍然能夠在低溫下使用，運(yùn) 是因?yàn)轭A(yù)期現(xiàn)代車輛在相對(duì)低的環(huán)境溫度下能夠令人滿意地操作而通常無需輔助加熱設(shè) 備。在運(yùn)些低溫下，潤滑劑的關(guān)鍵作用為決定能夠啟動(dòng)車輛的容易程度，W及潤滑所有重要 移動(dòng)部件的快速程度。在運(yùn)些條件下過稠的潤滑劑可導(dǎo)致差的操作性，或者在一些情況下 由于缺油導(dǎo)致的嚴(yán)重設(shè)備故障。
[0005] 對(duì)技術(shù)人員公知的是具有較高粘度的醋油通常證明其在寒冷下的行為較不令人 滿意，運(yùn)是因?yàn)檎扯鹊脑黾油ǔ０殡S著傾點(diǎn)的增加。對(duì)于絕對(duì)必需使用高粘度聚醋的潤滑 問題，開發(fā)了所謂的復(fù)合聚醋（complex polyester)。運(yùn)些復(fù)合聚醋除了單官能醇或酸W 夕h還含有作為醋化組分的二醇或多元醇和二簇酸，從而制備具有低酸值和徑值的聚醋。該 復(fù)合聚醋的粘度在38°C下為約30至300cSt，而在99°C下為10-30cSt。該高粘度復(fù)合聚醋的 傾點(diǎn)通常不在-30°CW下。因此，其在該方面對(duì)許多使用目的而言不令人滿意。
[0006] EP 489 809 B1描述了具有8或9個(gè)碳原子的脂族二簇酸和具有12-20個(gè)碳原子的 格爾伯特醇的醋化產(chǎn)物及其作為潤滑油組合物的組分的用途。
[0007] US 4,053,491描述了支鏈脂族多元醇與飽和支鏈脂族單簇酸的醋及其作為潤滑 劑或水力流體的用途。
[0008] W0 2007/082639 A1描述了可W通過使包含支化單官能醇和脂族二簇酸的混合物 反應(yīng)得到的聚醋作為潤滑劑的用途。
[0009] US 7,038,005 B1設(shè)及一系列基于班巧酸、二聚體醇和格爾伯特醇的反應(yīng)的聚醋。 所得聚醋為高分子量產(chǎn)物，其為皮膚耐受的且具有優(yōu)異的潤膚性。
[0010] EP 335 013 A1提供了一種基于二聚脂肪酸、在α碳原子處不含氨原子的甘油的聚 醋，其中存在C3-C12-元醇鏈終止劑。
[0011] 目前，DIDA(己二酸二異癸基醋）、DITA(己二酸二異十Ξ烷基醋）和TMTC(S徑甲基 丙醇辛酸醋）通常用作潤滑油組合物的組分。盡管運(yùn)些醋顯示出相對(duì)高的粘度指數(shù)且因此 令人滿意的整體溫度/粘度行為，但是運(yùn)些醋的傾點(diǎn)分別為-57°C、-55°C和-54°C。
[001引鑒于現(xiàn)有聚醋的性能，仍然需要提供顯示出改進(jìn)的低溫性能一表達(dá)為低傾點(diǎn)一同 時(shí)維持整體有利的溫度/粘度行為-表達(dá)為高粘度指數(shù)的新型聚醋。
[0013] 因此，當(dāng)前要求保護(hù)的發(fā)明的目的是要提供顯示出改進(jìn)的低溫性能一表達(dá)為低傾 點(diǎn)，尤其是<-60°C的傾點(diǎn)一同時(shí)維持整體有利的溫度/粘度行為-表達(dá)為高粘度指數(shù)的新型 聚醋。
[0014] 該目的通過由作為含徑基的起始化合物的支化一元醇和多官能醇W及作為含酸 性基團(tuán)的起始化合物的脂族和環(huán)脂族二簇酸的組合制備的新型聚醋實(shí)現(xiàn)。
[0015] 因此，在一個(gè)實(shí)施方案，當(dāng)前要求保護(hù)的發(fā)明設(shè)及一種可通過使包含如下組分的 混合物反應(yīng)而得到的聚醋：
[0016] a)至少一種選自具有5-20個(gè)碳原子的脂族二簇酸和具有4-36個(gè)碳原子的環(huán)脂族 二簇酸的酸，
[0017] b)至少一種通式I的一元醇 [001 引
[0019] 其中P表示1、2、3、4、5、6或 7;和
[0020] C)至少一種徑基官能度為> 2至< 6的多元醇。
[0021] 令人驚奇地，本發(fā)明要求保護(hù)的聚醋顯示出改進(jìn)的低溫性能一表達(dá)為低傾點(diǎn)，尤 其是<-60°C的傾點(diǎn)一同時(shí)維持整體有利的溫度/粘度行為-表達(dá)為高粘度指數(shù)。此外，本發(fā) 明要求保護(hù)的聚醋為高度水解穩(wěn)定的且顯示出改進(jìn)的熱穩(wěn)定性。
[0022] 優(yōu)選地，至少一種具有5-20個(gè)碳原子的脂族二簇酸選自戊二酸、壬二酸、癸二酸、 己二酸、庚二酸、辛二酸、^^一燒二酸、十二燒二酸、十Ξ燒二酸、十四燒二酸、十五燒二酸、 十六燒二酸和十八燒二酸。
[0023] 優(yōu)選地，至少一種具有4-36個(gè)碳原子的環(huán)脂族二簇酸選自1,4-環(huán)己燒二簇酸、2， 6-糞燒二簇酸、1，3-環(huán)己燒二簇酸和2，5-降冰片燒二簇酸。
[0024] "脂族"意指具有規(guī)定碳原子數(shù)(例如具有5至20個(gè)碳原子，即5、6、7、8、9、10、11、 12、13、14、15、16、17、18、19或20個(gè)碳原子）的直鏈或支鏈，飽和或不飽和，優(yōu)選飽和的非芳 族控結(jié)構(gòu)部分。就當(dāng)前要求保護(hù)的發(fā)明而言，"脂族"結(jié)構(gòu)部分還包括其中在直鏈或支鏈中 至多3個(gè)，優(yōu)選1或2個(gè)碳原子被獨(dú)立地選自NH、0或S的雜原子替換的結(jié)構(gòu)部分。
[00巧]"環(huán)脂族"意指具有規(guī)定碳原子數(shù)（例如具有4-36個(gè)碳原子，即4、5、6、7、8、9、10、 11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35或 36個(gè)碳原子)且具有1-3個(gè)環(huán)(各環(huán)具有3-8個(gè)，優(yōu)選3-6個(gè)碳原子)的飽和或不飽和，優(yōu)選飽 和的非芳族控結(jié)構(gòu)部分。
[0026] 脂族二簇酸還可其酢的形式使用。
[0027] 更優(yōu)選地，具有5-10個(gè)碳原子的脂族二簇酸作為組分a)存在。甚至更優(yōu)選地，具有 5-8個(gè)碳原子的脂族二簇酸作為組分a)存在。最優(yōu)選地，己二酸作為組分a)存在。
[0028] 組分b)為至少一種通式I的一元醇
[0029]
[0030] 其中p表示1、2、3、4、5、6或 7。
[0031 ] 至少一種通式I的一元醇為2-乙基-1-己醇（對(duì)于p=l)、2-丙基-1-庚醇(對(duì)于p = 2)、2-下基-1-辛醇(對(duì)于p = 3)、2-戊基-1-壬醇(對(duì)于p = 4)、2-己基-1-癸醇(對(duì)于p = 5)、2- 庚基-1 燒醇(對(duì)于P = 6)和2-辛基-1 -十二燒醇(對(duì)于P = 7)。
[0032] 優(yōu)選地，P表示1、2、3、4或5。更優(yōu)選地，P表示2。
[0033] 通式I的一元醇優(yōu)選W不同結(jié)構(gòu)異構(gòu)體的混合物形式存在。尤其是對(duì)于p = 2,得到 具有10個(gè)碳原子的一元醇。具有10個(gè)碳原子的一元醇優(yōu)選作為包含如下組分的混合物存 在：
[0034] bl)具有10個(gè)碳原子和通式II結(jié)構(gòu)的一元醇
[0035]
[0036] 其中
[0037] 化選自戊基、異戊基、2-甲基下基、3-甲基下基和2，2-二甲基丙基，
[003引 R2為Η或甲基，
[0039] R3選自乙基、丙基和異丙基，和
[0040] b2)具有10個(gè)碳原子和通式ΙΠ 結(jié)構(gòu)的一元醇
[0041]
[0042] 其中
[004引 R4選自戊基、異戊基、2-甲基下基、3-甲基下基和2,2-二甲基丙基，
[0044] Rs為Η或甲基，
[004引 Rs選自乙基、丙基和異丙基，
[0046] 條件為一元醇bl)和一元醇b2)具有不同的結(jié)構(gòu)。
[0047] 優(yōu)選地，一元醇bl)選自2-丙基庚醇、2-丙基-4-甲基己醇、2-丙基-5-甲基己醇、2- 異丙基-4-甲基己醇、2-異丙基-5-甲基己醇、2-丙基-4,4-二甲基戊醇、2-乙基-2,4-二甲基 己醇、2-乙基-2-甲基庚醇、2-乙基-2,5-二甲基己醇和2-異丙基庚醇。更優(yōu)選地，一元醇bl) 為2-丙基庚醇。
[004引優(yōu)選地，一元醇b2)選自2-丙基庚醇、2-丙基-4-甲基己醇、2-丙基-5-甲基己醇、2- 異丙基-4-甲基己醇、2-異丙基-5-甲基己醇、2-丙基-4,4-二甲基戊醇、2-乙基-2,4-二甲基 己醇、2-乙基-2-甲基庚醇、2-乙基-2,5-二甲基己醇和2-異丙基庚醇。更優(yōu)選地，一元醇b2) 為2-丙基-4-甲基己醇。
[0049] 優(yōu)選地，一元醇bl)與一元醇b2)的重量比為5:1至95:1，更優(yōu)選為6:1至50:1，甚至 更優(yōu)選10:1至40:1，最優(yōu)選20:1至35:1。
[0050] 優(yōu)選地，至少一種徑基官能度為含2至含6的多元醇選自乙二醇、二甘醇、Ξ甘醇、 1,2-丙二醇、雙丙甘醇、Ξ丙二醇、1,4-下二醇、1,6-己二醇、雙酪Α、Ξ徑甲基丙烷、甘油、藍(lán) 麻油、季戊四醇、山梨糖醇、雙季戊四醇和薦糖。
[0051] 在不同多元醇的混合物的情況下，數(shù)均徑基官能度表示為混合徑基官能度fn (OH)。混合徑基官能度可為非整數(shù)如2.2、2.4或2.5。
[0052] 更優(yōu)選地，作為組分C)存在的至少一種多元醇具有含3至含6的徑基官能度。
[0053] 優(yōu)選地，本發(fā)明要求保護(hù)的聚醋具有在40°C下根據(jù)DIN 51562-1測(cè)定為含10至< SOOmm^s，更優(yōu)選含10至含400mmVs，甚至更優(yōu)選含12至含380mmVs的粘度。
[0054] 優(yōu)選地，本發(fā)明要求保護(hù)的聚醋具有在100°C下根據(jù)DIN 51562-1測(cè)定為> 3至< 50nV/s，更優(yōu)選含3至含45mmVs的粘度。
[0055] 優(yōu)選地，聚醋具有根據(jù)ASTM D 2270測(cè)定為> 110至< 190,更優(yōu)選> 110至< 180， 甚至更優(yōu)選^ 110至^ 170,甚至更優(yōu)選^ 130至^ 170的粘度指數(shù)。
[0056] 令人驚奇地，本發(fā)明要求保護(hù)的聚醋具有<1. Ig/cm3,優(yōu)選<1. Ig/cm3的密度。優(yōu)選 地，本發(fā)明要求保護(hù)的聚醋具有在15°C下根據(jù)DIN 51757測(cè)定為>0.91至<0.99g/cm3,更 優(yōu)選含0.91至含0.98g/cm3，最優(yōu)選含0.92至含0.97g/cm3的密度。
[0057] 優(yōu)選地，本發(fā)明要求保護(hù)的聚醋具有根據(jù)DIN 51558測(cè)定為> 0.01至< 0.4m巧0H/ g，更優(yōu)選> 0.05至< 0.4m巧OH/g，甚至更優(yōu)選> 0.05至< 0.3m巧OH/g的酸值。
[005引優(yōu)選地，本發(fā)明要求保護(hù)的聚醋具有根據(jù)DIN 53240測(cè)定為>0.2至<4.OmgKOH/ g，更優(yōu)選> 0.2至< 3. Om巧OH/g，甚至更優(yōu)選> 0.2至< 2.8mg KOH/g的徑值。
[0059] 優(yōu)選地，該混合物包含
[0060] >25至含50重量％組分a)，
[0061] ^ 40至^70重量％組分b)，和
[0062] > 0.1至 <20重量％組分C)，
[0063] 其中所有組分a)、b)和C)的重量之和總計(jì)為100 %。
[0064] 優(yōu)選地，該混合物包含
[006引 >25至含50重量％組分a)，
[0066] ^ 40至^70重量％組分b)，和
[0067] > 0.5至 < 15重量％組分C)，
[006引其中所有組分a)、b)和C)的重量之和總計(jì)為100%。
[0069] 更優(yōu)選地，該混合物包含
[0070] > 29至含45重量％組分a)，
[0071] > 40至。0重量％組分b)，和
[0072] > 0.8至 < 14重量％組分C)，
[0073] 其中所有組分a)、b)和c)的重量之和總計(jì)為100%。
[0074] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，當(dāng)前要求保護(hù)的發(fā)明設(shè)及一種可通過使包含如下組分的 混合物反應(yīng)而得到的聚醋：
[0075] al)至少一種具有5-10個(gè)碳原子的脂族二簇酸，
[0076] bl)至少一種通式I的一元醇
[0077