專利名稱：用于潤滑劑的噻二唑烷添加劑的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及潤滑劑，特別是潤滑油，更具體地涉及由5-烷基-2-硫酮-1，3，4-噻二唑烷得到的無灰、不含磷、耐磨、抗廢勞和極壓的添加劑。
2.相關(guān)技術(shù)描述在開發(fā)潤滑油的過程中，已經(jīng)做了許多嘗試來提供賦予潤滑油抗廢勞、耐磨和極壓特性的添加劑。二烷基二硫代磷酸鋅(ZDDP)作為耐磨添加劑在配制油中已經(jīng)應(yīng)用了50多年了。但二烷基二硫代磷酸鋅產(chǎn)生灰，而這會(huì)在汽車尾氣排放中產(chǎn)生顆粒物質(zhì)，并且管理機(jī)構(gòu)正在尋求減少向環(huán)境中排放鋅。另外，磷也是ZDDP的一種成分，被懷疑限制了催化轉(zhuǎn)化器的使用壽命，而該催化轉(zhuǎn)化器用在車上來減少污染。因?yàn)槎拘院铜h(huán)境原因，限制在發(fā)動(dòng)機(jī)使用過程中形成的顆粒物質(zhì)和污染是很重要的，另外保持潤滑油的耐磨特性不降低同樣很重要。
考慮到已知的含鋅和磷的添加劑的前述缺點(diǎn)，已經(jīng)進(jìn)行努力來提供既不含鋅也不含磷或者至少其含量明顯降低的潤滑油添加劑。
無鋅即無灰、不含磷的潤滑油添加劑的例子為在US 5,512,190中所公開的2，5-二巰基-1，3，4-噻二唑和不飽和的單、二-和三-甘油酯的反應(yīng)產(chǎn)物，以及由US 5,514,189中的二烷基二硫代氨基甲酸酯衍生的有機(jī)醚。
US 5,512,190公開了一種能為潤滑油提供耐磨特性的添加劑。所述添加劑是2，5-二巰基-1，3，4-噻二唑和不飽和單、二-和三-甘油酯的混合物的反應(yīng)產(chǎn)物。另外公開的是通過使不飽和單、二-和三-甘油酯的混合物與二乙醇胺反應(yīng)提供中間反應(yīng)產(chǎn)物，并使該中間反應(yīng)產(chǎn)物與2，5-二巰基-1，3，4-噻二唑反應(yīng)產(chǎn)生的具有耐磨特性的潤滑油添加劑。
US 5,514,189公開了已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由二烷基二硫代氨基甲酸酯衍生的有機(jī)醚對(duì)潤滑劑和燃料來說是有效的耐磨/抗氧化劑添加劑。
US 5,084,195和US 5,300,243公開了N-?；?硫代聚氨酯硫脲用作潤滑劑或液壓流體的特定耐磨添加劑。
前述參考文獻(xiàn)的公開內(nèi)容在這里全文作為參考引入。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及具有如下通式的化合物 其中R1為具有1到30個(gè)碳原子的烴或官能化烴，R2和R3分別獨(dú)立地選自具有1到30個(gè)碳原子的烴或官能化烴、以及氫，并且X為氧、硫或氮。
在上述結(jié)構(gòu)通式中，R1、R2和R3可以為直鏈或支鏈的、完全飽和或部分不飽和的烴部分，優(yōu)選為具有1-30個(gè)碳原子的烷基或鏈烯基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、油基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、三十烷基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、油烯基(oleenyl)、十九碳烯基、二十碳烯基、二十一碳烯基、二十二碳烯基、二十三碳烯基、二十四碳烯基、二十五碳烯基、三十碳烯基等，以及其異構(gòu)體和混合物。另外，R1、R2和R3可以為直鏈或支鏈的、完全飽和或部分不飽和的烴鏈，優(yōu)選具有1-40個(gè)碳原子，并且在其內(nèi)可以含有酯基或雜原子如氧、硫和氮，所述雜原子可以為醚、聚醚、硫醚、胺和酰胺的形式。這就是所謂的“官能化烴”的含義。
本發(fā)明的5-烷基-2-硫酮-1，3，4-噻二唑烷化合物可用作潤滑油的無灰、不含磷、抗廢勞、耐磨、極壓的添加劑。
本發(fā)明還涉及潤滑油組合物，所述組合物包括潤滑油和功能特性改進(jìn)量的至少一種具有上述通式的5-烷基-2-硫酮-1，3，4-噻二唑烷化合物。更具體地，本發(fā)明涉及一種組合物，其包括如下物質(zhì)(A)一種潤滑劑，和(B)至少一種具有如下通式的5-烷基-2-硫酮-1，3，4-噻二唑烷化合物 其中R1為具有1到30個(gè)碳原子的烴或官能化烴，R2和R3分別獨(dú)立地選自具有1到30個(gè)碳原子的烴或官能化烴、以及氫，并且X為氧、硫或氮。
優(yōu)選的是在本發(fā)明的組合物中，5-烷基-2-硫酮-1，3，4-噻二唑烷的存在濃度范圍為約0.01wt％至約10wt％。
優(yōu)選實(shí)施方案的描述本發(fā)明的5-烷基-2-硫酮-1，3，4-噻二唑烷化合物具有如下通式 其中R1為具有1到30個(gè)碳原子的烴或官能化烴，R2和R3分別獨(dú)立地選自具有1到30個(gè)碳原子的烴或官能化烴、以及氫，并且X為氧、硫或氮。
在上述結(jié)構(gòu)通式中，R1、R2和R3優(yōu)選為具有1-30個(gè)碳原子的烷基部分，更優(yōu)選具有1-22個(gè)碳原子，并且最優(yōu)選具有1-10個(gè)碳原子，并且其可以為直鏈或者支鏈、完全飽和或部分不飽和的烴鏈，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、油基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、三十烷基、三十五烷基(pentatriacontyl)、四十烷基等、以及其異構(gòu)體，如1-乙基戊基，以及它們的混合物。其中，R1、R2和/或R3為烷基，它們可以為直鏈或支鏈烴鏈、完全飽和的或部分不飽和的烴鏈、烷芳基，其中所述鏈可以含有酯基或雜原子如氧和/或硫和/或氮，其可以為醚、聚醚、硫醚、胺、酰胺等形式。正如這里所應(yīng)用的，術(shù)語“烷基”還包括“環(huán)烷基其中烷基是環(huán)狀的，優(yōu)選含有3-9個(gè)碳原子，例如環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基、環(huán)辛基、環(huán)壬基等。具有5或6個(gè)碳原子的環(huán)烷基部分即環(huán)戊基或環(huán)己基是更優(yōu)選的。
另外，R1和R3可以稠和在一起作為螺環(huán)烷基CH2(CH2)nCH2的一部分，其中n＝1-4。
應(yīng)用本發(fā)明的5-烷基-2-硫酮-1，3，4-噻二唑烷化合物可以提高潤滑劑的抗廢勞、耐磨和極壓特性。
本發(fā)明的添加劑的基本合成本發(fā)明的5-烷基-2-硫酮-1，3，4-噻二唑烷化合物可按如下過程合成。
過程A向一個(gè)配有回流冷凝器、機(jī)械攪拌器、熱電偶和氮保護(hù)氣的500mL國底三頸反應(yīng)燒瓶中加入100mL己烷溶劑。所述溶劑可以是對(duì)反應(yīng)物和產(chǎn)物均為化學(xué)惰性的任何其它液體，所述這種溶劑也能夠與水共沸，例如庚烷、甲苯和二甲苯。向該溶劑中加入醛或酮(0.5摩爾)。然后在1小時(shí)內(nèi)向己烷/醛(或酮)溶液中逐滴加入甲肼(0.5摩爾)，由于發(fā)生了放熱反應(yīng)而需要進(jìn)行冷卻。然后使反應(yīng)介質(zhì)溫和回流1小時(shí)。然后用Dean-Stark脫水器替換回流冷凝器來收集水副產(chǎn)物。當(dāng)理論量的水被收集后，將反應(yīng)介質(zhì)冷卻至25℃。然后在1小時(shí)內(nèi)逐滴加入二硫化碳(0.5摩爾)，同時(shí)利用外部冷卻保持放熱反應(yīng)的溫度低于35℃。當(dāng)二硫化碳的加入完成后，升高溫度進(jìn)行回流或者至115℃，并保持1小時(shí)。然后在真空條件下脫除溶劑。然后可以通過硅藻土過濾助劑(Celite filter aid)床層對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行精制過濾。
過程B向一個(gè)配有回流冷凝器、機(jī)械攪拌器、熱電偶和氮保護(hù)氣的500mL圓底三頸反應(yīng)燒瓶中加入100mL己烷溶劑。所述溶劑可以是對(duì)反應(yīng)物和產(chǎn)物均為化學(xué)惰性的任何其它液體，所述溶劑還能與水共沸，例如庚烷、甲苯和二甲苯。向該溶劑中加入甲肼(0.5摩爾)。然后在1小時(shí)內(nèi)向己烷/肼溶液中逐滴加入醛或酮(0.5摩爾)，由于發(fā)生了放熱反應(yīng)而需要進(jìn)行冷卻。然后使反應(yīng)介質(zhì)溫和回流1小時(shí)。然后用Dean-Stark脫水器替換回流冷凝器來收集水副產(chǎn)物。當(dāng)理論量的水被收集后，將反應(yīng)介質(zhì)冷卻至25℃。然后在1小時(shí)內(nèi)逐滴加入二硫化碳(0.5摩爾)，同時(shí)利用外部冷卻保持放熱反應(yīng)的溫度低于35℃。當(dāng)二硫化碳的加入完成后，升高溫度進(jìn)行回流或者至115℃，并保持1小時(shí)。然后在真空條件下脫除溶劑。然后可以通過硅藻土過濾助劑(Celitefilter aid)床層對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行精制過濾。
應(yīng)該注意的是在最佳條件下，也可以在沒有溶劑的條件下進(jìn)行反應(yīng)。
與其它添加劑一起使用本發(fā)明的5-烷基-2-硫酮-1，3，4-噻二唑烷添加劑可以用于部分或完全替代目前應(yīng)用的二烷基二硫代磷酸鋅。它們也可以與在潤滑油中通常應(yīng)用的其它添加劑、以及其它無灰、耐磨添加劑組合應(yīng)用。本發(fā)明的二硫酮噻二唑烷添加劑也可以與這些常用的其它添加劑具有協(xié)同作用，從而改進(jìn)油的操作特性。在潤滑油中通常應(yīng)用的添加劑例如分散劑、清潔劑、防腐劑/防銹劑、抗氧化劑、耐磨劑、防沫劑、磨擦調(diào)節(jié)劑、密封膨脹劑、去乳劑、VI改進(jìn)劑、傾點(diǎn)抑制劑等。例如參見US5,498,809，其中描述了有用的潤滑油組合物添加劑，其公開內(nèi)容在這里全文作為參考引用。分散劑的例子包括聚異丁烯琥珀酰亞胺、聚異丁烯琥珀酸酯、曼尼希堿(Mannich Base)無灰分散劑等。清潔劑的例子包括金屬酚鹽、金屬硫代酚鹽、金屬磺酸鹽、金屬烷基水楊酸鹽等。抗氧化劑的例子包括烷基化的二苯胺、N-烷基化的亞苯基二胺、受阻酚、烷基化的對(duì)苯二酚、羥基化的硫代二苯基醚、亞烷基雙酚、油溶性銅化合物等?？梢耘c本發(fā)明的添加劑組合應(yīng)用的耐磨添加劑的例子包括有機(jī)硼酸鹽、有機(jī)亞磷酸鹽、有機(jī)含硫化合物、二烷基二硫代磷酸鋅、二芳基二硫代磷酸鋅、磷硫代烴等。下面為這類添加劑的例子，并且可以從The Lubrizol Corporation商購得到Lubrizol 677A、Lubrizol 1095、Lub rizol 1097、Lub rizol 1360、Lub rizol 1395、Lub rizol5139和Lubrizol 5604。磨擦調(diào)節(jié)劑的例子包括脂肪酸酯和酰胺、有機(jī)鉬硫代和非硫代化合物、二烷基硫代氨基甲酸鉬、二烷基二硫代磷酸鉬等。防沫劑的例子為聚硅氧烷等。防銹劑的例子為聚氧亞烷基多元醇等。VI改進(jìn)劑的例子包括烯烴共聚物和分散劑烯烴共聚物等。傾點(diǎn)抑制劑的例子為聚甲基丙烯酸酯等。
可以應(yīng)用的代表性常規(guī)耐磨劑包括二烷基二硫代磷酸鋅和二芳基二硫代磷酸鋅。
合適的磷酸鹽包括二烴基二硫代磷酸鹽，其中所述烴基平均含有至少3個(gè)碳原子。特別有用的為至少一種二烴基二硫代磷酸的金屬鹽，并且其中所述的烴基平均含有至少3個(gè)碳原子。由其可以得到二烴基二硫代磷酸鹽的酸可以為如下通式所描述的酸 其中R5和R6可以相同也可以不同，并且為烷基、環(huán)烷基、芳烷基、烷芳基或上述任意基團(tuán)取代的實(shí)質(zhì)烴基衍生物，并且在酸中每個(gè)R5和R6平均具有至少3個(gè)碳原子。“實(shí)質(zhì)烴基”是指含有取代基(例如每個(gè)基團(tuán)部分有1-4個(gè)取代基)如醚、酯、硝基或鹵素的基團(tuán)，而這些取代基在本質(zhì)上不會(huì)影響基團(tuán)的烴特性。
合適的R5和R6基團(tuán)的具體例子包括異丙基、異丁基、正丁基、仲-丁基、正己基、庚基、2-乙基己基、二異丁基、異辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、丁基苯基、鄰、對(duì)-二戊基苯基、辛基苯基、聚異丁烯-(分子量350)-取代的苯基、四丙烯-取代的苯基、β-辛基丁基萘基、環(huán)戊基、環(huán)己基、苯基、氯苯基、鄰-二氯苯基、溴代苯基、萘亞甲基、2-甲基環(huán)己基、芐基、氯代芐基、氯代戊基、二氯代苯基、硝基苯基、二氯代癸基和聯(lián)苯基。具有約3到約30個(gè)碳原子的烷基和具有約6到約30個(gè)碳原子的芳基是優(yōu)選的。特別優(yōu)選的R5和R6基團(tuán)為4-18個(gè)碳原子的烷基。
通過五硫化二磷和醇或酚反應(yīng)可以很容易地得到二硫代磷酸。所述反應(yīng)包括在溫度為約20℃至200℃下混合4摩爾醇或酚與1摩爾五硫化二磷。當(dāng)反應(yīng)發(fā)生時(shí)釋放出硫化氫?？梢詰?yīng)用醇、酚或兩者都有的混合物，例如C3-C30醇的混合物、C6-C30芳香醇的混合物等。
制備磷酸鹽有用的金屬包括第I族金屬、第II族金屬、鋁、鉛、錫、鉬、錳、鈷和鎳。鋅是優(yōu)選的金屬?？梢耘c酸反應(yīng)的金屬化合物的例子包括氧化鋰、氫氧化鋰、碳化鋰、戊醇鋰、氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、甲醇鈉、丙醇鈉、苯酚鈉、氧化鉀、氫氧化鉀、碳酸鉀、甲醇鉀、氧化銀、碳酸銀、氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂、乙醇鎂、丙醇鎂、苯酚鎂、氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、甲醇鈣、丙醇鈣、戊醇鈣、氧化鋅、氫氧化鋅、碳酸鋅、丙醇鋅、氧化鍶、氫氧化鍶、氧化鎘、氫氧化鎘、碳酸鎘、乙醇鎘、氧化鋇、氫氧化鋇、水合鋇、碳酸鋇、乙醇鋇、戊醇鋇、氧化鋁、丙醇鋁、氧化鉛、氫氧化鉛、碳酸鉛、氧化錫、丁醇錫、氧化鈷、氫氧化鈷、碳酸鈷、戊醇鈷、氧化鎳、氫氧化鎳和碳酸鎳。
在某些例子中，與金屬反應(yīng)物組合應(yīng)用一些組分，特別是羧酸或金屬羧酸鹽如少量的金屬乙酸鹽或乙酸，會(huì)促進(jìn)反應(yīng)并得到改進(jìn)的產(chǎn)物。例如，與需要量氧化鋅組合應(yīng)用至多約5％的乙酸鋅有利于形成二硫代磷酸鋅。
二硫代磷酸金屬鹽的制備在本領(lǐng)域中是公知的，并在大量公開專利中有述，包括US 3,293,181、US 3,397,145、US 3,396,109和US3,442,804，這些專利的公開內(nèi)容在這里作為參考引入。另外作為耐磨添加劑應(yīng)用的是二硫代磷酸化合物的胺衍生物，例如在US 3,637,499中描述的，其公開內(nèi)容在這里全文引用作為參考。
在潤滑油中鋅鹽是最常用的耐磨添加劑，以潤滑油組合物的總重量為基準(zhǔn)，其用量為0.1-10wt％，優(yōu)選為0.2-2wt％。它們可以按照已知的技術(shù)進(jìn)行制備通常首先通過醇或酚與P2S5反應(yīng)形成二硫代磷酸，然后用合適的鋅化合物中和二硫代磷酸。
可以應(yīng)用醇的混合物，包括伯醇和仲醇的混合物，其中仲醇通常用來提供改進(jìn)的耐磨特性而伯醇提供熱穩(wěn)定性。兩者的混合物是特別有用的。概括地說，任何堿性或中性的鋅化合物都可以應(yīng)用，但氧化物、氫氧化物和碳酸鹽是最常用的。由于在中和反應(yīng)中應(yīng)用了過量的堿性鋅化合物而使商用添加劑經(jīng)常含有過量的鋅。
二烴基二硫代磷酸鋅(ZDDP)為二硫代磷酸的二烴基酯的油溶性鹽，并且可以通過如下通式來表示 其中R5和R6與前述通式中所描述的相同。
在實(shí)施本發(fā)明的過程中所應(yīng)用的特別優(yōu)選的添加劑包括烷基化的二苯胺、受阻的烷基化酚、受阻的烷基化酚酯和二硫代氨基甲酸鉬。
潤滑劑組合物當(dāng)組合物含有這些添加劑時(shí)，它們通常以一定量混入基礎(chǔ)油中，從而使添加劑在其中有效提供其正常的服務(wù)功能。這類添加劑的代表性有效量在表1中描述。
當(dāng)采用其它添加劑時(shí)，雖然不是必須的，但希望的是制備添加劑濃縮物，所述濃縮物包括本發(fā)明的主題添加劑的濃縮溶液或分散液，以及一種或多種所述的其它添加劑(當(dāng)組成添加劑混合物時(shí)所述濃縮物在這里被稱作添加劑包)，從而可以向基礎(chǔ)油中同時(shí)添加幾種添加劑以形成潤滑油組合物。可以通過加入溶劑和/或通過在溫和加熱條件下混合而促進(jìn)在潤滑油中溶解添加劑濃縮物，但這不是必要的。通常配制濃縮物或添加劑包使其含有適量添加劑，從而當(dāng)添加劑包與預(yù)定量的基礎(chǔ)潤滑劑混合時(shí)在最終配制物中提供所希望的濃度。因此可以向少量基礎(chǔ)油或其它兼容溶劑中加入本發(fā)明的主題添加劑以及其它所希望的添加劑，從而形成含活性組分的添加劑包，所述活性組分的總量通常為約2.5wt％至約90wt％，優(yōu)選為約15wt％至約75wt％，并且更優(yōu)選為約25wt％至約60wt％，其與剩余的基礎(chǔ)油以合適比例存在。最終配制物通?？梢詰?yīng)用約1-20wt％的添加劑包，剩余的為基礎(chǔ)油。
這里所表述的所有重量百分比(如果不另外指出的話)均是以添加劑的活性組分(AI)含量為基準(zhǔn)的，和/或以任何添加劑包或配制物的總重量為基準(zhǔn)，而所述的總重量為每一種添加劑的AI重量的和加全部油或稀釋劑的重量。
總之，本發(fā)明的潤滑油組合物含有濃度范圍為約0.05wt％至約30wt％的添加劑，以油組合物的總重量為基準(zhǔn)，添加劑的濃度范圍為約0.1wt％至約10wt％是優(yōu)選的。更優(yōu)選的濃度范圍為約0.2wt％至約5wt％。添加劑的油濃縮物在潤滑油粘度的載體中或在稀釋油中含有約1wt％至約75wt％的添加劑反應(yīng)產(chǎn)物。
總之，本發(fā)明的添加劑可用于各種潤滑油基料中。所述潤滑油基料是在100℃下運(yùn)動(dòng)粘度為約2至約200cSt的任何天然或合成潤滑油基料餾分，其運(yùn)動(dòng)粘度更優(yōu)選為約3至約150cSt，并且最優(yōu)選為約3至約100cSt。所述潤滑油基料可以由天然潤滑油、合成潤滑油或其混合物得到。合適的潤滑油基料包括由合成蠟和蠟的異構(gòu)化得到的基料，以及由原油的芳族和極性組分加氫裂化(而不是溶劑提取)而產(chǎn)生的加氫裂化油基料。天然潤滑油包括動(dòng)物油如豬油、植物油(例如低芥酸菜子油、蓖麻油、葵花籽油)、石油、礦物油以及由煤或頁巖得到的油。
合成油包括烴油和鹵代烴油，例如聚合的和互聚的烯烴、烷基苯、聚苯、烷基化的二苯醚、烷基化的二苯基硫醚、以及它們的衍生物、類似物、同系物等。所述合成潤滑油還包括烯化氧聚合物、互聚物、共聚物以及其衍生物，其中終端羥基通過酯化、醚化等改性。
另一類合適的合成潤滑油包括二羧酸與各種醇的酯。用作合成油的酯還包括那些由C5-C12單羧酸和多元醇和多元醇醚制得的物質(zhì)。
硅基油(例如聚烷基-、聚芳基-、聚烷氧基-、或聚芳氧基-硅氧烷油和硅酸酯油)包括另一類有用的合成潤滑油。其它合成潤滑油包括含磷酸的液態(tài)酯、聚四氫呋喃、聚α-烯烴等。
潤滑油可以由未精煉的、精煉的、再精煉的油或其混合物得到。未精煉的油由天然源或合成源(例如煤、頁巖或焦油和瀝青)不經(jīng)過進(jìn)一步純化或處理而直接得到。未精煉油的例子包括由干餾操作直接得到的頁巖油、由精餾直接得到的石油、或由酯化處理直接得到的酯油，然后這些油均不經(jīng)過進(jìn)一步處理而進(jìn)行應(yīng)用。精煉油類似于未精煉油，只是精煉油已經(jīng)在一個(gè)或多個(gè)純化步驟中進(jìn)行了處理從而改善其一種或多種特性。合適的純化技術(shù)包括精餾、加氫處理、脫蠟、溶劑提取、酸或堿提取、過濾、滲透等，所有這些對(duì)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說都是公知的。再精煉油通過使精煉油在類似于得到精煉油時(shí)所應(yīng)用的過程中進(jìn)行處理而得到。這些再精煉油也被稱為回收油或再處理油，并且經(jīng)常應(yīng)用脫除廢添加劑和油分解產(chǎn)物的技術(shù)進(jìn)行附加處理。
也可以應(yīng)用由蠟的加氫異構(gòu)化得到的潤滑油基料，單獨(dú)應(yīng)用或者與前述天然和/或合成基料組合應(yīng)用。這種蠟異構(gòu)油在加氫異構(gòu)化催化劑作用下通過天然或合成蠟或其混合物的加氫異構(gòu)化而產(chǎn)生。天然蠟通常為礦物油溶劑脫蠟而回收的疏松石蠟；合成蠟通常為由費(fèi)-托法產(chǎn)生的蠟。所形成的異構(gòu)化產(chǎn)物通常進(jìn)行溶劑脫蠟和精餾從而回收各種在特定粘度范圍內(nèi)的餾分。所述蠟異構(gòu)體的特征還在于其具有非常高的粘度指數(shù)，通常具有至少130的VI值，優(yōu)選為至少135或更高，并且脫蠟后，傾點(diǎn)為約-20℃或更低。
本發(fā)明的添加劑在多種不同的潤滑油組合物中均為特別有用的組分。所述添加劑可以含在多種潤滑粘度油中，所述潤滑粘度油包括天然和合成的潤滑油及其混合物。所述添加劑可以含在曲柄箱潤滑油中用于火花點(diǎn)火和壓縮點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)。所述組合物也可以用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑劑、透平潤滑劑、自動(dòng)傳輸流體、齒輪潤滑劑、壓縮機(jī)潤滑劑、金屬加工潤滑劑、液壓流體、以及其它潤滑油和潤滑脂組合物中。所述添加劑也可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃料組合物中。
通過如下實(shí)施例，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和主要特征將會(huì)變得更明顯。
實(shí)施例四球耐磨實(shí)驗(yàn)在ASTM D 4172試驗(yàn)條件下，應(yīng)用四球磨擦實(shí)驗(yàn)確定本發(fā)明的噻二唑烷在完全配制的潤滑油中的耐磨特性。所試驗(yàn)的完全配制潤滑油還含有1wt％的枯烯氫過氧化物，從而有助于模擬運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的環(huán)境。試驗(yàn)所述添加劑在機(jī)油配制物(參見表2中的描述)中的效果，并與含和不含任何二烷基二硫代磷酸鋅的相同配制物進(jìn)行比較。在表3中，隨效果增加，試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)值(平均磨痕直徑，mm)減小。
1在表2中無耐磨添加劑的情況下，中性溶劑100以1.0wt％的量取代之。
1在表3中無耐磨添加劑的情況下，中性溶劑100以1.0wt％的量取代之。
Cameron-Plint TE77高頻率磨擦機(jī)耐磨試驗(yàn)另一種用于確定這些產(chǎn)物耐磨特性的試驗(yàn)是基于盤上滑動(dòng)球的Cameron-Plint耐磨試驗(yàn)。沖洗標(biāo)本件(硬度為800±20kg/mm2的6mm直徑AISI 52100鋼球和RC 60/0.4微米的硬質(zhì)面NSOH B01表盤)，然后用工業(yè)級(jí)己烷進(jìn)行超聲波處理15分鐘。用異丙醇重復(fù)這一過程。用氮?dú)飧稍飿?biāo)本并放入TE 77中。向油浴中注入10mL樣品。試驗(yàn)在30Hz頻率、100牛頓負(fù)荷、2-35mm振幅下運(yùn)行。試驗(yàn)在室溫下用標(biāo)本和油開始。溫度立即在15分鐘內(nèi)攀升至50℃，在該點(diǎn)停留15分鐘。然后使溫度在15分鐘內(nèi)攀升至100℃，在該點(diǎn)停留45分鐘。在15分鐘內(nèi)使溫度第三次攀升至150℃，最后在150℃停留15分鐘。試驗(yàn)的總時(shí)間長度為2小時(shí)。在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)用Leica StereoZoom立體顯微鏡和Mitutoyo 164系列Digimatic Head測(cè)量6mm球的磨痕直徑。
在下面的實(shí)施例中，所實(shí)驗(yàn)的完全配制潤滑油含有1wt％的枯烯氫過氧化物，從而有助于模擬運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的環(huán)境。試驗(yàn)添加劑以1.0wt％的量混入不含ZDDP的完全配制的SAE 5W-20 PrototypeGF-4機(jī)油配制物中。試驗(yàn)所述添加劑在該發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油配制物中的效果(參見表4中的描述)，并且與含和不含任何二烷基二硫代磷酸鋅的相同配制物進(jìn)行比較。在表4中，隨效果增加，試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)值(球的磨痕直徑、盤磨痕寬度和盤磨痕深度)減小。
1在表4中無耐磨添加劑的情況下，中性溶劑100以1.0wt％的量取代之。
由于在不偏離本發(fā)明基本原理的情況下可以進(jìn)行許多變化和改進(jìn)，因此為了理解本發(fā)明的保護(hù)范圍，需要參考所附的權(quán)利要求書。
權(quán)利要求
1.一種組合物，包括(A)一種潤滑劑，和(B)至少一種具有如下通式的5-烷基-2-硫酮-1，3，4-噻二唑烷化合物 其中R1為具有1到30個(gè)碳原子的烴或官能化烴，R2和R3分別獨(dú)立地選自具有1到30個(gè)碳原子的烴或官能化烴、以及氫，并且X為氧、硫或氮。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中潤滑劑為潤滑油。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中至少一種烴為直鏈烷基、支鏈烷基、含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的烷基、烷芳基、完全飽和的烴(烷基)鏈、或部分不飽和的烴(烷基)鏈。
4.權(quán)利要求2的組合物，其中至少一種烴為直鏈烷基、支鏈烷基、含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)烷基、烷芳基、完全飽和的烴(烷基)鏈、或部分不飽和的烴(烷基)鏈。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中R1為1-10個(gè)碳原子的烷基鏈。
6.權(quán)利要求2的組合物，其中R1為1-10個(gè)碳原子的烷基鏈。
7.權(quán)利要求5的組合物，其中每一個(gè)均為1-10個(gè)碳原子的烷基鏈。
8.權(quán)利要求6的組合物，其中R1和R3中的每一個(gè)均為1-10個(gè)碳原子的烷基鏈。
9.權(quán)利要求7的組合物，其中R1選自1-乙基戊基、十二烷基、辛基和庚基。
10.權(quán)利要求8的組合物，其中R1選自1-乙基戊基、十二烷基、辛基和庚基。
11.權(quán)利要求9的組合物，其中R3為甲基。
12.權(quán)利要求10的組合物，其中R3為甲基。
13.權(quán)利要求1的組合物，其中R1、R2和R3中的至少一個(gè)為具有1-30個(gè)直鏈碳原子的官能化烴鏈，并且該官能化烴鏈在其鏈內(nèi)含有至少一個(gè)選自醚氧、硫醚硫、酯、酰胺和胺氮的基團(tuán)。
14.權(quán)利要求2的組合物，其中R1、R2和R3中的至少一個(gè)為具有1-30個(gè)直鏈碳原子的官能化烴鏈，并且該官能化烴鏈在其鏈內(nèi)含有至少一個(gè)選自醚氧、硫醚硫、酯、酰胺和胺氮的基團(tuán)。
15.權(quán)利要求1的組合物，其中5-烷基-2-硫酮-1，3，4-噻二唑烷的濃度范圍為約0.01至約10wt％。
16.權(quán)利要求1的組合物，進(jìn)一步包括至少一種選自分散劑、清潔劑、防腐劑/防銹劑、二烷基二硫代磷酸鋅、VI改進(jìn)劑、傾點(diǎn)抑制劑、抗氧化劑和磨擦調(diào)節(jié)劑的添加劑。
17.權(quán)利要求2的組合物，進(jìn)一步包括至少一種選自分散劑、清潔劑、防腐劑/防銹劑、二烷基二硫代磷酸鋅、VI改進(jìn)劑、傾點(diǎn)抑制劑、抗氧化劑和磨擦調(diào)節(jié)劑的添加劑。
18.權(quán)利要求1的組合物，進(jìn)一步包括至少一種選自二烷基二硫代磷酸鋅、二芳基二硫代磷酸鋅及其混合物的物質(zhì)。
19.權(quán)利要求2的組合物，進(jìn)一步包括至少一種選自二烷基二硫代磷酸鋅、二芳基二硫代磷酸鋅及其混合物的物質(zhì)。
20.權(quán)利要求1的組合物，其中R1和R3稠和在一起作為螺環(huán)烷基CH2(CH2)nCH2的一部分，其中n＝1-4。
21.權(quán)利要求2的組合物，其中R1和R3稠和在一起作為螺環(huán)烷基CH2(CH2)nCH2的一部分，其中n＝1-4。
22.權(quán)利要求1的組合物，進(jìn)一步包括至少一種選自烷基化的二苯胺、受阻的烷基化酚、受阻的烷基化酚酯以及二硫代氨基甲酸鉬的添加劑。
23.權(quán)利要求2的組合物，進(jìn)一步包括至少一種選自烷基化的二苯胺、受阻的烷基化酚、受阻的烷基化酚酯以及二硫代氨基甲酸鉬的添加劑。
24.權(quán)利要求1的組合物，進(jìn)一步包括至少一種選自金屬酚鹽、金屬硫代酚鹽、金屬磺酸鹽以及金屬烷基水楊酸鹽的添加劑。
25.權(quán)利要求2的組合物，進(jìn)一步包括至少一種選自金屬酚鹽、金屬硫代酚鹽、金屬磺酸鹽以及金屬烷基水楊酸鹽的添加劑。
全文摘要
這里所公開的是一種組合物，包括(A)一種潤滑劑，和(B)至少一種具有通式(I)的5－烷基－2－硫酮－1，3，4－噻二唑烷化合物，其中R
文檔編號(hào)C10N10/12GK1518587SQ02812508
公開日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2002年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月31日
發(fā)明者T·E·納勒斯尼克, T E 納勒斯尼克 申請(qǐng)人:克魯普頓公司