專利名稱：含有摩擦改進(jìn)劑的穩(wěn)定混合物的制作方法
含有摩擦改進(jìn)劑的穩(wěn)定混合物
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及含有摩擦改進(jìn)劑的官能流體組合物，尤其是含有在與它們一起使用的官能流體中具有有限溶解性和/或有限相容性的摩擦改進(jìn)劑的穩(wěn)定組合物。摩擦改進(jìn)劑和它們對(duì)各類官能流體的重要性是已知的。然而，許多摩擦改進(jìn)劑由于與它們用于其中的官能流體的溶解性和/或相容性問題而僅可以以有限方式使用。許多摩擦改進(jìn)劑，尤其是衍生自羥基羧酸的那些在官能流體如發(fā)動(dòng)機(jī)油和齒輪油中具有有限溶解性。這些摩擦改進(jìn)劑以其溶解性和/或相容性極限以上的水平使用時(shí)可隨時(shí)間過去而從官能流體組合物中漏出和/或?qū)е陆M合物顯現(xiàn)出濁霧或渾濁。這些是流體生產(chǎn)和混合方法以及領(lǐng)域中的嚴(yán)重問題。例如，官能流體添加劑廠商會(huì)出售性能化學(xué)品的均相添加劑包，然后可將其加入基油中以得到最終潤(rùn)滑劑，最終潤(rùn)滑 劑又在儲(chǔ)罐、桶、罐和塑料容器中出售以將潤(rùn)滑劑最終輸送至待潤(rùn)滑的設(shè)備中。為保持使用它的設(shè)備中最終潤(rùn)滑劑或任何其它官能流體的性能保證，濃縮物和潤(rùn)滑劑必須在這些步驟中保持均相。換言之，所有存在的添加劑必須與它接觸的各種材料中每一種相容，和/或從添加劑包至濃縮物至最終流體中找到其本身。該嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)大大限制了許多添加劑，包括本文所述摩擦改進(jìn)劑的選擇和有效處理水平。這些摩擦改進(jìn)劑可提供給官能流體改進(jìn)的性能，但不廣泛使用，和/或不以最佳水平使用，因?yàn)樘砑觿┎荒軡M足上述溶解性和/或相容性要求。在本領(lǐng)域中，隨時(shí)間過去而漏出一種或多種組分的官能流體組合物不能適當(dāng)?shù)貓?zhí)行，除非它們?cè)谑褂靡郧傲己玫鼗旌?，或可通過與使用官能流體的設(shè)備有關(guān)的過濾器除去。官能流體的濁霧和/或渾濁，可作為流體的濁度測(cè)量，通常視為組合物不穩(wěn)定的信號(hào)，或可以為分離和/或組分漏出的初期。這種狀況由于性能和美學(xué)相關(guān)原因而在官能流體組合物中是不理想的。該現(xiàn)實(shí)性產(chǎn)生了對(duì)各種摩擦改進(jìn)劑的使用的約束條件，例如有效的最大處理率。沒有關(guān)于這些摩擦改進(jìn)劑的使用的這些溶解性和/或相容性限制，可能實(shí)現(xiàn)更大的性能和設(shè)備保護(hù)，包括例如潤(rùn)滑劑或潤(rùn)滑的設(shè)備件如發(fā)動(dòng)機(jī)、自動(dòng)變速器、齒輪傳動(dòng)裝置等的延長(zhǎng)壽命。也可實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的燃料經(jīng)濟(jì)性和粘度穩(wěn)定性。取決于更有效，但當(dāng)以常規(guī)方式輸送時(shí)，從相容性或穩(wěn)定性觀點(diǎn)看不合適的化學(xué)品的選擇，更大的性能甚至可以以更少量以及更大量的化學(xué)品實(shí)現(xiàn)。需要含有更高量的摩擦改進(jìn)劑，同時(shí)仍保持穩(wěn)定和/或清澈的官能流體組合物。特別是需要如上所述以否則會(huì)導(dǎo)致組合物不穩(wěn)定和/或濁霧的水平包含衍生自羥基羧酸的摩擦改進(jìn)劑的官能流體組合物如發(fā)動(dòng)機(jī)油組合物。本發(fā)明組合物和方法克服了這些約束條件并因此容許以否則不可能，同時(shí)仍保持官能流體組合物的穩(wěn)定性和/或透明性的水平使用這些摩擦改進(jìn)劑。發(fā)明概沭已發(fā)現(xiàn)了可含有高量的摩擦改進(jìn)劑，特別是在它們用于其中的官能流體組合物中具有有限溶解性和/或相容性的摩擦改進(jìn)劑的官能流體組合物，從而容許更高量的這種摩擦改進(jìn)劑用于這些官能流體組合物中，同時(shí)保持總組合物的穩(wěn)定性、透明性和/或相容性。本發(fā)明提供包含如下組分的組合物(a)可包含溶劑、官能流體或其組合的介質(zhì)；和(b)不完全溶于介質(zhì)中的摩擦改進(jìn)劑組分；和(c)可溶于(a)中并與(b)相互作用使得(b)在(a)中的溶解性改進(jìn)，或者可能更精確地(b)在(a)和(b)的組合中的溶解性與(b)在(a)中的溶解性相比改進(jìn)的穩(wěn)定組分。組分(b)和(C)可以以平均直徑小于IOym的分散顆粒的形式存在于組分(a)中。在一些實(shí)施方案中，組分(b)摩擦改進(jìn)劑包含衍生自羥基羧酸的化合物，且組分(C)穩(wěn)定組分包含(i)含氮分散劑或其硼酸化變體；并可進(jìn)一步任選包含(ii)金屬基質(zhì)比大于3:1的高堿性清凈劑；(iii)磷酸烴基酯、硫代磷酸烴基酯或二硫代磷酸烴基酯的胺鹽，或其組合。
在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明組合物導(dǎo)致與不含(C)穩(wěn)定組分的相同組合物相比組合物濁度的改進(jìn)，如通過較低的杰克遜濁度單位(JTU)和/或比濁濁度單位(NTU)值所定義。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明組合物的最大JTU和/或NTU值為100。本發(fā)明還提供制備如本文所述清澈且穩(wěn)定的組合物的方法，所述方法包括如下步驟-M)將組分(b)和(C)加入組分(a)中；和(II)將組分混合使得組分(b)和(C)的顆粒，或在一些實(shí)施方案中單獨(dú)組分(b)的顆粒具有小于10 μ m的平均直徑，或在其它實(shí)施方案中以及更具體而言，不多于10重量％的顆粒具有大于O. 5μπι的直徑。另外，組分(b)可以以最小量，例如不少于O. 15重量％存在于總組合物中。發(fā)明詳沭下面通過非限定性闡述描述各個(gè)優(yōu)選特征和實(shí)施方案。本發(fā)明提供容許否則不能使用和/或不能以本發(fā)明容許的水平使用的官能流體組合物中使用某些摩擦改進(jìn)劑而不產(chǎn)生不穩(wěn)定、不清澈和/或濁霧組合物的組合物和方法。本發(fā)明組合物和方法可用于其中以及與其一起使用的官能流體的類型可包括齒輪油、傳動(dòng)油、水力流體、發(fā)動(dòng)機(jī)油、二沖程循環(huán)油、金屬加工流體、燃料等。在一個(gè)實(shí)施方案中，官能流體為發(fā)動(dòng)機(jī)油。在另一實(shí)施方案中，官能流體為齒輪油。在另一實(shí)施方案中，官能流體為傳動(dòng)流體。在另一實(shí)施方案中，官能流體為水力流體。在另一實(shí)施方案中，官能流體為燃料。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明不包括輸送裝置如用于容納摩擦改進(jìn)劑并使它與它加入其中的官能流體接觸的裝置的使用。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明不包括凝膠組合物或固體組合物的使用，其中這類組合物緩慢釋放一種或多種組分至官能流體中。而是，本發(fā)明提供用于通過組分組合的使用將摩擦改進(jìn)劑并入官能流體中的工具，這產(chǎn)生具有高摩擦改進(jìn)劑含量，同時(shí)仍為穩(wěn)定、清澈和/或無濁霧的官能流體。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供比除缺少一種或多種組分外相同的組合物更穩(wěn)定、更清澈和/或更少濁霧的組合物。在一些實(shí)施方案中，缺少的組分為穩(wěn)定組分。在其它實(shí)施方案中，本發(fā)明組合物具有與除缺少本發(fā)明穩(wěn)定組分外相同的組合物相比更低的濁度。在一些這些實(shí)施方案中，組合物的濁度表示為JTU和/或NTU值。在其它實(shí)施方案中，本發(fā)明組合物具有100、90或甚至80的最大JTU和/或NTU值。JTU和NTU值可以通過US EPA方法180. I測(cè)量。JTU和NTU值也可不進(jìn)一步稀釋地通過使用Monitek Model 151濁度計(jì)以杰克遜濁度單位(JTU)測(cè)量。介質(zhì)本發(fā)明組合物包含介質(zhì)。介質(zhì)可以為溶劑、官能流體、添加劑濃縮物或其組合。合適的溶劑包括脂族烴、芳族烴、含氧組合物或其混合物。含氧組合物可包括醇、酮、羧酸的酯、二醇和/或聚乙二醇，或其混合物。合適的溶劑還包括具有潤(rùn)滑粘度的油、石腦油、甲苯、二甲苯或其組合。具有潤(rùn)滑粘度的油可包含天然油、合成油或其混合物。具有潤(rùn)滑粘度的油可以為API (American Petroleum Institute)組II、III、IV、V基油或其混合物。除包括具有潤(rùn)滑粘度的油外，市售脂族烴溶劑或稀釋劑的實(shí)例為可由PetrochemCarless 得到的 Pilot 140 和 Pilot 299 和 Pilot 900，Petro-Canada 100N、Nexbase 、Yubase 和 4_6cSt 聚(a -稀經(jīng))。合適的官能流體包括任何上列官能流體，包括這類流體的混合物。在許多實(shí)施方 案中，除下文詳述的組分(b)和(C)外，官能流體或用作介質(zhì)的其它材料含有其它添加劑。這些其它添加劑更詳細(xì)地描述于下文中。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，介質(zhì)和/或總組合物基本不含或不含選自硫、磷、硫酸鹽灰及其組合的至少一員，在其它實(shí)施方案中，燃料組合物含有少于20ppm、少于15ppm、少于lOppm，或少于Ippm的選自硫、磷、硫酸鹽灰及其組合的至少一員。在一個(gè)實(shí)施方案中，介質(zhì)和穩(wěn)定組分可以為相同的材料。即一種材料可執(zhí)行兩種組分的功能。例如當(dāng)本發(fā)明為濃縮物的形式時(shí)，所存在的介質(zhì)可充當(dāng)穩(wěn)定組分，反之亦然。然后可將該濃縮物作為頂處理和/或添加劑包加入官能流體中，產(chǎn)生穩(wěn)定且均勻的官能流體，所述官能流體否則在穩(wěn)定劑組分/介質(zhì)材料的不存在下會(huì)渾濁或不相容。摩擦改講劑本發(fā)明組合物包含摩擦改進(jìn)劑組分。摩擦改進(jìn)劑組分可包含至少一種在它待用于其中的介質(zhì)和/或官能流體中不完全可溶和/或相容的摩擦改進(jìn)劑。不完全可溶和/或相容意指摩擦改進(jìn)劑不能保持溶解和/或懸浮于它加入其中的流體中，導(dǎo)致流體顯現(xiàn)出濁霧和/或渾濁，或其任何組合。在一些實(shí)施方案中，摩擦改進(jìn)劑導(dǎo)致它用于其中的流體具有80、90或甚至100以上的NTU和/或JTU值。在一些實(shí)施方案中，該流體為官能流體組合物如最終潤(rùn)滑劑或添加劑濃縮物。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明摩擦改進(jìn)劑可以以低濃度用流體溶解和/或相容，但在較高濃度下變得較少可溶和/或相容。在一些實(shí)施方案中，適用于本發(fā)明中的摩擦改進(jìn)劑以或多于0. 1,0. 15、0. 2、0. 3、0. 5或1.0重量％的濃度存在于流體中時(shí)如上所定義不完全可溶和/或相容。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明摩擦改進(jìn)劑包含衍生自羥基羧酸的化合物。合適的酸可包含I至5或2個(gè)羧基，和I至5或2個(gè)羥基。在一些實(shí)施方案中，摩擦改進(jìn)劑衍生自式I表示的羥基羧酸
權(quán)利要求
1.一種組合物，其包含 (a)包含溶劑、官能流體、添加劑濃縮物或其組合的介質(zhì)；和 (b)不完全溶于介質(zhì)中的包含羥基羧酸衍生物的摩擦改進(jìn)劑組分；和 (C)包含分散劑的穩(wěn)定組分，其可溶于(a)中且與(b)相互作用使得(b)在(a)中的溶解性改進(jìn)； 其中組分(b)以分散顆粒的形式存在于組分(a)中，其中不多于10重量％的顆粒具有大于O. 5 μ m的直徑； 其中組分(b)以不少于O. 15重量％的含量存在于總組合物中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中組分(C)穩(wěn)定組分包含(i)含氮分散劑；(ii)硼酸化含氮分散劑；(iii)烷基咪唑啉；(iv)多亞こ基多胺和脂肪酸的反應(yīng)產(chǎn)物；或其組合；或其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中組分(c)穩(wěn)定組分包含下式表示的化合物或其鹽變體
4.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中組分(c)穩(wěn)定組分包含一個(gè)或多個(gè)下式表示的化合物
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的組合物，其中總組合物的濁度與不含(c)穩(wěn)定組分的相同組合物相比改進(jìn)，如通過較低的JTU和/或NTU值所定義。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的組合物，其中(b)摩擦改進(jìn)劑組分包含下式表示的衍生自羥基羧酸的化合物
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的組合物，其中穩(wěn)定劑的含氮分散劑具有至少ー種如下特性 (i)分散劑包含至少ー個(gè)含有10-500個(gè)碳原子的烴基； (ii)分散劑具有至少10的TBN，如通過ASTMD4739所定義； (iii)分散劑含有至少O.I重量％硼；和 (iv)分散劑具有大于O.7:1的N:CO比。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的組合物，其中摩擦改進(jìn)劑進(jìn)ー步包含脂族羧酸的酰胺，所述羧酸含有6-28個(gè)碳原子。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的組合物，其中摩擦改進(jìn)劑進(jìn)ー步包含脂族羧酸的酰胺，其中羧酸包括硬脂酸、油酸或其組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的組合物，其中總組合物中組分(b)的濃度為至少O.5重量％。
11.一種制備清澈且穩(wěn)定的組合物的方法，所述組合物包含 (a)包含溶劑、官能流體、添加劑濃縮物或其組合的介質(zhì)；和 (b)不完全溶于介質(zhì)中的包含羥基羧酸衍生物的摩擦改進(jìn)劑組分；和 (C)包含分散劑的穩(wěn)定組分，其可溶于(a)中且與(b)相互作用使得(b)在(a)中的溶解性改進(jìn)； 所述方法包括如下步驟 I.將組分(b)和(C)加入組分(a)中，其中組分(b)以不少于O.15重量％的含量存在于總組合物中； II.將組分混合使得組分(b)以分散顆粒的形式存在于組分(a)中，其中不多于10重量％的顆粒具有大于O. 5 μ m的直徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所得混合物的透明性與不含(c)穩(wěn)定組分的相同組合物相比改進(jìn)，如通過較低的JTU和/或NTU值所定義。
13.根據(jù)權(quán)利要求11-12中任一項(xiàng)的方法,其中組分(c)穩(wěn)定組分包含(i)含氮分散劑；(ii)硼酸化含氮分散劑；(iii)烷基咪唑啉；(iv)多亞乙基多胺和脂肪酸的反應(yīng)產(chǎn)物；或其組合；或其組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及含有摩擦改進(jìn)劑的官能流體組合物，具體而言，含有在與它們一起使用的官能流體中具有有限溶解性和/或有限相容性的摩擦改進(jìn)劑的穩(wěn)定組合物。特別地，本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)中的官能流體如發(fā)動(dòng)機(jī)油，和衍生自羥基羧酸的摩擦改進(jìn)劑，其中摩擦改進(jìn)劑以否則會(huì)導(dǎo)致組合物不穩(wěn)定和/或濁霧的含量存在于官能流體組合物中。
文檔編號(hào)C10M141/06GK102712866SQ201080061938
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者E·E·德爾布里奇, J·D·伯林頓, J·J·穆萊, J·S·夏普, J·W·鄧克利 申請(qǐng)人:盧布里佐爾公司