潤滑組合物及其使用方法
【專利說明】潤滑組合物及其使用方法
[000。 發(fā)明背景 發(fā)明領域
[0002] 本發(fā)明設及潤滑組合物。本發(fā)明進一步設及制備潤滑劑組合物的方法W及使用潤 滑組合物的方法，例如用于高壓金屬-對-金屬應用，例如潤滑發(fā)動機。
[000引發(fā)明背景
[0004] 在領域已知各種潤滑組合物。然而，市場上持續(xù)非常需要具有高沸點、低凝固點、 高粘度指數、良好熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性和/或高耐氧化性的潤滑劑。還需要可具有用于不同 發(fā)動機、機器等的寬應用范圍且可在不同條件下運行良好的潤滑組合物。
[0005] 文獻中描述了用于改善潤滑劑特性的不同方法。一些方法設及獲得用于潤滑劑且 具有特殊性能的基礎油。例如，美國專利號7, 141，157描述了一種制備費-托衍生的潤滑基 礎油的方法；美國專利號6, 824, 671描述了在低傾點下具有優(yōu)異Noack揮發(fā)度的聚a-締 控。一些方法設及為潤滑劑提供特殊添加劑組分，例如抗氧化劑、減摩劑、抗磨劑或粘度強 化劑等。例如，美國專利號8, 093, 190描述了一種受阻胺和金屬化合物的抗氧化劑組合；美 國專利號7, 018, 962提供了一種粘度指數（VI)改進劑濃縮物；美國專利號5, 723, 419公開 了一種具有氯化石蠟作為減摩劑的組合物；美國專利號7, 615, 519公開了一種包含控可溶 性鐵化合物的組合物。
[0006] 然而，上文所述的各種方法自身具有限制。因此，本發(fā)明的一個目的是開發(fā)優(yōu)于一 些現有潤滑劑和/或比一些現有潤滑劑更通用的新型潤滑組合物。
[0007] 發(fā)明簡述
[000引在實施方案中，本發(fā)明提供了一種潤滑劑添加劑組合物，其包含：(a)添加劑基礎 油，其量為該添加劑組合物的10-80重量％;化）氯化石蠟，其量為該添加劑組合物的10-60 重量％ ;和（C)第一抗氧化劑，其量為該添加劑組合物的0.01-5重量％。
[0009] 在實施方案中，本發(fā)明提供了一種潤滑劑添加劑組合物，其包含：(a)添加劑基礎 油，其量為該添加劑組合物的10-80重量％;化）氯化石蠟，其量為該添加劑組合物的10-60 重量％;和（C)第一抗氧化劑，其量為該添加劑組合物的0.01-5重量％;和進一步包含其量 為該添加劑組合物的0. 01-5重量％的第二抗氧化劑。在實施方案中，第一抗氧化劑為胺抗 氧化劑或酪抗氧化劑。在實施方案中，第二抗氧化劑為胺抗氧化劑或酪抗氧化劑。在實施 方案中，第一抗氧化劑為胺抗氧化劑且第二抗氧化劑為酪抗氧化劑。
[0010] 在實施方案中，本發(fā)明提供了一種潤滑劑添加劑組合物，其包含：(a)添加劑基礎 油，其量為該添加劑組合物的10-80重量％;化）氯化石蠟，其量為該添加劑組合物的10-60 重量％;和（C)第一抗氧化劑，其量為該添加劑組合物的0.01-5重量％;其中所述添加劑基 礎油選自I類基礎油、II類基礎油、III類基礎油、IV類基礎油和合成醋基礎油。在實施方 案中，所述潤滑劑添加劑組合物進一步包含其量為該添加劑組合物的1-50重量％的至少 一種額外添加劑基礎油。
[0011] 在實施方案中，本發(fā)明提供了一種潤滑劑添加劑組合物，其包含：(a)添加劑基礎 油，其量為該添加劑組合物的10-80重量％; (b)氯化石蠟，其量為該添加劑組合物的10-60 重量％;和（C)第一抗氧化劑，其量為該添加劑組合物的0.01-5重量％;和進一步包含至少 一種選自如下的額外組分：抗磨劑、清凈劑、分散劑、稀釋劑、破乳劑、消泡劑、腐蝕/誘蝕抑 制劑、極壓劑、傾點下降劑、粘度指數改進劑和摩擦改進劑。
[0012] 在實施方案中，本發(fā)明提供了一種制備潤滑劑添加劑組合物（例如本文所述的任 意潤滑劑添加劑組合物）的方法。在一些實施方案中，所述方法包括：(a)提供包含第一添 加劑基礎油、氯化石蠟和第一抗氧化劑的添加劑成分；和化）將所述添加劑成分混合。在一 些實施方案中，所述添加劑成分進一步包含第二添加劑基礎油。在一些實施方案中，所述添 加劑成分進一步包含第二抗氧化劑。在一些實施方案中，所述添加劑成分進一步包含至少 一種選自如下的額外組分：第立添加劑基礎油、抗磨劑、清凈劑、分散劑、稀釋劑、破乳劑、消 泡劑、腐蝕/誘蝕抑制劑、極壓劑、傾點下降劑、粘度指數改進劑和摩擦改進劑。
[0013] 在一些實施方案中，所述制備潤滑劑添加劑組合物的方法包括將一些添加劑成分 預熱至例如約70°C的溫度。在一些實施方案中，所述方法進一步包括將一些添加劑成分預 混。在一些實施方案中，所述方法進一步包括將至少兩種添加劑成分（例如氯化石蠟和第 一添加劑基礎油）預混。在一些實施方案中，所述方法進一步包括將至少=種添加劑成分 (例如第二添加劑基礎油、第一抗氧化劑和第二抗氧化劑）預混。
[0014] 在一些實施方案中，所述方法進一步包括將至少兩種或至少=種添加劑成分與至 少一種額外組分預混。在一些實施方案中，用于預混至少兩種添加劑成分或預混至少=種 添加劑成分的氯化石蠟、第一添加劑基礎油和第二添加劑基礎油的量獨立地為所述潤滑劑 添加劑組合物中的相應成分總量的約20-約100%
[0015] 在實施方案中，本發(fā)明提供了一種發(fā)動機油，其包含潤滑劑添加劑組合物，所述潤 滑劑添加劑組合物包含：（a)添加劑基礎油，其量為該添加劑組合物的10-80重量％;化）氯 化石蠟，其量為該添加劑組合物的10-60重量％ ;和（C)第一抗氧化劑，其量為該添加劑組 合物的0. 01-5重量％。在實施方案中，所述發(fā)動機油配制用于內燃發(fā)動機。
[0016] 在實施方案中，本發(fā)明提供了一種傳動油，其包含潤滑劑添加劑組合物，所述潤滑 劑添加劑組合物包含：（a)添加劑基礎油，其量為該添加劑組合物的10-80重量％;化）氯化 石蠟，其量為該添加劑組合物的10-60重量％ ;和（C)第一抗氧化劑，其量為該添加劑組合 物的0.01-5重量％。
[0017] 在實施方案中，本發(fā)明提供了一種齒輪油，其包含潤滑劑添加劑組合物，所述潤滑 劑添加劑組合物包含：（a)添加劑基礎油，其量為該添加劑組合物的10-80重量％;化）氯化 石蠟，其量為該添加劑組合物的10-60重量％ ;和（C)第一抗氧化劑，其量為該添加劑組合 物的0.01-5重量％。
[0018] 在實施方案中，本發(fā)明提供了一種滿輪機油，其包含潤滑劑添加劑組合物，所述潤 滑劑添加劑組合物包含：（a)添加劑基礎油，其量為該添加劑組合物的10-80重量％;化）氯 化石蠟，其量為該添加劑組合物的10-60重量％ ;和（C)第一抗氧化劑，其量為該添加劑組 合物的0.01-5重量％。
[0019] 在實施方案中，本發(fā)明提供了一種潤滑發(fā)動機的方法，其包括使所述發(fā)動機與發(fā) 動機油接觸，所述發(fā)動機油包含潤滑劑添加劑組合物，所述潤滑劑添加劑組合物包含：(a) 添加劑基礎油，其量為該添加劑組合物的10-80重量％ ;(b)氯化石蠟，其量為該添加劑組 合物的10-60重量％ ;和（c)第一抗氧化劑，其量為該添加劑組合物的0.01-5重量％。在 實施方案中，所述發(fā)動機為內燃發(fā)動機。
[0020] 在實施方案中，本發(fā)明提供了一種提高發(fā)動機的燃料效率的方法，其包括向所述 發(fā)動機提供發(fā)動機油，所述發(fā)動機油包含潤滑劑添加劑組合物，所述潤滑劑添加劑組合物 包含：（a)添加劑基礎油，其量為該添加劑組合物的10-80重量％ ;化）氯化石蠟，其量為該 添加劑組合物的10-60重量％ ;和（C)第一抗氧化劑，其量為該添加劑組合物的0. 01-5重 量％。在實施方案中，所述發(fā)動機為內燃發(fā)動機。
[0021] 在實施方案中，本發(fā)明提供了一種發(fā)動機油，其包含5-25重量％的發(fā)動機油添加 劑組合物，其中所述添加劑組合物包含：（a)氯化石蠟，其量為該添加劑組合物的30-35重 量％ ;和化）添加劑基礎油，其量為該添加劑組合物的20-40重量％;和其中所述發(fā)動機油 配制用于選自如下的發(fā)動機：汽車發(fā)動機、摩托車發(fā)動機、公共汽車發(fā)動機、商用車發(fā)動機、 船舶發(fā)動機、噴氣發(fā)動機、直升機發(fā)動機、卡車發(fā)動機、船用柴油發(fā)動機、鐵路機車柴油發(fā)動 機、艇外發(fā)動機、發(fā)電機用發(fā)動機、拖拉機發(fā)動機、非柴油鐵路機車發(fā)動機、電動汽車發(fā)動機 和航至活塞式發(fā)動機。
[00過發(fā)明詳述
[0023]澗滑劑添加巧側合物
[0024] 發(fā)明人發(fā)現，包含添加劑基礎油、氯化石蠟和一種或多種抗氧化劑的潤滑劑添加 劑組合物在降低兩個表面（例如兩個運動金屬表面）之間的摩擦方面具有獨特的優(yōu)點。
[0025] 因此，在實施方案中，本發(fā)明提供了潤滑劑添加劑組合物的各種配制劑。在實施方 案中，所述潤滑劑添加劑組合物包含添加劑基礎油、氯化石蠟和第一抗氧化劑。在實施方案 中，所述潤滑劑添加劑組合物進一步包含第二抗氧化劑。在實施方案中，所述潤滑劑添加劑 組合物包含多種添加劑基礎油。在實施方案中，所述潤滑劑添加劑組合物進一步包含至少 一種選自如下的額外組分：抗磨劑、清凈劑、分散劑、稀釋劑、破乳劑、消泡劑、腐蝕/誘蝕抑 制劑、極壓劑、傾點下降劑、粘度指數改進劑和摩擦改進劑。
[0026] 本文提供的潤滑劑添加劑組合物可用作獨立的潤滑劑或者可添加至另一潤滑劑 組合物（例如發(fā)動機油、傳動油、滿輪機油、齒輪油、潤滑脂等）中。
[0027] 因此，術語"潤滑劑添加劑組合物"是指可用作獨立的潤滑劑、或者用作可具有添 加至其中W形成另一潤滑劑組合物的額外組分的組合物的組合物。因此，術語"添加劑基礎 油"是指添加W形成潤滑劑添加劑組合物的基礎油。然而，一旦形成潤滑劑添加劑組合物， 則可向該潤滑劑添加劑組合物中添加額外組分例如額外基礎油，從而形成另一潤滑劑組合 物。
[0028] 除非具體說明或者由上下文顯而易見，否則本文所用的術語"約"應理解為處于本 領域的通常公差范圍之內，例如處于平均值的2個標準差范圍之內。"約"可理解為處于所 述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%范 圍之內。本文所用的"約"具體值還包括該具體值，例如約10%包括10%。本文所有表中 的數值范圍或值應理解為前面標有術語"約"。
[0029] 配制劑A:添加劑基礎油、氯化石蠟和抗氧化劑
[0030] 在實施方案中，本發(fā)明提供了一種潤滑劑添加劑組合物，其包含添加劑基礎油、氯 化石蠟和第一抗氧化劑。合適的添加劑基礎油及其重量百分比如本文所述。合適的氯化石 蠟及其重量百分比如本文所述。合適的抗氧化劑及其重量百分比也如本文所述。
[0031]在本文所述的任意實施方案中，所述添加劑基礎油的量可為所述潤滑劑添加劑組 合物重量的約10-約80 %、約10-約70 %、約10-約60 %、約10-約50 %、約10-約40 %、約 10-約 30 %、約 10-約 20 %、約 20-約 80 %、約 20-約 70 %、約 20-約 60 %、約 20-約 50 %、約 20-約 40%、約 20-約 30%、約 30-約 80%、約 30-約 70%、約 30-約 60%、約 30-約 50%、 約 30-約 40 %、約 40-約 80 %、約 40-約 70 %、約 40-約 60 %、約 40-約 50 %、約 50-約 80 %、約 50-約 70 %、約 50-約 60 %、約 60-約 80 %、約 60-約 70 %、約 70-約 80 %、大于 80% (例如約80-約90%、約90-95%或大于95%)或小于10%。在本文所述的任意實施 方案中，所述添加劑基礎油的量也可為所述潤滑劑添加劑組合物重量的約10%、約20%、 約 30%、約 40%、約 50%、約 60%、約 70%、約 80%、約 90%或約 95%。
[0032]在本文所述的任意實施方案中，所述氯化石蠟的量可為所述潤滑劑添加劑組合物 重量的約10-約60 %、約10-約50 %、約10-約40 %、約10-約30 %、約10-約20 %、約 15-約 60%、約 15-約 50%、約 15-約 45%、約 15-約 40%、約 15-約 35%、約 15-約 30%、 約 20-約 60 %、約 20-約 50 %、約 20-約 40 %、約 20-約 30 %、約 30-約 60 %、約 30-約 50%、約30-約40 %、約40-約60 %、約40-約50 %、約50-約60 %、小于10% (例如約 5-約10 %或小于約5 % )或大于60 % (例如約60-約70 %、約70-約80 %、約80-約90 % 或大于約90% )。在本文所述的任意實施方案中，所述氯化石蠟的量也可為所述潤滑劑添 加劑組合物重量的約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約 90%或約 95%。
[0033]在本文所述的任意實施方案中，第一抗氧化劑的量可為所述潤滑劑添加劑組合物 重量的約0. 01-約5%、約0. 01-約4%、約0. 01-約3%、約0. 01-約2%、約0. 01-約1 %、約 0. 1-約 5%、約 0. 1-約 4%、約 0. 1-約 3%、約 0. 1-約 2%、約 0. 1-約 1%、約 0. 5-約 5%、 約0. 5-約4 %、約0. 5-約3 %、約0. 5-約2 %、約0. 5-約1 %或大于約5 %。在本文所述的 任意實施方案中，第一抗氧化劑的量也可為所述潤滑劑添加劑組合物重量的約0. 01%、約 0. 05%、約 0. 1 %、約 0. 2%、約 0. 3%、約 0. 4%、約 0. 5%、約 0. 6%、約 0. 7%、約 0. 8%、約 0. 9%、約 1 %、約 1. 5%、約 2%、約 3%、約 4%或約 5%。
[0034]在實施方案中，本發(fā)明提供了一種潤滑劑添加劑組合物，其包含：(a)添加劑基礎 油，其量為該添加劑組合物的10-80重量％;化）氯化石蠟，其量為該添加劑組合物的10-60 重量％;和（C)第一抗氧化劑，其量為該添加劑組合物的0.01-5重量％。在實施方案中，氯 化石蠟的量為該添加劑組合物的約15-約45重量％。合適的添加劑基礎油、氯化石蠟和第 一抗氧化劑如本文所述。
[00巧]添加劑基礎油
[0036]適用于本發(fā)明潤滑劑添加劑組合物中的添加劑基礎油包括礦物油或合成油。因 此，在本文所述的任意實施方案中，所述添加劑基礎油可為礦物油或合成油。在實施方案 中，所述添加劑基礎油為礦物油。在實施方案中，所述添加劑基礎油為多種礦物油的共混 物。在實施方案中，所述添加劑基礎油為合成油。在實施方案中，所述添加劑基礎油為多種 合成油的共混物。在實施方案中，所述添加劑基礎油為礦物油和合成油的共混物。在實施 方案中，所述添加劑基礎油為多種礦物油和合成油的共混物。在實施方案中，所述添加劑基 礎油為礦物油和多種合成油的共混物。在實施方案中，所述添加劑基礎油為多種礦物油和 多種合成油的共混物。
[0037] 適用于本發(fā)明潤滑劑添加劑組合物中的添加劑基礎油包括I類基礎油、II類基礎 油、III類基礎油、IV類基礎油或V類基礎油（例如合成醋基礎油）。本領域已知基礎油可 分為5個大類，即I-V類，參見例如美國石油學會（"API")的出版指南："AppendixE--API BaseOilInterchangeabilityGuidelinesforPassengerCarMotorOilsandDiesel 化gineOils(2011年9月）"（下文稱為"API指南"）。在本文中，術語"I類基礎油"、"II 類基礎油"、"III類基礎油"、"IV類基礎油"和"V類基礎油"是指分別落入API指南所定義 的I-V類基本油料類別內的基礎油。本文所用的術語"基礎油"和"基本油料"可互換地使 用，除非另有區(qū)分。
[0038] 根據API指南，基本油料的各類別具有特定的特征化學組成（例如飽和物含量、硫 含量）和物理性質（例如粘度指數值）。潤滑劑工業(yè)拓展了API指南中的五個基本類別且 使用r類、ir類或iir類基礎油類別來分別描述具有103-108粘度指數的I類基本油料、 具有113-119粘度指數的II類基本油料，或具有至少140粘度指數的III類基本油料。
[0039] 在本文所述的任意實施方案中，所述添加劑基礎油可選自I類基礎油、II類基礎 油、III類基礎油、IV類基礎油和合成醋基礎油。在實施方案中，所述添加劑基礎油也可為 r類、II+類或IIr類基礎油。在實施方案中，所述添加劑基礎油為III類、IV類基礎油或 合成醋基礎油。在實施方案中，所述添加劑基礎油為III類基礎油。
[0040] 在實施方案中，所述添加劑基礎油為IV類基礎油。IV類基礎油包括聚a-締控 (叩A0")。因此，在實施方案中，所述添加劑基礎油為PA0基礎油。具有各種粘度的PA0是 已知的，例如低粘度PA0,其定義為具有在100°C下為2-10厘拖（cSt)的運動粘度；中粘度 PA0,其定義為具有在100°C下為10-25cSt的運動粘度；高粘度PA0,其定義為具有在100°C 下為25-lOOcSt的運動粘度；和超高粘度PA0,其定義為具有在100°C下為150-1000cSt的 運動粘度。在實施方案中，所述添加劑基礎油為低粘度PA0、中粘度PA0或高粘度PA0。在 實施方案中，所述添加劑基礎油為低粘度PA0。在實施方案中，所述添加劑基礎油為具有在 100°C下約2-約9、約2-約8、約2-約7、約2-約6、約2-約5、約3-約10、約3-約9、約 3- 約8、約3-約7、約3-約6、約3-約5、約4-約10、約4-約9、約4-約8、約4-約7、約 4- 約6、約4-約5、約5-約10、約5-約9、約5-約8、約5-約7或約5-約6的運動粘度的 低粘度PA0。在實施方案中，所述添加劑基礎油為具有在100°C下約2、約3、約4、約6、約7、 約8、約9或約10的運動粘度的低粘度PA0。
[0041] 適用于本發(fā)明潤滑劑添加劑組合物中的添加劑基礎油還包括合成醋基礎油。因 此，在本文所述的任意實施方案中，所述添加劑基礎油也可為合成醋基礎油。在實施方案 中，所述添加劑基礎油為受阻醋、二簇酸醋或聚醋。在實施方案中，所述添加劑基礎油為聚 醋（例如二醋或=醋）。在實施方案中，所述聚醋具有未反應的徑基。在實施方案中，所述 添加劑基礎油為聚醋，其中所述聚醋可通過使多元醇與簇酸反應而形成。在實施方案中， 所述多元醇為具有至少3個徑基和3-10個碳的多元醇。在實施方案中，所述多元醇為選 自如下的新戊基多元醇：新戊二醇、=徑甲基丙烷、=徑甲基乙燒、單季戊四醇、二徑 甲基丙烷）、二季戊四醇、=季戊四醇和四季戊四醇。在實施方案中，所述添加劑基礎油為 可通過使=徑甲基丙烷與簇酸反應而形成的聚醋。在實施方案中，所述簇酸可為飽和或不 飽和直鏈或支化的具有5-12個碳的簇酸，或者具有多于12個碳（例如14個碳、16個碳、 18個碳、20個碳、22個碳或24個碳）的簇酸。在實施方案中，所述簇酸選自棟桐油酸、順I(yè) 11-十八碳締酸、油酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一燒酸、十二燒酸、十=燒酸、 肉豆違酸、十五燒酸、棟桐酸、十屯燒酸、硬脂酸、十九酸（nonadecylicacid)、十九燒酸 (nonadecanoic3(：1(1)、二十燒酸、二^--燒酸、二十二燒酸、二十S燒酸和二十四燒酸。在 實施方案中，所述添加劑基礎油為=徑甲基丙烷=油酸醋聚醋基礎油。
[0042] 適用于本發(fā)明潤滑劑添加劑組合物中的添加劑基礎油還包括石蠟基礎油、環(huán)烷基 礎油和芳族基礎油，運些是本領域所已知的。因此，在本文所述的任意實施方案中，所述添 加劑基礎油也可為石蠟基礎油、環(huán)烷基礎油或芳族基礎油。在實施方案中，所述添加劑基礎 油為石蠟基礎油（例如重質石蠟基礎油）。
[0043] 適用于本發(fā)明潤滑劑添加劑組合物中的添加劑基礎油可由其物理特性描述。因 此，在本文所述的任意實施方案中，所述添加劑基礎油的特征可在于：具有特定（例如本文 所述的）粘度指數、在l〇〇°C下的運動粘度、由N0ACK揮發(fā)度測試測得的蒸發(fā)量、或它們的 任意組合。在實施方案中，所述添加劑基礎油具有約80-約180、約80-約170、約80-約 160、約 80-約 150、約 80-約 140、約 80-約 130、約 80-約 120、約 80-約 110、約 80-約 100、 約 80-約 90、約 90-約 180、約 90-約 170、約 90-約 160、約 90-約 150、約 90-約 140、約 90-約 130、約 90-約 120、約 90-約 110、約 90-約 100、約 100-約 180、約 100-約 170、約 100-約 160、約 100-約 150、約 100-約 140、約 100-約 130、約 100-約 120、約 100-約 110、 約 110-約 180、約 110-約 170、約 110-約 160、約 110-約 150、約 110-約 140、約 110-約 130、約 110-約 120、約 120-約