專利名稱：納米球形添加劑和含有該納米球形添加劑的潤滑劑組合物的制作方法
技術領域：
本文描述的實施方式涉及采用含納米顆粒的完全調(diào)配的潤滑劑改進摩擦和降低磨損的方法。特別是，在潤滑劑組合物中采用了油溶性納米球形組分以降低它的摩擦系數(shù)，以及用作磨損降低劑。
背景和概述潤滑劑可以是液體、糊劑或者固體，使用最多的是液體潤滑劑。潤滑油可以用在汽車發(fā)動機、變速器、軸承、齒輪、工業(yè)用齒輪和其它機器以降低摩擦和磨損，并增加燃料經(jīng)濟性。包括許多組分，但不限于，分散劑、除垢劑、摩擦改良劑、抗磨損劑、抗氧化劑和抗腐蝕劑典型地存在于完全調(diào)配的潤滑油中。對于許多潤滑劑的應用，粘度系數(shù)改進劑也可能作為主要的組分包括在內(nèi)。
隨著能源枯竭和更多嚴格環(huán)境條例的采用，迫切需要提高汽車的燃料經(jīng)濟性，并降低汽車尾氣的排放。通常，在潤滑油中加入有機摩擦改良劑來增加燃料經(jīng)濟性。然而，通過有機摩擦改良劑獲得的燃料的經(jīng)濟性的水平是有限的。因此，需要在燃料經(jīng)濟性的提高上采用另外的方法。
提高燃料經(jīng)濟性的一種方法是提供較低粘度等級的潤滑油。盡管提供較低粘度潤滑油可能大大提高燃料的經(jīng)濟性，但是這類潤滑油也可能會增加磨損。通過使用抗磨損劑，比如二烷基二硫羥磷酸鋅(ZDTP)可以部分地降低磨損。然而，ZDPT含有磷，而且它的分解物可能對排放物控制的汽車催化系統(tǒng)有有害影響。因此，仍然迫切需要能降低摩擦和磨損，而對排放物控制系統(tǒng)沒有不利影響，也不會進一步損耗稀有自然資源的方法。
考慮到上述，本文描述的示例性實施方式提供了降低潤滑表面間摩擦系數(shù)和磨損的方法。該方法包括在含有潤滑粘度基礎油的完全調(diào)配潤滑劑組合物中提供一定量的來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)芯和雙嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分。該納米球形組分具有的芯直徑為約10至約100nm。根據(jù)該方法，將含有納米球形組分的潤滑劑組合物施用于被潤滑的表面。
在另一實施方式中，提供了一種在含有該潤滑劑組合物的發(fā)動機操作期間降低發(fā)動機潤滑劑組合物摩擦系數(shù)的方法。該方法包括將發(fā)動機部件與具有潤滑粘度基礎油和一定量來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)芯和雙嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分的完全調(diào)配潤滑劑組合物接觸以將摩擦系數(shù)降低至低于不含油溶納米球形組分的潤滑劑組合物的摩擦系數(shù)。該納米球形組分具有的芯直徑為約10至約100nm。
在說明書另一實施方式中提供了一種采用潤滑油降低活動部件間磨損的方法。該方法包括將含基礎油的潤滑劑組合物和包括磨損降低劑的添加劑包作為潤滑油用于一個或多個活動部件。該磨損降低劑是來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)芯和雙嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分。
在說明書另一實施方式中提供了一種降低鄰近潤滑表面的摩擦系數(shù)的方法，包括在含有潤滑粘度基礎油的完全調(diào)配潤滑劑組合物中提供一定量來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)芯和雙嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分，將含有該納米球形組分的潤滑劑組合物涂覆于要潤滑的表面，其中納米球形組分具有的芯直徑大于潤滑劑組合物的薄膜厚度。
在說明書另一實施方式中提供了一種在含有潤滑劑組合物的發(fā)動機操作期間降低發(fā)動機潤滑劑組合物摩擦系數(shù)的方法，包括將發(fā)動機部件與包含潤滑粘度基礎油和一定量來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)芯和雙嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分的完全調(diào)配潤滑劑組合物接觸以將摩擦系數(shù)降低至低于不含油溶納米球形組分的潤滑劑組合物的摩擦系數(shù)，其中納米球形組分具有的芯直徑大于潤滑劑組合物的薄膜厚度。
正如上述的簡要說明，說明書的實施方式提供了特別的成品潤滑劑組合物，它可以大大改善潤滑劑組合物的摩擦系數(shù)，并降低較低粘度潤滑劑組合物的磨損。含有油溶納米球形組分的添加劑包可以與涂覆于活動部件間表面的油質(zhì)液體混合。在另一應用中，含有油溶納米球形組分的添加劑包可以在完全調(diào)配的潤滑劑組合物中提供。
本發(fā)明在以下方面提供了1.一種降低鄰近潤滑表面摩擦系數(shù)的方法，所述方法包括在含有潤滑粘度基礎油的完全調(diào)配潤滑劑組合物中提供一定量來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)芯和二嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分，將含有納米球形組分的潤滑劑組合物涂覆于要潤滑的表面，其中納米球形組分具有約10至約100nm的芯直徑。
2.方面1的方法，其中的潤滑表面包括發(fā)動機驅動列車。
3.方面1的方法。其中的潤滑表面包括內(nèi)燃發(fā)動機的內(nèi)表面或元件。
4.方面1的方法，其中的潤滑表面包括壓縮點火發(fā)動機的內(nèi)表面或元件。
5.方面1的方法，其中在完全調(diào)配潤滑劑組合物中的油溶納米球形組分的量為約5wt％。
6.方面1的方法，其中在完全調(diào)配潤滑劑組合物中的油溶納米球形組分的量為約0.1至約5wt％。
7.方面1的方法，其中在完全調(diào)配潤滑劑組合物中的油溶納米球形組分的量為約0.5至約2wt％。
8.方面1的方法，其中納米球形組分具有約10至約120nm的流體動力學直徑。
9.一種在含有潤滑劑組合物的發(fā)動機操作期間降低發(fā)動機潤滑劑組合物的摩擦系數(shù)的方法，包括將發(fā)動機部件與含有潤滑粘度的基礎油和一定量來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)芯和二嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分的完全調(diào)配潤滑劑組合物成分接觸，以便將摩擦系數(shù)降低至小于不含油溶納米球形組分的潤滑劑組合物的摩擦系數(shù)，其中該納米球形組分具有約10至約100nm的芯直徑。
10.方面9的方法，其中該發(fā)動機包括重型柴油發(fā)動機。
11.方面9的方法，其中在完全調(diào)配潤滑劑組合物中的油溶納米球形組分的量最高達約5wt％。
12.方面9的方法，其中在完全調(diào)配潤滑劑組合物中的油溶納米球形組分的量為約0.5至約2wt％。
13.方面9的方法，其中納米球形組分具有約10至約120nm的流體動力學直徑。
14.一種采用潤滑油降低活動部件間磨損的方法，該方法包括采用含有基礎油和含有抗磨損劑的油添加劑包的潤滑劑組合物作為潤滑油用于一個或多個活動部件，其中磨損降低劑包括來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)芯和二嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分。
15.方面14的方法，其中的活動部件包括發(fā)動機的活動部件。
16.方面15的方法，其中該發(fā)動機選自壓縮點火發(fā)動機和火花點火發(fā)動機。
17.方面15的方法，其中該發(fā)動機包括具有曲軸箱的內(nèi)燃發(fā)動機，其中該潤滑油包括在發(fā)動機曲軸箱中存在的曲軸箱油。
18.方面15的方法，其中該潤滑油包括含有發(fā)動機的車輛的驅動列車中存在的驅動列車潤滑油。
19.方面15的方法，其中在潤滑劑組合物中存在的抗磨損降低劑的量為最高達約5wt。
20.方面15的方法，其中在潤滑劑組合物中存在的抗磨損降低劑的量為約0.1至約5wt％。
21.方面15的方法，其中在潤滑劑組合物中存在的抗磨損降低劑的量為約0.5至約2wt％。
22.方面15的方法，其中納米球形組分的芯具有約10至約100nm的直徑。
23.方面15的方法，其中納米球形組分具有約20至120nm的流體動力學直徑。
24.一種降低鄰近潤滑表面摩擦系數(shù)的方法，包括在含有潤滑粘度基礎油的完全調(diào)配潤滑劑組合物中提供一定量來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)芯和二嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分，將含有納米球形組分的潤滑劑組合物涂覆于要潤滑的表面，其中的納米球形組分具有大于潤滑劑組合物薄膜厚度的芯直徑。
25.一種在含有潤滑劑組合物的發(fā)動機操作期間降低發(fā)動機潤滑劑組合物摩擦系數(shù)的方法，所述方法包括將發(fā)動機部件與含有潤滑劑粘度的基礎油和一定量來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)芯和二嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分的完全調(diào)配潤滑劑組合物成分接觸，以便將摩擦系數(shù)降低至小于不含油溶納米球形組分的潤滑劑組合物的摩擦系數(shù)，其中該納米球形組分具有大于潤滑劑組合物薄膜厚度的芯直徑。
本文描述的方法特別適用于降低機動車污染控制設備的污染物，或者在可選擇的辦法中，該組合物適用于改善潤滑劑組合物的摩擦系數(shù)性能和耐磨損性能。與富勒烯(fullerences)和無機納米顆粒不同，本文描述的納米球形組分具有良好的顆粒尺寸和形態(tài)控制，這對加強潤滑劑的有效性是有益的。本文描述方法的其它特點和優(yōu)勢參考下面詳細的描述(旨在舉例說明示例性實施方式的各個方面，而不是限制本文描述的實施方式)會更清楚。
可以理解，前面的概述和下面的詳述都只是示范性和解釋性的，旨在提供公開實施方式和權利要求的進一步的解釋。
附圖簡述實施方式的其它優(yōu)勢，當結合附圖，并參考優(yōu)選的實施方式的詳述會更明顯，其中相似參考性能指定整個幾張附圖的相似或類似部件如下

圖1是根據(jù)說明書的納米球的示意圖(不是按比例標定)。
圖2和3是基礎油和含有根據(jù)說明書油溶納米球的基礎油的摩擦系數(shù)數(shù)據(jù)的圖解說明。
圖4是在不同溫度下基礎油薄膜厚度的圖解說明。
圖5是在不同溫度下基礎油中納米球摩擦系數(shù)的圖解說明。
實施方式詳述對于本說明書的目的，術語“烴溶”、“油溶”或者“可分散的”并不是旨在說明化合物是可溶的、不可溶的、可混合的或者能在烴組合物或油中以所有比例懸浮的。而是指，比如，它們在油中可溶或者可穩(wěn)定分散至足以在采用該油的環(huán)境中給予它們想要的效果。而且，如果需要，其它添加劑的另外的結合也允許特殊添加劑高含量的結合。
正如本文使用的“烴”是指任何含有不同組合的碳、氫和/或氧的大量化合物。術語“烴基”是指具有碳原子直接連接于分子的其它部分并且具有主要的烴性能的基團。烴基的實例包括(1)烴取代基，也就是，脂肪族(例如烷基或烯烴)、脂環(huán)族(例如環(huán)烷基、環(huán)烯烴)取代基和芳香族、脂肪族和脂環(huán)族取代的芳香族取代基，以及環(huán)狀取代基，其中的環(huán)通過分子的其它部分(例如兩個取代基一起形成脂環(huán)族基)形成；(2)取代烴的取代基，也就是，含有非烴基的取代基，在此說明書的上下文中，沒有改變主要的烴取代基(例如鹵代基(特別是氯和氟)、羥基、烷氧基、巰基、烷巰基、硝基、亞硝基和次硫酸基)；(3)雜取代基，也就是，具有主要烴性能的取代基，在此說明書的內(nèi)容中，除了環(huán)或者鏈中含有碳外，還有由非碳原子組成的環(huán)或鏈。雜原子包括硫、氧、氮和含有比如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基的取代基。一般地，在烴基中每十個碳原子中存在的非烴取代基不多于2個，優(yōu)選不多于1個；典型地，在烴基中不存在非烴取代基。
納米球形組分10，圖示于圖1，包括基本油溶的芯12和連接于芯的油溶冠14。納米球形組分的芯12來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)或由聚(丙烯酸羥烷基酯)或PHAA的羥基與肉桂酰氯化物反應制得的PCAA嵌段。芯12的玻璃化溫度可以通過丙烯酸羥烷基酯的一部分與辛酰氯反應來調(diào)整以便提供聚[(丙烯酸2-肉桂酰烷基酯)-ran-(2-丙烯酸辛酰氧基烷基酯)]或比如聚[(丙烯酸2-肉桂酰乙基酯)-ran-(丙烯酸2-辛酰氧基乙基酯)]或由下式示出的P(CEA-r-OEA) 其中x為約0.1至約1.0，z為約20至約500。芯直徑(CD)可以通過改變二嵌段的摩爾質(zhì)量來選擇，典型地，具有從約10至約50nm的直徑。
提供油溶嵌段共聚物作為環(huán)繞芯12的冠14。相應地，合適的嵌段共聚物可以衍生自聚[(丙烯酸2-乙基烷基酯)-ran-(丙烯酸烷基酯)]-嵌段-聚(丙烯酸2-羥烷基酯)，比如聚[(丙烯酸2-乙基己基酯)-ran-(丙烯酸叔丁酯)]-嵌段-聚(丙烯酸2-羥乙基酯)或由下式示出的P(EXA-r-tBA)-b-PHEA 其中y為約0.001至約0.5，m為約20至約500，n為約20至約500。冠14明顯地增加了納米球形組分10的流體動力學直徑(HD)，因此整個平均直徑為約20至約100nm。
由于其在潤滑基礎油中的可溶性，P(EXA-r-tBA)嵌段被選擇為納米球形10提供冠14，其中的潤滑基礎油主要由鏈烷屬烴、芳香族化合物和環(huán)烷(環(huán)烷屬烴)組成。少量摩爾分數(shù)y的tBA，例如小于1.5％，可以摻入冠14的嵌段共聚物，因此tBA可選擇地水解生成丙烯酸或AA基以有利于納米球在金屬或其它基體表面上的吸附。選擇PHEA嵌段是因為其容易衍生。PHEA的羥基可能會與肉桂酰氯反應以生成可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧基乙基酯)或PCEA嵌段。衍生而來的PCEA嵌段的玻璃化溫度可以通過HAEA羥基的一部分與辛酰氯反應生成聚(丙烯酸2-肉桂酰氧基乙基酯)-ran-(丙烯酸2-辛酰氧基乙基酯)或P(CEA-r-OEA)來調(diào)節(jié)。
納米球10可以在己烷或己烷含量較高的四氫呋喃/己烷中制備，后者被認為是P(EXA-r-tBA)嵌段的嵌段選擇性溶劑。在此嵌段選擇性溶劑中，不可溶的PCEA或P(CEA-r-OEA)嵌段根據(jù)二嵌段和溶劑n/m值的不同，可以形成球狀或柱狀團塊的芯?？扇艿腜(EXA-r-tBA)嵌段提供冠14。這種團塊的芯12可以被光化學交聯(lián)以鎖定在結構中以便提供基本恒定的納米顆粒。
實施例1，P(EXA-r-tBA)-b-PHEA的合成提供冠14的聚合物P(EXA-r-tBA)-b-PHEA的基本集可以通過P(EXA-r-tBA)-b-P(HEA-TMS)水解制備，其中P(HEA-TMS)代表聚(丙烯酸2-三甲基甲硅烷氧基乙基酯)。P(EXA-r-tBA)-b-P(HEA-TMS)可以通過用于制備PBA-b-(p(HEA-TMS)的原子傳遞自由基聚合(ATRP)方法合成，其中PBA代表聚(丙烯酸丁酯)。該引發(fā)系統(tǒng)包括2-溴丙酸甲酯(CH3CHBrCO2CH3)、溴化銅(I)和化學式為((CH3)2NCH2CH2)2NCH3的N，N，N’，N”，N”-五甲基二亞乙基三胺(PMDETA)。
P(EXA-r-tBA)-b-P(HEA-TMS)可以通過在非極性溶劑，比如甲苯中共聚EXA和少量tBA制備。給料比中的tBA的摩爾分數(shù)小于1.5％。在第一嵌段純化后，第一嵌段可以用作大分子引發(fā)劑以聚合第二單體，丙烯酸三甲基甲硅烷氧基乙基酯或HEA-TMS。該TMS基可以通過在THF水溶液中通過添加幾滴乙酸水解來去除。
實施例2，P(EXA-r-tBA)-b-PCEA的合成根據(jù)實施例1制得的P(EXA-r-tBA)-b-PHEA可以在吡啶中與肉桂酰氯反應來提供P(EXA-r-tBA)-b-PCEA。需要PCEA是因為它能使納米球形10可光致交聯(lián)。為了降低芯形成嵌段共聚物的玻璃化溫度Tg，羥基的一部分在與過量肉桂酰氯反應生成P(EXA-r-tBA)-b-P(CEA-r-OEA)之前可以與辛酰氯反應。在嵌段共聚物中的CEA摩爾分數(shù)優(yōu)選不小于50％以利于芯的有效交聯(lián)。
雖然不希望被理論束縛，認為潤滑油具有潤滑性能主要依據(jù)兩種機理。基于流體動力學定律，施加于兩個分離的滑動表面的流體動力壓力在兩表面最近的區(qū)域是最大的。壓力支撐負荷，并避免了在流體動力潤滑(HDL)狀態(tài)滑動表面的直接接觸。在高負荷和/或低速狀態(tài)下，潤滑劑系統(tǒng)進入了一個混合潤滑(ML)或邊界潤滑(BL)狀態(tài)，表面的粗糙面不可避免地部分或大規(guī)模接觸。含有兩親分子的潤滑劑通過在表面形成薄膜而避免了粗糙面的直接接觸。吸附薄膜降低了摩擦，因為它們更容易從金屬表面剝離，并可能在移動部件從另一個部件移走后在金屬表面重新形成。而且一般地，當吸附薄膜被示范用于在滑動云母表面形成聚合物刷時，它們能相互排斥。
希望前述的嵌段共聚物納米球形組分10通過下列一個或多個機理可以用作摩擦改良劑和抗磨損劑a)通過納米球形組分進行滑動表面的物理分離；b)將滑動表面間的滑動摩擦轉變?yōu)楸砻婧图{米球形組分間的滾動摩擦，和c)通過納米球形組分或組分的片斷涂覆相鄰的表面。與富勒烯(fullerenes)或無機納米顆粒不同，嵌段共聚物納米球形組分10可能具有更寬的顆粒尺寸和形狀控制。
上述的油溶納米球形組分10可以有利地摻入到潤滑組合物中。因此，油溶納米球形組分10可以直接加入到成品潤滑油組合物中。然而，在一個實施方式中，油溶納米球形組分10用基本是惰性，一般為液體有機稀釋劑進行稀釋，比如礦物油、合成油(例如二羧酸酯)、石腦油、烷化(例如C10-C13烷基)苯、甲苯或二甲苯以形成添加劑濃縮物。添加劑濃縮物可以含有約0％至約99％重量的稀釋油和油溶納米球形組分10。
在潤滑油組合物的制備中，一般的實踐是在烴油中，例如礦物潤滑油、或者其它合適的溶劑中，引入1至99wt％活性組分形式的添加劑濃縮物。通常，這些濃縮物與分散劑/抑制劑(DI)添加包和粘度指數(shù)(VI)改進劑一起加入潤滑油中，每重量份DI包含有0.01-50重量份潤滑油，以形成成品潤滑劑，比如曲軸箱發(fā)動機油。合適的DI包在例如US專利號5204012和6034040中描述。在DI添加劑包中包括的添加劑類型有除垢劑、分散劑、抗磨損劑、摩擦改良劑、密封膨脹劑、抗氧化劑、泡沫抑制劑、潤滑劑、抗銹劑、抗腐蝕劑、抗乳化劑、粘度指數(shù)改進劑等等。這些組分中對于本領域技術人員來說是熟知的，且以常規(guī)量與添加劑和本文所述的組分一起使用。
上述的用納米球形組分制得的潤滑劑組合物在多種不同的應用中使用。對于壓縮點火發(fā)動機和火花點火發(fā)動機，優(yōu)選潤滑劑組合物符合或超過已公布的API-Cl-4或GF-4標準。符合前述API-Cl-4或GF-4標準的潤滑劑組合物包括基礎油、DI添加劑包和/或VI改進劑來提供完全調(diào)配的潤滑劑。根據(jù)本發(fā)明潤滑劑的基礎油是具有潤滑粘性的選自天然潤滑油、合成潤滑油和它們的混合物的油。這些基礎油包括常規(guī)在火花點火和壓縮點火內(nèi)燃機，比如汽車和卡車發(fā)動機、航海和鐵路用柴油發(fā)動機等等上用作曲軸箱潤滑油的那些。
上述的納米球形組分10可以在完全調(diào)配的自動傳輸流體、完全調(diào)配曲軸箱流體、完全調(diào)配重型齒輪流體等等中使用。這種納米球形組分可能對降低摩擦系數(shù)和磨損有效。
納米球形組分在完全調(diào)配潤滑劑組合物中的量可以是最高達約5wt％。在另一實施例中，納米球形組分在完全調(diào)配潤滑劑組合物中的量可以是約0.1至約5wt％。作為更進一步的實施例，納米球形組分在完全調(diào)配潤滑劑組合物中的量可以是約0.5至約2wt％。
合適的納米球形組分可以具有約10至約100nm的芯直徑和約10至約120nm的流體動力學直徑。
分散劑組分在DI包中含有的分散劑包括但不限于，具有能與被分散顆粒結合的官能團的油溶聚合烴的主鏈。典型地，分散劑包括胺、醇、酰胺或極性分子常常通過橋連基聯(lián)接于聚合物主鏈的酯。分散劑可以選自如US專利號3697574和3736357中所述的曼尼期(Mannich)分散劑；如US專利號4234435和4636322中所述的無灰琥珀酰亞胺分散劑；如US專利號3219666、3565804和5633326中所述的胺分散劑；如US專利號5936041、5643859和5627259中所述的科赫(Koch)分散劑和US專利號5851965、5853434和5792729中所述的聚亞烷基琥珀酰亞胺分散劑。
氧化抑制劑組分氧化抑制劑或抗氧化劑降低了基本原料在使用中的退化趨勢，此退化由于成品的氧化，比如金屬表面的淤泥和清漆類沉淀物和成品潤滑劑的粘度增加會更加明顯。此類氧化抑制劑包括位阻酚、硫化位阻酚、具有C5至C12烷基側鏈的烷基酚硫酯的堿土金屬鹽，硫化烷基酚，硫化或非硫化烷基酚的金屬鹽，比如壬基酚硫化鈣，無灰油溶苯酚鹽和硫化苯酚鹽，磷硫化或硫化烴，磷酯、硫代氨基甲酸金屬鹽和US專利號4867890描述的油溶銅組合物。
其它可用的抗氧化劑包括空間位阻酚和二芳基胺、烷化吩噻嗪、硫化物和無灰二烴基二硫代氨基甲酸酯?？臻g位阻酚的非限制性實例包括，但不限于，2，6-二-叔丁基苯酚，2，6-二-叔丁基甲基苯酚、4-乙基-2，6-二-叔丁基苯酚、4-丙基-2，6-二-叔丁基苯酚、4-丁基-2，6-二-叔丁基苯酚、4-戊基-2，6-二-叔丁基苯酚、4-己基-2，6-二-叔丁基苯酚、4-庚基-2，6-二-叔丁基苯酚、4-(2-乙基己基)-2，6-二-叔丁基苯酚，4-辛基-2，6-二-叔丁基苯酚、4-壬基-2，6-二-叔丁基苯酚、4-癸基-2，6-二-叔丁基苯酚、4-十一烷基-2，6-二-叔丁基苯酚、4-十二烷基-2，6-二-叔丁基苯酚，亞甲基橋接空間位阻苯酚包括，但不限于，如US公開號2004/0266630描述的4，4-亞甲基二(6-叔丁基-O-甲酚)、4，4-亞甲基二(2-叔戊基-O-甲酚)、2，2-亞甲基二(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4，4-亞甲基-二(2，6-二-叔丁基苯酚)和它們的混合物。
二芳基胺抗氧化劑包括，但不限于，具有下列化學式的二芳基胺 其中R’和R”分別獨立地代表具有6至30個碳原子的取代或未取代的芳基。芳基的示例性取代基包括脂肪族烴基比如具有1至30個碳原子的烷基、羥基、鹵素、羧酸或酯基或硝基。
芳基優(yōu)選為被取代或未被取代的苯基或萘基，特別是，其中一個或兩個芳基用最少一個具有4至30個碳原子，優(yōu)選4至8個碳原子，最優(yōu)選4至9個碳原子的烷基取代。希望一個或兩個芳基被取代，例如一-烷基化二苯胺、二-烷基化二苯胺或一-和二-烷基化二苯胺的混合物。
二芳基胺可以是在分子中含有多于一個氮原子的結構。因此，該二芳基胺可以含有至少兩個氮原子，其中至少一個氮原子具有兩個芳基聯(lián)接于其上，例如具有仲氮原子和兩個芳基在一個氮原子上的各種二胺的情況。
使用的二芳基胺的實例包括，但不限于，二苯胺；各種烷基化二苯胺；3-羥基二苯胺；N-苯基-1，2-苯二胺；N-苯基-1，4-苯二胺；一丁基二苯胺；二丁基二苯胺；一辛基二苯胺；二辛基二苯胺；一壬基二苯胺、二壬基二苯胺、一十四烷基二苯胺、雙十四烷基二苯胺、苯基-α-萘胺、一辛基苯基-α-萘胺；苯基-β-萘胺；一庚基二苯胺；二庚基二苯胺；對位苯乙烯化二苯胺；混合丁基辛基二苯胺和混合辛基苯乙烯基二苯胺。
另一類胺類抗氧化劑包括吩噻嗪或具有下列化學式的烷基化吩噻嗪 其中R1是直鏈或支鏈C1至C24烷基、芳基、雜烷基或烷芳基，R2是氫或直鏈或支鏈C1至C24烷基、雜烷基或烷芳基。烷基化吩噻嗪可以選自一十四烷基基吩噻嗪、雙十四烷基吩噻嗪、一癸基吩噻嗪、二癸基吩噻嗪、一壬基吩噻嗪、二壬基吩噻嗪、一辛基吩噻嗪、二辛基吩噻嗪、一丁基吩噻嗪、二丁基吩噻嗪、一苯乙烯基吩噻嗪、二苯乙烯基吩噻嗪、丁基辛基吩噻嗪和苯乙烯基辛基吩噻嗪。
含硫的抗氧化劑包括，但不限于，硫化烯烴，其特征在于它們成品中所用的烯烴種類和抗氧化劑中最終的硫含量。優(yōu)選高分子量烯烴，即具有平均分子量為168至351克/摩爾的烯烴。使用的烯烴實例包括，α烯烴、異構化α烯烴、支鏈烯烴、環(huán)狀烯烴和它們的組合。
α烯烴包括，但不限于，任何C4至C25的α烯烴。α烯烴可以在硫化反應前或硫化反應期間進行異構化。含有內(nèi)在雙鍵和/或支鏈的α烯烴的結構和/或構象異構體也可以使用。例如異丁烯是α烯烴1-丁烯的支鏈烯烴對應物。
可以在烯烴硫化反應中使用的硫源包括元素硫、硫的一氯化物、硫的二氯化物、硫化鈉、聚硫化鈉和它們加在一起或在硫化工藝不同階段的混合物。
不飽和油，由于它們的不飽和性，也可以被硫化并用作抗氧化劑。可以使用的油或脂肪的實例包括玉米油、低芥酸菜籽油、棉籽油、葡萄籽油、橄欖油、棕櫚油、花生油、椰子油、油菜籽油、紅花籽油、芝麻油、大豆油、向日葵籽油、動物脂油和它們的組合。
加入成品潤滑劑中硫化烯烴或硫化脂肪油的量基于硫化烯烴或脂肪油中硫的含量和要遞送到的成品潤滑劑中硫的所需量。例如，含有20wt％硫的硫化脂肪油或烯烴，當以1.0wt％的處理量加入到成品潤滑劑中時，應該向成品潤滑劑中遞送2000ppm的硫。含有10wt％硫的硫化脂肪油或烯烴，當以1.0wt％的處理量加入到成品潤滑劑中時，應該向成品潤滑劑中遞送1000ppm的硫。加入硫化烯烴或硫化脂肪油的量優(yōu)選能遞送成品潤滑劑200ppm至2000ppm硫。前述含抗氧化劑的胺類、吩噻嗪和硫的在例如US專利號6599865中描述。
可以用作抗氧化添加劑的無灰二烷基二硫代氨基甲酸酯包括在添加劑包中可溶或可分散的化合物。優(yōu)選低粘度的無灰二烷基二硫代氨基甲酸酯，其分子量大于250道爾頓，優(yōu)選分子量大于400道爾頓?？捎玫臒o灰二硫代氨基甲酸酯的實例包括，但不限于，亞甲基二(二烷基二硫代氨基甲酸酯)、亞乙基二(二烷基二硫代氨基甲酸酯)、異丁基二硫化-2，2’-二(二烷基二硫代氨基甲酸酯)、羥烷基取代的二烷基二硫代氨基甲酸酯，由不飽和化合物制得的二硫代氨基甲酸酯，由降冰片烯制得的二硫代氨基甲酸酯和由環(huán)氧化物制得的二硫代氨基甲酸酯，其中的烷基二硫代氨基甲酸酯的烷基優(yōu)選地具有1至16個碳?？梢允褂玫亩榛虼被姿狨サ膶嵗_于下列專利US專利號5693598；4876375；4927552；4957643；4885365；5789357；5686397；5902776；2786866；2710872；2384577；2897152；3407222；3867359和4758362。
無灰二硫代氨基甲酸酯的實例有亞甲基二(二丁基二硫代氨基甲酸酯)、亞乙基二(二丁基二硫代氨基甲酸酯)、異丁基二硫化-2，2’-二(二丁基二硫代氨基甲酸酯)、二丁基-N，N-二丁基-(二硫代氨基甲?；?琥珀酸酯、2-羥丙基二丁基二硫代氨基甲酸酯、丁基(二丁基二硫代氨基甲?；?醋酸酯和S-甲氧羰基-乙基-N，N-二丁基二硫代氨基甲酸酯。最優(yōu)選的無灰二硫代氨基甲酸酯是亞甲基二(二丁基二硫代氨基甲酸酯)。
除了納米球形組分外，二烷基二硫代磷酸鋅(“Zn DDPs”)也可以用于潤滑油。Zn DDPs具有良好的抗磨損和抗氧化性能，而且已經(jīng)用于通過凸輪磨損試驗，比如Seq.IVA和TU3磨損試驗。許多專利記載了Zn DDPs的制造和使用，包括US專利號4904401；4957649和6114288。非限制通用Zn DDPs種類為一級、二級和一級和二級Zn DDPs的混合物。
同樣地，含有用作摩擦改良劑的化合物的有機鉬也具有抗氧化性能。US專利號6797677描述了用于成品潤滑劑組合物中的有機鉬化合物、烷基吩噻嗪和烷基二苯胺的組合。含有摩擦改良劑的合適的鉬在下面的摩擦改良劑中描述。
本文描述的納米球形組分可以與任何或所有前述的抗氧化劑以任何或所有組合和比例使用?？梢岳斫庥糜诔善窛櫥瑒┙M合物的含酚、含胺，含硫和含鉬的添加劑的各種組合可以基于臺架或發(fā)動機試驗或分散劑、VI改進劑、基礎油或任何其它添加劑改良的基礎上進行優(yōu)化。
摩擦改良劑組分可以用作另外的摩擦改良劑的無硫和無磷有機鉬化合物可以通過無硫和無磷鉬源與含氨基和/或醇基的有機化合物反應制得。無硫和無磷鉬源的實例包括三氧化鉬，鉬酸銨，鉬酸鈉和鉬酸鉀。氨基可以是一元胺、二元胺或多元胺。醇基可以是單取代醇，二醇或雙醇或多醇。作為實例，二胺與脂肪油反應生成了含有氨基和醇基并能與無硫和無磷鉬源反應的產(chǎn)物。
無硫和無磷有機鉬化合物包括下列1、如US專利號4259195和4261843所述的通過一定的堿性氮化合物與鉬源反應制得的化合物。
2、如US專利號4164473中所述的通過烴基取代的羥基烷基化胺與鉬源反應制得的化合物。
3、如US專利號4266945中所述的通過苯酚醛濃縮物，一烷基化亞烷基二胺與鉬源反應制得的化合物。
4、如US專利號4889647中所述的通過脂肪油，二乙醇胺與鉬源反應制得的化合物。
5、如US專利號5137647所述的通過脂肪油或酸與2-(2-氨基乙基)氨基乙醇和鉬源反應制得的化合物。
6、如US專利號4692256中所述的通過仲胺與鉬源反應制得的化合物。
7、如US專利號5412130中所述的通過二醇，二氨基或氨基-醇化合物與鉬源反應制得的化合物。
8、如US專利號6509303中所述的通過脂肪油，一烷基化亞烷基二胺與鉬源反應制得的化合物。
9、如US專利號6528463中所述的通過脂肪酸，一烷基化亞烷基二胺，甘油酯與鉬源反應制得的化合物。
如US專利號4889647中所述的通過脂肪油，二乙醇胺與鉬源反應制得的鉬化合物有時用下列結構式表示，其中R是脂肪烷基鏈，雖然這些材料確切的化學成分還不完全知道，事實上可能是幾種有機鉬化合物的多組分混合物。
可以使用含硫的有機鉬化合物，它可以通過各種方法制得。一種方法涉及將無硫和無磷鉬源與氨基和一個或多個硫源反應。硫源可以包括，例如，但不限于，二硫化碳，硫化氫，硫化鈉和元素硫?；蛘撸蜚f化合物可以通過含硫鉬源與氨基或秋蘭姆基和任選第二種硫源反應制得。
無硫和無磷鉬源的實例包括三氧化鉬，鉬酸胺，鉬酸鈉，鉬酸鉀和鉬的鹵化物。氨基可以是一元胺，二元胺或多元胺。作為實例，三氧化鉬可以與仲胺和二硫化碳反應制得二硫代氨基甲酸鉬?；蛘撸?NH4)2Mo3S13*n(H2O)，其中n在0和2之間變化，與二硫化四烷基秋蘭姆反應生成三核含硫二硫代氨基甲酸鉬。
在專利和專利申請中出現(xiàn)的含硫有機鉬實例包括下列1、如US專利號3509051和3356702中描述的通過三氧化鉬與仲胺和二硫化碳反應制得的化合物。
2、如US專利號4098705中描述的通過無硫鉬源與仲胺，二硫化碳和另一硫源反應制得的化合物。
3、如US專利號4178258中描述的通過鹵化鉬與仲胺和二硫化碳反應制得的化合物。
4、如US專利號4263152，4265773，4272387，4285822，4369119和4395343中描述的通過鉬源與堿性氮化合物和硫源反應制得的化合物。
5、如US專利號4283295中描述的通過四硫代鉬酸銨與堿性氮化合物反應制得的化合物。
6、如US專利號4362633中描述的通過烯烴，硫和胺與鉬源反應制得的化合物。
7、如US專利號4402840中描述的通過四硫代鉬酸銨與堿性氮化合物和有機硫源反應制得的化合物。
8、如US專利號4466901中描述的通過酚化合物，胺和鉬源與硫源反應制得的化合物。
9、如專利號4765918中描述的通過甘油三酸酯，堿性氮化合物，鉬源與硫源反應制得的化合物。
10、如US專利號4966719中描述的通過烷基噻噸堿金屬鹽與鹵化鉬反應制得的化合物。
11、如US專利號4987464中描述的通過二硫化四烷基秋蘭姆與六羰基鉬反應制得的化合物。
12、如US專利號4990271中描述的通過烷基二黃原酸(dixanthogen)與六羰基鉬反應制得的化合物。
13、如US專利號4995996中描述的通過烷基黃原酸堿金屬鹽與四醋酸二鉬反應制得的化合物。
14、如US專利號6232276中描述的通過(NH4)2Mo3513*2(H2O)與堿金屬的二烷基二硫代氨基甲酸鹽或二硫化四烷基秋蘭姆反應制得的化合物。
15、如US專利號6103674中描述的通過酯或酸與二元胺，鉬源和二硫化碳反應制得的化合物。
16、如US專利號6117826中描述的通過堿金屬的二烷基二硫代氨基甲酸鹽與3-氯丙酸反應，以及隨后與三氧化鉬反應制得的化合物。二硫代氨基甲酸鉬可以用下列結構式表示， 其中R為含有4至18個碳原子的烷基或H，X是O或S。
甘油酯可以單獨使用或者與其它摩擦改良劑結合使用。合適的甘油酯包括下列化學式的甘油酯 其中每個R獨立地選自H和C(O)R’。其中R’可以是含有3至23個碳原子的飽和或不飽和烷基?？梢允褂玫母视王サ膶嵗ǜ视蛦卧鹿鹚狨?，甘油單肉豆蔻酸酯，甘油單棕櫚酸酯，甘油單硬脂酸酯和衍生自椰油酸、牛油酸、油酸、亞油酸和亞麻酸的甘油酯。典型的市售甘油單酯含有一定量的相應的甘油二酯和甘油三酯。這些物質(zhì)對鉬化合物的生成沒有危害，事實上可能更有活性。任何比例的甘油單酯和甘油二酯都何以使用。然而，優(yōu)選30至70％的可利用的位置含有游離羥基(即上面化學式表示的甘油酯的整個R基的30至70％是氫)。優(yōu)選的甘油酯是甘油單油酸酯，它一般地是衍生自油酸和甘油的甘油單酯、甘油二酯和甘油三酯的混合物。
其它添加劑阻銹劑選自非離子型聚氧化亞烷基多元醇和它們的酯，聚氧化亞烷基酚類，也可以使用陰離子型烷基磺酸。
可以使用少量去乳化組分。優(yōu)選的去乳化組分在EP330522中描述。這些去乳化組分可以通過亞烷基氧化物和通過二環(huán)氧化物和多元醇反應生成的加合物的反應來制得。去乳化劑應該以不超過0.1質(zhì)量％活性組分的量使用。0.001至0.05質(zhì)量％活性組分的處理比例是合適的。
傾點抑制劑，也稱為潤滑油流動改進劑，降低了流體流動或被傾倒的最小溫度。這些添加劑是眾所周知的。這些改進流體低溫流動性的典型添加劑是富馬酸C8至C18二烷基酯/醋酸乙烯酯共聚物，聚異丁烯酸烷基酯等。
泡沫控制可以通過許多化合物來提供，包括聚硅氧烷型止泡劑，例如硅油或聚二甲基硅氧烷。
密封膨脹劑，例如在US專利號3794081中描述的，也可以使用。
粘度改良劑(VM)用來賦予潤滑油的高和低溫可操作性。使用的VM可以具有單一功能，或者具有多種功能。
同時也起分散劑作用的多功能粘度改良劑也是已知的。合適的粘度改良劑是聚異丁烯，乙烯、丙烯和更高級α-烯烴的共聚物，聚異丁烯酸酯，聚異丁烯酸烷基酯，異丁烯酸酯的共聚物，不飽和二羧酸和乙烯基化合物的共聚物，苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物，苯乙烯/異戊二烯、苯乙烯/丁二烯和異戊二烯/丁二烯的部分氫化共聚物以及丁二烯和異戊二烯和異戊二烯/二乙烯基苯的部分氫化均聚物。
可以使用的官能化烯烴共聚物包括用活性單體，比如馬來酸酐接枝，然后用醇或胺衍生的乙烯和丙烯的共聚物。其它的這類共聚物是用氮化合物接枝的乙烯和丙烯的共聚物。
前述的每種添加劑，當其被使用時，以能夠給予潤滑劑所需性能的功能性有效量使用。因此，例如，如果添加劑是抗腐蝕劑，此腐蝕劑的功能有效量應該是給予潤滑劑所需抗腐蝕性能的足夠量。一般地，當被使用時，每種這類添加劑的濃度，基于潤滑油組合物的重量，為不大于約20wt％，在一個實施方式中，為約0.001％至約20wt％，在另一個實施方式中，為約0.01wt％至10wt％，基于潤滑油組合物的重量計。
納米球形組分可以直接加入潤滑油組合物中。然而，在一個實施方式中，它們用基本惰性的，一般為液體有機稀釋劑，比如礦物油，合成油，石腦油，烷基化(例如C10至C13烷基)苯，甲苯或二甲苯稀釋以形成添加劑濃縮物。這些濃縮物通常含有從約1wt％至約100wt％，在一個實施方式中為約10wt％至90wt％的納米球形組分。
基礎油適用于在本文描述的調(diào)配組合物，添加劑和濃縮物的基礎油可以選自合成或天然油或者它們的混合物。合成基礎油包括二羧酸的烷基酯，聚二醇和醇類，聚α烯烴，包括聚丁烯，烷基苯，磷酸的有機酯，聚硅油和環(huán)氧烷烴聚合物，其共聚體，共聚物和它們的衍生物，其中末端的羥基已通過酯化作用，醚化作用等被修飾。合成油中也可以包括氣液合成油。
天然基礎油包括動物油和植物油(例如蓖麻油，豬油)，液態(tài)石油和鏈烷屬，環(huán)烷屬和混合鏈烷屬和環(huán)烷屬的加氫精煉，溶劑處理或酸處理的礦物潤滑油。來自煤或頁巖的潤滑粘度油也是有用的基礎油。典型地基礎油在100℃具有約2.5至約15cSt，優(yōu)選約2.5至約11cSt的粘度。
實施例3油溶納米球形組分的邊界摩擦系數(shù)在下列實施例中，基礎油(EXXON EHC45)被加入到含有溶于四氫呋喃(THF)的納米球的納米球形組分中，直到70wt％的溶液是基礎油，以便基礎油中的納米球濃度為約0.07wt％。含有不同尺寸納米球的納米球形組分溶液的邊界摩擦系數(shù)于30℃的溫度在高頻率往復試驗鉆機(HFRR)中測定。試樣1是具有芯直徑為20nm且芯加冠的流體動力學直徑為45nm的納米球。試樣2是具有芯直徑為40nm且芯加冠的流體動力學直徑為89nm的納米球。THF和基礎油的30/70％wt混合物也作為控制因素進行評估。在HFRR上測定的邊界摩擦系數(shù)示于表1中。
表1

由于THF的閃點，試樣1和試樣2不能在更高的溫度進行測試。然而，結果表明兩種尺寸的納米球對降低純滑動條件下的摩擦都是有效的。
為了測定含每種納米球試樣的油在更相近于通常用來研究發(fā)動機油或其它潤滑劑邊界摩擦的條件的溫度下的邊界摩擦，制備了1wt％納米球懸浮于第II組基礎油中的溶液。納米球/基礎油(EXXON EHC45)溶液在100℃下測定的邊界摩擦系數(shù)示于表2。
表2

如表2中的結果所示，相對于不含納米球形組分的基礎油，兩種納米球形組分都將摩擦降低了。
實施例4油溶納米球形組分的摩擦系數(shù)由于大部分真實世界的潤滑條件都含有滑動和滾動接觸，因此，評估在滾動-滑動條件下含上述納米球的油的摩擦系數(shù)是很重要的。含有試樣1和試樣2納米球的基礎油(EXXON EHC45)的摩擦系數(shù)采用來自英國倫敦的PCS設備廠的小型牽引機(MTM)進行測定。在MTM中，當液體在100℃以0.1至2.0米/秒的夾帶速度拉過接觸區(qū)域時，在圓盤和鋼球之間施加35牛頓(N)的負荷。圓盤和球獨立地轉動以便在滑動與滾動比為20％時測定摩擦。
圖2示出了在100℃，35N負荷下測定的基礎油(EXXON EHC45)和1wt％納米球在基礎油中的溶液的摩擦。摩擦在滑動與滾動比為20％，不同的液體夾帶速度下進行測定。曲線A是單獨基礎油的摩擦系數(shù)。曲線B是1wt％試樣1納米球在基礎油中的溶液的摩擦系數(shù)。曲線C是1wt％試樣2納米球在基礎油中的溶液的摩擦系數(shù)。曲線D是1wt％常規(guī)摩擦改良劑在基礎油中的溶液的摩擦系數(shù)。
正如在圖2中所見，曲線A、B和C代表的摩擦系數(shù)相似。在此速度，可以相信，存在流體薄膜，因此在100mm/s以上的速度，流體薄膜的摩擦系數(shù)依賴于流體的流變學性質(zhì)而不是流體中的表面活性試劑。
然而，在較低速度，納米球溶液的摩擦系數(shù)(曲線B和C)隨速度的降低而下降。而且，摩擦系數(shù)隨速度降低的下降對于更大納米球(試樣2)在更大速度發(fā)生。在較低速度，MTM以混合或邊界摩擦方式進行操作。同樣地，常規(guī)的摩擦改良劑(曲線D)在MTM中較低速度下也降低了摩擦系數(shù)。然而，對于含有常規(guī)摩擦改良劑(曲線D)的流體，其摩擦系數(shù)在小于100mm/秒的速度下是比較恒定的，然而對于含有納米球的流體(曲線B和C)在這些速度下則不恒定。因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)納米球的摩擦降低性能與常規(guī)摩擦改良劑的摩擦降低性能是不同的。
為了決定是否存在一濃度依賴于納米球的活性，制備了0.5wt％納米球在基礎油中的溶液(EXXON EHC45)。該溶液的摩擦性能在與1wt％溶液相同的條件下在MTM中進行了測定。1wt％和0.5wt％溶液的摩擦數(shù)據(jù)示于圖3，其中曲線B和C代表1wt％溶液，而曲線E和F代表0.5wt％溶液。曲線E由試樣1納米球決定，而曲線F由試樣2納米球決定。
圖3表示含有較大納米球(試樣2)的流體(曲線C和F)的摩擦降低性能是相似的。然而，較小納米球(試樣1)濃度的降低影響了摩擦活動的系數(shù)，如曲線E和B的比較所示。特別是，對于試樣1納米球的0.5wt％溶液(曲線E)在低速下的摩擦系數(shù)高于那些1wt％的溶液(曲線B)。摩擦降低時的速度對于試樣1納米球溶液的兩種濃度是一樣的。
圖2和3示出的MTM摩擦系數(shù)數(shù)據(jù)表明摩擦開始降低的速度，較大的納米球(試樣2)高于較小的納米球(試樣1)。一般認為，流體的流體彈性動力學的(EHD)薄膜厚度隨速度的增加而增加。為了決定在薄膜厚度和速度間是否存在關系，采用光學干涉計對基礎油(EXXON EHC45)的薄膜厚度進行了測定。圖4表示在75℃(曲線G)，100℃(曲線H)和125℃(曲線I)和不同速度下基礎油(EXXON EHC45)的薄膜厚度。隨著基礎油溫度的升高，基礎油的薄膜厚度減小。而且，隨著速度的降低，基礎油的薄膜厚度降低。
納米球溶液的摩擦性能另外在75℃和125℃在MTM中進行了測定。圖5表示在75℃(曲線I)和125℃溫度下1wt％試樣2納米球在基礎油(EXXON EHC45)中的溶液摩擦系數(shù)對速度的曲線。在兩個溫度下，摩擦隨速度的降低以相對低的速度降低。在75℃下摩擦開始降低的速度為約300mm/s，在125℃下為約600mm/s。在這些溫度和速度結合下，基礎油(EXXON EHC45)的薄膜厚度在20和30nm之間，小于試樣2納米球的芯直徑。
隨1wt％試樣1納米球溶液和1wt％試樣2納米球溶液速度的降低摩擦開始降低的溫度-速度組合示于表3。表3也表示了在每一個溫度-速度組合的估計薄膜厚度以及納米球形組分10(圖1)的芯直徑(CD)和流體動力學直徑(HD)。
表3

如表3所示，基礎油在臨界溫度-速度條件下的EHD薄膜厚度與納米球的芯直徑相差不大或小于納米球的芯直徑。
希望含有約0.5至約1.0wt％或更多油溶納米球形組分的組合物能夠降低需要的常規(guī)磷和硫抗磨損劑的量，從而在取得相似或改善的摩擦系數(shù)性能或有利于且對油的腐蝕性能有一點或沒有有害作用的同時提高污染控制設備的性能。
實施例5離合器材料上納米球形組分的摩擦系數(shù)采用基礎油和含1wt％試樣2納米球的基礎油，對不同離合器材料的摩擦系數(shù)的進行評估。MTM用來評估在100℃，15牛頓的負荷下，在10mm/s滑動速度時紙和碳纖維摩擦板。結果示于表4。
表4

實施例6在鋼上納米球形組分的磨損數(shù)據(jù)含試樣2納米球(1wt％)的基礎油(EXXON EHC45)與含常規(guī)碳基納米球形顆粒(1wt％)的基礎油磨損性能的比較采用HFRR在120℃，700克負荷，20Hz速度，60多分鐘時間通過2mm路程來進行。在測試期間在HFRR圓盤上形成了磨損疤痕。所得磨損疤痕的深度在測試后測定。所得磨損疤痕的數(shù)據(jù)示于表5。
表5

從前述的結果可以看出，碳基納米球的磨損數(shù)據(jù)比基礎油的更差，然而，相對于基礎油，試樣2納米球則大大改善了磨損數(shù)據(jù)。
整個說明書在不同的地方提及了許多US專利。所有這些引用文獻都被清楚地完全引入此說明書內(nèi)容，就好像在此完全陳述一樣。
前述實施方式在實際中很容易受一定變化的影響。因此，這些實施方式并不在于限止本文描述的特殊范例。而是前述實施方式落在所附權利要求的實質(zhì)和精神之內(nèi)，根據(jù)法律，它包括了它們可能的等同物。
專利權人不打算致力于向公眾公開任何實施方式，在某種程度上，任何公開的變化或改變可能不能從字面上落入權利要求的范圍，在等同物的學說下，它們被認為是它的一部分。
權利要求
1.一種降低鄰近潤滑表面摩擦系數(shù)的方法，所述方法包括在含有潤滑粘度基礎油的完全調(diào)配潤滑劑組合物中提供一定量來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)芯和二嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分，將含有納米球形組分的潤滑劑組合物涂覆于要潤滑的表面，其中納米球形組分具有約10至約100nm的芯直徑。
2.權利要求1的方法，其中的潤滑表面包括發(fā)動機驅動列車。
3.權利要求1的方法，其中在完全調(diào)配潤滑劑組合物中的油溶納米球形組分的量為約5wt％。
4.權利要求1的方法，其中納米球形組分具有約10至約120nm的流體動力學直徑。
5.一種在含有潤滑劑組合物的發(fā)動機操作期間降低發(fā)動機潤滑劑組合物的摩擦系數(shù)的方法，包括將發(fā)動機部件與含有潤滑粘度的基礎油和一定量來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)芯和二嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分的完全調(diào)配潤滑劑組合物成分接觸，以便將摩擦系數(shù)降低至小于不含油溶納米球形組分的潤滑劑組合物的摩擦系數(shù)，其中該納米球形組分具有約10至約100nm的芯直徑。
6.權利要求5的方法，其中該發(fā)動機包括重型柴油發(fā)動機。
7.權利要求5的方法，其中在完全調(diào)配潤滑劑組合物中的油溶納米球形組分的量最高達約5wt％。
8.權利要求5的方法，其中納米球形組分具有約10至約120nm的流體動力學直徑。
9.一種采用潤滑油降低活動部件間磨損的方法，該方法包括采用含有基礎油和含有抗磨損劑的油添加劑包的潤滑劑組合物作為潤滑油用于一個或多個活動部件，其中磨損降低劑包括來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)芯和二嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分。
10.權利要求9的方法，其中的活動部件包括發(fā)動機的活動部件。
11.一種降低鄰近潤滑表面摩擦系數(shù)的方法，包括在含有潤滑粘度基礎油的完全調(diào)配潤滑劑組合物中提供一定量來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)芯和二嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分，將含有納米球形組分的潤滑劑組合物涂覆于要潤滑的表面，其中的納米球形組分具有大于潤滑劑組合物薄膜厚度的芯直徑。
12.一種在含有潤滑劑組合物的發(fā)動機操作期間降低發(fā)動機潤滑劑組合物摩擦系數(shù)的方法，所述方法包括將發(fā)動機部件與含有潤滑劑粘度的基礎油和一定量來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2-肉桂酰氧烷基酯)芯和二嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分的完全調(diào)配潤滑劑組合物成分接觸，以便將摩擦系數(shù)降低至小于不含油溶納米球形組分的潤滑劑組合物的摩擦系數(shù)，其中該納米球形組分具有大于潤滑劑組合物薄膜厚度的芯直徑。
全文摘要
一種降低潤滑表面間摩擦系數(shù)和磨損的方法。該方法包括在含有潤滑粘度基礎油的完全調(diào)配潤滑劑組合物中提供一定量的來自可光致交聯(lián)的聚(丙烯酸2－肉桂酰氧烷基酯)芯和二嵌段丙烯酸酯共聚物冠的油溶納米球形組分。該納米球形組分具有從約10至100nm的芯直徑。將含有納米球形組分的潤滑劑組合物涂覆于要潤滑的表面。
文檔編號C10M145/14GK101063062SQ20061013099
公開日2007年10月31日 申請日期2006年12月11日 優(yōu)先權日2005年12月12日
發(fā)明者T·-C·堯, M·T·德夫林 申請人:雅富頓公司