專利名稱：超低磷潤滑劑組合物的制作方法
超低磷潤滑劑組合物發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于低磷環(huán)境的添加劑組合物和潤滑組合物，其提供了優(yōu)異的磷保留(phosphorus retention)以及改進的耐鉛腐蝕性和耐銅腐蝕性?，F(xiàn)有技術(shù)討論過去幾十年的政府法規(guī)要求原始設(shè)備制造商(OEM)提高燃料經(jīng)濟性并減少汽油和柴油機驅(qū)動的車輛的污染物排放。眾所周知，OEM和潤滑劑公司預(yù)測政府未來將頒布更嚴格的燃料經(jīng)濟性和排放要求?，F(xiàn)在，即使不是全部，但公路上的許多車輛均包含污染物控 制裝置以減少污染。使用抗氧化劑、摩擦改進劑、分散劑和抗磨損添加劑配制發(fā)動機油以提高車輛的燃料經(jīng)濟性、清潔度和耐磨性。不幸地，許多這些添加劑促成污染物控制裝置的污垢。當(dāng)發(fā)生這種情況時，車輛由于污染物控制裝置的性能減弱而排放出高水平的污染物。已經(jīng)確定汽油機油和柴油機油中高水平的磷、硫和灰能負面影響污染物控制裝置的性能。不僅發(fā)動機油中的磷水平對污染物控制裝置的固有性能(proper performance)至關(guān)重要而且磷揮發(fā)性也亦然。磷揮發(fā)性能對污染物控制裝置的性能具有顯著的負面影響。例如，與具有低水平磷揮發(fā)性的磷化合物相比，具有高水平磷揮發(fā)性的磷化合物對車輛的污染物控制裝置性能具有更大的負面影響。新的汽油機油和柴油機油規(guī)格要求發(fā)動機油包含低水平的磷、硫和灰以保護污染物控制裝置。不幸地，在發(fā)動機油中使用的以保護發(fā)動機的抗磨損添加劑包含硫和磷。為保證汽油驅(qū)動的發(fā)動機和污染物控制設(shè)備的適當(dāng)?shù)哪p保護，GF-5，即汽油驅(qū)動車輛的最新發(fā)動機油規(guī)格規(guī)定600ppm和800ppm的磷范圍以及至少79%最小值的磷揮發(fā)性保留。油制劑領(lǐng)域的技術(shù)人員公知鑰添加劑起摩擦改進劑的作用以降低發(fā)動機摩擦力并因此提高車輛燃料經(jīng)濟性。然而，還公知的是發(fā)動機油中高水平的鑰能導(dǎo)致發(fā)動機腐蝕和磨損。當(dāng)這種情況發(fā)生時，發(fā)動機預(yù)期壽命將顯著降低。通過引用的方式并入本文的第6806241號美國專利教導(dǎo)了三組分的抗氧化劑添加劑，其包含(I)有機鑰化合物，(2)烷基化二苯胺和(3)為噻二唑和/或二硫代氨基甲酸酯(鹽)的硫化合物。通過引用的方式并入本文的第5840672號美國專利描述了三組分體系形式的用于潤滑劑基礎(chǔ)油的抗氧化劑體系，其包含(I)有機鑰化合物，(2)烷基化二苯胺和(3)硫化烯烴和/或硫化受阻酚。發(fā)明概述已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了新的具有高鑰含量和低磷含量的潤滑劑組合物，其包含摩擦改進劑、抗磨損添加劑、抗氧化劑和腐蝕抑制劑，并提供優(yōu)異的燃料經(jīng)濟性同時保持良好的腐蝕和磨損防護以及顯著降低水平的磷揮發(fā)性。所述新的潤滑劑組合物包含600ppm或更少的磷以及800ppm或更少的鑰。其能用作對現(xiàn)有的全配方汽油機油或柴油機油的高級處理(toptreat),或者與一種或多種分散劑、洗漆劑(detergents)、VI改進劑、基礎(chǔ)油和任何其它所需要的添加劑結(jié)合以制備全配方的發(fā)動機油。體系A(chǔ).出人意料地，發(fā)現(xiàn)能使用添加劑組合物結(jié)合潤滑基礎(chǔ)混合物以形成潤滑組合物來實現(xiàn)上述目的，以總的潤滑組合物的重量百分比形式，所述添加劑包含(I)有機鑰化合物,其提供約O. lppm-800ppm的Mo,優(yōu)選50ppm-800ppm,更優(yōu)選約700ppm ；(2)約O. 1%-2. 0%,優(yōu)選約O. 25%-L 25%,更優(yōu)選約O. 5%-1. 5%的烷基化二苯胺；(3)約O. 1%-2· 0%，優(yōu)選約O. 5%-1. 5%，更優(yōu)選約O. 75%_1· 5%的受阻酚，以及(4)約O. 1%-2. 0%,優(yōu)選約O. 25%-1. 5%，更優(yōu)選約O. 4%-1. 0%且最優(yōu)選約 O. 4%-0. 9%的二硫代氨基甲酸酯(鹽)。體系B.還發(fā)現(xiàn)通過替代的實施方案實現(xiàn)了在耐腐蝕性方面的驚人結(jié)果，其中二硫代氨基甲酸鋅的存在避免了對烷基化二苯胺的需要。添加劑組合物結(jié)合潤滑基礎(chǔ)混合物以形成潤滑組合物，以及按照總的潤滑組合物的重量％形式，該添加劑組合物包含(I)有機鑰化合物,其提供約O. lppm-800ppm的Mo,優(yōu)選50ppm-800ppm,更優(yōu)選約700ppm ；(2)約 O. 1%-2.0%，優(yōu)選0.5%-2.0%，更優(yōu)選約0.50%-1.5%的受阻酚，以及(3)約O. 1%-2. 0%，優(yōu)選O. 5%-1. 5%，更優(yōu)選約O. 5%-1. 0%的二硫代氨基甲酸鋅。因此，體系B的特定實施方案是作為包含與體系B添加劑組合的基礎(chǔ)混合物的潤滑組合物，該潤滑組合物基本上不含烷基化二苯胺。發(fā)明詳述(I)有機鑰化合物在較高的溫度(S卩，大于室溫)下，通過使約I摩爾的脂肪油、約I. O摩爾至2. 5摩爾的二乙醇胺和足以產(chǎn)生基于復(fù)合物重量的約O. I百分比至12. O百分比的鑰的鑰源反應(yīng)制備優(yōu)選的有機鑰化合物。將約70° C至160° C的溫度范圍視為本發(fā)明實施方案的實例。通過以引用方式并入本文的第4，889，647號美國專利描述的縮合方法使脂肪油、二乙醇胺和鑰源依次反應(yīng)制備本發(fā)明的有機鑰組分，并可以Moly van 855形式從Norwalk，CT的R. T. Vanderbilt Company, Inc.商購。反應(yīng)產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)物混合物。認為主要組分具有如下結(jié)構(gòu)通式
權(quán)利要求
1.具有小于600ppm磷的低磷潤滑組合物，以總組合物的重量％形式，其包含至少85重量％的潤滑基礎(chǔ)混合物和包含下列的添加劑 (1)提供約0.lppm-800ppm Mo的量的有機鑰化合物； (2)約0.1%-2%的受阻酚；以及 (3)約0.1%-2%的二硫代氨基甲酸酯(鹽)； 第一個前提條件當(dāng)所述二硫代氨基甲酸酯(鹽)不包含二硫代氨基甲酸的金屬鹽時，所述添加劑另外包含 (4)約0.1%-2%的烷基化二苯胺， 以及第二個前提條件是當(dāng)所述有機鑰化合物包含二硫代氨基甲酸鑰時，出于第一個前提條件的目的考慮二硫代氨基甲酸的金屬鹽，而是為了計算所述總組合物中存在的量的目的考慮有機鑰化合物。
2.如權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述二硫代氨基甲酸酯(鹽)包含二硫代氨基甲酸鋅。
3.如權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述二硫代氨基甲酸酯(鹽)為無灰的二硫代氨基甲酸酯。
4.如權(quán)利要求3所述的組合物，其中所述無灰的二硫代氨基甲酸酯為亞甲基-雙-二燒基~■硫代氣基甲酸酷。
5.如權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述有機鑰化合物是下列中的一種或二者的組合 (a)通過使約I摩爾的脂肪油、約I.0摩爾至2. 5摩爾的二乙醇胺和足以產(chǎn)生約0. I百分比至12. 0百分比的鑰的鑰源反應(yīng)制備的復(fù)合物；以及 (b)二硫代氨基甲酸鑰。
6.如權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述受阻酚為任選被-CH2-CH2-C(O)-ORl對位取代的2’ 6’ - 二叔丁基苯酚，其中Rl選自丁基、乙基己基、異辛基、異硬脂基和硬脂基。
7.如權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述受阻酚為(異辛基-3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酷)。
8.如權(quán)利要求3所述的組合物，其還包含腐蝕抑制劑。
9.如權(quán)利要求I所述的組合物，其中當(dāng)用于發(fā)動機時所述潤滑組合物顯示至少79%的磷保留。
10.如權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述二硫代氨基甲酸酯(鹽)為二硫代氨基甲酸鋅，以及所述組合物基本上不含烷基化二苯胺。
11.如權(quán)利要求I所述的組合物，其中 (1)所述有機鑰化合物以提供約50ppm-800ppmMo的量存在； (2)所述受阻酚以約0.5%-1. 5%存在；并且 (3)所述二硫代氨基甲酸酯(鹽)以約0.250/『1. 5%存在； (4)如果存在，所述烷基化二苯胺處于約0.25%-1. 25%。
12.如權(quán)利要求11所述的組合物，其中 (1)所述有機鑰化合物以提供約700ppmMo的量存在； (2)所述受阻酚以約0.5%-1. 5%存在；并且(3)所述二硫代氨基甲酸酯(鹽)以約0.4%-1. 0%存在； (4)如果存在，所述烷基化二苯胺處于約0.25%-1. 25%。
13.如權(quán)利要求I所述的組合物，其中 (1)所述有機鑰化合物以提供約50ppm-800ppmMo的量存在； (2)所述受阻酚以約0.5%-1. 5%存在；并且 (3)所述二硫代氨基甲酸酯(鹽)包含以約0.25%-1. 5%存在的二硫代氨基甲酸鋅； 并且所述組合物基本上不含烷基化二苯胺。
14.如權(quán)利要求13所述的組合物，其中 (1)所述有機鑰化合物以提供約700ppmMo的量存在； (2)所述受阻酚以約0.75%-1. 5%存在；并且 (3)所述二硫代氨基甲酸鋅以約0.5%存在。
15.結(jié)合低磷潤滑組合物來潤滑發(fā)動機以提供改善的磷保留和/或改善的鉛和/或銅腐蝕抑制，和/或提高的燃料經(jīng)濟性和/或高溫沉積物控制和/或排氣系統(tǒng)催化劑相容性的方法，其包括在發(fā)動機中使用權(quán)利要求I所述的潤滑組合物。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述潤滑組合物的使用導(dǎo)致改善的磷保留和改善的鉛和/或銅腐蝕抑制。
全文摘要
低磷潤滑組合物具有小于600ppm的磷，以總組合物的重量%形式，其包含至少85重量%的潤滑基礎(chǔ)混合物和包含下列的添加劑(1)提供約0.1ppm-800ppm Mo的量的有機鉬化合物；(2)約0.1%-2%的受阻酚；以及(3)約0.1%-2%的二硫代氨基甲酸酯(鹽)；第一個前提條件是當(dāng)二硫代氨基甲酸酯(鹽)不含二硫代氨基甲酸的金屬鹽時，該添加劑另外包含(4)約0.1%-2%的烷基化二苯胺，并且第二個前提條件是當(dāng)有機鉬化合物包含二硫代氨基甲酸鉬時，出于第一個前提條件的目的考慮二硫代氨基甲酸的金屬鹽，而是為了計算總組合物中存在的量的目的考慮有機鉬化合物。
文檔編號C10M137/10GK102812111SQ201180011532
公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者格倫·A·瑪扎莫羅, 史蒂文·G·唐納利, 羅納德·J·赫澤 申請人:R. T. 范德比爾特公司