專利名稱：用于改進潤滑油性能的聚(甲基)丙烯酸烷基酯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于改進潤滑油性能的聚(甲基)丙烯酸烷基酯。本發(fā)明另外描述了這些聚(甲基)丙烯酸烷基酯的制備和使用方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代變速器、發(fā)動機或液壓泵的效率不僅取決于機械零件的特性，還極大取決于所用潤滑劑的摩擦性能。為了開發(fā)這種潤滑劑，了解所用潤滑劑組分的與成膜和摩擦相關(guān)的作用是特別重要的，在此合適的添加劑的選擇可能例如導(dǎo)致將車輛的平均燃料消耗降低幾個百分點。就此而言，潤滑劑的特別有效的成分可以是指具有特別低粘度和因此低固有摩擦的基礎(chǔ)油以及有機摩擦減低劑(摩擦改性劑)。這種趨勢的一個實例是SAE類別5W-20、SAE 5W-30或SAE 0W-20的最新一代的所謂低摩擦發(fā)動機油，它們類似地也可用于 手動和自動變速器用油。由于與節(jié)油潤滑劑并行的發(fā)展，摩擦改性添加劑的使用變得更重要現(xiàn)代變速器和泵殼的尺寸小得多，它們的冷卻較差，且齒輪和軸承都必須承受較高載荷。作為改進摩擦系數(shù)的添加劑，最近描述了具有嵌段結(jié)構(gòu)的基于(甲基)丙烯酸酯的共聚物。例如，更特別地，公開文本W(wǎng)O 2004087850 AU WO 2006105926 Al和WO2009019065 A2描述了具有至少一個極性鏈段和至少一個非極性鏈段的聚合物，其導(dǎo)致潤滑油性能提高。但是，這些聚合物的缺點是制備這些添加劑所必需的相對較高的花費和復(fù)雜性。此外，已知的聚合物導(dǎo)致煙灰粒子分散在潤滑油中，這些尤其可包含衍生自馬來酸的胺衍生物的單體單元。尤其在DE 102007031247 AU WO 2007/070845 A2、US2004/0254080 Al和US 5,942,471中描述了這樣的聚合物。公開文本DE 102007031247 Al描述了含有馬來酸酐(MSA)的聚(甲基)丙烯酸烷基酯(PAMA)共聚物，其中使MSA基團與胺，尤其與N-苯基-1，4-苯二胺(DPA)反應(yīng)。在此文獻中，更特別地，描述了該聚合物作為用于分散煙灰的分散劑的用途。沒有描述這些聚合物的摩擦性能的改進。該聚合物的組成限于含有MSA的純甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯共聚物。文獻WO 2007/070845 A2描述了基于含MSA的PAMA的與胺的反應(yīng)產(chǎn)物。WO2007/070845 A2中所述的聚合物與分散劑組合用在基礎(chǔ)油中，其中所得潤滑劑特別導(dǎo)致在規(guī)定的試驗臺發(fā)動機試驗中的燃料消耗的降低(燃料經(jīng)濟性)。US 2004/0254080 Al描述了含MSA的PAMA共聚物，其中一些與胺反應(yīng)。沒有提到在摩擦系數(shù)、分散作用或磨損特性方面改進的效果。US 5，942，471描述了用MSA接枝并隨后與胺，尤其是DPA反應(yīng)的OCP VI改進劑。沒有提到另選的化學(xué)，如用于引入胺的環(huán)氧基團。還描述了該聚合物的抗氧化劑作用、將煙灰引入油中時減少的粘度升高和在含煙灰的油的情況下由于改進的煙灰分散而改進的磨損特性。
上述聚合物已導(dǎo)致潤滑劑的可使用的性能分布。但是，持續(xù)需要改進這種性能分布。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到現(xiàn)有技術(shù)，因此本發(fā)明的一個目的是提供具有改進的性能分布的添加劑和潤滑劑。特別值得改進的是潤滑劑的摩擦系數(shù)。在此，該添加劑應(yīng)具有提高的與常規(guī)添加齊U，尤其是PIB琥珀酰亞胺的相容性，以致即使在加入這些添加劑時也不會過度損害摩擦系數(shù)。此外，該添加劑應(yīng)導(dǎo)致提高分散作用，特別是煙灰分散。此外，該潤滑劑應(yīng)具有提高的粘度指數(shù)而沒有因此不可接受地損害其它性能。此外，特別應(yīng)減少灰斑(灰變、表面疲勞、微點蝕)或?？?表面下疲勞、點蝕)的 形成。本發(fā)明的另一目的是提供可以以簡單且便宜的方式制備的添加劑，其中尤其應(yīng)使用市售組分。在此，應(yīng)可以在工業(yè)規(guī)模下制備，而為此不需要新裝置或具有復(fù)雜構(gòu)造的裝置。此外，本發(fā)明的目標(biāo)是提供在潤滑劑中實現(xiàn)多種合意性能的添加劑。由此可以使不同添加劑的數(shù)量最小化。此外，該添加劑應(yīng)導(dǎo)致改進燃料消耗，而不由此損害潤滑劑的環(huán)境相容性。通過具有權(quán)利要求1的所有特征的用于改進潤滑油性能的聚(甲基)丙烯酸烷基酯實現(xiàn)了這些目的以及沒有明確提及但可由本文中作為介紹論述的上下文直接推導(dǎo)出或推斷出的其它目的。在回引權(quán)利要求1的從屬權(quán)利要求中保護對本發(fā)明的聚(甲基)丙烯酸燒基酷的適當(dāng)改進。本發(fā)明因此提供用于改進潤滑油性能的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其包含衍生自在醇殘基中具有6至22個碳原子的(甲基)丙烯酸酯的重復(fù)單元，其特征在于該聚(甲基)丙烯酸烷基酯包含衍生自極性烯鍵式不飽和單體的胺衍生物的重復(fù)單元。因此可以以不可預(yù)見的方式成功提供具有改進的性能分布的聚(甲基)丙烯酸烷基酷和潤滑劑。例如，包含本發(fā)明的聚(甲基)丙烯酸烷基酯的潤滑劑表現(xiàn)出改進的摩擦系數(shù)。在此，該添加劑具有提高的與常規(guī)添加劑，尤其是PIB琥珀酰亞胺的相容性，以致即使在加入這些添加劑時也不會過度損害摩擦系數(shù)。此外，該添加劑導(dǎo)致提高分散作用，特別是煙灰分散。此外，該潤滑劑具有提高的粘度指數(shù)而沒有由此以不可接受的方式損害其它性能。相對少量的具有高增稠作用的本發(fā)明添加劑足以顯著提高粘度指數(shù)。此外，可以減少灰斑(灰變、表面疲勞、微點蝕)或?？?表面下疲勞、點蝕)的形成。通常區(qū)分為變速器的金屬表面處，尤其是齒輪系統(tǒng)和滾柱軸承處的兩類故障1.由連續(xù)表面材料去除造成的磨損或由于兩個摩擦對的表面磨損后的突然材料去除造成的咬住(擦傷)。2.通過灰斑(灰變、表面疲勞、微點蝕)或?？?表面下疲勞、點蝕)變得可見的疲勞。這種損傷通過歸因于裂紋(其在表面下方20-40微米或100-500微米由金屬晶格中的剪切應(yīng)力造成)的材料剝落或崩落形成。所提到的損傷類型對齒輪系統(tǒng)和滾柱軸承而言是公知的，并詳細描述在例如出版物"Gears-Wear and Damage to Gear Teeth " , ISODIN 10825 和"Walzlagerschadenn (滾柱軸承損傷)，公開號 WL 82 102/2 DA, FAG (SchaefflerKG)公司，Schweinfurt 2004 中。此外，本發(fā)明提供可以以簡單且便宜的方式制備的添加劑，在此更特別是可以使用市售組分。在此，可以在工業(yè)規(guī)模下制備而為此不需要新裝置或具有復(fù)雜構(gòu)造的裝置。此外，本發(fā)明的添加劑可以在潤滑劑中實現(xiàn)多種合意性能。由此可以使不同添加劑的數(shù)量最小化。此外，該添加劑可導(dǎo)致改進燃料消耗，在此對環(huán)境相容性沒有任何相關(guān)的不利影響。
此外，本發(fā)明的聚(甲基)丙烯酸烷基酯表現(xiàn)出優(yōu)異的增稠作用和高剪切穩(wěn)定性。此外，相對少量的本發(fā)明聚(甲基)丙烯酸烷基酯提高不同潤滑油的粘度指數(shù)。本發(fā)明的聚合物基于(甲基)丙烯酸酯。聚(甲基)丙烯酸烷基酯是可通過(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合獲得的聚合物。術(shù)語“(甲基)丙烯酸酯”包括甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯和兩者的混合物。這些單體是公知的。聚(甲基)丙烯酸烷基酯包含優(yōu)選至少40重量％，更優(yōu)選至少60重量％，尤其優(yōu)選至少80重量，最優(yōu)選至少90重量％的衍生自(甲基)丙烯酸酯，優(yōu)選(甲基)丙烯酸烷基酯的重復(fù)單元。優(yōu)選的聚(甲基)丙烯酸烷基酯包含a) O至40重量％，尤其是I至25重量％，更優(yōu)選2至15重量％的衍生自式⑴的(甲基)丙烯酸酯的重復(fù)單元
權(quán)利要求
1.用于改進潤滑油性能的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其包含衍生自在醇殘基中具有6 至22個碳原子的(甲基)丙烯酸酯的重復(fù)單元，其特征在于所述聚(甲基)丙烯酸烷基酯包含衍生自極性烯鍵式不飽和單體的胺衍生物的重復(fù)單元。
2.如權(quán)利要求1所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于所述聚合物是接枝共聚物，其中接枝底物包含衍生自在醇殘基中具有6至22個碳原子的(甲基)丙烯酸酯的重復(fù)單元，且分支包含衍生自極性烯鍵式不飽和單體的胺衍生物的重復(fù)單元。
3.如權(quán)利要求1或2所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于作為胺衍生物的來源的極性烯鍵式不飽和單體是馬來酸、馬來酸酐或馬來酸衍生物。
4.如前述權(quán)利要求中至少一項所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于作為胺衍生物的來源的極性烯鍵式不飽和單體是具有環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸酯。
5.如前述權(quán)利要求中至少一項所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于極性烯鍵式不飽和單體的胺衍生物衍生自伯胺。
6.如前述權(quán)利要求中至少一項所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于極性烯鍵式不飽和單體的胺衍生物衍生自具有至少兩個氨基的胺，其中一個氨基是伯氨基，至少一個氨基是仲氨基。
7.如權(quán)利要求6所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于極性烯鍵式不飽和單體的胺衍生物衍生自N-苯基-1，4-苯二胺。
8.如前述權(quán)利要求中至少一項所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于所述聚 (甲基)丙烯酸烷基酯具有5至35ml/g的在100°C下的比粘度。
9.如前述權(quán)利要求中至少一項所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于所述聚 (甲基)丙稀酸燒基酷包含衍生自苯乙稀單體、雜環(huán)單體、乙稀基釀和/或乙稀基酷的重復(fù)單元。
10.如權(quán)利要求9所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于所述聚(甲基)丙烯酸燒基酷包含O.1至20重量％的衍生自苯乙稀單體、雜環(huán)單體、乙稀基釀和/或乙稀基酷的重復(fù)單元。
11.如前述權(quán)利要求中至少一項所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于所述聚 (甲基)丙烯酸烷基酯包含a)0至40重量％的衍生自式(I)的(甲基)丙烯酸酯的重復(fù)單元
12.如前述權(quán)利要求中至少一項所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于所述聚 (甲基)丙烯酸烷基酯包含a)0至40重量％的衍生自式(I)的(甲基)丙烯酸酯的重復(fù)單元 R⑴'
13.制備如權(quán)利要求1至12中至少一項所述的聚(甲基)丙烯酸烷基酯的方法，其特征在于使具有6至22個碳原子的(甲基)丙烯酸酯和極性烯鍵式不飽和單體同時或相繼聚合，然后使所得聚合物與至少一種胺反應(yīng)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于首先通過使具有6至22個碳原子的(甲基)丙烯酸酯聚合制備接枝底物，隨后在其上接枝極性烯鍵式不飽和單體。
15.包含至少一種如權(quán)利要求1至12中至少一項所述或可通過權(quán)利要求13或14的方法獲得的聚(甲基)丙烯酸烷基酯的潤滑劑組合物。
16.如權(quán)利要求15所述的潤滑劑組合物，其特征在于所述潤滑劑組合物包含O.01至 30重量％的如權(quán)利要求1至12中至少一項所述或可通過權(quán)利要求13或.14的方法獲得的聚(甲基)丙烯酸烷基酯。
17.如權(quán)利要求1至12中至少一項所述或可通過權(quán)利要求13或14的方法獲得的聚 (甲基)丙烯酸烷基酯用于降低摩擦的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于改進潤滑油性能的聚(甲基)丙烯酸烷基酯，其包含衍生自在醇殘基中具有6至22個碳原子的(甲基)丙烯酸酯的重復(fù)單元和衍生自極性烯鍵式不飽和單體的胺衍生物的重復(fù)單元。本發(fā)明還描述了制備和使用本發(fā)明的聚(甲基)丙烯酸烷基酯的方法。
文檔編號C10M149/02GK103003400SQ201180028732
公開日2013年3月27日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者B·艾森貝格, D·詹森, E·祖赫爾特, M·K·施蒂胡爾卡, L·福格特 申請人:贏創(chuàng)油品添加劑有限公司