包含4-羥基苯甲酰胺摩擦改進劑的潤滑劑組合物的制作方法
【專利說明】包含4-哲基苯甲醜胺摩擦改進劑的潤滑劑組合物 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 示例實施方案設(shè)及潤滑劑組合物，其包含具有潤滑粘度的油W及4-哲基苯甲酯 胺作為摩擦改進劑和抗磨劑。該潤滑劑組合物發(fā)現(xiàn)特別應(yīng)用于潤滑鋼和類金剛石碳值LC) 涂覆組件。潤滑劑組合物尤其適用于發(fā)動機油中。還公開了潤滑劑組合物的形成方法和用 途。
[000引背景
[0003] 熟知潤滑劑組合物除基油外包含一些添加劑（包括摩擦改進劑、抗磨劑、抗氧化 劑、分散劑和清凈劑），其用于保護內(nèi)燃機W防磨損、氧化、煙灰沉積、酸積累等。摩擦改進劑 可W為可改變包含它的潤滑劑組合物的摩擦系數(shù)的任何材料。改變潤滑劑基油和最終配制 潤滑劑組合物的摩擦系數(shù)的摩擦改進劑，也稱為減摩劑，通?？砂ê饘倩衔颳及無 灰化合物或材料，或者其混合物。含金屬摩擦改進劑包括金屬鹽或金屬-配體絡(luò)合物，其中 金屬可包括堿金屬、堿上金屬或過渡族金屬。過渡金屬包括Mo、Sb、Sn、Fe、化、Zn、Ti及其 它。例如，使用二硫代氨基甲酸鋼、二硫代磯酸鹽、胺、醇-酷胺等。無灰摩擦改進劑包括含 有有效量的極性基團的潤滑劑材料，例如含哲基姪基基油、甘油醋、偏甘油醋、甘油醋衍生 物等。其它摩擦改進劑包括脂肪酸的鹽（含灰和無灰衍生物）、脂肪醇、脂肪酷胺、脂肪醋、 含哲基駿酸醋和可比的合成長鏈姪基酸、醇、酷胺、醋、哲基駿酸醋等。在一些情況下，脂肪 有機酸、脂肪胺和硫化脂肪酸可用作合適的摩擦改進劑。
[0004] 包含磯化合物和硫的發(fā)動機潤滑劑組合物顯示出貢獻于顆粒物排放和其它污染 物的排放。另外，硫和磯傾向于毒害催化轉(zhuǎn)化器中所用的催化劑，導(dǎo)致該類催化劑的性能降 低。
[0005] 理想的是提供一種潤滑劑組合物，所述組合物提供組件之間的低摩擦滑動W改進 汽車發(fā)動機中的抗磨性和車輛燃料效率而不損害耐久性（即能夠抵抗磨損）。
[0006] 參考文件
[0007] 1960 年 11 月 8 日發(fā)行的標題為"NonvolatileOrganicCompositions St油ilizedbyN-A化パp-Hy化oxybenzamide"的美國專利No.2,959,550，Young等人，公 開了衍生自具有4-24個碳原子的胺的對-哲基苯甲酯胺作為非揮發(fā)性組合物，包括橡膠、 塑料和潤滑脂的抗氧化劑。
[0008] 1968年11月16日發(fā)行的標題為"Antioxidants"的美國專利No. 3, 413, 224， Knapp,公開了二烷基-對-哲基（硫代）苯甲酯胺作為有機材料的抗氧化劑，尤其是潤滑 月旨、蠟和潤滑油組合物的抗氧化劑。
[0009] 1973年7月31日發(fā)行的標題為"LubricantAdditive"的美國專利 No. 3, 749, 702,Boe虹inger等人，公開了取代苯甲酸如哲基苯甲酸的氨基脈酷胺，將其用碳 酸氨鹽鹽化W產(chǎn)生尤其用作金屬減活劑的潤滑劑添加劑。
[0010] 1978 年 5 月 23 日發(fā)行的標題為"SubstitutedSalicylamidesandLubricants ContainingtheSame"的美國專利No. 4, 090, 971，Hoke,公開了烷基取代哲基芳族駿酸的 酷胺，尤其是烷基取代水楊酸的酷胺，其用作潤滑劑和燃料的分散劑添加劑。
[0011] 2011年2月3日發(fā)行的標題為"Low-FrictionSlidingMechanism"的美國公開 No. 20110028361，Konishi等人，公開了應(yīng)用于滑動表面上的潤滑劑，所述滑動表面中的一 個或兩個由類金剛石碳材料形成。潤滑劑包含基油W及無灰脂肪醋摩擦改進劑和無灰脂 族-胺摩擦改進劑中的至少一種。
[001引 2011年8月4日發(fā)行的標題為"Composition Containing Heterocyclic Compounds and a Method of Lubricating an Internal Combustion Engine"的美國公 開No. 20110190180, Mosier等人，公開了包含用于發(fā)動機油抗磨劑或特壓劑中的化合物的 潤滑組合物，所述化合物為具有包含6-40個碳原子的姪基的雜環(huán)，雜環(huán)具有選自醋、酷胺、 鹽和酸的官能團，或者為喀晚的雜環(huán)。
[0013] 概述
[0014] 在示例實施方案的一方面，潤滑劑組合物包含具有潤滑粘度的油W及4-哲基苯 甲酯胺作為摩擦改進劑。潤滑劑組合物可具有在100°c下為5-18mmVs的運動粘度。
[0015] 在該示例實施方案的另一方面，降低內(nèi)燃機中的摩擦的方法可包括使內(nèi)燃機的接 觸表面與潤滑劑組合物接觸。
[0016] 在一個實施方案中，提供內(nèi)燃機中降低摩擦、降低磨損或者降低摩擦和磨損的方 法。
[0017] 在該示例實施方案的另一方面，制備潤滑劑組合物的方法包括將具有潤滑粘度 的油、4-哲基苯甲酯胺和任選一種或多種其它性能添加劑混合W形成具有在100°c下為 5-18mmVs的運動粘度的潤滑劑組合物。
[0018] 在該示例實施方案的另一方面，內(nèi)燃機包含滑動接觸的第一和第二滑動元件。各 個滑動元件限定各自的滑動表面，其中至少一個滑動表面相對于另一滑動表面滑動。至少 一個滑動表面由鋼、鋼合金或類金剛石碳值LC)材料形成。潤滑劑組合物插入滑動表面之 間W在滑動期間潤滑它們。
[0019] 詳述
[0020] 示例潤滑劑組合物包含具有潤滑粘度的油和摩擦改進劑。該示例潤滑劑組合物發(fā) 現(xiàn)作為發(fā)動機油用于內(nèi)燃機如機動車發(fā)動機中。在一個實施方案中，潤滑劑組合物用作曲 軸箱潤滑劑。曲軸箱潤滑劑為用于內(nèi)燃機中的一般潤滑的油，其中油槽通常位于發(fā)動機的 曲軸箱W下且循環(huán)油返回其中。
[0021] 作為摩擦改進劑，使用4-哲基苯甲酯胺。4-哲基苯甲酯胺可具有通式：
[0022]
[0023] 其中Ri和R2獨立地選自氨和姪基；各個姪基可包含1-32個碳原子，例如至少6， 或者至少8個碳原子，或者至少12個碳原子，并且可包含至多22,或者至多20,或者至多18 個碳原子；
[0024] Ri和R2中的至少一個為姪基或者Ri和R2基團一起形成環(huán)；
[0025] 各個R3可獨立地為具有1-8個碳原子的姪基；且
[0026] n為例如0-3的整數(shù)。
[0027] 在一個實施方案中，Ri和R2中的至少一個為包含6-32個碳原子的姪基。例如，Ri 和R2中的至少一個為包含8-22個碳原子的姪基或16-20個碳原子的姪基。
[002引在一個實施方案中，Ri為H。
[0029] 可選擇R3W影響在所選擇的具有潤滑粘度的油中的潤滑度。在一個實施方案中， n為至少1，且R3為姪基；姪基包含1-8個碳原子。
[0030] 在另一實施方案中，n為0。
[0031] 在一個實施方案中，4-哲基苯甲酯胺包含烷基-4-哲基苯甲酯胺和締基-4-哲基 苯甲酯胺中的至少一種，即Ri和R2中的至少一個為烷基或締基。在締基-4-哲基苯甲酯胺 的情況下，它可W為單-、二-、S-或更多不飽和的。
[0032] 在一個實施方案中，烷基/締基-4-哲基苯甲酯胺為或者包含根據(jù)式（II)的N-油 基-4-哲基苯甲酯胺：
[0033]
[0034] 其中R2為十八碳締的任何異構(gòu)體，例如9-十八碳締。
[0035] 在一個實施方案中，烷基/締基-4-哲基苯甲酯胺為如式（II)所示N-油基-4-哲 基苯甲酯胺衍生物，不同的是如同式（I)中存在至少一個R3。
[0036] 在R哺R2基團一起形成環(huán)的情況下，環(huán)包含氮原子且環(huán)中碳原子的取代基（如果 有的話）限于烷基和締基姪基，不包括環(huán)烷基和環(huán)締基。例如，4-哲基苯甲酯胺的環(huán)形式可 具有式（III)所示通式：
[0037]
[003引其中各個R嘴n同式（I)中一樣，
[0039] m為1-2的整數(shù)；
[0040] 各個R4獨立地為具有1-32個碳原子的姪基；
[0041] q為0-5的整數(shù)。
[0042] 用作R1、R2、R3和R4的合適姪基包括線性、支化、環(huán)狀、無環(huán)、飽和、不飽和、脂族、芳 族、姪基，或者其任何組合。在某些實施方案中，它們選自線性和支化烷基和締基，特別是選 自線性烷基和線性締基。適用作Ri和R2的烷基的實例包括己基、庚基、辛基、壬基、癸基、 十一烷基、十^烷基、十二烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十"^1烷基、十八烷基、十九 烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十=烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六燒 基、二十走烷基、二十八烷基、二十九烷基和S十烷基。適用作Ri和R2的締基的實例包括 己締基、庚締基、辛締基、壬締基、癸締基、十一碳締基、十二碳締基、十=碳締基、十四碳締 基、十五碳締基、十六碳締基、十^；：碳締基、十八碳締基、十九碳締基、二十碳締基、二^--碳 締基、二十二碳締基、二十 = 碳締基、二十四碳締基、二十五碳締基、二十六碳締基、二十^；： 碳締基、二十八碳締基、二十九碳締基和=十碳締基。W上烷基和締基包括所有可能的異構(gòu) 體。適用作R3和R4的烷基和締基包括關(guān)于Ri和R2列出的那些，W及較短鏈烷基和締基，包 括甲基、己基、丙基、了基、戊基W及己締基、丙締基、了締基和戊締基。
[0043] 在一些實施方案中，Ri和R2選自HW及包含8-32個碳原子且包括至少C8鏈的線 性和支化烷基和締基。
[0044] 潤滑劑組合物中根據(jù)式（I)的4-哲基苯甲酯胺的含量可W為至多5重量％，或者 至多4重量％，或者至多3重量％，或者至多2重量％，或者至多1重量％。4-哲基苯甲酯 胺可WW至少0. 05重量％，或者至少0. 1重量％，或者至少0. 2重量％，或者至少0. 3重 量％，或者至少0. 4重量％的濃度存在于潤滑劑組合物中。
[0045] 具有潤滑粘度的油可至少40重量％，或者至少50重量％，或者至少60重 量％的總濃度存在于潤滑劑組合物中。
[0046] 如本文所用，運動粘度在100°C(KV_100)下根據(jù)ASTMD445 - 12的方法， "Standa