衍生自羥基脂肪酸的分散劑和聚亞烷基二醇分散劑的制作方法
【專利摘要】所公開(kāi)的發(fā)明涉及分散劑組合物，所述分散劑組合物包含至少一個(gè)衍生自(i)羥基取代羧酸的聚酯的嵌段和至少一個(gè)衍生自(ii)由胺基團(tuán)或羥基封端的聚亞烷基二醇的嵌段。本發(fā)明還提供包含所述分散劑的潤(rùn)滑組合物以及制備和使用所述分散劑的方法，包括制備分散劑的方法、用包含所述分散劑的潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，和減少發(fā)動(dòng)機(jī)中的淤渣形成的方法。
【專利說(shuō)明】衍生自羥基脂肪酸的分散劑和聚亞烷基二醇分散劑
[0001] 發(fā)明背景
[0002] 所公開(kāi)的發(fā)明涉及包含至少一個(gè)衍生自（i)羥基取代羧酸的聚酯的嵌段和至少 一個(gè)衍生自（ii)由胺基團(tuán)或羥基封端的聚亞烷基二醇的嵌段的分散劑組合物。本發(fā)明還 提供包含所述分散劑的潤(rùn)滑組合物以及制備和使用所述分散劑的方法，包括制備分散劑的 方法、用包含所述分散劑的潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，和減少淤渣沉積物形成和/或保持 淤渣懸浮使得在發(fā)動(dòng)機(jī)中不形成淤渣沉積物的方法。
[0003] 發(fā)動(dòng)機(jī)中的淤渣形成，特別是淤渣在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)表面上的沉積是潤(rùn)滑劑工業(yè)中正在 考慮的領(lǐng)域?？刂朴砂l(fā)動(dòng)機(jī)油配制劑的熱應(yīng)力而產(chǎn)生的淤渣沉積物是正面臨的一個(gè)問(wèn)題， 當(dāng)考慮設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)以使燃料更有效時(shí)尤其如此。效率改進(jìn)措施例如通過(guò)推動(dòng)更小的油箱尺 寸、渦輪增壓和執(zhí)行汽油直接注射（GDI)而實(shí)現(xiàn)。這些效率措施賦予用于潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā) 動(dòng)機(jī)油配制劑更大的熱應(yīng)力。較大的熱應(yīng)力可能導(dǎo)致提高的形成沉積物和淤渣的傾向，這 又導(dǎo)致效率損失。
[0004] 另外，永恒地控制帶有灰的沉積物控制組分的使用（因?yàn)橐恍┰谔幚硪院罂赡芏?害裝置）的日益更加限制性的排放規(guī)則放大了形成具有低沉積物傾向的有力潤(rùn)滑劑的配 制挑戰(zhàn)。
[0005] -系列出版物，包括2010年10月19日提交的美國(guó)專利Nos. 7, 816, 309,2010年 10月26日提交的7,820,605,2011年4月19日提交的7,928,044,等人，和2010年10月 26日提交的美國(guó)專利Nos. 7, 820, 604, 2010年12月28日提交的7, 858, 566, 2011年11月 提交的 8, 067, 341，Ruhe Jr.等人，和 2009 年 10 月 29 日公開(kāi)的 U.S. 2009/0270531，Ruhe， Jr.，教導(dǎo)了由至少如下組分的反應(yīng)產(chǎn)物組成的組合物種類：(A)至少一種通過(guò)自由基共聚 而得到的共聚物，和（B)至少一種胺封端醚化合物，連同任選其它化合物。
[0006] 鑒于改變發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和操作條件，以及日益更加限制性的排放規(guī)則，需要更好地 控制發(fā)動(dòng)機(jī)表面上的淤渣沉積，即發(fā)動(dòng)機(jī)表面上的淤渣沉積物形成的新分散劑技術(shù)。
[0007] 發(fā)明概沭
[0008] 發(fā)明人現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)具有改進(jìn)性能特征的分散劑組合物。
[0009] 本發(fā)明提供分散劑添加劑，其中添加劑的結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)衍生自（i)羥基取代 羧酸的聚酯的嵌段和至少一個(gè)衍生自（ii)由胺基團(tuán)或羥基封端的聚亞烷基二醇的嵌段。 在一些實(shí)施方案中，分散劑添加劑結(jié)構(gòu)包含至少兩個(gè)分開(kāi)的聚酯基嵌段，所述嵌段由一個(gè) 或多個(gè)衍生自（i)羥基取代羧酸的聚酯的鏈段構(gòu)成，其中聚酯基嵌段通過(guò)至少一個(gè)二醇基 嵌段隔開(kāi)，所述二醇基嵌段由一個(gè)或多個(gè)衍生自（ii)由胺基團(tuán)或羥基封端的聚亞烷基二 醇的鏈段構(gòu)成。
[0010] 本發(fā)明還提供包含具有潤(rùn)滑粘度的油和所述分散劑的潤(rùn)滑組合物。
[0011] 本發(fā)明還提供制備分散劑添加劑的方法，所述方法包括步驟：使（i)羥基取代羧 酸的聚酯、羥基取代羧酸或其組合與（ii)由胺基團(tuán)或羥基封端的聚亞烷基二醇、氧化烯或 其組合反應(yīng)；產(chǎn)生其結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)衍生自組分（i)的鏈段和至少一個(gè)衍生自組分（ii) 的鏈段的分散劑添加劑。
[0012] 本發(fā)明包括制備分散劑添加劑的方法，所述方法包括步驟：使（i)羥基取代羧酸 的聚酯與（ii)由胺基團(tuán)或羥基封端的聚亞烷基二醇反應(yīng)；產(chǎn)生其結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)衍生 自組分（i)的鏈段和至少一個(gè)衍生自組分（ii)的鏈段的分散劑添加劑。本發(fā)明進(jìn)一步包 括制備分散劑添加劑的方法，所述方法包括步驟：使（i)羥基取代羧酸與（ii)由胺基團(tuán)或 羥基封端的聚亞烷基二醇反應(yīng)；產(chǎn)生其結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)衍生自組分（i)的鏈段和至少一 個(gè)衍生自組分（ii)的鏈段的分散劑添加劑。換言之，可使羥基取代羧酸與聚亞烷基二醇反 應(yīng)，然后進(jìn)行羥基取代羧酸的聚合。本發(fā)明仍進(jìn)一步包括制備分散劑添加劑的方法，所述方 法包括步驟：使（i)羥基取代羧酸的聚酯與（ii)氧化烯反應(yīng)；產(chǎn)生其結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)衍 生自組分（i)的鏈段和至少一個(gè)衍生自組分（ii)的鏈段的分散劑添加劑。
[0013] 本發(fā)明還提供潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，所述方法包括步驟：將潤(rùn)滑組合物供入發(fā)動(dòng)機(jī) 中，其中潤(rùn)滑組合物包含具有潤(rùn)滑粘度的油和所述分散劑。
[0014] 本發(fā)明還提供通過(guò)將潤(rùn)滑組合物供入發(fā)動(dòng)機(jī)中而分散淤渣的方法，這有效地減少 發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)表面上淤渣沉積物的形成，其中潤(rùn)滑組合物包含具有潤(rùn)滑粘度的油和所述分散 齊IJ。還包括所述分散劑作為淤渣沉積減少添加劑或者可能更確切地作為分散淤渣，所以由 此減少淤渣沉積的添加劑的用途。
[0015] 在其它實(shí)施方案中，提供改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)中的淤渣沉積性能或改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)中的密封性 能的方法，所述方法包括向發(fā)動(dòng)機(jī)中供入所述分散劑或包含所述分散劑的潤(rùn)滑劑組合物。 在又另外的實(shí)施方案中，提供改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)油中的硝化和氧化性能并保持發(fā)動(dòng)機(jī)油中的TBN 的方法，所述方法包括向發(fā)動(dòng)機(jī)中供入所述分散劑或包含所述分散劑的潤(rùn)滑劑組合物。
[0016] 發(fā)明詳沭
[0017] 下面通過(guò)非限定性闡述描述各優(yōu)選特征和實(shí)施方案。
[0018] 本發(fā)明提供分散劑添加劑，其中添加劑的結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)衍生自（i)羥基取代 羧酸的聚酯的嵌段和至少一個(gè)衍生自（ii)由胺基團(tuán)或羥基封端的聚亞烷基二醇的嵌段。
[0019]
[0020] 所述分散劑的結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)衍生自（i)羥基取代羧酸的聚酯的嵌段。
[0021] 合適的聚酯包括衍生自包含1-30或2-30個(gè)碳原子的羥基取代羧酸的那些。在一 些實(shí)施方案中，聚酯衍生自包含1-20或2-20、10-18、12-18,或者甚至16-18個(gè)碳原子的羥 基取代羧酸。
[0022] 在一些實(shí)施方案中，羥基取代羧酸的聚酯衍生自一種或多種式（I)羧酸：
[0023]
【權(quán)利要求】
1. 分散劑添加劑，其中添加劑的結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)衍生自（i)羥基取代羧酸的聚酯的 嵌段和至少一個(gè)衍生自（ii)由胺基團(tuán)或羥基封端的聚亞烷基二醇的嵌段。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的分散劑，其中羥基取代羧酸的聚酯衍生自一種或多種式（I)羧 酸：
其中R1為氫或包含1-20個(gè)碳原子的烴基，且R2為包含1-20個(gè)碳原子的亞烴基。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的分散劑，其中羥基取代羧酸的聚酯包含一種或多種式 (II)所示化合物：
其中： R1為氫或包含1-20個(gè)碳原子的經(jīng)基； R2為包含1-20個(gè)碳原子的亞烴基；且 η為1-10的整數(shù)。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的分散劑，其中羧酸聚酯衍生自一種或多種選自12-羥 基硬脂酸、蓖麻油酸、12-羥基十二烷酸、5-羥基十二烷酸、5-羥基癸酸、4-羥基癸酸、10-羥 基十一烷酸或其組合的羧酸。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的分散劑，其中聚亞烷基二醇包含一種或多種式（III) 所示化合物：
其中： R3 為氫⑶、-R60H、_R6NH2、- (C = 0) R6、-R6-N⑶ C ( = 0) R6 或具有 1-30 個(gè)碳原子的烴 基， R4為H，或者具有1-10個(gè)碳原子的烴基， R5為具有1-6個(gè)碳原子的直鏈或支化烴基， R6為具有1-20個(gè)碳原子的烴基， Y 為 NR7R8、OH、R6NH2 或 R60H， R7和R8獨(dú)立地為H，或者具有1-50個(gè)碳原子的烴基，其中至多三分之一的碳原子可被 N取代或者被其它式（III)聚醚官能化，且 m為1-30的整數(shù)。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的分散劑，其中聚亞烷基二醇為由胺基團(tuán)或羥基封端的 聚乙二醇。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的分散劑，其中聚亞烷基二醇選自（i)聚乙二醇、（ii) 聚丙二醇、（iii)聚氧化烯胺的混合物或（iv)其一些組合。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的分散劑，其中聚亞烷基二醇選自（i)三甘醇，（ii)二 甘醇，（iii)分子量為250-350的聚乙二醇，（iv)分子量為200-350的聚四氫呋喃，（v) - 種或多種胺封端二醇的混合物，所述胺封端二醇包含衍生自氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯 或其一些組合的單元，或者（vi)其一些組合。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的分散劑，其中分散劑包含衍生自12-羥基硬脂酸的羥 基取代羧酸的聚酯和聚亞烷基二醇的反應(yīng)產(chǎn)物，所述聚亞烷基二醇選自（i)三甘醇，（ii) 二甘醇，（iii)分子量為250-350的聚乙二醇，（iv)分子量為200-350的聚四氫呋喃，（v) 一種或多種胺封端二醇的混合物，所述胺封端二醇包含衍生自氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁 烯或其一些組合的單元，或者（vi)其一些組合。
10. 潤(rùn)滑組合物，其包含具有潤(rùn)滑粘度的油和任何前述權(quán)利要求的分散劑。
11. 制備分散劑添加劑的方法，其包括： (i) 羥基取代羧酸的聚酯、羥基取代羧酸或其組合，與 (ii) 由胺基團(tuán)或羥基封端的聚亞烷基二醇、氧化烯或其組合反應(yīng)； 產(chǎn)生其結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)衍生自組分（i)的鏈段和至少一個(gè)衍生自組分（ii)的鏈段 的分散劑添加劑。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中方法包括步驟： (A) 使（i)羥基取代羧酸的聚酯與（ii)由胺基團(tuán)或羥基封端的聚亞烷基二醇反應(yīng)；或 者 (B) 使（i)羥基取代羧酸與（ii)由胺基團(tuán)或羥基封端的聚亞烷基二醇反應(yīng)，其后使羥 基取代羧酸聚合；或者 (C) 使（i)羥基取代羧酸的聚酯與（ii)氧化烯反應(yīng)， 產(chǎn)生其結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)衍生自組分（i)的鏈段和至少一個(gè)衍生自組分（ii)的鏈段 的分散劑添加劑。
13. 潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其包括步驟：將潤(rùn)滑組合物供入發(fā)動(dòng)機(jī)中，其中潤(rùn)滑組合物包 含具有潤(rùn)滑粘度的油和分散劑添加劑，其中添加劑的結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)衍生自（i)羥基取 代羧酸的聚酯的嵌段和至少一個(gè)衍生自（ii)由胺基團(tuán)或羥基封端的聚亞烷基二醇的嵌 段。
14. 減少發(fā)動(dòng)機(jī)中的淤渣形成的方法，其包括步驟：將潤(rùn)滑組合物供入發(fā)動(dòng)機(jī)中，其中 潤(rùn)滑組合物包含具有潤(rùn)滑粘度的油和分散劑添加劑，其中添加劑的結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)衍生 自（i)羥基取代羧酸的聚酯的嵌段和至少一個(gè)衍生自（ii)由胺基團(tuán)或羥基封端的聚亞烷 基二醇的嵌段。
【文檔編號(hào)】C10M149/14GK104204167SQ201380018557
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月11日
【發(fā)明者】M·D·吉賽爾曼, J·L·瓊斯, R·A·伊夫蘭德 申請(qǐng)人:盧布里佐爾公司