[发明专利]多功能接枝聚合物

说明书

本申请要求于2005年3月11日提交的美国临时申请60/661,205的优先权，此处将其整体引入作为参考。

技术领域

本发明涉及聚烯烃为主链的新型多功能接枝聚合物。用与展示出沉积物(sludge)和清漆(varnish)控制的分散性相关的单体以及与摩擦改进剂和抗磨损性能相关的单体接枝聚烯烃，从而提供一种显示出多重性能特征的接枝聚合物。

本发明进一步涉及用于制造这些新型多功能接枝聚合物的方法。

本发明进一步涉及含有作为添加剂的所述新型多功能聚合物的润滑油组合物，所述添加剂表现出分散性能特征以及摩擦和抗磨损性能。

背景技术

用于润滑内燃机的润滑油组合物包括具有润滑粘度的基油(base oil)或者这种油的混合物和用于提高所述油的性能特性的添加剂。例如，添加剂被用于提高去污性能、减少发动机磨损、提高耐热和抗氧化的稳定性、降低油耗、抑制腐蚀、起到分散剂的作用、以及减少摩擦损耗。有些添加剂提供多种优点，例如分散剂/粘度调节剂。其他添加剂在提高润滑油的某种特性的同时，却对其他的特性产生反作用。因此，为了提供一种具有最佳全面性能的润滑油，必须区别和了解各种可用的添加剂的效果，并且谨慎地使润滑剂的添加剂含量达到平衡。另外，每种添加剂都是配制的润滑油的单独组分，并且增加成本。因此，有利的是具有一种控制润滑油的多种性能特性的多功能添加剂。

为了提高抗磨损性能，用抗磨添加剂来配制常规的润滑油。烃基二硫代磷酸金属盐，特别是二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)是内燃机润滑油中所使用的主要抗磨添加剂。ZDDP在相对低的成本下提供优异的磨损保护，并且还具有氧化剂的功能。但是有一些证据表明润滑剂中的磷会缩减汽车尾气催化剂的有效寿命。因此，工业上限制润滑剂可以含有的磷的量。以前工业规范(ILSACGF-3)规定润滑剂的含磷上限为1000ppm。美国目前的日用填充油(service filloil)规范(ILSAC GF-4)规定了甚至更严格的上限，最大含磷量不超过800ppm。今后的标准可能要求更加严格，例如最大含磷量不超过500ppm。

因此，为了满足这些新型的需求，有利的是提供如下的润滑油，特别是用具有相对高粘度指数和低挥发性的基油配制以提高燃料效率的润滑油，所述润滑油在含磷的抗磨添加剂的量减小的条件下还提供优异的低温气阀结构耐磨性能和抗氧化性能。

美国专利5,346,635和5,439,605描述了完全没有含磷的抗磨添加剂的润滑油，该润滑油含有无灰减阻剂、无灰抗磨损/极限压力添加剂、抗氧化剂、金属清洁剂、聚合物粘度调节剂以及流动改进剂的复合混合物，该混合物据说提供令人满意的性能。这些混合物还可以含有作为摩擦改良剂的含钼添加剂。

美国专利5,523,008(‘008专利)(该专利此处整体引入作为参考)描述了包括用作分散粘度指数改进剂的含氮和/或含氧单体的聚烯烃。接枝聚烯烃中的每摩尔接枝聚烯烃主链含有至少约13摩尔的N-乙烯基咪唑(类似地称为1-乙烯基咪唑)、或者其它烯键不饱和的含氮和/或含氧单体。还描述了包括润滑基油和如上所述的接枝聚烯烃的润滑油，以及制备分散粘度指数改进剂的方法。N-乙烯基咪唑或者其他烯键不饱和的含氮和/或含氧单体与接枝聚烯烃在足够的引发剂下进行反应，使每摩尔聚烯烃上接枝至少约13摩尔的单体。

本发明的发明人已经发现可用作润滑油组合物的添加剂的新型多功能接枝聚合物。该多功能接枝聚合物可以作为分散粘度指数改进剂以及作为抗磨添加剂来操作，而对抗氧化性能不起反作用。

发明内容

本发明的一个方面是一种多功能聚合物，该多功能聚合物包括聚烯烃；含氮的、烯键不饱和的、具有2～约50个碳原子的脂肪族或芳香族单体；以及能够与所述聚烯烃反应的有机金属化合物的接枝聚合物。

通常，含氮的、烯键不饱和的、具有2～约50个碳原子的脂肪族或芳香族单体及其混合物被计划用作给予与沉积物处理和清漆处理相关的分散性的可接枝单体(可接枝胺)。

适合给予抗磨损性能的有机金属化合物是能够与聚烯烃反应的那些物质。有机金属化合物包括金属羧酸盐和金属氧化物，以及进一步包括选自钼、钴、钛、钙、镁、锰、铋、钨和铜组成的组的金属元素。在本发明的某些方面，有机金属化合物是钼化合物。

所述多功能接枝聚合物含有约8～约16摩尔的接枝胺单体和约2摩尔抗磨单体～5摩尔抗磨单体。所述多功能聚合物具有约20,000～约500,000的重均分子量、约1～约15的多分散性、至少约为13∶1的接枝单体与聚合物的摩尔比。