[发明专利]基本不溶性添加剂向功能流体的输送

说明书

发明领域

本发明涉及输送添加剂至功能流体(functional fluid)的方法，其中添加剂基本不溶于功能流体或在功能流体中具有低溶解性。本发明还涉及含有该基本不溶性或低溶解性添加剂的凝胶组合物，及使用这种凝胶组合物输送添加剂至功能流体的方法。

发明背景

功能流体经使用而随时间降解。在发动机或其它机械装置中，功能流体中的添加剂经流体的寿命期耗尽。在流体的寿命或使用过程中供应添加剂至流体的能力可能有助于保护和甚至改进功能流体的性能和其中使用该功能流体的装置的性能。用于机油的延时释放添加剂(time release additive)是已知的。通常将这些添加剂掺入缓慢溶于机油中的热塑性聚合物中，参见美国专利4,075,098。还将延时释放添加剂掺入在升高的发动机温度下可渗透油的聚合物中，参见美国专利4,066,559。

通过使用控释凝胶或其它措施将另外的添加剂加到功能流体而将添加剂补充至功能流体中改进功能流体和使用该功能流体的装置的性能。根据美国专利6,843,916所述，控释凝胶的使用已显示为随时间用新鲜添加剂补充润滑剂的有效措施。这种凝胶通过将与功能流体(添加剂将输送至该功能流体)相容的添加剂组分掺入凝胶基体中而形成。这些凝胶基体通常由碱性组分与酸性组分的相互作用产生，形成凝胶。

还有利的是供应某些添加剂至功能流体，但是在一些情况下这些添加剂与所使用的功能流体不相容。添加剂可以基本不溶于所述功能流体、在所述功能流体中具有低溶解性和/或与所述功能流体不相容，使得不可能在功能流体中有效使用添加剂。在功能流体中有效添加和/或使用这种添加剂的能力使得改进功能流体的性能和/或其中使用该功能流体的装置的性能。需要确定在功能流体中有效添加和/或使用这种添加剂的方法。

控释凝胶和相似组合物的制备和使用之前已描述于未决和授权的专利中，如上文所诉。已显示控释凝胶的使用是通过随时间释放新鲜添加剂而保持新鲜润滑剂的关键性能的有效方法。常规应用是使用可溶于与其一起使用的功能流体和/或否则与与其一起使用的功能流体相容的凝胶组分，包括用于从凝胶受控释放至功能流体中的所需添加剂。在这些凝胶中，用释放新鲜相容性添加剂代替随流体目标使用期限而耗废的添加剂的主要优点是提供了维持流体中活性添加剂水平的实际方法。

然而，不是所有润滑剂添加剂均可溶于其中可以使用它们的功能流体中，并且不是所有润滑剂添加剂可溶至所需水平和/或浓度。这种基本不溶性或低溶解性添加剂通常包括防沫剂、摩擦改进剂和其他表面活性化学物质，像腐蚀抑制剂或锈抑制剂。化学物质的活性在一些情况下(例如防沫剂)与不溶性相关。当组分基本不溶时，表示对润滑剂配制剂的挑战，其受浓缩物和最终商业流体中的相容性要求约束。

在控释组合物中使用这些组分和本发明方法克服了这些约束条件并因此允许使用呈活性的这些基本不溶性和/或低溶解性添加剂，要不然它们由于相容性约束而不能用在感兴趣的功能流体中。由于这些相容性问题，本发明还可以使这些添加剂的处理水平高于可通过常规方法达到的最高水平，其在一些情况下能够使添加剂以先前不能达到的最佳水平用在功能流体中。

溶解性仅为不相容性的一个实例。不相容性的其它实例包括和补充添加剂与配制剂中一种或多种其它添加剂的相互作用有关的那些。这种不相容性通常导致浊雾、增加粘度、形成固体和/或凝胶、和/或使配制剂中一种或多种添加剂失活。不相容性的另一实例为异常颜色或黑色色度的外观，这是由于补充添加剂的添加。这种不相容性会阻止这种补充添加剂用在配制剂中，即使它的存在会为功能流体提供性能优点。

对添加剂具有与功能流体和其中使用该功能流体的浓缩组合物的良好溶解性和/或相容性的实际要求适用于交叉功能流体类型和应用。对于通过常规方法输送添加剂至功能流体，该要求是必要的。例如，功能流体添加剂制造商出售性能化学品的均匀添加剂包，其然后可以添加至基础油中以产生最终润滑剂，其又在釜、鼓、罐和塑料容器中出售，用于最终输送润滑剂至待润滑的设备。为维持最终润滑剂或任何其它功能流体在其中使用它的设备中的性能，浓缩物和润滑剂必须在整个这些步骤中维持均匀。换句话说，从添加剂包到浓缩物到最终流体，所有存在的添加剂必须与和它接触的和/或找到它自己的各种材料中每一种相容。该严格标准大大限制了许多性能添加剂的选择和可获得的处理水平。能够为功能流体提供改进性能的许多添加剂没有被广泛使用和/或没有以最佳水平使用，是因为该添加剂不满足上文讨论的溶解性和/或相容性要求。