[发明专利]润滑和润滑油组合物

说明书

本申请要求2009年10月29日提交的美国申请No.12/608,412的优先权，其公开内容经此引用并入本文。

发明领域

本发明涉及可用作润滑油组合物的无灰TBN(总碱值)增效剂的苯二胺化合物，和含有其的具有降低的硫酸化灰分(SASH)含量的润滑油组合物，特别是曲轴箱润滑油组合物。

发明背景

环境关注已导致不断努力降低压缩点火(以柴油为燃料)和火花点火(以汽油为燃料)轻型内燃机的CO、烃和氮氧化物(NO_x)排放。此外，已经不断努力降低压缩点火内燃机的微粒排放。为了符合重型柴油机的即将生效的排放标准，原始设备制造商(OEMs)可能需要附加的废气后处理设备。这样的废气后处理设备可包括催化转化器，其可含有一种或多种氧化催化剂、NO_x存储催化剂和/或NH₃还原催化剂；和/或微粒捕集器。

氧化催化剂由于暴露在发动机废气中存在的某些元素/化合物中，特别是由于暴露在由含磷润滑油添加剂的降解引入废气中的磷和磷化合物中而被毒化和效果降低。还原催化剂对发动机废气中由用于调配该润滑剂的基础油和含硫的润滑油添加剂的降解引入的硫和硫化合物敏感。微粒捕集器会被金属灰分堵塞，这是降解的含金属的润滑油添加剂的产物。

为确保长使用寿命，必须确定对这样的后处理设备产生极小不利影响的润滑油添加剂，“新服务填充(new service fill)”和“首次填充(first fill)”重型柴油机(HDD)润滑剂的OEM规范要求0.4质量％的最大硫含量；0.12质量％的最大磷含量和低于1.1质量％的硫酸化灰分含量，该润滑剂被称作“中-SAPS”润滑剂(其中“SAPS”是“硫酸化灰分、磷、硫”的首字母缩写词)。未来，OEMs可能进一步将这些含量的最大含量限定为0.08质量％磷、0.2质量％硫和0.8质量％硫酸化灰分，这样的润滑剂被称作“低-SAPS”润滑油组合物。

在降低含磷、硫和灰分的润滑剂添加剂的量以提供与废气后处理设备相容的中-和低-SAPS润滑剂时，该润滑油组合物必须继续提供OEM’s的“新服务”和“首次填充”规范，如ACEA E6和MB p228.51(欧洲)以及API CI-4+和API CJ-4(U.S.)重型发动机润滑剂规范规定的高水平的润滑剂性能，包括充足的清净力。被归类为符合上列工业标准的润滑油组合物所用的归类标准是本领域技术人员已知的。

通过提高该组合物的总碱值(TBN)，可以改进润滑剂中和酸性燃烧副产物(在带有废气再循环(EGR)系统，特别是在再循环之前冷却废气的冷凝EGR系统的发动机中其量增加)的能力，并可以延长该润滑剂的换油间期。迄今，已由高碱性清净剂提供TBN，其将硫酸化灰分引入该组合物。提供使用不贡献硫酸化灰分的TBN增进组分的具有高TBN水平的润滑油组合物是有利的。由于高碱性组分已知引发腐蚀并在一些情况下降低润滑油组合物和发动机中所用的含氟弹性体密封材料之间的相容性，优选提供不引发腐蚀并优选不会不利地影响密封相容性的这类组分。由于对改进的燃料经济性的要求，粘性较低的润滑剂，如0W和5W 20和30级润滑剂变得更普遍。为了更容易配制此类润滑剂，优选将添加剂引入的聚合物的量减至最小。因此，更优选提供非聚合的无灰TBN源。

美国专利No.5,525,247；5,672,570；和6,569,818涉及“低灰分”润滑油组合物，其中通过用中性清净剂替代高碱性清净剂，降低硫酸化灰分含量。这些专利描述了此类润滑剂提供充足的清净力，但没有描述它们提供足以用在例如HDD发动机中的TBN。美国专利申请2007/0203031描述了高TBN的含氮分散剂作为无灰TBN源的用途。

美国专利No.5,232,614描述了作为润滑油组合物的有效抗氧化剂的取代对苯二胺。GB-B-1296592描述了作为过氧化物交联的聚乙烯组合物的抗氧化剂的N，N，N′-三烷基-N′-芳基-对苯二胺。其中两个烷基具有1至4个碳原子。

发明概述

本发明通过提供符合密封相容性和铜腐蚀试验的要求的芳基-三脂族烃基苯二胺作为润滑油组合物中的根据ASTM D4739测得的无灰TBN增效剂来解决上述问题。

根据本发明的第一方面，提供曲轴箱润滑油组合物，如重型柴油机润滑油，其包含主要量的具有润滑粘度的油和次要量的一种或多种N-芳基-N，N′，N′-脂族烃基苯二胺或通过混合它们制成，其中各脂族烃基，优选烷基独立地为直链并优选具有1至12，优选5至12个碳原子。