[发明专利]用作润滑油组合物中摩擦改性剂的氨甲基取代的咪唑化合物

说明书

发明领域

本发明总体上涉及有机摩擦改性剂化合物，更具体地涉及氨甲基取代的咪唑化合物和它们作为润滑油中摩擦改性剂的用途。还公开了用于制备所述氨甲基取代的咪唑化合物的方法以及含有所述氨甲基取代的咪唑化合物的润滑油组合物和包含本发明的氨甲基取代的咪唑化合物与液体有机稀释剂的润滑油添加剂浓缩物。

发明背景

在美国，公司平均燃料经济性(CAFE)法规强制要求截止到设立的预定日期的规定的、逐步提高的公司车辆(fleet)的总燃料经济性。随之，还进行工业上广泛的研究和开发以通过新的发动机设计和重要地通过新的润滑油配制方法来改善燃料经济性。随着发动机硬件的改变，特别优选使润滑剂最优化，这是因为其每单位燃料效率的相对较低的成本和与较老的发动机向后兼容的可能性。

发动机油充当在各种载荷、速度和温度条件下运动的发动机零件之间的润滑剂。因此，各种发动机部件经历边界层形式、混合形式和(弹性)流体力学形式的润滑的不同组合；在活塞衬套/活塞环界面具有最大摩擦损失，而轴承和气门机构的摩擦损失占较小部分。为了降低由各零件的摩擦引起的能量损失并且防止发动机磨损，将添加剂纳入到发动机油中，所述添加剂例如摩擦改性剂、抗磨损剂和抗氧化剂；其中后者倾向于延长上述添加剂的效果。另外为了降低活塞/汽缸中的流体力学摩擦，在最近几年中已降低了发动机油的粘度，这提高了对摩擦改性剂的依赖性从而开始产生(offset)新的边界层形式。有机摩擦改性剂通常由具有氢键键合能力的极性头部基团和用以获得油溶性的非极性直链烃构成。这些摩擦改性剂通常通过形成物理吸附的极性油溶性产物的薄单分子层，或可易于剪切掉并且与典型的抗磨损剂或极压剂相比表现出显著较低的摩擦系数的反应层，而以边界层状态发挥作用。最常用的有机摩擦改性剂是脂肪酸酰胺，例如油酰胺(oleylamide)，脂肪胺如油胺，和脂肪酸酯如单油酸甘油酯。

为了改善燃料效率，驱使开发改善润滑油组合物的摩擦性能的新组分。

背景技术

Elliott等的GB 1,061,904公开和例示了苯并咪唑的氨甲基衍生物和苯并三唑的氨甲基衍生物；以及它们作为润滑组合物或功能液中的金属减活剂的用途。Phillips等的GB 1,511,593公开了取代的氨甲基氢化苯并咪唑和苯并三唑，从而显示出它们作为功能液中的金属钝化剂的用途。

发明概述

本发明涉及氨甲基取代的咪唑化合物和它们作为润滑油中的摩擦改性剂的用途。因此，可以将油溶性的氨甲基取代的咪唑化合物加入到润滑粘度油中以形成具有改善的摩擦性能的润滑油组合物。还公开了通过咪唑、甲醛和C₈-C₂₈脂族单胺的曼尼奇反应制备氨甲基取代的咪唑化合物的方法。其它方面涉及含有液体有机稀释剂和本发明氨甲基取代的咪唑化合物的润滑油添加剂浓缩物。

因此，一个实施方案涉及可由式I表示的氨甲基取代的咪唑化合物：

其中R¹、R²、R³和R⁴独立地选自氢、C₁-C₄烷基和式-CH₂NHR⁵部分，条件是至少一个R¹、R²、R³和R⁴是式-CH₂NHR⁵部分，其中R⁵是C₈-C₂₈脂族基团。就此而言，对取代基进行选择以使整个化合物为油溶性；这典型地是通过选择取代程度、脂族基团中合适的链长度或链支化。在其它方面，R¹、R²和R⁴是氢，R³具有式-CH₂NHR⁵，其中R⁵是C₁₀-C₂₈脂族基团。优选的脂族基团是作为支链或直链基团的C₈-C₂₈烷基和烯基(alkenyl)。因此在一方面，所述脂族基团是烯基。更具体地，所述脂族基团是饱和脂族基团。特别优选的是单和二-取代的氨甲基，因此另一个方面涉及式II的化合物：