[发明专利]包含生物衍生的酯类组分的专用成品润滑剂组合物及其制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及成品润滑剂组合物及其制造方法，并且具体涉及包含二酯类组分(diester component)的专用成品润滑剂组合物-特别是其中所述二酯类组分至少部分地衍生自生物质。

背景技术

酯已经用作润滑油50多年了。它们用于从喷气发动机到制冷设备的多种应用中。事实上，在汽车应用中，酯是第一种合成曲轴箱车用机油。然而，酯已很大程度上让位于聚α烯烃(PAO)，因为PAO成本更低以及它们的配方类似于矿物油。然而，在全合成车用机油中，酯几乎总是与PAO组合使用以通过增强的润滑性来平衡对密封、添加剂溶解性、挥发性降低和能量效率提高的影响。

通常，酯基(ester-based)润滑剂由于它们所包含的酯分子的极性而具有优异的润滑性。由于酯官能团的极性，酯与PAO和矿物油相比对金属表面具有更强的亲合力。其结果是，它们对于在金属表面上建立保护膜非常有效，这样的保护膜起到减缓这种金属的磨损的作用。这种润滑剂比传统润滑剂不易挥发并且倾向于具有高得多的闪点和低得多的蒸气压。酯润滑剂是优异的溶剂和分散剂，并且可易于对油的降解副产物进行溶剂化和分散。因此，它们极大地降低了油泥的累积。虽然酯润滑剂对于热和氧化过程是稳定的，但是酯官能团给微生物可乘之机，它们比它们的矿物油基类似物更有效率且更有效果地进行生物降解，从而使得它们更加环境友好。然而，酯的制备比它们的PAO对应物的制备更复杂且更昂贵。

最近，新的二酯基润滑剂组合物和它们的相应制造方法描述于2008年8月14日公开的Miller等的美国专利申请公开No.20080194444 A1和2009年8月6日公开的Miller等的美国专利公开No.20090198075 A1中。这些专利申请中描述的二酯合成法使二酯润滑剂配方的经济性更为有利。

鉴于以上所述，并且不违背(withstand)这些上述进展，将这类二酯基润滑剂的合成与一个或多个其它方法、特别是进一步涉及低价值副产物转化成专用成品润滑剂组合物的那些方法进一步整合，可沿有利的方向进一步改变(shift)酯基润滑剂制造的经济性。

本发明的简述

本发明总体上涉及制造包含生物衍生的二酯类物质的专用成品润滑剂组合物的方法。在一些实施方案中，使生物衍生的脂肪酸部分与费-托(FT)/气变液(GTL)反应产物和/或副产物（即α-烯烃）反应以获得生物衍生的二酯类物质，然后可将该生物衍生的二酯类物质选择性与基础料（油）和一种或多种添加剂物质进行调和以获得具有生物质衍生的组分的专用成品润滑剂产品。

在一些实施方案中，本发明涉及制造这样的上述成品润滑剂组合物的方法，所述方法通常包括以下步骤：(a)制备一定量的环氧化烯烃，其中所述制备步骤包含子步骤：(i)分离由气变液方法制得的α烯烃(α-烯烃)以获得分离出的α-烯烃；(ii)使至少主要部分的所分离出的α-烯烃异构化以获得一定量的内移化烯烃(internalized olefin)；和(iii)使至少主要部分的所述内移化烯烃环氧化以形成一定量的包含环氧环的环氧化烯烃；以及(b)获得一定量的酯化剂，所述酯化剂衍生自具有脂肪酸部分的甘油三酯，由此所述衍生化产生选自羧酸、酰卤、酰基酸酐和它们的组合的酯化剂；其中所述获得步骤包括子步骤：(i')选择包含甘油三酯的生物质源，所述甘油三酯包含适当长度的脂肪酸部分；(ii')从脂肪酸部分为其组成部分的甘油三酯分子释放出主要部分的所述脂肪酸部分以产生酯化剂；(c)用所述酯化剂将至少主要部分的所述环氧化烯烃酯化以产生一定量的二酯类物质；以及(d)将所述一定量的二酯类物质与一定量的基础油和添加剂组分合并，所述添加剂组分包含选自抗氧化剂、清净剂、抗磨损剂、金属减活剂、腐蚀抑制剂、防锈剂、摩擦改性剂、消泡剂、粘度指数改进剂、破乳剂、乳化剂、增粘剂、络合剂、极压添加剂、倾点下降剂和它们的组合的至少一种添加剂；其中所述至少一种添加剂的选择主要受进行制造的润滑剂组合物的最终用途所支配，其中所述润滑剂组合物可以为选自透平油、金属加工液、液压液、压缩机油、链条油、农用设备发动机油、拖拉机液压液、船用润滑油(marine oil)、造纸机油、锭子和纺织油、拖车轮轴承润滑脂、以及它们的组合的类型。

典型地，通过上述方法制备的成品润滑剂组合物包含连同基础油（基础料）和一种或多种添加剂物质一起的一定量的至少一种二酯类物质，该二酯类物质通常具有以下结构：