[发明专利]碱性无灰添加剂

说明书

发明背景

所公开的技术涉及赋予润滑剂配制剂碱性(作为TBN测量)而不加入金属(作为硫酸盐灰测量)的添加剂。该添加剂不导致弹性体密封的裂化。

已知润滑剂在其使用期间由于暴露于使用它们的装置的操作条件下，特别是由于暴露于通过装置的操作而产生的副产物下而变得较无效。例如，发动机油在其使用期间部分地由于油暴露于酸性和促氧化剂副产物下而变得较无效。这些副产物由使用油的装置如内燃机中燃料的不完全燃烧而产生。这些副产物导致发动机油以及发动机中的劣化效应。副产物可例如将在润滑油中发现的烃氧化，得到羧酸和其它氧化物。这些氧化和酸性烃然后可继续以导致腐蚀、磨损和沉积物问题。

将含碱添加剂加入润滑剂中以中和这类副产物，因此降低它们导致的对润滑剂和装置的危害。过碱性钙或镁碳酸盐清净剂一段时间以来用作酸清除剂，中和这些副产物，所以保护润滑剂和装置。然而，过碱性清净剂本身带有大量金属，如通过硫酸盐灰测量。关于柴油和客车润滑油的新工业升级关于油中容许的硫酸盐灰的量以及通过延伸过碱性清净剂的量提出不断降低的极限。因此，仅由N、C、H和O原子组成的碱的来源是极理想的。

润滑剂领域中使用两个常用的碱性度量。总碱值(TBN)可如通过ASTM D 2896所测试，其为测量强碱和弱碱的滴定法。另一方面，ASTM D 4739为测量强碱，但不容易滴定弱碱如某些胺，包括许多芳族胺的滴定法。许多润滑剂应用想要如通过ASTM D 4739所测量的TBN，使得许多胺小于满意的碱性来源。

然而，研究了碱性胺添加剂作为含灰过碱性金属清净剂的替选物，例如烷基和芳族胺。然而，碱性胺添加剂的加入可导致另外的有害效应。例如，已知烷基和一些芳族胺倾向于使含氟弹性体密封材料降解。这些碱性胺添加剂如琥珀酰亚胺分散剂包含多胺基团，其提供碱性来源。然而，认为这类胺导致含氟弹性体密封材料如密封中的脱氟化氢，这被认为是密封降解的第一步骤。密封降解可导致密封失效，例如密封泄漏、有害的发动机性能以及可能导致发动机损害。一般而言，润滑剂的碱含量或总碱值(TBN)仅能在密封降解变成显著的问题以前通过该碱性胺适当地促升，限制了可通过这类添加剂提供的TBN的量。

美国专利公开2012-0040876，Preston等人，2012年2月16日公开了氨基苯甲酸酯作为润滑剂中的添加剂。该文件公开了据说以碱性胺添加剂的形式提供给润滑剂无灰碱而不会不利地影响密封相容性的组合物。实施例报告了如通过D2896测量为150-188的TBN。(D 2896测量获得弱碱以及强碱的碱性。)

因此，所公开的技术解决了提供给润滑剂强碱性(如通过ASTM D 4739测量)而不赋予其其它金属含量(硫酸盐灰)，同时不导致弹性体密封如氟碳密封劣化(如通过Mercedes Benz supply specification MB DBL6674_FKM测量)的问题。这通过使用如本文中更完整地描述的N-烃基取代γ-氨基酯或γ-氨基硫酯而实现。如另外表示，本技术提供赋予润滑剂较高的TBN水平，同时保持日益严格的政府规章规定的低硫酸盐灰含量，同时保护密封性能和相容性的能力。

发明概述

所公开的技术提供包含具有润滑粘度的油和N-烃基取代γ-氨基酯或γ-氨基硫酯的润滑剂组合物，其中N-烃基取代基包含具有3个碳原子且具有在烃基链(即烃基)的1或2位上的支链的烃基，条件是如果酯或硫酯为甲基酯或甲基硫酯，则烃基具有在1位上的支链，且进一步条件是烃基不是叔基团。

所公开的技术还提供制备N-烃基取代γ-氨基酯或γ-氨基硫酯的方法，其中N-烃基取代基包含具有至少3个碳原子且具有在烃基链的1或2位上的支链的烃基，条件是如果酯或硫酯为甲基酯或甲基硫酯，则烃基具有在1位上的支链，且进一步条件是烃基不是叔基团；所述方法包括任选使用Zr-基催化剂以及任选在质子溶剂的存在下使具有所述烃基的伯胺与在其β与γ碳原子之间具有烯属不饱和的烯属不饱和酯或硫酯在约10至约80℃，或者约10至约33℃，或者约45至约55℃的温度下反应。

发明详述

下面通过非限定性阐述描述各个优选特征和实施方案。

所公开的技术通常表现为润滑剂或润滑剂配制剂，其一种组分为具有润滑粘度的油。也称为基油的具有润滑粘度的油可选自the American Petroleum Institute(API)Base Oil Interchangeability Guidelines的第I-V组基油中的任一种，即：