[发明专利]高粘度聚丙烯酸酯基础流体

说明书

本发明提供低分子量聚丙烯酸烷基酯聚合物、它们的制备方法和它们作为高粘度基础流体的用途。本发明进一步涉及包含这样的低分子量聚丙烯酸烷基酯聚合物的润滑剂组合物，和涉及这样的组合物作为自动传动流体、手动传动流体、无级变速传动流体、齿轮油配制剂、工业齿轮油配制剂、轴流体配制剂、双离合传动流体、专用混合动力传动流体或作为液压油的用途。

技术领域

本发明涉及低分子量聚丙烯酸烷基酯聚合物，它们的制备方法和它们作为高粘度基础流体的用途。本发明进一步涉及包含这样的低分子量聚丙烯酸烷基酯聚合物的润滑剂组合物，和涉及这样的组合物作为自动传动流体、手动传动流体、无级变速传动流体、齿轮油配制剂、工业齿轮油配制剂、轴流体配制剂、双离合传动流体、专用混合动力传动流体或作为液压油的用途。

背景技术

高粘度基础流体通常用于提升粘度指数(VI)和用于增稠具有很高剪切稳定性要求的润滑剂配制剂。典型的应用是齿轮油，其由于在操作中高的机械应力和宽的温度范围而具有非常苛刻的要求。

高粘度基础流体已知具有30至1000cSt的100℃下运动粘度(KV₁₀₀)。

工业齿轮箱预期在高热和重负荷的条件下以及在经常被灰尘、工艺碎屑和水污染的环境中运转。没有充分保护的情况下，齿轮将会过早地磨损。那意味着必须较频繁地更换某些部件，必须较频繁地替换油，和最糟糕的是，不得不会预见到有设备停工期。

目前的齿轮驱动设备被设计为在许多应用中运转，经常必须承受恶劣的环境。典型地，齿轮箱正在变得越来越小，并且由更轻的和更复杂的材料制备，然而它们必须比以往任何时候都更耐用。结果是，对齿轮油润滑剂提出了更大要求，并且必须更多地考虑使用高性能基础流体和添加剂。

这个市场中的典型产品是高粘度聚α烯烃(PAO)和茂金属催化的PAO(mPAO)，其典型地在100℃下40至300cSt的粘度范围内销售(Choudary等人，Lubr.Sci.2012,23-44)。基于高粘度PAO的配制剂已知在低温下具有最佳的性能，但它们的弱点是低的极性。由于PAO基础油的非极性性质，分散抑制剂(DI)包和老化产品在所述油中溶解得不好，这导致各种问题。

较高的极性由以下物质提供：α-烯烃与马来酸酯(盐)的共聚物(US 5,435,928)、α-烯烃与丙烯酸烷基酯的低聚物(US 3,968,148)或α-烯烃与甲基丙烯酸烷基酯的共聚物(US 5,691,284)。或者，可应用具有酯官能化单体的PAO(EP2970532)或聚乙烯基醚(US2013/0165360)。使用极性高粘度基础流体的大的优点是：不必将极性低粘性流体(例如酯)用作DI包的增容剂。极性低粘性流体已知在涂料和密封剂的情况下导致一些问题，这对于高粘度流体而言没有太大问题。

另一类高粘度基础流体是聚(甲基)丙烯酸烷基酯(PAMA)(US 2013/229016)。PAMA在它们作为润滑剂中的VI改进剂的用途方面是公知的，并且可被调整以达到最高性能水平。

US 2013/229016涉及用于传动系统和风力发电厂的润滑剂，其包含至少30重量％的聚甲基丙烯酸烷基酯。所公开的实施例明确全部由含有以下烷基侧链的甲基丙烯酸酯组成，所述烷基侧链具有最少10个碳原子。没有公开纯丙烯酸烷基酯。

在VI改进剂应用中没有使用丙烯酸烷基酯。尽管存在文献(Rashad等人，J.ofPetr.Sci.and Engineering 2012,173-177；Evin等人，J.of Sol.Chem 1994,325-338)和专利(WO 96/17517)，但公知的是，聚丙烯酸酯作为VI改进剂的性能比聚甲基丙烯酸酯的性能差。尤其在WO 96/17517中提到已经出人意料地发现，当在液压流体中使用时，聚(丙烯酸烷基酯)通常不能充分地降低温度对粘度的影响。