[发明专利]聚合物作为润滑油组合物的添加剂的用途

说明书

本发明涉及聚合物添加剂在润滑油组合物中的用途，其中聚合物包含苯乙烯和马来酸二烷基酯结构单元并增加组合物的剪切稳定性。

技术领域

本发明涉及聚合物作为润滑油组合物的添加剂的用途，其中所述聚合物包含苯乙烯和马来酸二烷基酯结构单元并增加组合物的剪切稳定性。

背景技术

在润滑剂领域，流体粘度对温度变化的敏感性程度由称为粘度指数(VI)的经验术语来定量表示。较高的VI值表示温度对粘度的影响较小。在润滑剂中用作添加剂以改善VI(即最小化粘度的温度依赖性)的聚合物称为粘度指数改进剂(VII)，相应的VII处理过的润滑剂归类为多级油，而不是不含VII的单级油。

与不含聚合物的相应基础流体相比，含聚合物的流体粘度随温度的增加降低较少。流体中聚合物的流体力学体积随温度的增加而增加，从而导致粘度增加，这极大地弥补了通常观察到的流体粘度随温度的增加而降低的相反效果。

添加剂的剪切稳定性对多级发动机油在剪切条件(润滑剂在使用过程中会经历)下保持其粘度的能力有很大影响。润滑剂在剪切下的粘度损失可以有两种，即暂时粘度损失或永久粘度损失。许多VII的主要问题之一是，由于大多数机械系统中发生的机械剪切，它们的粘度往往会永久降低。

为了改善车辆效率，从而限制CO₂排放，使用越来越低粘度的发动机润滑油是一种普遍趋势，以减少流体动力摩擦损失。虽然发动机油的粘度主要由存在的基础油的粘度控制，但基础油的粘度已被VII显著改变。

这些添加剂的主要功能是增加其共混物的粘度指数，但现在意识到，它们还可以通过在某些发动机部件中存在的高剪切速率下经历临时剪切稀化来减少流体动力摩擦。不幸的是，虽然暂时剪切稀化可能是所需的，但它通常伴随着由于聚合物分子链在高剪切速率下断裂而导致的永久剪切稀化，这总是不希望的。因此，需要表现出显著的暂时剪切稀化而非常少的永久剪切稀化的粘度调节剂。

近年来，润滑油组合物的性能有所改善，以及由于更加苛刻的环境和政府标准而将进一步改善。许多功能性流体(如液压油、齿轮油、传动油和曲轴箱油)包含VII和/或倾点下降剂(PPD)，以在宽温度范围内保持一定的粘度和流动性。这些添加剂基于诸如低温沉积物控制、稳定的粘度和流体耐久性的特性而进行销售。在VII改善润滑油粘度指数的同时，应用PPD以保持低温流动性(倾点)和冷过滤性(冷滤堵塞点)。在应用聚合物的情况下，聚合物通常基于聚烯烃和聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯或苯乙烯-马来酸酐共聚物及其酯化衍生物。这些聚合物可以通过使用用于其生产的不同醇来改变它们的结构。尤其是，聚(甲基丙烯酸烷基酯)(PAMA)和聚苯乙烯-马来酸酐(PAMA)代表VII或PPD的类别，它们已在润滑油组合物中使用多年。

基础油是通过蒸馏来精炼原油而生产的。虽然较轻的油用于燃料，但较重的馏分适合作为基础油。通过加氢处理，在高压下使用氢气去除硫和芳烃以获得纯化的基础油，这是品质要求特别严格时所需要的。取决于性质和精炼方法，基础油根据美国石油协会(API)可分为5类。

I类

通过溶剂精炼而生产的精炼程度最低的类型。它通常包括传统的石油基础油。API将I类定义为“基础油料含有小于90％的饱和物和/或大于0.03％的硫，以及粘度指数大于或等于80且小于120”。

II类

更高级别的石油基础油，可以部分通过加氢裂化来生产。从基础油料中去除杂质，从而获得更清晰的颜色。API将II类定义为“基础油料含有大于或等于90％的饱和物和小于或等于0.03％的硫，以及粘度指数大于或等于80且小于120”。

III类

最高级别的石油基础油，因为它完全是通过加氢裂化生产的，这使得这些油更纯净。API将III类定义为“基础油料含有大于或等于90％的饱和物和小于或等于0.03％的硫，以及粘度指数大于或等于120”。该类可描述为合成技术油或加氢裂化合成油。