改進官能流體性能的方法

專利名稱：改進官能流體性能的方法
技術領域：
本發明涉及一種改進官能流體如潤滑劑的性能的方法。本發明涉及一種在設備件和/或機械裝置的操作中使用官能流體的方法，其中流體與補充添加劑包組合使用。將添加劑在流體用于所述設備的操作期間加入流體中，導致流體改進的性能和因此設備改進的性能。
背景技術：
官能流體如潤滑劑經使用而隨時間降解。流體中的添加劑在發動機或其它機械裝置中經流體的壽命期耗盡。流體如機油的延時釋放添加劑(time release additive) 是已知的。通常將這些添加劑摻入緩慢溶于機油中的熱塑性聚合物中，參見美國專利 4，075，098。還將延時釋放添加劑摻入在升高的發動機溫度下可透油的聚合物中，參見美國專利 4，066，559。將所需添加劑補充到官能流體中改進了流體和使用該流體的裝置的性能。如美國專利6，843，916中所述，控釋凝膠的使用已顯示出是隨時間用新添加劑補充流體的有效方法。這種凝膠通過將添加劑組分摻入凝膠基體中而形成，這產生堿性組分與酸性組分的相互作用，形成凝膠。隨著對官能流體越來越多的需求，為了更長時間地執行、在更苛刻的條件下執行， 和提供改進的性能，仍需要一種改進官能流體的性能，和因此改進使用它們的裝置和設備的性能的方法。發明概述本發明提供一種操作使用官能流體的裝置的方法向裝置提供包含添加劑包的官能流體組合物，其中添加劑包可以為標準添加劑包、專用添加劑包或具有不足量的一類或多類添加劑的添加劑包；操作含有潤滑組合物的裝置；在裝置操作期間以可控方式向潤滑組合物中加入補充添加劑包；導致官能流體組合物在其使用壽命期間的性能改進和/或官能流體組合物的使用壽命延長。本發明方法可導致提高的官能流體耐久性；官能流體中降低的煙灰和/或煙灰濃化；延長的換油周期和/或官能流體使用壽命；或其組合。本發明官能流體可以為潤滑組合物，裝置可以為發動機。在這種實施方案中，潤滑劑可含有低于在^b發動機試驗中組合物獲得通過結果所需最小量的量的摩擦改進劑； 可含有低于在IIE發動機試驗中組合物獲得通過結果所需最小量的量的抗氧化劑；或其組
I=I O本發明方法提供官能流體組合物的性能改進，這可包括提高的流體耐久性；降低的煙灰和/或煙灰濃化；延長的換油周期和/或流體使用壽命；及其組合。詳述下面描述各個優選特征和實施方案作為非限定性闡述。本發明提供一種使用官能流體組合物和補充添加劑包，導致改進的流體性能和因此在操作中使用該流體的設備件和/或機械裝置的改進性能的方法。流體性能的改進可以為經極長服務和/或低維護服務期間為裝置提供增加的保護的形式。這可通過配制官能流體組合物以關注提供某種性能同時忽略和/或不完全關注其它性能，和使用補充添加劑包，在裝置操作期間將其單獨供給流體系統以供給這些空隙而實現。流體與補充包之間的平衡使得配制者和裝置操作員使用高度專門化的流體。本發明可除去一種或多種如下所述配制約束條件并容許調整官能流體以關注更具體的保護區域和/或性能而不需要使它關注所有區域。另外，流體的該不可達到的用戶化和/或專門化僅通過使用補充添加劑包成為可能，所述添加劑包用來填充流體能力中的空隙，這產生于它的另外關注和/或專門化/用戶化。專用流體，也可稱為“不足(deficient)”流體，與補充包的組合使用容許流體性能改進，和因此使用流體的裝置的性能改進，不然通過任一種單獨的組合物不可獲得和。在其它實施方案中，標準官能流體可與補充添加包一起使用以改進流體性能。在這種實施方案中，流體仍可以是專門化和/或用戶化的，但足以有效操作使用流體的裝置。 在所述方法中，本發明這種流體與補充包的使用將產生單獨通過流體不可獲得的流體性能。在其它實施方案中，官能流體可以為完全配制的(標準流體)，但在其使用過程中，它可變得在一個或多個性能區域不足和/或不太有效。在這種實施方案中，使用補充添加劑包的本發明方法導致改進和/或延長的官能流體性能。在又一實施方案中，官能流體可以為對于專門應用和/或設備件完全配制的，然后用于可具有不同性能需要的不同應用和/或設備件中。補充添加劑包可與流體一起使用以使它能在新應用和/或設備件中提供可接受的性能。因此，可使用包以容許流體在流體沒有專門為其設計的應用和/或設備件中使用并仍提供所需的性能和保護。在又一實施方案中，補充添加劑包可將一種或多種添加劑提供給在流體使用期間其使用壽命不能繼續存在的官能流體。特別是當存在于高溫和/或應力環境中時，許多添加劑隨時間過去而分解。解決該問題的一種方法是提高這種添加劑在流體中的處理速率， 但這是昂貴的且仍導致流體使用壽命后期減少的性能。此處方法容許將一種或多種這些脆性添加劑隨時間過去由補充包輸送至流體中，因此容許這些添加劑較低的總處理速率，同時確保在整個流體使用壽命期間的效率。脆性添加劑包括但不限于抗氧化劑、摩擦改進劑和消泡劑。在任一上述實施方案中，本發明裝置可以為發動機，官能流體可以為潤滑劑如機油。在一些這些實施方案中，性能的改進為換油周期和/或油在苛刻和/或嚴峻操作條件下提供良好的發動機保護的能力的提高。Mi-適用于本發明中的設備件和/或機械裝置包括在其操作中使用一種或多種官能流體的任何裝置。這種裝置包括使用潤滑劑的那些，更具體而言在其操作期間使用 齒輪油、傳動油、液壓液、機油、二沖程機油、金屬加工流體、燃料等的那些。在一些實施方案中，裝置為內燃機，其包括移動和固定應用的發動機以及汽油、柴油、生物燃料和壓縮天然氣(CNG)燃料發動機，還包括航空用發動機、船用發動機和鐵路用發動機；發電機、電動機、 液壓系統；自動變速裝置；齒輪箱，其包括手動變速箱和差速器；金屬加工流體；泵、壓縮機或類似的設備件；懸掛系統；其它潤滑的機械系統；等。在許多實施方案中，本發明裝置為內燃機。適用于本發明的發動機不過多受限，只要該發動機在其操作中使用至少一種潤滑組合物或其它官能流體。發動機可包括上述一類或多類。官能流體組合物.適用于本發明的官能流體包括潤滑劑。在一些實施方案中，官能流體為齒輪油、傳動油、液壓液、機油、二沖程機油、金屬加工流體、燃料等。在一個實施方案中，官能流體為機油。在另一實施方案中，優選的官能流體為齒輪油。在另一實施方案中， 優選的官能流體為傳動液。在另一實施方案中，優選的官能流體為液壓液。適用于本發明的官能流體組合物包含一些量的添加劑包，其中添加劑包可具有 “不足”量的一類或多類添加劑。適用于本發明的潤滑組合物包含主要量的具有潤滑粘度的油和次要量的添加劑包，其中添加劑包具有“不足”量的一類或多類添加劑。如上所述，本發明官能流體組合物可稱為“不足的”在于它們不解決組合物應該和 /或可能解決的關于使用它的裝置的所有保護和/或性能問題。再如上所述，組合物還可描述為“專門化的”在于設計流體以如果單獨使用流體(不是本發明方法)不可能達到的程度以其它區域為代價關注一個或多個具體的性能區域。該不足和/或專門化可以是組合物具有有限或降低量的一種或多種具體類型的在一個或多個區域提供保護和/或性能通常所需的添加劑的結果。組合物甚至可基本或甚至完全缺乏一種或多種類型的通常存在于這種流體中的添加劑。在一些區域，該流體“不足”使得組合物以提供在另外其它區域中是不可能的保護和性能的方式配制，因此它被描述為“專門化的”。當本發明官能流體能在一個或多個區域中提供優異的性能和/或保護時，它們不能單獨(如果作為沒有本發明補充包的常規流體使用)在所有區域中提供改進，或在一些情況下甚至足夠的性能和/或保護。配制官能流體組合物如潤滑組合物以提供許多矛盾和/或競爭的要求之間的平衡，包括僅舉幾個例子，所需物理特性如溫度和使用中的粘度；配制劑滿足一般和特殊性能標準的能力；保持低于最大容許量的各種金屬和/或其它化合物如硫、磷和/或灰；添加劑彼此和與為組合物的所用基礎流體的溶解性和相容性，這可限制可使用的某些添加劑的量和類型并可甚至限制可一起使用的添加劑；和各個組分和配制劑的總費用。以上涉及的性能標準包括配制劑在組合物的使用壽命期間提供良好性能的能力、該使用壽命的長度的一般評估，以及包括在高度專門化試驗如發動機試驗協議中實現通過結果的特殊標準。如果不總是，則在官能流體如潤滑劑的發展中，多次將配制劑改性以以其它為代價在這些區域中的一個區域改進組合物。用于配制這種組合物的添加劑包括所有以下所述那些，特別是以凝膠組合物的組分(a)、(b)和(c)所述那些，應當理解官能流體組合物不形成凝膠組合物。在一些實施方案中，如本文所用，術語“不足量，，的添加劑意指低于組合物通過一個或多個性能試驗和/或技術規格所需最小量的量。在其它實施方案中，不足量的一類添加劑為小于在相同應用中常規官能流體組合物中所用最小和/或典型量的10%、20%或 50%的量。在其它實施方案中，不足量的一類添加劑可意指根本不存在該添加劑類型和/ 或基本不存在該添加劑類型，即很少存在使得官能流體組合物的性能基本與如果不存在該添加劑和/或添加劑類型時相同。在一些實施方案中，不足的官能流體為一種潤滑組合物，其含有低于在VIB發動機試驗中組合物獲得通過結果所需最小量的量的摩擦改進劑。在其它實施方案中，不足的官能流體為一種潤滑組合物，其含有低于組合物保持如通過SAE Paper 2007-01-4134所述高頻往復試驗機測定< 0. 11的摩擦系數所需最小量的量的摩擦改進劑。在一些實施方案中，不足的官能流體為一種潤滑組合物，其含有低于在IIIG發動機試驗(對于汽油發動機中的GF-4規格)和/或Mack T12試驗(對于柴油發動機中的 CJ-4規格)中組合物獲得通過結果所需最小量的量的抗氧化劑和EP/抗磨劑。在一些實施方案中，不足的官能流體為一種潤滑組合物，其含有低于在ASTM D6557球銹蝕試驗(對于汽油發動機中的GF-4)和/或Mack T12試驗(對于柴油發動機中的CJ-4)中組合物獲得通過結果所需最小量的量的清潔劑。在一些實施方案中，不足的官能流體為一種潤滑組合物，其含有低于在^^此！！⑶ IIIGA試驗(對于汽油發動機中的GF-4)和/或Mack TllA試驗(對于柴油發動機中的 CJ-4)中組合物獲得通過結果所需最小量的量的分散劑。在一些實施方案中，不足的官能流體為一種潤滑組合物，其含有低于對于GF-4和 /或CJ-4在ASTM D 892A和/或D 6082A試驗中組合物獲得通過結果所需最小量的量的消泡劑。在一些實施方案中，本發明潤滑組合物含有不足量的清潔劑和/或分散劑添加劑。存在的清潔劑和/或分散劑添加劑的量可以為潤滑組合物的<20重量％，< 15重量％，< 10重量％，< 5重量％，< 1重量％，< 0. 5重量％，或< 0. 1重量％，或潤滑組合物中可根本不存在清潔劑和/或分散劑添加劑。在一些實施方案中，本發明潤滑組合物含有不足量的粘度改進劑。存在的粘度改進劑可以為潤滑組合物的< 10重量％，< 5重量％，< 1重量％，< 0. 5重量％，或< 0. 1 重量％，或可根本不存在粘度改進劑類型的添加劑。在一些實施方案中，潤滑組合物含有不足量的摩擦改進劑和/或潤滑助劑。該添加劑可以為潤滑組合物的< 10重量％，< 5重量％，< 1重量％，< 0. 5重量％，或< 0. 1 重量％，或可根本不存在摩擦改進劑和/或潤滑助劑。在一些實施方案中，潤滑組合物含有不足量的濁點下降劑和/或傾點下降劑和/ 或流動改進劑。該添加劑可以為潤滑組合物的< 1重量％，< 0. 5重量％，或< 0. 1重量％， 或可根本不存在一種或多種這些類型的添加劑。在一些實施方案中，潤滑組合物含有不足量的抗氧化劑和/或腐蝕抑制劑和/或防銹劑。該添加劑可以為潤滑組合物的< 10重量％，< 5重量％，< 1重量％，< 0. 5重量％，或< 0. 1重量％，或可根本不存在一種或多種這些添加劑。在一些實施方案中，潤滑組合物含有不足量的消泡劑和/或防霧劑和/或抗靜電劑。該添加劑可以為潤滑組合物的<5重量％，< 1重量％，<0. 5重量％，或<0. 1重量％ 或0. 02重量％，或可根本不存在一種或多種這些添加劑。在一些實施方案中，本發明潤滑組合物含有不足量的耐特壓劑。該添加劑可以為潤滑組合物的< 10重量％，< 5重量％，< 1重量％，<0. 5重量％，或<0. 1重量％，或可根本不存在一種或多種這些添加劑。在一些實施方案中，本發明潤滑組合物含有不足量的反乳化劑和/或密封溶脹劑。該添加劑可以為潤滑組合物的< 5重量％，< 1重量％，< 0. 5重量％，或< 0. 1重量％， 或可根本不存在一種或多種這些添加劑。
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在一些實施方案中，兩種或更多種類型的上述添加劑以不足量存在于潤滑組合物中和/或根本不存在于起始潤滑組合物中。在其它實施方案中，本發明中所用官能流體在上述一個或多個方面“不足”，但僅在用于使用官能流體的裝置中一段時期以后如此。艮口， 官能流體可以為含有足量所有必需添加劑的典型的完全配制的流體，但隨著時間和/或使用，流體變得在一個或多個方面不足。如上段所述，用于本發明方法中的官能流體可以如上所述在其使用以前或在其使用期間一些點時不足。另外，由于它與以下所述補充添加劑包組合使用，流體可永遠不會變得不足。補充添加劑包.適用于本發明的補充添加劑包包含一種或多種性能添加劑。設計該包與官能流體組合物組合使用使得該組合供給裝置如發動機所需的所有保護和/或性能區域，包括流體不能關注和/或關注下的那些區域。在一些實施方案中，構成補充添加劑包的添加劑包括在上述官能流體組合物中不足的一類或多類添加劑。在一些實施方案中，構成所述包的添加劑不包括上述流體中不足的一類或多類添加劑，然而，所述包仍提供對流體組合物的補充性能以供給裝置所需的所有性能和保護區域。所述包可包含任何以下所述添加劑，特別是作為凝膠組合物的組分 (a)、(b)和(C)所述那些，不管所述包是否是凝膠組合物。補充添加劑包可以為液體、固體或凝膠組合物或其組合。所述包可以為完全配制的官能流體，例如完全配制的機油。然而，在其它實施方案中，所述包不是完全配制的添加劑包。可設計補充添加劑包以將添加劑如下釋放到官能流體中幾乎立即，經短時期立即，經較長時期緩慢地，經潤滑組合物的整個使用壽命期間非常緩慢地，或其組合。可設計所述包以釋放和/或輸送至潤滑組合物中常規潤滑劑添加劑，基本不溶和/或與潤滑組合物不相容的添加劑，或其組合。凝膠補充添加劑包.如果補充添加劑包為凝膠組合物，則添加劑包為既不是液體也不是固體的半固體。適用于本發明的控釋凝膠組合物可含有常規性能添加劑和/或以下所述不相容的添加劑，并使一種或多種這些添加劑可控釋放到與它一起使用的官能流體組合物中。合適的凝膠組合物通常通過如下制備將所選添加劑的混合物混合以同時提供所需性能并經混合或混合隨后熱固化而形成凝膠。在一些實施方案中，凝膠組合物通過結合至少兩種選自如下的組分而形成清潔劑、分散劑、酸、堿、高堿性清潔劑和琥珀酸化聚烯烴。選擇組分并以特定比率結合使得當結合時它們形成凝膠。凝膠補充添加劑包通過將補充添加劑包中的添加劑溶解和/或提取到潤滑組合物中而將添加劑輸送至潤滑組合物中。當補充添加劑包與潤滑組合物相互接觸時發生該轉移。轉移的速率取決于接觸時的條件和凝膠補充添加劑包的配制。凝膠可以在一種或多種要釋放和/或輸送到流體中的添加劑的存在下形成，但所述添加劑不參與凝膠的形成。在其它實施方案中，待釋放添加劑積極地參與凝膠形成。在又一實施方案中，當存在多種待釋放添加劑時，可進行以上實施方案的組合。在一些實施方案中，可將待釋放添加劑加入、分散在或熔融在一種或多種形成凝膠組合物的組分中。然后組分可結合形成凝膠。在其它實施方案中，可將添加劑作為分開
8的組分在凝膠形成以前、期間或以后加入存在的其它組分中。在一些實施方案中，凝膠配制劑由如下組分組成(a)包含高堿性清潔劑、無灰分散劑或其混合物的堿性組分；(b)包含馬來酸酐苯乙烯共聚物、無灰分散劑、聚烯烴、琥珀酸化聚烯烴或其混合物的酸性組分；和(c)要輸送至潤滑組合物中的添加劑組分。在一些實施方案中，組分(C)如上所述可以在潤滑組合物中基本不溶、具有低溶解度或與潤滑組合物不相容，在本文中被稱為“不相容添加劑”。Μ (a).堿性組分包含高堿性清潔劑、總堿值(TBN)大于13的無灰分散劑，或其混合物。適用于組分(a)中的分散劑包括無灰分散劑如聚異丁烯琥珀酰亞胺等，只要分散劑的總堿值(TBN)大于13。聚異丁烯琥珀酰亞胺無灰分散劑為市售產品，其通常通過使數均分子量(M”)為約300-10,000的聚異丁烯與馬來酸酐一起反應形成聚異丁烯琥珀酸酐 (PIBSA)，然后使所得產物與多胺，通常為每分子含2-10個氮原子的乙烯多胺反應而制備。 適用于組分(a)中的清潔劑包括高堿性磺酸鹽、酚鹽、水楊酸鹽、羧酸鹽、含金屬如Mg、Ba、 Sr、Na、Ca和K及其混合物的高堿性清潔劑等。組分(a)還可包含共聚物如乙烯-丙烯二烯單體(EPDM)的共聚物。合適的EPDM 共聚物包括數均分子量為IX IO2-I X IO9的那些。在一個實施方案中，組分(a)包含共聚物、高堿性清潔劑或其組合。在一個實施方案中，共聚物包括EPDM共聚物、高堿性氫氧化鈣烷基苯磺酸鹽清潔劑或其組合。在其它實施方案中，組分(a)和/或凝膠組合物整體和/或補充添加劑包整體，與任一個以上或以下所述實施方案組合，不合形成基體和/或促進補充添加劑包的一種或多種添加劑釋放到潤滑組合物中的聚合物或聚合材料。組分(a)，堿性組分以一定范圍存在使得組分(a)與組分(b)的重量比在一個實施方案中為0. 01-0. 99，在另一實施方案中為0. 05-0. 2。這相當于在一個實施方案中，凝膠中組合的組分(a)和(b)約1-約100重量％的范圍，在另一實施方案中約1-約50重量％的范圍。關于單獨的組分(a)，凝膠可以為在一個實施方案中約0.1-約80重量％組分(a)， 在另一實施方案中約0. 5-約70重量％組分(a)。在又一實施方案中，組分(a)以0. 5-60 重量％，30-60重量％，40-60重量％，50-60重量％，或55-58重量％存在于凝膠中。組分(b).酸性組分可包含具有酸性基團的官能化聚合物、無灰分散劑、聚烯烴、 琥珀酸化聚烯烴或其混合物。用于本發明的官能化聚合物包括烯烴共聚物和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯共聚物。官能化烯烴共聚物可例如為用活性單體如馬來酸酐接枝，然后用醇或胺衍生的乙烯和丙烯的共聚物。其它這種共聚物為與氮化合物反應或接枝的乙烯和丙烯的共聚物。聚丙烯酸酯的衍生物作為分散劑粘度指數改進劑添加劑是熟知的。分散劑丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯粘度改進劑如來自RohMax的Acryloid 985或Viscoplex 6-0 是特別有用的。在一個實施方案中，本發明的酸性組分包含馬來酸酐苯乙烯共聚物(MSC)，還可包含無灰分散劑。MSC可以被醇部分酯化，其中醇與酸基團的當量比在一個實施方案中為約 0. 1-約0. 99，在另一實施方案中為0. 45-0. 95。適用于制備共聚物的醇包括含6_32個碳原子的醇，在另一實施方案中，含8-18個碳原子的醇。合適的MSC包括在一個實施方案中總酸值(TAN)大于1，在另一實施方案中大于3的那些，其中TAN的單位為mg KOH/g材料。適用于組分(b)中的無灰分散劑與以上關于組分(a)所述的分散劑相同，不同之處在于適用于組分(b)中的無灰分散劑具有可測量的總酸值(TAN)。在一些實施方案中，分散劑的TAN大于15。在一個實施方案中，組分(b)包含聚異丁烯琥珀酰亞胺分散劑。組分(b)，酸性組分，以使組分(a)與組分(b)的重量比通常為0. 01-0. 99，更通常為0.05-0. 2的范圍存在。這相當于在一個實施方案中，凝膠中組合的組分(a)和(b)為約1-約100重量％的范圍，在另一實施方案中，約1-約50重量％的范圍。關于單獨的組分(b)，凝膠可以為在一個實施方案中約0. 5-約99重量％組分(b)，在另一實施方案中約 0. 5-約98重量％組分(a)。在另一實施方案中，組分(b)可以以0. 1-40重量％，0. 1_20重量％，0. 1-10重量％，或5-10重量％存在于凝膠中。Mjj (C).該組分通常含一種或多種要輸送至官能流體中的添加劑，其可或不可參與凝膠形成。這些添加劑包括粘度改進劑、摩擦改進劑、清潔劑、濁點下降劑、傾點下降劑、反乳化劑、流動改進劑、抗靜電劑、分散劑、分散劑-粘度指數改進劑、抗氧化劑、消泡劑、腐蝕抑制劑/銹抑制劑、耐特壓劑/抗磨劑、密封溶脹劑、潤滑助劑、防霧劑及其混合物， 條件是這些其它添加劑與凝膠組合物中任何另外組分中存在的添加劑不同，盡管它們可以是同類添加劑。組分(c)以使組分(C)與組合的組分(a)、(b)和(C)全體的重量比通常為 0. 001-0. 99，更通常為0. 01-0. 5的范圍存在。這相當于在一個實施方案中凝膠中組分(c) 約0-約99重量％的范圍，在另一實施方案中約1-約50重量％的范圍。在其它實施方案中，組分(c)以0. 1-40重量％，0. 1-30重量％，0. 1-15重量％，10-20重量％，或10-15重
量％存在于凝膠中。合適的抗氧化劑包括烷基取代的苯酚、位阻酚(例如2，6_ 二叔丁基酚)，和受阻酯取代的苯酚。合適的耐特壓劑/抗磨劑包括硫和/或氯硫EP劑、氯化烴EP劑、磷EP劑或其混合物。合適的消泡劑包括有機硅氧烷如聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯、三甲基-三氟-丙基甲基硅氧烷等。合適的粘度改進劑包括乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸N，N’ - 二甲基氨基乙酯的共聚物，以及由一種或多種丙烯酸烷基酯聚合得到的聚丙烯酸酯。合適的摩擦改進劑包括有機鉬化合物，包括二硫代氨基甲酸鉬，和脂肪酸基材料，包括基于油酸(例如單油酸甘油酯)和硬脂酸的那些。合適的防霧劑包括非常高(> 100，000數均分子量(Mn))聚烯烴如衍生自1. Mn的聚異丁烯 (例如商品名為Vistanex 的材料)，或含2- (N-丙烯酰胺基)-2-甲基丙烷磺酸的聚合物 (也稱作AMPS '，或其衍生物等。合適的腐蝕抑制劑包括烷基化琥珀酸及其酐衍生物、有機膦酸鹽等。防銹劑可單獨或組合使用。合適的金屬鈍化劑包括苯并三唑的衍生物(例如甲苯基三唑等)。合適的反乳化劑包括聚環氧乙烷和聚環氧丙烷共聚物等。合適的潤滑助劑包括單油酸甘油酯、單油酸脫水山梨醇酯等。合適的流動改進劑包括乙烯乙酸乙烯酯共聚物等。合適的濁點下降劑包括烷基苯酚及其衍生物、乙烯乙酸乙烯酯共聚物等。合適的傾點下降劑包括烷基苯酚及其衍生物、乙烯乙酸乙烯酯共聚物等。合適的密封溶脹劑包括有機硫化合物如噻吩、3-(癸氧基)四氫-1，1-二氧化物(即3-癸氧基環丁砜)等。在一些實施方案中，組分(c)可包含分散劑和清潔劑，例如關于組分(a)和(b)所述的那些。另外，組分(c)還可包含其它類型的分散劑。這些其它類型的分散劑包括曼尼希分散劑、羧酸分散劑、胺分散劑和聚合物分散劑。曼尼希分散劑為其中烷基含有至少約30 個碳原子的烷基苯酚與醛(尤其是甲醛)和胺(尤其是聚亞烷基多胺)的反應產物。另一類分散劑為羧酸分散劑。這些分散劑的實例描述于美國專利3，219，666,4, 234，435和 3，172,892中。胺分散劑為相對高分子量的脂族鹵化物和胺，尤其是聚亞烷基多胺的反應產物。其實例描述于美國專利3，565，804中。聚合物分散劑為油溶性單體如甲基丙烯酸癸酯、乙烯基癸基醚和高分子量烯烴與含極性取代基的單體如丙烯酸氨基烷基酯或丙烯酰胺和聚_(氧化乙烯)_取代的丙烯酸酯的共聚物。其聚合物分散劑的實例公開于以下美國專利 3，329，658 和 3，702，300 中。也可將分散劑通過與多種試劑中任一種反應而后處理。其中，這些為脲、硫脲、二巰基噻二唑、二硫化碳、醛、酮、羧酸、烴取代的琥珀酸酐、腈、環氧化物、硼化合物和磷化合物。另外，組分(C)還可包含分散劑-粘度指數改進劑，其可以為官能化烯烴共聚物。 這種材料更詳細地描述于US 2007/000464中，通過引用將其并入本文中。用于制備這些材料的聚合物或共聚物基質可衍生自乙烯和丙烯，或它可以由乙烯和至少一種含有3-23個碳原子的高級烯烴制備。術語聚合物和共聚物可用于包括乙烯共聚物、三聚物或共聚物。這些材料可包含次要量的其它烯烴單體，只要不顯著改變乙烯共聚物的基本特征。接著可將烯鍵式不飽和羧酸材料接枝在指定的聚合物骨架上以形成酰化的乙烯共聚物。羧酸反應物可選自丙烯酸、甲基丙烯酸、肉桂酸、巴豆酸、馬來酸、富馬酸和衣康酸反應物。作為其它實例，羧酸反應物可選自馬來酸、富馬酸、馬來酸酐，和這些中兩種或更多種的混合物。酰化烯烴共聚物可與偶合化合物和性能增強化合物反應。就本公開內容而言，偶合化合物可定義為含有大于一個能與酰化烯烴共聚物反應的胺、硫醇和/或羥基官能團以連接或偶聯兩種或更多種酰化烯烴共聚物的那些化合物。性能增強化合物包括選自如下的多胺化合物(a)N-芳基苯二胺；(b)選自氨基噻唑、氨基苯并噻唑、氨基苯并噻二唑和氨基烷基噻唑的氨基噻唑；(c)氨基咔唑；⑷氨基吲哚；(e)氨基吡咯；⑴氨基-吲唑啉酮； (g)氨基巰基噻唑；(h)氨基嘧啶；(i)氨基烷基咪唑，例如1-(2-氨基乙基)咪唑，1-(3-氨基丙基)咪唑；和(j)氨基烷基嗎啉，例如4-(3-氨基丙基)嗎啉。任選，可將其它組分加入添加劑凝膠中，所述組分包括基本油料、惰性載體、染料、 抑菌劑、固體顆粒添加劑等，只要保持自持添加劑凝膠(free standing additive gel)。在一些實施方案中，本發明凝膠不含熱塑性聚合物。在這種實施方案中，本發明凝膠可基本不含熱塑性聚合物或完全不含熱塑性聚合物。本發明凝膠組合物以與液體相比更類似于固體的半固體狀態存在，參見Parker， Dictionary of Scientific and Technical Terms,第 5 版，McGraw Hill, 1994,還參見 Larson,"The Structure and rheology of Complex Fluids，，,第5章，Oxford University Press,New York,New York， 1999，通過引用將其各自并入本文中。凝膠的流變性能可通過小振幅振蕩剪切試驗測定。該技術測量凝膠的結構特征并產生表示彈性能的儲存的被稱為儲能模量的術語和表示該能量的粘性耗散的被稱為損耗模量的術語。損耗模量/儲能模量之比被稱為損耗角正切值，或“tan δ ”，對于液體狀材料為> 1，對于固體狀材料為< 1。 本發明凝膠的tan δ值在一個實施方案中約<0.75，在另一實施方案中約<0.50，在另一實施方案中約< 0. 25。凝膠的tan δ值在一個實施方案中為約0. 1-0. 75，在一個實施方案中為約0. 15-0. 50，在一個實施方案中為約0. 20-0. 33。
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評估添加劑凝膠的堅固性或剛性的另一方法是測量它的錐體針入度值或圓錐筆 (cone pen)。圓錐筆可通過ASTM D217和ASTM D1403測量，這些試驗方法通常用于測試潤滑脂的剛性和稠度。這些試驗程序包括測量在規定時間段以后，特定大小和外形的錐體到達材料試樣中的穿透量。圓錐筆值越小，流體添加劑凝膠越剛性和/或堅固。如在程序中所涉及的，通過ASTM D 217使用1/4筆測量，本發明凝膠的圓錐筆值為約0-約100，在另一實施方案中約0-約50，在另一實施方案中約0-約20。凝膠的圓錐筆值在一個實施方案中約< 100，一個實施方案中約< 50，一個實施方案中約< 20。這些圓錐筆值以十分之一毫米表示，沒有按比例調整。在一些實施方案中，本發明凝膠組合物可以為自持凝膠組合物。在如下情況下凝膠稱為“自持”當在制備凝膠以后，凝膠足夠剛性和類似固體，使得當將凝膠從容器或裝置如其中制備凝膠的容器中取出時，凝膠能保持其形狀和尺寸，且不再需要該容器或裝置的支撐。在一些實施方案中，凝膠不確定地保持這些自持性質，在其他實施方案中，凝膠保持這些性質至少6小時，至少1小時或至少15分鐘。如上所述，在一些實施方案中，自持凝膠組合物的tan δ值為約0. 1-0. 33，在一個實施方案中為約0. 15-0. 33，在一個實施方案中為約0. 20-0. 33或在一個實施方案中為約0. 21-0. 33。如上所述，在一些實施方案中，自持凝膠組合物的圓錐筆值為約40-約75，在另一實施方案中為約40-約70，在另一實施方案中為約45-約70。上述任一實施方案的添加劑凝膠組合物通常含有少量(約5-40% )基本油料，所述基本油料包括但不限于礦物基、合成的或其混合。任選，如果需要的話可以使用惰性載體。此外，提供有利和所需功能的其他活性成分也可以包括在凝膠中。另外，還可以包括固體顆粒添加劑如PTFE、MoS2和石墨。在一些實施方案中，本發明凝膠組合物可以以可控方式將這些另外組分，包括基本油料釋放到官能流體中。在一些實施方案中，本發明包括將基油以及任選其它性能添加劑釋放到官能流體中的補充添加劑包。該基油釋放可容許在其使用壽命期間改進官能流體中的粘度控制。將凝膠組合物的組分以任何順序依次或全部一起混合以形成混合物。在混合凝膠各組分以后，可能需要固化以進行凝膠化。如果需要固化，則它通常在約20°C -約165°C 下進行約1分鐘-約60天，優選在約50°C -約120°C下進行約1-約M小時，更優選在約 850C -約115°C下進行約4-約12小時。液體補充添加劑包.如果補充添加劑包為液體組合物，則它可以通過將液體組合物在操作使用官能流體的裝置以前、期間和/或以后加入官能流體組合物中而與官能流體組合物一起使用。可將液體組合物作為單劑量一齊加入官能流體組合物中，然而，在一些實施方案中，將液體組合物以2、3、4或更多次加入的形式，或甚至以隨時間幾乎連續計量加入的形式而隨時間加入。可將液體組合物在裝置的官能流體系統中任何點/位置加入官能流體組合物中。 在一些實施方案中，將液體組合物加入和/或計量加入發動機的油槽中。在其它實施方案中，將液體組合物加入和/或計量加入發動機的曲軸箱和/或濾油器和/或油管中。可將液體組合物在裝置操作期間以兩份或更多份手動加入裝置中，或可使用自動計量加入以以可控速率隨時間加入液體組合物中，或可使用一種或多種在裝置操作期間浸沒和/或與官能流體接觸的控釋膠囊，其中含有液體的膠囊溶解和/或使液體組合物隨時間轉移至官能
12流體中。也可使用這些各種輸送方法的組合。本發明液體組合物可包含一種或多種以下所述不相容添加劑和/或可包含任何以上關于構成凝膠組合物的組分(a)和(b)所述的添加劑，條件是液體補充添加劑組合物的組分不會相互作用形成凝膠。本發明液體組合物還可包含以上關于組分(c)所述的任選另外添加劑。在一些實施方案中，可將本發明液體補充添加劑包以頂處理(top treat)的形式或類似的售后方法加入官能流體中。這種加入可通過任一種下段中所討論的方法進行。固體補充添加劑包.如果補充添加劑包為固體組合物，則該添加劑包在室溫下為固體。在這種實施方案中，固體組合物不是凝膠。而是，組合物為在室溫下為固體且在較高溫度下熔融形成液體并在較低溫度下再凍結的一種或多種添加劑的混合物。固體補充添加劑包通過將補充添加劑包中的添加劑熔融、溶解和/或提取到官能流體組合物中而將添加劑輸送至官能流體組合物中。該轉移當補充添加劑包與官能流體組合物相互接觸時發生。轉移速率取決于接觸時的條件和固體補充添加劑包的配制。在一些實施方案中，固體組合物的熔點為40°C或更高，70°C或更高，100°C或更高， 或者130°C或更高。在一些實施方案中，固體添加劑組合物的熔點為在發動機操作期間潤滑系統達到的工作溫度或低于該溫度。在那些情況下，存在于固體添加劑組合物中的添加劑會通過熔融而快速地釋放到潤滑組合物中。在其它實施方案中，固體組合物的熔點至少恰好高于在發動機操作期間潤滑系統達到的工作溫度至高于該溫度50°C。例如，設計用來輸送在機油中基本不溶或具有低溶解度的添加劑的固體組合物的熔點可以恰好高于在其用于操作發動機期間機油達到的溫度。在這種實施方案中，謹慎地使固體添加劑組合物的配制平衡以產生所需熔點，使得在官能流體使用壽命期間暴露于官能流體下時固體添加劑組合物保持為固體形式。在一些實施方案中，固體組合物的熔點高于發動機操作期間潤滑系統的工作溫度 5°C。在其它實施方案中，固體添加劑組合物高于工作溫度10°C或20°C或更高。本發明固體組合物可包含一種或多種以下所述不相容添加劑和/或包含任何以上關于構成凝膠組合物的組分(a)和(b)所述的添加劑，條件是固體補充添加劑組合物的組分不會相互作用形成凝膠。本發明固體組合物還可包含以上關于組分(c)所述的任選另外添加劑。不相容添加劑.在本發明一些實施方案中，補充添加劑包可包含一種或多種不相容添加劑，即在官能流體中基本不溶、具有低溶解度或不相容的添加劑。仍可通過本發明將這種添加劑供給官能流體，其中補充添加劑包含有不相容添加劑并補償不相容性。補償可如下進行通過容許在流體使用壽命期間連續補充流體中低水平的不相容添加劑(在一些情況下最高水平的不相容添加劑保持可溶于流體中)，從而容許流體有效地受益于該不相容添加劑，否則該不相容添加將由于添加劑的溶解度限制和隨時間降解而不會以要使用的足夠量存在。本發明補充添加劑組合物可包含兩種或更多種基本不溶或低溶解度添加劑的混合物。在存在兩種組分的實施方案中，兩種組分之比基于重量為1 99-99 1。在一些實施方案中，該比為25 75-75 25，或60 40-40 60。在其它實施方案中，選擇組分本身和組分之比以產生具有所需熔點和/或添加劑釋放速率的固體組合物。
適用于本發明的不相容添加劑可定義為不可用于官能流體中的添加劑，因為該添加劑不溶于和/或與流體不相容，不能充分溶于和/或不充分相容以容許流體中的任何實際處理水平，或不能充分溶于和/或不充分相容以容許要用于流體中的最佳處理水平。在一些實施方案中，本發明不相容添加劑在20°C下以大于0. 5重量％或0. 1重量％的濃度不完全溶于油或新官能流體組合物中。在一些實施方案中，如果不是溶解度/ 不相容性的限制，理想的是這種不相容添加劑以較高水平存在于流體中。就本發明而言，如果添加劑在礦物油或一些其它官能流體中的溶解度小于0. 2重量％ (即0. 2重量％是添加劑將溶于和/或溶解在流體中的最高濃度)，則該添加劑可被認為是基本不溶的。就本發明而言，如果添加劑在礦物油或一些其它流體中的溶解度小于 0. 6重量％，則該添加劑可被認為具有低溶解度，或被認為是微溶的。具有這種與官能流體的不相容性的添加劑(否則它們在其中是有用的)不過度限制，包括上述所有類型的添加劑。一些將在下面更詳細地討論。摩擦改進劑通常具有具有一個或多個連接在一個或多個極性基團上的長鏈或脂肪鏈或含蠟鏈的化學結構。在一些潤滑組合物中具有溶解度極限的摩擦改進劑的實例包括油酰胺、單油酸甘油酯、酒石酸C12_14 二烷基酯和N-油基酒石酰亞胺。這些材料對于它們在添加劑濃縮物包和/或最終流體中的溶解度和/或相容性具有一些限制，但它們可被認為在足夠低的水平下“充分”可溶和/或相容。傾向于具有更大溶解度結果和/或相容性結果的摩擦改進劑包括飽和或更長鏈等價材料，例如硬脂酰胺、單硬脂酸甘油酯、酒石酸C16_18 二烷基酯和N-硬脂酰酒石酰亞胺。這些材料非常可能為與更可溶和/或相容的摩擦改進劑相比在各種應用中優異的摩擦改進劑，然而，這些摩擦改進劑在各種官能流體中具有顯著的溶解度和/或相容性結果，使得它們的使用較不便利以及在一些情況下不切實際。由于這些結果和不能有效地用常用方法將這些添加劑輸送至官能流體中，這種摩擦改進劑的使用受限。粘度改進劑通常為聚合物材料，因而，當它們可溶于最終潤滑劑和/或官能流體中時，它們通常與設計用于潤滑劑的添加劑濃縮物不相容，如果存在其它聚合物材料如聚異丁烯基分散劑尤其如此。這通常通過將粘度改進劑作為與性能化學品的分散劑-清潔劑-抑制劑(DI)包不相干的單獨包加入而處理。因此如果將粘度改進劑摻入控釋裝置的凝膠中，則它們可便利地以所需速率輸送至潤滑劑或其它官能流體中，因此防止在濃縮物中與其它化學品可能具有的相容性問題。因此，就本發明而言，當粘度改進劑，包括粘度指數(VI)改進劑與添加劑濃縮物和/或最終潤滑組合物不相容時，它們被認為是基本不溶或具有低溶解度的。根據本發明可使用的基本不溶添加劑的其它實例包括摩擦改進劑如酒石酸雙十六烷基酯、酒石酸雙十八烷基酯、酒石酸二 _C14_18烷基酯、硬脂酰胺、油酰胺、油酰胺與硬脂酰胺的混合物、油基酒石酰亞胺、N-硬脂酰酒石酰亞胺和N-油基酒石酰亞胺的混合物、 c24_28鏈烯基琥珀酰亞胺、C24_28烷基酚、N-十六烷基馬來酰亞胺和1-十二烷基-5-氧代-吡咯烷-3-羧酸十二烷基酰胺，和抑泡劑如三甲基-三氟丙基甲基硅氧烷。輸送方法.上述各種補充添加劑包用于在發動機操作期間將添加劑供給發動機的官能流體。輸送方法不過多受限，包括將補充添加劑包手動、機械和自動計量加入官能流體中。輸送方法還可包括通過從補充添加劑包中溶解和/或提取添加劑到流體中而可控釋放，這當包和流體相互接觸時發生。在一些實施方案中，它們通過流體調節裝置與流體接觸。該裝置置于發動機的官能流體系統中，含有補充添加劑包并用于在發動機操作期間使包和流體接觸。補充添加劑包可加入和/或位于裝置的官能流體系統中任何位置使得包與流體接觸，能混入流體中，和/或溶解和/或熔融到流體中。在補充添加劑包包括液體組合物的實施方案中，可將包加入官能流體槽如發動機的油槽、官能流體循環的流體管、官能流體循環通過的流體過濾器，或使液體組合物混入官能流體中的任何其它點。在一些實施方案中，分段槽或分離流體槽可用于保持包并將它加入主槽，或本文所述系統中任何其他位置。在補充添加劑包包括固體組合物、凝膠組合物或含在一些類型裝置或膠囊中的液體組合物的實施方案中，可將包置于其中包與官能流體接觸的裝置和/或裝置中官能流體系統內的任何位置。使包和流體接觸的包和/或裝置可位于流體過濾器；可在任何點處加入官能流體組合物中的添加劑珠或丸粒；燃料箱蓋罩；放油塞；流體管旁路罐；空氣過濾器；或其組合中。補充添加劑包可位于流體槽中，流體過濾器內部，流體管或旁路流體管部件中或其組合。包也可被做成蓋罩、塞子、蓋或類似零件，其為流體系統的部件且在零件運行內部， 包可位于其中，與官能流體接觸。在一個實施方案中，官能流體為機油，裝置為內燃機，補充添加劑包位于機油系統中，所述系統包括潤滑系統、過濾器、泄油盤、油旁路回路、罐、外殼、儲罐、過濾器殼、過濾器中的罐、過濾器中的篩網、旁路系統中的罐、旁路系統中的篩網、油管等。在一個實施方案中，流體為齒輪油，包位于齒輪系統中，所述系統包括泄油盤、槽、過濾器、滿流或旁路油管、 管線、回路和/或過濾器、罐、篩網、裝置內可含有凝膠的其它空間等。在一個實施方案中， 流體為傳動液，包位于傳動系統中，所述系統包括傳動磁體內的空間如孔、油盤、油管、管線、罐、篩網等。在一個實施方案中，包位于機油管中，所述管包括滿流過濾器、旁路過濾器、 油盤等。在一個實施方案中，官能流體為液壓液，補充添加劑包位于液壓缸、槽、過濾器、油管、盤、滿流或旁路流體回路、管線和/或過濾器、罐、篩網、系統中的其它空間等中。官能流體系統中的流體管、回路和/或其它位置中的一個或多個位置可含有補充添加劑包。另外，如果使用大于一個包，則各個包可具有不同的配制并可置于系統中相同或不同的位置。在一個實施方案中，理想的是提供一種容器以保持補充添加劑包，例如外殼、罐或在流體系統中任何位置的結構篩網，例如用于發電的固定式燃氣發動機旁路回路內的罐。 容器的必需設計特征為使至少一部分包與流體接觸。在其它實施方案中，沒有該容器或容納裝置地使用補充添加劑包。在這些實施方案中，包可以為計量加入官能流體中的液體、不需要容器的凝膠和/或固體組合物、分散在官能流體中和/或附著在流體系統中一段上的粒子(大或小)形式的凝膠和/或固體組合物，或其組合。補充添加劑包需要與官能流體接觸。在一個實施方案中，包與系統中流動的流體體積的約100% -約的流體接觸和/或暴露在100% -約的流體通過系統的流速。 在另一實施方案中，相對于體積或流速，包與系統中流體的約75 % -約25 %，或約50 %的流CN 102388120 A
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體接觸。通常，當流速降低時，存在較小的包溶解，當流速提高時，存在較大的包溶解。在一個實施方案中，補充添加劑包位于官能流體系統中使得包和/或它位于其中的任何容器可容易地被除去，然后用新補充添加劑包和/或補充添加劑包容器替換。添加劑從補充添加劑包中到官能流體中的釋放速率可由添加劑的配方決定。例如，凝膠組合物的釋放速率由剛性、稠度、均勻性等，或凝膠組成以及它在系統中所暴露的條件決定。所需補充添加劑包的總溶解、包內具體組分的所需釋放速率或其組合可由包的配方決定。包的釋放速率還取決于包的加入模式、包的位置、官能流體的流速、包的形式等。本發明補充添加劑包可包含和/或包封在涂料內或包含載體化合物。涂料或載體可用于通過充當防止包的添加劑離開組合物和進入流體組合物中的屏障和/或基料而將包控釋到官能流體中。然后在一些其它時間點，涂料或載體組分可熔融、溶解，或否則停止充當屏障和/或基料，并使包的添加劑進入流體中。在一些實施方案中，如果使用這種組分，則也可充當涂料和/或基料的該載體組分可包含聚合物、有機化學品或熔點>40°C但 < 200°C的化學品的混合物、熔點> 401但< 200°C的無機填料，或其組合。在其它實施方案中，本發明補充添加劑包不含這種基料和/或涂料且不存在載體組分。本發明可提供官能流體性能的改進，以及因此使用該流體的裝置的改進。流體性能的這一改進可包括提高的官能流體耐久性；在其使用期間流體中降低水平的煙灰和/ 或副產物和/或降低的煙灰稠化；延長的換油周期和/或流體使用壽命；及其組合。所得裝置性能的改進可包括改進的經濟性，例如在發動機的情況下改進的燃料經濟性；降低的污染，例如在發動機的情況下降低的煙灰、顆粒物和/或燃燒副產物排放；及其組合。本發明方法提供的優點可描述為恢復官能流體性能。例如，如果流體為機油，則操作使用該油的發動機會使油分解，可能導致在一個或多個區域中油不足，如果發動機在嚴峻和/或苛刻條件下操作的話特別如此。這降低油的使用壽命并產生短的換油周期。可提出本發明方法以恢復油，和因此恢復使用壽命和較長的換油周期，在此期間油仍會提供足夠的，在一些情況下甚至改進的性能。在一些實施方案中，本發明容許官能流體如發動機中所用的潤滑劑在其使用壽命末期的最終總堿值(TBN)(通過OEM標準，TBN-TAN交疊使用ASTM D4739或D2896 (TBN)和 D664A(TAN)方法和/或其它建立的分析方法測定)不小于在官能流體用于裝置中以前官能流體總堿值的70%、80%或90%。在一些實施方案中，由于與本發明補充添加劑包組合，堿值可實際上在其使用壽命期間提高。在一些實施方案中，本發明容許流體如潤滑劑在其使用壽命末期(如上所述)的最終總酸值(TAN，如上定義)相比于流體初始TAN提高不大于50%、100%、275%或觀5%。在一些實施方案中，本發明容許流體如用于發動機中的潤滑劑在其使用壽命末期 (如上所述)的最終粘度(如通過在40°CTkquence IIIG油稠化提高定義)相比于流體初始粘度值提高不大于25%、50%、100%或150%。在一些實施方案中，本發明容許流體如潤滑劑在其使用壽命末期(如上所述)的最終摩擦系數(C0F，如通過SAE Paper 2007-01-4134所述高頻往復試驗機測定)相比于流體初始COF值提高不大于25 %、50 %、100 %或150 %。在一些實施方案中，本發明容許流體如潤滑劑在其使用壽命末期(如上所述)的最終磨耗特性(如通過kquence IIIG平均凸輪和升降機磨耗和/或IVA平均凸輪磨耗定義)相比于其用于裝置中以前的磨耗特性提高不大于25^^50^^100%或150%。在一些實施方案中，本發明容許流體如潤滑劑在其使用壽命末期(如上所述)的最終起泡特性(如ASTM D892A和/或ASTM D6082A所定義)相比于初始流體的起泡特性惡化不大于25%、50%、100%或150%。在一些實施方案中，本發明容許流體如潤滑劑在其使用壽命末期(如上所述)的最終氧化傾向特性(如通過PDSC誘導時間定義，如通過ASTM D6186和D6594測定)相比于其用于裝置中以前的流體降低不大于25^^50^^100%或150%。在一些實施方案中，本發明容許流體如潤滑劑在其使用壽命末期(如上所述)的最終腐蝕傾向(如通過Mack T12 1 柴油機軸承腐蝕、球銹蝕試驗灰度值和/或汽油發動機％(11^11(^ VIII或其臺架試驗模擬中的軸承重量損失定義)相比于初始流體的腐蝕特性惡化不大于25%、50%、100%或150%。在一些實施方案中，本發明容許流體如潤滑劑在其使用壽命末期(如上所述)的最終淤渣形成特性(如通過ASTM D893中％凝結戊烷不溶物定義)相比于在其用于裝置中以前得自流體的值提高不大于2倍、5倍或10倍。在一些實施方案中，本發明容許流體如潤滑劑在其使用壽命末期(如上所述)的最終煙灰處理性能特征(如通過在20°C下180小時樣品MRV和在Mack Tll試驗中D4684M 的屈服應力定義)相比于在其用于裝置中以前得自流體的值提高不大于25<%、50%、100% 或 150%。在本發明一些實施方案中，本發明用于一種或多種上述各種條件。 具體實施方案通過以下實施例進一步闡述本發明，所述實施例陳述特別有利的實施方案。提供實施例用于闡述本發明，而不是限制本發明。組合物A-官能流體.適于潤滑內燃機的潤滑油組合物通過將以下組分混合而制備18重量份(plw)4 cSt合成基油；53plw 6 cSt合成基油；9plw合成酯基油、5. 5plw烯烴共聚物(OCP)粘度改進劑和14. 5pbw添加劑包。用于制備組合物A的添加劑包通過將以下組分混合而制備50pbw無灰PIB琥珀酰亞胺分散劑；2. 7pbw礦物油；3. 4pbw烷基二硫代磷酸鋅試劑；6. 3pbw烷基胺抗氧化劑； 12. 5pbw烷基酚抗氧化劑；2. 5pbw硫化烯烴抗磨劑；0. 5pbw 二硫代氫基甲酸鉬；2. 5pbw無灰摩擦改進劑；0. 6plw油胺摩擦改進劑；0. 9plw硼酸烷基酯防腐劑；14. 4pbw 300 TBN高堿性磺酸鹽清潔劑；3. 8pbw 400 TBN高堿性磺酸鹽清潔劑；0.06plw泡沫抑制劑。組分B-I-補充添加劑包.液體補充添加劑包通過將以下組分混合而制備13plw 無灰PIB琥珀酰亞胺分散劑；39plm礦物油；7plm烷基胺抗氧化劑；7plm烷基酚抗氧化劑； Iplw 二硫代氨基甲酸鉬；26plw 400TBN高堿性磺酸鹽清潔劑；和7plw衍生自2000 Mn PIB 的 PIBSA0組分B-2-補充添加劑包.凝膠補充添加劑包通過將以下組分混合而制備Ilpbw 烷基芳族胺抗氧化劑；Ilpbw烷基酚抗氧化劑；43. 5pbw 400TBN高堿性磺酸鹽清潔劑； 22plw無灰PIB琥珀酰亞胺分散劑；llplw2000 MW PIBSA ；和2plw 二硫代氨基甲酸鉬。然后將混合物放在具有所需形狀的容器中并保持在100°C下至少6小時。在該固化期間，混合
17物形成凝膠組合物。使用kquence IIIG試驗程序評估本發明。kquence IIIG試驗程序是工業中已知的，使用1996/1997 231 CID(3800cc)系列II GM V-6燃料噴射式汽油發動機，其在高速和高溫使用條件下運行100小時。在本評估中，IIIG試驗程序延長至三倍于正常長度。在對比例中，僅組合物A用于發動機中。在本發明實施例中，組合物A與組合物B-I組合使用， 將其每隔一定時間以均勻的量加入發動機的潤滑系統中。983g組合物B-I經375小時發動機測試時期中加入。測試結果匯總于下表中，其中試驗在發動機試驗末期在油上進行。表1-試驗結果匯總
權利要求
1.一種操作使用官能流體的裝置的方法，其包括a.向裝置提供官能流體組合物；b.操作含有官能流體組合物的裝置；c.在裝置操作期間向官能流體組合物中加入補充添加劑包；d.導致官能流體組合物在其使用壽命期間的性能改進和/或官能流體組合物的使用壽命延長。
2.根據權利要求1的方法，其中所述官能流體組合物具有不足量的一類或多類添加劑。
3.根據權利要求1-2中任一項的方法，其中所述官能流體為潤滑組合物，使用官能流體的裝置包括發動機，且其中潤滑組合物包含主要量的具有潤滑粘度的油和次要量的添加劑包，其中添加劑包具有不足量的一類或多類添加劑。
4.根據權利要求1-3中任一項的方法，其中所述官能流體組合物具有不足量的一種或多種如下添加劑抗氧化劑、摩擦改進劑、粘度改進劑、抗磨劑、消泡劑、清潔劑和分散劑； 且其中當將它加入裝置中時或僅在裝置中使用一些時間以后流體是不足的。
5.根據權利要求1-4中任一項的方法，其中將補充添加劑包加入官能流體組合物中是通過如下至少一種完成的可控添加a.流體添加劑凝膠；b.載體與添加劑的混合物，其中載體至少部分可溶于潤滑組合物中；c.液體添加劑機械計量添加體系；d.被至少部分可溶于潤滑組合物中的材料部分或完全包封的添加劑。
6.根據權利要求1-5中任一項的方法，其中完成添加的工具包括一種保持補充添加劑包并使它與官能流體組合物接觸的容納裝置。
7.根據權利要求1-6中任一項的方法，其中完成添加的工具至少部分含在如下一個或多個中a.流體過濾器；b.可加入潤滑組合物中的添加劑珠或丸粒；c.燃料箱蓋罩；d.油盤和/或放油塞；e.流體管旁路罐；f.空氣過濾器。
8.根據權利要求3的方法，其中所述潤滑組合物具有至少一個如下特征a.潤滑組合物含有低于在VIb發動機試驗中組合物獲得通過結果所需最小量的量的摩擦改進劑；b.潤滑組合物含有低于在IIIG發動機試驗中組合物獲得通過結果所需最小量的量的抗氧化劑。
9.根據權利要求1-8中任一項的方法，其中官能流體組合物基本不含一種或多種如下添加劑抗氧化劑、摩擦改進劑、粘度改進劑、抗磨劑、消泡劑、清潔劑和分散劑。
10.根據權利要求3的方法，其中所述補充添加劑包和潤滑組合物的組合產生至少一種如下情況a.在組合物的使用壽命期間，如通過ASTMD4739或D2896定義，潤滑組合物的總堿值不會降至低于其初始值的70% ；b.在組合物的使用壽命期間，如通過ASTMD664A定義，潤滑組合物的總酸值不會上升高于其初始值大于觀5% ；c.在組合物的使用壽命期間，如通過ASTMD445在40°C下和/或D445在100°C下定義，潤滑組合物的粘度保持在其初始值的50%以內；d.在組合物的使用壽命期間，如通過SAEPaper 2007-01-4134所述高頻往復試驗機測定，潤滑組合物的摩擦系數保持在其初始值的50%以內；e.如通過kquenceIIIG平均凸輪和升降機磨耗和/或IVA平均凸輪磨耗定義，潤滑組合物的磨耗特性比在補充添加劑包不存在下得到的值降低至少50% ；f.在組合物的使用壽命期間，如通過ASTMD892 A和/或ASTM D6082 A定義，潤滑組合物的起泡傾向保持在其初始值的50%以內；g.在組合物的使用壽命期間，如通過PDSC誘導時間定義，如通過ASTMD6186和D6594 測定，潤滑組合物的氧化傾向保持在其初始值的50%以內；h.在組合物的使用壽命期間，如通過MackT12 1 柴油機軸承腐蝕、球銹蝕試驗灰度值和/或汽油發動機kquence VIII或其臺架試驗模擬中的軸承重量損失定義，潤滑組合物的銅和鉛腐蝕傾向保持在其初始值的50%以內；i.如通過ASTMD893中％凝結戊烷不溶物定義，潤滑組合物的淤渣形成特性保持為其初始值的小于2倍；j.如通過在20°C下180小時樣品MRV和在Mack Tll試驗中D4684M的屈服應力定義， 潤滑組合物的煙灰處理性能特征保持在其初始值的50%以內；k.其組合。
11.根據權利要求1-10中任一項的方法，其中官能流體組合物的性能改進包括a.提高的官能流體耐久性；b.提高的燃料經濟性；c.提高的煙灰減少；d.延長的換油期限和/或官能流體使用壽命；和e.其組合。
12.一種潤滑發動機的方法，其包括a.向發動機提供包含主要量的具有潤滑粘度的油和次要量的添加劑包的潤滑組合物；b.操作含有潤滑組合物的發動機；c.在發動機操作期間將至少一種補充添加劑以可控方式加至潤滑組合物中；d.導致潤滑組合物在其使用壽命期間的性能改進和/或潤滑組合物的使用壽命延長。
13.根據權利要求12的方法，其中潤滑組合物的添加劑包具有不足量的一類或多類添加劑。
14.根據權利要求12或13的方法，其中將補充添加劑供入包含基油的潤滑組合物中， 其中基油以可控方式釋放到潤滑組合物中，導致在潤滑組合物的使用壽命期間改進的潤滑組合物粘度控制。
全文摘要
本發明公開了官能流體如潤滑劑的性能，可通過進行一種操作使用官能流體的裝置如發動機的方法而改進，包括向裝置提供包含添加劑包的官能流體組合物；操作含有官能流體組合物的裝置；并在裝置操作期間向官能流體組合物中加入補充添加劑包；導致官能流體組合物在其使用壽命期間的性能改進和/或官能流體組合物的使用壽命延長，和因此裝置性能的改進。
文檔編號C10M177/00GK102388120SQ201080014923
公開日2012年3月21日 申請日期2010年1月28日 優先權日2009年2月9日
發明者J·C·凱利, J·D·伯林頓, L·A·威廉姆斯, W·D·亞伯拉罕 申請人:盧布里佐爾公司