潤滑油組合物的制作方法
【專利說明】潤滑油組合物 發明領域
[0001] 本發明涉及汽車潤滑油組合物。盡管不是排他性的，更具體而言，本發明涉及用于 汽油（火花點火）和柴油（壓縮點火）內燃機的汽車曲軸箱潤滑油組合物，這類組合物稱 為曲軸箱潤滑劑；和涉及添加劑在這類潤滑油組合物中改進關于非鐵金屬發動機組件，特 別是包含銅和/或鉛的發動機組件（例如軸承）的抗腐蝕性能（即抑制非鐵金屬發動機組 件的腐蝕）的用途。
[0002] 發明背景
[0003] 曲軸箱潤滑劑為用于內燃機中的一般潤滑的油，其中油箱通常位于發動機的曲軸 以下且循環油返回其中。
[0004] 抗磨劑通常作為添加劑用于曲軸箱潤滑劑中以降低金屬發動機組件的過度磨損。 這類抗磨劑通常基于含硫或含磷或含二者的化合物，例如能夠在金屬發動機組件的表面上 沉積聚硫化物膜的化合物。例行用于曲軸箱潤滑劑中的常用抗磨劑為二烴基二硫代磷酸金 屬鹽。
[0005] 也可理想的是降低發動機的能量和燃料消耗需求，因此還需要降低發動機的總摩 擦的曲軸箱潤滑劑。降低發動機中的摩擦損失通常顯著貢獻于改進發動機的燃料經濟性性 能和燃料經濟性保持力性能。因此，長期已知使用無灰有機摩擦改進劑，例如無灰不含氮有 機摩擦改進劑（例如由羧酸和鏈烷醇形成的酯，例如單油酸甘油酯（GM0))，作為添加劑用 于曲軸箱潤滑劑中以得到改進的摩擦性能和改進的燃料經濟性性能。
[0006] 因此，為提供具有所需抗磨性能和所需摩擦性能的曲軸箱潤滑劑，潤滑油配制者 通常在潤滑油組合物中使用二烴基二硫代磷酸金屬鹽抗磨添加劑與無灰有機摩擦改進劑 添加劑如GM0組合。
[0007] 現在發現無灰有機摩擦改進劑添加劑如GM0在潤滑劑中的使用通常產生顯著量 的鉛和銅腐蝕。此外，當無灰有機摩擦改進劑添加劑如GM0與二烴基二硫代磷酸金屬鹽抗 磨添加劑組合使用時，鉛腐蝕的量通常進一步提高。無灰有機摩擦改進劑添加劑如GM0的 腐蝕性質和可歸因于無灰有機摩擦改進劑添加劑與二烴基二硫代磷酸金屬鹽組合的鉛腐 蝕增加對潤滑油配制者提出了問題。例如，特別是在組合使用時，添加劑組分的腐蝕性質可 能必需降低的添加劑處理率，由此影響潤滑劑的抗磨性能和/或燃料經濟性性能；作為選 擇或者附加地，潤滑劑中可能必須包含其它較昂貴的抗腐蝕添加劑以對抗二烴基二硫代磷 酸金屬鹽和無灰有機摩擦改進劑添加劑的腐蝕性質。
[0008] 因此，需要包含二烴基二硫代磷酸金屬鹽抗磨劑和無灰有機摩擦改進劑添加劑的 潤滑油組合物，所述潤滑油組合物顯示出在非鐵金屬發動機組件，特別是包含銅和/或鉛 或其合金的那些組件方面改進的抗腐蝕性能。
[0009] 發明概沐
[0010] 根據第一方面，本發明提供具有通過ASTM D874測定小于或等于1. 2質量％的硫 酸鹽灰分含量和通過ASTM D5185測定小于或等于0. 12質量％的磷含量的潤滑油組合物， 所述潤滑油組合物包含以下組分或者通過將以下組分混合而制備：
[0011] (A)主要量的具有潤滑粘度的油；
[0012] (B)有效次要量的油溶性或油分散性聚合摩擦改進劑作為添加劑，所述聚合摩擦 改進劑為僅以下組分的反應產物：
[0013] (i)官能化聚烯；
[0014] (ii)聚亞烷基二醇；
[0015] (iii)多元醇；和
[0016] (iv)聚羧酸；
[0017] 和
[0018] (C)有效次要量的至少一種油溶性或油分散性二烴基二硫代磷酸金屬鹽作為添加 劑。
[0019] 優選，本發明潤滑油組合物為曲軸箱潤滑劑。
[0020] 出乎意料地發現，有效次要量的根據本發明第一方面所定義的聚合摩擦改進劑 (B)作為添加劑在包含主要量的具有潤滑粘度的油的潤滑油組合物中的使用與不包含聚合 摩擦改進劑（B)的對比潤滑劑相比可抑制包含非鐵金屬（例如銅和/或鉛）的發動機組件 的腐蝕。換言之，聚合摩擦改進劑（B)可充當在含非鐵金屬的發動機組件，尤其是包含銅和 /或鉛或者包含這類金屬的合金的發動機組件方面的抗腐蝕劑。
[0021] 此外，還發現有效次要量的如本發明第一方面所定義的油溶性或油分散性聚合摩 擦改進劑（B)作為添加劑與有效次要量的如本發明第一方面所定義的油溶性或油分散性 二烴基二硫代磷酸金屬鹽作為添加劑組合在包含主要量的具有潤滑粘度的油的潤滑油組 合物中的使用通常提供與包含無灰有機摩擦改進劑（如GM0)與如本發明第一方面所定義 的油溶性或油分散性二烴基二硫代磷酸金屬鹽組合的對比潤滑劑相比顯示出包含非鐵金 屬（例如銅和/或鉛）的發動機組件的改進的腐蝕抑制和/或降低（即抑制腐蝕）的潤滑 劑。
[0022] 仍進一步，發現有效次要量的如本發明第一方面所定義的油溶性或油分散性聚合 摩擦改進劑（B)作為添加劑與有效次要量的如本發明第一方面所定義的油溶性或油分散 性二烴基二硫代磷酸金屬鹽作為添加劑組合在包含主要量的具有潤滑粘度的油的潤滑油 組合物中的使用通常提供與以下對比潤滑劑相比顯示出改進的含銅金屬發動機組件的腐 蝕抑制和/或降低（即抑制腐蝕）的潤滑劑：（i)包含二烴基二硫代磷酸金屬鹽但不包含 聚合摩擦改進劑（B)的對比潤滑劑；和（ii)不包含二烴基二硫代磷酸金屬鹽和聚合摩擦改 進劑⑶的對比潤滑劑。
[0023] 因此，與無灰有機摩擦改進劑如GM0相比，特別是當與二烴基二硫代磷酸金屬鹽 組合使用時，與聚合摩擦改進劑（B)的使用有關的該降低的非鐵金屬腐蝕水平（例如降低 的銅和/或鉛腐蝕水平）可容許潤滑劑中提高的這類添加劑組合的處理率。附加地或者作 為選擇，該降低的非鐵金屬腐蝕水平可降低對使用較昂貴的補充抗腐蝕添加劑的需要。因 此，聚合摩擦改進劑（B)與二烴基二硫代磷酸金屬鹽組合使用通常提供給配制者在配制必 須滿足工業潤滑油規格和原始設備廠商說明書中所述的嚴格抗磨性能和燃料經濟性性能 標準的潤滑油組合物時的較高靈活度。
[0024] 根據第二方面，本發明提供潤滑火花點火或壓縮點火的內燃機的方法，所述方法 包括將發動機用如根據本發明第一方面所定義的潤滑油組合物潤滑。
[0025] 根據第三方面，本發明提供在火花點火或壓縮點火的內燃機的潤滑中，有效次要 量的如本發明第一方面所定義的油溶性或油分散性聚合摩擦改進劑（B)作為添加劑在包 含主要量的具有潤滑粘度的油的潤滑油組合物中降低和/或抑制發動機操作期間含非鐵 金屬的發動機組件的腐蝕（即抑制腐蝕）的用途。合適地，含非鐵金屬的發動機組件包含 銅、鉛或這類金屬的合金。
[0026] 合適地，如本發明第三方面所定義的潤滑油組合物進一步包含有效次要量的如本 發明第一方面所定義的二烴基二硫代磷酸金屬鹽作為添加劑。
[0027] 根據第四方面，本發明提供在火花點火或壓縮點火的內燃機的潤滑中，有效次要 量的如本發明第一方面所定義的油溶性或油分散性聚合摩擦改進劑（B)作為添加劑與有 效次要量的如本發明第一方面所定義的油溶性或油分散性二烴基二硫代磷酸金屬鹽（C) 作為添加劑組合在包含主要量的具有潤滑粘度的油的潤滑油組合物中降低和/或抑制發 動機操作期間含非鐵金屬的發動機組件的腐蝕（即抑制腐蝕）的用途。合適地，含非鐵金 屬的發動機組件包含銅、鉛或這類金屬的合金，尤其是銅或其合金。
[0028] 根據第五方面，本發明提供在火花點火或壓縮點火的內燃機的潤滑中，根據本發 明第一方面的潤滑油組合物降低和/或抑制發動機操作期間含非鐵金屬的發動機組件的 腐蝕（即抑制腐蝕）的用途。合適地，含非鐵金屬的發動機組件包含銅、鉛或這類金屬的合 金，尤其是銅或其合金。
[0029] 根據第六方面，本發明提供抑制和/或降低發動機的含非鐵金屬的發動機組件的 腐蝕（即抑制腐蝕）的方法，所述方法包括將發動機用包含主要量的具有潤滑粘度的油和 有效次要量的如本發明第一方面所定義的油溶性或油分散性聚合摩擦改進劑（B)作為添 加劑的潤滑油組合物潤滑，和操作發動機。合適地，含非鐵金屬的發動機組件包含銅、鉛或 這類金屬的合金。合適地，如本發明第六方面所定義的發動機為火花點火或壓縮點火的內 燃機。
[0030] 根據第七方面，本發明提供抑制和/或降低發動機的含非鐵金屬的發動機組件的 腐蝕（即抑制腐蝕）的方法，所述方法包括將發動機用本發明第一方面的潤滑油組合物潤 滑，和操作發動機。合適地，含非鐵金屬的發動機組件包含銅、鉛或這類金屬的合金，尤其是 銅或其合金。合適地，如本發明第七方面所定義的發動機為火花點火或壓縮點火的內燃機。
[0031] 優選，油溶性或油分散性二烴基二硫代磷酸金屬鹽（C)為油溶性或油分散性二烴 基二硫代磷酸鋅鹽（即二烴基二硫代磷酸鋅（ZDDP))，更優選油溶性或油分散性二烷基二 硫代磷酸鋅。
[0032] 優選，本發明第一方面以及如本發明第二、第三、第四、第五、第六和第七方面所定 義的潤滑油組合物進一步包含有效次要量（〇. 1-30質量％ )的一種或多種不同于添加劑組 分（B)和（C)的助添加劑，所述助添加劑選自無灰分散劑、金屬清凈劑、腐蝕抑制劑、抗氧化 劑、傾點下降劑、抗磨劑、摩擦改進劑、反乳化劑、消泡劑和粘度改進劑。
[0033] 本發明潤滑油組合物具有基于組合物的總質量小于或等于1. 2質量％，優選小于 或等于1. 1質量％，更優選小于或等于1. 〇質量％ (ASTM D874)的硫酸鹽灰分含量。
[0034] 優選，本發明潤滑油組合物包含低磷含量。潤滑油組合物包含基于組合物的總質 量小于或等于〇. 12質量％，優選至多0. 11質量％，更優選小于或等于0. 10質量％，甚至更 優選小于或等于〇. 09質量％，甚至更優選小于或等于0. 08質量％，最優選小于或等于0. 06 質量％磷（ASTM D5185)的量的磷。合適地，潤滑油組合物包含基于組合物的總質量大于或 等于〇. 01質量％，優選大于或等于〇. 02質量％，更優選大于或等于0. 03質量％，甚至更優 選大于或等于〇. 05質量％磷（ASTM D5185)的量的磷。
[0035] 通常，本發明潤滑油組合物可包含低硫含量。優選，潤滑油組合物包含基于組合 物的總質量至多〇. 4質量％，更優選至多0. 3質量％，甚至更優選至多0. 2質量％硫（ASTM D2622)的量的硫。
[0036] 通常，本發明潤滑油組合物包含基于組合物的總質量且根據ASTM方法D5291所測 量至多0. 30質量％，更優選至多0. 20質量％，最優選至多0. 15質量％氮。
[0037] 合適地，潤滑油組合物可具有根據ASTM D2896所測量4-15mg KOH/g，優選5-12mg KOH/g的總堿值（TBN)。
[0038] 在本說明書中，如果使用和在使用時，以下措辭和表述具有下文給出的含義：
[0039] "活性成分"或"（a. i.) "指不是稀釋劑或溶劑的添加劑材料；
[0040] "包含"或任何同類措辭描述所述特征、步驟或者整數或組分的存在，但不排除一 個或多個其它特征、步驟、整數、組分或其群組的存在或加入。表述"由…組成"或"基本由… 組成"或同類詞可包括在"包含"或同類詞內，其中"基本由…組成"容許包括不實質影響它 所應用的組合物的特征的物質；
[0041] "烴基"意指含有氫和碳原子并借助碳原子直接鍵合于化合物的其余部分上的化 合物的化學基團。該基團可包含一個或多個不同于碳和氫的原子，條件是它們不影響該基 團的基本烴基性質。本領域技術人員熟悉合適的基團（例如鹵素，尤其是氯和氟，氨基、烷 氧基、疏基、烷基疏基、硝基、亞硝基、亞硫醜基（sulfoxy)等）。優選，除非另外說明，該基團 基本由氫和碳原子組成。優選，烴基包含脂族烴基。術語"烴基"包括如本文所定義的"烷 基"、"烯基"、"烯丙基"和"芳基"；
[0042] "亞烷基"與"烷二基"是同義的，意指通過從兩個不同的碳原子上除去氫原子而衍 生自烷烴的c2-c2。，優選。，更優選c2-c6二價飽和無環脂族烴基；它可以為線性或支化 的。亞烷基的代表性實例包括亞乙基（乙二基）、亞丙基（