润滑油添加剂应用中具有改善的粘度指数的聚(甲基)丙烯酸酯制造技术

本公开涉及适用于润滑油组合物中的粘度指数改进剂的聚合物并进一步涉及包含这类聚合物的油组合物。本公开还涉及衍生自(甲基)丙烯酸烷基酯单体的聚合物组合物和适用作粘度调节剂的聚合物中的(甲基)丙烯酸酯单体的所选摩尔比。

Poly (methyl) acrylate with improved viscosity index in lubricating oil additive application

The present disclosure relates to polymers suitable for viscosity index improvers in lubricating oil compositions and further to oil compositions containing such polymers. The present disclosure also relates to polymer compositions derived from (methyl) alkyl acrylate monomers and selected molar ratios of (methyl) acrylate monomers suitable for use as viscosity regulators in polymers.

【技术实现步骤摘要】
润滑油添加剂应用中具有改善的粘度指数的聚(甲基)丙烯酸酯
本公开涉及适用于润滑油组合物中的粘度指数改进剂的聚合物并进一步涉及包含这类聚合物的油组合物。本公开还涉及衍生自(甲基)丙烯酸酯单体的聚合物组合物，和适用作粘度调节剂的聚合物中的(甲基)丙烯酸酯单体单元的各种摩尔比。
技术介绍
矿物质或合成油润滑剂，如传动系统液、发动机油或自动传动液(automatictransmissionfluid；ATF)在广泛温度变化内功能不必相同。举例来说，因为热量降低这类润滑剂的粘度和成膜能力，所以其在高温下有效性变低。或者，因为润滑剂的粘度提高，所以润滑剂在低温下有效性也会变低。这一问题对许多油润滑剂都很常见并且可就“粘度指数”(viscositvindex；VI)进行表征，其为润滑油的粘度随温度变化而变化的任意测量。VI越低，油粘度随温度变化的变化越大并且反之亦然。润滑剂粘度与其减少摩擦的能力密切相关。一般来说，期望最少的粘性仍迫使两个移动表面的润滑剂。如果润滑剂过粘，那么其将需要大量能量使表面移动；如果其过薄，那么表面将发生接触并且摩擦将增加。许多润滑剂应用，如发动机油、传动系统液或自动传动液的润滑需要润滑剂在广泛范围的温度内始终进行。然而，许多润滑剂本质上不具有足够的VI来在汽车所需的广泛温度范围内保持恒定。为试图解决这一缺点，可将粘度指数改进剂(viscosityindeximprover；“VII”)添加到润滑剂。粘度指数改进剂通常是聚合物，并且经添加以减少在高温和低温下的润滑剂粘度变化。当将粘度指数改进剂添加到低粘度油时，其使油随着温度升高有效变稠。这意味着矿物油的润滑效果可以延长到较宽的温度范围。在一些实例中，自动传动液(ATF)有助于颤动的最小化(即抗颤动特性)，认为这是摩擦力系数随传动时间推移而变化的函数(dμ/dt＜0)。此外，自动变速器的变速特征主要取决于ATF的摩擦特征。ATF液通常需要具有在流体的使用寿命内高及稳定的摩擦性能、良好的抗颤动性能和在广泛温度范围内的抗磨损特征。此等特征对于与以下需求平衡而言常常是一大挑战：现今的ATF润滑剂组合物也需要使保养周期最大化，或甚至更佳地在装置的使用寿命期间避免油保养。这在行业中称为寿命填充(lifetimefill)或“寿命填充(fill-forlife)”液。因此，维持ATF随时间推移的摩擦特性，即摩擦耐久性也可以是流体的所需特性。已尝试改善润滑油的摩擦特性的若干先前努力，包括添加润滑剂组分(如粘度指数改进剂)或提高其含量。举例来说，VII的一种类型是聚(甲基)丙烯酸酯(PMA)聚合物。添加组分或提高组分含量会逐步增加制造复杂性并增加产品成本。尽管PMA添加剂已用作VII，但已知实例具有高级结构，依赖于使制造成本上升的高级技术，并且对粘度指数仅具有一般效果。
技术实现思路
本专利技术涉及具有高增稠能力、较高的粘度指数和/或较佳的(较低的)布鲁克费尔德粘度(Brookfieldviscosity)的聚合物，其适用于润滑油组合物中的粘度调节剂。在一个方面中，聚合物可包括约88到约96摩尔百分比的(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元，所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元至少包括烷基链长为1到4个碳的(甲基)丙烯酸短链烷基酯单体单元和烷基链长为12到20个碳的(甲基)丙烯酸长链烷基酯单体单元。聚合物可展现大于2.0并小于5.5的(甲基)丙烯酸长链烷基酯单体单元与(甲基)丙烯酸短链烷基酯单体单元的烷基摩尔比并且进一步包括约0.1到约6摩尔百分比的(甲基)丙烯酸2-羟乙酯单体单元。先前段落的聚合物也可单独地或组合地与一个或多个额外特征组合。这些额外特征包括以下中的一个或多个：其中聚合物包括约15到约30摩尔百分比的(甲基)丙烯酸短链烷基酯单体单元和约58到约81摩尔百分比的(甲基)丙烯酸长链烷基酯单体单元；其中(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元包括(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸月桂酯两者并且其中聚合物包括高达约95摩尔百分比的组合的(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸月桂酯；其中(甲基)丙烯酸甲酯单体单元和(甲基)丙烯酸月桂酯单体单元的摩尔百分比的总和与(甲基)丙烯酸2-羟乙酯单体单元的摩尔百分比的(甲基)丙烯酸酯比值大于约14；其中(甲基)丙烯酸酯比值为约16到约20并且聚合物具有约280或更大的粘度指数；其中聚合物包含约5到约6摩尔百分比的(甲基)丙烯酸2-羟乙酯单体单元；其中(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元进一步包括一种或多种(甲基)丙烯酸丁酯单体单元或烷基链长为16到20个碳的(甲基)丙烯酸较长链烷基酯单体单元并且其中聚合物包括不超过15摩尔百分比的(甲基)丙烯酸丁酯和不超过约7.5摩尔百分比的烷基链长为16到20个碳的(甲基)丙烯酸烷基酯；其中聚合物不含烷基链长为5到9个碳的(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元；其中聚合物具有至少约100千克/摩尔的重均分子量；其中聚合物具有至少约150千克/摩尔的重均分子量；其中聚合物具有至少约200千克/摩尔的重均分子量；其中聚合物具有约150到约500千克/摩尔的重均分子量；其中(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元包括(甲基)丙烯酸甲酯单体单元、(甲基)丙烯酸月桂酯单体单元、任选的(甲基)丙烯酸丁酯单体单元和任选的平均烷基链长为16到20个碳的(甲基)丙烯酸较长链烷基酯单体单元；其中聚合物包括约15到约30摩尔百分比的(甲基)丙烯酸甲酯、约60到约75摩尔百分比的(甲基)丙烯酸月桂酯、约0到约15摩尔百分比的(甲基)丙烯酸丁酯，和约0到约7.5摩尔百分比的烷基链长为16到20个碳的(甲基)丙烯酸较长链烷基酯；其中聚合物包括约0到约7.5摩尔百分比的分散剂单体单元；并且/或其中聚合物展现约1.5到约4.0的多分散指数。在另一方面中，本公开在此还提供润滑油组合物包括粘度指数改进剂。在一个方法中，润滑油组合物包括大于50重量％的基础油和粘度指数改进剂，所述粘度指数改进剂包括(甲基)丙烯酸酯聚合物，所述(甲基)丙烯酸酯聚合物具有约88到约96摩尔百分比的(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元作为其聚合单体单元，所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元包括烷基链长为1到4个碳的(甲基)丙烯酸短链烷基酯单体单元和烷基链长为12到20个碳的(甲基)丙烯酸长链烷基酯单体单元，和约0.1到约6摩尔百分比的(甲基)丙烯酸2-羟乙酯单体单元。聚合物具有大于2.0并小于5.5的(甲基)丙烯酸长链烷基酯单体单元与(甲基)丙烯酸短链烷基酯单体单元的烷基摩尔比。先前段落的润滑油组合物也可个别地或组合地与一个或多个任选的特征组合。这些任选的特征包括以下中的一个或多个：其中(甲基)丙烯酸酯聚合物包括约15到约30摩尔百分比的(甲基)丙烯酸短链烷基酯单体单元和约58到约81的(甲基)丙烯酸长链烷基酯单体单元；其中(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元包括(甲基)丙烯酸甲酯单体单元和(甲基)丙烯酸月桂酯单体单元两者并且其中(甲基)丙烯酸酯聚合物包括高达约95摩尔百分比的组合的(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸月桂酯单体单元；其中(甲基)丙烯酸甲酯单体单元和(甲基)丙烯酸月桂酯单体单元的摩尔百分比总和除以(甲基)丙烯酸2-羟乙酯单体单元的摩尔百分比是大于约14的摩尔(甲基)丙烯酸酯比值；其中摩尔(甲基)丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于润滑油组合物中的粘度调节剂的聚合物，所述聚合物包含：约88到约96摩尔百分比的(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元，至少包括烷基链长为1到4个碳的(甲基)丙烯酸短链烷基酯单体单元和烷基链长为12到20个碳的(甲基)丙烯酸长链烷基酯单体单元，其中所述(甲基)丙烯酸长链烷基酯单体单元与所述(甲基)丙烯酸短链烷基酯单体单元的烷基摩尔比大于2.0并小于5.5；和约0.1到约6摩尔百分比的(甲基)丙烯酸2‑羟乙酯单体单元。

【技术特征摘要】
2017.05.09 US 15/590,0751.一种适用于润滑油组合物中的粘度调节剂的聚合物，所述聚合物包含：约88到约96摩尔百分比的(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元，至少包括烷基链长为1到4个碳的(甲基)丙烯酸短链烷基酯单体单元和烷基链长为12到20个碳的(甲基)丙烯酸长链烷基酯单体单元，其中所述(甲基)丙烯酸长链烷基酯单体单元与所述(甲基)丙烯酸短链烷基酯单体单元的烷基摩尔比大于2.0并小于5.5；和约0.1到约6摩尔百分比的(甲基)丙烯酸2-羟乙酯单体单元。2.根据权利要求1所述的聚合物，其中所述聚合物包括约15到约30摩尔百分比的所述(甲基)丙烯酸短链烷基酯单体单元和约58到约81摩尔百分比的所述(甲基)丙烯酸长链烷基酯单体单元，并且/或其中所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元包括(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸月桂酯两者并且其中所述聚合物包括高达约95摩尔百分比的所述(甲基)丙烯酸甲酯和所述(甲基)丙烯酸月桂酯组合，并且/或其中所述(甲基)丙烯酸甲酯单体单元和所述(甲基)丙烯酸月桂酯单体单元的摩尔百分比的总和与所述(甲基)丙烯酸2-羟乙酯单体单元的摩尔百分比的(甲基)丙烯酸酯比值大于约14。3.根据权利要求2所述的聚合物，其中所述(甲基)丙烯酸酯比值为约16到约20并且所述聚合物具有约280或更大的粘度指数。4.根据权利要求1所述的聚合物，其中所述聚合物包含约5到约6摩尔百分比的所述(甲基)丙烯酸2-羟乙酯单体单元。5.根据权利要求2所述的聚合物，其中所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元进一步包括(甲基)丙烯酸丁酯单体单元或烷基链长为16到20个碳的(甲基)丙烯酸较长链烷基酯单体单元中的一种或多种并且其中所述聚合物包括不超过15摩尔百分比的所述(甲基)丙烯酸丁酯和不超过约7.5摩尔百分比的平均烷基链长为16到20个碳的所述(甲基)丙烯酸烷基酯，并且/或其中所述聚合物不含烷基链长为5到9个碳的(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元。6.根据权利要求1所述的聚合物，其中所述聚合物的重均分子量为至少约100千克/摩尔，或其中所述聚合物的重均分子量为至少约150千克/摩尔，或其中所述聚合物的重均分子量为至少约200千克/摩尔，或其中所述聚合物的重均分子量为约150到约500千克/摩尔。7.根据权利要求1所述的聚合物，其中所述聚合物包括约15到约30摩尔百分比的(甲基)丙烯酸甲酯、约60到约75摩尔百分比的(甲基)丙烯酸月桂酯、约0到约15摩尔百分比的(甲基)丙烯酸丁酯、约0到约7.5摩尔百分比的烷基链长为16到20个碳的(甲基)丙烯酸较长链烷基酯；和约0到约7.5摩尔百分比的分散剂单体单元。8.一种润滑油组合物，包含：大于50重量％的基础油；粘度指数改进剂，包括(甲基)丙烯酸酯聚合物，所述(甲基)丙烯酸酯聚合物具有以下作为其聚合单体单...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭泳完，
申请(专利权)人：雅富顿化学公司，
类型：发明
国别省市：美国,US