清净齿轮的无硼齿轮润滑油添加剂和其生产方法技术

本发明专利技术涉及使用无硼无灰分散剂、硫源和磷源的清净齿轮的无硼齿轮润滑油添加剂。更特别的是，优选的无硼无灰分散剂是烃基琥珀酰亚胺。当该添加剂组合物与合适的基础油混合时满足ＭＴ－１和ＭＩＬ－ＰＲＦ－２１０５Ｅ的规格而不需要硼。ＭＴ－１是清净齿轮的手动传动机构润滑油的规格。ＭＩＬ－ＰＲＦ－２１０５Ｅ是后轴润滑油的规格。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用无硼的无灰分散剂、硫源和磷源的清净齿轮的无硼齿轮润滑油添加剂。更具体地说，该优选的无硼无灰分散剂是烃基琥珀酰亚胺。术语“清净齿轮润滑油”是润滑油领域的技术术语，其含有分散剂，以便使得用其润滑的齿轮在使用的过程中保持清净。通常，清净齿轮的手动传动机构润滑油和后轴润滑油都使用分散剂以保持齿轮清净。但是，满足严格的规格例如MT-1(清净齿轮的手动传动机构润滑油的SAE标准)以及MIL-PRF-2105E(用于后轴润滑油的，U.S.Army Tank Automotive and Armaments Command，Department of the Army颁布的标准)的这些公知的润滑油都使用硼化分散剂。使用非硼化的分散剂是合乎要求的，但是通常的知识认为，对于这样的润滑油硼是必要的。Schwind等人的U.S.P.5,354,484公开了含有大量的润滑粘度的油和少量的至少一种可溶的取代膦酸的叔脂族伯胺盐和至少一种可溶的含氮组分的润滑油和功能液，该可溶的含氮组分是通过将产生烃取代的琥珀酸的化合物与相对每当量产生酸的化合物至少约1/2当量的含有至少一个连接到氮原子上的氢原子的胺进行反应制得的。优选地是，U.S.P.5,354,484也公开了用于不同的齿轮装配的润滑剂，其是由‘484’专利的组合物和大量的烃多硫化物组成的。但是，U.S.P.5,354,484专利没有提出是否它的润滑油满足严格的规格MT-1或MIL-PRF-2105E。本专利技术的一个目的是提供一种能够清净齿轮的满足某L-60-1润滑剂标准的无硼齿轮润滑油添加剂。本专利技术的另一个目的是提供一种制备无硼齿轮润滑油或后轴润滑油组合物的方法。本专利技术的另一个目的是提供用于齿轮润滑油或后轴润滑油组合物的添加剂体系。本专利技术涉及能够清净齿轮的无硼齿轮润滑油添加剂，其是一种用于齿轮润滑油或后轴润滑油组合物的添加剂，该添加剂含有含氮无硼无灰分散剂(组分1)、硫源(组分2)、磷源(组分3)与其它任选的组分。当该添加剂组合物与合适的基料油掺混时，未预计到的是在不需要硼的情况下能够满足MT-1和MIL-PRF-2105E规格。MT-1是用于清净齿轮的手动传动机械润滑油的规格，MIL-PRF-2105E是用于后轴润滑油的规格。相反，对于这种类型的清净齿轮的用途，常规的润滑油是用硼化的分散剂配制的。这种类型的分散剂特别与MT-1和MIL-PRF-2105E所共有的L-60-1试验有关。L-60-1试验性能标准包括％粘度增加、％戊烷不溶物、％甲苯不溶物、碳/漆膜率和淤渣率。使用无硼分散剂的优点包括(i)较低的费用，其是由于没有加硼或者由于不需要把硼加到该分散剂中的另外的加工，和(ii)没有与该分散剂分离的硼的沉淀问题。组分1含氮无硼无灰分散剂在本专利技术的组合物中使用的组分1包括含氮无硼无灰分散剂。于是，该组合物含有至少一种含氮无灰分散剂例如烃基取代的琥珀酰亚胺、烃基取代的琥珀酸或烃基取代的琥珀酰胺。烃基取代的琥珀酰亚胺是至少一种可溶的含氮的组分，该含氮组分是通过将产生烃取代的琥珀酸的化合物(在此有时叫做“琥珀酰化剂”)与相对于每当量产生酸的化合物至少约1/2当量的含有至少一个连接到氮原子上的氢原子的胺进行反应制得的。以这种方法得到的含氮组分通常是复杂的混合物，其精确的组成是不容易鉴别的。因此，该组分一般的是用制备方法描述的。在此，该含氮的组分有时叫做“酰胺”。该含氮的组分或者是油溶的，或者它们是在本专利技术的含油的润滑和功能液中可溶的。可用于本专利技术的润滑组合物的可溶的含氮组分是本领域已知的，已经公开在很多美国专利中，包括U.S.P.3,172,892；3,215,707；3,272,746；3,316,177；3,341,542；3,444,170；3,454,607；3,541,012；3,630,904；3,632,511；3,787,374；4,234,435；和5,354,484。上述的美国专利在此特别地列出，把它们对于含氮组分的制备引用作为参考。但是，任何这些参考文献中的含硼的组分特殊的不包括在本专利技术之内。一般的，制备该可溶的含氮组分的方便的路线包括将产生烃取代的琥珀酸的化合物(“羧酸酰化剂”)与含有至少一个连接到氮原子上的氢原子(即H-N＝)的胺进行反应。产生烃取代的琥珀酸的化合物包括琥珀酸、琥珀酸酐、卤化物和酯。在产生琥珀酸的化合物上的烃取代基中的碳原子数可以在很宽的范围内变化，条件是该含氮的组分在本专利技术的润滑组合物中是可溶的。于是，该烃取代基一般可以含有平均至少约30个脂族碳原子，优选含有平均至少约50个脂族碳原子。除了油溶性的考虑之外，取代基中的平均碳原子数的下限也取决于在本专利技术的润滑油组合物中的这种化合物的效果。如果极性基团不是以大到足以明显地改变该基团的烃性质的比例存在的话，琥珀酸化合物的烃取代基可以含有极性基团。大多数烃取代基源主要包括高分子量基本上饱和的石油馏分和基本上饱和的烯烃聚合物，特别是每个单烯烃有2-30个碳原子的单烯烃的聚合物。特别有用的聚合物是1-单烯烃的聚合物例如乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-己烯、1-辛烯、2-甲基-1-庚烯、3-环己基1-丁烯和2-甲基-5-丙基-1-己烯。中间烯烃的聚合物，即其中烯烃键不在端位的烯烃同样是有用的。它们通过2-丁烯、3-戊烯和4-辛烯来说明。也可以用的是烯烃的共聚物例如上面用其它的可共聚的烯烃物质说明的那些例如芳族烯烃、环烯烃和聚烯烃。这样的共聚物包括例如通过聚合异丁烯与苯乙烯；异丁烯与丁二烯；丙烯与异戊二烯；乙烯与戊间二烯；异丁烯与氯丁二烯；异丁烯与对甲基苯乙烯；1-己烯与1，3-己二烯；1-辛烯与1-己烯；1-庚烯与1-戊烯；3-甲基-1-丁烯与1-辛烯；3，3-二甲基-1-戊烯与1-己烯；异丁烯与苯乙烯和戊间二烯等制备的那些。在制备本专利技术的取代的琥珀酸酰化剂的过程中，一种或者多种上述的聚烯烃与一种或者多种选自马来酸或马来酸酐或者富马酸或富马酸酐的酸性反应物反应。通常，马来酸或者富马酸反应物是马来酸、富马酸、马来酸酐，或其两种或多种的混合物。马来酸反应物通常比富马酸反应物优选，因为前者较容易得到，并且一般是较容易与聚烯烃(或其衍生物)反应，来制备在本专利技术中可用的生产取代的琥珀酸的化合物。特别优选的反应物是马来酸、马来酸酐和它们的混合物。由于可得性和容易反应，通常将使用马来酸酐。为了方便和简洁，后面常用术语“马来酸反应物”。当使用时，应该了解到该术语一般是指选自马来酸或富马酸反应物的酸性反应物。另外，此处所用的术语“琥珀酰化剂”是代表产生取代的琥珀酸的化合物。制备本专利技术的取代的琥珀酰化剂的一种方法在U.S.P.3,219,666中有部分说明，其在此特别列出，其中关于制备琥珀酰化剂的介绍作为参考。该方法方便地称为“两步法”。其第一步是氯化聚烯烃，直到每分子重的聚烯烃平均至少约有一个氯基。对本专利技术来说，聚烯烃的分子量是相应于数均分子量(Mn)值的重量。氯化仅包括聚烯烃与氯气接触，直到所需要量的氯合并到氯化烯烃中。氯化一般在约75℃-约125℃的温度进行。对本专利技术来说，两步氯化法的第二步通常是在约100℃-约200℃的温度范围内将氯化的聚烯烃与马来酸反应物反应。氯化聚烯烃与马来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清净齿轮的无硼润滑油添加剂浓缩物，其包括： 一种无硼无灰分散剂，其选自烃基取代的琥珀酰亚胺、烃基取代的琥珀酸和烃基取代的琥珀酰胺中的至少一种； 不存在其中单个氮原子键合到Ｈ和２个羰基上的琥珀酰亚胺化合物； 选自硫化的聚异丁烯和多硫化物中的至少一种的硫源；和 选自式Ⅳ的油溶胺盐中的至少一种的磷源： ＊＊＊ Ⅳ， 其中Ｒ↑［６］是有４－１０个碳原子的烃基，每一个Ｘ单独是Ｓ或Ｏ，Ｙ是↑［＋］ＮＨ↓［３］Ｒ↑［７］或Ｈ，其中Ｒ↑［７］是有８－２２个碳原子的烃基，Ｚ是↑［＋］ＮＨ↓［３］Ｒ↑［８］或Ｈ，其中Ｒ↑［８］是有８－２２个碳原子的烃基； 其中选择分散剂、硫源和磷源的比例，使得当无灰分散剂、硫源和磷源的总重量是润滑油重的约１－１０％时，含有齿轮油基料、分散剂、硫源和磷源的润滑油的Ｌ－６０－１碳／漆膜率至少约７．５和Ｌ－６０－１淤渣率至少约９．４。

【技术特征摘要】
US 1996-12-13 7667081.一种清净齿轮的无硼润滑油添加剂浓缩物，其包括一种无硼无灰分散剂，其选自烃基取代的琥珀酰亚胺、烃基取代的琥珀酸和烃基取代的琥珀酰胺中的至少一种；不存在其中单个氮原子键合到H和2个羰基上的琥珀酰亚胺化合物；选自硫化的聚异丁烯和多硫化物中的至少一种的硫源；和选自式IV的油溶胺盐中的至少一种的磷源其中R6是有4-10个碳原子的烃基，每一个X单独是S或O，Y是+NH3R7或H，其中R7是有8-22个碳原子的烃基，Z是+NH3R8或H，其中R8是有8-22个碳原子的烃基；其中选择分散剂、硫源和磷源的比例，使得当无灰分散剂、硫源和磷源的总重量是润滑油重的约1-10％时，含有齿轮油基料、分散剂、硫源和磷源的润滑油的L-60-1碳/漆膜率至少约7.5和L-60-1淤渣率至少约9.4。2.根据权利要求1的添加剂浓缩物，其中无硼无灰分散剂选自式IIa和IIb所表示的化合物其中R是聚亚烷基部分，R1是有1-40个碳原子的烷基，R2是有1-40个碳原子的烷基，R3选自H和有1-40个碳原子的烷基，R4选自H和有1-40个碳原子的烷基，和X是整数0-12。3.根据权利要求1的添加剂浓缩物，其中该油的L-60-1碳/漆膜率是约7.5-10。4.根据权利要求1的添加剂浓缩物，其中该油的L-60-1的淤渣率是约9.4-10。5.根据权利要求2的添加剂浓缩物，其中R1是有1-10个碳原子的烷基，Ru是有1-10个碳原子的烷基，R3选自H和有1-10个碳原子的烷基，R4选自H和有1-10个碳原子的烷基，和X是整数2.8。6.根据权利要求2的添加剂浓缩物，其中R是数均分子量约为750-2500的聚异丁烯部分。7.根据权利要求2的添加剂浓缩物，其中R1是(CH2)n，其中n是整数1-5，R2是(CH2)m，其中m是整数1-5，X是2-5，R3是H或有1-5个碳原子的烷基，和R4是H或有1-5个碳原子的烷基。8.根据权利要求2的添加剂浓缩物，其中硫源是硫化聚异丁烯。9.根据权利要求2的添加剂浓缩物，其中R是具有至少一种每单烯有2-30个碳原子的单烯的聚合物。10.根据权利要求2的添加剂浓缩物，其中R是具有至少一种每单烯有2-8个碳原子的单烯的聚合物。11.根据权利要求1的添加剂浓缩物，其中磷源有下面的结构式其中R6、X、Y和Z的定义同式子IV。12.根据权利要求2的添加剂浓缩物，其中磷组分...

【专利技术属性】
技术研发人员：LD沙托夫，MJ勒斯特尔，SH特尔思尼，
申请(专利权)人：乙基公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]