三酯基润滑剂及其制备方法技术

本发明专利技术通常涉及三酯基润滑剂组合物。本发明专利技术还涉及制备这些组合物或其它类似的润滑剂组合物的方法。在一些实施方案中，制备此类三酯基润滑剂的方法使用低价值费－托（ＦＴ）产物（例如醇）产生高价值的三酯基润滑剂。在一些实施方案中，此类三酯基组合物，至少部分，衍生自ＦＴ醇和脂肪酸。所述脂肪酸可以经由氧化反应衍生自ＦＴ醇。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 专利
本专利技术涉及酯基润滑剂，并且尤其涉及三酯基润滑剂，及其制备 方法-特别地，其中它们由至少 一种生物衍生的前体和/或费-托产物制 备。背景酯用作润滑油已经超过50年了。它们用在从喷气式发动机到制冷 的多种应用中。实际上，酯是汽车应用中的第一种合成曲轴箱机油。 然而，酯由于PAO成本更低和它们的配方类似于矿物油而让位于聚-oc烯烃(PAO)。然而，在全合成的机油中，酯几乎一直与PAO结合使 用以平衡通过提高润滑性引起的密封、添加剂溶解性、挥发度减弱和 能量效率改进方面的效果。通常，酯基润滑剂由于它们所包含的酯分子的极性而具有优异的 润滑性能。此类分子的极性酯基粘附于带正电荷的金属表面产生保护 性膜，这降低金属表面的磨损和破损。此类润滑剂比传统的润滑剂挥 发性低，并且往往具有高得多的闪点和低得多的蒸气压。酯润滑剂是 优良的溶剂和分散剂，并且易于溶剂化和分散油的降解副产物。因此， 它们大大降低了淤泥的积累。而酯基润滑剂对热和氧化过程是稳定的， 所述酯官能团有助于微生物更有效地进行生物降解并且比它们的矿物 油基类似物更有效。然而，酯的制备比它们的PAO对应物的制备更复 杂并且更昂贵。鉴于前述，更简单、更有效的产生酯基的方法是非常有用的-特别 是其中此类方法利用可再生的原料并将低价值的费-托(FT )产物转化 为高价值的酯润滑剂。专利技术概述本专利技术通常涉及三酯基润滑剂组合物。本专利技术还涉及制备这些润7滑剂组合物和其它类似的润滑剂组合物的方法。在一些实施方案中， 制备此类三酯基润滑剂的方法使用生物质前体。在这些或其它实施方案中，润滑剂前体物种还可以来源于或衍生自费-托(FT)反应产物。 在一些实施方案中，本专利技术涉及包含一定量的至少一种三酯物种 的润滑剂组合物，所述三酯物种具有以下结构。其中Ri、 R2、 113和R4是相同的或独立地选自C2-C2。烃基，并且其中 n是从2至20的数字。在一些实施方案中，上述组合物在IOO'C的温度下的运动粘度至少 为3厘斯。在一些或其它实施方案中，所述组合物具有小于-20'C的倾对于上述组合物， 一般选择^具有从至少约6到至多约12的总碳 数， 一般选择l和R4具有从至少约2到至多约40的总碳数， 一般选 择R2具有从至少约1到至多约20的碳数，以及上述结构中的-(c^)-中给出的n —般是从至少约5到至多约10的整数。 一般地，对于 上面描述的润滑剂组合物，所述至少一种三酯物种具有从至少约400 原子质量单位(a.m. u.)到至多约1100的a.m.u.的分子量。更一般 地，所述至少一种三酯物种具有从至少约450 a.m.u.到至多约 1000a.m， u.的分子量。在一些实施方案中，上述组合物包含至少一种9， 10-双-烷酰氧基-十八烷酸烷基酯类型的三酯物种和/或它们的异构体和混合物，其中所 述烷基选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬 基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、 十六烷基和十八烷基；以及其中所述烷酰氧基选自乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、戊酰氧基、己酰氧基、庚酰氧基、辛酰氧基、壬酰氧 基、癸酰氧基、十一烷酰氧基、十二烷酰氧基、十三烷酰氧基、十四烷酰氧基、十五烷酰氧基、十六烷酰氧基和十八烷酰氧基。9，10-双-己酰氧基-十八烷酸己酯和9， lO-双-癸酰氧基-十八烷酸癸酯是示例 性的此类三酯。在一些实施方案中，上述组合物包含一定量的至少两种不同的三 酯物种。在一些或其它实施方案中，所述组合物还包含选自I类油、n类油、in类油以及它们的组合的基础油。此外地或替代地，在一些 实施方案中，所述組合物还包含一种或多种二酯物种。在一些实施方案中，本专利技术涉及制备上述组合物的方法，此类方法包括以下步骤(a)用醇酯化具有10~ 22的碳数的单不饱和脂肪 酸以生成不饱和酯；(b)环氧化所述不饱和酯以生成包含环氧环的环 氧酯物种；(c)打开所述环氧酯物种的环以生成二羟基酯；和(d) 用酯化物种酯化所述二羟基酯以生成三酯物种，其中所述酯化物种选 自羧酸、酰卣、酸酐和它们的组合，并且其中所述酯化物种具有从1 到18的碳数。在一些这样的实施方案中，所述方法可以通过在步骤(a) 和(d)之一或步骤(a)和(d) 二者中使用包含一定范围的碳数的试 剂在得到的润滑剂组合物中产生三酯物种的混合物。在一些这样的上述方法的实施方案中，用醇酯化所述单不饱和脂 肪酸的步骤涉及酸催化剂。在一些或其它实施方案中，用醇酯化所述 单不饱和脂肪酸的步骤涉及将脂肪酸转化为酰卣或酸酐物种。在一些实施方案中，此类上述方法还包括将所述三酯物种与其它 三酯物种调和的步骤。在一些或其它实施方案中，此类方法可以还包 括将所述三酯物种与一种或多种二酯物种调和的步骤。在一些或其它 实施方案中，此类方法还可包括将所述三酯物种与基础油调和的步骤，其中所述基础油选自I类油、n类油、m类油以及它们的组合。在一些具体的实施方案中，其中上述方法使用油酸作为所述单不 饱和脂肪酸，得到的三酯为以下类型<formula>formula see original document page 10</formula>其中R2、 R3和R4—般是相同的或独立地选自C2 C2。烃基，并且更 一般地，选自CCu烃基。下本专利技术的详述。下文会描述本专利技术其它特征和优势，这构成本专利技术 的权利要求的主题。 附图简述为了更完整地理解本专利技术以及其优点，现在结合所附的附图对以 下描述进行评述，其中附图说明图1是说明根据本专利技术的某些实施方案制备三酯基润滑剂组合物 的方法的流程图。图2 (方案1)是说明根据本专利技术的某些实施方案制备三酯基润滑 剂组合物的示例性的方法的化学流程图。图3是描述了根据本专利技术的某些实施方案适合用作润滑剂的三种 示例性的三酯基化合物l-3。图4 (表1 )比较了三酯基润滑剂1和2以及它们的混合物的润滑 性能；以及图5 (表2)比较了代表性的三酯基润滑剂与其它可商购得到的润 滑剂的氧化稳定性。 专利技术详述 1、介绍本专利技术涉及三酯基润滑剂组合物。本专利技术还涉及制备这些润滑剂 组合物和其它类似的润滑剂组合物的方法。在一些实施方案中，制备 此类三酯基润滑剂的方法使用生物质前体和/或低价值的费-托(FT)醇以便产生高价值的三酯基润滑剂。在这些或其它实施方案中，合成 中使用的所述脂肪(羧)酸可以来自生物基资源(即生物质，可再生资源)和/或它们可以通过氧化反应衍生自FT醇。因为生物润滑剂和生物燃料是逐渐增进的领域，并且变成油品工 业中许多焦点主题，在此类上述润滑剂的制备中使用生物质在几个不 同的方面是有吸引力的。到在本专利技术的三酯基润滑剂的制备中如此使 用生物质的程度，视此类润滑剂为生物润滑剂。2、定义本文定义的润滑剂，，是为降低两个移动的表面之间的摩擦和磨 损而在它们之间引入的物质(通常在操作条件下为流体)。用作机油的基础油通常被美国石油协会分为矿物油(i类、n类、m类)或合成油(IV类和V类)。见美国石油协会(API)出版物编号1509。本文定义的倾点代表流体会倾泻或流动时的最低温度。见美国石油协会(API)出版物编号1509。本文定义的浊点代表由于生成晶体，流体开始分相时的温度。见，例如ASTM本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含一定量的至少一种三酯物种的润滑剂组合物，所述三酯物种具有以下结构：　＊＊＊　其中Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］、Ｒ↓［３］和Ｒ↓［４］是相同的或独立地选自Ｃ↓［２］～Ｃ↓［２０］烃基，并且其中ｎ是从２至２０的整数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-4-4 11/696,5641.包含一定量的至少一种三酯物种的润滑剂组合物，所述三酯物种具有以下结构其中R1、R2、R3和R4是相同的或独立地选自C2～C20烃基，并且其中n是从2至20的整数。2. 权利要求1的润滑剂组合物，其中所述组合物在IOO'C的温 度下运动粘度至少为3厘斯。3. 权利要求1的润滑剂组合物，所述组合物具有小于-20'C的 倾点。 -4. 权利要求1的润滑剂组合物，其中选择Ri具有从至少约6 到至多约12的碳数。5. 权利要求1的润滑剂组合物，其中选择R3和114具有从至少 约2到至多约40的总碳数。6. 权利要求1的润滑剂组合物，其中选择R2具有从至少约1 到至多约20的碳数。7. 权利要求1的润滑剂组合物，其中n是从5至10的整数。8. 权利要求1的润滑剂组合物，其中所述组合物包含一定量 的至少两种不同的三酯物种。9. 权利要求1的润滑剂组合物，其中所述至少一种三酯物种 具有从至少约400a.m. u.到至多约1100 a. m. u.的分子量。10. 权利要求1的润滑剂组合物，其中所述至少一种三酯物种属于选自9， 10-双-烷酰氧基-十八酸烷基酯和它们的异构体的一种类 型以及它们的混合物，其中所述烷基选自甲基、乙基、丙基、丁基、 戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三 烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基和十八烷基；以及其中所述烷 酰氧基选自乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、戊酰氧基、己酰氧基、 庚酰氧基、辛酰氧基、壬酰氧基、癸酰氧基、十一烷酰氧基、十二烷 酰氧基、十三烷酰氧基、十四烷酰氧基、十五烷酰氧基、十六烷酰氧 基和十八烷酰氧基。11. 权利要求1的润滑剂组合物，其中所述至少一种三酯物种 选自9， lO-双-己酰氧基-十八酸己酯；9， lO-双-辛酰氧基-十八烷酸己 酯；9， 10-双-癸酰氧基-十八酸己酯；9，10-双-十二烷酰氧基十八酸 己酯；9, 10-双-己酰氧基-十八酸癸酯；9, lO-双-癸酰氧基-十八酸 癸酯；9， 10-双-辛酰氧基十八酸癸酯；9, 10-双-十二烷酰氧基-十八 酸癸酯；9， 10-双-己酰氧基-十八酸辛酯；9， lO-双-辛酰氧基十八酸 辛酯；9， 10-双-癸酰氧基十八酸辛酯；9, 10-双-十二烷酰氧基十八 酸辛酯；9， 10-双-己酰氧基十八酸十二烷基酯；9， 10-双-辛酰氧基 十八酸十二烷基酯；9， 10-双-癸酰氧基十八酸十二烷基酯；9， 10-双-十二烷酰氧基十八酸十二烷基酯和它们的混合物。12. 权利要求1的润滑剂组合物，还包含选自I类油、II类油、 III类油和它们的组合的基础油。13. 权利要求1的润滑剂组合物，还包含一种或多种二酯物种。14. 包括以下步骤的方法a) 用醇酯化具有10~22的碳数的单不饱和脂肪酸以生成不饱和 酯；b) 环氧化所述不饱和酯以生成包含环氧环的环氧酯物种；c) 打开所述环氧酯物种的环以生成二羟基酯；和d) 用酯化物种酯化所述二羟基酯以生成三酯物种，其中所述酯化 物种选自羧酸、酰囟、酸酐和它们的组合，并且其中所述酯化 物种具有从1至18的碳数。15. 权利要求14的方法，其中用醇酯化所述单不饱和脂肪酸的 步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：SJ米勒，SA艾勒马瑞，
申请(专利权)人：雪佛龙美国公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]