[發明專利]堿性無灰添加劑和含有所述添加劑的潤滑組合物

有效

• 申請號: 202080048558.0
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN114072486B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: D·J·薩科曼多;W·R·S·巴頓;A·斯通利;張琰湜;E·E·德爾布里奇
• 申請（專利權）人: 路博潤公司
• 主分類號: C10M167/00
• 分類號: C10M167/00;C10M133/06;C07C227/08;C07C229/12;C10N40/25;C10N30/12
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 唐秀玲;徐國棟

所公開的技術涉及一種潤滑組合物，所述潤滑組合物包含具有潤滑粘度的油和選自N?芳烷基α?羰基官能胺的無灰堿性胺添加劑。所公開技術的潤滑油中使用的所述堿性胺添加劑賦予以總堿值(TBN)測量的堿度，而不添加硫酸化灰分。所公開的技術的包含堿性胺添加劑的潤滑油同時實現密封件相容性、沉積物和腐蝕控制。

技術領域

所公開的技術涉及用于潤滑油組合物的添加劑、含有該添加劑的潤滑油以及用于潤滑發動機的方法。在所公開技術的潤滑油中使用的添加劑賦予以總堿值(TBN)測量的堿度，而無需添加硫酸化灰分、磷和硫。這些添加劑可減輕曲軸箱腐蝕并且具有改善的與含氟彈性體密封件的相容性。

背景技術

用于潤滑內燃發動機的潤滑油組合物包含大部分具有潤滑粘度的基礎油和多種潤滑油添加劑以改進油的性能。潤滑油添加劑用于改進清潔力、減少發動機磨損、提供對抗熱和氧化的穩定性、抑制腐蝕并通過減少摩擦增加發動機效率。內燃發動機產生由于烴燃料的不完全燃燒引起的酸性和促氧化劑副產物。這些副產物對發動機油產生有害影響，并且同樣對發動機產生有害影響。例如，副產物可以氧化在潤滑油中發現的烴，產生羧酸和其他含氧化合物(oxygenates)。這些氧化的和酸性的烴會導致發動機腐蝕、磨損和沉積問題。潤滑劑必須能夠中和由燃燒產生的酸性材料。

歷史上，含堿添加劑已經被添加到潤滑劑中以中和此類副產物，從而減少它們對潤滑劑和發動機造成的危害。在一段時間內，含有金屬堿(諸如鈣或鎂的氧化物或碳酸鹽)的過堿性烴磺酸洗滌劑已經被用作酸清除劑，中和酸性副產物并保護潤滑劑和發動機。過堿性洗滌劑的中和功能對于延長的油排放(oil?drain)間隔尤為重要，其中降低的洗滌劑水平可能會危及油的壽命。然而，過堿性洗滌劑攜帶有大量金屬，如通過硫酸化灰分所測量的。隨著含有過堿性洗滌劑的潤滑油被消耗，金屬形成灰狀沉積物和殘留物。與抗磨劑結合的過堿性金屬洗滌劑，例如二烷基二硫代磷酸鋅(ZDDP)增加硫酸化灰分、磷和硫(SAPS)副產物，這會干擾發動機微粒過濾器和排放催化劑性能。柴油和乘用車潤滑油的新的行業升級對SAPS的量提出了越來越低的限制，并且進而對配制到油中的過堿性洗滌劑和/或抗磨劑的量提出了越來越低的限制。然而，通過使過堿性洗滌劑和抗磨劑的存在最小化，油的堿度和中和在燃燒過程期間形成的酸性副產物的能力隨之降低，最終危及油的壽命并且需要更短的更換間隔。

可以通過增加油的總堿度(其通常被表示為總堿值(TBN))來延長油的壽命。然而，挑戰是在不添加SAPS或導致腐蝕的高度堿性化合物的情況下提供TBN。某些TBN增強化合物(例如胺化合物)已經被用于幫助中和在發動機中的燃燒期間形成的酸。然而，這些胺化合物中的某些對彈性體密封件可能具有有害的影響。某些胺被認為會引起含氟聚合物主鏈的脫氫氟化。由此形成的不飽和度易受氧化的影響，導致物理性能的損失、密封件降解和最終失效。密封件失效會損害發動機性能，增加發動機損壞的可能性，并且導致在環境上不可接受的從曲軸箱的油滲漏。

盡管如此，堿性胺添加劑已經被研究作為包含過堿性金屬洗滌劑(例如烷基胺和芳香族胺)的灰分的替代品。堿性胺添加劑(例如琥珀酰亞胺分散劑)包含提供堿度的來源的多胺基團。然而，如上所述，此類胺被認為會在含氟彈性體密封件材料中引起脫氫氟化。通常，在密封件降解和/或腐蝕成為重大問題之前，潤滑劑的堿含量或TBN只能通過胺分散劑被適度提高，從而限制了由此類添加劑可以提供的TBN的量。

存在兩種常見的在潤滑劑添加劑領域中使用的堿度的度量。總堿值可以通過ASTMD2896測量，ASTM?D2896是一種測量強堿和弱堿的滴定法。另一方面，ASTM?D4739是一種測量強堿的滴定法。已知滴定ASTM?D2896的胺對含氟聚合物密封件更具侵蝕性，而滴定D4739的胺侵蝕性較低。因此，許多潤滑劑應用需要如通過ASTM?D4739滴定的TBN。

琥珀酰亞胺分散劑具有相對高的堿性氮含量，其以TBN(ASTM?D2896)表示。一般來說，較高的氮含量提供較好的分散性和沉積物控制。然而，任務是提供如由ASTM?D4739測量的高TBN，而不損害密封件的相容性。