含有基于異戊二烯的組分的潤滑組合物的制作方法
【專利說明】含有基于異戊二稀的組分的潤滑組合物
[0001] 本發(fā)明總體上設(shè)及潤滑組合物。具體而言，本發(fā)明提供潤滑組合物、基礎(chǔ)油和基本 油料W及制備和使用所述潤滑組合物的方法。
[0002] 潤滑組合物通常包含具有潤滑粘度的基礎(chǔ)油連同一種或多種添加劑W遞送性質(zhì)， 所述性質(zhì)包括，例如減少的摩擦和磨損、改進的粘度指數(shù)、清凈性(detergency)和抗氧化與 腐蝕性。潤滑基礎(chǔ)油可W包括一種或多種潤滑油的來源，稱之為基本油料(base stock)。
[0003] 用于汽車發(fā)動機潤滑劑的潤滑基本油料通常由石油化學(xué)來源得到，例如作為在精 煉原油過程中分離出的較高沸點饋分，或者作為石油化學(xué)來源的原料的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物。潤 滑基本油料也可W由費托蠟(Fischer-Tropsch wax)制得。
[0004] 如表 1 中所列，根據(jù)API標準 1509,巧NGI肥 OIL LICENSING AND CERTIFICATION SYSTEM"，2012年9月，第17版版本附錄E，可W將基本油料分類為I、II、III、IV和V類基本油 料。
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[0006] I類、n類和HI類基本油料通常源自礦物油。I類基本油料通常通過已知的方法制 造，所述方法包括溶劑萃取和溶劑脫蠟，或者溶劑萃取和催化脫蠟。II類和III類基本油料 通常通過已知的方法制造，所述方法包括催化氨化和/或催化加氨裂化，W及催化加氨異構(gòu) 化。IV類基本油料包括，例如氨化的Cl-締控低聚物。適合的制備低聚物的方法包括，例如自 由基法、齊格勒(Zeigler )催化法和陽離子傅克(Friedel-Crafts)催化法。適合的是，聚a-締控基本油料源自例如〔8、如、山、(：14締控和其一種或多種混合物。
[0007] 近年來，針對確認W往由化石來源得到的產(chǎn)品的可持續(xù)替代品，已存在增長的關(guān) 注度。生物由來的材料(有時也稱生物基材料)能在未來的潤滑劑制劑中扮演重要的角色， 在滿足消費者對"綠色"產(chǎn)品的需求，W及減少對不可再生資源(例如原油）的依賴的方面。 [000引已從植物來源得到潤滑基本油料，通常作為脂肪酸的甘油=醋，例如棟桐油、葵花 油和菜巧油。來自植物和動物來源的游離脂肪酸也可W用于制備多種合成醋類基本油料。 [0009] US2007/0281873設(shè)及用于流體動力軸承的潤滑油組合物，其包含作為基礎(chǔ)油的50 至100質(zhì)量％的包含至少一個酸鍵并具有11至34個碳原子的酸類化合物，并具有100°C下至 少2.2 mmVs的運動粘度。
[0010]化thrick S A和Wood H S在"Greases for Use over the Temperature Range -65°C to + l〇〇°C''（Selected Government Research Reports (Great Britain Ministry of Supply),Lubricants and Lubrication (1952),11 卷，Report No.2,11-20)中描述了 在二氨香茅酸(dihy化ocitronellyl ether)中使用百分之六的硬脂酸裡W形成潤滑脂。在 該報告的第16頁陳述道： "在合成液壓油的研究工作中，Royal Inst;Uution的化raday Laborato巧中的工作人 員發(fā)現(xiàn)二氨香茅酸具有低凝固點W及低粘度。由制造商制造該材料的一品托樣品，并且針 對該酸在潤滑脂制作上的功效做了一些初步的實驗。在所述酸中的百分之六的硬脂酸裡形 成了潤滑脂，當將其施用于軸承時，可使軸承容易地在-70°C下轉(zhuǎn)動。儲存兩個月的情況下 該潤滑脂發(fā)生了一些分油，但可W預(yù)見的是，運可W通過在硬脂酸裡之外復(fù)合硬脂酸侶來 解決。當用I.P.方法46/42測試時，該酸的揮發(fā)度與D.T.D.44D規(guī)格的油近似相同，因此可 W預(yù)期由該材料制造的潤滑脂不會有由于蒸發(fā)產(chǎn)生的問題。"。
[0011 ]二氨香茅基部分包含兩個異戊二締基(isoprenyl)單元。
[0012] Benemann, J.R.等在('Chemicals From Salt Loving (Halophilic) Microbes" (Final Report,化tional Science !^undation NSF/CPE-82006，1982年5月）中于其摘要 里陳述道："檢驗了制造特種化學(xué)品的可能性，特別是二植烷基甘油酸(DPGE)(-種可能的 潤滑試劑)……"。在其結(jié)論中陳述道："在本研究過程中得到的結(jié)果不支持可W經(jīng)濟地由嗜 鹽菌生產(chǎn)脂質(zhì)的預(yù)設(shè)。在所有測試條件下得到的產(chǎn)率都非常低;DPGE的回收率甚至低于文 獻中報道的那些……如果可用作特種潤滑劑，甘油酸會更容易在化學(xué)上合成。"。
[0013] 本領(lǐng)域仍有發(fā)現(xiàn)新的可再生的潤滑劑基本油料來源的需求。具體而言，本領(lǐng)域仍 有對高性能潤滑油組合物的需求，所述潤滑油組合物包含(至少部分)可為生物來源的（也 稱生物基的)基本油料。
[0014] 本發(fā)明至少部分基于確認類異戊二締化合物是適合用作潤滑組合物組分的化合 物的來源(例如生物來源），并且特別是用于潤滑油組合物及其組分的基本油料的來源。類 異戊二締是由種類繁多的有機體生產(chǎn)的一大類的有機化合物的成員。類異戊二締包括基于 異戊二締的異戊二締基單元。異戊二締具有式：
可W首尾相連地排列異戊二締基單元W形成鏈，或可W排列形成多種環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0015] 據(jù)此，在第一個方面，本發(fā)明提供了包含具有潤滑粘度的基礎(chǔ)油和一種或多種潤 滑劑添加劑的潤滑組合物，其中所述基礎(chǔ)油包含基本油料或由其組成，所述基本油料包含 至少一種類異戊二締化合物或由其組成，所述類異戊二締化合物包含： (i )一個或兩個獨立地選自酸和醋部分的含氧部分； (ii) 含有1至5個異戊二締基單元的第一無環(huán)類異戊二締部分;W及 (iii) 任選地，含有1至5個異戊二締基單元的第二無環(huán)類異戊二締部分，且條件為，在 所述類異戊二締化合物含有單個酸部分的情況下，至少一個類異戊二締部分含有3至5個異 戊二締基單元。
[0016] 本公開的運些和其他的實例具有的優(yōu)點是，用于本發(fā)明的潤滑組合物的基本油料 可W(至少部分地）由生物來源的原料(或稱生物基原料)合成，其例如通過可擴大規(guī)模的合 成方法實現(xiàn)。還已發(fā)現(xiàn)基本油料顯現(xiàn)出一系列所需的潤滑劑特性，例如當配制入潤滑組合 物中時，其包括粘度特性和/或氧化穩(wěn)定性。據(jù)此，本發(fā)明至少提供了針對本領(lǐng)域中已在前 報道的潤滑基本油料的有吸引力的替代物。
[0017] 就本發(fā)明而言，除非另有規(guī)定，本文使用的W下術(shù)語應(yīng)當被理解為具有下述含義： 本文使用的術(shù)語"控基"是指僅由氨和碳原子組成的基團，所述基團含有1至30個碳原 子?？鼗鶊F的實例包括含有1至20個碳原子，例如1至12個碳原子，例如1至10個碳原子的 控基基團?？鼗鶊F的實例包括無環(huán)基團、環(huán)狀基團和包含無環(huán)部分和環(huán)狀部分兩者的基 團。控基基團的實例包括直鏈基團和支鏈基團。術(shù)語"控基"包括指定的單價基團和多價基 團。單價控基基團的實例包括烷基、締基、烘基、碳環(huán)基(例如環(huán)烷基、環(huán)締基或芳基)和芳燒 基。
[0018] 本文使用的術(shù)語"烷基"是指含有1至30個碳原子的單價直鏈或支鏈烷基部分。燒 基基團的實例包括含有1至20個碳原子，例如1至12個碳原子，例如1至10個碳原子的烷基基 團。具體實例包括含有1、2、3、4、5或6個碳原子的烷基基團。烷基基團的實例包括甲基、乙 基、正丙基、異丙基、正T基、仲T基、叔T基、戊基、己基，W及諸如此類。
[0019] 本文使用的術(shù)語"環(huán)烷基"是指含有3至20個碳原子并含有至少一個環(huán)的單價飽和 脂族控基部分，其中所述環(huán)具有至少3個環(huán)碳原子。環(huán)烷基基團的實例包括含有3至16個碳 原子，例如3至10個碳原子的環(huán)烷基基團。具體實例包括含有3、4、5或6個環(huán)碳原子的環(huán)烷基 基團。環(huán)烷基基團的實例包括單環(huán)、多環(huán)(例如雙環(huán))或橋環(huán)體系的基團。環(huán)烷基基團的實例 包括環(huán)丙基、環(huán)下基、環(huán)戊基、環(huán)己基，W及諸如此類。本文使用的術(shù)語"亞環(huán)烷基"是指相應(yīng) 的二價基團。
[0020] 本文使用的術(shù)語"締基"是指含有2至30個碳原子并額外含有至少一個碳-碳雙鍵 的單價直鏈或支鏈烷基基團，除非指定，所述碳-碳雙鍵為E或Z構(gòu)型任一種。締基基團的實 例包括含有2至20個碳原子，例如2至12個碳原子，例如2至10個碳原子的締基基團。具體實 例包括含有2、3、4、5或6個碳原子的締基基團。締基基團的實例包括乙締基、2-丙締基、1-下 締基、2-了締基、3-了締基、1-戊締基、2-戊締基、3-戊締基、1-己締基、2-己締基、3-己締基， W及諸如此類。
[0021] 本文使用的術(shù)語"芳基"是指包含6至14個環(huán)碳原子的芳族碳環(huán)體系。芳基基團的 實例包括含有6至10個環(huán)碳原子，例如6個環(huán)碳原子的芳基基團。芳基基團的實例包括單環(huán) 芳族環(huán)體系或含有至少一個為芳族的2個或更多個環(huán)的多環(huán)環(huán)體系的基團。芳基基團的實 例包括在環(huán)碳原子外還包含1至6個環(huán)外碳原子的芳基基團。芳基基團的實例視情況包括單 價或多價的芳基基團。單價芳基基團的實例包括苯基、苯甲基、糞基、巧基、奧基、巧基、蔥 基，W及諸如此類。二價芳基基團的一個實例是1,4-亞苯基。
[0022] 術(shù)語"亞烷基"是指含有1至30個碳原子的二價直鏈或支鏈的飽和控基基團。亞燒 基基團的實例包括含有1至20個碳原子，例如1至12個碳原子，例如1至10個碳原子的亞烷基 基團。具體實例包括含有1、2、3、4、5或6個碳原子的亞烷基基團。
[0023] 術(shù)語"亞締基"是指含有2至30個碳原子的二價直鏈或支鏈飽和的并額外含有至少 一個碳-碳雙鍵的控基基團，除非指定，所述碳-碳雙鍵為E或Z構(gòu)型任一種。亞締基基團的實 例包括含有2至20個碳原子，例如2至12個碳原子，例如2至10個碳原子的亞締基基團。具體 實例包括含有2、3、4、5或6個碳原子的亞締基基團。
[0024] 本文使用的術(shù)語"烷氧基"是指-0-烷基，其中烷基是如本文定義的。在一些實例 中，烷氧基基團含有1至30個碳原子，例如1至26個碳原子，或1至20個碳原子，或1至12個碳 原子，例如1至10個碳原子。具體實例包括含有1、2、3、4、5或6個碳原子的烷氧基基團。燒氧 基基團的實例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、下氧基、叔下氧基、戊氧基、己氧基， W及諸如此類。
[0025] 本文使用的術(shù)語"酷氧基"是指-OC(O)-烷基或-OC(O)-芳基，其中烷基和芳基是如 本文定義的?？嵫趸鶊F的實例包括含有2至20個碳原子，例如2至12個碳原子，例如2至10 個碳原子的酷氧基基團。具體實例包括含有2、3、4、5、6或7個碳原子的烷氧基基團?？嵫趸?基團的實例包括乙酷氧基、丙酷氧基、異丙酷氧基、苯甲酯氧基，W及諸如此類。
[0026] 本文使用的術(shù)語"雜環(huán)基"是指含有3至14個環(huán)原子的飽和(例如雜環(huán)烷基)或不飽 和（例如雜芳基）的雜環(huán)環(huán)部分，其中所述環(huán)原子包括至少一個環(huán)碳原子和至少一個選自 氮、氧和硫的環(huán)雜原子。雜環(huán)基基團的實例包括含有3至10個環(huán)原子，例如3至6個環(huán)原子的 雜環(huán)基基團。具體實例包括含有5或6個環(huán)原子的雜環(huán)基基團，其包括例如飽和的、不飽和的 或芳族的基團。雜環(huán)基基團的實例包括在環(huán)碳原子W外還包含1至6個環(huán)外碳原子的雜環(huán)基 基團。雜環(huán)基基團的實例視情況包括單價或多價的那些。
[0027] 本文使用的術(shù)語"雜芳基"是指含有5至14個環(huán)原子的芳族雜環(huán)環(huán)體系，其中所述 環(huán)原子包括至少一個環(huán)碳原子和至少一個選自氮、氧和硫的環(huán)雜原子。雜芳基基團的實例 包括單環(huán)環(huán)體系或含有至少一個為芳香性的2個或更多個環(huán)的多環(huán)(例如雙環(huán))環(huán)體系的雜 芳基基團。雜芳基基團的實例包括在環(huán)碳原子W外還包含1至6個環(huán)外碳原子的那些。雜芳 基基團的實例視情況包括單價或多價的那些。雜芳基基團的實例包括巧喃基和苯并[b]巧 喃基基團。
[0028] 本文使用的術(shù)語"任選取代"是指未取代或取代。關(guān)于化學(xué)基團使用的在本文中使 用的術(shù)語"取代"是指該基團中的一個或更多個(例如1、2、3、4或5個)氨原子彼此獨立地被 相應(yīng)數(shù)量的取代基置換。當存在時，所述一個或更多個取代基僅存在于它們有化學(xué)可能性 的位置，即任何取代是依照被取代原子和取代基的允許價態(tài)，并且取代得到穩(wěn)定的化合物。 適合的取代基包括控基基團，其包括例如：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正下基、異下基、叔 下基、正戊基、新戊基、3,3-二甲基丙基、2,3-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基和2-乙基己基。 適合的取代基包括包含雜原子的基團，所述雜原子包括例如氮、氧和硫。
[0029] 本文使用的術(shù)語"類異戊二締"是指為異戊二締低聚物的單價或二價無環(huán)控基部 分。含有類異戊二締部分的化合物在本文中稱為"類異戊二締化合物"。異戊二締基單元，例 如-[C此CH=C( C出)C出]-和-[C出C出CH( C曲)C出]-，可W W規(guī)則的或任意的順序首尾相連和/ 或首首相連。
[0030] 除非另有說明，類異戊二締部分含有1至5個異戊二締基單元，例如2至5個異戊二 締基單元，例如3至5個異戊二締基單元，例如3或4個異戊二締基單元，例如3個異戊二締基 單元。
[0031] 在至少一些實例中，類異戊二締部分源自法尼締或法尼醇或其組合。在至少一些 實例中，類異戊二締化合物源自法尼締或法尼醇或其組合。
[0032] 在至少一些實例中，類異戊二締部分源自生物來源的原料(或稱生物基原料），包 括例如法尼締和法尼醇。在至少一些實例中，