润滑组合物及其使用方法
【专利说明】润滑组合物及其使用方法
[000。 发明背景 发明领域
[0002] 本发明设及润滑组合物。本发明进一步设及制备润滑剂组合物的方法W及使用润 滑组合物的方法，例如用于高压金属-对-金属应用，例如润滑发动机。
[000引发明背景
[0004] 在领域已知各种润滑组合物。然而，市场上持续非常需要具有高沸点、低凝固点、 高粘度指数、良好热稳定性、耐腐蚀性和/或高耐氧化性的润滑剂。还需要可具有用于不同 发动机、机器等的宽应用范围且可在不同条件下运行良好的润滑组合物。
[0005] 文献中描述了用于改善润滑剂特性的不同方法。一些方法设及获得用于润滑剂且 具有特殊性能的基础油。例如，美国专利号7, 141，157描述了一种制备费-托衍生的润滑基 础油的方法；美国专利号6, 824, 671描述了在低倾点下具有优异Noack挥发度的聚a-締 控。一些方法设及为润滑剂提供特殊添加剂组分，例如抗氧化剂、减摩剂、抗磨剂或粘度强 化剂等。例如，美国专利号8, 093, 190描述了一种受阻胺和金属化合物的抗氧化剂组合；美 国专利号7, 018, 962提供了一种粘度指数（VI)改进剂浓缩物；美国专利号5, 723, 419公开 了一种具有氯化石蜡作为减摩剂的组合物；美国专利号7, 615, 519公开了一种包含控可溶 性铁化合物的组合物。
[0006] 然而，上文所述的各种方法自身具有限制。因此，本发明的一个目的是开发优于一 些现有润滑剂和/或比一些现有润滑剂更通用的新型润滑组合物。
[0007] 发明简述
[000引在实施方案中，本发明提供了一种润滑剂添加剂组合物，其包含：(a)添加剂基础 油，其量为该添加剂组合物的10-80重量％;化）氯化石蜡，其量为该添加剂组合物的10-60 重量％ ;和（C)第一抗氧化剂，其量为该添加剂组合物的0.01-5重量％。
[0009] 在实施方案中，本发明提供了一种润滑剂添加剂组合物，其包含：(a)添加剂基础 油，其量为该添加剂组合物的10-80重量％;化）氯化石蜡，其量为该添加剂组合物的10-60 重量％;和（C)第一抗氧化剂，其量为该添加剂组合物的0.01-5重量％;和进一步包含其量 为该添加剂组合物的0. 01-5重量％的第二抗氧化剂。在实施方案中，第一抗氧化剂为胺抗 氧化剂或酪抗氧化剂。在实施方案中，第二抗氧化剂为胺抗氧化剂或酪抗氧化剂。在实施 方案中，第一抗氧化剂为胺抗氧化剂且第二抗氧化剂为酪抗氧化剂。
[0010] 在实施方案中，本发明提供了一种润滑剂添加剂组合物，其包含：(a)添加剂基础 油，其量为该添加剂组合物的10-80重量％;化）氯化石蜡，其量为该添加剂组合物的10-60 重量％;和（C)第一抗氧化剂，其量为该添加剂组合物的0.01-5重量％;其中所述添加剂基 础油选自I类基础油、II类基础油、III类基础油、IV类基础油和合成醋基础油。在实施方 案中，所述润滑剂添加剂组合物进一步包含其量为该添加剂组合物的1-50重量％的至少 一种额外添加剂基础油。
[0011] 在实施方案中，本发明提供了一种润滑剂添加剂组合物，其包含：(a)添加剂基础 油，其量为该添加剂组合物的10-80重量％; (b)氯化石蜡，其量为该添加剂组合物的10-60 重量％;和（C)第一抗氧化剂，其量为该添加剂组合物的0.01-5重量％;和进一步包含至少 一种选自如下的额外组分：抗磨剂、清净剂、分散剂、稀释剂、破乳剂、消泡剂、腐蚀/诱蚀抑 制剂、极压剂、倾点下降剂、粘度指数改进剂和摩擦改进剂。
[0012] 在实施方案中，本发明提供了一种制备润滑剂添加剂组合物（例如本文所述的任 意润滑剂添加剂组合物）的方法。在一些实施方案中，所述方法包括：(a)提供包含第一添 加剂基础油、氯化石蜡和第一抗氧化剂的添加剂成分；和化）将所述添加剂成分混合。在一 些实施方案中，所述添加剂成分进一步包含第二添加剂基础油。在一些实施方案中，所述添 加剂成分进一步包含第二抗氧化剂。在一些实施方案中，所述添加剂成分进一步包含至少 一种选自如下的额外组分：第立添加剂基础油、抗磨剂、清净剂、分散剂、稀释剂、破乳剂、消 泡剂、腐蚀/诱蚀抑制剂、极压剂、倾点下降剂、粘度指数改进剂和摩擦改进剂。
[0013] 在一些实施方案中，所述制备润滑剂添加剂组合物的方法包括将一些添加剂成分 预热至例如约70°C的溫度。在一些实施方案中，所述方法进一步包括将一些添加剂成分预 混。在一些实施方案中，所述方法进一步包括将至少两种添加剂成分（例如氯化石蜡和第 一添加剂基础油）预混。在一些实施方案中，所述方法进一步包括将至少=种添加剂成分 (例如第二添加剂基础油、第一抗氧化剂和第二抗氧化剂）预混。
[0014] 在一些实施方案中，所述方法进一步包括将至少两种或至少=种添加剂成分与至 少一种额外组分预混。在一些实施方案中，用于预混至少两种添加剂成分或预混至少=种 添加剂成分的氯化石蜡、第一添加剂基础油和第二添加剂基础油的量独立地为所述润滑剂 添加剂组合物中的相应成分总量的约20-约100%
[0015] 在实施方案中，本发明提供了一种发动机油，其包含润滑剂添加剂组合物，所述润 滑剂添加剂组合物包含：（a)添加剂基础油，其量为该添加剂组合物的10-80重量％;化）氯 化石蜡，其量为该添加剂组合物的10-60重量％ ;和（C)第一抗氧化剂，其量为该添加剂组 合物的0. 01-5重量％。在实施方案中，所述发动机油配制用于内燃发动机。
[0016] 在实施方案中，本发明提供了一种传动油，其包含润滑剂添加剂组合物，所述润滑 剂添加剂组合物包含：（a)添加剂基础油，其量为该添加剂组合物的10-80重量％;化）氯化 石蜡，其量为该添加剂组合物的10-60重量％ ;和（C)第一抗氧化剂，其量为该添加剂组合 物的0.01-5重量％。
[0017] 在实施方案中，本发明提供了一种齿轮油，其包含润滑剂添加剂组合物，所述润滑 剂添加剂组合物包含：（a)添加剂基础油，其量为该添加剂组合物的10-80重量％;化）氯化 石蜡，其量为该添加剂组合物的10-60重量％ ;和（C)第一抗氧化剂，其量为该添加剂组合 物的0.01-5重量％。
[0018] 在实施方案中，本发明提供了一种满轮机油，其包含润滑剂添加剂组合物，所述润 滑剂添加剂组合物包含：（a)添加剂基础油，其量为该添加剂组合物的10-80重量％;化）氯 化石蜡，其量为该添加剂组合物的10-60重量％ ;和（C)第一抗氧化剂，其量为该添加剂组 合物的0.01-5重量％。
[0019] 在实施方案中，本发明提供了一种润滑发动机的方法，其包括使所述发动机与发 动机油接触，所述发动机油包含润滑剂添加剂组合物，所述润滑剂添加剂组合物包含：(a) 添加剂基础油，其量为该添加剂组合物的10-80重量％ ;(b)氯化石蜡，其量为该添加剂组 合物的10-60重量％ ;和（c)第一抗氧化剂，其量为该添加剂组合物的0.01-5重量％。在 实施方案中，所述发动机为内燃发动机。
[0020] 在实施方案中，本发明提供了一种提高发动机的燃料效率的方法，其包括向所述 发动机提供发动机油，所述发动机油包含润滑剂添加剂组合物，所述润滑剂添加剂组合物 包含：（a)添加剂基础油，其量为该添加剂组合物的10-80重量％ ;化）氯化石蜡，其量为该 添加剂组合物的10-60重量％ ;和（C)第一抗氧化剂，其量为该添加剂组合物的0. 01-5重 量％。在实施方案中，所述发动机为内燃发动机。
[0021] 在实施方案中，本发明提供了一种发动机油，其包含5-25重量％的发动机油添加 剂组合物，其中所述添加剂组合物包含：（a)氯化石蜡，其量为该添加剂组合物的30-35重 量％ ;和化）添加剂基础油，其量为该添加剂组合物的20-40重量％;和其中所述发动机油 配制用于选自如下的发动机：汽车发动机、摩托车发动机、公共汽车发动机、商用车发动机、 船舶发动机、喷气发动机、直升机发动机、卡车发动机、船用柴油发动机、铁路机车柴油发动 机、艇外发动机、发电机用发动机、拖拉机发动机、非柴油铁路机车发动机、电动汽车发动机 和航至活塞式发动机。
[00过发明详述
[0023]涧滑剂添加巧側合物
[0024] 发明人发现，包含添加剂基础油、氯化石蜡和一种或多种抗氧化剂的润滑剂添加 剂组合物在降低两个表面（例如两个运动金属表面）之间的摩擦方面具有独特的优点。
[0025] 因此，在实施方案中，本发明提供了润滑剂添加剂组合物的各种配制剂。在实施方 案中，所述润滑剂添加剂组合物包含添加剂基础油、氯化石蜡和第一抗氧化剂。在实施方案 中，所述润滑剂添加剂组合物进一步包含第二抗氧化剂。在实施方案中，所述润滑剂添加剂 组合物包含多种添加剂基础油。在实施方案中，所述润滑剂添加剂组合物进一步包含至少 一种选自如下的额外组分：抗磨剂、清净剂、分散剂、稀释剂、破乳剂、消泡剂、腐蚀/诱蚀抑 制剂、极压剂、倾点下降剂、粘度指数改进剂和摩擦改进剂。
[0026] 本文提供的润滑剂添加剂组合物可用作独立的润滑剂或者可添加至另一润滑剂 组合物（例如发动机油、传动油、满轮机油、齿轮油、润滑脂等）中。
[0027] 因此，术语"润滑剂添加剂组合物"是指可用作独立的润滑剂、或者用作可具有添 加至其中W形成另一润滑剂组合物的额外组分的组合物的组合物。因此，术语"添加剂基础 油"是指添加W形成润滑剂添加剂组合物的基础油。然而，一旦形成润滑剂添加剂组合物， 则可向该润滑剂添加剂组合物中添加额外组分例如额外基础油，从而形成另一润滑剂组合 物。
[0028] 除非具体说明或者由上下文显而易见，否则本文所用的术语"约"应理解为处于本 领域的通常公差范围之内，例如处于平均值的2个标准差范围之内。"约"可理解为处于所 述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%范 围之内。本文所用的"约"具体值还包括该具体值，例如约10%包括10%。本文所有表中 的数值范围或值应理解为前面标有术语"约"。
[0029] 配制剂A:添加剂基础油、氯化石蜡和抗氧化剂
[0030] 在实施方案中，本发明提供了一种润滑剂添加剂组合物，其包含添加剂基础油、氯 化石蜡和第一抗氧化剂。合适的添加剂基础油及其重量百分比如本文所述。合适的氯化石 蜡及其重量百分比如本文所述。合适的抗氧化剂及其重量百分比也如本文所述。
[0031]在本文所述的任意实施方案中，所述添加剂基础油的量可为所述润滑剂添加剂组 合物重量的约10-约80 %、约10-约70 %、约10-约60 %、约10-约50 %、约10-约40 %、约 10-约 30 %、约 10-约 20 %、约 20-约 80 %、约 20-约 70 %、约 20-约 60 %、约 20-约 50 %、约 20-约 40%、约 20-约 30%、约 30-约 80%、约 30-约 70%、约 30-约 60%、约 30-约 50%、 约 30-约 40 %、约 40-约 80 %、约 40-约 70 %、约 40-约 60 %、约 40-约 50 %、约 50-约 80 %、约 50-约 70 %、约 50-约 60 %、约 60-约 80 %、约 60-约 70 %、约 70-约 80 %、大于 80% (例如约80-约90%、约90-95%或大于95%)或小于10%。在本文所述的任意实施 方案中，所述添加剂基础油的量也可为所述润滑剂添加剂组合物重量的约10%、约20%、 约 30%、约 40%、约 50%、约 60%、约 70%、约 80%、约 90%或约 95%。
[0032]在本文所述的任意实施方案中，所述氯化石蜡的量可为所述润滑剂添加剂组合物 重量的约10-约60 %、约10-约50 %、约10-约40 %、约10-约30 %、约10-约20 %、约 15-约 60%、约 15-约 50%、约 15-约 45%、约 15-约 40%、约 15-约 35%、约 15-约 30%、 约 20-约 60 %、约 20-约 50 %、约 20-约 40 %、约 20-约 30 %、约 30-约 60 %、约 30-约 50%、约30-约40 %、约40-约60 %、约40-约50 %、约50-约60 %、小于10% (例如约 5-约10 %或小于约5 % )或大于60 % (例如约60-约70 %、约70-约80 %、约80-约90 % 或大于约90% )。在本文所述的任意实施方案中，所述氯化石蜡的量也可为所述润滑剂添 加剂组合物重量的约10%、约20%、约30%、约40%、约50%、约60%、约70%、约80%、约 90%或约 95%。
[0033]在本文所述的任意实施方案中，第一抗氧化剂的量可为所述润滑剂添加剂组合物 重量的约0. 01-约5%、约0. 01-约4%、约0. 01-约3%、约0. 01-约2%、约0. 01-约1 %、约 0. 1-约 5%、约 0. 1-约 4%、约 0. 1-约 3%、约 0. 1-约 2%、约 0. 1-约 1%、约 0. 5-约 5%、 约0. 5-约4 %、约0. 5-约3 %、约0. 5-约2 %、约0. 5-约1 %或大于约5 %。在本文所述的 任意实施方案中，第一抗氧化剂的量也可为所述润滑剂添加剂组合物重量的约0. 01%、约 0. 05%、约 0. 1 %、约 0. 2%、约 0. 3%、约 0. 4%、约 0. 5%、约 0. 6%、约 0. 7%、约 0. 8%、约 0. 9%、约 1 %、约 1. 5%、约 2%、约 3%、约 4%或约 5%。
[0034]在实施方案中，本发明提供了一种润滑剂添加剂组合物，其包含：(a)添加剂基础 油，其量为该添加剂组合物的10-80重量％;化）氯化石蜡，其量为该添加剂组合物的10-60 重量％;和（C)第一抗氧化剂，其量为该添加剂组合物的0.01-5重量％。在实施方案中，氯 化石蜡的量为该添加剂组合物的约15-约45重量％。合适的添加剂基础油、氯化石蜡和第 一抗氧化剂如本文所述。
[00巧]添加剂基础油
[0036]适用于本发明润滑剂添加剂组合物中的添加剂基础油包括矿物油或合成油。因 此，在本文所述的任意实施方案中，所述添加剂基础油可为矿物油或合成油。在实施方案 中，所述添加剂基础油为矿物油。在实施方案中，所述添加剂基础油为多种矿物油的共混 物。在实施方案中，所述添加剂基础油为合成油。在实施方案中，所述添加剂基础油为多种 合成油的共混物。在实施方案中，所述添加剂基础油为矿物油和合成油的共混物。在实施 方案中，所述添加剂基础油为多种矿物油和合成油的共混物。在实施方案中，所述添加剂基 础油为矿物油和多种合成油的共混物。在实施方案中，所述添加剂基础油为多种矿物油和 多种合成油的共混物。
[0037] 适用于本发明润滑剂添加剂组合物中的添加剂基础油包括I类基础油、II类基础 油、III类基础油、IV类基础油或V类基础油（例如合成醋基础油）。本领域已知基础油可 分为5个大类，即I-V类，参见例如美国石油学会（"API")的出版指南："AppendixE--API BaseOilInterchangeabilityGuidelinesforPassengerCarMotorOilsandDiesel 化gineOils(2011年9月）"（下文称为"API指南"）。在本文中，术语"I类基础油"、"II 类基础油"、"III类基础油"、"IV类基础油"和"V类基础油"是指分别落入API指南所定义 的I-V类基本油料类别内的基础油。本文所用的术语"基础油"和"基本油料"可互换地使 用，除非另有区分。
[0038] 根据API指南，基本油料的各类别具有特定的特征化学组成（例如饱和物含量、硫 含量）和物理性质（例如粘度指数值）。润滑剂工业拓展了API指南中的五个基本类别且 使用r类、ir类或iir类基础油类别来分别描述具有103-108粘度指数的I类基本油料、 具有113-119粘度指数的II类基本油料，或具有至少140粘度指数的III类基本油料。
[0039] 在本文所述的任意实施方案中，所述添加剂基础油可选自I类基础油、II类基础 油、III类基础油、IV类基础油和合成醋基础油。在实施方案中，所述添加剂基础油也可为 r类、II+类或IIr类基础油。在实施方案中，所述添加剂基础油为III类、IV类基础油或 合成醋基础油。在实施方案中，所述添加剂基础油为III类基础油。
[0040] 在实施方案中，所述添加剂基础油为IV类基础油。IV类基础油包括聚a-締控 (叩A0")。因此，在实施方案中，所述添加剂基础油为PA0基础油。具有各种粘度的PA0是 已知的，例如低粘度PA0,其定义为具有在100°C下为2-10厘拖（cSt)的运动粘度；中粘度 PA0,其定义为具有在100°C下为10-25cSt的运动粘度；高粘度PA0,其定义为具有在100°C 下为25-lOOcSt的运动粘度；和超高粘度PA0,其定义为具有在100°C下为150-1000cSt的 运动粘度。在实施方案中，所述添加剂基础油为低粘度PA0、中粘度PA0或高粘度PA0。在 实施方案中，所述添加剂基础油为低粘度PA0。在实施方案中，所述添加剂基础油为具有在 100°C下约2-约9、约2-约8、约2-约7、约2-约6、约2-约5、约3-约10、约3-约9、约 3- 约8、约3-约7、约3-约6、约3-约5、约4-约10、约4-约9、约4-约8、约4-约7、约 4- 约6、约4-约5、约5-约10、约5-约9、约5-约8、约5-约7或约5-约6的运动粘度的 低粘度PA0。在实施方案中，所述添加剂基础油为具有在100°C下约2、约3、约4、约6、约7、 约8、约9或约10的运动粘度的低粘度PA0。
[0041] 适用于本发明润滑剂添加剂组合物中的添加剂基础油还包括合成醋基础油。因 此，在本文所述的任意实施方案中，所述添加剂基础油也可为合成醋基础油。在实施方案 中，所述添加剂基础油为受阻醋、二簇酸醋或聚醋。在实施方案中，所述添加剂基础油为聚 醋（例如二醋或=醋）。在实施方案中，所述聚醋具有未反应的径基。在实施方案中，所述 添加剂基础油为聚醋，其中所述聚醋可通过使多元醇与簇酸反应而形成。在实施方案中， 所述多元醇为具有至少3个径基和3-10个碳的多元醇。在实施方案中，所述多元醇为选 自如下的新戊基多元醇：新戊二醇、=径甲基丙烷、=径甲基乙烧、单季戊四醇、二径 甲基丙烷）、二季戊四醇、=季戊四醇和四季戊四醇。在实施方案中，所述添加剂基础油为 可通过使=径甲基丙烷与簇酸反应而形成的聚醋。在实施方案中，所述簇酸可为饱和或不 饱和直链或支化的具有5-12个碳的簇酸，或者具有多于12个碳（例如14个碳、16个碳、 18个碳、20个碳、22个碳或24个碳）的簇酸。在实施方案中，所述簇酸选自栋桐油酸、顺I 11-十八碳締酸、油酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烧酸、十二烧酸、十=烧酸、 肉豆違酸、十五烧酸、栋桐酸、十屯烧酸、硬脂酸、十九酸（nonadecylicacid)、十九烧酸 (nonadecanoic3(：1(1)、二十烧酸、二^--烧酸、二十二烧酸、二十S烧酸和二十四烧酸。在 实施方案中，所述添加剂基础油为=径甲基丙烷=油酸醋聚醋基础油。
[0042] 适用于本发明润滑剂添加剂组合物中的添加剂基础油还包括石蜡基础油、环烷基 础油和芳族基础油，运些是本领域所已知的。因此，在本文所述的任意实施方案中，所述添 加剂基础油也可为石蜡基础油、环烷基础油或芳族基础油。在实施方案中，所述添加剂基础 油为石蜡基础油（例如重质石蜡基础油）。
[0043] 适用于本发明润滑剂添加剂组合物中的添加剂基础油可由其物理特性描述。因 此，在本文所述的任意实施方案中，所述添加剂基础油的特征可在于：具有特定（例如本文 所述的）粘度指数、在l〇〇°C下的运动粘度、由N0ACK挥发度测试测得的蒸发量、或它们的 任意组合。在实施方案中，所述添加剂基础油具有约80-约180、约80-约170、约80-约 160、约 80-约 150、约 80-约 140、约 80-约 130、约 80-约 120、约 80-约 110、约 80-约 100、 约 80-约 90、约 90-约 180、约 90-约 170、约 90-约 160、约 90-约 150、约 90-约 140、约 90-约 130、约 90-约 120、约 90-约 110、约 90-约 100、约 100-约 180、约 100-约 170、约 100-约 160、约 100-约 150、约 100-约 140、约 100-约 130、约 100-约 120、约 100-约 110、 约 110-约 180、约 110-约 170、约 110-约 160、约 110-约 150、约 110-约 140、约 110-约 130、约 110-约 120、约 120-约