减少内燃机中的铅腐蚀的方法与流程

本公开总体上涉及润滑油组合物及其添加剂以及用于减少铅腐蚀的方法。

背景技术：

1、意图在汽油或柴油汽车发动机中用作电动机油(也通常被称作发动机油或曲轴箱油)的润滑剂通常包括基础油或者具有润滑粘度的基础油和一种或多种添加剂的共混物，以满足预期应用的某些性能要求。现代工业标准对此类油的组成和性能提出了越来越严格的要求，这通常为润滑剂配方的灵活性留下了极小的空间。随着润滑剂制造商努力满足各种工业标准，同时经济高效地实现所有所需的性能和工业标准成为一项挑战。尽管在润滑剂中通常包括各种添加剂共混物以实现每种应用的期望性能，但用复合添加剂混合物改善性能通常具有挑战性，因为可改善一种性能益处的特定添加剂通常不利地影响润滑剂的其他所需益处。

2、例如，摩擦改进剂是一类润滑剂添加剂，其通常用于改善润滑剂降低摩擦和/或磨损的能力，这通常导致改善的燃料经济性。一种常见类型的摩擦改进剂是具有羧酸和/或羟基基团的不含氮的有机摩擦改进剂。虽然此类摩擦改进剂是提供改善的摩擦和磨损的有益添加剂，但是此类摩擦改进剂还倾向于与铅腐蚀的不期望的增加相关联。在使用此类摩擦改进剂的情况下的铅腐蚀似乎与摩擦改进剂的处理率直接相关，因为增加摩擦改进剂的量导致铅腐蚀的相应增加。

技术实现思路

1、根据一个实施方案，本文描述了一种减少用润滑油组合物润滑的内燃机中的铅腐蚀的方法。在一个方面，该方法包括向内燃机供应润滑油组合物，该润滑油组合物由烃基取代的酰化剂与氮源反应获得的烃基取代的琥珀酰亚胺分散剂、具有羧酸和/或羟基基团的不含氮的有机摩擦改进剂和主要量的具有润滑粘度的基础油或基础油共混物。该润滑油组合物包括选自硼酸(boric acid)或亚硼酸(boronic acid)的含硼化合物的掺合物。

2、在其他实施方案中，前一段落的方法可与任选的特征和步骤以其任何组合方式组合。这些任选的特征和/或步骤包括以下中的一个或多个：其中该不含氮有机摩擦改进剂具有从脂肪酸与烷醇反应获得的侧羟基基团；并且/或者其中所述润滑油组合物包含约250ppm至约350ppm的由含硼化合物提供的硼/每1重量百分比不含氮有机摩擦改进剂；并且/或者其中润滑油组合物表现出不超过约500ppm铅腐蚀/每1重量百分比不含氮有机摩擦改进剂，如根据astm d6594所测量的；并且/或者其中所述烃基取代的琥珀酰亚胺分散剂是由与含硼化合物分离的硼源硼化的；并且/或者其中所述含硼化合物具有结构x-b-(oh)2，其中x为羟基基团、直链或支链烷基基团、环状烃基基团、一个或多个芳基基团、苯并呋喃基基团、二苯并呋喃基基团或它们的组合；并且/或者其中所述含硼化合物是亚硼酸，其中x是直链或支链c1至c10基团、一个或多个芳基、苯并呋喃基基团、二苯并呋喃基基团或它们的组合；并且/或者其中所述不含氮有机摩擦改进剂包括脂肪酸的单酯和二酯的共混物；并且/或者其中所述不含氮有机摩擦改进剂包括油酸的单酯和二酯的共混物；并且/或者其中所述不含氮有机摩擦改进剂包括甘油单油酸酯；并且/或者其中所述润滑油组合物包含约100ppm至约300ppm的由该含硼化合物提供的硼、至多约10重量百分比的该烃基取代的琥珀酰亚胺分散剂和至多约1重量百分比的该不含氮有机摩擦改进剂。

3、在另一个实施方案或方法中，本文描述了一种用于减少内燃机中的铅腐蚀的润滑油组合物。在该实施方案的各个方面，润滑油组合物包含至少以下的掺合物：由烃基取代的酰化剂与氮源反应获得的烃基取代的琥珀酰亚胺分散剂；具有羧酸和/或羟基基团的不含氮有机摩擦改进剂；选自硼酸或亚硼酸的含硼化合物；和主要量的具有润滑粘度的基础油或基础油共混物。

4、在其他实施方案中，前一段落的组合物可与任选的特征和限制以其任何组合方式组合。这些任选的特征和/或限制包括以下中的一个或多个：其中该不含氮有机摩擦改进剂具有从脂肪酸与烷醇反应获得的侧羟基基团；并且/或者其中所述润滑油组合物包含约250ppm至约350ppm的由含硼化合物提供的硼/每1重量百分比不含氮有机摩擦改进剂；并且/或者其中润滑油组合物表现出不超过约500ppm铅腐蚀/每1重量百分比不含氮有机摩擦改进剂，如根据astm d6594所测量的；并且/或者其中所述烃基取代的琥珀酰亚胺分散剂是由与含硼化合物分离的硼源硼化的；并且/或者其中所述含硼化合物具有结构x-b-(oh)2，其中x为羟基基团、直链或支链烷基基团、环状烃基基团、一个或多个芳基基团、苯并呋喃基基团、二苯并呋喃基基团或它们的组合；并且/或者其中所述含硼化合物是亚硼酸，其中x是直链或支链c1至c10基团、一个或多个芳基、苯并呋喃基基团、二苯并呋喃基基团或它们的组合；并且/或者其中所述不含氮有机摩擦改进剂包括脂肪酸的单酯和二酯的共混物；并且/或者其中所述不含氮有机摩擦改进剂包括油酸的单酯和二酯的共混物；并且/或者其中所述不含氮有机摩擦改进剂包括甘油单油酸酯；并且/或者其中所述润滑油组合物包含约100ppm至约300ppm的由该含硼化合物提供的硼、至多约10重量百分比的该烃基取代的琥珀酰亚胺分散剂和至多约1重量百分比的该不含氮有机摩擦改进剂；并且/或者其中所述润滑油组合物是客车电动机油。

5、在又另一个实施方案或方法中，本文描述了润滑油组合物用于减少内燃机中的铅腐蚀的用途。在该实施方案的各个方面，润滑油组合物的用途包括使用至少以下的掺合物：由烃基取代的酰化剂与氮源反应获得的烃基取代的琥珀酰亚胺分散剂；具有羧酸和/或羟基基团的不含氮有机摩擦改进剂；选自硼酸或亚硼酸的含硼化合物；和主要量的具有润滑粘度的基础油或基础油共混物，以减少内燃机中的铅腐蚀。另外，润滑油组合物的用途还可包括如本技术实现要素：中所述的任何另外的实施方案。

6、提供以下术语定义以便阐明如本文所用的某些术语的含义。

7、术语“油组合物”、“润滑组合物”、“润滑油组合物”、“润滑油”、“润滑剂组合物”、“润滑组合物”、“完全配制的润滑剂组合物”、“润滑剂”、“曲轴箱油”、“曲轴箱润滑剂”、“发动机油”、“发动机润滑剂”、“电动机油”和“电动机润滑剂”被认为是完全可互换的同义术语，是指包含大量基础油加上少量添加剂组合物的成品润滑产品。

8、如本文所用，术语“添加剂包”、“添加剂浓缩物”、“添加剂组合物”、“发动机油添加剂包”、“发动机油添加剂浓缩物”、“曲轴箱添加剂包”、“曲轴箱添加剂浓缩物”、“电动机油添加剂包”、“电动机油浓缩物”被认为是完全可互换的同义术语，是指润滑油组合物中排除大量基础油原料混合物的部分。添加剂包可包括或不包括粘度指数改进剂或降凝剂。

9、如本文所用，“铅腐蚀”是指在根据astm d6594进行的评价过程中润滑剂的铅浓度的变化。铅浓度可根据astm d5185通过icp进行测量。

10、术语“高碱性”涉及金属盐，诸如磺酸盐、羧酸盐、水杨酸盐和/或酚盐的金属盐，其中金属的含量超过化学计量的量。这类盐可具有超过100％的转化水平(即，它们可包含大于将酸转化为其“正常”、“中性”盐所需的金属的理论量的100％)。表达“金属比率”通常缩写为mr，其用于表示根据已知化学反应性和化学计量，在高碱性盐中金属的总化学当量与中性盐中金属的化学当量的比率。在正常或中性盐中，金属比率是一，而在高碱性盐中，mr大于一。它们通常被称为高碱性、超碱性或超级碱性盐，并且可以是有机硫酸、羧酸、水杨酸、磺酸和/或酚的盐。

11、术语“碱土金属”涉及钙、钡、镁和锶，术语“碱金属”是指锂、钠、钾、铷和铯。

12、如本文所使用，术语“烃基”或“烃基取代基”或“烃基基团”在其普通意义上使用，这是本领域技术人员公知的。具体地，它是指具有直接与分子的其余部分连接的碳原子并且主要具有烃特性的基团。每个烃基基团独立地选自烃取代基和含有一个或多个卤素基团、羟基基团、烷氧基基团、巯基基团、硝基基团、亚硝基基团、氨基基团、吡啶基基团、呋喃基基团、咪唑基基团、氧和氮的取代的烃取代基，并且其中对于烃基基团中的每十个碳原子存在不超过两个非烃取代基。

13、如本文所用，术语“亚烃基取代基”或“亚烃基基团”以其通常含义使用，这是本领域技术人员公知的。具体地，它是指通过碳原子在分子的两个位置直接附接到分子的其余部分并且主要具有烃特征的基团。每个亚烃基基团独立地选自二价烃取代基，和含有以下的被取代的二价烃取代基：卤基基团、烷基基团、芳基基团、烷芳基基团、芳烷基基团、羟基基团、烷氧基基团、巯基基团、硝基基团、亚硝基基团、氨基基团、吡啶基基团、呋喃基基团、咪唑基基团、氧和氮，并且其中亚烃基基团中每十个碳原子存在不超过两个非烃取代基。

14、除非另有明确说明，否则如本文所用，术语“按重量计百分比”是指所述组分占整个组合物重量的百分比。

15、本文所用的术语“可溶的”、“油溶性的”或“可分散的”可以但不一定表示化合物或添加剂是可溶的、可溶解的、可混溶的或能够以所有比例悬浮于油中。然而，前述术语确实意指它们例如在油中可溶、可悬浮、可溶解或可稳定分散至足以在采用油的环境中发挥其预期效果的程度。此外，如果需要的话，另外掺入其他添加剂也可允许掺入更高含量的特定添加剂。

16、本文所采用的术语“tbn”用于表示如通过astm d2896的方法测量的以mg koh/g为单位的总碱值。

17、如本文所采用的术语“烷基”是指具有约1至约100个碳原子的直链、支链、环状和/或取代的饱和链部分。如本文所用的术语“烯基”是指约3至约10个碳原子的直链、支链、环状和/或取代的不饱和链部分。如本文所用的术语“芳基”是指单环和多环芳族化合物，其可包括烷基、烯基、烷芳基、氨基、羟基、烷氧基、卤素取代基和/或杂原子，包括但不限于氮、氧、和硫。

18、本文的任何实施方案的分子量可用从waters获得的凝胶渗透色谱法(gpc)仪器等仪器测得，并且用waters empower软件等软件处理数据。gpc仪器可以配备有waters分离模块和waters折射率检测器(或类似的任选设备)。gpc操作条件可包括保护柱、4个agilentplgel柱(长度为300×7.5mm；粒径为5μ，并且孔径范围为)，柱温度为约40℃。未稳定化的hplc级四氢呋喃(thf)可用作溶剂，流速为1.0ml/min。gpc仪器可用具有范围为500g/mol至380,000g/mol的窄分子量分布的市售聚苯乙烯(ps)标准物校准。对于质量小于500g/mol的样品，可以外推校准曲线。样品和ps标准品可以溶解在thf中，并且以0.1至0.5重量％的浓度制备，并且在不过滤的情况下使用。gpc测量也描述于us 5,266,223中，其以引用的方式并入本文中。gpc方法此外提供分子量分布信息；参见，例如，w.w.yau、j.j.kirkland和d.d.bly，“现代尺寸排阻色谱法(modern size exclusion liquidchromatography)”，john wiley and sons，new york，1979，其也以引用的方式并入本文。

19、本文中的润滑剂被配置用于各种类型的润滑剂中，诸如汽车润滑剂和/或油脂、内燃机油、混合发动机油、电动发动机润滑剂、传动系润滑剂、变速器润滑剂、齿轮油、液压润滑剂、拖拉机液压流体、金属工作流体、涡轮发动机润滑剂、固定式发动机润滑剂、拖拉机润滑剂、摩托车润滑剂、动力转向流体、离合器流体、轴流体、湿破碎流体等。合适的发动机类型可包括但不限于重型柴油机、客车、轻型柴油机、中速柴油机或船用发动机。内燃机可以是柴油燃料发动机、汽油燃料发动机、天然气燃料发动机、生物燃料发动机、混合柴油/生物燃料燃料发动机、混合汽油/生物燃料燃料发动机、醇燃料发动机、混合汽油/醇燃料发动机、压缩天然气(cng)燃料发动机或它们的混合物。柴油发动机可以是压缩点火式发动机。汽油发动机可以是火花点火发动机。内燃机也可与电源或电池动力源组合使用。如此构造的发动机通常被称为混合发动机。内燃机可以是2-冲程、4-冲程或旋转发动机。合适的内燃机包括船用柴油发动机(诸如内陆船用)、航空活塞发动机、低负荷柴油发动机和摩托车、汽车、机车和卡车发动机。发动机可与涡轮增压器耦接。

20、无论硫、磷或硫酸盐灰分(astm d-874)含量如何，内燃机用润滑油组合物可适合于任何发动机润滑剂。发动机油润滑剂的硫含量可以是约1重量％或更少、或约0.8重量％或更少、或约0.5重量％或更少、或约0.3重量％或更少、或约0.2重量％或更少。在一个实施方案中，硫含量可以在约0.001重量％至约0.5重量％，或约0.01重量％至约0.3重量％的范围内。磷含量可以是约0.2重量％或更少、或约0.1重量％或更少、或约0.085重量％或更少、或约0.08重量％或更少、或甚至约0.06重量％或更少、约0.055重量％或更少、或约0.05重量％或更少。在一个实施方案中，磷含量可以是约50ppm至约1000ppm、或约325ppm至约850ppm。总硫酸化灰分含量可以是约2重量％或更少、或约1.5重量％或更少、或约1.1重量％或更少、或约1重量％或更少、或约0.8重量％或更少、或约0.5重量％或更少。在一个实施方案中，硫酸盐灰分含量可以为约0.05重量％至约0.9重量％，或约0.1重量％或约0.2重量％至约0.45重量％。在另一实施方案中，硫含量可以为约0.4重量％或更少，磷含量可以为约0.08重量％或更少，并且硫酸盐灰分为约1重量％或更少。在又一实施方案中，硫含量可以为约0.3重量％或更少，磷含量为约0.05重量％或更少，并且硫酸盐灰分可以为约0.8重量％或更少。

21、另外，本说明书的润滑剂可适合于满足一个或多个工业规范要求，诸如ilsac gf-3、gf-4、gf-5、gf-6、pc-11、cf、cf-4、ch-4、ck-4、fa-4、cj-4、ci-4plus、ci-4、api sg、sj、sl、sm、sn、sn plus、acea a1/b1、a2/b2、a3/b3、a3/b4、a5/b5、c1、c2、c3、c4、c5、e4/e6/e7/e9、euro 5/6、jaso dl-1、low saps、mid saps，或原始设备制造商规范，诸如dexos1tm、dexos2tm、mb-approval 229.1、229.3、229.5、229.51/229.31、229.52、229.6、229.71、226.5、226.51、228.0/.1、228.2/.3、228.31、228.5、228.51、228.61、vw 501.01、502.00、503.00/503.01、504.00、505.00、505.01、506.00/506.01、507.00、508.00、509.00、508.88、509.99、bmw longlife-01、longlife-01fe、longlife-04、longlife-12fe、longlife-14fe+、longlife-17fe+、porsche a40、c30、peugeot automobiles b71 2290、b712294、b71 2295、b71 2296、b71 2297、b712300、b71 2302、b71 2312、b71 2007、b71 2008、renault rn0700、rn0710、rn0720、ford wss-m2c153-h、wss-m2c930-a、wss-m2c945-a、wss-m2c913a、wss-m2c913-b、wss-m2c913-c、wss-m2c913-d、wss-m2c948-b、wss-m2c948-a、gm6094-m、chrysler ms-6395、fiat 9.55535g1、g2、m2、n1、n2、z2、s1、s2、s3、s4、t2、ds1、dsx、gh2、gs1、gsx、cr1、jaguar land rover stjlr.03.5003、stjlr.03.5004、stjlr.03.5005、stjlr.03.5006、stjlr.03.5007、stjlr.51.5122或本文未提及的任何过去或未来的pcmo或hdd规范。在一些实施方案中，对于客车机油(pcmo)应用，成品流体中磷的量为1000ppm或更少、或900ppm或更少、或800ppm或更少。

22、在一个实施方案中，润滑油组合物是发动机油，其中所述润滑油组合物可具有(i)约0.5重量％或更少的硫含量，(ii)约0.1重量％或更少的磷含量，和(iii)约1.5重量％或更少的硫酸盐灰分含量。

23、在一个实施方案中，润滑油组合物适用于2冲程或4冲程船用柴油内燃机。在一个实施方案中，船用柴油内燃机是2冲程发动机。在一些实施方案中，润滑油组合物出于一个或多个原因不适用于2冲程或4冲程船用柴油内燃机，该原因包括但不限于用于为船用发动机提供动力的燃料的高硫含量和适合船用的发动机油所需的高tbn(例如在适合船用的发动机油中高于约40tbn)。

24、在一些实施方案中，润滑油组合物适用于由低硫燃料(如含有约1至约5％硫的燃料)提供动力的发动机。高速公路车辆燃料含有约15ppm硫(或约0.0015％硫)。

25、本公开的另外的细节和优势将在以下描述中部分阐述，和/或可以通过实践本公开得知。本公开的细节和优点可以通过在所附权利要求中特别指出的元素和组合来实现和获得。应当理解，上述一般描述和以下详细描述仅为示例性以及解释性的，并且并不限制如所要求保护的本公开。