用于控制钢腐蚀的低灰分润滑组合物的制作方法

本公开涉及低灰分添加剂体系和包含该添加剂体系的润滑组合物，该添加剂体系被配置用于改善的钢腐蚀和乳液稳定性，并且特别涉及具有所选择的腐蚀抑制剂化学物质的低灰分润滑组合物，该腐蚀抑制剂化学物质能够维持稳定的乳液并且在钢腐蚀性能测试中减少或消除锈。

背景技术：

1、汽车制造商继续推动改善效率和燃料经济性，并且因此，对发动机、润滑剂以及它们的部件的需求继续增加。现今的客车发动机通常更小、更轻且更有效，其技术被设计成改善燃料经济性、性能和功率。这些要求还意味着发动机油性能必须发展以满足此类现代发动机的更高需求以及与它们独特的用途和应用相关的它们对应性能标准。由于对发动机油的这种严格要求，润滑剂制造商通常定制润滑剂及其添加剂以满足每个独特应用的某些性能要求。

2、润滑剂规格通常包括在硫酸盐灰分的允许水平方面的组成限制，并且保持此类限制同时仍然满足最新润滑剂标准的提高的需求往往是具有挑战性的。例如，通常希望降低润滑剂中的灰分水平，但在一些情况下，较低的灰分水平往往会降低润滑剂的其他性能特征。例如，较低的灰分水平以及鉴于较低的灰分水平对润滑剂组合物的相关改变可影响润滑剂的钢腐蚀、高温沉积物和/或乳液稳定性。钢腐蚀可使用各种发动机油水分腐蚀测试(诸如gmw 16073等)评估，乳液稳定性可例如使用astm d7563的e85乳液测试等评估，高温沉积物可使用astm d6335或teost-33c测试评估。

3、然而，在许多情况下，改变润滑剂组合物内的一种组分以改善性能特征往往会不利地影响一种或多种其他性能特征。例如，润滑油组合物中灰分的主要来源通常是金属清净剂添加剂和/或抗磨添加剂。然而，已经发现降低灰分含量的量往往会不利地影响其他性能特征，并且特别地，具有极低灰分水平的润滑剂往往会降低钢腐蚀和/或引起高温沉积物的问题。虽然在润滑剂中可包括腐蚀抑制剂的使用以有助于钢的腐蚀性能，但在一些情况下，添加常规腐蚀抑制剂可降低润滑剂的乳液稳定性。

技术实现思路

1、在一个方法或实施方案中，描述了适用于润滑客车发动机的低灰分润滑油组合物。在方法中，低灰分润滑油组合物包含具有润滑粘度的一种或多种基础油；约0.5重量百分比或更少的总硫酸盐灰分(sash)；约0.03重量百分比至约0.2重量百分比的具有其酸性、羟基或胺部分并且基本上不含包括亚胺、酰亚胺、脒结构单元或它们的羟基衍生物的化合物的一种或多种无环腐蚀抑制剂；并且其中润滑油组合物根据astm d7563的e85乳液测试在0℃和/或25℃下表现出稳定的乳液，并且根据gmw 16073的湿气腐蚀测试没有钢腐蚀。

2、在其他方法或实施方案中，前一段落中所述的低灰分润滑油组合物可包括一个或多个任选的特征或实施方案。这些任选的特征或实施方案可包括以下中的一者或多者：其中一种或多种无环腐蚀抑制剂包括油溶性酸、二酸、酸酯、多元醇、酰胺或它们的混合物；并且/或者其中一种或多种无环腐蚀抑制剂包括c6或更大的烃基链；和/或还包含至多约100ppm的硼；并且/或者其中润滑油组合物基本上不含金属清净剂；并且/或者其中润滑油组合物具有约10ppm或更少的钙、镁或它们的组合；并且/或者其中润滑油组合物基本上不含金属二烷基二硫代磷酸盐；并且/或者其中润滑油组合物具有约10ppm或更少的锌；并且/或者其中无环腐蚀抑制剂选自(a)季戊四醇单油酸酯、(b)n,n-二烷醇脂肪胺、(c)c10至c20脂肪酰胺、(d)c10至c20二羧酸、c10至c20酸酯或它们的组合，或(e)十二碳烯基琥珀酸或酸酐的缩合产物，或(f)它们的混合物。

3、在另一个实施方案或方法中，本文还描述了适用于润滑客车发动机的低灰分润滑油组合物，其中低灰分润滑油组合物包含具有润滑粘度的一种或多种基础油；约0.5重量百分比或更少的总计算硫酸盐灰分(sash)；至多约0.3重量百分比的无环腐蚀抑制剂，该无环腐蚀抑制剂包括一种或多种油溶性酸、二酸、酸酯或它们的组合，具有c6或更大的烃基链并且基本上不含具有亚胺、酰亚胺、脒结构单元或它们的羟基衍生物的化合物；并且其中润滑油组合物根据astm d7563的e85乳液测试在0℃和/或25℃下表现出稳定的乳液，并且根据gmw 16073的湿气腐蚀测试没有钢腐蚀。

4、在其他实施方案或方法中，前一段落中所述的低灰分润滑油组合物也可包括一个或多个任选的特征或实施方案。这些任选的特征或实施方案可包括以下中的一者或多者：还包含至多约100ppm的硼；并且/或者其中润滑油组合物基本上不含金属清净剂；并且/或者其中润滑油组合物具有约10ppm或更少的钙、镁或它们的组合；并且/或者其中润滑油组合物基本上不含金属二烷基二硫代磷酸盐；并且/或者其中润滑油组合物具有约10ppm或更少的锌；并且/或者其中无环腐蚀抑制剂是一种或多种具有式i的结构的化合物：

5、并且其中r1和r2中的每一者独立地选自-oh或-or4oh，其中r1和r2中的至少一者为-oh；r3为直链或支链c6至c20烃基基团；并且r4为直链或支链c1至c4烃基基团，其中其-oh是伯醇或仲醇；并且/或者其中无环腐蚀抑制剂是各自具有式i的结构的油溶性二酸和油溶性酸酯的共混物；并且/或者其中润滑油组合物包含约0.02重量百分比至约0.3重量百分比的所述无环腐蚀抑制剂；并且/或者其中当经受astm d6335的高温沉积物形成测试时，润滑油组合物还具有约30mg或更少的沉积物；并且/或者其中当经受astm d6335的高温沉积物形成测试时，润滑油组合物还具有约15mg或更少的沉积物。

6、在其他方法或实施方案中，本文的公开内容包括使用本技术实现要素：的低灰分润滑油组合物和/或如本发明内容中所述的低灰分润滑油组合物的任何实施方案用于实现以下中的一者或多者的用途来润滑内燃机的方法：根据astm d7563的e85乳液测试，在0℃和/或25℃下稳定的乳液；根据gmw 16073的湿气腐蚀测试，没有钢腐蚀；和/或当经受astm d6335的高温沉积物形成测试时，约30mg或更少的沉积物。

7、通过考虑本文公开的本发明的说明书和实践，本公开的其他实施方案对于本领域技术人员将是显而易见的。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。

8、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。

9、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。

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、除非另有明确说明，否则如本文所用，术语“ppm”或“ppmw”是指基于重量的百万分率。

16、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。

17、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。

18、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到约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。

19、如本文所用，“后反应的”或“后处理的”是指进一步与例如硼、磷和/或马来酸酐反应或用其处理的组分，并且可指其中伯胺和/或仲胺进一步与此类化合物反应以将此类胺的至少一部分转化为叔胺的分散剂。此类后续反应或处理进一步描述于us 5,241,003中，其以引用方式并入本文。相反地，“未后反应的”或“未后处理的”组分未经受这种进一步加工、反应和/或处理，并且在分散剂的情况下，包括一定量的伯胺和/或仲胺。

20、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操作条件可以包括保护柱，4个安捷伦plgel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。

21、如本文所用，“硫酸盐灰分”或“sash”是指使用astm d874测量的硫酸盐灰分的量。另选地，硫酸盐灰分也可基于润滑剂中金属的量计算。例如，硫酸盐灰分(sash)可任选地基于对润滑剂组合物中的sash有贡献的总金属元素来计算，这些金属元素通过针对每种金属类型的因子来调节。对sash有贡献的金属包括(与调节因子一起)钡(1.7)、硼(3.22)、钙(3.4)、铜(1.252)、铅(1.464)、锂(7.92)、镁(4.95)、锰(1.291)、钼(1.5)、钾(2.33)、钠(3.09)和锌(1.5)。具体地，将润滑油组合物中存在的被认为对硫酸盐灰分有贡献的金属元素中的每一者的ppmw含量乘以其上述相应因子；然后，将各金属元素/因子调整的乘积相加，总和除以10,000，计算润滑组合物中sash的重量百分比。除非另有说明，本文中所有硫酸盐灰分水平均使用astm d874测量。

22、本公开的其他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。