改进官能流体性能的方法

专利名称：改进官能流体性能的方法
技术领域：
本发明涉及一种改进官能流体如润滑剂的性能的方法。本发明涉及一种在设备件和/或机械装置的操作中使用官能流体的方法，其中流体与补充添加剂包组合使用。将添加剂在流体用于所述设备的操作期间加入流体中，导致流体改进的性能和因此设备改进的性能。
背景技术：
官能流体如润滑剂经使用而随时间降解。流体中的添加剂在发动机或其它机械装置中经流体的寿命期耗尽。流体如机油的延时释放添加剂(time release additive) 是已知的。通常将这些添加剂掺入缓慢溶于机油中的热塑性聚合物中，参见美国专利 4，075，098。还将延时释放添加剂掺入在升高的发动机温度下可透油的聚合物中，参见美国专利 4，066，559。将所需添加剂补充到官能流体中改进了流体和使用该流体的装置的性能。如美国专利6，843，916中所述，控释凝胶的使用已显示出是随时间用新添加剂补充流体的有效方法。这种凝胶通过将添加剂组分掺入凝胶基体中而形成，这产生碱性组分与酸性组分的相互作用，形成凝胶。随着对官能流体越来越多的需求，为了更长时间地执行、在更苛刻的条件下执行， 和提供改进的性能，仍需要一种改进官能流体的性能，和因此改进使用它们的装置和设备的性能的方法。发明概述本发明提供一种操作使用官能流体的装置的方法向装置提供包含添加剂包的官能流体组合物，其中添加剂包可以为标准添加剂包、专用添加剂包或具有不足量的一类或多类添加剂的添加剂包；操作含有润滑组合物的装置；在装置操作期间以可控方式向润滑组合物中加入补充添加剂包；导致官能流体组合物在其使用寿命期间的性能改进和/或官能流体组合物的使用寿命延长。本发明方法可导致提高的官能流体耐久性；官能流体中降低的烟灰和/或烟灰浓化；延长的换油周期和/或官能流体使用寿命；或其组合。本发明官能流体可以为润滑组合物，装置可以为发动机。在这种实施方案中，润滑剂可含有低于在^b发动机试验中组合物获得通过结果所需最小量的量的摩擦改进剂； 可含有低于在IIE发动机试验中组合物获得通过结果所需最小量的量的抗氧化剂；或其组
I=I O本发明方法提供官能流体组合物的性能改进，这可包括提高的流体耐久性；降低的烟灰和/或烟灰浓化；延长的换油周期和/或流体使用寿命；及其组合。详述下面描述各个优选特征和实施方案作为非限定性阐述。本发明提供一种使用官能流体组合物和补充添加剂包，导致改进的流体性能和因此在操作中使用该流体的设备件和/或机械装置的改进性能的方法。流体性能的改进可以为经极长服务和/或低维护服务期间为装置提供增加的保护的形式。这可通过配制官能流体组合物以关注提供某种性能同时忽略和/或不完全关注其它性能，和使用补充添加剂包，在装置操作期间将其单独供给流体系统以供给这些空隙而实现。流体与补充包之间的平衡使得配制者和装置操作员使用高度专门化的流体。本发明可除去一种或多种如下所述配制约束条件并容许调整官能流体以关注更具体的保护区域和/或性能而不需要使它关注所有区域。另外，流体的该不可达到的用户化和/或专门化仅通过使用补充添加剂包成为可能，所述添加剂包用来填充流体能力中的空隙，这产生于它的另外关注和/或专门化/用户化。专用流体，也可称为“不足(deficient)”流体，与补充包的组合使用容许流体性能改进，和因此使用流体的装置的性能改进，不然通过任一种单独的组合物不可获得和。在其它实施方案中，标准官能流体可与补充添加包一起使用以改进流体性能。在这种实施方案中，流体仍可以是专门化和/或用户化的，但足以有效操作使用流体的装置。 在所述方法中，本发明这种流体与补充包的使用将产生单独通过流体不可获得的流体性能。在其它实施方案中，官能流体可以为完全配制的(标准流体)，但在其使用过程中，它可变得在一个或多个性能区域不足和/或不太有效。在这种实施方案中，使用补充添加剂包的本发明方法导致改进和/或延长的官能流体性能。在又一实施方案中，官能流体可以为对于专门应用和/或设备件完全配制的，然后用于可具有不同性能需要的不同应用和/或设备件中。补充添加剂包可与流体一起使用以使它能在新应用和/或设备件中提供可接受的性能。因此，可使用包以容许流体在流体没有专门为其设计的应用和/或设备件中使用并仍提供所需的性能和保护。在又一实施方案中，补充添加剂包可将一种或多种添加剂提供给在流体使用期间其使用寿命不能继续存在的官能流体。特别是当存在于高温和/或应力环境中时，许多添加剂随时间过去而分解。解决该问题的一种方法是提高这种添加剂在流体中的处理速率， 但这是昂贵的且仍导致流体使用寿命后期减少的性能。此处方法容许将一种或多种这些脆性添加剂随时间过去由补充包输送至流体中，因此容许这些添加剂较低的总处理速率，同时确保在整个流体使用寿命期间的效率。脆性添加剂包括但不限于抗氧化剂、摩擦改进剂和消泡剂。在任一上述实施方案中，本发明装置可以为发动机，官能流体可以为润滑剂如机油。在一些这些实施方案中，性能的改进为换油周期和/或油在苛刻和/或严峻操作条件下提供良好的发动机保护的能力的提高。Mi-适用于本发明中的设备件和/或机械装置包括在其操作中使用一种或多种官能流体的任何装置。这种装置包括使用润滑剂的那些，更具体而言在其操作期间使用 齿轮油、传动油、液压液、机油、二冲程机油、金属加工流体、燃料等的那些。在一些实施方案中，装置为内燃机，其包括移动和固定应用的发动机以及汽油、柴油、生物燃料和压缩天然气(CNG)燃料发动机，还包括航空用发动机、船用发动机和铁路用发动机；发电机、电动机、 液压系统；自动变速装置；齿轮箱，其包括手动变速箱和差速器；金属加工流体；泵、压缩机或类似的设备件；悬挂系统；其它润滑的机械系统；等。在许多实施方案中，本发明装置为内燃机。适用于本发明的发动机不过多受限，只要该发动机在其操作中使用至少一种润滑组合物或其它官能流体。发动机可包括上述一类或多类。官能流体组合物.适用于本发明的官能流体包括润滑剂。在一些实施方案中，官能流体为齿轮油、传动油、液压液、机油、二冲程机油、金属加工流体、燃料等。在一个实施方案中，官能流体为机油。在另一实施方案中，优选的官能流体为齿轮油。在另一实施方案中， 优选的官能流体为传动液。在另一实施方案中，优选的官能流体为液压液。适用于本发明的官能流体组合物包含一些量的添加剂包，其中添加剂包可具有 “不足”量的一类或多类添加剂。适用于本发明的润滑组合物包含主要量的具有润滑粘度的油和次要量的添加剂包，其中添加剂包具有“不足”量的一类或多类添加剂。如上所述，本发明官能流体组合物可称为“不足的”在于它们不解决组合物应该和 /或可能解决的关于使用它的装置的所有保护和/或性能问题。再如上所述，组合物还可描述为“专门化的”在于设计流体以如果单独使用流体(不是本发明方法)不可能达到的程度以其它区域为代价关注一个或多个具体的性能区域。该不足和/或专门化可以是组合物具有有限或降低量的一种或多种具体类型的在一个或多个区域提供保护和/或性能通常所需的添加剂的结果。组合物甚至可基本或甚至完全缺乏一种或多种类型的通常存在于这种流体中的添加剂。在一些区域，该流体“不足”使得组合物以提供在另外其它区域中是不可能的保护和性能的方式配制，因此它被描述为“专门化的”。当本发明官能流体能在一个或多个区域中提供优异的性能和/或保护时，它们不能单独(如果作为没有本发明补充包的常规流体使用)在所有区域中提供改进，或在一些情况下甚至足够的性能和/或保护。配制官能流体组合物如润滑组合物以提供许多矛盾和/或竞争的要求之间的平衡，包括仅举几个例子，所需物理特性如温度和使用中的粘度；配制剂满足一般和特殊性能标准的能力；保持低于最大容许量的各种金属和/或其它化合物如硫、磷和/或灰；添加剂彼此和与为组合物的所用基础流体的溶解性和相容性，这可限制可使用的某些添加剂的量和类型并可甚至限制可一起使用的添加剂；和各个组分和配制剂的总费用。以上涉及的性能标准包括配制剂在组合物的使用寿命期间提供良好性能的能力、该使用寿命的长度的一般评估，以及包括在高度专门化试验如发动机试验协议中实现通过结果的特殊标准。如果不总是，则在官能流体如润滑剂的发展中，多次将配制剂改性以以其它为代价在这些区域中的一个区域改进组合物。用于配制这种组合物的添加剂包括所有以下所述那些，特别是以凝胶组合物的组分(a)、(b)和(c)所述那些，应当理解官能流体组合物不形成凝胶组合物。在一些实施方案中，如本文所用，术语“不足量，，的添加剂意指低于组合物通过一个或多个性能试验和/或技术规格所需最小量的量。在其它实施方案中，不足量的一类添加剂为小于在相同应用中常规官能流体组合物中所用最小和/或典型量的10%、20%或 50%的量。在其它实施方案中，不足量的一类添加剂可意指根本不存在该添加剂类型和/ 或基本不存在该添加剂类型，即很少存在使得官能流体组合物的性能基本与如果不存在该添加剂和/或添加剂类型时相同。在一些实施方案中，不足的官能流体为一种润滑组合物，其含有低于在VIB发动机试验中组合物获得通过结果所需最小量的量的摩擦改进剂。在其它实施方案中，不足的官能流体为一种润滑组合物，其含有低于组合物保持如通过SAE Paper 2007-01-4134所述高频往复试验机测定< 0. 11的摩擦系数所需最小量的量的摩擦改进剂。在一些实施方案中，不足的官能流体为一种润滑组合物，其含有低于在IIIG发动机试验(对于汽油发动机中的GF-4规格)和/或Mack T12试验(对于柴油发动机中的 CJ-4规格)中组合物获得通过结果所需最小量的量的抗氧化剂和EP/抗磨剂。在一些实施方案中，不足的官能流体为一种润滑组合物，其含有低于在ASTM D6557球锈蚀试验(对于汽油发动机中的GF-4)和/或Mack T12试验(对于柴油发动机中的CJ-4)中组合物获得通过结果所需最小量的量的清洁剂。在一些实施方案中，不足的官能流体为一种润滑组合物，其含有低于在^^此！！⑶ IIIGA试验(对于汽油发动机中的GF-4)和/或Mack TllA试验(对于柴油发动机中的 CJ-4)中组合物获得通过结果所需最小量的量的分散剂。在一些实施方案中，不足的官能流体为一种润滑组合物，其含有低于对于GF-4和 /或CJ-4在ASTM D 892A和/或D 6082A试验中组合物获得通过结果所需最小量的量的消泡剂。在一些实施方案中，本发明润滑组合物含有不足量的清洁剂和/或分散剂添加剂。存在的清洁剂和/或分散剂添加剂的量可以为润滑组合物的<20重量％，< 15重量％，< 10重量％，< 5重量％，< 1重量％，< 0. 5重量％，或< 0. 1重量％，或润滑组合物中可根本不存在清洁剂和/或分散剂添加剂。在一些实施方案中，本发明润滑组合物含有不足量的粘度改进剂。存在的粘度改进剂可以为润滑组合物的< 10重量％，< 5重量％，< 1重量％，< 0. 5重量％，或< 0. 1 重量％，或可根本不存在粘度改进剂类型的添加剂。在一些实施方案中，润滑组合物含有不足量的摩擦改进剂和/或润滑助剂。该添加剂可以为润滑组合物的< 10重量％，< 5重量％，< 1重量％，< 0. 5重量％，或< 0. 1 重量％，或可根本不存在摩擦改进剂和/或润滑助剂。在一些实施方案中，润滑组合物含有不足量的浊点下降剂和/或倾点下降剂和/ 或流动改进剂。该添加剂可以为润滑组合物的< 1重量％，< 0. 5重量％，或< 0. 1重量％， 或可根本不存在一种或多种这些类型的添加剂。在一些实施方案中，润滑组合物含有不足量的抗氧化剂和/或腐蚀抑制剂和/或防锈剂。该添加剂可以为润滑组合物的< 10重量％，< 5重量％，< 1重量％，< 0. 5重量％，或< 0. 1重量％，或可根本不存在一种或多种这些添加剂。在一些实施方案中，润滑组合物含有不足量的消泡剂和/或防雾剂和/或抗静电剂。该添加剂可以为润滑组合物的<5重量％，< 1重量％，<0. 5重量％，或<0. 1重量％ 或0. 02重量％，或可根本不存在一种或多种这些添加剂。在一些实施方案中，本发明润滑组合物含有不足量的耐特压剂。该添加剂可以为润滑组合物的< 10重量％，< 5重量％，< 1重量％，<0. 5重量％，或<0. 1重量％，或可根本不存在一种或多种这些添加剂。在一些实施方案中，本发明润滑组合物含有不足量的反乳化剂和/或密封溶胀剂。该添加剂可以为润滑组合物的< 5重量％，< 1重量％，< 0. 5重量％，或< 0. 1重量％， 或可根本不存在一种或多种这些添加剂。
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在一些实施方案中，两种或更多种类型的上述添加剂以不足量存在于润滑组合物中和/或根本不存在于起始润滑组合物中。在其它实施方案中，本发明中所用官能流体在上述一个或多个方面“不足”，但仅在用于使用官能流体的装置中一段时期以后如此。艮口， 官能流体可以为含有足量所有必需添加剂的典型的完全配制的流体，但随着时间和/或使用，流体变得在一个或多个方面不足。如上段所述，用于本发明方法中的官能流体可以如上所述在其使用以前或在其使用期间一些点时不足。另外，由于它与以下所述补充添加剂包组合使用，流体可永远不会变得不足。补充添加剂包.适用于本发明的补充添加剂包包含一种或多种性能添加剂。设计该包与官能流体组合物组合使用使得该组合供给装置如发动机所需的所有保护和/或性能区域，包括流体不能关注和/或关注下的那些区域。在一些实施方案中，构成补充添加剂包的添加剂包括在上述官能流体组合物中不足的一类或多类添加剂。在一些实施方案中，构成所述包的添加剂不包括上述流体中不足的一类或多类添加剂，然而，所述包仍提供对流体组合物的补充性能以供给装置所需的所有性能和保护区域。所述包可包含任何以下所述添加剂，特别是作为凝胶组合物的组分 (a)、(b)和(C)所述那些，不管所述包是否是凝胶组合物。补充添加剂包可以为液体、固体或凝胶组合物或其组合。所述包可以为完全配制的官能流体，例如完全配制的机油。然而，在其它实施方案中，所述包不是完全配制的添加剂包。可设计补充添加剂包以将添加剂如下释放到官能流体中几乎立即，经短时期立即，经较长时期缓慢地，经润滑组合物的整个使用寿命期间非常缓慢地，或其组合。可设计所述包以释放和/或输送至润滑组合物中常规润滑剂添加剂，基本不溶和/或与润滑组合物不相容的添加剂，或其组合。凝胶补充添加剂包.如果补充添加剂包为凝胶组合物，则添加剂包为既不是液体也不是固体的半固体。适用于本发明的控释凝胶组合物可含有常规性能添加剂和/或以下所述不相容的添加剂，并使一种或多种这些添加剂可控释放到与它一起使用的官能流体组合物中。合适的凝胶组合物通常通过如下制备将所选添加剂的混合物混合以同时提供所需性能并经混合或混合随后热固化而形成凝胶。在一些实施方案中，凝胶组合物通过结合至少两种选自如下的组分而形成清洁剂、分散剂、酸、碱、高碱性清洁剂和琥珀酸化聚烯烃。选择组分并以特定比率结合使得当结合时它们形成凝胶。凝胶补充添加剂包通过将补充添加剂包中的添加剂溶解和/或提取到润滑组合物中而将添加剂输送至润滑组合物中。当补充添加剂包与润滑组合物相互接触时发生该转移。转移的速率取决于接触时的条件和凝胶补充添加剂包的配制。凝胶可以在一种或多种要释放和/或输送到流体中的添加剂的存在下形成，但所述添加剂不参与凝胶的形成。在其它实施方案中，待释放添加剂积极地参与凝胶形成。在又一实施方案中，当存在多种待释放添加剂时，可进行以上实施方案的组合。在一些实施方案中，可将待释放添加剂加入、分散在或熔融在一种或多种形成凝胶组合物的组分中。然后组分可结合形成凝胶。在其它实施方案中，可将添加剂作为分开
8的组分在凝胶形成以前、期间或以后加入存在的其它组分中。在一些实施方案中，凝胶配制剂由如下组分组成(a)包含高碱性清洁剂、无灰分散剂或其混合物的碱性组分；(b)包含马来酸酐苯乙烯共聚物、无灰分散剂、聚烯烃、琥珀酸化聚烯烃或其混合物的酸性组分；和(c)要输送至润滑组合物中的添加剂组分。在一些实施方案中，组分(C)如上所述可以在润滑组合物中基本不溶、具有低溶解度或与润滑组合物不相容，在本文中被称为“不相容添加剂”。Μ (a).碱性组分包含高碱性清洁剂、总碱值(TBN)大于13的无灰分散剂，或其混合物。适用于组分(a)中的分散剂包括无灰分散剂如聚异丁烯琥珀酰亚胺等，只要分散剂的总碱值(TBN)大于13。聚异丁烯琥珀酰亚胺无灰分散剂为市售产品，其通常通过使数均分子量(M”)为约300-10,000的聚异丁烯与马来酸酐一起反应形成聚异丁烯琥珀酸酐 (PIBSA)，然后使所得产物与多胺，通常为每分子含2-10个氮原子的乙烯多胺反应而制备。 适用于组分(a)中的清洁剂包括高碱性磺酸盐、酚盐、水杨酸盐、羧酸盐、含金属如Mg、Ba、 Sr、Na、Ca和K及其混合物的高碱性清洁剂等。组分(a)还可包含共聚物如乙烯-丙烯二烯单体(EPDM)的共聚物。合适的EPDM 共聚物包括数均分子量为IX IO2-I X IO9的那些。在一个实施方案中，组分(a)包含共聚物、高碱性清洁剂或其组合。在一个实施方案中，共聚物包括EPDM共聚物、高碱性氢氧化钙烷基苯磺酸盐清洁剂或其组合。在其它实施方案中，组分(a)和/或凝胶组合物整体和/或补充添加剂包整体，与任一个以上或以下所述实施方案组合，不合形成基体和/或促进补充添加剂包的一种或多种添加剂释放到润滑组合物中的聚合物或聚合材料。组分(a)，碱性组分以一定范围存在使得组分(a)与组分(b)的重量比在一个实施方案中为0. 01-0. 99，在另一实施方案中为0. 05-0. 2。这相当于在一个实施方案中，凝胶中组合的组分(a)和(b)约1-约100重量％的范围，在另一实施方案中约1-约50重量％的范围。关于单独的组分(a)，凝胶可以为在一个实施方案中约0.1-约80重量％组分(a)， 在另一实施方案中约0. 5-约70重量％组分(a)。在又一实施方案中，组分(a)以0. 5-60 重量％，30-60重量％，40-60重量％，50-60重量％，或55-58重量％存在于凝胶中。组分(b).酸性组分可包含具有酸性基团的官能化聚合物、无灰分散剂、聚烯烃、 琥珀酸化聚烯烃或其混合物。用于本发明的官能化聚合物包括烯烃共聚物和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯共聚物。官能化烯烃共聚物可例如为用活性单体如马来酸酐接枝，然后用醇或胺衍生的乙烯和丙烯的共聚物。其它这种共聚物为与氮化合物反应或接枝的乙烯和丙烯的共聚物。聚丙烯酸酯的衍生物作为分散剂粘度指数改进剂添加剂是熟知的。分散剂丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯粘度改进剂如来自RohMax的Acryloid 985或Viscoplex 6-0 是特别有用的。在一个实施方案中，本发明的酸性组分包含马来酸酐苯乙烯共聚物(MSC)，还可包含无灰分散剂。MSC可以被醇部分酯化，其中醇与酸基团的当量比在一个实施方案中为约 0. 1-约0. 99，在另一实施方案中为0. 45-0. 95。适用于制备共聚物的醇包括含6_32个碳原子的醇，在另一实施方案中，含8-18个碳原子的醇。合适的MSC包括在一个实施方案中总酸值(TAN)大于1，在另一实施方案中大于3的那些，其中TAN的单位为mg KOH/g材料。适用于组分(b)中的无灰分散剂与以上关于组分(a)所述的分散剂相同，不同之处在于适用于组分(b)中的无灰分散剂具有可测量的总酸值(TAN)。在一些实施方案中，分散剂的TAN大于15。在一个实施方案中，组分(b)包含聚异丁烯琥珀酰亚胺分散剂。组分(b)，酸性组分，以使组分(a)与组分(b)的重量比通常为0. 01-0. 99，更通常为0.05-0. 2的范围存在。这相当于在一个实施方案中，凝胶中组合的组分(a)和(b)为约1-约100重量％的范围，在另一实施方案中，约1-约50重量％的范围。关于单独的组分(b)，凝胶可以为在一个实施方案中约0. 5-约99重量％组分(b)，在另一实施方案中约 0. 5-约98重量％组分(a)。在另一实施方案中，组分(b)可以以0. 1-40重量％，0. 1_20重量％，0. 1-10重量％，或5-10重量％存在于凝胶中。Mjj (C).该组分通常含一种或多种要输送至官能流体中的添加剂，其可或不可参与凝胶形成。这些添加剂包括粘度改进剂、摩擦改进剂、清洁剂、浊点下降剂、倾点下降剂、反乳化剂、流动改进剂、抗静电剂、分散剂、分散剂-粘度指数改进剂、抗氧化剂、消泡剂、腐蚀抑制剂/锈抑制剂、耐特压剂/抗磨剂、密封溶胀剂、润滑助剂、防雾剂及其混合物， 条件是这些其它添加剂与凝胶组合物中任何另外组分中存在的添加剂不同，尽管它们可以是同类添加剂。组分(c)以使组分(C)与组合的组分(a)、(b)和(C)全体的重量比通常为 0. 001-0. 99，更通常为0. 01-0. 5的范围存在。这相当于在一个实施方案中凝胶中组分(c) 约0-约99重量％的范围，在另一实施方案中约1-约50重量％的范围。在其它实施方案中，组分(c)以0. 1-40重量％，0. 1-30重量％，0. 1-15重量％，10-20重量％，或10-15重
量％存在于凝胶中。合适的抗氧化剂包括烷基取代的苯酚、位阻酚(例如2，6_ 二叔丁基酚)，和受阻酯取代的苯酚。合适的耐特压剂/抗磨剂包括硫和/或氯硫EP剂、氯化烃EP剂、磷EP剂或其混合物。合适的消泡剂包括有机硅氧烷如聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯、三甲基-三氟-丙基甲基硅氧烷等。合适的粘度改进剂包括乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸N，N’ - 二甲基氨基乙酯的共聚物，以及由一种或多种丙烯酸烷基酯聚合得到的聚丙烯酸酯。合适的摩擦改进剂包括有机钼化合物，包括二硫代氨基甲酸钼，和脂肪酸基材料，包括基于油酸(例如单油酸甘油酯)和硬脂酸的那些。合适的防雾剂包括非常高(> 100，000数均分子量(Mn))聚烯烃如衍生自1. Mn的聚异丁烯 (例如商品名为Vistanex 的材料)，或含2- (N-丙烯酰胺基)-2-甲基丙烷磺酸的聚合物 (也称作AMPS '，或其衍生物等。合适的腐蚀抑制剂包括烷基化琥珀酸及其酐衍生物、有机膦酸盐等。防锈剂可单独或组合使用。合适的金属钝化剂包括苯并三唑的衍生物(例如甲苯基三唑等)。合适的反乳化剂包括聚环氧乙烷和聚环氧丙烷共聚物等。合适的润滑助剂包括单油酸甘油酯、单油酸脱水山梨醇酯等。合适的流动改进剂包括乙烯乙酸乙烯酯共聚物等。合适的浊点下降剂包括烷基苯酚及其衍生物、乙烯乙酸乙烯酯共聚物等。合适的倾点下降剂包括烷基苯酚及其衍生物、乙烯乙酸乙烯酯共聚物等。合适的密封溶胀剂包括有机硫化合物如噻吩、3-(癸氧基)四氢-1，1-二氧化物(即3-癸氧基环丁砜)等。在一些实施方案中，组分(c)可包含分散剂和清洁剂，例如关于组分(a)和(b)所述的那些。另外，组分(c)还可包含其它类型的分散剂。这些其它类型的分散剂包括曼尼希分散剂、羧酸分散剂、胺分散剂和聚合物分散剂。曼尼希分散剂为其中烷基含有至少约30 个碳原子的烷基苯酚与醛(尤其是甲醛)和胺(尤其是聚亚烷基多胺)的反应产物。另一类分散剂为羧酸分散剂。这些分散剂的实例描述于美国专利3，219，666,4, 234，435和 3，172,892中。胺分散剂为相对高分子量的脂族卤化物和胺，尤其是聚亚烷基多胺的反应产物。其实例描述于美国专利3，565，804中。聚合物分散剂为油溶性单体如甲基丙烯酸癸酯、乙烯基癸基醚和高分子量烯烃与含极性取代基的单体如丙烯酸氨基烷基酯或丙烯酰胺和聚_(氧化乙烯)_取代的丙烯酸酯的共聚物。其聚合物分散剂的实例公开于以下美国专利 3，329，658 和 3，702，300 中。也可将分散剂通过与多种试剂中任一种反应而后处理。其中，这些为脲、硫脲、二巯基噻二唑、二硫化碳、醛、酮、羧酸、烃取代的琥珀酸酐、腈、环氧化物、硼化合物和磷化合物。另外，组分(C)还可包含分散剂-粘度指数改进剂，其可以为官能化烯烃共聚物。 这种材料更详细地描述于US 2007/000464中，通过引用将其并入本文中。用于制备这些材料的聚合物或共聚物基质可衍生自乙烯和丙烯，或它可以由乙烯和至少一种含有3-23个碳原子的高级烯烃制备。术语聚合物和共聚物可用于包括乙烯共聚物、三聚物或共聚物。这些材料可包含次要量的其它烯烃单体，只要不显著改变乙烯共聚物的基本特征。接着可将烯键式不饱和羧酸材料接枝在指定的聚合物骨架上以形成酰化的乙烯共聚物。羧酸反应物可选自丙烯酸、甲基丙烯酸、肉桂酸、巴豆酸、马来酸、富马酸和衣康酸反应物。作为其它实例，羧酸反应物可选自马来酸、富马酸、马来酸酐，和这些中两种或更多种的混合物。酰化烯烃共聚物可与偶合化合物和性能增强化合物反应。就本公开内容而言，偶合化合物可定义为含有大于一个能与酰化烯烃共聚物反应的胺、硫醇和/或羟基官能团以连接或偶联两种或更多种酰化烯烃共聚物的那些化合物。性能增强化合物包括选自如下的多胺化合物(a)N-芳基苯二胺；(b)选自氨基噻唑、氨基苯并噻唑、氨基苯并噻二唑和氨基烷基噻唑的氨基噻唑；(c)氨基咔唑；⑷氨基吲哚；(e)氨基吡咯；⑴氨基-吲唑啉酮； (g)氨基巯基噻唑；(h)氨基嘧啶；(i)氨基烷基咪唑，例如1-(2-氨基乙基)咪唑，1-(3-氨基丙基)咪唑；和(j)氨基烷基吗啉，例如4-(3-氨基丙基)吗啉。任选，可将其它组分加入添加剂凝胶中，所述组分包括基本油料、惰性载体、染料、 抑菌剂、固体颗粒添加剂等，只要保持自持添加剂凝胶(free standing additive gel)。在一些实施方案中，本发明凝胶不含热塑性聚合物。在这种实施方案中，本发明凝胶可基本不含热塑性聚合物或完全不含热塑性聚合物。本发明凝胶组合物以与液体相比更类似于固体的半固体状态存在，参见Parker， Dictionary of Scientific and Technical Terms,第 5 版，McGraw Hill, 1994,还参见 Larson,"The Structure and rheology of Complex Fluids，，,第5章，Oxford University Press,New York,New York， 1999，通过引用将其各自并入本文中。凝胶的流变性能可通过小振幅振荡剪切试验测定。该技术测量凝胶的结构特征并产生表示弹性能的储存的被称为储能模量的术语和表示该能量的粘性耗散的被称为损耗模量的术语。损耗模量/储能模量之比被称为损耗角正切值，或“tan δ ”，对于液体状材料为> 1，对于固体状材料为< 1。 本发明凝胶的tan δ值在一个实施方案中约<0.75，在另一实施方案中约<0.50，在另一实施方案中约< 0. 25。凝胶的tan δ值在一个实施方案中为约0. 1-0. 75，在一个实施方案中为约0. 15-0. 50，在一个实施方案中为约0. 20-0. 33。
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评估添加剂凝胶的坚固性或刚性的另一方法是测量它的锥体针入度值或圆锥笔 (cone pen)。圆锥笔可通过ASTM D217和ASTM D1403测量，这些试验方法通常用于测试润滑脂的刚性和稠度。这些试验程序包括测量在规定时间段以后，特定大小和外形的锥体到达材料试样中的穿透量。圆锥笔值越小，流体添加剂凝胶越刚性和/或坚固。如在程序中所涉及的，通过ASTM D 217使用1/4笔测量，本发明凝胶的圆锥笔值为约0-约100，在另一实施方案中约0-约50，在另一实施方案中约0-约20。凝胶的圆锥笔值在一个实施方案中约< 100，一个实施方案中约< 50，一个实施方案中约< 20。这些圆锥笔值以十分之一毫米表示，没有按比例调整。在一些实施方案中，本发明凝胶组合物可以为自持凝胶组合物。在如下情况下凝胶称为“自持”当在制备凝胶以后，凝胶足够刚性和类似固体，使得当将凝胶从容器或装置如其中制备凝胶的容器中取出时，凝胶能保持其形状和尺寸，且不再需要该容器或装置的支撑。在一些实施方案中，凝胶不确定地保持这些自持性质，在其他实施方案中，凝胶保持这些性质至少6小时，至少1小时或至少15分钟。如上所述，在一些实施方案中，自持凝胶组合物的tan δ值为约0. 1-0. 33，在一个实施方案中为约0. 15-0. 33，在一个实施方案中为约0. 20-0. 33或在一个实施方案中为约0. 21-0. 33。如上所述，在一些实施方案中，自持凝胶组合物的圆锥笔值为约40-约75，在另一实施方案中为约40-约70，在另一实施方案中为约45-约70。上述任一实施方案的添加剂凝胶组合物通常含有少量(约5-40% )基本油料，所述基本油料包括但不限于矿物基、合成的或其混合。任选，如果需要的话可以使用惰性载体。此外，提供有利和所需功能的其他活性成分也可以包括在凝胶中。另外，还可以包括固体颗粒添加剂如PTFE、MoS2和石墨。在一些实施方案中，本发明凝胶组合物可以以可控方式将这些另外组分，包括基本油料释放到官能流体中。在一些实施方案中，本发明包括将基油以及任选其它性能添加剂释放到官能流体中的补充添加剂包。该基油释放可容许在其使用寿命期间改进官能流体中的粘度控制。将凝胶组合物的组分以任何顺序依次或全部一起混合以形成混合物。在混合凝胶各组分以后，可能需要固化以进行凝胶化。如果需要固化，则它通常在约20°C -约165°C 下进行约1分钟-约60天，优选在约50°C -约120°C下进行约1-约M小时，更优选在约 850C -约115°C下进行约4-约12小时。液体补充添加剂包.如果补充添加剂包为液体组合物，则它可以通过将液体组合物在操作使用官能流体的装置以前、期间和/或以后加入官能流体组合物中而与官能流体组合物一起使用。可将液体组合物作为单剂量一齐加入官能流体组合物中，然而，在一些实施方案中，将液体组合物以2、3、4或更多次加入的形式，或甚至以随时间几乎连续计量加入的形式而随时间加入。可将液体组合物在装置的官能流体系统中任何点/位置加入官能流体组合物中。 在一些实施方案中，将液体组合物加入和/或计量加入发动机的油槽中。在其它实施方案中，将液体组合物加入和/或计量加入发动机的曲轴箱和/或滤油器和/或油管中。可将液体组合物在装置操作期间以两份或更多份手动加入装置中，或可使用自动计量加入以以可控速率随时间加入液体组合物中，或可使用一种或多种在装置操作期间浸没和/或与官能流体接触的控释胶囊，其中含有液体的胶囊溶解和/或使液体组合物随时间转移至官能
12流体中。也可使用这些各种输送方法的组合。本发明液体组合物可包含一种或多种以下所述不相容添加剂和/或可包含任何以上关于构成凝胶组合物的组分(a)和(b)所述的添加剂，条件是液体补充添加剂组合物的组分不会相互作用形成凝胶。本发明液体组合物还可包含以上关于组分(c)所述的任选另外添加剂。在一些实施方案中，可将本发明液体补充添加剂包以顶处理(top treat)的形式或类似的售后方法加入官能流体中。这种加入可通过任一种下段中所讨论的方法进行。固体补充添加剂包.如果补充添加剂包为固体组合物，则该添加剂包在室温下为固体。在这种实施方案中，固体组合物不是凝胶。而是，组合物为在室温下为固体且在较高温度下熔融形成液体并在较低温度下再冻结的一种或多种添加剂的混合物。固体补充添加剂包通过将补充添加剂包中的添加剂熔融、溶解和/或提取到官能流体组合物中而将添加剂输送至官能流体组合物中。该转移当补充添加剂包与官能流体组合物相互接触时发生。转移速率取决于接触时的条件和固体补充添加剂包的配制。在一些实施方案中，固体组合物的熔点为40°C或更高，70°C或更高，100°C或更高， 或者130°C或更高。在一些实施方案中，固体添加剂组合物的熔点为在发动机操作期间润滑系统达到的工作温度或低于该温度。在那些情况下，存在于固体添加剂组合物中的添加剂会通过熔融而快速地释放到润滑组合物中。在其它实施方案中，固体组合物的熔点至少恰好高于在发动机操作期间润滑系统达到的工作温度至高于该温度50°C。例如，设计用来输送在机油中基本不溶或具有低溶解度的添加剂的固体组合物的熔点可以恰好高于在其用于操作发动机期间机油达到的温度。在这种实施方案中，谨慎地使固体添加剂组合物的配制平衡以产生所需熔点，使得在官能流体使用寿命期间暴露于官能流体下时固体添加剂组合物保持为固体形式。在一些实施方案中，固体组合物的熔点高于发动机操作期间润滑系统的工作温度 5°C。在其它实施方案中，固体添加剂组合物高于工作温度10°C或20°C或更高。本发明固体组合物可包含一种或多种以下所述不相容添加剂和/或包含任何以上关于构成凝胶组合物的组分(a)和(b)所述的添加剂，条件是固体补充添加剂组合物的组分不会相互作用形成凝胶。本发明固体组合物还可包含以上关于组分(c)所述的任选另外添加剂。不相容添加剂.在本发明一些实施方案中，补充添加剂包可包含一种或多种不相容添加剂，即在官能流体中基本不溶、具有低溶解度或不相容的添加剂。仍可通过本发明将这种添加剂供给官能流体，其中补充添加剂包含有不相容添加剂并补偿不相容性。补偿可如下进行通过容许在流体使用寿命期间连续补充流体中低水平的不相容添加剂(在一些情况下最高水平的不相容添加剂保持可溶于流体中)，从而容许流体有效地受益于该不相容添加剂，否则该不相容添加将由于添加剂的溶解度限制和随时间降解而不会以要使用的足够量存在。本发明补充添加剂组合物可包含两种或更多种基本不溶或低溶解度添加剂的混合物。在存在两种组分的实施方案中，两种组分之比基于重量为1 99-99 1。在一些实施方案中，该比为25 75-75 25，或60 40-40 60。在其它实施方案中，选择组分本身和组分之比以产生具有所需熔点和/或添加剂释放速率的固体组合物。
适用于本发明的不相容添加剂可定义为不可用于官能流体中的添加剂，因为该添加剂不溶于和/或与流体不相容，不能充分溶于和/或不充分相容以容许流体中的任何实际处理水平，或不能充分溶于和/或不充分相容以容许要用于流体中的最佳处理水平。在一些实施方案中，本发明不相容添加剂在20°C下以大于0. 5重量％或0. 1重量％的浓度不完全溶于油或新官能流体组合物中。在一些实施方案中，如果不是溶解度/ 不相容性的限制，理想的是这种不相容添加剂以较高水平存在于流体中。就本发明而言，如果添加剂在矿物油或一些其它官能流体中的溶解度小于0. 2重量％ (即0. 2重量％是添加剂将溶于和/或溶解在流体中的最高浓度)，则该添加剂可被认为是基本不溶的。就本发明而言，如果添加剂在矿物油或一些其它流体中的溶解度小于 0. 6重量％，则该添加剂可被认为具有低溶解度，或被认为是微溶的。具有这种与官能流体的不相容性的添加剂(否则它们在其中是有用的)不过度限制，包括上述所有类型的添加剂。一些将在下面更详细地讨论。摩擦改进剂通常具有具有一个或多个连接在一个或多个极性基团上的长链或脂肪链或含蜡链的化学结构。在一些润滑组合物中具有溶解度极限的摩擦改进剂的实例包括油酰胺、单油酸甘油酯、酒石酸C12_14 二烷基酯和N-油基酒石酰亚胺。这些材料对于它们在添加剂浓缩物包和/或最终流体中的溶解度和/或相容性具有一些限制，但它们可被认为在足够低的水平下“充分”可溶和/或相容。倾向于具有更大溶解度结果和/或相容性结果的摩擦改进剂包括饱和或更长链等价材料，例如硬脂酰胺、单硬脂酸甘油酯、酒石酸C16_18 二烷基酯和N-硬脂酰酒石酰亚胺。这些材料非常可能为与更可溶和/或相容的摩擦改进剂相比在各种应用中优异的摩擦改进剂，然而，这些摩擦改进剂在各种官能流体中具有显著的溶解度和/或相容性结果，使得它们的使用较不便利以及在一些情况下不切实际。由于这些结果和不能有效地用常用方法将这些添加剂输送至官能流体中，这种摩擦改进剂的使用受限。粘度改进剂通常为聚合物材料，因而，当它们可溶于最终润滑剂和/或官能流体中时，它们通常与设计用于润滑剂的添加剂浓缩物不相容，如果存在其它聚合物材料如聚异丁烯基分散剂尤其如此。这通常通过将粘度改进剂作为与性能化学品的分散剂-清洁剂-抑制剂(DI)包不相干的单独包加入而处理。因此如果将粘度改进剂掺入控释装置的凝胶中，则它们可便利地以所需速率输送至润滑剂或其它官能流体中，因此防止在浓缩物中与其它化学品可能具有的相容性问题。因此，就本发明而言，当粘度改进剂，包括粘度指数(VI)改进剂与添加剂浓缩物和/或最终润滑组合物不相容时，它们被认为是基本不溶或具有低溶解度的。根据本发明可使用的基本不溶添加剂的其它实例包括摩擦改进剂如酒石酸双十六烷基酯、酒石酸双十八烷基酯、酒石酸二 _C14_18烷基酯、硬脂酰胺、油酰胺、油酰胺与硬脂酰胺的混合物、油基酒石酰亚胺、N-硬脂酰酒石酰亚胺和N-油基酒石酰亚胺的混合物、 c24_28链烯基琥珀酰亚胺、C24_28烷基酚、N-十六烷基马来酰亚胺和1-十二烷基-5-氧代-吡咯烷-3-羧酸十二烷基酰胺，和抑泡剂如三甲基-三氟丙基甲基硅氧烷。输送方法.上述各种补充添加剂包用于在发动机操作期间将添加剂供给发动机的官能流体。输送方法不过多受限，包括将补充添加剂包手动、机械和自动计量加入官能流体中。输送方法还可包括通过从补充添加剂包中溶解和/或提取添加剂到流体中而可控释放，这当包和流体相互接触时发生。在一些实施方案中，它们通过流体调节装置与流体接触。该装置置于发动机的官能流体系统中，含有补充添加剂包并用于在发动机操作期间使包和流体接触。补充添加剂包可加入和/或位于装置的官能流体系统中任何位置使得包与流体接触，能混入流体中，和/或溶解和/或熔融到流体中。在补充添加剂包包括液体组合物的实施方案中，可将包加入官能流体槽如发动机的油槽、官能流体循环的流体管、官能流体循环通过的流体过滤器，或使液体组合物混入官能流体中的任何其它点。在一些实施方案中，分段槽或分离流体槽可用于保持包并将它加入主槽，或本文所述系统中任何其他位置。在补充添加剂包包括固体组合物、凝胶组合物或含在一些类型装置或胶囊中的液体组合物的实施方案中，可将包置于其中包与官能流体接触的装置和/或装置中官能流体系统内的任何位置。使包和流体接触的包和/或装置可位于流体过滤器；可在任何点处加入官能流体组合物中的添加剂珠或丸粒；燃料箱盖罩；放油塞；流体管旁路罐；空气过滤器；或其组合中。补充添加剂包可位于流体槽中，流体过滤器内部，流体管或旁路流体管部件中或其组合。包也可被做成盖罩、塞子、盖或类似零件，其为流体系统的部件且在零件运行内部， 包可位于其中，与官能流体接触。在一个实施方案中，官能流体为机油，装置为内燃机，补充添加剂包位于机油系统中，所述系统包括润滑系统、过滤器、泄油盘、油旁路回路、罐、外壳、储罐、过滤器壳、过滤器中的罐、过滤器中的筛网、旁路系统中的罐、旁路系统中的筛网、油管等。在一个实施方案中，流体为齿轮油，包位于齿轮系统中，所述系统包括泄油盘、槽、过滤器、满流或旁路油管、 管线、回路和/或过滤器、罐、筛网、装置内可含有凝胶的其它空间等。在一个实施方案中， 流体为传动液，包位于传动系统中，所述系统包括传动磁体内的空间如孔、油盘、油管、管线、罐、筛网等。在一个实施方案中，包位于机油管中，所述管包括满流过滤器、旁路过滤器、 油盘等。在一个实施方案中，官能流体为液压液，补充添加剂包位于液压缸、槽、过滤器、油管、盘、满流或旁路流体回路、管线和/或过滤器、罐、筛网、系统中的其它空间等中。官能流体系统中的流体管、回路和/或其它位置中的一个或多个位置可含有补充添加剂包。另外，如果使用大于一个包，则各个包可具有不同的配制并可置于系统中相同或不同的位置。在一个实施方案中，理想的是提供一种容器以保持补充添加剂包，例如外壳、罐或在流体系统中任何位置的结构筛网，例如用于发电的固定式燃气发动机旁路回路内的罐。 容器的必需设计特征为使至少一部分包与流体接触。在其它实施方案中，没有该容器或容纳装置地使用补充添加剂包。在这些实施方案中，包可以为计量加入官能流体中的液体、不需要容器的凝胶和/或固体组合物、分散在官能流体中和/或附着在流体系统中一段上的粒子(大或小)形式的凝胶和/或固体组合物，或其组合。补充添加剂包需要与官能流体接触。在一个实施方案中，包与系统中流动的流体体积的约100% -约的流体接触和/或暴露在100% -约的流体通过系统的流速。 在另一实施方案中，相对于体积或流速，包与系统中流体的约75 % -约25 %，或约50 %的流CN 102388120 A
说明书
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体接触。通常，当流速降低时，存在较小的包溶解，当流速提高时，存在较大的包溶解。在一个实施方案中，补充添加剂包位于官能流体系统中使得包和/或它位于其中的任何容器可容易地被除去，然后用新补充添加剂包和/或补充添加剂包容器替换。添加剂从补充添加剂包中到官能流体中的释放速率可由添加剂的配方决定。例如，凝胶组合物的释放速率由刚性、稠度、均勻性等，或凝胶组成以及它在系统中所暴露的条件决定。所需补充添加剂包的总溶解、包内具体组分的所需释放速率或其组合可由包的配方决定。包的释放速率还取决于包的加入模式、包的位置、官能流体的流速、包的形式等。本发明补充添加剂包可包含和/或包封在涂料内或包含载体化合物。涂料或载体可用于通过充当防止包的添加剂离开组合物和进入流体组合物中的屏障和/或基料而将包控释到官能流体中。然后在一些其它时间点，涂料或载体组分可熔融、溶解，或否则停止充当屏障和/或基料，并使包的添加剂进入流体中。在一些实施方案中，如果使用这种组分，则也可充当涂料和/或基料的该载体组分可包含聚合物、有机化学品或熔点>40°C但 < 200°C的化学品的混合物、熔点> 401但< 200°C的无机填料，或其组合。在其它实施方案中，本发明补充添加剂包不含这种基料和/或涂料且不存在载体组分。本发明可提供官能流体性能的改进，以及因此使用该流体的装置的改进。流体性能的这一改进可包括提高的官能流体耐久性；在其使用期间流体中降低水平的烟灰和/ 或副产物和/或降低的烟灰稠化；延长的换油周期和/或流体使用寿命；及其组合。所得装置性能的改进可包括改进的经济性，例如在发动机的情况下改进的燃料经济性；降低的污染，例如在发动机的情况下降低的烟灰、颗粒物和/或燃烧副产物排放；及其组合。本发明方法提供的优点可描述为恢复官能流体性能。例如，如果流体为机油，则操作使用该油的发动机会使油分解，可能导致在一个或多个区域中油不足，如果发动机在严峻和/或苛刻条件下操作的话特别如此。这降低油的使用寿命并产生短的换油周期。可提出本发明方法以恢复油，和因此恢复使用寿命和较长的换油周期，在此期间油仍会提供足够的，在一些情况下甚至改进的性能。在一些实施方案中，本发明容许官能流体如发动机中所用的润滑剂在其使用寿命末期的最终总碱值(TBN)(通过OEM标准，TBN-TAN交叠使用ASTM D4739或D2896 (TBN)和 D664A(TAN)方法和/或其它建立的分析方法测定)不小于在官能流体用于装置中以前官能流体总碱值的70%、80%或90%。在一些实施方案中，由于与本发明补充添加剂包组合，碱值可实际上在其使用寿命期间提高。在一些实施方案中，本发明容许流体如润滑剂在其使用寿命末期(如上所述)的最终总酸值(TAN，如上定义)相比于流体初始TAN提高不大于50%、100%、275%或观5%。在一些实施方案中，本发明容许流体如用于发动机中的润滑剂在其使用寿命末期 (如上所述)的最终粘度(如通过在40°CTkquence IIIG油稠化提高定义)相比于流体初始粘度值提高不大于25%、50%、100%或150%。在一些实施方案中，本发明容许流体如润滑剂在其使用寿命末期(如上所述)的最终摩擦系数(C0F，如通过SAE Paper 2007-01-4134所述高频往复试验机测定)相比于流体初始COF值提高不大于25 %、50 %、100 %或150 %。在一些实施方案中，本发明容许流体如润滑剂在其使用寿命末期(如上所述)的最终磨耗特性(如通过kquence IIIG平均凸轮和升降机磨耗和/或IVA平均凸轮磨耗定义)相比于其用于装置中以前的磨耗特性提高不大于25^^50^^100%或150%。在一些实施方案中，本发明容许流体如润滑剂在其使用寿命末期(如上所述)的最终起泡特性(如ASTM D892A和/或ASTM D6082A所定义)相比于初始流体的起泡特性恶化不大于25%、50%、100%或150%。在一些实施方案中，本发明容许流体如润滑剂在其使用寿命末期(如上所述)的最终氧化倾向特性(如通过PDSC诱导时间定义，如通过ASTM D6186和D6594测定)相比于其用于装置中以前的流体降低不大于25^^50^^100%或150%。在一些实施方案中，本发明容许流体如润滑剂在其使用寿命末期(如上所述)的最终腐蚀倾向(如通过Mack T12 1 柴油机轴承腐蚀、球锈蚀试验灰度值和/或汽油发动机％(11^11(^ VIII或其台架试验模拟中的轴承重量损失定义)相比于初始流体的腐蚀特性恶化不大于25%、50%、100%或150%。在一些实施方案中，本发明容许流体如润滑剂在其使用寿命末期(如上所述)的最终淤渣形成特性(如通过ASTM D893中％凝结戊烷不溶物定义)相比于在其用于装置中以前得自流体的值提高不大于2倍、5倍或10倍。在一些实施方案中，本发明容许流体如润滑剂在其使用寿命末期(如上所述)的最终烟灰处理性能特征(如通过在20°C下180小时样品MRV和在Mack Tll试验中D4684M 的屈服应力定义)相比于在其用于装置中以前得自流体的值提高不大于25<%、50%、100% 或 150%。在本发明一些实施方案中，本发明用于一种或多种上述各种条件。 具体实施方案通过以下实施例进一步阐述本发明，所述实施例陈述特别有利的实施方案。提供实施例用于阐述本发明，而不是限制本发明。组合物A-官能流体.适于润滑内燃机的润滑油组合物通过将以下组分混合而制备18重量份(plw)4 cSt合成基油；53plw 6 cSt合成基油；9plw合成酯基油、5. 5plw烯烃共聚物(OCP)粘度改进剂和14. 5pbw添加剂包。用于制备组合物A的添加剂包通过将以下组分混合而制备50pbw无灰PIB琥珀酰亚胺分散剂；2. 7pbw矿物油；3. 4pbw烷基二硫代磷酸锌试剂；6. 3pbw烷基胺抗氧化剂； 12. 5pbw烷基酚抗氧化剂；2. 5pbw硫化烯烃抗磨剂；0. 5pbw 二硫代氢基甲酸钼；2. 5pbw无灰摩擦改进剂；0. 6plw油胺摩擦改进剂；0. 9plw硼酸烷基酯防腐剂；14. 4pbw 300 TBN高碱性磺酸盐清洁剂；3. 8pbw 400 TBN高碱性磺酸盐清洁剂；0.06plw泡沫抑制剂。组分B-I-补充添加剂包.液体补充添加剂包通过将以下组分混合而制备13plw 无灰PIB琥珀酰亚胺分散剂；39plm矿物油；7plm烷基胺抗氧化剂；7plm烷基酚抗氧化剂； Iplw 二硫代氨基甲酸钼；26plw 400TBN高碱性磺酸盐清洁剂；和7plw衍生自2000 Mn PIB 的 PIBSA0组分B-2-补充添加剂包.凝胶补充添加剂包通过将以下组分混合而制备Ilpbw 烷基芳族胺抗氧化剂；Ilpbw烷基酚抗氧化剂；43. 5pbw 400TBN高碱性磺酸盐清洁剂； 22plw无灰PIB琥珀酰亚胺分散剂；llplw2000 MW PIBSA ；和2plw 二硫代氨基甲酸钼。然后将混合物放在具有所需形状的容器中并保持在100°C下至少6小时。在该固化期间，混合
17物形成凝胶组合物。使用kquence IIIG试验程序评估本发明。kquence IIIG试验程序是工业中已知的，使用1996/1997 231 CID(3800cc)系列II GM V-6燃料喷射式汽油发动机，其在高速和高温使用条件下运行100小时。在本评估中，IIIG试验程序延长至三倍于正常长度。在对比例中，仅组合物A用于发动机中。在本发明实施例中，组合物A与组合物B-I组合使用， 将其每隔一定时间以均勻的量加入发动机的润滑系统中。983g组合物B-I经375小时发动机测试时期中加入。测试结果汇总于下表中，其中试验在发动机试验末期在油上进行。表1-试验结果汇总
权利要求
1.一种操作使用官能流体的装置的方法，其包括a.向装置提供官能流体组合物；b.操作含有官能流体组合物的装置；c.在装置操作期间向官能流体组合物中加入补充添加剂包；d.导致官能流体组合物在其使用寿命期间的性能改进和/或官能流体组合物的使用寿命延长。
2.根据权利要求1的方法，其中所述官能流体组合物具有不足量的一类或多类添加剂。
3.根据权利要求1-2中任一项的方法，其中所述官能流体为润滑组合物，使用官能流体的装置包括发动机，且其中润滑组合物包含主要量的具有润滑粘度的油和次要量的添加剂包，其中添加剂包具有不足量的一类或多类添加剂。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中所述官能流体组合物具有不足量的一种或多种如下添加剂抗氧化剂、摩擦改进剂、粘度改进剂、抗磨剂、消泡剂、清洁剂和分散剂； 且其中当将它加入装置中时或仅在装置中使用一些时间以后流体是不足的。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中将补充添加剂包加入官能流体组合物中是通过如下至少一种完成的可控添加a.流体添加剂凝胶；b.载体与添加剂的混合物，其中载体至少部分可溶于润滑组合物中；c.液体添加剂机械计量添加体系；d.被至少部分可溶于润滑组合物中的材料部分或完全包封的添加剂。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其中完成添加的工具包括一种保持补充添加剂包并使它与官能流体组合物接触的容纳装置。
7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中完成添加的工具至少部分含在如下一个或多个中a.流体过滤器；b.可加入润滑组合物中的添加剂珠或丸粒；c.燃料箱盖罩；d.油盘和/或放油塞；e.流体管旁路罐；f.空气过滤器。
8.根据权利要求3的方法，其中所述润滑组合物具有至少一个如下特征a.润滑组合物含有低于在VIb发动机试验中组合物获得通过结果所需最小量的量的摩擦改进剂；b.润滑组合物含有低于在IIIG发动机试验中组合物获得通过结果所需最小量的量的抗氧化剂。
9.根据权利要求1-8中任一项的方法，其中官能流体组合物基本不含一种或多种如下添加剂抗氧化剂、摩擦改进剂、粘度改进剂、抗磨剂、消泡剂、清洁剂和分散剂。
10.根据权利要求3的方法，其中所述补充添加剂包和润滑组合物的组合产生至少一种如下情况a.在组合物的使用寿命期间，如通过ASTMD4739或D2896定义，润滑组合物的总碱值不会降至低于其初始值的70% ；b.在组合物的使用寿命期间，如通过ASTMD664A定义，润滑组合物的总酸值不会上升高于其初始值大于观5% ；c.在组合物的使用寿命期间，如通过ASTMD445在40°C下和/或D445在100°C下定义，润滑组合物的粘度保持在其初始值的50%以内；d.在组合物的使用寿命期间，如通过SAEPaper 2007-01-4134所述高频往复试验机测定，润滑组合物的摩擦系数保持在其初始值的50%以内；e.如通过kquenceIIIG平均凸轮和升降机磨耗和/或IVA平均凸轮磨耗定义，润滑组合物的磨耗特性比在补充添加剂包不存在下得到的值降低至少50% ；f.在组合物的使用寿命期间，如通过ASTMD892 A和/或ASTM D6082 A定义，润滑组合物的起泡倾向保持在其初始值的50%以内；g.在组合物的使用寿命期间，如通过PDSC诱导时间定义，如通过ASTMD6186和D6594 测定，润滑组合物的氧化倾向保持在其初始值的50%以内；h.在组合物的使用寿命期间，如通过MackT12 1 柴油机轴承腐蚀、球锈蚀试验灰度值和/或汽油发动机kquence VIII或其台架试验模拟中的轴承重量损失定义，润滑组合物的铜和铅腐蚀倾向保持在其初始值的50%以内；i.如通过ASTMD893中％凝结戊烷不溶物定义，润滑组合物的淤渣形成特性保持为其初始值的小于2倍；j.如通过在20°C下180小时样品MRV和在Mack Tll试验中D4684M的屈服应力定义， 润滑组合物的烟灰处理性能特征保持在其初始值的50%以内；k.其组合。
11.根据权利要求1-10中任一项的方法，其中官能流体组合物的性能改进包括a.提高的官能流体耐久性；b.提高的燃料经济性；c.提高的烟灰减少；d.延长的换油期限和/或官能流体使用寿命；和e.其组合。
12.一种润滑发动机的方法，其包括a.向发动机提供包含主要量的具有润滑粘度的油和次要量的添加剂包的润滑组合物；b.操作含有润滑组合物的发动机；c.在发动机操作期间将至少一种补充添加剂以可控方式加至润滑组合物中；d.导致润滑组合物在其使用寿命期间的性能改进和/或润滑组合物的使用寿命延长。
13.根据权利要求12的方法，其中润滑组合物的添加剂包具有不足量的一类或多类添加剂。
14.根据权利要求12或13的方法，其中将补充添加剂供入包含基油的润滑组合物中， 其中基油以可控方式释放到润滑组合物中，导致在润滑组合物的使用寿命期间改进的润滑组合物粘度控制。
全文摘要
本发明公开了官能流体如润滑剂的性能，可通过进行一种操作使用官能流体的装置如发动机的方法而改进，包括向装置提供包含添加剂包的官能流体组合物；操作含有官能流体组合物的装置；并在装置操作期间向官能流体组合物中加入补充添加剂包；导致官能流体组合物在其使用寿命期间的性能改进和/或官能流体组合物的使用寿命延长，和因此装置性能的改进。
文档编号C10M177/00GK102388120SQ201080014923
公开日2012年3月21日 申请日期2010年1月28日 优先权日2009年2月9日
发明者J·C·凯利, J·D·伯林顿, L·A·威廉姆斯, W·D·亚伯拉罕 申请人:卢布里佐尔公司