衍生自羟基脂肪酸的分散剂和聚亚烷基二醇分散剂的制作方法
【专利摘要】所公开的发明涉及分散剂组合物，所述分散剂组合物包含至少一个衍生自(i)羟基取代羧酸的聚酯的嵌段和至少一个衍生自(ii)由胺基团或羟基封端的聚亚烷基二醇的嵌段。本发明还提供包含所述分散剂的润滑组合物以及制备和使用所述分散剂的方法，包括制备分散剂的方法、用包含所述分散剂的润滑剂润滑发动机的方法，和减少发动机中的淤渣形成的方法。
【专利说明】衍生自羟基脂肪酸的分散剂和聚亚烷基二醇分散剂
[0001] 发明背景
[0002] 所公开的发明涉及包含至少一个衍生自（i)羟基取代羧酸的聚酯的嵌段和至少 一个衍生自（ii)由胺基团或羟基封端的聚亚烷基二醇的嵌段的分散剂组合物。本发明还 提供包含所述分散剂的润滑组合物以及制备和使用所述分散剂的方法，包括制备分散剂的 方法、用包含所述分散剂的润滑剂润滑发动机的方法，和减少淤渣沉积物形成和/或保持 淤渣悬浮使得在发动机中不形成淤渣沉积物的方法。
[0003] 发动机中的淤渣形成，特别是淤渣在发动机内表面上的沉积是润滑剂工业中正在 考虑的领域。控制由发动机油配制剂的热应力而产生的淤渣沉积物是正面临的一个问题， 当考虑设计发动机以使燃料更有效时尤其如此。效率改进措施例如通过推动更小的油箱尺 寸、涡轮增压和执行汽油直接注射（GDI)而实现。这些效率措施赋予用于润滑发动机的发 动机油配制剂更大的热应力。较大的热应力可能导致提高的形成沉积物和淤渣的倾向，这 又导致效率损失。
[0004] 另外，永恒地控制带有灰的沉积物控制组分的使用（因为一些在处理以后可能毒 害装置）的日益更加限制性的排放规则放大了形成具有低沉积物倾向的有力润滑剂的配 制挑战。
[0005] -系列出版物，包括2010年10月19日提交的美国专利Nos. 7, 816, 309,2010年 10月26日提交的7,820,605,2011年4月19日提交的7,928,044,等人，和2010年10月 26日提交的美国专利Nos. 7, 820, 604, 2010年12月28日提交的7, 858, 566, 2011年11月 提交的 8, 067, 341，Ruhe Jr.等人，和 2009 年 10 月 29 日公开的 U.S. 2009/0270531，Ruhe， Jr.，教导了由至少如下组分的反应产物组成的组合物种类：(A)至少一种通过自由基共聚 而得到的共聚物，和（B)至少一种胺封端醚化合物，连同任选其它化合物。
[0006] 鉴于改变发动机设计和操作条件，以及日益更加限制性的排放规则，需要更好地 控制发动机表面上的淤渣沉积，即发动机表面上的淤渣沉积物形成的新分散剂技术。
[0007] 发明概沭
[0008] 发明人现在发现具有改进性能特征的分散剂组合物。
[0009] 本发明提供分散剂添加剂，其中添加剂的结构包含至少一个衍生自（i)羟基取代 羧酸的聚酯的嵌段和至少一个衍生自（ii)由胺基团或羟基封端的聚亚烷基二醇的嵌段。 在一些实施方案中，分散剂添加剂结构包含至少两个分开的聚酯基嵌段，所述嵌段由一个 或多个衍生自（i)羟基取代羧酸的聚酯的链段构成，其中聚酯基嵌段通过至少一个二醇基 嵌段隔开，所述二醇基嵌段由一个或多个衍生自（ii)由胺基团或羟基封端的聚亚烷基二 醇的链段构成。
[0010] 本发明还提供包含具有润滑粘度的油和所述分散剂的润滑组合物。
[0011] 本发明还提供制备分散剂添加剂的方法，所述方法包括步骤：使（i)羟基取代羧 酸的聚酯、羟基取代羧酸或其组合与（ii)由胺基团或羟基封端的聚亚烷基二醇、氧化烯或 其组合反应；产生其结构包含至少一个衍生自组分（i)的链段和至少一个衍生自组分（ii) 的链段的分散剂添加剂。
[0012] 本发明包括制备分散剂添加剂的方法，所述方法包括步骤：使（i)羟基取代羧酸 的聚酯与（ii)由胺基团或羟基封端的聚亚烷基二醇反应；产生其结构包含至少一个衍生 自组分（i)的链段和至少一个衍生自组分（ii)的链段的分散剂添加剂。本发明进一步包 括制备分散剂添加剂的方法，所述方法包括步骤：使（i)羟基取代羧酸与（ii)由胺基团或 羟基封端的聚亚烷基二醇反应；产生其结构包含至少一个衍生自组分（i)的链段和至少一 个衍生自组分（ii)的链段的分散剂添加剂。换言之，可使羟基取代羧酸与聚亚烷基二醇反 应，然后进行羟基取代羧酸的聚合。本发明仍进一步包括制备分散剂添加剂的方法，所述方 法包括步骤：使（i)羟基取代羧酸的聚酯与（ii)氧化烯反应；产生其结构包含至少一个衍 生自组分（i)的链段和至少一个衍生自组分（ii)的链段的分散剂添加剂。
[0013] 本发明还提供润滑发动机的方法，所述方法包括步骤：将润滑组合物供入发动机 中，其中润滑组合物包含具有润滑粘度的油和所述分散剂。
[0014] 本发明还提供通过将润滑组合物供入发动机中而分散淤渣的方法，这有效地减少 发动机内表面上淤渣沉积物的形成，其中润滑组合物包含具有润滑粘度的油和所述分散 齐IJ。还包括所述分散剂作为淤渣沉积减少添加剂或者可能更确切地作为分散淤渣，所以由 此减少淤渣沉积的添加剂的用途。
[0015] 在其它实施方案中，提供改进发动机中的淤渣沉积性能或改进发动机中的密封性 能的方法，所述方法包括向发动机中供入所述分散剂或包含所述分散剂的润滑剂组合物。 在又另外的实施方案中，提供改进发动机油中的硝化和氧化性能并保持发动机油中的TBN 的方法，所述方法包括向发动机中供入所述分散剂或包含所述分散剂的润滑剂组合物。
[0016] 发明详沭
[0017] 下面通过非限定性阐述描述各优选特征和实施方案。
[0018] 本发明提供分散剂添加剂，其中添加剂的结构包含至少一个衍生自（i)羟基取代 羧酸的聚酯的嵌段和至少一个衍生自（ii)由胺基团或羟基封端的聚亚烷基二醇的嵌段。
[0019]
[0020] 所述分散剂的结构包含至少一个衍生自（i)羟基取代羧酸的聚酯的嵌段。
[0021] 合适的聚酯包括衍生自包含1-30或2-30个碳原子的羟基取代羧酸的那些。在一 些实施方案中，聚酯衍生自包含1-20或2-20、10-18、12-18,或者甚至16-18个碳原子的羟 基取代羧酸。
[0022] 在一些实施方案中，羟基取代羧酸的聚酯衍生自一种或多种式（I)羧酸：
[0023]
【权利要求】
1. 分散剂添加剂，其中添加剂的结构包含至少一个衍生自（i)羟基取代羧酸的聚酯的 嵌段和至少一个衍生自（ii)由胺基团或羟基封端的聚亚烷基二醇的嵌段。
2. 根据权利要求1的分散剂，其中羟基取代羧酸的聚酯衍生自一种或多种式（I)羧 酸：
其中R1为氢或包含1-20个碳原子的烃基，且R2为包含1-20个碳原子的亚烃基。
3. 根据前述权利要求中任一项的分散剂，其中羟基取代羧酸的聚酯包含一种或多种式 (II)所示化合物：
其中： R1为氢或包含1-20个碳原子的经基； R2为包含1-20个碳原子的亚烃基；且 η为1-10的整数。
4. 根据前述权利要求中任一项的分散剂，其中羧酸聚酯衍生自一种或多种选自12-羟 基硬脂酸、蓖麻油酸、12-羟基十二烷酸、5-羟基十二烷酸、5-羟基癸酸、4-羟基癸酸、10-羟 基十一烷酸或其组合的羧酸。
5. 根据前述权利要求中任一项的分散剂，其中聚亚烷基二醇包含一种或多种式（III) 所示化合物：
其中： R3 为氢⑶、-R60H、_R6NH2、- (C = 0) R6、-R6-N⑶ C ( = 0) R6 或具有 1-30 个碳原子的烃 基， R4为H，或者具有1-10个碳原子的烃基， R5为具有1-6个碳原子的直链或支化烃基， R6为具有1-20个碳原子的烃基， Y 为 NR7R8、OH、R6NH2 或 R60H， R7和R8独立地为H，或者具有1-50个碳原子的烃基，其中至多三分之一的碳原子可被 N取代或者被其它式（III)聚醚官能化，且 m为1-30的整数。
6. 根据前述权利要求中任一项的分散剂，其中聚亚烷基二醇为由胺基团或羟基封端的 聚乙二醇。
7. 根据前述权利要求中任一项的分散剂，其中聚亚烷基二醇选自（i)聚乙二醇、（ii) 聚丙二醇、（iii)聚氧化烯胺的混合物或（iv)其一些组合。
8. 根据前述权利要求中任一项的分散剂，其中聚亚烷基二醇选自（i)三甘醇，（ii)二 甘醇，（iii)分子量为250-350的聚乙二醇，（iv)分子量为200-350的聚四氢呋喃，（v) - 种或多种胺封端二醇的混合物，所述胺封端二醇包含衍生自氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯 或其一些组合的单元，或者（vi)其一些组合。
9. 根据前述权利要求中任一项的分散剂，其中分散剂包含衍生自12-羟基硬脂酸的羟 基取代羧酸的聚酯和聚亚烷基二醇的反应产物，所述聚亚烷基二醇选自（i)三甘醇，（ii) 二甘醇，（iii)分子量为250-350的聚乙二醇，（iv)分子量为200-350的聚四氢呋喃，（v) 一种或多种胺封端二醇的混合物，所述胺封端二醇包含衍生自氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁 烯或其一些组合的单元，或者（vi)其一些组合。
10. 润滑组合物，其包含具有润滑粘度的油和任何前述权利要求的分散剂。
11. 制备分散剂添加剂的方法，其包括： (i) 羟基取代羧酸的聚酯、羟基取代羧酸或其组合，与 (ii) 由胺基团或羟基封端的聚亚烷基二醇、氧化烯或其组合反应； 产生其结构包含至少一个衍生自组分（i)的链段和至少一个衍生自组分（ii)的链段 的分散剂添加剂。
12. 根据权利要求11的方法，其中方法包括步骤： (A) 使（i)羟基取代羧酸的聚酯与（ii)由胺基团或羟基封端的聚亚烷基二醇反应；或 者 (B) 使（i)羟基取代羧酸与（ii)由胺基团或羟基封端的聚亚烷基二醇反应，其后使羟 基取代羧酸聚合；或者 (C) 使（i)羟基取代羧酸的聚酯与（ii)氧化烯反应， 产生其结构包含至少一个衍生自组分（i)的链段和至少一个衍生自组分（ii)的链段 的分散剂添加剂。
13. 润滑发动机的方法，其包括步骤：将润滑组合物供入发动机中，其中润滑组合物包 含具有润滑粘度的油和分散剂添加剂，其中添加剂的结构包含至少一个衍生自（i)羟基取 代羧酸的聚酯的嵌段和至少一个衍生自（ii)由胺基团或羟基封端的聚亚烷基二醇的嵌 段。
14. 减少发动机中的淤渣形成的方法，其包括步骤：将润滑组合物供入发动机中，其中 润滑组合物包含具有润滑粘度的油和分散剂添加剂，其中添加剂的结构包含至少一个衍生 自（i)羟基取代羧酸的聚酯的嵌段和至少一个衍生自（ii)由胺基团或羟基封端的聚亚烷 基二醇的嵌段。
【文档编号】C10M149/14GK104204167SQ201380018557
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年4月8日 优先权日:2012年4月11日
【发明者】M·D·吉赛尔曼, J·L·琼斯, R·A·伊夫兰德 申请人:卢布里佐尔公司