专利名称：改善氟烃弹性体密封相容性的方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于改善氟烃弹性体密封相容性的方法。2.相关技术描述用于润滑内燃机和传动装置的润滑油组合物含有主要量的润滑粘度基础油、或此类油的混合物，以及一种或多种用于改善所述油的性能特性的润滑油添加剂。例如，使用润滑油添加剂来改善清净性，减少发动机磨损，提供抵抗热和氧化的稳定性，减少油耗，抑制腐性，充当分散剂，以及减少摩擦损失。一些添加剂可提供多重益处，例如分散剂-粘度改进剂。
其中最重要的添加剂是分散剂，如它们的名称所示，用于提供发动机清洁度和保持例如碳酸盐残余物、羧酸盐残余物、羰基残余物(carbonyl residue)、碳烟等处于悬浮。现今最广泛使用的分散剂是在a位被聚异丁烯(PIBSA)型烷基链取代的琥珀酸酐与聚亚烷基胺的反应产物，任选用硼衍生物、碳酸亚乙酯或专业文献中已知的其它后处理试剂后处理。在所使用的多胺中，优选多亚烷基多胺，例如二亚乙基三胺(DETA)、三亚乙基四胺(TETA)、四亚乙基五胺(TEPA)、五亚乙基六胺(PEHA)和高级多亚烷基多胺(HPA)。这些多亚烷基胺与聚异丁烯(PIBSA)型烷基取代的琥珀酸酐反应，按照这两种反应物的摩尔比，产生单琥珀酰亚胺、双琥珀酰亚胺或者单和双琥珀酰亚胺的混合物。这样的反应产物，任选进行后处理，通常具有如通过总碱值或TBN所测量以每克样品的KOH的mg数计约5-50的非零碱性氮含量，这使它们能够保护发动机的金属件在使用时不受来源于润滑油或燃料氧化的酸性组分腐蚀，并同时保持所述氧化产物分散在润滑油中从而防止它们聚结和它们沉积到金属件上。单琥珀酰亚胺或双琥珀酰亚胺型分散剂如果它们的相对碱性氮含量高，即只要多胺的氮原子数目大于聚异丁烯基团取代的琥珀酸酐基团的数目，则甚至更为有效。然而，这些分散剂的碱性氮含量越高，则它们越加促进当今发动机中所用的氟烃弹性体密封件的侵蚀，这是因为碱性氮倾向于与这种类型密封件的酸性氢原子反应，这种侵蚀导致在弹性体表面形成裂纹并且损失这种类型材料所寻求的其它物理性能。美国专利No. 6，124，247 ( “‘247专利”)公开了单琥珀酰亚胺或双琥珀酰亚胺型分散剂如果它们的相对碱性氮含量高，即只要多胺的氮原子数目大于聚异丁烯基团取代的琥珀酸酐基团的数目，则甚至更为有效。然而，这些分散剂的碱性氮含量越高，则它们越加促进当今发动机中所用的含氟弹性体密封件的侵蚀，这是因为碱性氮倾向于与这种类型密封件的酸性氢原子接触，这种侵蚀导致在弹性体表面形成裂纹并且损失这种类型材料所寻求的其它物理性能。‘247专利还公开了通过使用含有单琥珀酰亚胺或双琥珀酰亚胺型分散齐IJ(后处理或不后处理)的润滑油组合物与硼酸化的甘油酯组合，获得了可与氟烃弹性体相容的组合物。
因此，将期望开发表现出改善的氟烃弹性体密封件相容性的润滑油组合物。发明概述根据本发明的第一实施方案，提供了改善氟烃弹性体密封件与润滑油组合物的相容性的方法，所述润滑油组合物包含(a)主要量的润滑粘度基础油，和(b) —种或多种含有一个或多个碱性氮原子的分散剂，该方法包括向所述润滑油组合物加入有效量的一种或多种具有通式Si-X4的氟烃弹性体相容性改进剂或其水解产物其中每个X独立地是含羟基的基团、含烃氧基的基团、含酰氧基的基团、含氨基的基团、含单烷基氨基的基团或含二烷基氨基的基团。根据本发明的第二实施方案，提供了维持或改善氟烃弹性体密封件与内燃发动机中的润滑油组合物的相容性的方法，该方法包括用润滑油组合物使发动机工作，所述润滑油组合物包含(a)主要量的润滑粘度基础油；(b) —种或多种含有一个或多个碱性氮原子的分散剂；(C)有效量的一种或多种具有通式Si-X4的氟烃弹性体相容性改进剂或其水解 产物，其中每个X独立地是含羟基的基团、含烃氧基的基团、含酰氧基的基团、含氨基的基团、含单烷基氨基的基团或含二烷基氨基的基团。本发明方法有利地改善氟烃弹性体密封件与润滑油组合物的相容性，所述润滑油组合物包含(a)主要量的润滑粘度基础油，和(b) —种或多种含有一个或多个碱性氮原子的分散剂，该方法是通过向所述润滑油组合物加入有效量的一种或多种具有通式Si-X4的氟烃弹性体相容性改进剂或其水解产物其中每个X独立地是含羟基的基团、含烃氧基的基团、含酰氧基的基团、含氨基的基团、含单烷基氨基的基团或含二烷基氨基的基团。优选实施方案的详述本发明涉及改善氟烃弹性体密封件与润滑油组合物的相容性的方法，所述润滑油组合物包含(a)主要量的润滑粘度基础油，和(b) —种或多种含有一个或多个碱性氮原子的分散剂。一般而言，该方法至少涉及向润滑油组合物加入有效量的一种或多种具有通式Si_X4的氟烃弹性体相容性改进剂或其水解产物，其中每个X独立地是含羟基的基团、含烃氧基的基团、含酰氧基的基团、含氨基的基团、含单烷基氨基的基团或含二烷基氨基的基团。所述一种或多种氟烃弹性体密封相容性改进剂是油溶性四官能可水解硅烷化合物或其水解产物，所述化合物由通式Si-X4的结构表示，其中每个X独立地是含羟基的基团、含烃氧基的基团、含酰氧基的基团、含氨基的基团、含单烷基氨基的基团和含二烷基氨基的基团。X的合适的含烃氧基的基团以举例方式包括-0R，其中R是C1-C2tl烃基。这类含烃氧基的基团的实例包括但不限于C1-C6烷氧基、C6-CM芳氧基X7-C2ci烷基芳氧基、C7-C2ci芳基烧氧基、C6-C2tl环烧氧基、C7-C20环烧基烧氧基、C7-C20烧基环烧氧基等和它们的混合物。在一个实施方案中，每个X独立地是C1-C6烷氧基、C6-CM芳氧基和C1-C6酰氧基并且优选是C1-C6烷氧基，这部分地是由于它们的商业可得性。所用的可水解基团可以用水水解，进行醇解、酯交换反应，和/或通过缩合产生聚硅氧烷衍生物。这些硅烷化合物的四配位提供了同时具有大的硬度和高的机械弹性性能的三维膜形成物。本文所使用的术语“可水解基团”是指在适当条件下能够直接进行缩合反应或在适当条件下能够水解从而产生能够进行缩合反应的化合物的基团。适当条件包括任选在缩合催化剂存在下的酸性或碱性的水性条件。因此，本文所使用的术语“不可水解基团”是指在适当条件下不能够直接进行缩合反应或在上述所列用于使可水解基团水解的条件下不能够水解的基团。一类油溶性四官能可水解硅烷化合物由式I或其水解产物的结构表示
权利要求
1.一种改善氟烃弹性体密封件与润滑油组合物的相容性的方法，所述润滑油组合物包含(a)主要量的润滑粘度基础油，和(b) —种或多种含有一个或多个碱性氮原子的分散剂，该方法包括向所述润滑油组合物加入有效量的一种或多种具有通式Si-X4的氟烃弹性体相容性改进剂或其水解产物其中每个X独立地是含羟基的基团、含烃氧基的基团、含酰氧基的基团、含氨基的基团、含单烷基氨基的基团或含二烷基氨基的基团。
2.根据权利要求I的方法，其中所述润滑粘度基础油选自I类基础油、II类基础油、III类基础油、IV类基础油、V类基础油和它们的混合物。
3.根据权利要求I或权利要求2的方法，其中所述一种或多种分散剂选自琥珀酰亚胺、羧酸酰胺、烃基单胺、烃基多胺、曼尼希碱、膦酰胺、硫代膦酰胺和磷酰胺、噻唑、三唑、包含具有一个或多个另外极性官能团的羧酸酯的共聚物、硼酸盐后处理的琥珀酰亚胺、碳酸亚乙酯后处理的琥珀酰亚胺和它们的混合物。
4.根据权利要求I或权利要求2的方法，其中所述一种或多种分散剂是烯基琥珀酰亚胺。
5.根据权利要求4的方法，其中所述烯基琥珀酰亚胺是聚异丁烯基琥珀酰亚胺或聚异丁烯基双琥珀酰亚胺。
6.根据权利要求1-5的方法，其中每个X独立地选自C1-C6烷氧基X6-C2tl芳氧基、C7-CM烷基芳氧基、C7-C20芳基烷氧基、C6-C20环烷氧基、C7-C20环烷基烷氧基和C7-C2tl烷基环烷氧基。
7.根据权利要求1-5的方法，其中每个X独立地选自C1-C6烷氧基X6-C2tl芳氧基和C1-C6酰氧基。
8.根据权利要求1-5的方法，其中所述一种或多种氟烃弹性体相容性改进剂是一种或多种式I的油溶性四官能可水解硅烷化合物或其水解产物
9.根据权利要求8的方法，其中a是1-4的整数，每个R独立地是C1-C6烷氧基、C6-Cm芳氧基、c7-c2Q烷基芳氧基、C7-C2tl芳基烷氧基、C6-C2tl环烷氧基、C7-C2tl环烷基烷氧基和C7-C2tl烧基环烧氧基。
10.根据权利要求1-5的方法，其中所述一种或多种氟烃弹性体相容性改进剂选自四甲氧基娃烧、四乙氧基娃烧、四丙氧基娃烧、四异丙氧基娃烧、四丁氧基娃烧、四异丁氧基娃烷、四(甲氧基乙氧基)硅烷、四(甲氧基丙氧基)硅烷、四(乙氧基乙氧基)硅烷、四(甲氧基乙氧基乙氧基)硅烷、三甲氧基乙氧基硅烷、二甲氧基二乙氧基硅烷、三乙氧基甲氧基硅烷和它们的混合物。
11.根据权利要求1-10的方法，其中基于润滑油组合物的总重量，所述润滑油组合物包含 约O. 05-约15wt. %的一种或多种分散剂；和 约O. 01-约5wt. %的一种或多种氟烃弹性体相容性改进剂。
12.根据权利要求1-11的方法，该润滑油组合物还包含选自抗氧化剂、清净剂、防锈剂、去混浊剂、破乳剂、金属钝化剂、摩擦改进剂、抗磨损剂、倾点抑制剂、消泡剂、助溶剂、包相容剂、缓蚀剂、染料、极压剂和它们的混合物中的一种或多种润滑油添加剂。
13.根据权利要求1-12的方法，其中所述一种或多种氟烃弹性体相容性改进剂还包含稀释油以形成添加剂浓缩物。
14.根据权利要求1-13的方法，其中所述润滑油组合物是用于内燃发动机的曲轴箱润滑油组合物。
15.一种或多种具有通式Si-X4的氟烃弹性体相容性改进剂或其水解产物在润滑油组合物中的用途，其中每个X独立地是含羟基的基团、含烃氧基的基团、含酰氧基的基团、含氨基的基团、含单烷基氨基的基团或含二烷基氨基的基团，所述润滑油组合物包含(a)主要量的润滑粘度基础油和(b) —种或多种含有一个或多个碱性氮原子的分散剂，用以维持或改善氟烃弹性体密封件与内燃发动机中的润滑油组合物的相容性。
全文摘要
公开了一种改善氟烃弹性体密封件与润滑油组合物的相容性的方法，所述润滑油组合物含有(a)主要量的润滑粘度基础油，和(b)一种或多种含有一个或多个碱性氮原子的分散剂。该方法涉及向润滑油组合物加入有效量的一种或多种具有通式Si-X4的氟烃弹性体相容性改进剂或其水解产物，其中每个X独立地是含羟基的基团、含烃氧基的基团、含酰氧基的基团、含氨基的基团、含单烷基氨基的基团或含二烷基氨基的基团。
文档编号F16J15/00GK102803425SQ201180014401
公开日2012年11月28日 申请日期2011年3月7日 优先权日2010年3月31日
发明者K·D·尼尔森, E·S·山口, K-S·恩基, P·S·罗格斯 申请人:雪佛龙奥伦耐有限责任公司