ПРИМЕНЕНИЯ И КОМПОЗИЦИИ
APPLICATIONS AND COMPOSITIONS

Указанное изобретение относится к противоизносным присадками и модификаторам трения и к их применению в смазочных композициях и топливных композициях.
Известно применение противоизносных присадок и/или модификаторов трения в смазочных композициях. Известно также применение противоизносных присадок и/или модификаторов трения в топливных композициях для двигателей внутреннего сгорания.
Попадание топлива и топливных присадок в смазочный материал картера двигателя внутреннего сгорания известно, например, из параграфа 2 реферата публикации SAE (Общество инженеров автомобильной и авиационной промышленности) 2001-01-1962 С.Y. Thiel и др. «Взаимодействия топливных присадок/смазочных материалов:…».
Дигидрокарбилдитиофосфаты цинка (ЦДДФ) применяли в качестве противоизносных присадок в смазочных композициях много лет. Недостаток этих присадок состоит в том, что, когда их применяют для смазки двигателей внутреннего сгорания, они приводят к образованию золы, что способствует появлению твердых частиц в отработавших газах, исходящих из двигателей внутреннего сгорания. По этой причине является желательным уменьшить количество присадок, образующих золу, которые применяют для смазочных материалов двигателей внутреннего сгорания. Также является желательным уменьшить количество цинка и/или фосфора и/или серы в отработавших газах, исходящих из двигателей внутреннего сгорания. По этой причине были осуществлены попытки обеспечить противоизносные присадки и/или модификаторы трения, которые не содержат ни цинка, ни фосфора, или, по крайней мере, содержат их в пониженном количестве.
Патент США US 437671 относится к смазочной композиции и присадке, которые содержат гидроксизамещенный сложный эфир многоосновной карбоновой кислоты и дигидрокарбилдитиофосфат металла. В соответствии с US 4376711, сложный эфир может быть получен путем этерификации многоосновной карбоновой кислоты с гликолем. Установлено, что такой сложный эфир может представлять собой неполный эфир, ди- или сложный полиэфир. Также установлено, что многоосновная карбоновая кислота, которую применяют для получения сложного эфира, может представлять собой алифатическую насыщенную или ненасыщенную кислоту, которая, как правило, имеет общее количество атомов углерода, которое составляет приблизительно 24 - приблизительно 90, и приблизительно 2 - приблизительно 3 карбоксильные группы, с, по крайней мере, от приблизительно 9 до приблизительно 42 атомами углерода между карбоксильными группами. Считают, что особенно желательные результаты были получены, когда применяли присадки, полученные посредством этерификации димера жирной кислоты, особенно тех, которые включают сопряженную ненасыщенность с полигидрокси соединением. US 4376711 не описывает применение глицеридов многоосновных гидроксикарбоновых кислот.
16
18
Публикация заявки на патент Великобритании GB-2097813-A относится к экономии топлива, вызываемой композициями смазочного масла, которые содержат масло смазочной вязкости и неполный глицериновый эфир C-C жирной кислоты в качестве присадки экономии топлива, в количестве от 0,05 до 0,2 процента от массы. В качестве примера композиции приведены глицерол моноолеат и глицерол диолеат. GB-2097813-A не описывает применение глицеридов многоосновных гидроксикарбоновых кислот.
16
18
Публикация заявки на Европейский патент EP-0092946-A2 относится к сложным глицериновым эфирам с растворимыми в масле соединениями меди в качестве присадок экономии топлива для смазочных композиций. Сообщают, что предпочтительным сложным эфиром является сложный глицериновый моно- или диэфир насыщенной или ненасыщенной C-C жирной кислоты. EP-0092946-A2 не описывает применение глицеридов многоосновных гидроксикарбоновых кислот.
Публикация международной заявки на патент WO 93/21288 относится к смазочной композиции, содержащей смешанные модификаторы трения, являющиеся комбинацией сложного полиэфира жирной кислоты и алкоксилированного гидрокарбиламина. Сообщают, что смазочные композиции показывают повышенную экономию топлива. Сообщают, что сложные эфиры могут представлять собой один или смесь сложных эфиров жирной кислоты, которые имеют формулу 3:
7
8
7
8
где R представляет собой радикал гидрокарбила в виде алкилена или алкенилена, имеющий от 10 до 18 атомов углерода, R представляет собой остаток многоатомного спирта, содержащий от 2 до 5 атомов углерода и от 2 до 4 гидроксильных групп, e представляет собой 0 или 1, и d представляет собой целое число 1, 2 или 3. В более предпочтительных вариантах осуществления изобретения сообщают, что R представляет собой радикал алкилена, содержащий 14-16 атомов углерода, R представляет собой остаток глицерола, e представляет собой 0, и d представляет собой 1 или 2. Кислота(ы) сложных эфиров в соответствии с формулой 3 представляют собой одноосновные карбоновые кислоты.
1-200
Патент США US 5338470 относится к алкилированным аддуктам лимонной кислоты в качестве противоизносных присадок и присадок модификаторов трения для топлива и смазочных композиций. Сообщают, что алкилированные аддукты лимонной кислоты образуются при помощи реакции лимонной кислоты с алкиловыми спиртами и аминами. Реакция описана, используя nXRy, где сообщают, что R представляет собой C гидрокарбил или гидрокарбилен или их смесь, и может необязательно содержать кислород, азот или серу. Сообщают, что «X» представляет собой амин, спирт, тиол или амид металла, алкоксид или тиолат. Сообщают, что металл предпочтительно представляет собой натрий, калий или кальций, и «n» представляет собой число от 0,2-5,0. Такие присадки показаны только на примере реакции лимонной кислоты и олеилового спирта.
Публикация международной заявки на патент WO 2005/087904, которая соответствует US 2005/0198894, относится к смазочным и топливным композициям, содержащим сложные эфиры гидроксикарбоновой кислоты и многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, которые представлены общей формулой:
3
1
18
1
18
3
где R выбирают из группы, состоящей из C-C прямого или разветвленного алкила, C-C прямого или разветвленного алкенила, алкоксиалкила, гидроксиалкила, арила, и бензила; и X - выбирают из ряда структур, определенных здесь. Сообщают, что предпочтительные сложные эфиры включают цитраты, тартраты, малаты, лактаты, манделаты, гликолаты, гидроксипропионаты, гидроксиглутараты, салицилаты и подобные. Сообщают, что триалкилцитраты и борированные триалкилцитраты являются особенно предпочтительными, в частности триэтилцитрат и борированный триэтилцитрат. Сообщают, что особенно предпочтительным классом присадок является тот, где R представляет собой прямую или разветвленную алкильную цепь, состоящую из 1-5 атомов углерода, например, метил, этил, пропил, бутил, пентил, изомеры вышеупомянутого, и их смеси. При этом WO 2005/087904 не описывает применение глицеридов многоосновных гидроксикарбоновых кислот.
Публикация международной заявки на патент WO 2008/067259 относится к смазочной композиции с низким содержанием серы, низким содержанием фосфора, низким содержанием золы, которая является подходящей для смазочного материала для двигателя внутреннего сгорания, которая содержит масло смазочной вязкости и продукт конденсации спирта, имеющий 6-12 атомов углерода, и материал, представленный формулой:
где каждая R независимо представляет собой H или гидрокарбильную группу, или где R группы вместе образуют кольцо; и где в случае, если R представляет собой H, то продукт конденсации необязательно далее функционализируют при помощи ацилирования или при помощи реакции с соединением бора. В соответствии с WO 2008/067259, спирты полезные для изготовления тартратов, могут содержать 6-12, или 6-10, или 8-10 атомов углерода, они могут быть прямыми или разветвленными, и, в случае разветвленных, разветвление может происходить в любой точке цепи, и при этом разветвление может иметь любую длину.
WO 2008/067259 не описывает применение глицеридов многоосновных гидроксикарбоновых кислот.
Публикация международной заявки на патент WO 2008/124191 относится к применению одного или более растворимых в масле сложных эфиров жирных кислот полиола в композиции смазочного масла, имеющем базовое масло, содержащее основное количество синтетического жидкого топлива, полученного в процессе переработки газа в жидкое топливо (ГЖТ), полученного из базового масла. Сообщают, что полиолы включают диолы, триолы и подобные. Там установлено, что сложные полиолевые эфиры представляют собой эфиры карбоновых кислот, имеющих 12-24 атома углерода. В соответствии с WO 2008/124191, предпочтительно сложный эфир жирной кислоты представляет собой сложный эфир жирной кислоты глицерола, более предпочтительно, сложный моноэфир глицерола и наиболее предпочтительно, сложный эфир представляет собой монооктадеканоат глицерола. WO 2008/124191 не описывает применение глицеридов многоосновных гидроксикарбоновых кислот.
Публикация международной заявки на патент WO 2008/147701 относится к смазочной композиции, подходящей для смазки поверхности из алюминиевого сплава или алюминиевого композита, содержащей масло смазочной вязкости и противоизносный агент, не содержащий золы, которая в одном варианте осуществления изобретения, как считают, включает соединение, полученное из оксикарбоновой кислоты.
В соответствии с WO 2008/147701, в одном варианте осуществления изобретения, как считают, противоизносный агент, не содержащий золы, получают из, по крайней мере, одного из сложного диэфира гидроксикарбоновой кислоты, диамида гидроксикарбоновой кислоты, диимида гидроксикарбоновой кислоты, сложного эфира-амида гидроксикарбоновой кислоты, сложного эфира-имида гидроксикарбоновой кислоты и имида-амида гидроксикарбоновой кислоты.
Сообщают, что примеры подходящих гидроксикарбоновых кислот включают лимонную кислоту, винную кислоту, яблочную кислоту, молочную кислоту, щавелевую кислоту, гликолевую кислоту, молочную кислоту, гидроксиглутаровую кислоту или их смеси. В соответствии с WO 2008/147701, противоизносный агент, не содержащий золы, представленный соединением Формулы (1a) и/или (1b), определенным там. При этом установлено, что соединения сложных диэфиров, диамидов, диимидов, сложных эфир-амидов, сложных эфир-имидов, имид-амидов формулы (1a) и/или (1b) могут быть приготовлены посредством реакции дикарбоновой кислоты (такой как винная кислота) с амином или спиртом, необязательно в присутствии известного катализатора этерификации. Сообщают, что производные оксикарбоновых кислот включают имиды, сложные диэфиры, диамиды, диимиды (применимые для тетракислот и выше), сложные эфир-амиды, сложные эфир-имиды (применимые для трикислот и выше, таких как лимонная кислота), и имид-амиды (применимые для трикислот и выше, таких как лимонная кислота). Сообщают, что примеры подходящего разветвленного спирта включают 2-этилгексанол, изотридеканол, спирты Гербе или их смеси. Сообщают, что примеры одноатомных спиртов включают метанол, этанол, пропанол, бутанол, пентанол, гексанол, гептанол, октанол, нонанол, деканол, ундеканол, додеканол, тридеканол, тетрадеканол, пентадеканол, гексадеканол, гептадеканол, октадеканол, нонадеканол, эикозанол или их смеси. Также установлено, что спирт включает либо одноатомный спирт, либо многоатомный спирт. Сообщают, что примеры подходящих многоатомных спиртов включают этиленгликоль, пропиленгликоль, 1,3-бутиленгликоль, 2,3-бутиленгликоль, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, глицерол, сорбитол, пентаэритритол, триметилолпропан, крахмал, глюкозу, сахарозу, метилглюкозид или их смеси. В WO 2008/147701 также установлено, что в одном варианте осуществления изобретения многоатомный спирт применяют в смеси вместе с одноатомным спиртом. Установлено, что обычно, в такой комбинации одноатомный спирт составляет, по крайней мере, 60 мольных процентов, или, по крайней мере, 90 мольных процентов смеси. Ди-2-этилгексил тартрат представляет собой исключительно противоизносный агент, не содержащий золы, что проиллюстрировано в примерах.
m
p
n
Публикация международной заявки на патент WO 2009/101276 относится к смазочной композиции для четырехтактных двигателей с низким содержанием золы, которая, как считают, среди других компонентов, содержит, по крайней мере, один гидроксилированный сложный эфир формулы R(OH), (COOR'(OH)), в котором m представляет собой целое число от 0 до 8, предпочтительно от 1 до 4, n представляет собой целое число от 1 до 8, предпочтительно от 1 до 4, и p представляет собой целое число от 0 до 8, предпочтительно от 1 до 4, где сумма p+m определенно выше, чем ноль, R и R' независимо представляют прямую или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную углеводородную группу, необязательно замещенную одной или более ароматическими группами и включающую от 1 до 30 атомов углерода, или его производных бората. Установлено, что гидроксилированные сложные эфиры могут быть выбраны из сложных моноэфиров или сложных диэфиров, полученных из глицерола, такого как глицерол моноолеат, глицерол стеарат или изостеарат и их борированных производных. Также установлено, что гидроксилированные сложные эфиры могут быть выбраны из цитратов, тартратов, малатов, лактатов, манделатов, гликолатов, гидроксипропионатов, гидроксиглутаратов или их борированных производных. Композиция показана только на примере триэтилцитрата и глицерол моностеарата. В Таблице 3 WO 2009/101276, экономия топлива для смазочной композиции (B'), содержащей 0,99% триэтилцитрата, как установлено с помощью фрикционной машины Cameron Flint, приведено в значении, которое составляет 2,02% по сравнению с 1,75% для смазочного материала (A') без триэтилцитрата. В Таблице 5 WO 2009/101276, экономия топлива для смазочной композиции (H), содержащей 1,00% триэтилцитрата, как установлено с помощью фрикционной машины Cameron Plint, составила 2,04% и экономия топлива M 111 FE составила 2,50%, тогда как соответствующие данные для смазочного материала F без триэтилцитрата показали 1,78% и 1,90% соответственно.
Остается потребность в альтернативных композициях, показывающих противоизносные свойства и/или свойства модификатора трения, например, для применения в смазочных композициях, не содержащих воды, и/или для применения в топливных композициях для двигателей внутреннего сгорания.
Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается безводная смазочная композиция, содержащая основное количество масла смазочной вязкости и незначительное количество, по крайней мере, одной присадки, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, и больше чем одной другой смазочной присадки.
Соответственно, смазочная композиция может применяться для смазывания двигателя внутреннего сгорания, например, в качестве смазочного материала картера.
Также в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивается способ смазки двигателя внутреннего сгорания, где указанный способ содержит подачу к двигателю масла смазочной вязкости и, по крайней мере, одной присадки, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное. Соответственно, двигатель смазывают с помощью смазочной композиции настоящего изобретения, например, применяют в качестве смазочного материала картера. Дополнительно или в качестве альтернативы, глицерид может быть обеспечен в жидкой топливной композиции, которую применяют для работы двигателя внутреннего сгорания, при этом, по крайней мере, часть глицерида вводят в масляную композицию во время работы двигателя.
Также в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается способ улучшения противоизносных свойств и/или свойств трения масла смазочной вязкости, где указанный способ содержит смешивание указанного масла с эффективным количеством, по крайней мере, одной присадки, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное.
Также в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается способ изготовления смазочной композиции, не содержащей воды, где способ содержит смешивание масла смазочной вязкости с эффективным количеством, по крайней мере, одной присадки, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, вместе с больше чем одной другой смазочной присадкой.
Также в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается концентрат присадки для безводной смазочной композиции, содержащей, по крайней мере, одну присадку, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди-, или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, и больше чем одну другую смазочную присадку. В способе улучшения противоизносных свойств и/или свойств трения масла смазочной вязкости в соответствии с настоящим изобретением может применяться концентрат присадки. В способе изготовления смазочной композиции в соответствии с настоящим изобретением может применяться концентрат присадки.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения, обеспечивается топливная композиция для двигателя внутреннего сгорания, где указанная композиция содержит основное количество жидкого топлива и незначительное количество, по крайней мере, одной присадки, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, в концентрации до 500 млн. ч. от массы. Основное количество жидкого топлива означает больше чем 50% от массы жидкого топлива.
Также в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается способ улучшения противоизносных свойств и/или свойств трения жидкого топлива, где указанный способ содержит смешивание указанного жидкого топлива с эффективным количеством, по крайней мере, одной присадки, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, и необязательно, по крайней мере, одной другой топливной присадки.
Также в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается способ изготовления топливной композиции для двигателя внутреннего сгорания, где указанный способ содержит смешивание жидкого топлива с эффективным количеством, по крайней мере, одной присадки, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, в концентрации до 500 млн. ч. от массы.
Также в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается концентрат присадки для топливной композиции для двигателя внутреннего сгорания, где указанная композиция содержит, по крайней мере, одну присадку, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, и больше чем одну другую топливную присадку. В соответствии с настоящим изобретением в способе улучшения противоизносных свойств и/или свойств трения жидкого топлива может применяться концентрат присадки. В способе изготовления топливной композиции в соответствии с настоящим изобретением может применяться концентрат присадки.
В соответствии с еще дополнительным аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ работы двигателя внутреннего сгорания, где указанный способ содержит подачу к двигателю жидкого топлива, масла смазочной вязкости и, по крайней мере, одной присадки, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, при этом глицеридная присадка подается в примеси с жидким топливом и/или с маслом смазочной вязкости.
Настоящее изобретение решает техническую задачу, определенную выше, посредством применения в качестве противоизносной присадки и/или модификатора трения растворимого в масле моно-, ди- или триглицерида, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производного. Применение может быть в любом из вариантов осуществления изобретения настоящего изобретения, включая: безводную смазочную композицию, способ смазки двигателя внутреннего сгорания, способ улучшения противоизносных свойств и/или свойств трения масла смазочной вязкости, способ изготовления безводной смазочной композиции, концентрат присадки безводной смазочной композиции, топливная композиция (например, для двигателя внутреннего сгорания), способ улучшения противоизносных свойств и/или свойств трения жидкого топлива, способ изготовления топливной композиции для двигателя внутреннего сгорания, концентрат присадки для топливной композиции для двигателя внутреннего сгорания и способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания.
В частном аспекте, настоящее изобретение обеспечивает применение растворимого в масле моно-, ди- или триглицерида, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производного, в качестве противоизносной присадки и/или модификатора трения в безводной смазочной композиции и/или в топливной композиции.
Предпочтительно, многоосновная гидроксикарбоновая кислота содержит, по крайней мере, одну гидроксильную группу или ее производное (например, простой эфир или сложный эфир), которая находится в альфа-положении по отношению к карбоксильному фрагменту.
Каждая многоосновная гидроксикарбоновая кислота может независимо иметь от 4 до 22 атомов углерода, например 4-15 атомов углерода. Растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное может соответственно иметь от 16 до 80 атомов углерода. Количество атомов углерода в глицериде может влиять на его растворимость в масле смазочной вязкости и/или в жидком топливе.
Растворимый в масле означает, что глицерид является растворимым в масле смазочной вязкости и/или в жидком топливе соответственно в количестве, которое является модифицирующим трение и/или улучшающим противоизносность, например, в количестве, составляющем, по крайней мере, 200 млн.ч. от массы в масле смазочной вязкости и/или в количестве, составляющем, по крайней мере, 10 млн.ч. от массы в жидком топливе. Растворимость может быть определена при температуре окружающей среды, например, при 20°C. Растворимость может быть определена при атмосферном давлении.
Подходящие многоосновные гидроксикарбоновые кислоты включают:
- лимонную кислоту (которую также иногда называют 3-карбокси-3-гидрокси пентандиовая кислота; 2-гидроксипропан-1,2,3-трехосновная карбоновая кислота; или 3-гидроксипентандиовая кислота-3-карбоновая кислота);
- винную кислоту (которую также иногда называют 2,3-дигидроксибутандиовая кислота; или 2,3-дигидроксисукциновая кислота);
- яблочную кислоту (которую также иногда называют гидроксибутандиовая кислота);
- моноокситримезиновую кислоту; и
- гидрогенизованную моноокситримезиновую кислоту (которую также иногда называют 1,3,5 трикарбокси, 2-гидроксициклогексан).
Растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, может представлять собой ди- или триглицерид, который представляет собой глицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты и, по крайней мере, одной второй карбоновой кислоты, которая является насыщенной, мононенасыщенной или полиненасыщенной, разветвленной или прямой, одноосновной карбоновой или многоосновной карбоновой кислотой, которая имеет 4-22 атома углерода, или его производное.
Вторая карбоновая кислота может быть насыщенной, мононенасыщенной или полиненасыщенной. Соответственно, вторая карбоновая кислота является ненасыщенной. Вторая карбоновая кислота может быть разветвленной или прямой. Вторая карбоновая кислота может быть одноосновной карбоновой или многоосновной карбоновой кислотой. Если вторая карбоновая кислота представляет собой многоосновную карбоновую кислоту, то производное глицерида может представлять собой сложный эфир группы второй карбоновой кислоты.
Подходящие вторые насыщенные карбоновые кислоты включают капроевую кислоту, каприловую кислоту, каприновую кислоту, лауриновую кислоту, миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту и арахиновую кислоту. Подходящие вторые ненасыщенные карбоновые кислоты включают олеиновую кислоту, линолевую кислоту, линоленовую кислоту, миристоленовую кислоту, пальмитолеиновую кислоту, сапиеновую кислоту, эруковую кислоту (также известную как цис-13-докозеновая кислота) и брассидиновую кислоту.
Предпочтительно, глицерид представляет собой глицерид лимонной кислоты и олеиновой кислоты, глицерид лимонной кислоты и линолевой кислоты или их смеси.
Моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное может быть представлен общей формулой (I):
где RO, OR' и OR” независимо представляют:
-OH;
насыщенную, мононенасыщенную или полиненасыщенную, разветвленную или прямую, группу одноосновной карбоновой или многоосновной карбоновой кислоты, имеющую от 4 до 22 атомов углерода, или соответствующий простой эфир или сложный эфир;
фрагмент многоосновной гидроксикарбоновой кислоты или ее простой эфир и/или сложный эфир
при условии, что, по крайней мере, один из RO, OR' и OR” представляет собой фрагмент многоосновной гидроксикарбоновой кислоты или ее простой эфир и/или сложный эфир.
Предпочтительно, в формуле (I), по крайней мере, один из RO, OR' и OR” представляет собой фрагмент многоосновной гидроксикарбоновой кислоты или ее простой эфир и/или сложный эфир и, по крайней мере, один из RO, OR' и OR” представляет собой насыщенную, мононенасыщенную или полиненасыщенную, разветвленную или прямую, группу одноосновной карбоновой или многоосновной карбоновой кислоты, имеющую от 4 до 22 атомов углерода, или ее сложный эфир.
Предпочтительно в формуле (I), фрагмент многоосновной гидроксикарбоновой кислоты имеет, по крайней мере, одну гидроксильную группу или ее производное (например, простой эфир или сложный эфир), которая находится в альфа-положении по отношению к карбоксильному фрагменту.
В формуле (I), каждый фрагмент многоосновной гидроксикарбоновой кислоты может независимо иметь от 4 до 22 атомов углерода. В формуле (I) фрагмент многоосновной гидроксикарбоновой кислоты может быть производным от кислот, включающих, например, лимонную кислоту, винную кислоту, яблочную кислоту, моноокситримезиновую кислоту и гидрогенизованную моноокситримезиновую кислоту.
В формуле (I), когда присутствует, каждая группа насыщенной, разветвленной или прямой, одноосновной карбоновой или многоосновной карбоновой кислоты, имеющая от 4 до 22 атомов углерода, или ее сложный эфир могут быть производными от ненасыщенных карбоновых кислот или их эквивалентов галоида. Подходящие насыщенные карбоновые кислоты включают, например, капроевую кислоту, каприловую кислоту, каприновую кислоту, лауриновую кислоту, миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту и арахиновую кислоту. В формуле (I), когда присутствует, каждая группа мононенасыщенной или полиненасыщенной, разветвленной или прямой, одноосновной карбоновой или многоосновной карбоновой кислоты, имеющая от 4 до 22 атомов углерода, или ее сложный эфир могут быть производными от ненасыщенных карбоновых кислот или их эквивалентов галоида. Подходящие мононенасыщенные кислоты включают, например, олеиновую кислоту, миристоленовую кислоту, пальмитолеиновую кислоту, сапиеновую кислоту, эруковую кислоту и брассидиновую кислоту. Подходящие полиненасыщенные кислоты включают, например, линолевую кислотную и линоленовую кислоту.
4
22
4
22
4
22
16
18
4
22
18
18
18
Глицерид может представлять собой глицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты и насыщенной C-C многоосновной карбоновой кислоты или его производное. Многоосновная карбоновая кислота может быть разветвленной или прямой. Глицерид может представлять собой глицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты и мононенасыщенной или полиненасыщенной C-C многоосновной карбоновой кислоты, или его производное. Многоосновная карбоновая кислота может быть разветвленной или прямой. Глицерид может представлять собой глицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты и насыщенной C-C одноосновной карбоновой кислоты, или его производное. Одноосновная карбоновая кислота может быть разветвленной или прямой. Подходящие ненасыщенные C одноосновные карбоновые кислоты включают пальмитиновую кислоту. Подходящиее ненасыщенные C одноосновные карбоновые кислоты включают стеариновую кислоту. Глицерид может представлять собой глицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты и мононенасыщенной или полиненасыщенной C-C одноосновной карбоновой кислоты, или его производное. Ненасыщенная одноосновная карбоновая кислота может быть разветвленной или прямой. Глицерид может представлять собой глицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты и ненасыщенной C одноосновной карбоновой кислоты, или его производное. Одноосновная карбоновая кислота может быть разветвленной или прямой. Подходящие многоосновные гидроксикарбоновые кислоты включают лимонную кислоту. Глицеридная присадка может представлять собой глицерид лимонной кислоты и ненасыщенной C одноосновной карбоновой кислоты, или его производное. Подходящие ненасыщенные C одноосновные карбоновые кислоты включают олеиновую кислотную и линолевую кислоту.
4
22
16
18
Глицерид может представлять собой сложный эфир лимонной кислоты моноглицерида насыщенной, мононенасыщенной или полиненасыщенной, разветвленной или прямой, одноосновной карбоновой или многоосновной карбоновой C-C карбоновой кислоты, соответственно C или C карбоновой кислоты, например, пальмитиновой кислоты, стеариновой кислоты, олеиновой кислоты или линолевой кислоты. Глицерид может представлять собой сложный эфир лимонной кислоты моноглицерида, полученного из растительного масла, например, из подсолнечного масла и/или пальмового масла. Глицерид может представлять собой сложный эфир лимонной кислоты моноглицерида, полученного из пищевого, очищенного подсолнечного масла и пальмового базового масла. Предпочтительно, глицерид представляет собой глицерид лимонной кислоты и олеиновой кислоты, глицерид лимонной кислоты и линолевой кислоты или их смеси. Подходящим источником глицеридов лимонной кислоты с олеиновой кислотой и/или линолевой кислоты является GRINSTED CITREM SP70 (торговая марка), который доступен от компании Danisco. Считается, что GRINSTED CITREM SP70 является сложным эфиром лимонной кислоты моноглицерида, полученным из пищевого, очищенного подсолнечного масла и пальмового базового масла. Также считается, что GRINSTED CITREM SP70 содержит, по крайней мере, один диглицерид, имеющий структурную формулу (II):
16
где -Y- представляет C гидрокарбильный фрагмент, который является моно- или диненасыщенным.
Таким образом, диглицериды, имеющие структурную формулу (II), включают глицерид лимонной кислоты и олеиновой кислоты и глицерид лимонной кислоты и линолевой кислоты. Указанное соответствует структуре формулы (I), в которой (i) RO представляет собой карбоксильную группу, имеющую 18 атомов углерода, которая может быть производной от олеиновой кислоты и/или линолевой кислоты, (ii) OR' представляет собой гидроксильный фрагмент, и (iii) OR” представляет собой фрагмент многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, которая может быть получена из лимонной кислоты.
Считается, что GRINSTED CITREM N 12 VEG от компании Danisco является нейтрализованным сложным эфиром лимонной кислоты моноглицерида, полученным из пищевого, полностью гидрогенизованного пальмового базового масла. Как было установлено, он был неподходящим, поскольку не растворим в масле.
Применение GRINSTED CITREM 2-IN-1 от компании Danisco в качестве анионного поверхностно-активного вещества карбоновой кислоты описано в параграфах [0167]-[0171] публикации заявки на патент США US 2008/0176778. US 2008/0176778 относится к конвейерным смазкам, включающим эмульсию липофильного соединения и эмульгатор и/или анионное поверхностно-активное вещество (название). Сообщается, что липофильное соединение включает нерастворимые в воде органические соединения, включающие две или более сложных эфирных связей, и в одном варианте осуществления изобретения, сообщают о присутствии нерастворимого в воде органического соединения, включающего три или более атомов кислорода. Установлено, что в одном варианте осуществления изобретения, липофильное соединение представляет собой сложный эфир, включающий дво-, три- или многоатомный спирт, такой как глицерол, с 2 или более гидроксильными группами, каждая из которых соединена с карбоновой кислотой в качестве сложноэфирной группы (параграф [0033]). В примере в параграфах [0167]-[0171] были протестированы две триглицеридные смазочные композиции. Сообщали, что смазочный материал A включает эмульсию, которая содержит 10 масс.% триглицерид каприлата, капрата, кокоата в воде, в которую было добавлено анионное поверхностно-активное вещество, содержащее 1,5 масс.% лецитина (который продают под торговым наименованием Terradrill V408, компания Cognis) и 1,5 масс.% эмульгатора, 20 молей этоксисорбитанмоностеарата (который продают под торговым наименованием Tween 60V, компания ICI). Сообщали, что смазочный материал В включает 1,5 масс.% сложного эфира лимонной кислоты, который, как сообщают, является анионным поверхностно-активным веществом карбоновой кислоты, которое продается под названием GRINSTED CITREM 2-IN-1, компания Danisco, вместо Terradrill V408. В соответствии с параграфом [0171], триглицеридные смазочные материалы, включающие анионное поверхностно-активное вещество, отлично функционируют в качестве сухих конвейерных смазочных материалов и эффективно наносятся после смачивания водой и применяются для смазки конвейеров и транспортеров. В соответствии с параграфом [0061] US 2008/0176778, соответствующая композиция может включать любой вид анионных поверхностно-активных веществ, которые являются эффективными для повышения способности липофильной эмульсии противостоять воздействию воды на конвейеры и транспортеры. Примеры приведены в параграфах [0065]-[0075] из десяти классов анионных поверхностно-активных веществ.
В соответствии с параграфом [0029] публикации заявки на патент США US 2009/0152502, гидрофильный эмульгатор CITREM представляет собой композицию вещества, включающего сложные эфиры лимонной кислоты моно- и диглицеридов пищевых жирных кислот. Там также установлено, что пищевые жирные кислоты имеют, в частности, 6-24 атома углерода.
Глицерид может представлять собой сложный эфир лимонной кислоты с неполным глицеридом, например, моно- или диглицерид или их смеси, которые имеют свободные гидроксильные группы. Подходящие неполные глицериды включают глицериды, полученные из жирных кислот с 12-18 атомами углерода, включая, например, глицериды, полученные из жирных кислот кокосового масла и жирных кислот пальмового масла. Примеры включают Lamegin ZE 306, Lamegin ZE 609 и Lamegin ZE 618 (компания Cognis Deutschland GmbH & Co. KG). Таким образом, глицерид может представлять собой сложный эфир лимонной кислоты моноглицерида гидрогенизованной жирной кислоты твердого животного жира, например, Lamegi ZE 309, или сложный эфир диацетилвинной кислоты с моноглицеридом гидрогенизованной жирной кислоты твердого животного жира, например, Lamegin DW 8000, или сложный эфир лимонной кислоты, на основе моноглицерида жирной кислоты подсолнечного масла, например, Lamegin ZE 609 FL. Такие сложные эфиры описаны, например, в US 5770185 и US 2010/0087319.
Производное глицерида может представлять собой сложный эфир, по крайней мере, одного фрагмента многоосновной гидроксикарбоновой кислоты. Сложный эфир может представлять собой сложный эфир фрагмента карбоновой кислоты многоосновной гидроксикарбоновой кислоты. Каждый фрагмент карбоновой кислоты многоосновной гидроксикарбоновой кислоты может независимо быть получен в качестве сложного эфира. Производное сложного эфира может представлять собой сложный гидрокарбиловый эфир, в котором гидрокарбильный фрагмент может иметь от 4 до 22 атомов углерода. Гидрокарбильный фрагмент может представлять собой алкильный фрагмент, который может иметь от 4 до 22 атомов углерода. Гидрокарбильный фрагмент может содержать один или более гетероатомов, например, азот и/или кислород.
Производное глицерида может представлять собой простой эфир или сложный эфир гидроксильного фрагмента многоосновной гидроксикарбоновой кислоты. Если больше чем один гидроксильный фрагмент присутствует в моно-, ди- или триглицериде, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, то каждый гидроксильный фрагмент независимо может быть получен в качестве простого эфира или сложного эфира. Каждый простой эфир может представлять собой простой гидрокарбиловый эфир. Гидрокарбильный фрагмент каждого простого эфира может независимо иметь от 1 до 22 атомов углерода, более подходяще от 1 до 18 атомов углерода. Гидрокарбильный фрагмент каждого простого эфира может независимо представлять собой алкильный фрагмент. Алкильный фрагмент каждого простого эфира может независимо иметь от 1 до 22 атомов углерода, более подходяще от 1 до 18 атомов углерода. Гидрокарбильный фрагмент каждого простого эфира может независимо содержать один или более гетероатомов, например, азот и/или кислород. Каждый сложный эфир может независимо представлять собой сложный гидрокарбиловый эфир. Гидрокарбильный фрагмент каждого сложного эфира может иметь от 4 до 22 атомов углерода. Гидрокарбильный фрагмент каждого сложного эфира может независимо представлять собой алкильный фрагмент. Алкильный фрагмент каждого сложного эфира может независимо иметь от 4 до 22 атомов углерода. Гидрокарбильный фрагмент каждого сложного эфира может независимо содержать один или более гетероатомов, например, азот и/или кислород.
Если насыщенная, мононенасыщенная или полиненасыщенная, разветвленная или прямая карбоновая кислота, имеющая 4-22 атома углерода, представляет собой многоосновную карбоновую кислоту, то производное глицерида может представлять собой сложный эфир фрагмента карбоновой кислоты одной или более, по крайней мере, одной насыщенной, мононенасыщенной или полиненасыщенной, разветвленной или прямой, многоосновной карбоновой кислоты, имеющей от 4 до 22 атомов углерода, если присутствует. Каждый сложный эфир может независимо представлять собой сложный гидрокарбиловый эфир. Гидрокарбильный фрагмент каждого сложного эфира может независимо иметь от 4 до 22 атомов углерода. Гидрокарбильный фрагмент может представлять собой алкильный фрагмент. Алкильный фрагмент каждого сложного эфира может независимо иметь от 4 до 22 атомов углерода. Гидрокарбильный фрагмент каждого сложного эфира может независимо содержать один или более гетероатомов, например, азот и/или кислород.
Растворимые в масле моно-, ди- или триглицериды, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты и их производные могут быть получены способами, известными в уровне техники. Ди- и триглицериды могут быть получены посредством частичного гидролиза жира, для того чтобы получить моноглицерид, за чем следует этерификация с многоосновной гидроксикарбоновой кислотой. Моноглицериды могут быть получены посредством этерификации глицерола с многоосновной гидроксикарбоновой кислотой. Производные гидрокарбильного простого эфира могут быть получены из соответствующих гидрокарбильных галоидов.
Растворимые в масле моно-, ди- или триглицериды, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты и их производные имеют то преимущество, что они не содержат цинк или молибден, то есть, они являются не содержащими молибден и не содержащими цинк. Они также имеют то преимущество, что они не содержат серу и не содержат фосфор. Как правило, присадки в соответствии с настоящим изобретением имеют низкую летучесть.
Некоторые из преимуществ GRINSTED CITREM SP70 (торговая марка) состоят в том, что он имеет низкую летучесть и имеет низкую токсичность.
Смазочные композиции и концентраты присадок для смазочных композиций.
Количество растворимого в масле моно-, ди- или триглицерида, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производного в смазочной композиции может находиться в диапазоне 0,02%-5% от массы, предпочтительно в диапазоне 0,1-2,5% от массы.
Безводная смазочная композиция не является эмульсией.
Концентрация растворимого в масле моно-, ди- или триглицерида, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производного в концентрате присадки может представлять собой количество, подходящее для того, чтобы обеспечить необходимую концентрацию, когда его применяют в смазочной композиции. Концентрат присадки может применяться в смазочной композиции в количестве 0,5-20% от массы. По этой причине, количество присадки растворимого в масле моно-, ди- или триглицерида, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производного и любых других присадок в смазочном концентрате может быть более высоким, чем в смазочной композиции, например, в значении от 1:0,005 до 1:0,20.
Смазочная композиция содержит основное количество масла смазочной вязкости и незначительное количество, по крайней мере, одной присадки. Основное количество означает больше чем 50% и незначительное количество означает меньше чем 50% от массы.
Смазочная композиция и масло смазочной вязкости могут содержать базовое масло. Базовое масло содержит, по крайней мере, один базовый компонент. Масло смазочной композиции может содержать одну или более присадок, иных чем моно-, ди-, или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты. Соответственно, смазочная композиция и/или масло смазочной вязкости содержат базовое масло в количестве от более чем 50% до приблизительно 99,5% от массы, например, от приблизительно 85% до приблизительно 95% от массы.
Базовые компоненты могут быть определены как Группа базовых компонентов I, II, III, IV и V в соответствии со стандартом API (Американский Нефтяной Институт) 1509, «СИСТЕМА ЛИЦЕНЗИРОВАНИЯ И СЕРТИФИКАЦИИ МАШИННОГО МАСЛА», апрель 2007, версия 16-го выпуска Приложения E, как изложено в Таблице 1.
Базовые компоненты Группы I, Группы II и Группы III могут быть получены из минеральных масел. Базовые компоненты Группы I обычно получают при помощи известных способов, которые содержат экстракцию растворителями и депарафинизацию растворителями, или экстракцию растворителями и каталитическую депарафинизацию. Базовые компоненты Группы II и Группы III обычно получают при помощи известных способов, которые содержат каталитическое гидрирование и/или каталитический гидрокрекинг, а также каталитическую гидроизомеризацию. Подходящий базовый компонент Группы I представляет собой АР/Е core 150, который можно приобрести у компании ExxonMobil Подходящими базовыми компонентами Группы II являются EHC 50 и EHC 110, которые можно приобрести у компании ExxonMobil. Подходящие базовые компоненты Группы III включат Yubase 4 и Yubase 6, которые можно приобрести, например, у компании SK Lubricants. Подходящие базовые компоненты Группы V представляют собой сложноэфирные базовые компоненты, например, Priolube 3970, который можно приобрести у компании Croda International plc. Подходящие базовые компоненты Группы IV включают гидрогенизованные олигомеры альфа-олефинов. Соответственно, олигомеры могут быть получены при помощи свободнорадикального процесса, катализа Циглера или при помощи катионоактивного катализа Фриделя-Крафтса. Полиальфаолефиновые базовые компоненты могут быть получены из C8, C10, C12, C14 олефинов и смесей одного из них или более.
Таблица 1
Группа
Содержание насыщенных углеводородов (% от массы) ASTM D2007
Содержание серы (% от массы) ASTM D2622 или D4294 или D4927 или D3120
Индекс вязкости ASTM D2270
I
<90
и/или
>0,03
и
≥80 и <120
II
≥90
И
≤0,03
и
≥80 и <120
III
≥90
И
≤0,03
и
≥120
IV
полиальфаолефины
V
все базовые компоненты, не входящие в Группы I, II, III или IV
Смазочная композиция и масло смазочной вязкости могут содержать одно или более базовое масло и/или базовый компонент, который является/являются природным маслом, минеральным маслом (которое иногда называют маслом нефтяного происхождения или минеральным маслом нефтяного происхождения), неминеральным маслом и их смесями. Природные масла включают животный жир, рыбий жир и растительные масла. Минеральные масла включают парафиновые масла, нафтеновые масла и парафиново-нафтеновые масла. Минеральные масла могут также включать масла, полученные из угля или сланца.
Подходящие базовые масла и масла базовых компонентов могут быть получены при помощи таких процессов, как химическое соединение более простых или более меньших молекул в молекулы большего размера или в более сложные молекулы (например, полимеризация, олигомеризация, конденсация, алкилирование, ацилирование).
Подходящие базовые компоненты и базовые масла могут быть получены из материалов процесса переработки газа в жидкое топливо, материалов перегонки угля в жидкое топливо, материалов процесса получения жидкого биотоплива из биомассы и их комбинаций.
Синтетическое топливо, полученное в результате переработки газа в жидкое топливо (которое иногда также называют материалами ГЖТ), может быть получено при помощи одной или более стадий процесса синтеза, соединения, превращения, перегруппировки, деструкции и комбинаций двух или более перечисленных процессов, которые применяют к газообразным соединениям, содержащим углерод. Базовые компоненты и базовые масла, полученные в качестве ГЖТ, можно получить при помощи процесса синтеза Фишера-Тропша, в котором газ синтеза, содержащий смесь водорода и монооксида углерода, каталитически превращают в углеводороды, обычно парафинистые углеводороды, которые, как правило, превращают в нижекипящие материалы при помощи гидроизомеризации и/или депарафинизации (см., например, WO 2008/124191).
Синтетическое топливо, полученное в результате процесса получения жидкого биотоплива из биомассы (которые иногда также называют материалы БЖТ), может быть получено из соединений растительного происхождения, например, при помощи гидрирования карбоновых кислот, или триглицеридов, для того чтобы получить линейные парафины, за чем следует гидроизомеризация до получения разветвленных парафинов (см., например, WO-2007-068799-A).
Синтетическое топливо, полученное в результате перегонки угля в жидкое топливо, может быть получено при помощи газифицирования угля до получения газа синтеза, который затем превращают в углеводороды.
Базовые масла и/или масла смазочной вязкости могут иметь кинематическую вязкость, которая при температуре 100°C находится в диапазоне 2-100 сСт, соответственно в диапазоне 3-50 сСт и более подходяще в диапазоне 3,5-25 сСт.
Смазочная композиция настоящего изобретения может представлять собой многофракционную композицию смазочного масла xW-y, в соответствии с классификацией API, где x представляет собой 0, 5, 10, 15 или 20, и у представляет собой 20, 30, 40, 50 или 60, как определено в SAE J300 2004, например, 5W-20, 5W-30, 0W-20. Смазочная композиция может иметь HTHS (при высокой температуре и высоком срезающем усилии) вязкость при температуре 150°C, которая составляет, по крайней мере, 2,6 спз, например, как установлено в соответствии с ASTM D4683, CEC L-36-A-90 или ASTM D5481.
Смазочная композиция может иметь HTHS вязкость при температуре 150°C, которая составляет от 1 до <2,6 спз, например, приблизительно 1,8 спз, в соответствии с ASTM D4683.
Смазочная композиция может быть изготовлена посредством смешивания масла смазочной вязкости с эффективным количеством, по крайней мере, одной присадки, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, вместе с больше чем одной другой смазочной присадкой.
Способ изготовления смазочной композиции и способ улучшения противоизносных свойств и/или свойств трения масла смазочной вязкости содержит смешивание масла смазочной вязкости с эффективным количеством, по крайней мере, одной присадки, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди-, или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное.
Масло смазочной вязкости может быть смешано с, по крайней мере, одной присадкой в одну или более стадии посредством способов, известных в уровне техники. Присадки можно смешивать как один или более концентратов присадок или части концентратов комплекса присадок, необязательно содержащих растворитель или разбавитель. Масло смазочной вязкости может быть изготовлено посредством смешивания в одну или более стадии при помощи способов, известными в уровне техники, одного или более базовых масел и/или базовых компонентов, необязательно с одной или более присадками и/или частью концентратов комплекса присадок. Присадки, концентраты присадок и/или части концентратов комплекса присадок могут быть смешаны с маслом смазочной вязкости или их компонентами в одну или более стадии при помощи способов, известных в уровне техники.
Другие противоизносные присадки
Смазочная композиция и концентрат присадки для смазочной композиции могут дополнительно содержать, по крайней мере, одну противоизносную присадку, иную чем присадка, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное. Такие другие противоизносные присадки могут быть присадками, выделяющими золу, или присадками, не содержащими золы. Примеры таких других противоизносных присадок включают не содержащие фосфор присадки, например, сульфированные олефины. Примеры таких других противоизносных присадок также включают противоизносные присадки, содержащие фосфор. Примеры подходящих противоизносных присадок, не содержащих золы и содержащих фосфор, включают трилаурил фосфит и трифенилфосфоротионат и раскрыты в параграфе [0036] US 2005/0198894. Примеры подходящих образующих золу, содержащих фосфор противоизносных присадок включают дигидрокарбилдитиофосфатные соли металлов. Примеры подходящих металлов дигидрокарбилдитиофосфатных солей металлов включают щелочные и щелочноземельные металлы, алюминий, свинец, олово, молибден, марганец, никель, медь и цинк. Особенно подходящими дигидрокарбилдитиофосфатными солями металлов являются дигидрокарбилдитиофосфаты цинка (ЦДДФ). ЦДДФы могут иметь гидрокарбильные группы, независимо имеющие 1-18 атомов углерода, соответственно 2-13 атомов углерода или 3-18 атомов углерода, более подходяще 2-12 атомов углерода или 3-13 атомов углерода, например, 3-8 атомов углерода. Примеры подходящих гидрокарбильных групп включают алкильные, циклоалкильные и алкарильные группы, которые могут содержать простые эфирные или сложные эфирные связи, и которые также могут содержать группы заместителей, например, галогеновые группы или нитрогруппы. Гидрокарбильные группы могут представлять собой алкильные группы, которые являются прямыми и/или разветвленными и соответственно могут иметь от 3 до 8 атомов углерода. Особенно подходящие ЦДДФы имеют гидрокарбильные группы, которые являются смесью вторичных алкильных групп и первичных алкильных групп, например, 90 мол.% вторичных алкильных групп и 10 мол.% первичных алкильных групп.
Растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид присадки, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, может уменьшить количество фосфора и/или цинка, содержащихся в противоизносной присадке, которые необходимы для достижения желательных противоизносных свойств смазочной композиции.
Содержащие фосфор противоизносные присадки могут присутствовать в композиции смазочного масла в концентрации, которая составляет 10-6000 млн.ч. от массы фосфора, соответственно 10-1000 млн.ч. от массы фосфора, например, 200-1400 млн.ч. от массы фосфора, или 200-800 млн.ч. от массы фосфора или 200-600 млн.ч. от массы фосфора.
Было выявлено, что присутствие в смазочной композиции, по крайней мере, одного растворимого в масле моно-, ди- или триглицерида, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производного, может способствовать действию противоизносных присадок, таких как, например, присадки дигидрокарбилдитиофосфата цинка. Указанное может иметь преимущество, которое состоит в снижении количества металлов, например, цинка, присутствующих в смазочной композиции. Указанное также может иметь преимущество, которое состоит в снижении количества содержащих фосфор противоизносных присадок в смазочной композиции, что, в свою очередь, может снизить количество фосфора в отработавших газах, когда смазочный материал применяют для смазки двигателя внутреннего сгорания. Снижение количества фосфора в отработавших газах может иметь преимущества для любого выходного устройства из системы дополнительной очистки отработавших газов.
Другие модификаторы трения.
Смазочная композиция и концентрат присадки для смазочной композиции могут дополнительно содержать, по крайней мере, один модификатор трения, иной чем присадка, который представляет собой растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное. Такие другие модификаторы трения могут представлять собой выделяющие золу присадки или присадки, не содержащие золы. Примеры таких других модификаторов трения включают производные жирных кислот, включая, например, сложные эфиры жирных кислот, амиды, амины, и этоксилированные амины. Примеры подходящих сложноэфирных модификаторов трения включают сложные эфиры глицерола, например, моно-, ди-, и триолеаты, монопальмитаты и мономиристаты. Особенно подходящий модификатор трения сложного эфира жирной кислоты представляет собой глицерол моноолеат. Примеры таких других модификаторов трения могут также включать соединения молибдена, например, органические соединения молибдена, диалкилдитиокарбаматы молибдена, диалкилтиофосфаты молибдена, дисульфид молибдена, диалкилдитиокарбаматы тримолибденового кластера, не содержащие серу соединения молибдена и подобные. Подходящие соединения, содержащие молибден, описаны например, в EP-1533362-A1, например, в параграфах [0101]-[0117].
Модификаторы трения, иные чем присадка, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, могут также включать комбинацию алкоксилированного гидрокарбиламина и неполного полиолевого эфира насыщенной или ненасыщенной жирной кислоты или смесей таких сложных эфиров, например, как описано в WO 93/21288.
Присадка настоящего изобретения может применяться в качестве альтернативы другим модификаторам трения, или может снизить количество таких других модификаторов трения, которые могли бы быть необходимы для достижения желательных свойств трения для смазочной композиции. Указанное может иметь то преимущество, что снижается количество металлов, например, молибдена, которые присутствуют в смазочной композиции.
Модификаторы трения, иные чем присадка, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, которые представляют собой модификаторы трения производного жирной кислоты, могут присутствовать в композиции смазочного масла в концентрации, которая составляет 0,01-5% от массы активных веществ, более подходяще лежит в диапазоне, который составляет 0,01-1,5% от массы активных веществ.
Модификаторы трения, содержащие молибден, могут присутствовать в композиции смазочного масла при концентрации молибдена, которое составляет 10-1000 млн.ч. от массы, более подходяще в диапазоне 400-600 млн.ч. от массы.
Другие присадки.
Смазочная композиция и концентрат присадки для смазочной композиции могут также содержать другие присадки. Примеры таких других присадок включают дисперсанты (металлические и неметаллические), диспергирующие модификаторы вязкости, моющие присадки (металлические и неметаллические), присадки, улучшающие индекс вязкости, модификаторы вязкости, присадки, понижающие температуру застывания масла, замедлители образования ржавчины, замедлители коррозии, антиокислители (иногда также называемые замедлителями окисления), антивспениватели (иногда также называемые антипенными веществами), вещества набухания уплотнителя (иногда также называемые веществами сопрягаемости уплотнителя), антизадирные присадки (металлические, неметаллические, содержащие фосфор, не содержащие фосфор, содержащие серу и не содержащие серу), поверхностно-активные вещества, деэмульгаторы, противозадирные вещества, присадки, понижающие температуру застывания парафиновых масел, вещества, повышающие смазывающую способность, антиокрашивающие вещества, хромофорные вещества и деактиваторы металла.
Дисперсанты
Дисперсанты (также называемые диспергирующие присадки) помогают поддерживать твердые и жидкие загрязняющие вещества, например, являющиеся следствием окисления смазочной композиции во время применения, в виде суспензии, и таким образом, уменьшают флокуляцию продуктов окисления смазки, осаждение и/или отложение, например, на смазанных поверхностях. Они, как правило, содержат длинноцепочечные углеводороды, которые повышают растворимость в масле, и полярную головку, способную связываться с материалом, который будет диспергирован. Примеры подходящих дисперсантов включают растворимые в масле полимерные основные цепи гидрокарбила, каждая из которых имеет одну или более функциональных групп, которые способны к соединению с частицами, которые будут диспергированы. Функциональные группы могут представлять собой амин, спирт, аминоспирт, амид или сложноэфирные группы. Функциональные группы могут быть присоединены к основной цепи гидрокарбила посредством мостиковых групп. В концентрате присадки и/или смазочной композиции может присутствовать больше чем один дисперсант.
Примеры подходящих дисперсантов, не содержащих золы, включают растворимые в масле соли, сложные эфиры, сложные аминоэфиры, амиды, имиды и оксазолины длинноцепочечных углеводородзамещенных одно- и многоосновных карбоновых кислот или их ангидридов; производные тиокарбоксилата длинноцепочечных углеводородов; длинноцепочечные алифатические углеводороды, имеющие полиаминовые фрагменты, присоединенные непосредственно к ним; продукты конденсации реакции Манниха, образованные посредством конденсирования длинноцепочечного замещенного фенола с формальдегидом и полиалкилен-полиамином; продукты реакции Коха и подобные. Примеры подходящих дисперсантов включают производные длинноцепочечных гидрокарбил-замещенных карбоновых кислот, например, в которых гидрокарбильные группы имеют среднечисловую молекулярная массу, которая составляет до 20000, например, 300-20000, 500-10000, 700-5000 или меньше чем 15000. Примеры подходящих дисперсантов включают соединения гидрокарбил-замещенной сукциновой кислоты, например, сукцинимид, сложноэфирные сукцинаты или амиды сложноэфирных сукцинатов и, в частности, полиизобутенил-сукцинимидовые дисперсанты. Дисперсанты могут быть борированными или быть неборированными. Подходящий дисперсант представляет собой ADX 222.
Модификаторы вязкости дисперсанта.
Дополнительно или в качестве альтернативы, диспергируемость может быть обеспечена при помощи полимерных соединений, способных обеспечить индекс вязкости, который улучшает характеристики и диспергируемость. Такие соединения являются в основном известными в качестве присадок, улучшающих вязкость дисперсанта, или универсальных улучшителей вязкости. Примеры подходящих модификаторов вязкости дисперсанта могут быть получены при помощи химического присоединения функциональных фрагментов (например, аминов, спиртов и амидов) к полимерам, которые проявляют тенденцию обладать среднечисловой молекулярной массой, которая составляет, по крайней мере, 15000, например, находится в диапазоне 20000-600000 (например, как определяется при помощи гель-проникающей хроматографии или при помощи методов светорассеяния). Примеры подходящих модификаторов вязкости дисперсанта и способы их получения описаны в WO 99/21902, WO 2003/099890 и WO 2006/099250. В концентрате присадки и/или смазочной композиции может присутствовать больше чем один модификатор вязкости дисперсанта.
Моющие присадки
Моющие присадки (также называемые моющие добавки) могут способствовать снижению высокотемпературного образования отложения, например, на поршнях в двигателях внутреннего сгорания, включая, например, высокотемпературное отложение твердого лака и лакообразного нагара, способствуя поддержанию высокодисперсных твердых частиц в виде суспензии в смазочной композиции. Моющие присадки могут также обладать нейтрализующими кислоту свойствами. Могут присутствовать моющие присадки, не содержащие золы (которые представляют собой моющие присадки, не содержащие металл). Содержащая металл моющая присадка содержит, по крайней мере, одну соль металла, по крайней мере, одной органической кислоты, которую называют омыляющим веществом или поверхностно-активным веществом. Моющие присадки могут быть сверхосновными, где моющая присадка содержит избыток металла в отношении стехиометрического количества, которое необходимо для нейтрализации органической кислоты. Избыток металла обычно находится в виде коллоидной дисперсии карбоната металла и/или гидрооксида металла. Примеры подходящих металлов включают металлы Группы I и Группы 2, более подходяще кальций, магний и их комбинации, в частности кальций. Может присутствовать более чем один металл.
Примеры подходящих органических кислот включают сульфокислоты, фенолы (сульфированные или предпочтительно сульфированные и включающие, например, фенолы с больше чем одной гидроксильной группой, фенолы с конденсированными ароматическими кольцами, фенолы, которые были модифицированы, например, фенолы, соединенные алкиленовой мостиковой связью, и конденсированные фенолы на основе реакции Манниха и фенолы салигенинового типа, полученные, например, при помощи реакции фенола и альдегида при основных условиях) и их сульфированные производные, а также карбоновые кислоты, включающие, например, ароматические карбоновые кислоты (например, гидрокарбил-замещенные салициловые кислоты и их сульфированные производные, например, гидрокарбил-замещенная салициловая кислота и ее производные). Может присутствовать больше чем один вид органической кислоты.
Дополнительно или в качестве альтернативы, могут присутствовать неметаллические моющие присадки. Подходящие неметаллические моющие присадки описаны, например, в US 7622431.
В смазочной композиции и/или концентрате присадки может присутствовать больше чем одна моющая присадка.
Улучшители индекса вязкости /модификаторы вязкости
Присадки, улучшающие индекс вязкости (также называемые модификаторами вязкости, улучшителями вязкости или улучшителями VI) придают смазочной композиции пригодность к эксплуатации при высоких и низких температурах и способствуют ее сохранению стабильности при повышенных температурах, при этом в то же время смазочная композиция демонстрирует приемлемую вязкость и текучесть при низких температурах.
Примеры подходящих модификаторов вязкости включают полимерные углеводороды высокой молекулярной массы (например, полиизобутилен, сополимеры этилена и пропилена и высшие альфа-олефины); полиэфиры (например, полиметакрилаты); гидрогенизованные поли(сополимер стирола с бутадиеном или изопрен) полимеры и их модификации (например, звездообразные полимеры); и эстерифицированные поли(сополимер стирола с малеиновым ангидридом) полимеры. Растворимые в масле полимеры, модифицирующие вязкость, как правило, имеют среднечисловые молекулярные массы, которые составляют, по крайней мере, 15000-1000000, предпочтительно 20000-600000, как определяется при помощи гель-проникающей хроматографии или при помощи методов светорассеяния.
Модификаторы вязкости могут иметь дополнительные функции в качестве универсальных модификаторов вязкости. Может присутствовать больше чем один улучшитель индекса вязкости.
Присадки, понижающие температуру застывания масла
Присадки, понижающие температуру застывания масла (также называемые улучшителями смазочного масла или улучшителями текучести смазочного масла), снижают минимальную температуру, при которой смазочный материал будет сохранять текучесть и может наливаться.
8
18
Примеры подходящих присадок, понижающих температуру застывания масла, включают C-C диалкилфумарат/винилацетатные сополимеры, метакрилаты, полиакрилаты, полиариламиды, полиметакрилаты, полиалкилированные метакрилаты, винилфумараты, сложные стироловые эфиры, продукты конденсации галопарафиновых парафинов и соединений ароматического ряда, винилкарбоксилатные полимеры, терполимеры диалкилфумаратов, сложные виниловые эфиры жирных кислот и простые аллилвиниловые эфиры, нафталин-парафин и подобные.
Может присутствовать больше чем одна присадка, понижающая температуру застывания масла.
Замедлители образования ржавчины
Замедлители образования ржавчины, как правило, защищают смазанные металлические поверхности от химического воздействия водных или других загрязнителей. Примеры подходящих замедлителей образования ржавчины включают неионогенные полиоксиалкиленовые полиолы и их сложные эфиры, полиоксиалкиленовые фенолы, полиоксиалкиленовые полиолы, анионные алкилсульфокислоты, дитиофосфаты цинка, фенолаты металлов, основные сульфонаты металлов, жирные кислоты и амины.
Может присутствовать больше чем один замедлитель образования ржавчины.
Замедлители коррозии
Замедлители коррозии (также называемые антикоррозионными веществами) уменьшают разрушение металлических частей, которые контактируют со смазочной композицией. Примеры замедлителей коррозии включают фосфосульфированные углеводороды и продукты, полученные при помощи реакции фосфосульфированного углеводорода с оксидом щелочноземельного металла или гидрооксидом, неионногенные полиоксиалкиленовые полиолы и их сложные эфиры, полиоксиалкиленовые фенолы, тиадиазолы, триазолы и анионные алкилсульфокислоты. Примеры подходящих эпоксидированных сложноэфирных замедлителей коррозии описаны в US 2006/0090393.
Может присутствовать больше чем один замедлитель коррозии.
Антиокислители
Антиокислители (иногда также называемые замедлители окисления) уменьшают тенденцию масел ухудшать свои свойства во время применения. Подтверждение такого ухудшения качества может включать, например, образование лакообразных отложений на металлических поверхностях, образование продуктов окисления смазки и повышение вязкости. ПДДФы демонстрируют некоторые антиокислительные свойства.
8
18
5
12
1
II
Примеры подходящих антиокислителей, иных чем ЦДДФы, включают алкилированные дифениламины, N-алкилированные фенилендиамины, фенил-α-нафтиламин, алкилированные фенил-α-нафтиламины, диметилхинолины, триметилдигидрохинолины и олигомерные соединения, полученные из них, связанные фенольные смолы (включая не содержащие золы (не содержащие металла) фенольные соединения и нейтральные и основные соли металлов определенных фенольных соединений), ароматические амины (включая алкилированные и неалкилированные ароматические амины), сульфированные алкилфенолы и их соли щелочных и щелочноземельных металлов, алкилированные гидрохиноны, гидроксилированные простые тиодифениловые эфиры, алкилиденбисфенолы, тиопропионаты, дитиокарбаматы металлов, 1,3,4-димеркаптотиадиазол и производные, растворимые в масле соединения меди (например, дигидрокарбил тио- или тио-фосфат меди, соли меди синтетических или природных карбоновых кислот, например, C-C жирной кислоты, ненасыщенной кислоты или разветвленной карбоновой кислоты, например, основные, нейтральные или кислые соли Cu и/или Cu, полученные из алкенилсукциновых кислот или ангидридов), соли щелочноземельных металлов сложных алкилфенолтиоэфиров, соответственно, имеющих C-C алкильных боковых цепей, нонилфенол сульфид кальция, t-октилфенил сульфид бария, диоктилфениламин, фосфосульфированные или сульфированные углеводороды, растворимые в масле фенаты, растворимые в масле сульфированные фенаты, додецилфенол сульфид кальция, фосфосульфированные углеводороды, сульфированные углеводороды, сложные эфиры фосфорной кислоты, низкосернистые пероксидные разлагатели и подобные.
Может присутствовать больше чем один антиокислитель. Может присутствовать больше чем один вид антиокислителя.
Антивспениватели
Антивспениватели (иногда также называемые антипенными веществами) замедляют образование устойчивой пены. Примеры подходящих антивспенивателей включают силиконы, органические полимеры, силоксаны (включая полисилоксаны и (поли)диметилсилоксаны, фенилметилсилоксаны), акрилаты и подобные.
Может присутствовать больше чем один антивспениватель.
Вещества набухания уплотнителя
Вещества набухания уплотнителя (иногда также называемые веществами сопрягаемости уплотнителя или средства сопрягаемости эластомера) способствуют набуханию эластомерных уплотнителей, например, посредством вызывания реакции в жидкости или изменения физических параметров эластомера. Примеры подходящих веществ набухания уплотнителя включают длинноцепочечные органические кислоты, органические фосфаты, ароматические сложные эфиры, ароматические углеводороды, сложные эфиры (например, бутилбензил фталат) и полибутенил сукциновый ангидрид.
Может присутствовать больше чем одно вещество набухания уплотнителя.
Другие присадки
Примеры других присадок, которые могут присутствовать в смазочной композиции и/или концентрате присадки, включают антизадирные присадки (включая содержащие металл, не содержащие металл, содержащие фосфор, не содержащие фосфор, содержащие серу, и не содержащие серу антизадирные присадки), поверхностно-активные вещества, деэмульгаторы, противозадирные вещества, присадки, понижающие температуру застывания парафиновых масел, вещества, повышающие смазывающую способность, антиокрашивающие вещества, хромофорные вещества и деактиваторы металлов.
Некоторые присадки могут демонстрировать больше чем одну функцию.
Количество деэмульгатора, если он присутствует, может быть выше чем в традиционных смазочных материалах, для того чтобы компенсировать любой эмульгирующий эффект присадки моно-, ди- или триглицерида.
Растворитель
Концентрат присадки для смазочной композиции может содержать растворитель.
Примеры подходящих растворителей включают высоко ароматические, с низкой вязкостью базовые компоненты, например, базовые компоненты 100 N, 60 N и 100 SP.
Типичные подходящие и более подходящие независимые количества присадок (если они присутствуют) в смазочной композиции приведены в Таблице 2. Концентрации, приведенные в Таблице 2, поданы в значениях от массы активных соединений присадок, то есть, не зависят от какого-либо растворителя или разбавителя.
Может присутствовать больше чем один тип каждой присадки. В пределах каждого типа присадки может присутствовать больше чем один класс указанного типа присадки. Может присутствовать больше чем одна присадка каждого класса присадки. Присадки могут соответственно поставляться изготовителями и поставщиками в виде растворителей или разбавителей.
Таблица 2
Смазочная композиция
ТИП ПРИСАДКИ
Подходящее количество (активных веществ), если присутствуют (по массе)
Более подходящее количество (активных веществ), если присутствуют (по массе)
Растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид по крайней мере одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное
0,02-5%
0,1-2,5%
Фосфоросодержащие противоизносные присадки
соответствует 10-6000 млн.ч. P
соответствует 10-1000 млн.ч. P
Молибденсодержащие противоизносные присадки
соответствует 10-1000 млн.ч. Mo
соответствует 40-600 млн.ч. Mo
Борсодержащие противоизносные присадки
соответствует 10-250 млн.ч. B
соответствует 50-100 млн.ч. B
Модификаторы трения, иные чем моно-, ди- или триглицерид по крайней мере одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное
0,01-5%
0,01-1,5%
Молибденсодержащие модификаторы трения
соответствует 10-1000 млн.ч. Mo
соответствует 400-600 млн.ч. Mo
Дисперсанты
0,1-20%
0,1-8%
Моющие присадки
0,01-6%
0,01-4%
Улучшители индекса вязкости
0,01-20%
0,01-15%
Присадки, понижающие температуру застывания масла
0,01-5%
0,01-1,5%
Замедлители коррозии и/или образования ржавчины
0,01-5%
0,01-1,5%
Антиокислители
0,1-10%
0,5-5%
Антивспениватели, содержащие кремний
соответствует 1-20 млн.ч. Si
соответствует 1-10 млн.ч. Si
Применение смазочного материала.
Моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное может применяться в качестве противоизносной присадки и/или модификатора трения в не содержащей воды смазочной композиции и/или в топливной композиции.
Растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, может применяться в качестве противоизносной присадки и/или модификатора трения в смазочной композиции, которая представляет собой функциональную жидкость, например, жидкость для обработки металлов, которая может применяться для смазки металлов во время механической обработки, вращения и подобного. Соответственно, смазочная композиция представляет собой смазочную композицию в соответствии с настоящим изобретением.
Растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, может применяться в качестве противоизносной присадки и/или модификатора трения в смазочной композиции, которая представляет собой жидкость коробки передач, например, является жидкостью автоматической коробки передач, жидкость в сцеплении (например, двойном сцеплении), смазочный материал для трансмиссий, или в других применениях в двигателях внутреннего сгорания и подобных. Соответственно, смазочная композиция представляет собой смазочную композицию в соответствии с настоящим изобретением. Присадка и смазочная композиция могут соответственно применяться в качестве смазочного материала в авиации.
Моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное может применяться в качестве противоизносной присадки, и/или модификатора трения в безводной смазочной композиции и/или в топливной композиции, которую применяют для смазки твердых поверхностей, которые включают, например, металлические поверхности и неметаллические поверхности. Подходящие металлические поверхности включают поверхности материалов на основе железа, например, чугун и сталь; поверхности на основе материалов алюминия, например, алюминиево-кремниевые сплавы; поверхности на основе соединений металла; поверхности из меди и медных сплавов; поверхности из свинца и свинцовых сплавов; поверхности из цинка и цинковых сплавов; и поверхности из хромированных материалов.
Подходящие неметаллические поверхности включают поверхности из керамических материалов; поверхности из полимерных материалов; поверхности на основе углеродистых материалов; и стеклянные поверхности. Другие поверхности, которые можно смазывать, включают поверхности с покрытием, например, поверхности гибридных материалов, например, металлические материалы, покрытые неметаллическими материалами, и неметаллические материалы, покрытые металлическими материалами; поверхности из алмазоподобного углерода, покрытые разными материалами и материалами SUMEBore™, например, как описано в Sultzer technical review 4/2009, страницы 11-13.
Глицерид может применяться в безводной смазочной композиции и/или в топливной композиции для смазки поверхности при любой типичной температуре, которая может встречаться в окружающей среде, где происходит смазка, например, при температурах, которые могут встречаться в двигателе внутреннего сгорания, например, при температуре, которая лежит в диапазоне от температуры окружающей среды до 250°C, например, 90-120°C. Обычно температура окружающей среды может представлять собой 20°C, но может и представлять собой меньше чем 20°C, например, 0°C.
Смазка двигателя внутреннего сгорания.
Растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, может применяться в качестве противоизносной присадки и/или модификатора трения в смазочной композиции, которая может применяться для смазки двигателя внутреннего сгорания, например, в качестве смазочного материала картера. Двигатель может представлять собой двигатель с принудительным зажиганием, двигатель внутреннего сгорания, или двигатель с самовоспламенением от сжатия (дизельный двигатель), двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания может представлять собой двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, который используют в автомобильном или в авиационном применении. Двигатель внутреннего сгорания может представлять собой двухтактный двигатель с самовоспламенением от сжатия, и растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное может применяться в качестве противоизносной присадки и/или модификатора трения в смазочной композиции масла системы и/или смазочной композиции масла для двигателя, которую применяют для смазки двигателя. Двухтактный двигатель с самовоспламенением от сжатия может применяться для морских судов.
В способе смазки двигателя внутреннего сгорания в соответствии с настоящим изобретением, моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное может присутствовать в смазочной композиции, которую применяют для смазки двигателя, например, для смазки картера двигателя. Соответственно, такая смазочная композиция представляет собой смазочную композицию в соответствии с настоящим изобретением.
Моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное может быть добавлен в смазочную композицию, которую применяют для смазки двигателя посредством медленного выделения присадки в смазочный материал - например, посредством контактирования смазочной композиции с гелем, содержащим присадку, например, как описано в US 6843916 и публикации международной заявки на патент WO 2008/008864 по системе PCT, и/или контролированного выделения присадки, например, когда обратное давление смазочного материала, прошедшего через фильтр, превышает определенное обратное давление, например, как описано в публикации международной заявки на патент WO 2007/148047 по системе PCT.
Дополнительно, или в качестве альтернативы моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной гидроксильной многоосновной карбоновой кислоты, или его производное может присутствовать в топливе для двигателя внутреннего сгорания. Во время применения, диглицеридная присадка может пройти с, или без топлива в смазочную композицию, которую применяют для смазки двигателя, например, в качестве смазочного материала картера и, таким образом обеспечить свойства противоизносной присадки и/или модификатора трения для двигателя.
Таким образом, в соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения, обеспечивается топливная композиция для двигателя внутреннего сгорания, где указанная композиция содержит основное количество жидкого топлива и незначительное количество, по крайней мере, одной присадки, которая представляет собой растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное.
Двигатель может представлять собой двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием или двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия. Двигатель может представлять собой двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия гомогенной смеси. Двигатель внутреннего сгорания может представлять собой двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, который используют в автомобильном или авиационном применении. Двигатель внутреннего сгорания может представлять собой двухтактный двигатель с самовоспламенением от сжатия. Двухтактный двигатель с самовоспламенением от сжатия может использоваться для морских судов.
Моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное присутствует в топливе в концентрации, которая составляет до 500 млн.ч. от массы, например 20-200 млн.ч. от массы или 50-100 млн.ч. от массы.
Как правило, скорость попадания топлива в смазочный материал картера выше для двигателей внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, чем для двигателей с самовоспламенением от сжатия. Однако скорость, с которой топливо попадает в смазочный материал картера для двигателей с самовоспламенением от сжатия, может зависеть и может увеличиться в зависимости от использования стратегий эксплуатации двигателя после впрыска топлива.
Моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, который присутствует в топливной композиции, может снизить изнашивание в топливной системе двигателя, например, топливного насоса.
Топлива
Подходящие жидкие топлива, в частности для двигателей внутреннего сгорания включают углеводородные топлива, обогащенные кислородом топлива и их комбинации. Углеводородные топлива могут быть получены из минеральных источников и/или из возобновляемых источников, таких как биомасса (например, источники получения жидкого биотоплива из биомассы) и/или из источников получения жидкого топлива из газа и/или из источников получения жидкого топлива из угля. Подходящие источники биомассы включают сахар (например, сахар к дизельному топливу) и морские водоросли.
Подходящие обогащенные кислородом топлива включают спирты, например, алкиловые спирты с прямой и/или разветвленной цепью, имеющей от 1 до 6 атомов углерода, сложные эфиры, например, сложные алкиловые эфиры жирной кислоты и простые эфиры жирной кислоты, например, простой метил-трет-бутиловый эфир. Подходящие топлива могут также включать дизельные топлива СНГ (СНГ представляет собой сжиженный нефтяной газ). Топливная композиция может представлять собой эмульсией. Однако, является более подходящим, когда топливная композиция не является эмульсией.
Подходящие сложные алкиловые эфиры жирной кислоты включают метиловый, этиловый, пропиловый, бутиловый и гексиловый сложные эфиры. Обычно, сложный алкиловый эфир жирной кислоты представляет собой сложный метиловый эфир жирной кислоты. Сложный алкиловый эфир жирной кислоты может иметь 8-25 атомов углерода, соответственно, 12-25 атомов углерода, например, 16-18 атомов углерода. Жирная кислота может быть насыщенной или ненасыщенной. Обычно, сложный алкиловый эфир жирной кислоты является нециклическим. Сложные алкиловые эфиры жирной кислоты могут быть изготовлены посредством этерификации одной или более жирных кислот и/или посредством трансэтерификации одного или более триглицеридов жирных кислот. Триглицериды могут быть получены из растительных масел, например, из касторового масла, соевого масла, хлопкового масла, подсолнечного масла, рапсового масла (которое иногда называют маслом канолы), Ятрофного масла или пальмового масла, или получены из животного жира (например, животного жира овцы и/или коровы), рыбьего жира или использованного кулинарного жира. Подходящие сложные алкиловые эфиры жирной кислоты включают сложный метиловый эфир рапсового масла (РМЭ), сложный метиловый эфир соевого масла или их комбинации.
Топливная композиция в соответствии с настоящим изобретением может быть изготовлена посредством смешивания в одну или более стадии углеводородного топлива, обогащенного кислородом топлива, или их комбинации с эффективным количеством, по крайней мере, одной присадки, которая представляет собой моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, и необязательно, по крайней мере, одной другой топливной присадки.
Способ изготовления топливной композиции и способ улучшения противоизносных свойств и/или свойств трения жидкого топлива содержит смешивание в одну или более стадии указанного жидкого топлива (которое может представлять собой, например, углеводородное топливо, обогащенное кислородом топливо или их комбинацию) с эффективным количеством, по крайней мере, одной присадки, которая представляет собой моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, и необязательно, по крайней мере, одной другой топливной присадки.
Топливо может быть смешано, по крайней мере, с одной присадкой, в одну или более стадии при помощи способов, известных в уровне техники. Присадки можно смешивать в качестве одного или более концентратов присадок или части концентратов комплекса присадок, необязательно содержащих растворитель или разбавитель. Углеводородное топливо, обогащенное кислородом топливо, или их комбинация могут быть изготовлены посредством смешивания в одну или более стадии при помощи способов, известных в уровне техники, одного или более низкосортных топлив и их компонентов, необязательно с одной или более присадками и/или частями концентратов комплекса присадок. Присадки, концентраты присадок и/или части концентратов комплекса присадок могут быть смешаны с топливом или его компонентами в одну или более стадии при помощи способов, известных в уровне техники.
Топлива и концентраты для двигателей с самовоспламенением от сжатия.
Топливная композиция настоящего изобретения может быть подходящей для применения в двигателе внутреннего сгорания, который представляет собой двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия, соответственно дизельный двигатель с прямым впрыском, например, ротативного насоса, рядного насоса, насосного агрегата, электронного насоса-форсунки или типа системы непосредственного впрыска топлива, или в дизельном двигателе с непрямым впрыском. Топливная композиция может быть подходящей для применения в дизельных двигателях с большим и/или небольшим рабочим объемом.
Топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия может иметь содержание серы, которое составляет до 500 млн.ч. от массы, например, до 15 млн.ч. от массы или до 10 млн.ч. от массы. Топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия может соответствовать требованиям стандарта EN 590, например, как установлено в BS EN 590:2009.
Подходящие обогащенные кислородом компоненты в топливной композиции для двигателей внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия включают сложные алкиловые эфиры жирной кислоты, например, сложные метиловые эфиры жирной кислоты. Топливо может содержать один или более сложных метиловых эфиров жирной кислоты, соответствующих требованиям EN 14214, в концентрации, которая составляет до 7% от объема. Усиливающие вещества окислительной стабильности могут присутствовать в топливной композиции, содержащей один или более сложных алкиловых или метиловых эфиров жирной кислоты, например, в концентрации, обеспечивающей действие, подобное действию, полученному с 1000 мг/кг 3,5-ди-трет-бутил-4-гидрокси-толуола (который также называют бутилированным гидрокситолуолом или БГТ). В топливной композиции для двигателей внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия могут присутствовать красящие и/или маркирующие вещества.
3
3
2
2
Топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия может обладать одним или более из следующего, например, как определено в соответствии с BS EN 590:2009: - минимальным цетановым числом, которое составляет 51,0, минимальным цетановым индексом, которое составляет 46,0, плотностью при температуре 15°C, которая составляет 820,0-845,0 кг/м, максимальным содержанием полициклических ароматических соединений, которое составляет 8,0% от массы, температурой воспламенения, которая составляет свыше 55°C, максимальным коксовым числом (при 10% перегонки), которое составляет 0,30% от массы, максимальным содержанием воды, которое составляет 200 мг/кг, максимальным загрязнением, которое составляет 24 мг/кг, коррозией медной полосы класса 1 (3 ч при температуре 50°C), минимальным пределом окислительной стабильности, который составляет 20 ч в соответствии с EN 15751 и максимальным пределом окислительной стабильности, который составляет 25 г/м в соответствии с EN ISO 12205, максимальным пределом смазывающей способности приведенного диаметра пятна износа при температуре 60°C, который составляет 460 мкм, минимальной вязкостью при температуре 40°C, которая составляет 2,00 мм/с и максимальной вязкостью при температуре 40°C, которая составляет 4,50 мм/с, <65% от объема возврата в исходное состояние перегонки при температуре 250°C, минимальным возвратом в исходное состояние перегонки при температуре 350°C, который составляет 85% от объема, и максимальным возвратом в исходное состояние перегонки при температуре 360°C, который составляет 95% от объема.
Топливная композиция и концентрат присадки для топливной композиции, подходящей для применения в двигателе внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, может дополнительно содержать, по крайней мере, один модификатор трения, иной чем присадка, которая представляет собой моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное. Такие другие модификаторы трения включают соединения, описанные здесь в качестве модификаторов трения для смазочных композиций и концентратов присадок для смазочных композиций.
Топливная композиция и концентрат присадки для топливной композиции, подходящей для применения для двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия, могут дополнительно содержать, по крайней мере, одну присадку, повышающую смазывающую способность. Подходящие присадки, повышающие смазывающую способность, включают жирные кислоты талового масла, моно- и двухосновные кислоты и сложные эфиры.
Топливная композиция и концентрат присадки для топливной композиции, подходящей для применения в двигателе внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия может дополнительно независимо содержать одну или более присадок, повышающих цетановое число, одну или более моющих присадок, один или более антиокислителей, один или более антивспенивателей, один или более деэмульгаторов, одну или более присадок, улучшающих текучесть в холодном состоянии, одну или более присадок, понижающих температуру застывания масла, один или более биоцидов, один или более средств для придания приятного запаха, один или более красителей (которые иногда называют красящими веществами), одно или более маркирующих веществ, один или более веществ, способствующих зажиганию и/или комбинации одного или более из указанного. Другие подходящие присадки, которые могут присутствовать, включают термические стабилизаторы, деактиваторы металлов, замедлители коррозии, антистатические присадки, антифрикционные присадки, эмульгаторы, противотуманные вещества, присадки против обледенения, антидетонационные присадки, присадки против усиленного износа клапанного седла, поверхностно-активные вещества и присадки для интенсификации горения, например, как описано в EP-2107102-A.
7-9
12-14
Концентрат присадки для топливной композиции для двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия может содержать растворитель. Подходящие растворители включают базисные масла (например, минеральные масла), простые полиэфиры (которые могут быть блокированными или неблокированными), неполярные растворители (например, толуол, ксилол, уайтспириты и те, которые продаются компаниями Shell под торговой маркой «SHELLSOL»), и полярные растворители (например, сложные эфиры и спирты, например, гексанол, 2-этилгексанол, деканол, изотридеканол и смеси спиртов, например, те, которые продаются компаниями Shell под торговой маркой «LINEVOL», например, спирты LINEVOL 79, который является смесью первичных спиртов C, или смесью спирта C, который является коммерчески доступным.
Подходящие присадки, повышающие цетановое число, включают 2-этилгексилнитрат, циклогексилнитрат и ди-трет-бутилпероксид. Подходящие антивспениватели включают силоксаны. Подходящие моющие присадки включают полиолефин-замещенные сукцинимиды и сукцинамиды полиаминов, например, полиизобутилен-сукцинимиды, полиизобутиленамин-сукцинимиды, алифатические амины, основания Манниха и амины и полиолефин (например, полиизобутилен) с привитым малеиновым ангидридом.
Подходящие антиокислители включают фенольные антиокислители (например, 2,6-ди-трет-бутилфенол) и аминные антиокислители (например, N,N'-ди-сек-бутил-п-фенилендиамин). Подходящие антипенные вещества включают модифицированные простым полиэфиром полисилоксаны.
Типичные подходящие и более подходящие независимые количества присадок (если присутствуют) в топливной композиции, которые подходят к двигателю с самовоспламенением от сжатия, приведены в Таблице 3. Концентрации, приведенные в Таблице 3, поданы в значениях от массы активных соединений присадок, то есть, являются независимыми от каких-либо растворителей или разбавителей.
Присадки в топливной композиции, подходящие для применения в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, соответственно присутствуют в общем количестве, которое находится в диапазоне 100-1500 млн.ч. от массы. Поэтому, концентрации каждой присадки в концентрате присадки будут соответственно выше, чем в топливной композиции, например, находиться в соотношении 1:0,0002-0,0015. Присадки могут применяться как комплексные части, например, часть присадок (которые иногда называют присадками нефтепереработки) добавляют в установку для разделения сырой нефти во время производства взаимозаменяемого топлива и часть присадок (которые иногда называют терминальными или реализационными присадками) добавляют на нефтяном терминале или распределительном пункте. По крайней мере, одна присадка, которая представляет собой моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное может соответственно быть добавлена или применяться в качестве присадки нефтепереработки или реализационной присадки, предпочтительно в качестве реализационной присадки, например, на нефтяном терминале или распределительном пункте.
Таблица 3
Топливная композиция для двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия
ТИП ПРИСАДКИ
Подходящее количество (активных веществ), если присутствуют (млн.ч. от массы)
Более подходящее количество (активных веществ), если присутствуют (млн.ч. от массы)
Растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид по крайней мере одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты или его производное
20-500
20-200
Присадки, повышающие смазывающую способность
1-200
50-200
Присадки, повышающие цетановое число
50-2000
100-1200
Моющие присадки
20-300
50-200
Антиокислители
1-100
2-50
Антивспениватели
1-50
5-20
Деэмульгаторы
1-50
5-25
Присадки, улучшающие текучесть в холодном состоянии
10-500
50-100
Топлива и концентраты для двигателей с принудительным зажиганием.
Топливная композиция настоящего изобретения может быть подходящей для применения в двигателе внутреннего сгорания, который представляет собой двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием.
Топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания с принудительным зажиганием может содержать серу до 50,0 млн.ч. от массы, например, до 10,0 млн.ч. от массы.
Топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания с принудительным зажиганием может быть этилированной или неэтилированной.
Топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания с принудительным зажиганием может соответствовать требованиям EN 228, например, требованиям, которые установлены в BS EN 228:2008. Топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания с принудительным зажиганием может соответствовать требованиям ASTM D 4814-09b.
3
Топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания с принудительным зажиганием может обладать одной или более из следующих характеристик, например, как определено в соответствии с BS EN 228:2008: - минимальным октановым числом, определенным исследовательским методом, которое составляет 95,0, минимальным октановым числом, определенным моторным методом, которое составляет 85,0, максимальным содержанием свинца, которое составляет 5,0 мг/л, плотностью, которая составляет 720,0-775,0 кг/м, окислительной стабильностью, которая составляет, по крайней мере, 360 минут, максимальным содержанием фактически растворенных смол (промытых растворителем), которое составляет 5 мг/100 мл, коррозией медной полосы класса 1 (3 ч при температуре 50°C), прозрачным и светлым видом, максимальным содержанием олефина, которое составляет 18,0% от массы, максимальным содержанием ароматических соединений, которое составляет 35,0% от массы, и максимальным содержанием бензола, которое составляет 1,00% от объема.
5
Подходящие обогащенные кислородом компоненты в топливной композиции для двигателей внутреннего сгорания с принудительным зажиганием включают алкиловые спирты с прямой и/или разветвленной цепью, имеющий от 1 до 6 атомов углерода, например, метанол, этанол, н-пропанол, н-бутанол, изобутанол, трет-бутанол. Подходящие обогащенные кислородом компоненты в топливной композиции для двигателей внутреннего сгорания с принудительным зажиганием включают простые эфиры, например, имеющих 5 или более атомов углерода. Топливная композиция может иметь максимальное содержание кислорода, которое составляет 2,7% от массы. Топливная композиция может иметь максимальное количество обогащенных кислородом продуктов, как определено в EN 228, например, метанол: 3,0% от объема, этанол: 5,0% от объема, изо-пропанол: 10,0% от объема, изобутиловый спирт: 10,0% от объема, трет-бутанол: 7,0% от объема, простые эфиры (C или выше): 10,0% от объема и другие обогащенные кислородом продукты (которые обладают подходящей конечной температурой кипения): 10,0% от объема. Топливная композиция может содержать этанол, соответствующий требованиям EN 15376 в концентрации до 5,0% от объема.
Топливная композиция и концентрат присадки для топливной композиции, подходящей для применения в двигателе внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, может дополнительно содержать, по крайней мере, один модификатор трения, иной чем присадка, которая представляет собой моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное. Такие другие модификаторы трения включают соединения, описанные здесь как модификаторы трения для смазочных композиций и концентраты присадок для смазочных композиций.
Топливная композиция и концентрат присадки для топливной композиции, подходящей для применения в двигателе внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, могут дополнительно независимо содержать одну или более моющих присадок, одну или более присадок, повышающих октановое число, один или более модификаторов трения, один или более антиокислителей, одну или более присадок против усиленного износа клапанного седла, один или более замедлителей коррозии, одно или более антистатических веществ, одно или более средств для придания приятного запаха, один или более красителей, одно или более маркирующих веществ и/или комбинации одного или более из указанного.
Концентрат присадки для топливной композиции для двигателя внутреннего сгорания с принудительным зажиганием может содержать растворитель. Подходящие растворители включают простые полиэфиры и ароматические и/или алифатические углеводороды, например, тяжелый бензин, например, Solvesso (торговая марка), ксилолы и керосин.
Подходящие моющие присадки включают полиизобутиленамины (ПИБ амины) и простые полиэфирные амины.
Подходящие присадки, повышающие октановое число, включают N-метиланилин, метилциклопентадиенил трикарбонил марганца (МТМ) (например, присутствует в концентрации до 120 млн.ч. от массы), ферроцен (например, присутствует в концентрации до 16 млн.ч. от массы) и тетраэтилсвинец (например, присутствует в концентрации до 0,7 г/л, например до 0,15 г/л).
Подходящие антиокислители включают фенольные антиокислители (например, 2,4-ди-трет-бутилфенол и 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионовая кислота) и аминные антиокислители (например, пара-фенилендиамин, дициклогексиламин и их производные).
Подходящие замедлители коррозии включают аммониевые соли органических карбоновых кислот, амины и гетероциклические ароматические соединения, например, алкиламины, имидазолины и толилтриазолы.
Присадки против усиленного износа клапанного седла могут присутствовать в концентрации до 15000 млн.ч. от массы, например, до 7500 млн.ч. от массы.
Типичные подходящие и более подходящие независимые количества присадок (если присутствуют) в топливной композиции, подходящей для двигателя с принудительным зажиганием, приведены в Таблице 4. Концентрации, приведенные в Таблице 4, поданы в значениях от массы активных соединений присадок, то есть, являются независимыми от какого-либо растворителя или разбавителя.
Присадки в топливной композиции, подходящие для применения в двигателях внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, соответственно присутствуют в общем количестве в диапазоне 20-25000 млн.ч. от массы. Поэтому, концентрации каждой присадки в концентрате присадки будут соответственно выше, чем в топливной композиции, например, находиться в соотношении 1:0,00002-0,025. Присадки могут применяться как комплексные части, например, часть присадок (которые иногда называют присадками нефтепереработки) добавляют в установку для разделения сырой нефти во время производства взаимозаменяемого топлива и часть присадок (которые иногда называют терминальными или реализационными присадками) добавляют на нефтяном терминале или распределительном пункте. По крайней мере, одна присадка, которая представляет собой моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, может соответственно быть добавлена или применяться в качестве присадки нефтепереработки или реализационной присадки, предпочтительно в качестве реализационной присадки, например, на нефтяном терминале или распределительном пункте.
Таблица 4
Топливная композиция для двигателя внутреннего сгорания с принудительным зажиганием
ТИП ПРИСАДКИ
Подходящее количество (активных веществ), если присутствуют (млн.ч. от массы)
Более подходящее количество (активных веществ), если присутствуют (млн.ч. от массы)
Растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид по крайней мере одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты или его производное
20-500
20-200
Модификаторы трения, иные чем моно-, ди- или триглицерид по крайней мере одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты или его производное
10-500
25-150
Моющие присадки
10-2000
50-300
Присадки, повышающие октановое число
50-20000
Антиокислители
1-100
10-50
Антистатические вещества
0,1-5
0,5-2
Изобретение будет далее описано на примере только в отношении следующих экспериментов и примеров, где примеры в соответствии с настоящим изобретением отмечены численно как Пример 1, Пример 2 и т.д., а эксперименты, которые не являются в соответствии с настоящим изобретением, отмечены в алфавитном порядке как Эксперимент A, Эксперимент B и т.д.
.
Изготовление смазочных композиций
5W-30 смазочная композиция (Смазочный материал A) был изготовлена как модельная традиционная смазочная композиция, подходящая для пассажирских автомобилей, которые обладнаны либо двигателем внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия, либо двигателем внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, но, имеющие более низкое содержание ЦДДФ, чем обычный смазочный материал. Смазочная композиция была изготовлена посредством смешивания присадок в качестве коммерчески доступного комплекса присадок, содержащего дисперсант, моющую присадку, антиокислитель, антивспениватель и ЦДДФ (но с пониженным количеством ЦДДФ) с базовым маслом Группы III, присадкой, понижающей температуру застывания масла, модификатором вязкости и дисперсантом-модификатором вязкости.
Смазочная композиция (Смазочный материал 1) в соответствии с настоящим изобретением был изготовлен таким же образом как и Смазочный материал A, но с 1,2% от массы Citrem SP70 (торговая марка) (диглицерид лимонной кислоты и олеиновой/линолевой кислоты).
Несколько других смазочных композиций (Смазочные материалы B-D) были изготовлены как Смазочный материал 1, но с модификаторами трения/противоизносными присадками, иными чем Citrem SP70, как обозначено ниже. Таким образом, в Смазочном материале B применяли глицерол моноолеат (HiTEC 7133), в Смазочном материале C применяли триэтилцитрат и в Смазочном материале D применяли Sakura-lube 165, активным компонентом которого является дитиокарбамат молибдена (МоДТК).
Смазочные материалы A-D не относятся к смазочным материалам в соответствии с настоящим изобретением, потому что смазочные композиции не содержат какого-либо моно-, ди- или триглицерида, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное. Смазочный материал 1 является смазочным материалом в соответствии с настоящим изобретением.
Все смазочные композиции имели содержание ЦДДФ, соответствующее 0,0285% от массы фосфора.
1. Испытание износа смазочных композиций.
Для испытания на износ был применим метод тонкослойной активации (ТСА) для Смазочных материалов A-D и для Смазочного материала 1.
Испытание на износ методом ТСА представляет собой радионуклеотидный метод испытания на износ, который применяют для того, чтобы смоделировать изнашивание толкателя клапана в двигателе. Изнашивающиеся компоненты были радиоактивно активизированы и уровень, при котором радиоактивный металл стирался и накапливался в масле, измеряли, для того чтобы установить износ в нм/ч. Результаты испытаний, выполненных при температуре 40°C, показаны в Таблице 5. Эксперименты A-D не являются экспериментами в соответствии с настоящим изобретением, потому что смазочные композиции не содержат какого-либо моно-, ди- или триглицерида, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное. Пример 1 является в соответствии с настоящим изобретением.
18
Результаты в Таблице 5 показывают, что моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, и в частности диглицерид лимонной кислоты и ненасыщенной C карбоновой кислоты (например, олеиновой и/или линолевой кислоты), например, Citrem SP70 (торговая марка) показывает хорошие противоизносные свойства в смазочной композиции, например, когда применяют в комбинации с низкой концентрацией дигидрокарбилдитиофосфатов цинка (ЦДДФ), например, соответствующей 285 млн.ч. фосфора.
Таблица 5
Смазочный материал
Противоизносная присадка
Дозировка противоизносной присадки (мас.%)
Уровень износа (нм/ч)
Уменьшение износа в сравнении с Экспериментом A
Эксп. A
A
-
-
98,9
-
Пример 1
1
Citrem SP70
1,2%
27,0
73,0%
Эксп. B
B
Глицерол моноолеат (ГМО)
0,5%
39,6
60,0%
Эксп. C
C
Триэтил цитрат
1%
37,1
62,5%
Эксп. D
D
Sakura-lube 165
1% (450 млн.ч. Mo)
28,7
71%
2. Испытания на износ на установке Cameron Flint.
Испытания на износ на установке Cameron Flint были предприняты для смазочных материалов с теми же композициям, которые применялись в ранее описанных испытаниях.
Испытание на износ на установке Cameron Flint применяли для того, чтобы смоделировать граничное трение возвратно-поступательного движения и спроецировать износ при более высоких температурах (100°C). Устройство устанавливали на оси на плоской пластине. Ось совершала возвратно-поступательное движение вдоль пластины с частотой 25 Гц, с длиной хода 2,3 мм и с применимым давлением 150 H. Масло подавалось на участок контакта со скоростью 3 мл/час. В этих испытаниях использовали стандартную стальную B01 плоскую пластину и компоненты оси ролика EN31. Результаты 10-часовых испытаний показаны в Таблице 6. Эксперименты E-H не являются в соответствии с настоящим изобретением, потому что смазочные композиции не содержат какого-либо моно-, ди- или триглицерида, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное. Пример 2 является в соответствии с настоящим изобретением.
Таблица 6
Смазочный материал
Противоизносная присадка
Дозировка противоизносной присадки (мас.%)
Объем износа (м<sup>3</sup>/Нм)
Уменьшение износа в сравнении с Экспериментом E
Эксп. E
A
-
-
5,71×10<sup>-17</sup>
-
Пример 2
1
Citrem SP70
1,2%
3,78×10<sup>-18</sup>
93,7%
Эксп. F
B
Глицерол моноолеат (ГМО)
0,5%
6,11615×10<sup>-18</sup>
89,3%
Эксп. G
C
Триэтил цитрат
1%
2,96357×10<sup>-18</sup>
94,8%
Эксп. H
D
Sakura-lube 165
1% (450 млн.ч. Mo)
2,5002×10<sup>-18</sup>
95,6%
18
Результаты в Таблице 6 показывают, что моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, и в частности диглицерид лимонной кислоты и ненасыщенной C карбоновой кислоты (например, олеиновой и/или линолевой кислоты), например, Citrem SP70 (торговая марка) показывает хорошие противоизносные свойства в смазочной композиции, например, когда применяют в комбинации с низкой концентрацией дигидрокарбилдитиофосфатов цинка (ЦДДФ), например, соответствующей 285 млн.ч. фосфора.
3. Испытания на износ на четырехшариковой машине трения.
Испытания на износ проводили на четырехшариковой машине трения в соответствии с ASTM D4172, при этом модифицировали, чтобы испытать умеренные и соответственно отличительные условия, где 30 кг в течение 60 минут испытывали смазочные материалы с теми же композициям, которые применяли в ранее описанных испытаниях. В испытании на износ на четырехшариковой машине трения, один шарик вращался над лотком из трех других в присутствии смазочных материалов. Результаты показаны в Таблице 7. Эксперименты I-L не являются в соответствии с настоящим изобретением, потому что смазочные композиции не содержат какого-либо моно-, ди- или три-глицерида, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное. Пример 3 является в соответствии с настоящим изобретением.
Таблица 7
Смазочная комп.
Противоизносная присадка
Дозировка противоизносной присадки (мас.%)
Средний диаметр пятна износа (мм)
Уменьшение износа в сравнении с Экспериментом I
Эксп. I
A
-
-
0,447
-
Пример 3
1
Citrem SP70
1,2%
0,321
28,2%
Эксп. J
B
Глицерол моноолеат (ГМО)
0,5%
0,302
32,4%
Эксп. K
C
Триэтил цитрат
1%
0,346
22,6%
Эксп. L
D
Sakura-lube 165
1% (450 млн.ч. Mo)
0,387
13,4%
18
Результаты в Таблице 7 показывают, что моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, и в частности диглицерид лимонной кислоты и C ненасыщенной карбоновой кислоты (например, олеиновой и/или линолевой кислоты), например, Citrem SP70 (торговая марка) показывает хорошие противоизносные свойства в смазочной композиции, например, когда применяют в комбинации с низкой концентрацией дигидрокарбилдитиофосфатов цинка (ЦДДФ), например, соответствующей 285 млн.ч. фосфора.
4. Испытания на трение на высокочастотной возвратно-поступательной установке.
Испытание на трение на высокочастотной возвратно-поступательной установке было проведено для смазочных материалов с теми же композициям, которые применяли в ранее описанных испытаниях.
Испытание на высокочастотной возвратно-поступательной установке обычно применяют, чтобы установить смазывающую способность дизельных топлив (в соответствии с ASTM D6079-97). Указанное испытание также может применяться для того, чтобы установить коэффициенты трения между скользящими твердыми поверхностями в присутствии смазочных композиций с различными модификаторами трения в диапазоне температур, и, следовательно, испытание может применяться для того, чтобы установить эксплутационные характеристики модификаторов трения.
Результаты показаны в Таблице 8. Эксперименты M-P не являются в соответствии с настоящим изобретением, потому что смазочные композиции не содержат какого-либо моно-, ди- или три-глицерида, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное. Пример 4 является в соответствии с настоящим изобретением.
Таблица<i></i>8
Смазочная комп.
КТ 40°C
КТ 140°C
Средний КТ
Уменьшение среднего КТ
Эксп. M
A
0,138
0,159
0,145
-
Пример 4
1
0,124
0,117
0,121
16,6%
Эксп. N
B
0,129
0,118
0,124
14,5%
Эксп. O
C
0,134
0,15
0,143
1,4%
Эксп. P
D
0,137
0,113
0,121
16,6%
Примечание: КТ = коэффициент трения
Результаты в Таблице 8 показывают, что моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, и в частности диглицерид лимонной кислоты и олеиновой кислоты, например, Citrem SP70 (торговая марка) показывает хорошие свойства модификатора трения в смазочной композиции, например, когда применяют в комбинации с низкой концентрацией дигидрокарбилдитиофосфатов цинка (ЦДДФ), например, соответствующей 285 млн.ч. фосфора.
18
Результаты в Таблице 8 также указывают, что моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, и в частности диглицерид лимонной кислоты и ненасыщенной C карбоновой кислоты (например, олеиновой и/или линолевой кислоты), например, Citrem SP70 (торговая марка) может применяться в качестве модификатора трения в топливной композиции для двигателя внутреннего сгорания, например, в топливной композиции для двигателя с самовоспламенением от сжатия.
5. Испытания на износ двигателя по методу Sequence IVA.
Испытания двигателя по методу Sequence IVA в соответствии с испытательным методом ASTM D6891 применяли для смазочных композиций 0W-20. Испытания двигателя по методу Sequence IVA представляет собой промышленное стандартное испытание, которое применяют для оценки защиты от износа распределительного кулачкового вала двигателя внутреннего сгорания смазочными композициями.
Смазочные материалы содержали комплекс присадок, содержащих дисперсант, моющие присадки (сульфонат кальция и фенат), антиокислители (фенольные и аминовые), антивспениватель и разбавитель Yubase 4. Комплекс присадок был типичным для комплекса присадок, применяемого для стандартных смазочных композиций для двигателей внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия или для двигателей внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, а именно такой, который может применяться для пассажирских автомобилей. Все, кроме одной смазочной композиции, имели низкую концентрацию дигидрокарбилдитиофосфатов цинка (ЦДДФ), соответствующей концентрации фосфора, которая составляла 375 млн.ч. от массы. Смазочные материалы были изготовлены посредством смешивания комплекса присадок, ЦДДФ, базового масла Группы III и необходимой противоизносной присадки/модификатора трения, если присутствует.
Смазочные материалы 2 и 3, которые применяли в Примерах 5 и 6, были в соответствии с настоящим изобретением и были изготовлены, применяя растворимый в масле моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, который представлял собой SP Citrem 70, в количестве 1,2% от массы и 0,5% от массы соответственно.
Смазочный материал E был изготовлен как Смазочные материалы 2 и 3, но без растворимого в масле моно-, ди- или триглицерида, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производного.
Смазочный материал F был изготовлен как Смазочный материал E, но с применением более высокой дозировки ЦДДФ, соответствующей 800 млн.ч. фосфора.
Смазочные материалы G-H были изготовлены как Смазочный материал E, но с применением различных противоизносных присадок/модификаторов трения, как показано в Таблице 9.
Смазочные материалы E, F и G, которые применяли в Экспериментах Q, R и S соответственно, не были в соответствии с настоящим изобретением, потому что они были изготовлены без растворимого в масле моно-, ди- или триглицерида, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производного.
Смазочные материалы имели низкую HTHS вязкость (в соответствии с ASTM D4683), которая составляла 2,6 спз и относилась к степени 0W-20. Результаты показаны в Таблице 9.
Таблица 9
Смазочная композиция
Присадка
Дозировка, % от массы
Средний износ рабочей части кулачка (мкм)
Эксп. Q
E
-
-
163,11<sup>{2)</sup>
Эксп. R
F<sup>(1)</sup>
-
62,4<sup>(3)</sup>
Эксп. S
G
Sakura-lube 165
0,9% (400 млн.ч. Mo)
18,44
Пример 5
2
Citrem SP70
1,2
10,44
Пример 6
3
Citrem SP70
0,5
12,28
Примечание: (1) 800 млн.ч. P
(2) Перемерянный 165,63 мкм
(3) Перемерянный 81,52 мкм
Во время испытаний измеряли концентрации черного металла в смазочных композициях и, как было установлено они находились в непосредственной зависимости от установленных результатов износа.
18
Результаты в Таблице 9 показывают, что моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, и в частности диглицерид лимонной кислоты и ненасыщенной C карбоновой кислоты (например, олеиновой и/или линолевой кислоты), например, Citrem SP70 (торговая марка) показывает очень хорошие противоизносные свойства в смазочной композиции, например, когда применяется в комбинации с низкой концентрацией дигидрокарбилдитиофосфатов цинка (ЦДДФ), например, соответствующей 375 млн.ч. фосфора.
18
В частности, результаты в Таблице 9 показывают, что моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, и в частности диглицерид лимонной кислоты и ненасыщенной C карбоновой кислоты (например, олеиновой и/или линолевой кислоты), например, Citrem SP70 (торговая марка) более эффективен, например, в концентрации, которая составляет 0,5% (Пример 6), чем более высокие концентрации МоДТК (Эксперимент S).
18
Результаты также показывают, что уменьшение количества моно-, ди- или триглицерида, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производного, и в частности диглицерида лимонной кислоты и ненасыщенной C карбоновой кислоты (например, олеиновой и/или линолевой кислоты), например, Citrem SP70 (торговая марка) существенно не уменьшает противоизносные характеристики - по сравнению, например, с Примерами 5 и 6.
6. Испытание двигателя по методу M111-FE
Смазочный материал G и Смазочный материал 2 были протестированы в испытании двигателя по методу M111-FE в соответствии с CEC-L-54-T-96, используя двигатель Mercedes Benz, и было установлено, что они имеют 3,32% топливной эффективности и 3,17% топливной эффективности, соответственно, по сравнению с эталонным смазочным материалом 15W-40.
18
Эти результаты показывают, что моно-, ди- или триглицерид, по крайней мере, одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты, или его производное, и в частности диглицерид лимонной кислоты и ненасыщенной C карбоновой кислоты (например, олеиновой и/или линолевой кислоты), например, Citrem SP70 (торговая марка) показывает заслуживающее внимания изменение трения, по сравнению с молибден-содержащей присадкой SK165, содержащей 400 млн.ч. молибдена, коммерчески доступной от компании Asahi Denka Kogyo K.K.