含至少一种摩擦改进化合物的组合物以及其使用方法
阅读：51发布：2020-05-23
专利汇可以提供含至少一种摩擦改进化合物的组合物以及其使用方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了含至少一种摩擦改进化合物的组合物以及其使用方法。本发明公开了一种包含至少一种阴 离子化 合物和至少一种阳离子化合物的 润滑剂 组合物；其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是摩擦改进剂；且该组合物具有(i)大约27°F或更高的 温度 滚动差异和(ii)通过高温L-37的评价。，下面是含至少一种摩擦改进化合物的组合物以及其使用方法专利的具体信息内容。
1.一种用润滑剂组合物润滑的汽车，其中所述汽车具有约2.5:1-约6:1的齿轮最终传动比并且润滑剂组合物包括
至少一种阴离子化合物，其选自二烷基亚磷酸、二烷基磷酸、单烷基亚磷酸、单烷基磷酸、二烷基二硫代亚磷酸、二烷基二硫代磷酸、二烷基硫代亚磷酸、二烷基硫代磷酸、戊基酸式磷酸盐、戊基酸式磷酸酯、二戊基酸式磷酸盐、二戊基酸式磷酸酯、2-乙基己基酸式磷酸盐、2-乙基己基酸式磷酸酯、二-(2-乙基己基)酸式磷酸盐、二-(2-乙基己基)酸式磷酸酯和其混合物的共轭碱，并且其中阴离子化合物在组合物中的含量为约0.05 wt%到约1.0 wt%，相对于组合物的总重；和
至少一种阳离子化合物，其选自伯、仲、叔胺的共轭酸，其中该阳离子化合物在组合物中的含量为约0.05 wt%到约1.0 wt%，相对于组合物的总重；
其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是摩擦改进剂；和
其中，该组合物具有(i)约27°F或更高的温度滚动差异和(ii)通过高温L-37的评价。
2.权利要求1的汽车，其中汽车是轻型汽车、卡车、在不同经历中有止滑机制的运动型多用途汽车，和在不同经历中没有止滑机制的运动型多用途汽车中的一种。
3.权利要求1的汽车，其中该组合物包含至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种阳离子化合物。
4.权利要求1的汽车，其中该组合物包含至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阳离子化合物。
5.权利要求1的汽车，其中胺是叔烷基伯胺并包含8到24个碳原子。
6.一种用润滑剂组合物润滑的机器，其中润滑剂组合物包括
至少一种阴离子化合物，其选自二烷基亚磷酸、二烷基磷酸、单烷基亚磷酸、单烷基磷酸、二烷基二硫代亚磷酸、二烷基二硫代磷酸、二烷基硫代亚磷酸、二烷基硫代磷酸、戊基酸式磷酸盐、戊基酸式磷酸酯、二戊基酸式磷酸盐、二戊基酸式磷酸酯、2-乙基己基酸式磷酸盐、2-乙基己基酸式磷酸酯、二-(2-乙基己基)酸式磷酸盐、二-(2-乙基己基)酸式磷酸酯和其混合物的共轭碱，并且其中阴离子化合物在组合物中的含量为约0.05 wt%到约1.0 wt%，相对于组合物的总重；和
至少一种阳离子化合物，其选自伯、仲、叔胺的共轭酸，其中该阳离子化合物在组合物中的含量为约0.05 wt%到约1.0 wt%，相对于组合物的总重；
其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是摩擦改进剂；和
其中，该组合物具有(i)约27°F或更高的温度滚动差异和(ii)通过高温L-37的评价。
7.权利要求6的机器，其中该机器是汽车齿轮。
8.权利要求6的机器，其中该机器是准双曲面齿轮。
9.权利要求6的机器，其中该机器是斜齿轮。
10.权利要求6的机器，其中该组合物包含至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种阳离子化合物。
11.权利要求6的机器，其中该组合物包含至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阳离子化合物。
12.权利要求6的机器，其中胺是叔烷基伯胺并包含8到24个碳原子。
13.一种包括用润滑剂组合物润滑的轻型轮轴的汽车，其中润滑剂组合物包括至少一种阴离子化合物，其选自二烷基亚磷酸、二烷基磷酸、单烷基亚磷酸、单烷基磷酸、二烷基二硫代亚磷酸、二烷基二硫代磷酸、二烷基硫代亚磷酸、二烷基硫代磷酸、戊基酸式磷酸盐、戊基酸式磷酸酯、二戊基酸式磷酸盐、二戊基酸式磷酸酯、2-乙基己基酸式磷酸盐、2-乙基己基酸式磷酸酯、二-(2-乙基己基)酸式磷酸盐、二-(2-乙基己基)酸式磷酸酯和其混合物的共轭碱，并且其中阴离子化合物在组合物中的含量为约0.05 wt%到约1.0 wt%，相对于组合物的总重；和
至少一种阳离子化合物，其选自伯、仲、叔胺的共轭酸，其中该阳离子化合物在组合物中的含量为约0.05 wt%到约1.0 wt%，相对于组合物的总重；
其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是摩擦改进剂；和
其中，该组合物具有(i)大约27°F或更高的温度滚动差异和(ii)通过高温L-37的评价。
14.权利要求13的汽车，其中该组合物包含至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种阳离子化合物。
15.权利要求13的汽车，其中该组合物包含至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阳离子化合物。
16.权利要求13的汽车，其中胺是叔烷基伯胺并包含8到24个碳原子。
含至少一种摩擦改进化合物的组合物以及其使用方法
技术领域
[0002] 本发明涉及包含阴离子化合物和阳离子化合物的组合物，其中该阴离子化合物和阳离子化合物的中至少一种是摩擦改进剂。这里还公开了使用所公开的组合物的方法。
背景技术
[0003] 尽管已经生产了大量具有多种性质的齿轮油，仍存在对添加剂或添加剂组合的需要以提供改善的耐磨性、改善的热稳定性、改善的氧化稳定性、改善的燃料效率、改善的温度滚动效果(rollover effect)、减少噪音、减少磨损和减少锈斑(pitting)中的至少一种。特别的，需要能够提供这些性质中的至少一种给机器(例如齿轮)的添加剂，在齿轮没有磨配(broken-in)达若干时间或若干距离时。还需要在牵引负荷前能够向齿轮提供这些性能中的至少一种的添加剂。
[0004] 最后，需要能够满足上述性质中的至少一种并仍满足工业标准，例如ASTMD-6121(“高温L-37测试”)的高温变化的添加剂。
发明内容
[0005] 根据本发明，提供一一种包含至少一种阴离子化合物和至少一种阳离子化合物的润滑剂组合物，其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是摩擦改进剂，且该组合物具有(i)大约27°F或更高的温度滚动(roll over)差异和(ii)通过高温L-37的评价。
[0006] 一方面，还提供制备包含提供至少一种阴离子化合物和至少一种阳离子化合物的组合物的方法，其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是包含大约10到30个碳原子的摩擦改进化合物，且该组合物具有(i)大约27°F或更高的温度滚动差异和(ii)通过高温L-37的评价。
[0008] 可以理解的是前面的概述和随后的详述都只是说明性的而非对所要求保护的发明进行限制。
[0009] 简而言之，本发明提供了以下方案：
[0010] 方案1.一种润滑剂组合物，其包括：
[0011] 至少一种阴离子化合物；和
[0012] 至少一种阳离子化合物；
[0013] 其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是摩擦改进剂；和
[0014] 其中，该组合物具有(i)大约27°F或更高的温度滚动差异和(ii)通过高温L-37的评价。
[0015] 方案2.根据方案1的组合物，其中该组合物包含至少一种包含大约10到大约30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种阳离子化合物。
[0016] 方案3.根据方案1的组合物，其中该组合物包含至少一种包含大约10到大约30个碳原子的摩擦改进阳离子化合物和至少一种阴离子化合物。
[0017] 方案4.根据方案1的组合物，其中该组合物包含至少一种包含大约10到大约30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种包含大约10到大约30个碳原子的摩擦改进阳离子化合物。
[0018] 方案5.根据方案1的组合物，其中阴离子化合物存在于组合物中，含量为大约0.05wt％到大约1.0wt％，相对于组合物的总重。
[0019] 方案6.根据方案1的组合物，其中阳离子化合物存在于组合物中，含量为大约0.05wt％到大约1.0wt％，相对于组合物的总重。
[0020] 方案7.根据方案1的组合物，其中阴离子化合物选自有机羧酸、有机(亚)磷酸(phosphorus acid)、有机磺酸、无机(亚)磷酸(phosphorus acid)和其混合物的共轭碱。
[0021] 方案8.根据方案7的组合物，其中有机羧酸是直链或支链的、饱和或不饱和的，并包含大约10到大约30个碳原子。
[0022] 方案9.根据方案7的组合物，其中有机羧酸是脂族的。
[0023] 方案10.根据方案7的组合物，其中有机(亚)磷酸(phosphorus acid)选自二烷基(亚)磷酸(phosphorus acid)、单烷基(亚)磷酸(phosphorus acid)、二烷基二硫代(亚)磷酸(phosphorus acid)、二烷基硫代(亚)磷酸(phosphorus acid)、和其混合物。
[0024] 方案11.根据方案7的组合物，其中有机(亚)磷酸(phosphorus acid)选自戊基酸式磷酸盐、二戊基磷酸盐、2-乙基己基酸式磷酸盐、二-2-乙基己基酸式磷酸盐、二烷基二硫代磷酸和其混合物。
[0025] 方案12.根据方案1的组合物，其中阴离子化合物选自辛烯酸、油酸、异硬脂酸、硬脂酸和其混合物。
[0026] 方案13.根据方案1的组合物，其中阳离子化合物选自伯、仲、叔胺的共轭酸。
[0027] 方案14.根据方案13的组合物，其中胺是直链或支链的，饱和或不饱和的并包含大约10到大约30个碳原子。
[0028] 方案15.根据方案13的组合物，其中胺是叔烷基伯胺并包含大约8到大约24个碳原子。
[0029] 方案16.根据方案13的组合物，其中胺是包含烯属不饱和性的伯胺。
[0030] 方案17.根据方案1的组合物，其中组合物是项馏处理物。
[0031] 方案18.根据方案1的组合物，其进一步包括基础油。
[0032] 方案19.根据方案18的组合物，其中组合物是润滑剂组合物。
[0033] 方案20.根据方案18的组合物，其中基础油是矿物油、合成油和其混合物。
[0034] 方案21.根据方案18的组合物，其中基础油是聚α烯烃。
[0035] 方案22.根据方案18的组合物，其中基础油是部分矿物油。
[0036] 方案23.根据方案18的组合物，其中基础油是气-液油。
[0037] 方案24.根据方案19的组合物，其中阴离子化合物和阳离子化合物形成盐，所述盐存在于润滑剂组合物中，含量为大约0.1wt％到大约1.5wt％，相对于润滑剂组合物的总重。
[0038] 方案25.一种制备组合物的方法，包括：
[0039] 提供至少一种阴离子化合物和至少一种阳离子化合物，其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是包含大约10到大约30个碳原子的摩擦改进化合物，和
[0040] 其中该组合物具有(i)大约27°F或更高的温度滚动差异和(ii)通过高温L-37的评价。
[0041] 方案26.根据方案25的方法，其中阳离子化合物存在于组合物中，含量为大约0.05wt％到大约1.0wt％，相对于组合物的总重。
[0042] 方案27.根据方案25的方法，其中阴离子化合物存在于组合物中，含量为大约0.05wt％到大约1.owt％，相对于组合物的总重。
[0045] 方案30.一种用方案1的组合物润滑的机器。
[0046] 方案31.方案31的机器，其中该机器是汽车齿轮。
[0047] 方案32.方案31的机器，其中该机器是准双曲面齿轮。
[0048] 方案33.方案31的机器，其中该机器是斜齿轮。
[0050] 附图例举了现有教导的多种实施方案。该教导并不受限于所述实施方案，且包括与随后详述的以及本领域技术人员所熟知的等同的结构和方法。
[0051] 附图中，图1的曲线描述了高流体温度(TMAX)、测试终点温度(TEOT)和高温和测试终点温度的差异(T滚动)的关系。
具体实施方式
[0052] 本文所用的术语“烃基”、“烃基取代基”或“烃基基团”具有普通含义，这是本领域技术人员熟知的。特别的，指具有碳原子与分子中的其它部分直接相连并主要具有烃类性质的基团。烃基基团的例子包括：
[0053] (1)烃类取代基，即，脂族的(例如烷基或烯基)、脂环族的(例如环烷基、环烯基)取代基，和芳香族、脂族和脂环族取代的芳香族取代基，以及环状取代基，其中环通过该分子的另一部分而完成(例如两个取代基一起形成脂环族基团)；
[0054] (2)取代的烃类取代基，即，取代基包括非烃类基团，其在本发明中不改变主要的烃类取代基(例如卤素(特别是氯和氟)、羟基、烷氧基、巯基、烷巯基、硝基、亚硝基和硫氧基)；
[0055] (3)杂原子取代基，即，取代基在本发明中具有主要的烃类性质的同时，在否则由碳原子组成的环或链上还包含除了碳之外的原子。杂原子包括硫、氧、氮并包括取代基如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基。总之，对于每十个碳原子，不超过两个的，例如不超过一个的，非烃类取代基存在于烃基中；一般的，没有非烃类取代基存在于烃基中。
[0056] 本文中所用的术语“重量百分比”，除非另有指出，指所述组分相对于整个组分的重量的百分比。
[0057] 本发明的组合物能够提供温度滚动效应和通过高温L-37的评价。本文所用的“温度滚动效应”指当高流体温度(TMAX)和测试终点温度(TEOT)之间的差异(T滚动)为大约27°F或更多时流体在风洞程序(Wind Tunnel Procedure)中表现出的效应。本文所用的“通过高温L-37的评价”指在高温L-37测试中在测试条件下测试机器达到的结果。测试结果以0到10的分数来考量，其中较小数值反映齿轮组更重或严重的磨损和疲劳，而较大数值反映极小或没有磨损或疲劳。
[0058] 组合物可以是用于机器如轻型轮轴和固定齿轮箱的润滑剂组合物。据信当机器面对低温和高温和/或变化负荷情形时，本发明的组合物能够提供上述性质中的至少一种。一方面，本发明的组合物可用于，例如牵引前没有磨配达若干时间或距离的轮轴。另一方面，轻型轮轴可以是准双曲面齿轮轮轴。又一方面，本发明的组合物可用于轻型汽车(light duty cars)、卡车(trucks)和运动型多用途汽车(spon utility vehiele)，其在不同经历(in differential experience)中有或没有止滑机制(limited slip mechanisms)，从而改善至少齿轮磨损保护。润滑剂组合物可适合与任何摩擦材料联用，例如纸、钢铁或碳纤维。再一方面，该组合物可以是顶馏处理浓缩物(top treat concentrate)，其与基础油混合/调和/结合以配制用于机器的润滑剂组合物。
[0059] 本发明组合物可以包含阴离子化合物，和阳离子化合物，其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是摩擦改进剂。摩擦改进剂被理解为包含大约10到大约30个碳原子的化合物。一方面，组合物可以包含摩擦改进阴离子化合物和阳离子化合物。另一方面，组合物可以包含阴离子化合物和摩擦改进阳离子化合物。又一方面，组合物可以包含摩擦改进阴离子化合物和摩擦改进阳离子化合物。
[0060] 本发明组合物所用的阴离子化合物可以是有机羧酸、有机(亚)磷酸(phosphorus acid)、有机磺酸、无机(亚)磷酸(phosphorus acid)和其混合物的共轭碱中的至少一种。本文所用的“共轭碱”被理解为当Bronsted-Lowry酸失去质子时所形成的带负电离子。一方面，有机羧酸可以是直链或支链的，饱和或不饱和的，并可包含大约5到大约40，例如大约10到大约30个碳原子。有机羧酸可以是脂族的。有机羧酸非限制性的例子包括辛烯酸(octenoic acid)、异硬脂酸、硬脂酸和其混合物。
[0061] 一方面，阴离子化合物可以是有机(亚)磷酸(phosphorus acid)的共轭碱，所述有机(亚)磷酸(phosphorus acid)例如是二烷基(亚)磷酸(phosphorus acid)、单烷基(亚)磷酸(phosphorus acid)、二烷基二硫代(亚)磷酸(phosphorus acid)、单烷基二硫代(亚)磷酸(phosphorus acid)、二烷基硫代亚)磷酸(phosphorus acid)、单烷基硫代(亚)磷酸(phosphorus acid)和其混合物。有机(亚)磷酸(phosphorus acid)的其它非限制性的例子包括戊基酸式磷酸盐(/酯)、二戊基酸式磷酸盐(/酯)、2-乙基己基酸式磷酸盐(/酯)、二-2-乙基己基酸式磷酸盐(/酯)、二烷基二硫代(亚)磷酸(phosphorus acid)和其混合物。
[0062] 二烷基硫代(亚)磷酸(phosphorus acid)的非限制性的例子包括如下所示的式(II)和(IV)化合物中的至少一种：
[0063]
[0064] 其中n是大约1到大约5的整数；和
[0065] 其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R10和R11可以独立选自氢、氰基和包含大约1到大约30个碳原子(例如大约1到大约20个碳原子，和进一步例如大约1到大约10个碳原子)的烃基。
[0066] 在一个实施方案中，阴离子化合物可以存在于润滑组合物中，含量为大约0.05wt％至大约1.0wt％，例如大约0.2wt％至大约0.6wt％，相对于组合物的总重量。在另一个实施方案中，阴离子化合物可以存在于顶馏处理(top treat)组合物中，含量足以形成与上述浓度一致的最终制剂。顶馏处理物(top treats)通常包括与最终制剂相比，高很多的添加剂水平。
[0067] 本发明组合物所用的阳离子化合物可以是任何阳离子化合物，只要其可溶于含基础油的润滑组合物中。阳离子化合物非限制性的例子包括酰胺、胺和包含碱氮(basic nitrogen)的杂环化合物如吡啶的共轭酸。本文所用的“共轭酸”被理解为当Bronsted-Lowry碱得到质子时所形成的带正电的离子。另一方面，阳离子化合物是胺的共轭酸，所述胺可以是伯胺、仲胺或叔胺。
[0068] 胺可以具有通式R′NH2，其中R′可以是包含至多大约150个碳原子的烃基且可以是包含大约4到大约30个碳原子的脂族烃基。
[0069] 一方面，阳离子化合物可以是包含大约12到30个碳原子的长链伯、仲和叔烷基胺，包括其羟烷基和氨基烷基衍生物的共轭酸。长链烷基可以任选地包含一个或多个醚基团。合适的阳离子化合物的非限制性例子包括油胺(oleyl amine)、N-油烯基三亚甲基二胺、N-牛油(tallow)二乙醇胺、N，N-二甲基油胺和十四烷基氧杂丙基胺(myristyloxapropyl amine)的共轭酸。
[0070] 一方面，胺可以是烃基中包含大约4到大约30个碳原子的伯烃基胺，例如烃基中包含大约8到大约20个碳原子的伯烃基胺。烃基可以是饱和或不饱和的。饱和伯胺的代表性的例子是称为脂族伯脂肪胺(aliphatic primary fatty amine)的那些。代表性的脂肪胺包括烷基胺例如正己基胺、正辛基胺、正癸基胺、正十二烷基胺、正十四烷基胺、正十五烷基胺、正十六烷基胺、正十八烷基胺(硬脂胺)等。这些伯胺可以蒸馏级(distilled grade)和工业级(technical grade)获得。虽然蒸馏级可以提供更纯的反应产物，使用工业级的胺在反应中可以形成酰胺和酰亚胺。混合的脂肪胺也是适宜的。
[0071] 一方面，阳离子化合物可以是烷基中具有至少大约4个碳原子的叔脂族伯胺的共轭酸。很大程度上，其可由烷基中总共少于大约35个碳原子的烷基胺衍生而来。
[0072] 通常叔脂族伯胺是如下式表示的单胺
[0073]
[0074] 其中R1、R2和R3可以是相同或不同的且可以是包含大约1到大约30个碳原子的烃基。这样的胺的例子是叔丁基胺、叔己基伯胺、1-甲基-1-氨基-环己烷、叔辛基伯胺、叔癸基伯胺、叔十二烷基伯胺、叔十四烷基伯胺、叔十六烷基伯胺、叔十八烷基伯胺、叔二十四烷基伯胺、叔二十八烷基伯胺。
[0075] 胺的混合物的共轭酸也可用于本发明。这类胺混合物的非限制性例子可以是C8-C14叔烷基伯胺的混合物和C16-C24叔烷基伯胺的类似混合物。叔烷基伯胺和其制备方法是本领域普通技术人员所熟知的，因此不必进一步公开。
[0076] 其中烃链包含烯属不饱和性(olefinic unsaturation)的伯胺的共轭酸也可能是相当有用的。因此，R基团可取决于链长包含至少一个烯属不饱和性，通常每十个碳原子不超过一个双键。可用于本发明的代表性的化合物包括十二烯基胺(dodecenylamine)、十四烯基(myristoleyl)胺、棕榈烯基(palmitoleyl)胺、油胺和亚油胺(linoleyl amine)的共轭酸。
[0077] 仲胺的共轭酸也可能是有用的。仲胺的例子包括具有两个上述烷基的二烷基胺，包括脂肪仲胺，以及混合的二烷基胺，其中R′可以是脂肪胺和R″可以是低级烷基(1-9个碳原子)例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基等，或R″可以是具有其它非反应性或极性取代基(CN、烷基、羰烷氧基(carboalkoxy)、酰胺、醚、硫醚、卤素、亚砜、砜)的烷基。脂肪多胺二胺可以包括单或二烷基、对称或非对称乙二胺、丙二胺(1，2或1，3)和上述的多胺类似物。适宜的脂肪多胺包括N-椰油(coco)-1，3-二氨基丙烷，N-大豆(soya)烷基三亚甲基二胺、N-牛油-1，3-二氨基丙烷和N-油烯基-1，3-二氨基丙烷。
[0078] 在一个实施方案中，阳离子化合物可以存在于润滑组合物中，含量为大约0.05wt％到大约1.0wt％，例如大约0.2wt％到大约0.6wt％，相对于组合物的总重。在另一个实施方案中，阳离子化合物可以存在于项馏处理组合物中，含量足以形成与上述浓度一致的最终制剂。
[0079] 阴离子化合物和阳离子化合物可以反应、混合、调合和/或结合以形成盐。该盐可以通过在室温(23℃)或以上将阴离子化合物和阳离子化合物反应、混合、或结合达最多大约一小时来制备。阳离子化合物与阴离子化合物反应以形成本发明的盐，其中阳离子化合物的量为至少大约1重量当量的阳离子化合物每当量的阴离子化合物。
[0080] 在一个实施方案中，盐可以存在于润滑组合物中，数量为大约0.1wt％到大约1.5wt％，相对于组合物的总重量。在另一个实施方案中，盐可以存在于顶馏处理组合物中，含量足以形成与上述浓度一致的最终制剂。
[0081] 一方面，盐可以包含以下中的至少一种：磷酸的胺盐，硫代磷酸的胺盐、二硫代磷酸的胺盐。例如，硫代磷酸可以与至少一种阳离子化合物反应、混合、调合和/或结合以形成盐，例如式(III)和(VI)化合物中的至少一种：
[0082]
[0083] 其中n是1到5的整数；和
[0084] 其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11可以独立选自氢、氰基和包含大约1到大约30个碳原子(例如大约1到大约20个碳原子，和进一步例如大约1到大约10个碳原1 2 3 4 5 6 7 8 9
子)的烃基。一方面，在式(VI)中，R 和R 可以是甲基；R、R、R、R、R 和R 可以是氢；R
10 11
可以是叔C12-14烷基；和R 和R 可以是包含大约1到大约6个碳原子的烷基。一方面，在
3 4 5 6 7 8 1 2 9
式(III)中，R、R、R、R、R 和R 可以是氢；R 和R 可以是甲基；R 可以是叔C12-14烷基。
子)的烃基。一方面，在式(VI)中，R 和R 可以是甲基；R、R、R、R、R 和R 可以是氢；R
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可以是叔C12-14烷基；和R 和R 可以是包含大约1到大约6个碳原子的烷基。一方面，在
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式(III)中，R、R、R、R、R 和R 可以是氢；R 和R 可以是甲基；R 可以是叔C12-14烷基。
[0085] 制备这样的盐的方法是为人熟知和文献报道过的。例如参见美国专利2,063,629；2,224,695；2,447,288；2,616,905；3,984,448；4,431,552；5,354,484；Pesin等，Zhurnal Obshchel Khimii，31(8)：2508-2515(1961)；和PCT国际申请公开No.WO87/07638，这些公开在这里引入作为参考。
[0086] 所公开的方法可以包括溶剂的使用。溶剂可以是任何惰性流体物质，其中至少一种反应物是可溶的或产物是可溶的。非限制性的例子包括苯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷、石脑油(naphtha)、二乙醚卡必醇、二丁醚二氧杂环己烷(dioxane)、氯苯、硝基苯、四氯化碳、氯仿、基础油，如气-液和聚α烯烃、和工艺油。
[0087] 根据本发明适用于配制组合物的基础油可以选自任何合成油或天然油或其混合。天然油包括动物油和植物油(例如蓖麻油和猪油)以及矿物润滑油例如液体石油和溶剂处理或酸处理的链烷、环烷或混合链烷-环烷型的矿物润滑油。由煤或页岩衍生的油也是适宜的。另外，气-液工艺衍生的油也是适宜的。
[0088] 基础油可以大量(major amount)存在，其中大量理解为超过或等于50％，例如润滑剂组合物的大约80到大约98wt％。
[0089] 在100℃时，基础油通常具有例如大约2到大约15cSt，进一步例如大约2到大约10cSt的粘度。因此，基础油通常可以具有粘度范围在大约SAE50到大约SAE250，更通常的范围可以在大约SAE70W到大约SAE140。合适的汽车用油(automotive oils)还包括交差级(cross-grade)例如75W-140，80W-90，85W-140，85W-90等。
[0090] 合成油的非限制性的例子包括烃类油例如聚合的和互聚的烯烃(例如聚丁烯、聚丙烯、丙烯-异丁烯共聚物等)；聚α烯烃例如聚(1-己烯)、聚(1-辛烯)、聚(1-癸烯)等和其混合物；烷基苯(例如十二烷基苯、十四烷基苯、二壬基苯、二-(2-乙基己基)苯等)；多联苯(polyphenyls)(例如联苯(biphenyls)、三联苯(terphenyl)、烷基化多联苯(alkylated polyphenyls)等)；烷基化二苯醚和烷基化二苯硫醚(alkylated diphenyl sulfides)和其衍生物、类似物和同系物等。
[0091] 烯化氧聚合物(slkylene oxide polymers)和互聚物和其衍生物，其中末端羟基已经被酯化作用、醚化作用等改性，组成另一类可用的已知合成油。这样的油例如是，通过由环氧乙烷或环氧丙烷的聚合而制备的油，这些聚氧化烯(polyoxyalkylene)聚合物的烷基和芳基醚(例如平均分子量为大约1000的甲基聚异丙二醇醚、分子量为大约500-1000的聚乙二醇的二苯基醚、分子量为大约1000-1500的聚丙二醇的二乙基醚)或其单和多羧酸酯，例如，醋酸酯、混合C3-8脂肪酸酯或四甘醇的C13含氧酸(Oxa acid)二酯。
[0092] 其它类型的可用的合成油包括二羧酸(例如邻苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀酸、烯基琥珀酸、马来酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富马酸、己二酸、亚油酸二聚物、丙二酸、烷基丙二酸、烯基丙二酸等)和各种醇(例如丁醇、己醇、十二烷基醇、2-乙基己醇、乙二醇、二甘醇单醚、丙二醇等)的酯。这些酯的特别的例子包括己二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、富马酸二正己基酯、癸二酸二辛基酯、壬二酸二异辛基酯、壬二酸二异癸基酯、邻苯二甲酸二辛基酯、邻苯二甲酸二癸基酯、癸二酸双二十烷基酯、亚油酸二聚物的2-乙基己基二酯、通过将一摩尔癸二酸与两摩尔四甘醇和两摩尔2-乙基己酸反应形成的复合酯等。
[0093] 作为合成油有用的酯还包括由C5-12单羧酸和多元醇和多元醇醚例如新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇等制备的那些。
[0094] 因此，可用于制备本文所述组合物的所用的基础油可以选自American Petroleum Institute(API)Base Oil Interchangeability Gudelines(美国石油协会(API)基础油可互换性指南)中所描述的组I-V中任何基础油。这些基础油组是如下的：
[0095] 组I包括少于90％饱和物(saturates)和/或多于0.03％的硫和具有粘度指数大于或等于80而小于120；组II包括多于或等于90％饱和物和少于或等于0.03％的硫和具有粘度指数大于或等于80而小于120；组III包括多于或等于90％饱和物和少于或等于0.03％的硫和具有粘度指数大于或等于120；组IV是聚α烯烃(PAO)；组V包括组I、II、III或IV中未包括的全部其它基本油料。
[0096] 用于限定上述组的测试方法是用于饱和物的AS了M D2007；用于粘度指数的ASTM D2270；用于硫的ASTM D2622，4294，4927和3120之一。
[0097] 组IV的基本油料，即聚α烯烃(PAO)包括α-烯烃的氢化低聚物，最重要的低聚方法是自由基方法，Ziegler催化和阳离子，Friedel-Crafts催化。
[0098] 聚α烯烃通常在100℃具有粘度为2到100cSt，例如4到8cSt。其可以，例如，是具有大约2到大约30个碳原子的支链或直链α烯烃低聚物，非限制性的例子包括聚丙烯、聚异丁烯、聚-1-丁烯、聚-1-己烯、聚-1-辛烯和聚-1-癸烯。包括均聚物、互聚物和混合物。
[0099] 考虑到上述基本油料的平衡，“组I基本油料”还包括这样的组I基本油料，其中一种或多种其它组的基本油料可以与其混合，前提是所得混合物的性质落入上述为组I基本油料所规定的那些。
[0100] 代表性的基本油料包括组I基本油料和组II基本油料与组I重质油料(bright stock)的混合物。
[0101] 适用于本发明的基本油料可使用多种不同工艺制备，包括但不限于蒸馏、溶剂精制、氢化工艺、低聚、酯化和再精制。
[0102] 基础油可以是源于费托(Fischer-Tropsch)合成烃类的油。费托合成烃类可以使用费托催化剂由含H2和CO的合成气来制备。这样的烃类通常需要进一步的加工以可用作基础油。例如，烃类可以是使用美国专利6,103,099或6,180,575公开的工艺来加氢异构；使用美国专利4,943,672或6,096,940公开的工艺来加氢裂化和加氢异构；使用美国专利
5,882,505公开的工艺来脱蜡；或使用美国专利6,013,171、6,080,301或6,165,949公开的工艺来加氢异构和脱蜡。
5,882,505公开的工艺来脱蜡；或使用美国专利6,013,171、6,080,301或6,165,949公开的工艺来加氢异构和脱蜡。
[0103] 前面所公开类型的未精制、精制和再精制的油，天然的或合成的(以及这些中的任何的两种或更多的混合物)，可用于基础油中。未精制的油是直接从天然或合成料源中获得而没有经过进一步纯化处理的那些。例如，直接从干馏操作中得到的页岩油，直接从初级蒸馏中得到的石油或直接从酯化工艺中得到的酯油和使用过的没有进一步处理的即是未精制的油。精制的油与未精制的油相似，区别在于其经过了进一步的一次或多次纯化步骤处理以改善一种或多种性质。许多这样的纯化技术是本领域技术人员所熟知的，例如溶剂萃取、二次蒸馏、酸或碱萃取、过滤、浸透等。再精制的油是通过类似于用于获得精制的油的那些的工艺获得的，其应用于精制的油，后者已经在使用中进行了使用。这样的再精制的油也称作再回收或再加工油且通常通过涉及去除用过的添加剂、污染物和油分解产物的技术来额外加工。
[0104] 任选地，其它组分可存在于润滑剂组合物或添加剂组合物中。其它组分的非限制性例子包括抗磨损剂、特压剂、稀释剂、消泡剂、乳化剂、破乳剂、抗锈剂、摩擦改进剂、分散剂、抗腐蚀剂、抗氧化剂、降凝剂、粘度指数改进剂、防锈剂、染料和溶剂。这些组分可根据最终产物的需要以各种数量存在。
[0105] 本发明还公开了以本发明的润滑组合物润滑机器的方法，例如汽车齿轮、固定齿轮箱(包括工业齿轮)，和/或轮轴。还公开了制备包含提供至少一种阴离子化合物和至少一种阳离子化合物的组合物的方法，其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是包含大约10到大约30个碳原子的摩擦改进化合物，其中该组合物具有(i)在风洞程序中大约27°F或更高的温度滚动差异和(ii)通过高温L-37的评价。
[0106] 实施例
[0108] 表1
[0109]测试流体 阳离子 阴离子 T滚动(°F) 高温L-37测试
实施例A [(油胺)H]+ [(RO)2PO2]- 106 通过
实施例B [(油胺)H]+ [(RO)2PO2]- 37 通过
实施例C [(油胺)H]+ [(RO)2PS2]- 60 失败
实施例D [(油胺)H]+ [RCO2]- 29 失败
参考流体 NA NA 0 通过
实施例A [(油胺)H]+ [(RO)2PO2]- 106 通过
实施例B [(油胺)H]+ [(RO)2PO2]- 37 通过
实施例C [(油胺)H]+ [(RO)2PS2]- 60 失败
实施例D [(油胺)H]+ [RCO2]- 29 失败
参考流体 NA NA 0 通过
[0110] 在风洞程序中，测试设备(test rig)配备了新的润滑产品准双曲面齿轮(hypoid axle)，后者装备有热电偶。测试设备的动力源包括能够保持测试条件的汽油供能的V-8引擎。两个轮轴测力计提供充分的扭矩吸收能力以保持轮轴扭矩和速度条件。轴(shaft)提供测力计与轮轴(axle)之间的连接。引擎通过离合器和人力操纵传动装置与测试单元连接。具有万向接头的轴提供了人力操纵传动装置与轮轴的连接。测试设备装备有空气流动源。
[0111] 根据轮轴说明和应用，轮轴充满了测试流体。进行测试，利用1500ft/min空气流，2835rpm小齿轮(pinion)速度和204lb-ft小齿轮(pinion)扭矩，持续90分钟。小齿轮速度、小齿轮扭矩、流体温度、空气温度和空气流都在整个测试过程中全程监控。记录测试过程中测试流体的TMAX，以及测试流体的TEOT。如图1所示，随后计算T滚动，为TMAX和TEOT之间的差。当T滚动低于大约15℃时，认为流体不具有温度滚动效应。
[0112] 测试流体还应用到齿轮组中，其在高温L-37测试条件下评价。高温L-37测试是在AS了M D3121下的低速/高扭矩轮轴测试方法的变化。标准的ASTMD3121是在下述条件中进行的：轮(wheel)速80rpm，轮扭矩1742ft-lbs，在275°F下持续24小时。高温L-37测试变化在下述条件下进行：轮速80rpm，轮扭矩1742ft-lbs，在325°F下持续16小时。
[0113] 高温L-37测试测量了轮轴组的磨损以及表面疲劳程度，通过操作后在轮轴组中的隆脊(ridging)和凹陷(pitting)来说明，并认为是评定测试流体在显示齿轮组疲劳和磨损中的性能的严格测试。该测试结果以0到10的分数来考量，其中较小数值反映齿轮组更重或严重的磨损和疲劳，而较大数值反映极小或没有磨损或疲劳。
[0114] 风洞程序和高温L-37测试结果在以上表l中总结，证实了本发明的理想性质。例如，实施例A和B，其使用油胺阳离子和酸式磷酸盐阴离子配制，被认为具有温度滚动效应。T滚动为：实施例A是106°F和实施例B是37°F，都远高于27°F。实施例A和B还证实
通过了高温L-37测试。
通过了高温L-37测试。
[0115] 然而，尽管实施例C(油胺阳离子/二硫代磷酸盐阴离子)和实施例D(油胺阳离子/油酸阴离子)各自证明T滚动高于27°F(分别为60°F和29°F)，实施例C和实施例D都未能通过高温L-37测试。同样，参考流体通过了高温L-37测试但未能证实温度滚动效应。因此，只有根据本发明制备的测试流体证实了温度滚动效应并通过高温L-37测试。
[0116] 对于说明书和所附的权利要求，除非另有指出，所有表达数量的数字、百分比或比例、和权利要求和说明书中所用的其它数值，被理解为在所有实例中由术语“大约”修饰。因此，除非有相反指出，说明书和随后权利要求中的数字参数是近似值，可以根据通过本发明寻求达到的所需性质而变化。至少，不希望限制等效原则应用于权利要求的范围，每一个数字参数应该至少根据所公开的有效数字并应用常规取舍技术来理解。
[0117] 需要注意的是，说明书和所述权利要求中所用的单数形式“a、an和the”，除非表达和直接限制为一个，还包括复数对象。因此，例如，对于“抗氧化剂”包括两种或多种不同抗氧化剂。本文所用的术语“包括”和其语法变体并不意图是限制性的，这样列出的项目并不限制还有其它类似项目可用于替代或加入。
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