CN104797694A - 聚酯作为润滑剂的用途 - Google Patents
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Abstract
当前要求保护的发明涉及可以通过使包含己二酸的混合物与包含1-壬醇、单甲基辛醇、二甲基庚醇和单乙基庚醇的醇混合物反应而得到的聚酯作为润滑剂的新用途以及包含这些聚酯的润滑剂组合物。
Description
当前要求保护的发明涉及可以通过使包含己二酸的混合物与包含1-壬醇、单甲基辛醇、二甲基庚醇和单乙基庚醇的醇混合物反应而得到的聚酯作为润滑剂的新用途以及包含这些聚酯的润滑剂组合物。
可市购的润滑剂组合物由多种不同的天然或合成组分生产。润滑剂组合物包含基础油和其他添加剂。基础油通常由矿物油、高度精制的矿物油、烷基化矿物油、聚-α-烯烃(PAO)、聚亚烷基二醇、磷酸酯、硅油、多元醇的二酯和酯构成。
当前优选将II组和III组加氢精制石蜡矿物油、GTL合成油和聚-α-烯烃在润滑剂组合物中用作基础油。然而，这些基础油对形成发动机和机械传动单元的一部分的密封材料具有有害影响。具体而言，这些基础油的使用导致密封材料如丙烯腈/丁二烯橡胶的收缩。
然而，已知聚酯促进这些密封材料的膨胀。因此，在润滑剂组合物中使用特殊聚酯以抵消现代基础油的收缩效果。尤其使用DIDA(己二酸二异癸酯)、DITA(己二酸二异十三烷基酯)和TMTC(三羟甲基丙烷与癸酸的酯)来实现该目的。
此外，粘度指数在聚酯在润滑剂组合物中用作流体时是其重要特征。高粘度指数表示流体的温度依赖性小。因此，具有高粘度指数的流体在低温下具有低粘度且可以用来降低发动机在启动时的功率消耗。通常已经表明具有高粘度指数的流体更为能量有效。因此，工业上仍然需要获得具有高粘度指数的流体如合成油以使得可以通过使用含有那些流体的润滑剂组合物来节能。
润滑剂配制剂的另一有利特征是改进的低温行为，其表达为低浊点。流体如润滑剂配制剂的浊点是溶解的固体不再完全可溶，作为第二相沉淀而使该流体具有浑浊外观的温度。
US 4,623,748描述了可以通过使己二酸和脂族醇如壬醇反应而得到的聚酯。这些聚酯可以用作润滑剂。
因此，本发明的目的是要提供具有高粘度指数，优选粘度指数大于140的聚酯，这在用作润滑剂组合物的组分时导致密封材料如丙烯腈/丁二烯橡胶的高膨胀度和改进的低温特性—由低浊点表达。
该目的借助使用可以通过使包含己二酸的混合物与包含1-壬醇、单甲基辛醇、二甲基庚醇和单乙基庚醇的醇混合物反应而得到的聚酯作为润滑剂而实现，其中该聚酯在40℃下的粘度根据DIN 51562-1测定为5-15mm2/s。该聚酯在40℃下的粘度根据DIN 51562-1测定优选为6-14mm2/s，更优选7-13mm2/s，最优选8-12mm2/s。
本发明的聚酯在20℃下的密度根据DIN 51757优选为0.85-1.00g/cm3，更优选0.88-0.95g/cm3，最优选0.90-0.94g/cm3。折射率nD 20根据DIN 51423优选为1.400-1.500，更优选1.420-1.480，最优选1.440-1.460。
本发明所用醇混合物特别有利地可以在涉及两个或更多个工段且由包含丁烯的烃混合物开始的方法中得到。在第一步中，丁烯二聚得到异构辛烯的混合物。然后将该辛烯混合物加氢甲酰化而得到C9醛，然后氢化得到该醇混合物。在该反应顺序中，必须遵循特定的限定参数，至少是在丁烯二聚过程中，优选在丁烯二聚和加氢甲酰化过程中。
因此，优选异构辛烯混合物通过使包含丁烯的烃混合物与包含氧化镍的非均相催化剂接触而得到。该烃混合物的异丁烯含量优选为5重量％或更少，尤其是3重量％或更少，特别优选2重量％或更少，最优选1.5重量％或更少，在每种情况下基于丁烯总含量。合适的烃料流已知为大量由FCC工厂或蒸汽裂化器得到的C4馏分，其为丁烯和丁烷的混合物。特别优选使用的原料已知为抽余液II，其为贫含异丁烯的C4馏分。
优选的原料包含50-100重量％，优选80-95重量％丁烯和0-50重量％，优选5-20重量％丁烷。丁烯的下列构成可以作为定量的通用指导：
可能的催化剂是本身已知且包含氧化镍的催化剂，例如由O'Connor等在Catalysis Today，6(1990)，第329页中所述。可以使用负载型氧化镍催化剂，并且可能的载体材料是二氧化硅、氧化铝、硅铝酸盐、具有层状结构的硅铝酸盐和沸石。特别合适的催化剂是可以通过将镍盐和硅酸盐，例如硅酸钠和硝酸钠的以及合适的话其他成分如铝盐，例如硝酸铝的水溶液混合并煅烧而得到的沉淀催化剂。
特别优选基本由NiO、SiO2、TiO2和/或ZrO2以及合适的话还有Al2O3构成的催化剂。最优选的催化剂包含作为显著活性成分的10-70重量％氧化镍、5-30重量％二氧化钛和/或二氧化锆和0-20重量％氧化铝，剩余的为二氧化硅。这类催化剂可以通过在pH为5-9下通过将包含硝酸镍的水溶液加入包含二氧化钛和/或二氧化锆的碱金属水玻璃水溶液中以使该催化剂组合物沉淀，过滤，干燥并在350-650℃下退火而得到。对这些催化剂的制备详情可以参考DE-A 4339713。该公布的全部公开内容作为参考引入本文中。
使包含丁烯的烃混合物与催化剂接触，优选在30-280℃，尤其是30-140℃，特别优选40-130℃的温度下接触。这优选在10-300巴，尤其是15-100巴，特别优选20-80巴的压力下进行。这里的压力有用的是设定得使富含烯烃的烃混合物在选取的温度下为液体或呈超临界状态。
适合使该烃混合物与该非均相催化剂接触的反应器实例是管束反应器和竖式炉。优选竖式炉，因为资金支出成本更低。该二聚可以在单个反应器中进行，其中该齐聚催化剂可能已经排列于一个或多个固定床中。另一方式是使用由两个或更多个，优选两个串联排列的反应器构成的反应器级联，其中在通过该级联的最后反应器之前的反应器时在反应混合物中的丁烯二聚被驱动至仅部分转化，并且直到反应混合物通过该级联的最后反应器时才实现所需的最终转化率。丁烯二聚优选在绝热反应器或绝热反应器级联中进行。
在离开该反应器或者该级联的最后反应器之后，将形成的辛烯和合适的话高级低聚物与反应器出料中的未转化丁烯和丁烷分离。可以在随后的真空分馏步骤中提纯形成的低聚物，得到纯辛烯馏分。在丁烯二聚过程中，通常也得到少量十二碳烯。这些优选在随后反应之前与辛烯分离。
在优选实施方案中，使除去形成的低聚物且基本由未转化丁烯和丁烷构成的部分或全部反应器出料返回。优选选择返回比以使得低聚物在反应混合物中的浓度基于该反应的烃混合物不超过35重量％，优选20重量％。该措施相对于那些在加氢甲酰化、氢化和酯化之后得到特别优选的醇混合物的辛烯提高了丁烯二聚的选择性。
所得辛烯在第二工艺步骤中通过使用合成气的加氢甲酰化以本身已知的方式转化成具有1个额外碳原子的醛。烯烃加氢甲酰化以制备醛本身是已知的且例如描述于J.Falbe(编辑)：New Synthesis with Carbonmonoxide，Springer，Berlin，1980中。加氢甲酰化在均匀溶解于反应介质中的催化剂存在下进行。这里通常使用的催化剂是第VIII过渡族金属的化合物或配合物，具体为Co、Rh、Ir、Pd、Pt或Ru化合物，或这些金属的配合物，它们未被改性或被改性，例如使用含胺化合物或含膦化合物改性。
对本发明而言，加氢甲酰化优选在钴催化剂，尤其是八羰基二钴[Co2(CO)8]存在下进行。它优选在120-240℃，尤其是160-200℃和150-400巴，尤其是250-350巴的合成气压力下进行。加氢甲酰化优选在水存在下进行。在所用合成气混合物中氢气与一氧化碳的比例优选为70:30-50:50，尤其是65:35-55:45。
该钴催化的加氢甲酰化方法可以作为包含下列4个工段的多步方法进行：制备该催化剂(预羰基化)，催化剂萃取，烯烃加氢甲酰化和由反应产物除去催化剂(脱钴)。在该方法的第一工段—预羰基化中，使作为原料的钴盐，例如甲酸钴或乙酸钴的水溶液与一氧化碳和氢气反应而制备加氢甲酰化所需催化剂配合物。在该方法的第二工段—催化剂萃取中，使用有机相，优选使用待加氢甲酰化的烯烃由水相萃取在该方法的第一工段中制备的钴催化剂。除了该烯烃外，偶尔有利的是将加氢甲酰化的反应产物和副产物用于催化剂萃取，只要这些在选取的反应条件下不溶于水且为液体。在相分离之后，将负载有钴催化剂的有机相送入该方法的第三工段—加氢甲酰化中。在该方法的第四工段—脱钴中，在可能包含甲酸或乙酸的工艺水存在下通过用氧气或空气处理而将反应器出料的有机相与羰基钴配合物分离。在此期间，该钴催化剂通过氧化破坏并且所得钴盐被萃取回水相中。将由脱钴得到的钴盐水溶液返回该方法的第一工段—预羰基化中。所得粗加氢甲酰化产物可以直接送去氢化。另一方式是以常规方式，例如通过蒸馏由此分离C9馏分，并将其送去氢化。
钴催化剂的形成、将该钴催化剂萃取到有机相中和烯烃的加氢甲酰化也可以在加氢甲酰化反应器中以一步法进行。
可以使用的钴化合物的实例是氯化钴(II)，硝酸钴(II)，这些的胺配合物或水合物配合物，羧酸钴，如甲酸钴、乙酸钴、乙基己酸钴和环烷酸钴(环烷酸的Co盐)以及还有己内酰胺钴盐配合物。在加氢甲酰化的条件下，催化活性钴化合物作为羰基钴就地形成。还可以使用钴的羰基配合物，如八羰基二钴、十二羰基四钴和十六羰基六钴。
还原在加氢甲酰化过程中得到的醛混合物而得到伯醇。部分还原通常在加氢甲酰化的条件下立刻进行，并且还可以以实现基本完全还原的方式控制加氢甲酰化。然而，所得加氢甲酰化产物通常在使用氢气或含氢气体混合物的另一工艺步骤中氢化。氢化通常在非均相氢化催化剂存在下进行。所用氢化催化剂可以包含适合将醛氢化而得到伯醇的任何所需催化剂。合适市售催化剂的实例是亚铬酸铜，钴，钴化合物，镍，镍化合物，合适的话包含少量铬或其他促进剂，以及铜、镍和/或铬的混合物。镍化合物通常呈负载在载体材料如氧化铝或硅藻土上的形式。还可以使用包含贵金属如铂或钯的催化剂。
实施氢化的合适方法是滴流法，其中待氢化混合物和氢气或含氢气体混合物在氢化催化剂的固定床上通过，例如并流通过。
氢化优选在50-250℃，尤其是100-150℃和50-350巴，尤其是150-300巴的氢气压力下进行。在氢化过程中得到的反应排出料中的所需异壬醇馏分可以通过分馏而从C8烃和更高沸点产物中分离出来。
所得醇混合物的气相色谱分析可以得到各化合物的相对量(所给百分数为气相色谱图面积百分数)：
1-壬醇在本发明醇混合物中的比例相对于该醇混合物的总重量优选为6-16重量％，更优选8-14重量％。
单甲基辛醇的比例相对于该醇混合物的总重量优选为25-55重量％，更优选35-55重量％，特别优选6-甲基-1-辛醇和4-甲基-1-辛醇一起占至少25重量％，非常特别优选至少35重量％。
二甲基庚醇和单乙基庚醇的比例相对于该醇混合物的总重量优选为15-60重量％，更优选20-55重量％，优选2,5-二甲基-1-庚醇、3-乙基-1-庚醇和4,5-二甲基-1-庚醇一起占至少15重量％，尤其是20重量％。己醇的比例相对于该醇混合物的总重量优选为4-10重量％，更优选5-10重量％。
本发明的醇混合物优选由相对于该醇混合物的总重量为70-100％，更优选70-99％，最优选80-98％，甚至更优选85-95％的1-壬醇、单甲基辛醇、二甲基庚醇和单乙基庚醇的混合物构成。
优选该醇混合物含有比例相对于该醇混合物的总重量为6-16重量％的1-壬醇、25-55重量％的单甲基辛醇、10-30重量％的二甲基庚醇和7-15重量％的单乙基庚醇。
优选该醇混合物相对于己二酸以1:1-2:1，更优选1:1-1.3:1的摩尔比存在。
本发明醇混合物在20℃下的密度根据DIN 51757优选为0.75-0.9g/cm3，更优选0.8-0.88g/cm3，最优选0.82-0.84g/cm3。折射率nD 20优选为1.425-1.445，更优选1.43-1.44，最优选1.432-1.438。在大气压力下的沸程优选为190-220℃，更优选195-215℃，最优选200-210℃。
本发明聚酯的制备以本身已知的方式进行(例如参见“Ullmann'sEncyclopedia of Industrial Chemistry”，第5版，VCH VerlagsgesellschaftmbH，Weinheim，第A1卷第214页及随后各页以及第A9卷第572-575页)。该聚酯的链长和平均分子量可以经由加入该醇混合物的时刻和该混合物的量控制，并且这些可以容易地由熟练技术人员按常规确定。所用催化剂包含常规酯化催化剂，优选钛酸二烷基酯((RO)2TiO2，其中R的实例为异丙基、正丁基和异丁基，甲磺酸和硫酸，更优选该催化剂为钛酸异丙基·正丁基酯。
在一个优选实施方案中，反应容器中的初始料包含己二酸和全部量的醇混合物。首先将该反应混合物加热至100-140℃并通过搅拌均化。然后继续在大气压力下加热至160-190℃。消除水的酯化优选在约150℃下开始。反应形成的水通过经由塔的蒸馏除去。若在该程序过程中蒸出该醇混合物，则将其返回反应容器中。然后将反应容器加热至200-250℃，并在150-300毫巴的压力下通过使氮气通过反应混合物而汽提另外的反应水。残留水和过量醇混合物在这里使用提高的氮气流和搅拌汽提。然后将反应混合物在100-140℃下过滤。
本发明的聚酯可以在工业用油中用作润滑剂。工业用油可以选自轻型、中型和重型发动机油，工业发动机油，船舶发动机油，曲轴油，压缩机油，冷冻机油，烃压缩机油，非常低温润滑油脂，高温润滑油脂，钢丝绳润滑剂，纺织机械油，冷冻机油，航空航天润滑剂，航空涡轮机油，润滑油，燃气轮机油，锭子油，纺丝油，牵引液，润滑油，塑料润滑油，轿车润滑油，卡车润滑油，工业润滑油，工业齿轮油，绝缘油，仪器用油，制动液，润滑液，减震油，热分布介质油，变压器油，脂肪，链条油，土壤勘探用钻探去垢剂，液压油，链锯油枪，手枪和步枪润滑剂。
该工业用油优选可以包含其他添加剂如聚合物增稠剂、粘度指数改进剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂、去垢剂、分散剂、破乳剂、消泡剂、染料、磨损防护添加剂、EP(极压)添加剂、AW(抗磨)添加剂和摩擦改性剂。
此外，该工业用油可以包含其他基础油和/或助溶剂如矿物油(I、II或III组油)，聚-α-烯烃，烷基萘，矿物油可溶性聚亚烷基二醇，硅油，磷酸酯和/或其他羧酸酯。
在液压油中发现的典型添加剂包括分散剂、去垢剂、腐蚀抑制剂、抗磨剂、防沫剂、摩擦改性剂、密封膨胀剂、破乳剂、VI改进剂和倾点下降剂。
分散剂的实例包括聚异丁烯琥珀酰亚胺、聚异丁烯琥珀酸酯和曼尼希碱无灰分散剂。
去垢剂的实例包括金属烷基酚盐、硫化金属烷基酚盐、金属烷基磺酸盐和金属烷基水杨酸盐。
抗磨添加剂的实例包括有机硼酸盐、有机亚磷酸盐、有机含硫化合物、二硫代磷酸二烷基酯锌、二硫代磷酸二芳基酯锌和磷硫化烃。
摩擦改性剂的实例包括脂肪酸酯和酰胺，有机钼化合物，硫代氨基甲酸二烷基酯钼和二硫代磷酸二烷基酯钼。
防沫剂的实例是聚硅氧烷。防锈剂的实例是聚氧化烯多元醇、羧酸或三唑组分。VI改进剂的实例包括烯烃共聚物、聚甲基丙烯酸烷基酯和分散剂烯烃共聚物。倾点下降剂的实例是聚甲基丙烯酸烷基酯。
本发明的聚酯可以在金属加工液中用作润滑剂。
取决于应用，例如未加添加剂的矿物油(净油)或可溶性油，该金属加工液可以以0.10-40重量％的量含有本领域已知改进该组合物性能的适用添加剂。这些添加剂包括金属减活剂；腐蚀抑制剂；抗菌剂；防腐剂；乳化剂；偶合剂；极压剂；减摩剂；防锈剂；聚合物质；抗炎剂；杀菌剂；消毒剂；抗氧化剂；螯合剂；pH调节剂；包括活性硫抗磨添加剂包在内的抗磨剂；含有上述添加剂中的至少一种的金属加工液添加剂包。
取决于最终应用，可以任选在一个实施方案中以0.05-5.0体积％的量且在其他实施方案中以小于1重量％的量加入少量添加剂如防雾剂。非限制性实例包括中性树胶，疏水性和亲水性单体，苯乙烯或烃基取代的苯乙烯疏水性单体和亲水性单体，分子量(粘均分子量)为约0.3百万至超过4百万的油溶性有机聚合物如异丁烯、苯乙烯、甲基丙烯酸烷基酯、乙烯、丙烯、正丁烯、乙酸乙烯酯等。在一个实施方案中，使用分子量为1-3百万的聚甲基丙烯酸甲酯或聚(乙烯、丙烯、丁烯或异丁烯)。
对于某些应用而言，还可以将少量现有技术中的抑泡剂以0.02-15.0重量％的量加入该组合物中。非限制性实例包括通常被三甲基甲硅烷基封端的聚二甲基硅氧烷，聚甲基丙烯酸烷基酯，聚甲基硅氧烷，具有长链酰基的N-酰基氨基酸和/或其盐，与烷基氧化烯和/或酰基氧化烯同时使用的具有长链烷基的N-烷基氨基酸和/或其盐，乙炔二醇和乙氧基化乙炔二醇，聚硅氧烷，疏水性材料(例如二氧化硅)，脂肪酰胺，脂肪酸，脂肪酸酯，和/或有机聚合物，改性硅氧烷，聚乙二醇，酯化或改性聚乙二醇，聚丙烯酸酯，脂肪酸，脂肪酸酯，脂肪醇，脂肪醇酯，羰基合成醇，氟代表面活性剂，蜡如亚乙基二硬脂酸酰胺蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、亚乙基硬脂酸酰胺蜡和石蜡。泡沫控制剂可以与合适分散剂和乳化剂使用。额外的活性泡沫控制剂描述于“Foam Control Agents”，Henry T.Kemer(Noyes DataCorporation，1976)，第125-162页中。
金属加工液进一步包含包括高碱性磺酸盐在内的减摩剂，硫化烯烃，氯化石蜡和烯烃，硫化酯烯烃，胺封端的聚乙二醇和磷酸二辛酯钠盐。在再一实施方案中，该组合物进一步包含包括羧酸/硼酸二胺盐、羧酸胺盐、链烷醇胺和链烷醇胺硼酸盐在内的腐蚀抑制剂。
金属加工液进一步以0.01-0.5体积％(基于最终油体积)的量包含油溶性金属减活剂。非限制性实例包括三唑类或噻二唑类，具体为芳基三唑如苯并三唑和甲苯基三唑，该类三唑的烷基衍生物以及苯并噻二唑类如R(C6H3)N2S，其中R为H或C1-C10烷基。
可以加入0.01-1.0重量％范围内的少量至少一种抗氧化剂。非限制性实例包括胺类或酚类抗氧化剂或其混合物，例如丁基化羟基甲苯(BHT)、二-2,6-二叔丁基苯酚衍生物、含硫受阻酚和含硫受阻双酚。
金属加工液进一步包含0.1-20重量％的至少一种极压剂。极压剂的非限制性实例包括二硫代磷酸锌，二硫代磷酸钼氧硫化物，钼胺化合物，硫化油脂，硫化脂肪酸，硫化酯，硫化烯烃，二烃基多硫化物，硫代氨基甲酸盐，硫代萜烯类和硫代二丙酸二烷基酯。
在另一实施方案中，当前要求保护的发明涉及一种润滑剂组合物，包含：
A)至少一种润滑基础油，
B)至少一种可以通过使己二酸与包含1-壬醇、单甲基辛醇、二甲基庚醇和单乙基庚醇的醇混合物反应而得到的在40℃下的粘度根据DIN51562-1测定为5-15mm2/s的聚酯，和
C)润滑油添加剂。
为简便起见，涉及本发明所要求保护的聚酯的用途的任何优选实施方案也涉及该润滑剂组合物本身。
优选该润滑剂组合物包含0.1-50重量％组分A)，50-90重量％组分B)和0.1-40重量％组分C)。
在另一实施方案中，该润滑剂组合物优选包含30-90重量％组分A)，0.1-50重量％组分B)和0.1-40重量％组分C)。
更优选该润滑剂组合物包含50-90重量％组分A)，3.5-45重量％组分B)和1.0-30重量％组分C)。
最优选该润滑剂组合物包含60-90重量％组分A)，10-25重量％组分B)和2.0-20重量％组分C)。
该润滑剂组合物在40℃下的粘度根据DIN 51562-1测定优选为60-140mm2/s，更优选70-130mm2/s，最优选80-120mm2/s。
优选该润滑基础油为加氢精制矿物油和/或合成烃油。优选该加氢精制矿物油选自加氢精制环烷矿物油，API基础油分类为II组和III组的加氢精制石蜡矿物油。优选该合成烃油选自异链烷合成油、GTL合成油和属于API基础油分类第IV组的聚-α-烯烃(PAO)。
优选该润滑油添加剂选自润滑性改进剂、粘度改进剂、燃烧改进剂、腐蚀和/或氧化抑制剂、倾点下降剂、极压剂、抗磨剂、防沫剂、去垢剂、分散剂、抗氧化剂和金属减活剂。
典型的润滑性改进剂是具有脂肪酸作为其主成分的市售酸基润滑性改进剂和具有甘油单脂肪酸酯作为其主成分的酯基润滑性改进剂。这些化合物可以单独使用或者以两种或更多种的组合使用。用于这些润滑性改进剂中的脂肪酸优选为具有大约12-22个碳，但优选约18个碳的不饱和脂肪酸，即油酸、亚油酸和亚麻酸的混合物作为其主成分的那些。
粘度改进剂包括但不限于聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、二烯聚合物、聚烷基苯乙烯、链烯基芳基共轭二烯共聚物、聚烯烃和多功能粘度改进剂。
倾点下降剂是通常包括在本文所述润滑油中的一类特别有用的添加剂，通常包括诸如聚甲基丙烯酸酯、苯乙烯基聚合物、交联的烷基酚或烷基萘的物质。例如参见C.V.Smalheer和R.Kennedy Smith的“LubricantAdditives”的第8页(Lesius-Hiles Company Publishers，Cleveland，Ohio，1967)。
例如，腐蚀抑制剂、极压剂和抗磨剂包括但不限于二硫代磷酸酯；氯代脂族烃；包括硼酸酯在内的含硼化合物和钼化合物。
用于减少或防止形成稳定泡沫的防沫剂包括聚硅氧烷或有机聚合物。这些和额外防沫组合物的实例描述于“Foam Control Agents”，Henry T.Kerner(Noyes Data Corporation，1976)，第125-162页中。还可以包括额外的抗氧化剂，典型的是芳族胺或受阻酚类型。可以与本发明结合使用的这些和其他添加剂更详细描述于美国专利4,582,618(第14栏第52行至第17栏第16行，包括在内)中。
分散剂在润滑剂领域中是众所周知的且主要包括有时称为“无灰”分散剂的那些，因为(在混入润滑组合物中之前)它们不含成灰金属且它们在加入润滑剂组合物中时通常不贡献任何成灰金属。分散剂的特征在于与相对高分子量烃链相连的极性基团。
一类分散剂是曼尼希碱。这些为通过更高分子量的烷基取代酚、亚烷基多胺和醛如甲醛的缩合形成且更详细描述于美国专利3,634,515中的材料。另一类分散剂是高分子量酯。这些材料类似于曼尼希分散剂或下文所述的琥珀酰亚胺类，不同的是它们可以被看作通过烃基酰化剂和多元脂族醇如甘油、季戊四醇或山梨醇的反应制备。该类材料更详细描述于美国专利3,381,022中。其他分散剂包括聚合物分散剂添加剂，它们通常为烃基聚合物。
优选的一类分散剂是羧酸分散剂。羧酸分散剂包括琥珀酸基分散剂，其为烃基取代的琥珀酸系酰化剂与有机羟基化合物或在一些实施方案中含至少一个与氮原子连接的氢的胺或者所述羟基化合物和胺的混合物的反应产物。术语“琥珀酸系酰化剂”是指烃取代的琥珀酸或产生琥珀酸的化合物。该类材料通常包括烃基取代的琥珀酸、酸酐、酯(包括半酯)和卤化物。琥珀酰亚胺分散剂更全面描述于美国专利4,234,435和3,172,892中。
与琥珀酸系酰化剂反应而形成羧酸分散剂组合物的胺可以是单胺或多胺。多胺主要包括亚烷基多胺，如亚乙基多胺(即聚(乙烯胺))，如乙二胺、三亚乙基四胺、丙二胺、十亚甲基二胺、八亚甲基二胺、二(七亚甲基)三胺、三亚丙基四胺、四亚乙基五胺、三亚甲基二胺、五亚乙基六胺、二(三亚甲基)三胺。更高级同系物如通过两种或更多种上述亚烷基胺缩合得到的那些同样是有用的。特别有用的是四亚乙基五胺。
羟烷基取代的亚烷基胺，即在氮原子上具有一个或多个羟烷基取代基的亚烷基胺同样是有用的，正如通过上述亚烷基胺或羟烷基取代的亚烷基胺通过氨基或通过羟基缩合而得到的更高级同系物一样。
分散剂可以是硼酸化材料。硼酸化分散剂是众所周知的材料且可以通过用硼酸化剂如硼酸处理而制备。典型条件包括在100-150℃下加热该分散剂和硼酸。
若存在的话，分散剂在润滑剂组合物中的量通常为0.5-10重量％，或1-8重量％，或3-7重量％。其在浓缩物中的浓度相应地提高到例如5-80重量％。
去垢剂通常为有机酸的盐，它们通常为高碱性的。有机酸的金属高碱性盐对本领域熟练技术人员是广泛已知的且通常包括其中存在的金属量超过化学计算量的金属盐。据说该类盐具有的转化程度超过100％(即它们包含大于将该酸转化成其“中式”或“中性”盐所需的理论量的100％的金属)。它们通常被称为高碱性、超碱性或超强碱性盐且通常为有机含硫酸、有机含磷酸、羧酸、酚类或这些中任意两种或更多种的混合物的盐。正如熟练技术人员所认识到的，也可以使用该类高碱性盐的混合物。
高碱性组合物可以基于多种众所周知的有机酸性材料—包括磺酸、羧酸(包括取代水杨酸)、酚类、膦酸、水杨苷、水杨酸盐(salixarate)以及这些中任意两种或更多种的混合物制备。
用于制备这些高碱性盐的碱性反应金属化合物通常为碱金属或碱土金属化合物，但可以使用其他碱性反应金属化合物。通常使用Ca、Ba、Mg、Na和Li的化合物，如其氢氧化物或低级链烷醇的醇盐。可以使用含有这些金属中两种或更多种的离子的混合物的高碱性盐。
高碱性材料通常通过使酸性物质(通常为无机酸或低级羧酸，如二氧化碳)与包含酸性有机化合物、包含用于所述酸性有机材料的至少一种惰性有机溶剂(矿物油、石脑油、甲苯、二甲苯等)的反应介质、化学计算过量的金属碱和促进剂的混合物反应而制备。
用于制备该高碱性材料的酸性材料可以是液体如甲酸、乙酸、硝酸或硫酸。乙酸特别有用。还可以使用无机酸性材料，如HCl、SO2、SO3、CO2或H2S，例如CO2或其混合物，例如CO2和乙酸的混合物。
去垢剂通常也可以通过用硼酸化剂如硼酸处理而硼酸化。典型的条件包括在100-150℃下加热该去垢剂和硼酸，其中硼酸的当量数大致等于该盐中金属的当量数。
若存在的话，去垢剂组分在润滑剂组合物中的量通常为0.5-10重量％，如1-7重量％或1.2-4重量％。其在浓缩物中的浓度相应地提高到例如5-65重量％。
金属减活剂的实例包括但不限于甲苯基三唑及其衍生物以及苯并三唑及其衍生物。当使用时，金属减活剂典型地基于该流体组合物的总重量以0.05-5重量份，更典型的是0.05-2重量份的量存在于该流体组合物中。
下列实施例更详细说明本发明而不限制本发明。
实施例
A)制备本发明的聚酯
A.1)丁烯二聚
丁烯二聚在由两个子反应器(长度：在每种情况下4m，直径：在每种情况下80cm)构成且具有中间冷却的绝热反应器中在30巴下连续进行。所用起始产品为具有下列组成的抽余液II：
所用催化剂为按照DE-A 4339713制备的材料，其由50重量％NiO、12.5重量％TiO2、33.5重量％SiO2和4重量％Al2O3构成，呈5×5mm片形式。该反应以0.375kg抽余液II/l催化剂·小时的通过量进行，返回新鲜抽余液II中的未反应C4烃的返回比为3，第一子反应器的入口温度为38℃且第二子反应器的入口温度为60℃。基于抽余液II中存在的丁烯的转化率为83.1％且辛烯选择性为83.3％。使用反应器排出料的分离来由未反应抽余液II和高沸物分离出辛烯馏分。
A.2)加氢甲酰化和氢化
使750g根据实施例A.1部分制备的辛烯混合物在高压釜中在185℃和280巴的合成气压力下不连续反应5小时，以0.13重量％八羰基二钴Co2(CO)8作为催化剂，加入75g水且该混合物中H2与CO的比例为60/40。注入其他材料以补偿合成气的消耗，该消耗由高压釜中的压力下降见到。在释放高压釜中的压力之后，通过引入空气从浓度为10重量％乙酸的反应排出料中氧化除去钴催化剂，并使用阮内镍在125℃和280巴的氢气压力下将有机产物相氢化10小时。通过分馏反应排出料而从C8石蜡和高沸物中分离出异壬醇馏分。
该异壬醇馏分的组成通过气相色谱法分析。事先使用1ml N-甲基-N-三甲基甲硅烷基三氟乙酰胺/100μl样品在80℃下将样品三甲基甲硅烷基化60分钟。使用长50m且内径0.32mm的Hewlett Packard Ultra 1分离塔，薄膜厚度为0.2μm。注射器温度和检测器温度为250℃且炉温为120℃。分流为110ml/min。所用载气为氮气。容许压力设定为200kPa。注入1μl样品并由FID检测。由该方法对样品测定的组成(气相色谱图面积百分数)如下：
该异壬醇混合物的密度在20℃下测量为0.8326且折射率nD 20为1.4353。在大气压力下的沸程为204-209℃。
A.3)酯化
使865.74g在工艺步骤2中得到的异壬醇馏分(基于己二酸20％摩尔过量)与365.25g己二酸和0.42g钛酸异丙基·丁基酯催化剂在鼓泡氮气(10l/h)的2L高压釜中在500rpm的搅拌器速度和230℃的反应温度下反应。用氮气流将在该反应中形成的水逐步从反应混合物中除去。反应时间为180分钟。然后在50毫巴的减压下蒸除过量壬醇。通过在80℃下与150ml浓度为0.5％的氢氧化钠水溶液搅拌10分钟而中和1000g粗己二酸二异壬酯。这得到具有上层有机相和下层水相(含水解催化剂的废液)的两相混合物。分离出水相并将有机相用200ml H2O再进行两次洗涤。为了进一步提纯，使用蒸汽将中和并洗涤的己二酸二异壬酯在180℃和50毫巴的减压下汽提2小时。然后在150℃/50毫巴下通过使氮气流(2l/h)通过提纯的己二酸二异壬酯而将该物质干燥30分钟，然后与活性炭混合5分钟并经由使用Supra-Theorit 5过滤助剂(温度80℃)的吸滤器吸滤。
所得己二酸二异壬基酯的密度为0.920g/cm3且折射率nD 20为1.4500。
B)粘度测量
在根据DIN 51562-1的标准测试中测定酯的粘度。
根据上述程序制备的酯在40℃下的粘度根据DIN 51562-1测定为10.56mm2/s。根据上述程序制备的酯在100℃下的粘度根据DIN 51562-1测定为3.0mm2/s。
粘度指数根据ASTM D 2270测定为150。
C)测试与密封材料的相容性
与密封材料丙烯腈-丁二烯共聚物的密封相容性测试根据标准方法ISO 1817在100℃下在如A.3)下所得酯存在下进行168小时。
该密封材料显示出+29.0％的体积变化(膨胀)。
D)
表1：润滑剂配制剂A和B(所有值为重量％)
DIDA例如以ES DIDA购自BASF SE，Ludwigshafen
与密封材料丙烯腈-丁二烯共聚物的密封相容性测试根据标准方法ISO 1817在100℃下分别在配制剂A和配制剂B存在下进行168小时。
该密封材料在配制剂A存在下显示出+12.0％的体积变化(膨胀)且在配制剂B存在下显示出12.5％的体积变化(膨胀)。
Claims (15)
1.可以通过使包含己二酸的混合物与包含1-壬醇、单甲基辛醇、二甲基庚醇和单乙基庚醇的醇混合物反应而得到的聚酯作为润滑剂的用途，其特征在于所述聚酯在40℃下的粘度根据DIN 51562-1测定为5-15mm2/s。
2.根据权利要求1的用途，其特征在于所述聚酯在40℃下的粘度根据DIN 51562-1测定为7-13mm2/s。
3.根据权利要求1或2的用途，其特征在于所述醇混合物含有比例相对于所述混合物的总重量为25-55重量％的单甲基辛醇。
4.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于所述醇混合物含有比例相对于所述醇混合物的总重量为10-30重量％的二甲基庚醇。
5.根据权利要求1-4中任一项的用途，其特征在于所述醇混合物含有比例相对于所述醇混合物的总重量为6-16重量％的1-壬醇、25-55重量％的单甲基辛醇、10-30重量％的二甲基庚醇和7-15重量％的单乙基庚醇。
6.根据权利要求1-5中任一项的用途，其特征在于所述醇混合物相对于己二酸以1:1-2:1的摩尔比存在。
7.一种润滑剂组合物，包含：
A)至少一种润滑基础油，
B)至少一种可以通过使己二酸与包含1-壬醇、单甲基辛醇、二甲基庚醇和单乙基庚醇的醇混合物反应而得到的在40℃下的粘度根据DIN51562-1测定为5-15mm2/s的聚酯，和
C)润滑油添加剂。
8.根据权利要求7的润滑剂组合物，其特征在于所述润滑基础油为加氢精制矿物油和/或合成烃油。
9.根据权利要求8的润滑剂组合物，其特征在于所述加氢精制矿物油选自加氢精制环烷矿物油、API基础油分类为II组和III组的加氢精制石蜡矿物油。
10.根据权利要求8的润滑剂组合物，其特征在于所述合成烃油选自异链烷合成油、GTL合成油和属于API基础油分类第IV组的聚-α-烯烃(PAO)。
11.根据权利要求7的润滑剂组合物，其特征在于所述聚酯在40℃下的粘度根据DIN 51562-1测定为7-13mm2/s。
12.根据权利要求7-11中任一项的润滑剂组合物，其特征在于所述醇混合物含有比例相对于所述醇混合物的总重量为25-55重量％的单甲基辛醇。
13.根据权利要求7-12中任一项的润滑剂组合物，其特征在于所述醇混合物含有比例相对于所述醇混合物的总重量为10-30重量％的二甲基庚醇。
14.根据权利要求7-13中任一项的润滑剂组合物，其特征在于所述醇混合物含有比例相对于所述醇混合物的总重量为6-16重量％的1-壬醇、25-55重量％的单甲基辛醇、10-30重量％的二甲基庚醇和7-15重量％的单乙基庚醇。
15.根据权利要求7的润滑剂组合物，其特征在于所述润滑油添加剂选自润滑性改进剂、粘度改进剂、燃烧改进剂、腐蚀和/或氧化抑制剂、倾点下降剂、极压剂、抗磨剂、防沫剂、去垢剂、分散剂、抗氧化剂和金属减活剂。
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