Простые эфиры и родственные композиции и способы - RU2731915C2
Код документа: RU2731915C2
Чертежи
Описание
Настоящее изобретение частично относится к соединениям, которые можно использовать в качестве базовых компонентов, в частности, в качестве базовых компонентов, которые обладают низкой летучестью для данного профиля вязкости и которые являются подходящими для применения в смазывающей композиции для двигателя внутреннего сгорания. Настоящее изобретение также относится к базовым маслам, содержащим указанные соединения и смазывающим композициям, содержащим указанные базовые масла.
Уровень техники
Смазывающие композиции обычно содержат базовое масло, обладающее подходящей для смазывания вязкостью, вместе с одной или большим количеством присадок для придания характеристик, включая, например, уменьшенное трение и износ, улучшенный индекс вязкости, моющую способность и стойкость по отношению к окислению и коррозии. Смазывающее базовое масло может содержать один или большее количество базовых компонентов смазочных материалов.
Базовые компоненты смазочных материалов, использующиеся в смазывающих веществах для автомобильного двигателя, обычно получают из нефтехимических источников, например, их можно получить в виде высококипящих фракций, выделяемых при очистке сырой нефти, или в виде продуктов химических реакций сырья из нефтехимических источников. Базовые компоненты смазочных материалов также можно получить из воска, полученного по методике Фишера-Тропша.
Базовые компоненты смазочных материалов можно разделить на базовые компоненты группы I, II, III, IV и V в соответствии со стандартом API 1509, "ENGINE OIL LICENSING AND CERTIFICATION SYSTEM", 17th Edition, Annex E (October 2013 with Errata March 2015), как показано в таблице 1.
Базовые компоненты группы I обычно получают по известным технологиям, включающим, например, экстракцию растворителями и депарафинизацию растворителями, или экстракцию растворителями и каталитическую депарафинизацию. Базовые компоненты группы II и группы III обычно получают по известным технологиям, включающим, например, каталитическое гидрирование и/или каталитический гидрокрекинг, и каталитическую гидроизомеризацию. Базовые компоненты группы IV включают, например, гидрированные олигомеры альфа-олефинов.
Для базового компонента желательна комбинация характеристик. В некоторых случаях, например, для моторных масел легковых автомобилей, может быть желательно, чтобы базовый компонент обладал низким профилем вязкости, поскольку это приводит к повышенной экономии топлива. В частности, желательно, чтобы базовые компоненты обладали низкой кинематической вязкостью, а также хорошими характеристиками низкотемпературной вязкости, например, низкой температурой потери текучести или низкой вязкостью, измеренной с помощью ротационного мини-вискозиметра (РМВ). Однако общей тенденцией является улучшение профиля вязкости (т.е. уменьшение параметров вязкости) базового масла, сопровождающееся нежелательным увеличением летучести.
В соответствии с этим в данной области техники требуется базовый компонент, обладающий желательным профилем вязкости, включая хорошие характеристики низкотемпературной вязкости, но который также обладает низкой летучестью.
Затруднения также могут возникать, когда базовый компонент включают в смазывающую композицию и используют в двигателе. Например, плохая смешиваемость компонента с присадками для смазочных масел или другими базовыми компонентами может привести к затруднением в двигателе, например в связи с загрязнением поршня. Неблагоприятные взаимодействия между базовым компонентом и масляными уплотнениями, которые обнаруживаются в двигателях, в некоторых случаях могут привести к потере смазочного масла вследствие разрушения масляных уплотнений. Базовые компоненты такое могут подвергаться окислительному разложению при высоких температурах, встречающихся в двигателе. Для базовых компонентов, содержащих полярные группы, такие как сложноэфирные или другие группы, могут быть особенно характерно возникновение по меньшей мере некоторых из этих затруднений.
В соответствии с этим требуется базовый компонент, обладающий низкой летучестью при данном профиле вязкости, но который также является подходящими для применения, например, в смазывающей композиции для двигателя внутреннего сгорания.
Краткое изложение сущности изобретения
Настоящее изобретение относится к соединению формулы (1):
в которой:
R1 и R2 обозначают алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R3, R4 и R5 обозначают Н или алкил;
R6 обозначает алкил или
где:
R7 и R8 обозначают Н, алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R9 обозначает Н или алкил;
X обозначает алкилен или отсутствует; и
р равно 0, 1, 2 или 3; и
m и n равны 0, 1, 2 или 3 при условии, что m равно 0, если R4 и R5 обозначают Н.
Соединения формулы (1) можно использовать в качестве базовых компонентов.
Настоящее изобретение также относится к базовому маслу, содержащему соединение формулы (1), а также к смазывающей композиции, содержащей указанное базовое масло.
Настоящее изобретение также относится к способам получения базовых масел и смазывающих композиций.
Настоящее изобретение также относится к способу смазывания поверхности с применением смазывающей композиции, а также к применению смазывающей композиции для смазывания поверхности.
Настоящее изобретение также относится к способам и применениям для улучшения окислительной стабильности, экономии топлива и/или чистоты поршня при использовании смазывающей композиции, и для улучшения экономии топлива и/или чистоты поршня двигателя и/или транспортного средства.
Подробное описание изобретения
Базовые компоненты - простые эфиры
Настоящее изобретение относится к соединению формулы (1):
в которой:
R1 и R2 обозначают алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R3, R4 и R5 обозначают Н или алкил;
R6 обозначает алкил или
где:
R7 и R8 обозначают Н, алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R9 обозначает Н или алкил;
X обозначает алкилен или отсутствует; и
р равно 0, 1, 2 или 3; и
m и n равны 0, 1, 2 или 3 при условии, что m равно 0, если R4 и R5 обозначают Н.
В некоторых вариантах осуществления R1 и R2 обозначают С1-С15-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С30-циклоалкил, такой как С2-С12-алкил, или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С25-циклоалкил.
В некоторых вариантах осуществления R3, R4 и R5 обозначают Н или С1-С15-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R5 обозначает Н.
В некоторых вариантах осуществления R6 обозначает С1-С20-алкил или
В некоторых вариантах осуществления R7 и R8 обозначают Н, С1-С20-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С30-циклоалкил, такой как Н, С2-С12-алкил, или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С25-циклоалкил. Предпочтительно, если R7 и R8 обозначают С1-С20-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R9 обозначает Н или С1-С20-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R9 обозначает Н.
В некоторых вариантах осуществления X обозначает С1-С20-алкилен, такой как С3-С15-алкилен.
В некоторых вариантах осуществления р равно 0, 1 или 2, например, 0 или 1.
В некоторых вариантах осуществления m и n равны 0, 1 или 2, например, 0 или 1.
R1 и R2 являются такими, как описано для алкила, или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил. Следует понимать, что, если R1 и R2 оба обозначают алкильные группы, они могут быть одинаковыми или разными. Аналогичные положения относятся к другим заместителям, которые определены, как часть группы заместителей. Таким образом, эти положения относятся, например, к R3, R4 и R5; к R7 и R8; и к значениям, которые принимают m и n. Например, если R3, R4 и R5 описаны, как обозначающие Н или алкил, следует понимать, каждый из R3, R4 и R5 может обозначать Н, каждый из R3, R4 и R5 может обозначать алкил, или подгруппа R3, R4 и R5 может обозначать Н и подгруппу алкилов. Если R3, R4 и R5 или из подгруппа обозначают алкил, все R3, R4 и R5 могут быть одинаковыми алкильными группами или они могут быть разными алкильными группами. В отличие от этого, если R1 (или любое другое обозначение) используют в целом ряде положений в формуле, его используют для обозначения присутствия одинаковых групп в каждом из этих положений.
В каждом из вариантов осуществления, раскрытых в настоящем изобретении, соединения могут содержать полное количество атомов углерода, равное от примерно 20 до примерно 50. Например, полное количество атомов углерода в соединениях может равняться от примерно 25 до примерно 45, например, от примерно 28 до примерно 40 или от примерно 30 до примерно 36.
Алкильные и алкиленовые группы, указанные в настоящем изобретении, т.е. те, которые можно обозначить с помощью R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 и X, могут представлять собой обладающие линейной цепью алкильные или алкиленовые группы, хотя они также могут быть разветвленными. В некоторых вариантах осуществления каждая алкильная группа и каждая алкиленовая группа содержит одно положение разветвления или представляет собой обладающую линейной цепью алкильную или алкиленовую группу. Алкильные и алкиленовые группы предпочтительно представляют собой обладающие линейной цепью алкильные или алкиленовые группы. Следует понимать, что, кроме разветвления алкильной группы (если оно имеется), алкильные и алкиленовые группы являются незамещенными и, таким образом, они не содержат какие-либо атомы кроме углерода или водорода.
Циклоалкильные группы, указанные в настоящем изобретении, могут включать циклопентильную, циклогексильную или циклогептильную группу необязательно содержащую присоединенные к ней алкильные группы.
Соединения формулы (1) могут обладать кинематической вязкостью при 40°С, такой как равная менее примерно 25 сСт, такой как равная менее примерно 20 сСт или менее примерно 17 сСт. Соединения могут обладать кинематической вязкостью при 100°С, такой как равная менее примерно 7 сСт, такой как равная менее примерно 5 сСт или менее примерно 4 сСт. Соединения могут обладать индексом вязкости, равным более примерно 100, например, более примерно 110 или более примерно 120. Кинематическую вязкость при 40°С и кинематическую вязкость при 100°С можно измерить в соответствии со стандартом ASTM D7279. Индекс вязкости можно измерить в соответствии со стандартом ASTM D2270.
Соединения могут обладать летучестью по Ноаку, равной менее примерно 26%, такой как равная менее примерно 20%, менее примерно 16% или менее примерно 12 мас. %. Летучесть по Ноаку можно измерить в соответствии со стандартом CEC-L-40-A-93.
Соединения могут обладать вязкостью при 150°С и скоростью сдвига, равной 106 с-1, равной не более 1,7 сП, такой как равная не более 1,5 сП. Эту вязкость при высокой температуре и высокой скорости сдвига можно измерить в соответствии со стандартом CEC-L-36-A-90.
Соединения можно использовать для улучшения окислительной стабильности, экономии топлива и/или чистоты поршня при использовании смазывающей композиции, и/или экономии топлива и/или чистоты поршня двигателя внутреннего сгорания и/или транспортного средства, такого как автомобиль, снабженного двигателем внутреннего сгорания. Соответственно, настоящее изобретение относится к способам улучшения экономии топлива и/или чистоты поршня при использовании смазывающей композиции для двигателя внутреннего сгорания и/или транспортного средства, такого как автомобиль, снабженного двигателем внутреннего сгорания, включающим стадию введения в смазывающую композицию, двигатель и/или транспортное средство по меньшей мере одного из соединений.
Соединения могут обладать температурой потери текучести, которая ниже -10°С, такой как ниже примерно -25°С или ниже примерно -35°С. Температуру потери текучести можно измерить в соответствии со стандартом ASTM D5950.
Соединения могут обладать определенной с помощью имитатора проворачивания коленчатого вала непрогретого двигателя вязкостью при -35°С, такой как равная менее примерно 1800 сП, такой как равная менее примерно 1500 сП или менее примерно 1200 сП, например, измеренной в соответствии со стандартом ASTM D5293.
Соединения могут обладать температурой начала окисления по данным ДСК, равной выше примерно 165°С, например, выше примерно 175°С или более примерно 185°С, например, измеренной в соответствии со стандартом ASTM Е2009 (методика В).
В предпочтительных вариантах осуществления соединения формулы (1) могут обладать кинематической вязкостью при 100°С, равной от примерно 3 до примерно 4 сСт, и летучестью по Ноаку, равной менее примерно 20%, такой как равная менее примерно 16% или менее примерно 12 мас. %; или кинематической вязкостью при 100°С, равной от примерно 2 до примерно 3 сСт, и летучестью по Ноаку, равной менее примерно 40%, такой как равная менее примерно 30 мас. %.
Соединения формулы (1) также являются особенно подходящими для смешивания со смазывающей композицией. В частности, соединения являются смешивающимися с обычными базовыми компонентами, включая углеводородные базовые компоненты, а также с обычными присадками для смазочных масел. Кроме того, соединения можно использовать в смазывающей композиции в относительно большом количестве (например, в количестве, равном более примерно 10 мас. %, например, более примерно 20 мас. % или более примерно 30 мас. %) при соблюдении требований, предъявляемых к совместимости эластомера для смазывающих композиций.
Соединения формулы (1) можно получить из самого различного имеющегося в продаже сырья.
В некоторых вариантах осуществления соединения получают из полученного из биологических продуктов сырья. Например, соединения могут содержать более примерно 50%, например, более примерно 70% или более примерно 90 мас. % углерода биологического происхождения. Содержание углерода биологического происхождения в соединениях можно измерить в соответствии со стандартом ASTM D6866.
Образованные из спиртов Гербе базовые компоненты
В предпочтительных вариантах осуществления соединения формулы (1) получают из β-алкилированных спиртов. В этих вариантах осуществления соединение может описываться формулой (2):
в которой:
R1 и R2 обозначают алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R3 и R5 обозначают Н или алкил;
R4 обозначает алкил;
R6 обозначает алкил или
где:
R7 и R8 обозначают Н, алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R9 обозначает Н или алкил;
X обозначает алкилен или отсутствует; и
р равно 0, 1, 2 или 3; и
n равно 0, 1, 2 или 3.
В некоторых вариантах осуществления R1 и R2 обозначают С1-С15-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С30-циклоалкил, такой как С2-С12-алкил, или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С25-циклоалкил. Предпочтительно, если R1 и R2 обозначают С1-С15-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R3 и R5 обозначают Н или С1-С15-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R3 и R5 обозначают Н.
В некоторых вариантах осуществления R4 обозначает С1-С15-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R6 обозначает С1-С15-алкил или
В некоторых вариантах осуществления R7 и R8 обозначают Н, С1-С20-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С30-циклоалкил, такой как Н, С2-С12-алкил, или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С25-циклоалкил. Предпочтительно, если R7 и R8 обозначают С1-С20-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R9 обозначает Н или С1-С20-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R9 обозначает Н.
В некоторых вариантах осуществления X обозначает С1-С20-алкилен, такой как С3-С15-алкилен.
В некоторых вариантах осуществления р равно 0, 1 или 2, например, 0 или 1.
В некоторых вариантах осуществления n равно 0, 1 или 2, например, 0 или 1.
Если соединение получено из β-алкилированного спирта, то предпочтительно, если оно по меньшей мере частично получено из спирта Гербе. Соединения, которые по меньшей мере частично получены из спиртов Гербе, могут описываться формулой (3):
]
в которой:
R1 обозначает алкил;
R3 и R5 обозначают Н или алкил;
R4 обозначает алкил;
R6 обозначает алкил или
где:
R7 и R8 обозначают Н, алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R9 обозначает Н или алкил;
X обозначает алкилен или отсутствует; и
р равно 0, 1, 2 или 3; и
n равно 0, 1, 2 или 3.
В некоторых вариантах осуществления R1 обозначает С1-С12-алкил, такой как С2-С10-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R3 обозначает Н или С1-С12-алкил, такой как Н или С2-С10-алкил. Предпочтительно, если R3 обозначает Н.
В некоторых вариантах осуществления R4 обозначает С1-С15-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R5 обозначает Н или С1-С15-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R5 обозначает Н.
В некоторых вариантах осуществления R6 обозначает С1-С15-алкил или
В некоторых вариантах осуществления R7 и R8 обозначают Н, С1-С20-алки или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С30-циклоалкил, такой как Н, С2-С12-алкил, или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С25-циклоалкил. Предпочтительно если R7 и R8 обозначают С1-С20-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R9 обозначает Н или С1-С20-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R9 обозначает Н.
В некоторых вариантах осуществления X обозначает C1-С20-алкилен, такой как С3-С15-алкилен.
В некоторых вариантах осуществления р равно 0, 1 или 2, например, 0 или 1.
В некоторых вариантах осуществления n равно 0, 1 или 2, например, 0 или 1.
Одна часть соединения формулы (3) обладает структурой, которую можно получить из спирта Гербе (т.е. часть, содержащая R1 и R3), тогда как другую часть не требуется получать из спирта Гербе (т.е. часть, содержащая R4, R5 и R6). Однако в предпочтительных вариантах осуществления соединение можно получить из комбинации двух спиртов Гербе. Соединение, полученное таким образом, может описываться формулой (4):
в которой:
R1 и R4 обозначают алкил;
R3 и R5 обозначают Н или алкил.
В некоторых вариантах осуществления R1 и R4 обозначают С1-С12-алкил, такой как С2-С10-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R3 и R5 обозначают Н или С1-С12-алкил, такой как Н или С2-С10-алкил. Предпочтительно, если R3 и R5 обозначают Н.
В предпочтительных вариантах осуществления:
R1 обозначает С4-С12-алкил, такой как С6-С10-алкил;
R3 обозначает Н;
R4 обозначает С1-С10-алкил, такой как С2-С8-алкил; и
R5 обозначает Н.
Два разных спирта Гербе можно объединить с образованием соединений формулы (4) и в этом случае R1 и R4 могут быть разными. Альтернативно, R3 и R5 могут быть разными. В некоторых вариантах осуществления R1 и R4 являются разными и R3 и R5 также являются разными.
Однако в некоторых вариантах осуществления соединение можно получить по реакции, в которой объединяют одинаковые спирты Гербе. Соединение, полученное таким образом, может описываться формулой (5):
в которой:
R1 обозначает алкил; и
R3 обозначает Н или алкил.
В некоторых вариантах осуществления R1 обозначает C1-С10-алкил, такой как С2-С9-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R3 обозначает Н или С1-С9-алкил, такой как Н или С2-С8-алкил. Предпочтительно, если R3 обозначает Н.
В предпочтительных вариантах осуществления:
R1 обозначает С3-С10-алкил, такой как С4-С8-алкил; и
R3 обозначает Н.
Соединения, которые получены из спиртов Гербе, включают соединения GE1-GE3, GE5, GE7-GE9, SE1, SE2 и ТЕ1, представленные в таблице 3.
Спирты Гербе можно получить, например, путем димеризации первичных спиртов с образованием β-алкилированного спирта по реакции Гербе:
где R1 и R3 являются такими, как определено выше;
и/или:
где R4 и R5 являются такими, как определено выше.
Реакции Гербе хорошо известны специалисту в данной области техники. Реакции обычно проводят при повышенных температурах в присутствии катализатора.
Соединение можно получить из спирта Гербе, например, по следующей реакции:
где:
Y обозначает отщепляющуюся группу; и
R1, R3, R4, R5, R6 и n являются такими, как определено выше для соединения формулы (3).
Если два спирта Гербе объединяют с образованием соединения, один из спиртов Гербе сначала можно модифицировать, так чтобы он содержал отщепляющуюся группу, Y, и затем получают соединение:
затем:
или:
затем:
где:
Y обозначает отщепляющуюся группу; и
R1, R3, R4 и R5 являются такими, как определено выше для соединения формулы (4).
Если одинаковые спирты Гербе объединяют с образованием соединения, их можно объединить, например, по следующим реакциям:
затем:
где:
Y обозначает отщепляющуюся группу; и
R1 и R3 являются такими, как определено выше для соединения формулы (5).
Методики и условия проведения реакций модификации спирта Гербе, так чтобы он содержал отщепляющуюся группу, Y, известны специалисту в данной области техники. Например, мезилатную группу можно ввести по реакции спирта Гербе с мезилхлоридом в присутствии триэтиламина. Бромидную группу можно ввести по реакции спирта Гербе с N-бромсукцинимидом и трифенилфосфином.
Методики и условия проведения реакций для проведения реакций этерификации известны специалисту в данной области техники. Основание (например, гидроксид калия или трет-бутоксид калия), катализатор (например, катализатор Штарка: N-Метил-N,N,N-триоктилоктан-1-хлорид аммония) или их оба можно использовать, т.е. в реакциях этерификации.
В реакциях получения указанного выше соединения, Y может обозначать любую подходящую отщепляющуюся группу, такую как галоген (например, бром, хлор или йод) или сульфонат (например, мезилат или тозилат).
Базовые компоненты - вторичные и третичные простые эфиры
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления соединения формулы (1) представляют собой вторичные или третичные простые эфиры. В этих вариантах осуществления соединение может описываться формулой (6):
в которой:
R1 и R2 обозначают алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R3, R4 и R5 обозначают Н или алкил;
R6 обозначает алкил или
где:
R7 и R8 обозначают Н, алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R9 обозначает Н или алкил;
X обозначает алкилен или отсутствует; и
р равно 0, 1, 2 или 3; и
n равно 0, 1, 2 или 3.
В некоторых вариантах осуществления R1 и R2 обозначают С1-С15-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С30-циклоалкил, такой как С2-С12-алкил, или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С25-циклоалкил. Предпочтительно, если R1 и R2 обозначают С1-С15-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R3, R4 и R5 обозначают Н или C1-С15-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R5 обозначает Н.
В некоторых вариантах осуществления R6 обозначает С1-С20-алкил или
В некоторых вариантах осуществления R7 и R8 обозначают Н, С1-С20-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С30-циклоалкил, такой как Н, С2-С12-алкил, или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С25-циклоалкил. Предпочтительно, если R7 и R8 обозначают С1-С20-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R9 обозначает Н или С1-С20-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R9 обозначает Н.
В некоторых вариантах осуществления X обозначает С1-С20-алкилен, такой как С3-С15-алкилен.
В некоторых вариантах осуществления р равно 0, 1 или 2, например, 0 или 1.
В некоторых вариантах осуществления n равно 0, 1 или 2, например, 0 или 1.
Вторичные и третичные простые эфиры могут описываться формулой (7):
в которой:
R1 и R2 обозначают алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R3, R4 и R5 обозначают Н или алкил; и
R6 обозначает алкил.
В некоторых вариантах осуществления R1 и R2 обозначают С1-С15-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С30-циклоалкил, такой как С2-С12-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С25-циклоалкил.
В некоторых вариантах осуществления R3, R4 и R5 обозначают Н или C1-С15-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R5 обозначает Н.
В некоторых вариантах осуществления R6 обозначает С1-С20-алкил, такой как С1-С16-алкил.
Соединения могут представлять собой вторичные простые эфиры формулы (8):
в которой:
R1 и R2 обозначают алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R4 и R5 обозначают Н или алкил; и
R6 обозначает алкил.
В некоторых вариантах осуществления R1 и R2 обозначают С1-С15-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В других вариантах осуществления вторичный простой эфир можно получить из циклического соединения. В этом случае R1 и R2 вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, образуют циклоалкильную группу, такую как С5-С30-циклоалкил или С5-С25-циклоалкил. Циклоалкильная группа может включать циклопентильную, циклогексильную или циклогептильную группу, необязательно содержащую присоединенные к ней одну или большее количество алкильных групп, таких как С1-С12-алкил или C1-C8-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R4 и R5 обозначают Н или С1-С15-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R5 обозначает Н.
В некоторых вариантах осуществления R6 обозначает С1-С20-алкил, такой как С1-С16-алкил.
В предпочтительных вариантах осуществления:
R1 и R2 обозначают С3-С12-алкил, такой как С5-С10-алкил;
R4 и R5 обозначают Н; и
R6 обозначает С4-С20-алкил, такой как С6-С15-алкил.
В других предпочтительных вариантах осуществления:
R1 и R2 обозначают С3-С12-алкил, такой как C5-С10-алкил;
R4 обозначает С3-С12-алкил, такой как C5-С10-алкил;
R5 обозначает Н; и
R6 обозначает С3-С12-алкил, такой как C5-С10-алкил.
Соединения могут представлять собой третичные простые эфиры формулы (9):
в которой:
R1 и R2 обозначают алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R3 обозначает алкил;
R4 и R5 обозначают Н или алкил; и
R6 обозначает алкил.
В некоторых вариантах осуществления R1 и R2 обозначают C1-C15-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С30-циклоалкил, такой как С2-С12-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С25-циклоалкил. Предпочтительно, если R1 и R2 обозначают С1-С15-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R3 обозначает С1-С12-алкил, такой как С1-С10-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R4 и R5 обозначают Н или С1-С15-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R6 обозначает С1-С20-алкил, такой как С1-С16-алкил.
В предпочтительных вариантах осуществления:
R1 и R2 обозначают С2-С12-алкил, такой как С4-С10-алкил;
R3 обозначает C1-С10-алкил, такой как C1-C8-алкил;
R4 и R5 обозначают Н; и
R6 обозначает С4-С20-алкил, такой как С6-С15-алкил.
В других предпочтительных вариантах осуществления:
R1, R2 и R3 обозначают С2-С12-алкил, такой как С4-С10-алкил;
R3 обозначает C1-С10-алкил, такой как C1-C8-алкил;
R4 обозначает С3-С12-алкил, такой как С5-С10-алкил;
R5 обозначает Н; и
R6 обозначает С3-С12-алкил, такой как C5-С10-алкил.
Примеры вторичных и третичных простых эфиров включают SE1, SE2 и ТЕ1, представленные в таблице 3.
Вторичные и третичные простые эфиры можно получить по следующим реакциям:
или:
где:
Y обозначает отщепляющуюся группу; и
R1, R2, R3, R4, R5, R6 и n являются такими, как определено выше для соединения формулы (6).
Аналогично:
или:
где:
Y обозначает отщепляющуюся группу; и
R1, R2, R3, R4, R5 и R6 являются такими, как определено выше для соединения формулы (7).
Специалисту в данной области техники известны методики и условия проведения реакций для проведения этих реакций этерификации. Например, реакцию можно провести в присутствии сульфата магния, серной кислоты и дихлорметана.
Исходные вторичные и третичные спирты для использования в реакциях этерификации обычно имеются в продаже или их можно получить из имеющихся в продаже кетонов.
Группы
В реакциях получения указанного выше вторичного и третичного простого эфира, Y может обозначать любую подходящую отщепляющуюся группу, такую как галоген (например, бром, хлор или йод) или сульфонат (например, мезилат или тозилат).
Вторичные или третичные простые эфиры, полученные из спирта Гербе
В некоторых вариантах осуществления соединение может включать простой эфир, который с одной его стороны получен из вторичного или третичного спирта и с другой его стороны получен из спирта Гербе. В этих вариантах осуществления соединение может описываться формулой (10):
в которой:
R1 и R4 обозначают алкил;
R3 и R5 обозначают Н или алкил;
R6 обозначает алкил или
где:
R7 и R8 обозначают Н, алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R9 обозначает Н или алкил;
X обозначает алкилен или отсутствует; и
и р равно 0, 1, 2 или 3.
В некоторых вариантах осуществления R1 обозначает С1-С12-алкил, такой как С2-С10-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R3 обозначает Н или С1-С12-алкил, такой как Н или С2-С10-алкил. Предпочтительно, если R3 обозначает Н.
В некоторых вариантах осуществления R4 обозначает С1-С15-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R5 обозначает Н или C1-C15-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R5 обозначает Н.
В некоторых вариантах осуществления R6 обозначает С1-С15-алкил или
В некоторых вариантах осуществления R7 и R8 обозначают Н, С1-С20-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С30-циклоалкил, такой как Н, С2-С12-алкил, или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С25-циклоалкил. Предпочтительно, если R7 и R8 обозначают С1-С20-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R9 обозначает Н или С1-С20-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R9 обозначает Н.
В некоторых вариантах осуществления X обозначает С1-С20-алкилен, такой как С3-С15-алкилен.
В некоторых вариантах осуществления р равно 0, 1 или 2, например, 0 или 1.
Примеры вторичных и третичных простых эфиров, полученных из спирта Гербе включают соединения SE1, SE2 и ТЕ1, представленные в таблице 3.
Базовые компоненты простые диэфиры
Обычно предпочтительно, если соединения формулы (1) являются простыми моноэфирами. Однако в некоторых вариантах осуществления соединение представляет собой простой диэфир. Такие соединения могут описываться формулой (11):
в которой:
R1 и R2 обозначают алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R3, R4 и R5 обозначают Н или алкил;
R7 и R8 обозначают Н, алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R9 обозначает Н или алкил;
X обозначает алкилен или отсутствует;
р равно 0, 1, 2 или 3; и
m и n равны 0, 1, 2 или 3.
В некоторых вариантах осуществления R1 и R2 обозначают С1-С15-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С30-циклоалкил, такой как С2-С12-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С25-циклоалкил. Предпочтительно, если R1 и R2 обозначают С1-С15-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R3, R4 и R5 обозначают Н или C1-С15-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R3 и R5 обозначают Н.
В некоторых вариантах осуществления R7 и R8 обозначают Н, C1-С20-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С30-циклоалкил, такой как Н, С2-С12-алкил, или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С25-циклоалкил. Предпочтительно, если R7 и R8 обозначают C1-С20-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R9 обозначает Н или С1-С20-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R9 обозначает Н.
В некоторых вариантах осуществления X обозначает С1-С20-алкилен, такой как С3-С15-алкилен.
В некоторых вариантах осуществления р равно 0, 1 или 2, например, 0 или 1.
В некоторых вариантах осуществления m и n равны 0, 1 или 2, например, 0 или 1.
В некоторых вариантах осуществления простые диэфиры могут содержать две простые эфирные группы, по меньшей мере одна из которых получена из β-алкилированного спирта. В таких вариантах осуществления соединение может описываться формулой (12):
в которой:
R1 и R2 обозначают алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R3, R4 и R5 обозначают Н или алкил;
R7 и R8 обозначают Н, алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;
R9 обозначает Н или алкил;
X обозначает алкилен или отсутствует;
р равно 0, 1, 2 или 3; и
n равно 0, 1, 2 или 3.
В некоторых вариантах осуществления R1 и R2 обозначают С1-С15-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С30-циклоалкил, такой как С2-С12-алкил, или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С25-циклоалкил. Предпочтительно, если R1 и R2 обозначают С1-С15-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R3, R4 и R5 обозначают Н или С1-С15-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R3 и R5 обозначают Н. Предпочтительно, если R4 обозначает С1-С15-алкил, такой как С2-С12-алкил
В некоторых вариантах осуществления R7 и R8 обозначают Н, С1-С20-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С30-циклоалкил, такой как Н, С2-С12-алкил, или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают С5-С25-циклоалкил. Предпочтительно, если R7 и R8 обозначают С1-С20-алкил, такой как С2-С12-алкил.
В некоторых вариантах осуществления R9 обозначает Н или С1-С20-алкил, такой как Н или С2-С12-алкил. Предпочтительно, если R9 обозначает Н.
В некоторых вариантах осуществления X обозначает С1-С20-алкилен, такой как С3-С15-алкилен.
В некоторых вариантах осуществления р равно 0, 1 или 2, например, 0 или 1.
В некоторых вариантах осуществления n равно 0, 1 или 2, например, 0 или 1.
Базовые масла и смазывающие композиции
Соединения формулы (1) можно использовать в качестве части базового масла.
Базовые масла могут содержать количество соединения формулы (1), которое достаточно для придания базовому маслу благоприятных характеристик соединения.
В некоторых вариантах осуществления базовое масло содержит более примерно 5%, например, более примерно 25% или более примерно 40 мас. % соединения формулы (1). Базовое масло может содержать примерно до 100%, например, примерно до 90% соединения формулы (1). Соединение формулы (1) в базовом масле может состоять из одного соединения или комбинации соединений формулы (1).
Остальная часть базового масла может быть образована из базовых компонентов, которые не являются соединениями формулы (1). Базовые компоненты, не описывающиеся формулой (1), которые являются подходящими для применения в базовом масле, включают неводные базовые компоненты, такие как базовые компоненты группы I, группы II, группы III, группы IV и группы V. Остальная часть базового масла может представлять собой один базовый компонент или комбинацию базовых компонентов, не описывающихся формулой (1).
Базовые масла можно использовать в качестве части смазывающей композиции.
Смазывающие композиции могут содержать количество базового масла, которое достаточно для придания смазывающей композиции благоприятных характеристик соединения формулы (1).
В некоторых вариантах осуществления смазывающая композиция содержит более примерно 50%, например, более примерно 65% или более примерно 80 мас. % базового масла. Базовое масло может состоять из одного базового масла или комбинации базовых масел, содержащих соединение формулы (1).
Смазывающая композиция также может содержать присадки для смазочных масел. Смазывающая композиция может содержать одну присадку для смазочных масел, хотя обычно она содержит комбинацию присадок для смазочных масел. Присадки для смазочных масел обычно содержатся в смазывающей композиции в количестве, равном от примерно 5% до примерно 40 мас. %, например, примерно 10% до примерно 30 мас. %.
Подходящие присадки для смазочных масел включают моющие средства (включая содержащие металлы и не содержащие металлы моющие средства), трибо-модификаторы, диспергирующие средства (включая содержащие металлы и не содержащие металлы диспергирующие средства), модификаторы вязкости, диспергирующие модификаторы вязкости, средства, улучшающие индекс вязкости, присадки, понижающие температуру застывания, противоизносные присадки, ингибиторы образования ржавчины, ингибиторы коррозии, антиоксиданты (иногда также называющиеся ингибиторами окисления), противопенные присадки (иногда также называющиеся противовспенивающими агентами), агенты, обеспечивающие набухание уплотнений (иногда также называющиеся агентами, обеспечивающими совместимость уплотнений), противозадирные присадки (включая содержащие металлы и не содержащие металлы, фосфорсодержащие, не содержащие фосфор, серусодержащие и не содержащие серу противозадирные присадки), поверхностно-активные вещества, деэмульгаторы, противозадирные агенты, присадки, понижающие температуру застывания парафиновых масел, присадки, повышающие смазывающую способность, агенты, препятствующие окрашиванию, хромофорные агенты, инактиваторы металла и смеси двух или большего количества из них.
В некоторых вариантах осуществления смазывающая композиция содержит моющее средство. Примеры моющих средств включают беззольные моющие средства (т.е. не содержащие металл моющие средства) и содержащие металл моющие средства. Подходящие содержащие металл моющие средства описаны, например, в US 7622431. Содержащие металл моющие средства содержат по меньшей мере одну соль металла по меньшей мере одной органической кислоты, которая называется мылом или поверхностно-активным веществом. Подходящие органические кислоты включают, например, сульфоновые кислоты, фенолы (предпочтительно сульфурированные и включающие, например, фенолы, содержащие более одной гидроксигруппы, фенолы, содержащие конденсированные ароматические кольца, фенолы, которые были модифицированы, например, фенолы с алкиленовыми мостиками и сконденсированные с основанием Манниха фенолы и фенолы типа салигенина, полученные, например, по реакции фенола и альдегида в щелочной среде) и их сульфурированные производные и карбоновые кислоты, включая например, ароматические карбоновые кислоты (например, гидрокарбилзамещенные салициловые кислоты и их производные, например, гидрокарбилзамещенные салициловые кислоты и их сульфурированные производные).
В некоторых вариантах осуществления смазывающая композиция содержит трибо-модификатор. Подходящие трибо-модификаторы включают, например, образующие золу присадки и беззольные присадки. Примеры подходящих трибо-модификаторов включают производные жирных кислот, включая, например, эфиры, амиды жирных кислот, амины и этоксилированные амины. Примеры подходящих сложноэфирных трибо-модификаторов включают сложные эфиры глицерина, например, моно-, ди- и триолеаты, монопальмитаты и мономиристаты. Особенно подходящим трибо-модификатором - эфиром жирной кислоты является глицеринмоноолеат. Примеры подходящих трибо-модификаторов также включают соединения молибдена например, молибденорганические соединения, диалкилдитиокарбаматы молибдена, диалкилтиофосфаты молибдена, дисульфид молибдена, содержащие три атома молибдена кластеры диалкилдитиокарбаматов, не содержащие серу соединения молибдена и т.п. Подходящие молибденсодержащие соединения описаны, например, в ЕР 1533362 А1, например, в параграфах [0101]-[0117].
В некоторых вариантах осуществления смазывающая композиция содержит диспергирующее средство. Примеры подходящих беззольных диспергирующих средств включают растворимые в масле соли, сложные эфиры, сложные аминоэфиры, амиды, имиды и оксазолины замещенных длинноцепочечными углеводородами моно- и поликарбоновых кислот или их ангидриды; тиокарбоксилатные производные длинноцепочечных углеводородов; длинноцепочечные алифатические углеводороды, содержащие полиаминовые фрагменты, присоединенные непосредственно к ним; продукты конденсации по Манниху, полученные конденсацией длинноцепочечного замещенного фенола с формальдегидом и полиалкиленполиамином; продукты реакции Коха и т.п.
В некоторых вариантах осуществления смазывающая композиция содержит диспергирующий модификатор вязкости. Примеры подходящих диспергирующих модификаторов вязкости и способы их получения описаны в WO 99/21902, WO 2003/099890 и WO 2006/099250.
В некоторых вариантах осуществления смазывающая композиция содержит средство, улучшающее индекс вязкости. Примеры подходящих модификаторов вязкости включают обладающие большой молекулярной массой полимеры углеводородов (например, полиизобутилен, сополимеры этилена и пропилена и высших альфа-олефинов); сложные полиэфиры (например, полиметакрилаты); гидрированные сополимеры стирола с бутадиеном или изопреном) и их модификации (например, звездообразные полимеры); и этерифицированные сополимеры стирола с малеиновым ангидридом). Растворимые в масле модифицирующие вязкость полимеры по данным определения с помощью гель-проникающей хроматографии или методик светорассеяния обычно обладают среднечисловыми молекулярными массами, равными по меньшей мере от примерно 15000 до примерно 1000000, например, от примерно 20000 до примерно 600000.
В некоторых вариантах осуществления смазывающая композиция содержит присадку, понижающую температуру застывания. Примеры подходящих присадок, понижающих температуру застывания, включают сополимеры C8-C18-диалкилфумарат/винилацетат, метакрилаты, полиакрилаты, полиариламиды, полиметакрилаты, полиалкилметакрилаты, винилфумараты, содержащие стирол сложные эфиры, продукты конденсации галогенпарафиновых восков и ароматических соединений, полимеры винилкарбоксилата, тройные сополимеры диалкилфумаратов, виниловых эфиров жирных кислот и аллилвиниловых простых эфиров, нафталиновый воск и т.п. По меньшей мере в некоторых примерах, по меньшей мере одна присадка для смазочных масел включает по меньшей мере одну противоизносную присадку. Примеры подходящих противоизносных присадок включают не содержащие фосфор присадки, например, сульфурированные олефины. Примеры подходящих противоизносных присадок также включают фосфорсодержащие противоизносные присадки. Примеры подходящих беззольных фосфорсодержащих противоизносных присадок включают трилаурилфосфит и трифенилфосфоротионат и раскрытые в параграфе [0036] в US 2005/0198894. Примеры подходящих образующих золу фосфорсодержащих противоизносных присадок включают дигидрокарбилдитиофосфаты металлов. Примеры металлов, подходящих для дигидрокарбилдитиофосфатов металлов, включают щелочные и щелочноземельные металлы, алюминий, свинец, олово, молибден, марганец, никель, медь и цинк. Особенно подходящими дигидрокарбилдитиофосфатами металлов являются дигидрокарбилдитиофосфаты цинка (ZDDP).
В некоторых вариантах осуществления смазывающая композиция содержит ингибитор образования ржавчины. Примеры подходящих ингибиторов образования ржавчины включают неионогенные полиоксиалкиленполиолы и их сложные эфиры, полиоксиалкиленфенолы, полиоксиалкиленполиолы, анионогенные алкилсульфоновые кислоты, дитиофосфаты цинка, феноляты металлов, основные сульфонаты металлов, жирные кислоты и амины.
В некоторых вариантах осуществления смазывающая композиция содержит ингибитор коррозии. Примеры подходящих ингибиторов коррозии включают фосфосульфурированные углеводороды и продукты, полученные по реакции фосфосульфурированного углеводорода с оксидом или гидроксидом щелочноземельного металла, неионогенные полиоксиалкиленполиолы и их сложные эфиры, полиоксиалкиленфенолы, тиадиазолы, триазолы и анионогенные алкилсульфоновые кислоты. Примеры подходящих ингибиторов коррозии - эпоксидированных эфиров описаны в US 2006/0090393.
В некоторых вариантах осуществления смазывающая композиция содержит антиоксидант. Примеры подходящих антиоксидантов включают алкилированные дифениламины, N-алкилированные фенилендиамины, фенил-α-нафтиламин, алкилированные фенил-α-нафтиламины, диметилхинолины, триметилдигидрохинолины и олигомерные композиции, полученные из них, стерически затрудненные фенолы (включая беззольные (не содержащие металлы) фенолы и нейтральные и основные соли металлов некоторых фенолов), ароматические амины (включая алкилированные и неалкилированные ароматические амины), сульфурированные алкилфенолы и их соли щелочных и щелочноземельных металлов, алкилированные гидрохиноны, гидроксилированные тиодифениловые простые эфиры, алкилиденбисфенолы, тиопропионаты, дитиокарбаматы металлов, 1,3,4-диметкаптотиазол и производные, растворимые в масле соединения меди (например, дигидрокарбилтио- или тиофосфат меди, соли меди синтетических или природных карбоновых кислот, например, С8-С18-жирных кислот, ненасыщенных кислот или разветвленных карбоновых кислот, например, основные, нейтральные или кислые соли Cu(I) и/или Cu(II), полученные из алкенилянтарных кислот или ангидридов), соли щелочноземельного металла сложных алкилфенолтиоэфиров, предпочтительно содержащие С5-С12-алкильные боковые цепи, нонилфенолсульфид кальция, трет-октилфенилсульфид бария, диоктилфениламин, фосфосульфурированные или сульфурированные углеводороды, растворимые в масле феноляты, растворимые в масле сульфурированные феноляты, додецилфенолсульфид кальция, фосфосульфурированные углеводороды, сульфурированные углеводороды, фосфаты, обладающие небольшим содержанием серы пероксидные разлагающие реагенты и т.п.
В некоторых вариантах осуществления смазывающая композиция содержит противовспенивающий агент. Примеры подходящих противовспенивающие агенты включают силиконы, органические полимеры, силоксаны (включая полисилоксаны и (поли)диметилсилоксаны, фенилметилсилоксаны), акрилаты и т.п.
В некоторых вариантах осуществления смазывающая композиция содержит агент, обеспечивающий набухание уплотнений. Примеры подходящих агентов, обеспечивающих набухание уплотнений, включают длинноцепочечные органические кислоты, органические фосфаты, ароматические сложные эфиры, ароматические углеводороды, сложные эфиры (например, бутилбензилфталат) и полибутенилянтарный ангидрид.
Смазывающая композиция может содержать присадки для смазочных масел в количествах, указанных в таблице 2.
Смазывающие композиции могут обладать кинематической вязкостью при 40°С, такой как равная менее примерно 60 сСт, такой как равная менее примерно 55 сСт или менее примерно 50 сСт. Смазывающие композиции могут обладать кинематической вязкостью при 100°С, такой как равная менее примерно 12 сСт, такой как равная менее примерно 10 сСт или менее примерно 9,5 сСт. Смазывающие композиции могут обладать индексом вязкости, равным более примерно 100, таким как равный более примерно 110 или более примерно 120. Кинематическую вязкость при 40°С и кинематическую вязкость при 100°С можно измерить в соответствии со стандартом ASTM D445. Индекс вязкости можно рассчитать в соответствии со стандартом ASTM D2270.
Смазывающие композиции могут обладать летучестью по Ноаку, равной менее примерно 25%, такой как равная менее примерно 15% или менее примерно 10 мас. %. Летучесть по Ноаку можно измерить в соответствии со стандартом CEC-L-40-A-93.
Смазывающие композиции могут обладать вязкостью при 150°С и скоростью сдвига, равной 106 с-1, равной не более 3 сП, например, не более 2,8 сП. Эту вязкость при высокой температуре и высокой скорости сдвига можно измерить в соответствии со стандартом CEC-L-36-A-90.
Смазывающая композиция может обладать по меньшей мере одной из следующих характеристик:
окислительной стабильностью по данным теста CEC-L-088-02,
характеризующейся абсолютным увеличением вязкости при 40°С, равным не более 45 сСт, например, не более 35 сСт или не более 25 сСт; экономией топлива по данным теста CEC-L-054-96, равной не менее 2,5%, например, не менее 3%; и чистотой поршня по данным теста CEC-L-088-02, который привел к значению общего параметра поршневых отложений, равному не менее 8,5, например, 9.
Смазывающие композиции могут обладать определенной с помощью имитатора проворачивания коленчатого вала непрогретого двигателя вязкостью при -30°С, такой как равная менее примерно 3000 Па, такой как равная менее примерно 2800 Па или менее примерно 2750 Па, например, измеренной в соответствии со стандартом ASTM D5293.
Предпочтительные смазывающие композиции соответствуют требованиям стандарта SAE J300.
Смазывающие композиции можно использовать в способе смазывания поверхности.
Подходящие поверхности включают поверхности в механических приводах, например, в карданных передачах и коробках передач, например, транспортных средств, включая, например, пассажирские автомобили и автомобили большой грузоподъемности; и поверхности в двигателях внутреннего сгорания, например, в картерах двигателей внутреннего сгорания. Подходящие поверхности также включают имеющиеся в подшипниках вала турбины, например, в подшипниках вала водяной турбины.
Подходящие двигатели внутреннего сгорания включают, например, двигатели, использующиеся в автомобилях, двигатели, использующиеся ан морских судах, и двигатели, использующиеся в наземных электростанциях. Смазывающие композиции являются особенно подходящими для использования в автомобильном двигателе внутреннего сгорания.
Смазывающие композиции можно использовать для улучшения экономии топлива и/или чистоты поршня двигателя внутреннего сгорания и/или транспортного средства, такого как автомобиль, снабженного двигателем внутреннего сгорания. Соответственно, настоящее изобретение относится к способам улучшения экономии топлива и/или чистоты поршня двигателя внутреннего сгорания и/или транспортного средства, такого как автомобиль, снабженного двигателем внутреннего сгорания, включающим стадию введения в двигатель и/или транспортное средство по меньшей мере одной из смазывающих композиций.
Ниже настоящее изобретение описано со ссылкой на прилагаемые чертежи и примеры, которые по своей природе не являются ограничивающими, на которых представлено следующее:
на фиг. 1 приведена зависимость летучести от температуры потери текучести для соединений формулы (1), других базовых компонентов - простых эфиров и обычных базовых компонентов;
на фиг. 2 приведена зависимость летучести от кинематической вязкости при 100°С для соединений формулы (1), других базовых компонентов - простых эфиров и обычных базовых компонентов;
на фиг. 3 приведена зависимость летучести от определенной с помощью имитатора проворачивания коленчатого вала непрогретого двигателя вязкости для соединений формулы (1) и обычных базовых компонентов;
на фиг. 4а приведена зависимость кинематической вязкости при 40°С от времени для смазывающих композиций, содержащих соединения формулы (1), обычный углеводородный базовый компонент и образованный из фарнезена базовый компонент - простой эфир, по данным теста TU-5 JP двигателя;
на фиг. 4б приведена зависимость абсолютного изменения кинематической вязкости при 40°С для смазывающих композиций, содержащих соединения формулы (1), обычный углеводородный базовый компонент и образованный из фарнезена базовый компонент - простой эфир, по данным теста TU-5 JP двигателя; и
на фиг. 5 приведены значения общего параметра поршневых отложений для смазывающих композиций, содержащих соединения формулы (1) и обычный углеводородный базовый компонент, определенные с помощью теста TU-5 JP двигателя.
Примеры
Пример 1 - Характеристики базовых компонентов - простых эфиров
Получали образованные из спиртов Гербе базовые компоненты GE1-GE3, GE5 и GE7-GE9, вторичные базовые компоненты - простые эфиры SE1 и SE2, и третичный базовый компонент - простой эфир ТЕ1 формулы (1). Также получали два дополнительных образованных из спиртов Гербе базовых компонента, GE4 и GE6, и экспериментальный базовый компонент группы V типа, ранее описанного в WO 2014/207235, т. е. образованный из фарнезена базовый компонент - простой эфир. Структура этих соединений представлена в таблице 3.
Определяли указанные ниже характеристики базовых компонентов:
Кинематическую вязкость при 100°С (KV100) и кинематическую вязкость при 40°С (KV40) определяли в соответствии со стандартом ASTM D7279.
Индекс вязкости (ИВ) рассчитывали в соответствии со стандартом ASTM D2270.
Температуру потери текучести определяли в соответствии со стандартом ASTM D7346.
Температуру начала окисления определяли с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) по методике, которая основана на стандарте ASTM Е2009 (методика В). В соответствии с методикой базовые компоненты нагревали от 50°С до 300°С со скоростью, равной 50°С/мин, при давлении, равном 500 фунт-сила/дюйм2, в алюминиевом тигле SFI. Регистрировали температуру, при которой наблюдается экзотерма.
Летучесть по Ноаку измеряли по методике, которая основана на стандарте IP 393 и считалась аналогичной CEC-L-40-A-93. В соответствии с методикой эталонные масла, обладающие известной летучестью по Ноаку, нагревали от 40°С до 550°С для определения температуры, при которой происходило уменьшение массы каждого из эталонных масел, соответствующее летучести по Ноаку. Базовые компоненты исследовали по той же методике, что и эталонные масла. Уменьшение массы базовых компонентов, соответствующее летучести по Ноаку, можно было определить по данным, полученным для эталонных масел.
Результаты этих исследований приведены в таблице 4, в которой также приведены результаты, полученные для обычных базовых компонентов (Durasyn 162, базовый компонент группы IV; Durasyn 164, базовый компонент группы IV; Yubase 3, базовый компонент группы II; Yubase 4, базовый компонент группы III; Yubase 4 Plus, базовый компонент группы III; Nexbase 3020, базовый компонент группы II; Nexbase 3030, базовый компонент группы II; Nexbase 3043, базовый компонент группы III; и Chevron 100RLV, группы базовый компонент II). Для сравнения также приведены результаты, полученные для образованного из фарнезена базового компонента - простого эфира.
Зависимость летучести от температуры потери текучести для базовых компонентов - простых эфиров GE1-GE9, SE1, SE2 и ТЕ1 и обычных базовых компонентов приведена на фиг. 1. Можно видеть, что образованные из спиртов Гербе базовые компоненты - простые эфиры при данной температуре потери текучести обладают более низкой летучестью, чем обычные базовые масла. Кроме того, образованные из спиртов Гербе базовые компоненты, в которых обе стороны простого эфира являются разветвленными, характеризуются неожиданными улучшениями температуры потери текучести по сравнению с образованными из спиртов Гербе базовыми компонентами, обладающими сопоставимым количеством атомов углерода, в которых только одна сторона простого эфира является разветвленной, без значительного уменьшения летучести.
Зависимость летучести от кинематической вязкости при 100°С для базовых компонентов - простых эфиров GE1-GE9, SE1, SE2 и ТЕ1 и обычных базовых компонентов приведена на фиг. 2. Можно видеть, что образованные из спиртов Гербе базовые компоненты и вторичные и третичные базовые компоненты - простые эфиры все обладают более низкой летучестью и более низкой вязкостью, чем обычные базовые масла.
Исследование с помощью имитатора проворачивания коленчатого вала непрогретого двигателя (CCS) для образованных из спиртов Гербе базовых компонентов GE2 и GE3 также проводили в соответствии со стандартом ASTM D5293. Зависимость летучести от определенной с помощью имитатора проворачивания коленчатого вала непрогретого двигателя вязкости приведена на фиг. 3. Для сопоставления также приведены данные, полученные для обычных углеводородных базовых компонентов, обладающих значениями KV100, равными от 2,6 до 4,2. Можно видеть, что образованные из спиртов Гербе простые эфиры обладают превосходной вязкостью, определенной с помощью CCS, а также низкой летучестью.
Пример 2: Характеристики смазывающих композиций, содержащих базовые компоненты - простые эфиры
Образованные из спиртов Гербе базовые компоненты - простые эфиры GE2 и GE3 смешивали обычными присадками для базового масла (присадка А, имеющаяся в продаже упаковка присадок; присадка В, средство, улучшающее текучесть в холодном состоянии; присадка С, ингибитор окисления; и присадка D, средство, улучшающее индекс вязкости) и обычными базовыми маслами (Yubase 4, базовое масло группы III; и Yubase 6, базовое масло группы III) с образованием смесей смазочных масел. Также готовили базовую смесь и смесь образованного из фарнезена простого эфира. Yubase 4 выбирали в качестве основного компонента базовой смеси, поскольку он обладает значением KV100, аналогичным значению для образованного из спиртов Гербе базового компонента - простого эфира, GE3. Предполагали, что базовая смесь является наиболее точным базовым объектом для сопоставления, поскольку она представляет собой композицию 5W-30, которая соответствует требованиям некоторых спецификаций (ACEA А5/В5, API-SN/GF-4). Подробное описание смешанных композиций представлено в таблице 5, значения приведены в мас. %.
При приготовлении смешанных композиций не происходило никаких затруднений, связанных со смешиваемостью.
Смешанные композиции исследовали для определения того, проявляются ли благоприятные характеристики базовых компонентов в полностью приготовленной смазывающей композиции. Определяли следующие характеристики:
Кинематическую вязкость при 100°С (KV100) и кинематическую вязкость при 40°С (KV40) определяли в соответствии со стандартом ASTM D445 (часть SAE J300).
Индекс вязкости (ИВ) рассчитывали в соответствии со стандартом ASTM D2270.
Исследование с помощью имитатора проворачивания коленчатого вала непрогретого двигателя (CCS) проводили при -30°С в соответствии со стандартом ASTM D5293 (часть стандарта SAE J300).
Исследование при высокой температуре и высокой скорости сдвига (ВТВС) проводили в соответствии со стандартом CEC-L-36-A-90.
Общее щелочное число (ОЩЧ) определяли в соответствии со стандартом ASTM D2896.
Летучесть по Ноаку определяли в соответствии со стандартом CEC-L-40-A-93.
Содержание сульфатной золы измеряли в соответствии со стандартом IP 163.
Результаты исследований приведены в таблице 6.
Можно видеть, что характеристики образованных из спиртов Гербе базовых компонентов также проявляются в смешанных композициях. В частности, наблюдаются превосходные вязкость, летучесть и характеристики текучести в холодном состоянии. Образованные из спиртов Гербе базовые компоненты также обладают результатами измерений ВТВС, ОЩЧ и содержаниями сульфатной золы, сходными с данными для базовой смеси.
Пример 3: Характеристики двигателя при использовании смазывающих композиций, содержащих базовые компоненты - простые эфиры
Смешанные композиции примера 2 исследовали с помощью теста TU-5 JP двигателя, проведенного в соответствии со стандартом CEC-L-88-02 (часть последовательностей АСЕА А, В и С), для определения окислительной стабильности композиций путем оценки увеличения вязкости, а также чистоты поршня и пригорания поршневого кольца. В течение всего теста температуру в канале для смазки поддерживали равной 150°С. Результаты теста двигателя TU-5 JP для базовой, GE2 и GE3 смазывающих композиций приведены в таблице 7.
Смешанные композиции примера 2 также исследовали с помощью РМВ при -35°С в соответствии со стандартом ASTM D4684 для определения характеристик низкотемпературной вязкости композиций до и после использования в тесте TU-5 JP двигателя. Результаты исследования с помощью РМВ также приведены в таблице 7.
Все смазывающие композиции, содержащие образованные из спиртов Гербе базовые компоненты, соответствовали всем требованиям теста TU-5 JP двигателя.
Зависимость кинематической вязкости при 40°С от времени приведена на фиг. 4а и значения абсолютного изменения кинематической вязкости при 40°С через 60 ч приведены на фиг. 4б. Для сопоставления также приведены результаты для образованной из фарнезена смеси примера 2. Можно видеть, что увеличения вязкости смазывающих композиций, содержащих образованные из спиртов Гербе базовые компоненты или образованную из фарнезена смесь, значительно меньше, чем для базовой композиции, или близки к ней, причем результаты, полученные для образованного из спиртов Гербе простого эфира, являются особенно хорошими. Эти результаты показывают, что смазывающие композиции, содержащие базовые компоненты - простые эфиры, обладают превосходной окислительной стабильностью.
Значения общего параметра поршневых отложений приведены на фиг. 5. Можно видеть, что смазывающие композиции, содержащие образованные из спиртов Гербе базовые компоненты, обладают большим значением общего параметра поршневых отложений и это показывает, что эти смеси обеспечивают хорошую чистоту поршня.
Данные, полученные с помощью РМВ, дополнительно свидетельствуют о превосходных характеристиках низкотемпературной вязкости смазывающих композиций, содержащих образованные из спиртов Гербе базовые компоненты, до и после их использования.
Пример 4: Совместимость с двигателями смазывающих композиций, содержащих базовые компоненты - простые эфиры
Для смешанной композиции GE3 примера 2 проводили тесты уплотнений Mercedes ЕАМ и ACEA RE2 (методики исследования VDA 675301 и CEC-L-39-96 соответственно) для определения совместимости базовых компонентов - простых эфиров с типичными уплотнениями, использующимися в двигателях. В тесте ЕАМ использовали этилен-акриловый каучук, а в тесте RE2 использовали каучук на акриловой основе. Результаты тестов уплотнений Mercedes ЕАМ и АСЕA RE2 приведены в таблице 8.
Можно видеть, что смазывающая композиция, содержащая образованный из спиртов Гербе базовый компонент соответствовал требованиям обоих тестов уплотнений и это показывает, что базовые компоненты - простые эфиры являются подходящими для применения в двигателях.
Пример 5: Характеристики потребления топлива двигателем при использовании смазывающих композиций, содержащих базовые компоненты - простые эфиры
Для другой смешанной композиции GE3 и базовой смеси проводили тест M111 экономии топлива в соответствии со стандартом CEC-L-054-96 (часть последовательности АСЕА А и В) для определения характеристик потребления топлива двигателей при использовании базовых компонентов - простых эфиров. Результаты приведены ниже в таблице 9 и представлены в виде выраженного в процентах улучшения по сравнению с базовым маслом RL191 15W-40, обычно использующимся для таких оценок. Соответственно, результаты, приведенные ниже в столбце "Базовая смесь", представлены в виде выраженных в процентах улучшений характеристик для базовой смеси (композиция 5W-30, указанная выше) по сравнению со стандартом RL 191 15W-40.
Можно видеть, что смазочное масло, содержащее образованный из спиртов Гербе базовый компонент, соответствует требованиям теста экономии топлива и характеризуется улучшением по сравнению с базовой смазывающей композицией и это показывает, что базовые компоненты - простые эфиры обеспечивают преимущество экономии топлива.
Реферат
Настоящее изобретение относится к соединению формулы (2),в которой:Rи Rобозначают алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, обозначают циклоалкил;Rи Rобозначают Н или алкил;Rобозначает алкил;Rобозначает алкил иn равно 0, 1, 2 или 3, где соединение содержит полное количество атомов углерода, равное от 20 до 50, которое используется в качестве базового компонента и является подходящим для применения в смазывающей композиции для двигателя внутреннего сгорания. 10 н. и 22 з.п. ф-лы, 6 ил., 9 табл., 5 пр.
Формула
