[发明专利]用于汽车应用中基础油的改善粘度指数的烷封端的油溶性聚合物添加剂

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年7月31日提交的美国临时专利申请号62/031,197的优先权，其全部内容通过参考并入本申请。

技术领域

本发明涉及用于汽车润滑剂制剂的基础油制剂，所述基础油制剂包含基础油和烷基封端的油溶性聚合物，这样的基础油制剂在汽车润滑剂制剂中的用途，以及改善适宜用于汽车应用的基础油的粘度指数和低温粘度的方法。

背景技术

机械装置使用润滑剂以便减少彼此相邻的部件的磨损。一种这样的机械装置是带有活塞的内燃机，所述活塞在气缸内移动并且用机油润滑。在内燃机行业越来越期望提高内燃机的燃料效率。实现该目标的一种方法是降低机油的粘度。但是，如果粘度变得过低，则润滑功效可能会削弱。另外的挑战是，内燃机在宽的温度范围内操作，在寒冷的冬天可能在远低于0摄氏度(℃)启动，在炎热的夏天在运行几小时之后会在超过100℃。机油在其使用过程中，粘度通常根据温度变化。机油随着温度变化改变其粘度的程度是油的粘度指数，其推导自根据机油在40℃至100℃的运动粘度的计算。较高的粘度指数值对应于在温度范围内较小的粘度变化。期望具有高粘度指数的润滑剂，由此可在宽的温度范围内保持所需粘度。如果粘度变得过高，则燃料效率受损。如果粘度变得过低，则润滑性能降低且可能发生发动机的过度磨损。

粘度指数改进剂是用于机油的添加剂，其往往可降低油粘度在温度范围内的变化。典型的粘度指数改进剂包括，例如，聚甲基丙烯酸烷基酯(例如聚甲基丙烯酸甲酯)和烯烃嵌段共聚物。遗憾的是，尽管粘度指数改进剂可提高机油的粘度指数，但是它们也往往增加机油在低温(-10℃)的粘度。当在低温环境启动发动机时，需重点考虑低温粘度。尽管对于机油而言重要的是形成足够粘的膜以防止磨损从而保护发动机组件，但是对于机油也同样重要的是不要太粘以防由油带来的过度粘滞曳力而引起高摩擦耗损。

汽车润滑剂包含在40摄氏度(℃)的运动粘度为100厘斯(cSt)或更小的基础油(“汽车润滑剂基础油”)并且在40℃的运动粘度可以低至20cSt。需要低粘度以容纳通常包含在汽车润滑剂制剂内的各种各样的添加剂，而又不会变的过粘而使它们不适于汽车润滑剂。汽车润滑剂通常包含大于10wt％的添加剂(包括共基础油(co-base oils))，相对于基础油，从而实现以下目的，例如抗氧化、抑制铁腐蚀、黄色金属钝化、提高粘度指数、去垢、分散、防磨损、促成极端压力、降凝、改良摩擦和消泡。

期望确定一种用于汽车润滑剂基础油的改善粘度指数的添加剂，其也降低基础油的低温(-10℃)运动粘度。特别有价值的是下述添加剂，其将汽车润滑剂基础油的粘度指数提高至少10个点和/或将粘度指数提高到130或更高的值，同时仍可降低低温粘度。

发明内容

本发明提供了对下述问题的解决方案，即，提供一种用于汽车润滑剂基础油的添加剂，该添加剂可提高基础油的粘度指数，同时又可降低基础油的低温(-10℃)运动粘度。此外，本发明提供一种用于汽车基础油的添加剂，该添加剂将基础油的粘度指数提高至少10个点和/或将粘度指数提高到130或更高的值，同时仍可降低低温粘度。汽车润滑剂基础油的特征在于在40℃的运动粘度为100cSt或更小。基础油的粘度指数和运动粘度的变化在本申请是指纯汽车基础油的那些性质相比于汽车基础油与烷基封端的油溶性聚合物(AC-OSP)的制剂的那些性质的比较，所述组合是汽车基础油制剂。

本发明是以下出乎意料和预料不到的发现的结果：AC-OSP同时用作汽车润滑剂基础油的高效粘度指数改进剂和高效低温粘度降低剂。

第一方面，本发明是汽车润滑剂基础油制剂，其包含：在40℃的运动粘度为100厘斯或更小的基础油、优选烃基础油，以及AC-OSP，其中AC-OSP具有式I的结构：

R¹[O(R²O)_n(R³O)_mR⁴]_p (I)