Многофункциональный привитой сополимер-диспергатор

Многофункциональный привитой сополимер-диспергатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данная заявка подтверждает преимущества предварительной заявки на патент США № 60/675773 от 28 апреля 2005 г., которая приводится здесь в качестве ссылки во всей ее полноте.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к новым многофункциональным привитым сополимерам, у которых полимером главной цепи является полиолефин или сложный полиэфир, и к их получению и использованию. Полиолефиновые и сложнополиэфирные полимеры главной цепи прививаются мономерами, связанными с регулированием осадка и нагара, а также мономерами, связанными с обработкой нагара и регулированием вязкости, с получением привитого сополимера, имеющего многочисленные характерные свойства.

Настоящее изобретение, кроме того, относится к способу получения указанных новых многофункциональных привитых сополимеров.

Данное изобретение, кроме того, относится к композициям смазочных масел, содержащим указанные новые многофункциональные сополимеры в качестве добавки, которые показывают характеристики, направленные на хорошую обработку копоти и регулирование осадка и нагара, а также регулирование увеличения вязкости.

Предпосылки создания изобретения

В настоящее время для регулирования специальных характеристик смазочного масла используется ряд добавок. Например, детергенты, такие как соли сильнощелочных металлов, используются для поддержания нерастворимых мелкодисперсных материалов в моторе или другом оборудовании в суспензии. Диспергаторы, такие как сукцинимиды, имеющие молекулярную массу от примерно 700 до примерно 10000, также поддерживают нерастворимые масла в суспензии в жидкости, таким образом, предотвращая флоккуляцию и осаждение, или оседание, мелкодисперсных материалов на металлических деталях. Антиоксиданты, такие как диоктилфениламин и фенил-альфа-нафтиламин, снижают тенденцию минеральных масел разрушаться при эксплуатации. Указанное разрушение может быть подтверждено продуктами окисления, такими как осадок и нагароподобные отложения на металлических поверхностях, и образованием копоти и сопутствующим увеличением вязкости, вызванным копотью в масле.

Привитые полиолефины, содержащие азотсодержащие и/или кислородсодержащие мономеры, для использования в качестве диспергатора-модификатора индекса вязкости также известны. Патент США № 5523008, описание которого приводится здесь в качестве ссылки в его полноте, описывает привитой полиолефин, содержащий по меньшей мере примерно 13 моль N-винилимидазола или других азотсодержащих и/или кислородсодержащих мономеров с этиленовой ненасыщенностью на 1 моль главной цепи привитого полиолефина. Также описывается смазочное масло, содержащее базовое смазочное масло и привитой полиолефин, как описано выше, а также способ получения диспергатора - модификатора показателя вязкости. N-винилимидазол или другие азотсодержащие и/или кислородсодержащие мономеры с этиленовой ненасыщенностью и привитой полиолефин взаимодействуют с достаточным количеством инициатора с прививкой по меньшей мере примерно 13 моль мономера на каждый моль полиолефина.

Патент США № 5663126 и патент США № 6686321, описание которых приводится здесь в качестве ссылки в его полноте, описывают привитой полиолефин, содержащий один или более мономеров из N-винилимидазола, 4-винилпиридина или других азотсодержащих и/или кислородсодержащих мономеров с этиленовой ненасыщенностью, привитых к полиолефиновому сополимеру. Также описываются композиции смазочного масла, содержащие базовое смазочное масло и привитой сополимер, как описано выше, а также способы получения диспергаторов-модификаторов показателя вязкости.

Каждая из добавок представляет собой отдельный компонент рецептуры смазочного масла и увеличивает стоимость. Таким образом, было бы предпочтительно иметь многофункциональную добавку, которая регулирует более одной основных характеристик смазочного масла.

Авторами изобретения теперь разработан новый многофункциональный привитой сополимер, используемый в качестве добавки для композиций смазочного масла для регулирования копоти, осадка и нагара, а также регулирования увеличения вязкости.

Краткое описание изобретения

Один вариант настоящего изобретения представляет собой многофункциональный привитой сополимер, содержащий две группы мономеров, привитых к полиолефиновой или сложнополиэфирной главной цепи, причем одна группа мономеров придает диспергируемость, тогда как другая группа мономеров придает обработку копоти. Обычно одна группа мономеров, содержащая алифатические или ароматические мономеры с этиленовой ненасыщенностью, имеющие от 2 до примерно 50 углеродных атомов, содержащие атом кислорода или азота или как атом кислорода, так и атом азота, предполагается для использования в качестве прививающихся мономеров, придающих диспергируемость, которая связана с обработкой осадка и нагара. Другая группа мономеров, «прививающиеся сопрягающие агенты», такие как ацильная группа, которые могут обеспечить ацильные группы для реакции, взаимодействует с аминами, образуя заместители, подходящие для придания характеристики обработки копоти. Обычно амины состоят из первичных и вторичных аминов, которые могут подвергаться реакции конденсации с подходящим ацилирующим агентом (агент, который вводит ацильную группу в молекулу). Ацильная группа представлена формулой:

Многофункциональный привитой сополимер настоящего изобретения содержит от примерно 2 моль суммарного количества привитого мономера до примерно 75 моль суммарного количества привитого мономера на 1 моль полимера.

Другой вариант настоящего изобретения представляет собой смазочное масло, содержащее углеводородное базовое масло и многофункциональный привитой сополимер, описанный выше. Многофункциональный привитой полиолефин или сложный полиэфир действует как добавка для регулирования осадка, нагара, а также копоти и увеличения вязкости. Такие смазочные масла используют как (а) лучшую диспергируемость, так и (b) свойства регулирования копоти многофункциональных привитых сополимеров настоящего изобретения, поэтому требуют меньше добавок.

Часть преимуществ настоящего изобретения включает способность регулирования или корректирования эффективности продукта, способность получать линии продукта «готового к использованию» путем выбора мономера и путем выбора мольных соотношений мономера к полимерной главной цепи. Настоящее изобретение обеспечивает способ достижения регулирования стоимости добавки, и многофункциональный привитой сополимер настоящего изобретения также обеспечивает преимущества регулирования осадка и нагара и регулирования копоти и вязкости по сравнению с физическими смесями добавок.

Другой вариант настоящего изобретения представляет собой способ получения многофункционального привитого сополимера, содержащего две группы мономеров, привитых к полиолефиновой или сложнополиэфирной главной цепи, причем одна группа мономеров придает диспергируемость, тогда как другая группа мономеров придает обработку копоти. В данном варианте последовательность прививки является важной для того, чтобы получить многофункциональный привитой сополимер, описанный здесь. Для получения хороших характеристик по отношению как к обработке копоти, так и к регулированию осадка и нагара, важно, чтобы сначала прививался прививающийся сопрягающийся агент, такой как ацилирующий агент, такой как малеиновый ангидрид, на полимерную главную цепь, образуя полимер, содержащий ацильные группы, например группы янтарного ангидрида. Далее вводятся мономер или группы мономеров, связанные с обработкой осадка и нагара, например, N-винилимидазол. Наконец, амин или амины, способные взаимодействовать с ацильной группой, например группой янтарного ангидрида, вводятся и взаимодействуют с ацилированным полимером, придавая в результате характеристику обработки копоти привитому сополимеру.

Подробное описание изобретения

Хотя настоящее изобретение будет описано в связи с одним или более предпочтительных вариантов, должно быть понятно, что изобретение не ограничивается указанными вариантами. Напротив, настоящее изобретение включает все альтернативы, модификации и эквиваленты, как может быть включено в сущность и объем прилагаемой формулы изобретения.

Вариант данного изобретения относится к многофункциональному привитому полимеру-диспергатору, содержащему по меньшей мере два различных мономера, каждый из которых непосредственно привит к полимерной главной цепи, имеющей прививающиеся участки, причем один мономер содержит по меньшей мере один этиленненасыщенный, алифатический или ароматический мономер, имеющий от 2 до 50 углеродных атомов, и содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из атома кислорода, атома азота и их комбинации, а другой мономер содержит по меньшей мере один ацилирующий агент, имеющий олефиновую ненасыщенность по меньшей мере в одной точке, и имеющий, по меньшей мере, один амин, взаимодействующий с указанным ацилирующим агентом.

В многофункциональном привитом сополимере настоящего изобретения полимерная главная цепь может быть выбрана из группы, состоящей из полиолефинов, сложных полиэфиров и их комбинаций.

Другой вариант настоящего изобретения относится к способу получения такого многофункционального привитого сополимера.

Еще один вариант настоящего изобретения относится к смазочному маслу, содержащему:

а. базовое смазочное масло;

b. по меньшей мере часть многофункционального указанного привитого сополимера-диспергатора; и, необязательно,

с. другие добавки смазочного масла.

Другой вариант настоящего изобретения относится к способу улучшения обработки копоти, регулирования вязкости и регулирования осадка и нагара смазочного масла, который содержит введение в указанное масло эффективного количества многофункционального полимера-диспергатора настоящего изобретения.

Новый многофункциональный привитой сополимер настоящего изобретения получается при взаимодействии прививающегося полиолефина или сложного полиэфира, либо растворенного в углеводородном базовом сырье, либо в состоянии расплава, с прививающимся сопрягающимся агентом, таким как ацилирующий агент, в присутствии инициатора с образованием гидрокарбилацил-композиции; например, когда ацилирующим агентом является малеиновый ангидрид, образуется ацилированный полимер, имеющий ангидридные группы. Образованный таким образом ацилированный полимер затем взаимодействует с одним или более мономеров, способных придавать свойства обработки осадка и нагара, в присутствии инициатора. Наконец, один или более аминов, подходящих для придания характеристики обработки копоти, взаимодействуют с ангидридными группами с получением многофункционального привитого сополимера настоящего изобретения.

При получении многофункционального привитого сополимера настоящего изобретения, как описано выше, могут использоваться более одного полиолефина или сложного полиэфира или смеси одного или более полиолефинов и/или сложных полиэфиров. Также могут использоваться более одного ацилирующего агента, мономера, способного придавать свойства обработки осадка и нагара, инициатора и амина.

Другой вариант настоящего изобретения относится к способу получения многофункционального привитого сополимера-диспергатора, содержащему следующие стадии:

(a) взаимодействие полимерной главной цепи, имеющей прививающиеся участки, и ацилирующего агента, имеющего по меньшей мере одну точку олефиновой ненасыщенности, в присутствии инициатора с образованием продукта реакции привитой сополимеризации ацилирующего агента и полимерной главной цепи;

(b) взаимодействие продукта реакции привитой сополимеризации, образованного на стадии (а), с алифатическим или ароматическим мономером с этиленовой ненасыщенностью, имеющим от 2 до примерно 50 углеродных атомов и содержащим по меньшей мере элемент, выбранный из группы, состоящей из азота, кислорода и их комбинаций, в присутствии инициатора с образованием продукта реакции привитой сополимеризации мономера с этиленовой ненасыщенностью, ацилирующего агента и полимерной главной цепи, имеющей ацильные группы, способные к реакции; и

(с) взаимодействие продукта реакции привитой сополимеризации, образованного на стадии (b), с указанными ацильными группами с образованием многофункционального привитого сополимера-диспергатора.

Реакционные материалы

Следующие примеры полимеров, ацилирующих агентов, прививающихся азот- и/или кислородсодержащих соединений, которые придают диспергируемость, и аминов, способных взаимодействовать с прививающимися сопрягающимися агентами, такими как ацилирующие агенты, с получением продуктов, подходящих для обработки копоти, рассматриваются здесь для получения настоящего многофункционального привитого сополимера-диспергатора данного изобретения.

Полимеры

Широкий ряд полиолефинов, модифицированных полиолефинов, сложных полиэфиров и модифицированных сложных полиэфиров (которые могут иметь или не иметь боковую ненасыщенность) предполагается для использования в качестве главной цепи для прививки. Примеры таких полиолефинов и сложных полиэфиров включают гомополимеры, сополимеры, терполимеры и выше, такие как (но без ограничения) полиэтилен, полипропилен, сополимеры этилен-пропилен, сополимеры, содержащие два или более мономеров, полиизобутилен, полиметакрилаты, полиакрилаты, полиалкилстиролы, частично гидрированные полиолефины бутадиена и стирола и сополимеры изопрена, такие как сополимеры стирола и изопрена. ЭПДМ-сополимеры (EPDM) (сополимер этилен/ пропилен/ диеновый мономер), терполимеры этилен-пропилен-октен и этилен-пропилен-ЭНБ-терполимеры также предполагаются для использования здесь. Также предполагается использование смесей полиолефинов, а также смесей сложных полиэфиров для получения многофункционального привитого сополимера настоящего изобретения. Также предполагается использование химических и физических смесей полиолефинов и сложных полиэфиров. Полиолефины, рассматриваемые здесь, могут иметь средневесовую молекулярную массу от примерно 10000 до примерно 750000, альтернативно, от примерно 20000 до примерно 500000. Предпочтительные полиолефины могут иметь полидисперсность от примерно 1 до примерно 15. Сложные полиэфиры, рассматриваемые здесь, могут иметь средневесовую молекулярную массу от примерно 10000 до примерно 1000000, альтернативно, от примерно 20000 до примерно 750000.

Конкретные материалы, предполагаемые для использования здесь, включают сополимеры этилен/пропилен/диен, содержащие от примерно 30% до примерно 80% этиленовых и от примерно 70% до примерно 20% пропиленовых остатков по количеству, необязательно, модифицированных от 0 до примерно 15% диеновых мономеров. Некоторыми примерами диеновых мономеров являются 1,4-бутадиен, изопрен, 1,4-гексадиен, дициклопентадиен, 2,5-норборнадиен, этилиденнорборнен, диены, приведенные в патенте США №4092255 (описание которого приводится здесь в качестве ссылки в его полноте) в столбце 2, строки 36-44, или комбинации более одного из вышеуказанных полимеров. Другими предполагаемыми материалами являются полимеры, полученные из смешанных алкинагаррилатов или смешанных алкилметакрилатов или их комбинаций.

Отдельные материалы, которые предполагаются для использования здесь, включают полиолефины VISNEX, которые представляют собой полиолефины, состоящие из этилена и пропилена, поставляемые фирмой Mitsui Petrochemical Indusries, Ltd., Токио, Япония; также семейство полиолефинов PARATONE, таких как Paratone 8910 и Paratone 8941, состоящих, главным образом, из этилена и пропилена, поставляемое фирмой Chevron Oronite Company, L.L.C., размещающейся в Хьюстоне, Техас; также предполагаемыми являются Infineum SV200, Infineum SV250, Infineum SV145, Infineum SV160, Infineum SV300 и Infineum SV150, которые представляют собой олефиновые сополимеры на основе этилена и/или пропилена и/или изопрена, поставляемые фирмой Infineum International, Ltd., Абингдон, Великобритания или фирмой Infineum USA LP, Линден, Нью-Джерси; также предполагаемыми являются эластомеры, доступные от DSV, т.к. являются полимерами, поставляемыми под торговой маркой DUTRAL фирмой Polimery Europa of Ferrara (Италия), такие как СО-029, СО-034, СО-043, СО-058, TER 4028, TER 4044, TER 4049 и TER 9046. Также предполагается линия Uniroyal полимеров, поставляемых фирмой Crompton Corporation of Middlebury, Коннектикут под торговой маркой ROYALENE, таких как 400, 501, 505, 512, 525, 535, 556, 563, 580НТ.

Также предполагаются для использования такие полимеры, как Viscoplex 3-700, полиалкилметакрилат, и Viscoplex 2-602, смешанный полимер-диспергатор, который состоит из полиалкилметакрилата, заделанного в сердцевине олефиновым сополимером.

Также предполагаются комбинации вышеуказанных материалов и другие подобные материалы.

Прививающиеся соединительные агенты

Прививающиеся соединительные агенты, используемые в настоящем способе, имеют по меньшей мере двухкомпонентные участки соединения, одним из которых обычно является участок олефиновой ненасыщенности. Среди групп прививающихся соединительных агентов находятся ацилирующие агенты и эпоксиды.

Ацилирующий агент

Ацилирующий агент, используемый в настоящем способе, имеет по меньшей мере одну точку олефиновой ненасыщенности в своей структуре. Обычно точка олефиновой ненасыщенности соответствует -НС=СН- или -НС=СН₂. Весьма пригодными являются ацилирующие агенты, где точка олефиновой ненасыщенности является α, β в карбоксильной функциональной группе. Моно-, ди- и поликарбоновые кислоты с олефиновой ненасыщенностью, их низшие алкилэфиры, галогенангидриды и ангидриды представляют собой типичные ацилирующие агенты в соответствии с настоящим изобретением. Предпочтительно, ацилирующим агентом с олефиновой ненасыщенностью является моно- и двухосновная кислота или ее производное, такое как ангидриды, низшие алкилэфиры, галогенангидриды и смеси двух или более таких производных. «Низший алкил» означает алкил-группу, имеющую 1-7 углеродных атомов.

Ацилирующий агент может включать по меньшей мере один представитель, выбранный из группы, состоящей из мононенасыщенных C₄-C₅₀, альтернативно, С₄-С₂₀, альтернативно, C₄-С₁₀ дикарбоновых кислот, мононенасыщенных С₃-С₅₀, альтернативно, С₃-С₂₀, альтернативно, С₃-С₁₀ монокарбоновых кислот и их ангидридов (т.е. ангидридов таких карбоновых кислот или таких монокарбоновых кислот), и комбинации любых из вышеуказанных кислот и/или ангидридов.

Подходящие ацилирующие агенты включают акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновую кислоту, малеиновый ангидрид, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту, итаконовый ангидрид, цитраконовую кислоту, цитраконовый ангидрид, мезаконовую кислоту, глутаконовую кислоту, хлоромалеиновую кислоту, аконитовую кислоту, метилкротоновую кислоту, сорбиновую кислоту, 3-гексеновую кислоту, 10-деценовую кислоту, 2-пентен-1,3,5-трикарбоновую кислоту, коричную кислоту и низшие алкил-(например, С₁-С₄-алкил) эфиры вышеуказанных кислот, например метилмалеат, этилфумарат, метилфумарат и т.д. Особенно предпочтительными являются ненасыщенные карбоновые кислоты и их производные, особенно, малеиновая кислота, фумаровая кислота и малеиновый ангидрид.

Эпоксидный реагент

Эпоксидные производные, используемые в настоящем способе, имеют обычно по меньшей мере одну точку олефиновой ненасыщенности в структуре. Когда эпоксид прививается на полимерную главную цепь, он может взаимодействовать, например, с аминами с образованием гидроксиламина. Эпоксиды могут также взаимодействовать с другими реагентами, такими как спирты, меркаптаны и карбоновые кислоты. Подходящие эпоксиды включают глицидилметакрилат, аллилглицидиловый простой эфир, 1,2-эпокси-5-гексен и 3,4-эпокси-1-бутен.

Прививающиеся азот- и/или кислородсодержащие мономеры

Мономеры с этиленовой ненасыщенностью, которые содержат один или более из азота и кислорода, используются для придания характеристики диспергируемости. Азот- и/или кислородсодержащие мономеры, подходящие для придания диспергируемости, которая связана с обработкой осадка и нагара, представляют собой алифатические или ароматические мономеры с очень широкой этиленовой ненасыщенностью, имеющие от 2 до примерно 50 углеродных атомов, содержащие по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из кислорода, азота и их комбинаций. Комбинации таких азотсодержащих и/или кислородсодержащих мономеров с этиленовой ненасыщенностью также предполагаются для использования в качестве прививающихся мономеров, придающих диспергируемость. Отдельные прививающиеся мономеры, предполагаемые для использования здесь, включают следующее: N-винилимидазол (также известный как 1-винилимидазол) ((VIMA) (ВИМА)), 1-винил-2-пирролидинон, С-винилимидазол, N-аллилимидазол, 1-винилпирролидинон, 2-винилпиридин, 4-винилпиридин, N-метил-N-винилацетамид, диаллилформамид, N-метил-N-аллилформамид, N-этил-N-аллилформамид N-циклогексил-N-аллилформамид, 4-метил-5-винилтриазол, N-аллилдиизооктилфенотиазин, 2-метил-1-винилимидазол, 3-метил-1-винилпиразол, N-винилпурин, N-винилпиперазины, винилпиперидины, винилморфолины, малеимиды,

ациламиды, такие как N,N-диметилакриламид и N,N-диметиламинопропилакриламид, а также комбинации указанных материалов или другие подобные материалы. Прививающийся мономер (мономеры), содержащий азот, кислород или как азот, так и кислород, предполагаемый для использования в настоящем изобретении, может содержать помимо азота и/или кислорода другие элементы, такие как сера, фосфор или галогены. Отдельные прививающиеся мономеры, предполагаемые для использования, включают 4-метил-5-винилтиазол и N-аллилдиизооктилфенотиазин.

Амины для взаимодействия с ацильной группой или другими группами прививающихся соединительных агентов

Аминами, подходящими для придания характеристики обработки копоти, являются амины, которые способны подвергаться реакции конденсации с подходящим ацилирующим агентом, а именно, первичные или вторичные амины. Могут использоваться один или более аминов. Амины, способные ацилироваться, рассматриваются в патенте США №4320019, описание которого приводится здесь в качестве ссылки в его полноте, от столбца 4, строка 60 по столбец 6, строка 14; в патенте США №5424367, описание которого приводится здесь в качестве ссылки в его полноте, от столбца 10, строка 61 по столбец 13, строка 18; в патенте США №5427702, описание которого приводится здесь в качестве ссылки в его полноте, от столбца 13, строка 5 по столбец 17, строка 32. Среди различных типов аминов, используемых для осуществления данного изобретения, находятся алкиламины, алкиленполиамины, ароматические амины и полиалкиленполиамины.

Некоторые примеры алкиламинов, алкиленаминов, алкиленполиаминов и аминов, молекулы которых содержат гетероциклы, включают метиленамины, этиленамины, бутиленамины, пропиленамины, пентиленамины, гексиленамины, гептиленамины, октиленамины, N,N-диметиламинопропиламин, N,N-диоктилэтиламин, другие полиметиленамины, циклические и высшие гомологи указанных аминов, такие как пиперазины, аминоалкилзамещенные пиперазины, такие как (2-аминопропил)пиперазин, 1,4-бис-(2-аминоэтил)пиперазин и 2-метил-1-(2-аминобутил)пиперазин и т.д. Сюда включаются также этилендиамин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин, пропилендиамин, ди(гептаметилен)триамин, трипропилентетрамин, тетраэтиленпентамин, триметилендиамин, пентаэтиленгексамин, ди-(триметилен)триамин, N-октил-N'-метиэтилендиамин, а также другие полиаминные материалы. Могут также использоваться другие высшие гомологи, полученные конденсацией двух или более вышеуказанных алкиленаминов, а также гетероциклические соединения, такие как 3-морфолинопропиламин.

Другие типы аминов, используемые в осуществлении данного изобретения, включают аминоароматические соединения, такие как ариламины и алкилариламин и N-арилфенилендиамины. Отдельные ароматические амины включают, например, анилин, 4-морфолин-анилин, бензиламин, фенилэтиламин и 3-фенил-1-пропиламин. Среди N-арилфенилендиаминов находятся N-фенилфенилендиамины. Среди них находятся N-фенил-1,4-фенилендиамин (также называемый как 4-аминодифениламин), N-фенил-1,3-фенилендиамин, N-фенил-1,2-фенилендиамин, N-нафтилфенилендиамин, N-фенилнафталиндиамин и N' -аминопропил-N-фенилфенилендиамин. Одним из более предпочтительных аминов является 4-аминодифениламин (также называемый как N-фенил-1,4-фенилендиамин). Также предполагается, что комбинации вышеуказанных аминов могут использоваться для взаимодействия с одним или более ацилирующими агентами.

Примерами подходящих полиалкиленполиаминов являются полиалкиленполиамины, которые имеют формулы:

NH₂ (-алкилен-O-алкилен)_mNН₂ (i), где m имеет значение от примерно 3 до 70 и, предпочтительно, 10-35; и

R-(алкилен-O-алкилен)_nNH₂ (ii), где n имеет значение примерно 1-40, при условии, что сумма всех n составляет от примерно 3 до примерно 70 и, предпочтительно, от примерно 6 до примерно 35, и R представляет собой поливалентный насыщенный углеводородный радикал, имеющий до 10 углеродных атомов. Алкилен-группы в формуле (i) или (ii) могут иметь неразветвленные или разветвленные цепи, содержащие примерно 2-7 и, предпочтительно, примерно 2-4 углеродных атома.

Полиоксиалкиленполиамины, такие как полиоксиалкилендиамины и полиоксиалкилентриамины, могут иметь среднюю молекулярную массу в интервале от примерно 200 до примерно 4000 и, предпочтительно, от примерно 400 до примерно 2000. Подходящие полиоксиалкиленполиамины включают полиоксиэтилен- и полиоксипропилендиамины и полиоксипропилентриамины, имеющие среднюю молекулярную массу в интервале от примерно 200 до 2000.

Другие типы аминов, используемые в осуществлении данного изобретения, включают аминоароматические соединения, такие как:

N-арилфенилендиамины, представленные формулой:

в которой Аr представляет собой ароматический остаток, и R₁ представляет собой водород, -NH-арил, -NH-арилалкил, -NH-алкиларил, или радикал с разветвленной или неразветвленной цепью, имеющий от 4 до 24 углеродных атомов, и радикалом может быть алкил-, алкенил-, алкоксил-, арилалкил-, алкиларил-, гидроксиалкил- или аминоалкил-радикал, R₂ представляет собой NH₂, - (NH(CH₂)_n-)_m-NH₂, СН₂-(CH₂)_n-NH₂, -арил-NH₂, где n и m каждый имеет значение от 1 до 10, R₃ представляет собой водород или алкил-, алкенил-, алкоксил-, арилалкил- или алкиларил-радикал, который может иметь от 4 до 24 углеродных атомов.

N-арилфенилендиаминные соединения также могут быть представлены формулой:

в которой R₄, R₅ и R₆ представляет собой водород или неразветвленный или разветвленный углеводородный радикал, содержащий от 1 до 10 углеродных атомов, и радикалом может быть алкил-, алкенил-, алкоксил-, арилалкил-, алкиларил-, гидроксиалкил- или аминоалкил - радикал, и R₄, R₅ и R₆ могут быть одинаковыми или различными.

Особенно предпочтительными N-арилфенилендиаминами являются N-фенилфенилендиамины, например N-фенил-1,4-фенилендиамин (также называемый здесь как 4-аминодифениламин), N-фенил-1,3-фенилендиамин, N-фенил-1,2-фенилендиамин, N-нафтилфенилендиамин, N-фенилнафталиндиамин и N'-аминопропил-N-фенилфенилендиамин. Наиболее предпочтительно, амином является 4-аминодифениламин (также называемый как N-фенил-1,4-фенилендиамин).

Другими используемыми аминами являются аминоимидазолины, такие как 2-гептил-3-(2-аминопропил)имидазолин, 4-метил-имидазолин и 1,3-бис-(2-аминоэтил)имидазолин, и аминотиазолы, такие как аминотиазол, аминобензотиазол, аминобензотиадиазол и аминоалкилтиазол.

Другие используемые типы аминов включают аминокарбазолы, аминоиндолы, аминоиндазолиноны, аминомеркаптотриазол и амино-перимидины.

Их структуры представлены ниже. Аминокарбазолы представлены формулой:

в которой R₇ и R₈ представляют собой водород или алкил-, алкенил- или алкоксил-радикал, имеющий от 1 до 14 углеродных атомов, и R₇ и R₈ могут быть одинаковыми или различными. Аминоиндолы представлены формулой:

в которой R₈ представляет собой водород или алкил-радикал, имеющий от 1 до 14 углеродных атомов.

Аминоиндазолиноны представлены формулой:

в которой R₁₀ представляет собой водород или алкил-радикал, имеющий от 1 до 14 углеродных атомов.

Аминомеркаптотриазол представлен формулой:

Аминоперимидины представлены формулой:

в которой R₁₁ представляет собой водород или алкил- или алкоксил-радикал, имеющий от 1 до 14 углеродных атомов.

Другие используемые амины включают: 2-гептил-3-(2-аминопропил)имидазолин, 4-метилимидазолин, 1,3-бис-(2-аминоэтил)имидазолин, (2-аминопропил)пиперазин, 1,4-бис-(2-аминоэтил)пиперазин, N,N-диметиламинопропиламин, N,N-диоктилэтиламин, N-октил-N'-метилэтилендиамин и 2-метил-1-(2-аминобутил)пиперазин, и аминотиазол из группы, состоящей из аминотиазола, аминобензотиазола, аминобензотиадиазола и аминоалкилтиазола.

Также предполагается, что комбинации вышеуказанных аминов могут использоваться для взаимодействия с одним или более ацилирующим агентом.

Выбор аминного соединения зависит, в частности, от природы ацилирующего агента. В случае предпочтительного ацилирующего агента - малеинового ангидрида, предпочтительными являются такие амины, которые взаимодействуют преимущественно с ангидридной функциональностью. Первичные амины являются предпочтительными благодаря стабильности получаемых имидных продуктов. Могут использоваться первичные амины, структурно выражаемые как RNH₂, в которых R-группа может иметь функциональности, улучшающие характеристики, желаемые для конечного продукта. Такие свойства могут включать среди прочего износостойкость, снижение трения и защиту от окисления. Также рассматривается введение элементов помимо углерода, водорода и азота, таких как (но не ограничиваясь этим) галогены или сера, или кислород, или фосфор, либо в отдельности, либо в комбинации.

Свободнорадикальные инициаторы

В широком плане предполагаемым для использования является любой свободнорадикальный инициатор, способный работать в условиях реакций. Характерные инициаторы рассматриваются в патенте США № 4146489, описание которого приводится здесь в качестве ссылки в его полноте, столбец 4, строки 45-53. Предполагаемые отдельные «пероксидные» инициаторы включают алкил-, диалкил- и арилпероксиды, например: ди-трет-бутилпероксид (сокращено здесь как “DTBP” (ДТБП)), дикумилпероксид, трет-бутилкумилпероксид, бензоилпероксид, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексан и 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)-гексин-3. Также рассматриваемыми являются сложные пероксиэфирные и пероксикетальные инициаторы, например: трет-бутилпероксибензоат, трет-амилпероксибензоат, трет-бутилперокси-ацетат, трет-бутилпероксибензоат, ди-трет-бутилдипероксифталат и трет-бутилпероксиизобутират. Также рассматриваемыми являются гидропероксиды, например: кумолгидропероксид, трет-бутилгидропероксид и водородпероксид. Также рассматриваемыми являются азо-инициаторы, например: 2-трет-бутилазо-2-цианопропан, 2-трет-бутилазо-1-цианоциклогексан, 2,2'-азобис-(2,4-диметилпентаннитрил), 2,2'-азобис-(2-метилпропаннитрил), 1,1'-азобис-(циклогексанкарбонитрил) и азоизобутиронитрил ((AIBN)(АИБН)). Также рассматриваются другие подобные материалы, такие как (но не ограничиваясь этим) диацилпероксиды, кетонпероксиды и пероксидикарбонаты. Также предполагается, что могут использоваться комбинации более, чем одного инициатора, включая комбинации различных типов инициаторов.

Растворители

Могут использоваться либо полярные, либо неполярные растворители или обрабатываемые жидкости. Такие растворители облегчают обработку материалов, а также способствуют однородному распределению реагентов. Обрабатываемые жидкости, используемые здесь, включают летучие растворители, которые легко удаляются из привитого сополимера после завершения реакции. Растворителями, которые могут использоваться, являются растворители, которые могут диспергировать или растворять компоненты реакционной смеси, и которые заметно не участвуют в реакции или не вызывают побочные реакции в значительной степени. Некоторые примеры растворителей данного типа включают алифатические или алициклические углеводороды с неразветвленной или разветвленной цепью, такие как н-пентан, н-гептан, изо-гептан, н-октан, изо-октан, нонан, декан, циклогексан, дигидронафталин, дека-гидронафталин и другие. Отдельные примеры полярных растворителей включают алифатические кетоны (например, ацетон), ароматические кетоны, простые эфиры, сложные эфиры, амиды, нитрилы, сульфоксиды, такие как диметилсульфоксид, вода и т.д. В качестве растворителей также используются нереакционные галогенированные ароматические углеводороды, такие как хлорбензол, дихлорбензол, трихлорбензол, дихлортолуол и другие. Комбинации растворителей, полярных и неполярных растворителей, также предполагаются для использования в настоящем изобретении.

Обрабатываемые жидкости, используемые здесь, также включают базовое сырье, которое имеет низкое содержание ароматических соединений и является подходящим для введения в конечный продукт смазочного масла. Может использоваться любое базовое сырье, которое может диспергировать или растворять остальные компоненты реакционной смеси без заметного участия в реакции или инициирования побочных реакций в значительной степени. Гидроизомеризованное и гидрокрекированное базовое сырье, базовое сырье, содержащее низкие и средние уровни ароматических компонентов, и жидкие поли-α-олефины предполагаются для использования в соответствии с изобретением. Ароматические компоненты желательно поддерживать на низких уровнях, так как ароматические материалы могут взаимодействовать друг с другом или с другими реакционными компонентами в присутствии инициаторов. В данном описании предполагается использование базового сырья, имеющего ароматические компоненты, когда они составляют меньше оптимального количества. Включенным является базовое сырье, содержащее менее 50% ароматических компонентов, альтернативно, меньше 30% ароматических компонентов, альтернативно, меньше 25% ароматических компонентов, альтернативно, меньше 20% ароматических компонентов, альтернативно, меньше 10% ароматических компонентов или, альтернативно, меньше 5% ароматических компонентов.

Предполагаемое подходящее базовое сырье указанного типа включает материалы, поставляемые фирмой ExxonMobil Corp., такие как низкозастывающие нейтральные базовые масла селективной очистки группы I 100 SUS, 130 SUS или 150 SUS и базовое сырье ЕНС группы II. Также предполагаемое характерное базовое сырье включает материалы, поставляемые фирмой PetroCanada, Калагари, Альберта, такие как HT60 (P 60 N), HT70 (P 70 N), HT100 (P 100 N) и HT160 (P 160 N), а также RLOP-сырье, такое как 100N и 240N, поставляемой фирмой Chevron USA Products Co. Обычно для использования предполагаются категории базового сырья группы I, группы II, группы III, группы IV и группы V. В качестве обрабатываемых жидкостей также может использоваться базовое сырье, не содержащее ароматических компонентов, такое как поли-альфа-олефины ((«РАО»)(ПАО)).

Содержание ароматических компонентов в обрабатываемой жидкости составляет, предпочтительно, от примерно 0 до примерно 50% мас., альтернативно, от примерно 0 до примерно 25% мас., альтернативно, от примерно 0 до примерно 15% мас., альтернативно, от примерно 0 до примерно 5% мас.

Условия реакции

Для получения многофункционального привитого сополимера, который показывает как хорошую обработку копоти, так и регулирование осадка и нагара, соответствующие частицы мономера, которые придают указанные характеристики, прививаются