Депрессорные добавки, понижающие температуру застывания, для улучшения низкотемпературной вязкости состаренного смазочного масла
Настоящее изобретение относится к композициям для применения в качестве депрессорной добавки, понижающей температуру застывания, для улучшения низкотемпературной вязкости состаренного смазочного масла, содержащим два алкил(мет)акрилатных сополимера, отличающимся тем, что композиция содержит от 30 до 90% по весу первого сополимера и от 10 до 70% по весу второго сополимера в пересчете на общий вес композиции, и при этом: a) первый сополимер состоит из (i) от 35 до 60% по весу мономерных звеньев лаурил-миристилметакрилата (LMA) в пересчете на общий вес сополимера и (ii) от 40 до 65% по весу мономерных звеньев цетил-стеарилметакрилата (SMA) в пересчете на общий вес сополимера; и b) второй сополимер состоит из (i) от 61 до 95% по весу мономерных звеньев, выбранных из лаурил-миристилметакрилата (LMA) и додецил-пентадецилметакрилата (DPMA), в пересчете на общий вес сополимера, (ii) от 5 до 39% по весу мономерных звеньев, выбранных из цетил-эйкозилметакрилата (СЕМА) и цетил-стеарилметакрилата (SMA), в пересчете на общий вес сополимера, а также к композиции смазочного масла, содержащей базовое масло и от 0,03 до 3% по весу (в пересчете на общий вес сополимеров) депрессорную добавку. Также относится к способу улучшения низкотемпературной вязкости композиции состаренного смазочного масла, причем композиция состаренного смазочного масла представляет собой композицию, которая применяется в двигателе, в частности в дизельном двигателе, и характеризуется вязкостью при низкой скорости сдвига не более 60 Па⋅с и пределом текучести менее 35 Па в соответствии с ASTM D4684. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.
Настоящее изобретение относится к композициям для применения в качестве добавок к смазочному маслу. Композиции-добавки содержат смесь алкил(мет)акрилатных сополимеров, характеризующихся определенными композициями мономеров. Раскрытые в данном документе композиции-добавки можно применять для улучшения низкотемпературной способности к перекачиванию состаренного смазочного масла, в частности, дизельного моторного масла, состаренного в присутствии биодизельного топлива.
На зависимые от температуры вязкостные свойства смазочного масла оказывает значительное влияние кристаллизация парафиновых компонентов при низкой температуре. Данная кристаллизация приводит к образованию так называемых воскоподобных структур, которые значительно снижают текучесть смазочного масла. Депрессорные добавки, понижающие температуру застывания (PPD), были разработаны для поддержания текучести смазочного масла при низких значениях температуры путем препятствия образования воскоподобных структур в масле.
Исторически, эффективность PPD количественно выражали путем определения температуры, непосредственно перед которой смазочное масло становится не способным течь (температура застывания). Таким образом, PPD традиционно отбирали исходя из их способности снижать температуру застывания. Однако, температура застывания не является единственным индикатором низкотемпературных эксплуатационных свойств смазочного масла. Для моторного масла вязкость при низкой температуре и высокой скорости сдвига является мерой эффекта, которое моторное масло оказывает на пусковые свойства двигателя вследствие вязкости масляной пленки на коленвале двигателя. Это свойство может быть измерено с помощью тестирования на имитаторе холодного пуска (CCS) согласно ASTM D5293. Другим важным индикатором эксплуатационных свойств моторного масла является способность к перекачиванию масла при низкой температуре, которая определяется в соответствии с ASTM D4684. Способность к перекачиванию измеряется относительно вязкости при низкой скорости сдвига и предела текучести. Оба параметра определяют на ротационном минивискозиметре (MRV) при помощи стандартизированного профиля охлаждения (TP-1), в соответствии с которым масло охлаждается от -5 до -40°C за единицу скорости, как описано в ASTM D4684. Способность к перекачиванию масла в соответствии с ASTM D4684 также включено как важное требование в международном стандарте для моторных масел SAE J300.
Масло, которое проходит по требованиям способности к перекачиванию как свежее масло, все еще может дать неудовлетворительные показатели способности к перекачиванию, если масло окислилось в ходе его длительного использования в двигателе. Это окисление также называется старением. Неудовлетворительные показатели низкотемпературной способности к перекачиванию могут возникнуть по другим причинам. Одной такой известной причиной является загрязнение моторного масла биодизельным топливом. Было обнаружено, что старение и/или загрязнение может повышать предел текучести и вязкость при низкой скорости сдвига масла, при этом другие свойства, такие как вязкость при высокой скорости сдвига и кинематическая вязкость, не обязательно значительно изменяются при старении. Вследствие повышения предела текучести и вязкости при низком сдвиге старение имеет негативные последствия в отношении производительности двигателя. Таким образом, пределы способности к перекачиванию для использованных масел охвачены ILSAC GF-4 и действующими спецификациями GF-5 в отношении моторных масел.
Применение PPD направлено на улучшение этих вязкостных свойств. Однако, применение PPD осложняется тем, что смазочные масла, полученные из разных источников, содержат разные виды воскоподобных или парафиновых компонентов. Таким образом, эффект PPD на низкотемпературную вязкость зависит как от PPD, так и от природы смазочного масла. Кроме того, эффект, оказываемый определенной PPD на температуру застывания, не всегда коррелирует с ее эффектом на другие низкотемпературные свойства масла. Следовательно, PPD, которая снижает температуру застывания, может иметь только небольшой эффект, например, на вязкость при низкой скорости сдвига и предел текучести при низкой температуре. Более того, PPD, которые являются подходящими для улучшения низкотемпературной вязкости свежего масла, не всегда проявляют эксплуатационные свойства подобным образом в отношении состаренного или загрязненного топливом масла. И наконец, дополнительная трудность состоит в том, что смазочные масла обычно содержат дополнительные добавки, такие как пакеты моющих и ингибирующих добавок (DI-пакеты) и добавки, понижающие температурную зависимость вязкости (VI-добавки), и что эти добавки могут также влиять на эксплуатационные свойства PPD. Таким образом, тщательный выбор композиций PPD часто является необходимым.
PPD для применения в смазочных маслах обычно составляют на основе алкил(мет)акрилатных полимеров. Например, в US 4867894 раскрыто, что сополимеры смеси разветвленных и линейных алкил(мет)акрилатов с разной длиной алкильной цепи можно применять в качестве добавок к маслу для снижения температуры застывания. В US 2655479 раскрыты PPD на основе смеси двух разных алкил(мет)акрилатных сополимеров, где два сополимера отличаются по средней длине алкильной цепи. US 4968444 относится к смеси двух алкил(мет)акрилатных сополимеров, каждый из которых содержит разные относительные количества алкил(мет)акрилатов с короткой и длинной цепью. US 5043087 относится к PPD, содержащим смесь двух алкил(мет)акрилатных сополимеров, где первый сополимер состоит из смеси разветвленных и линейных алкил(мет)акрилатов, а второй сополимер образован только из линейных алкил(мет)акрилатов. В US 8163683 B2 предусмотрены PPD для понижения температуры застывания базовых масел селективной очистки и базовых масел с высоким индексом вязкости, где PPD содержат смесь двух разных алкил(мет)акрилатных сополимеров, характеризующихся разными средними величинами длины алкильной цепи. В US 6458749 B2 описан способ улучшения низкотемпературной текучести композиций смазочного масла, основанный на добавлении смеси выбранных алкил(мет)акрилатных сополимеров с высоким и низким молекулярным весом. В WO 2012/056022 A1 раскрыто применение депрессорной добавки, понижающей температуру застывания, на основе одного алкил(мет)акрилатного сополимера для улучшения эксплуатационного свойства состаренного дизельного моторного масла в отношении холодного запуска двигателя.
Данные примеры из уровня техники главным образом ориентированы на улучшение температуры застывания свежего моторного масла. Проблеме вызванного старением повышения других вязкостных свойств, таких как низкотемпературная способность к прокачиванию, до сих пор не уделялось достаточного внимания. Таким образом, настоящее изобретение ставит своей целью предусмотреть PPD на основе алкил(мет)акрилатных полимеров, подходящие для улучшения низкотемпературной способности к перекачиванию состаренного смазочного масла, в частности, моторного масла, состаренного в присутствии биодизельного топлива. Дополнительно, предусмотренные настоящим изобретением PPD должны обеспечивать улучшение низкотемпературных эксплуатационных свойств широкого спектра композиций смазочного масла, при этом композиции смазочного масла могут включать разные виды DI-пакетов и VI-добавок.
Было обнаружено, что композицию из двух алкил(мет)акрилатных сополимеров, каждый из которых образован из определенных относительных количеств алкил(мет)акрилатов с разной длиной алкильной цепи, можно применять в качестве добавки к смазочному маслу для предупреждения вызванного старением повышения вязкости при низкой температуре и низкой скорости сдвига и предела текучести в соответствии с ASTM D4684. В связи с этим композиция позволяет поддерживать низкотемпературную способность к прокачиванию состаренного смазочного масла, в частности, моторного масла, состаренного в присутствии биодизельного топлива.
Таким образом, первый аспект настоящего изобретения относится к композиции для применения в качестве добавки к смазочному маслу, содержащей два алкил(мет)акрилатного сополимера, характеризующейся тем, что
композиция содержит от 15 до 90% по весу первого сополимера и от 10 до 85% по весу второго сополимера в пересчете на общий вес композиции,
первый сополимер содержит
от 35 до 60% по весу мономерных звеньев, выбранных из одного или более C7-C15алкил(мет)акрилатов, в пересчете на общий вес сополимера и
менее 4% по весу мономерных звеньев, выбранных из одного или более C1-C6алкил(мет)акрилатов, в пересчете на общий вес сополимера; и
второй сополимер содержит
более 60% по весу мономерных звеньев, выбранных из одного или более C7-C15алкил(мет)акрилатов, в пересчете на общий вес сополимера,
по меньшей мере 5% по весу мономерных звеньев, выбранных из одного или более C16-C24алкил(мет)акрилатов, в пересчете на общий вес сополимера и
менее 4% по весу мономерных звеньев, выбранных из одного или более C1-C6алкил(мет)акрилатов, в пересчете на общий вес сополимера.
Используемое в данном документе выражение «(мет)акрилат» относится к сложным эфирам акриловой и метакриловой кислоты и их смесям. Выражение «алкил(мет)акрилат» относится к сложным эфирам (мет)акриловой кислоты и алифатических спиртов. Описанные в данном документе алкил(мет)акрилаты характеризуются количеством атомов углерода в алкильной цепи, происходящим от спирта.
Описанные в данном документе сополимеры получают посредством радикальной полимеризации этиленненасыщенных мономеров, в частности, (мет)акрилатов. Выражение «сополимер» относится к полимеру, состоящему из гетерогенной смеси мономерных звеньев, содержащих два или более типов мономеров. Если не указано иное, относительные количества мономерных звеньев приведены в % по весу в пересчете на общий вес сополимера.
Было обнаружено, что получение смеси двух сополимеров, где первый сополимер содержит от 35 до 60% по весу C7-C15алкил(мет)акрилатов, при этом второй сополимер содержит большее количество C7-C15 алкил(мет)акрилатов на уровне более 60% по весу, является существенным для достижения надлежащей низкотемпературной способности к перекачиванию в состаренном смазочном масле.
Особенно преимущественным является, если оба сополимера содержат мономерные звенья, выбранные из C16-C24алкил(мет)акрилатов, в комбинации с мономерными звеньями, выбранными из C7-C15алкил(мет)акрилатов. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления первый сополимер содержит от 40 до 65% по весу мономерных звеньев, выбранных из одного или более C16-C24алкил(мет)акрилатов.
По той же причине второй сополимер предпочтительно содержит
от 61 до 95% по весу мономерных звеньев, выбранных из одного или более C7-C15алкил(мет)акрилатов,
от 5 до 39% по весу мономерных звеньев, выбранных из одного или более C16-C24алкил(мет)акрилатов, и
менее 4% по весу мономерных звеньев, выбранных из одного или более C1-C6алкил(мет)акрилатов.
Примерами C1-C6алкил(мет)акрилатного мономера, где алкильная группа содержит 1-6 атомов углерода (также называемых «низкофракционными» алкил(мет)акрилатами), являются метилметакрилат (MMA), метил- и этилакрилат, пропилметакрилат, бутилметакрилат (BMA) и -акрилат (BA), изобутилметакрилат (IBMA), гексил- и циклогексилметакрилат, циклогексилакрилат и их комбинации.
Дополнительно было обнаружено, что сокращением количества C1-C6алкил(мет)акрилатных мономерных звеньев до менее 4% по весу в пересчете на общий вес сополимера можно получить сополимеры, которые характеризуются требуемым эффектом на низкотемпературную способность к прокачиванию состаренного смазочного масла. Таким образом, особенно предпочтительным является, чтобы сополимеры по настоящему изобретению содержали менее 1% по весу C1-C6алкил(мет)акрилата, более предпочтительно ноль % по весу. В другом предпочтительном варианте осуществления сополимеры по настоящему изобретению содержат менее 1% по весу метил(мет)акрилата, более предпочтительно менее 0,1% по весу.
Примерами C7-C15алкил(мет)акрилатного мономера, где алкильная группа содержит 7-15 атомов углерода (также называемых «среднефракционными» алкил(мет)акрилатами), являются 2-этилгексилакрилат (EHA), 2-этилгексилметакрилат, октилметакрилат, нонилметакрилат, децилметакрилат, изодецилметакрилат (IDMA, на основе смеси разветвленных (C10)алкильных изомеров), ундецилметакрилат, додецилметакрилат (также известный как лаурилметакрилат), тридецилметакрилат, тетрадецилметакрилат (также известный как миристилметакрилат), пентадецилметакрилат и их комбинации. Также пригодными являются додецил-пентадецилметакрилат (DPMA) – смесь линейных и разветвленных изомеров додецил-, тридецил-, тетрадецил- и пентадецилметакрилатов; децил-октилметакрилат (DOMA) – смесь децил- и октилметакрилатов; нонил-ундецилметакрилат (NUMA) – смесь нонил-, децил- и ундецилметакрилатов, и лаурил-миристилметакрилат (LMA) - смесь додецил и тетрадецилметакрилатов.
Примерами C16-C24алкил(мет)акрилатного мономера, где алкильная группа содержит 16-24 атомов углерода (также называемых «высокофракционными» алкил(мет)акрилатами), являются гексадецилметакрилат (также известный как цетилметакрилат), гептадецилметакрилат, октадецилметакрилат (также известный как стеарилметакрилат), нонадецилметакрилат, эйкозилметакрилат, бегенилметакрилат и их комбинации. Также пригодными являются цетил-эйкозилметакрилат (CEMA) – смесь гексадецил-, октадецил- и эйкозилметакрилата; и цетил-стеарилметакрилат (SMA) – смесь гексадецил- и октадецилметакрилата.
Вышеописанные среднефракционные и высокофракционные алкил(мет)акрилатные мономеры обычно получают стандартными процедурами эстерификации с использованием технических длинноцепочечных алифатических спиртов. Данные коммерчески доступные спирты являются смесями спиртов с варьирующими величинами длины цепей, предпочтительно содержащими от приблизительно 10 до 15 или от приблизительно 16 до 20 атомов углерода в алкильной группе. Следовательно, предполагается, что для целей настоящего изобретения алкил(мет)акрилат включает не только отдельный указанный продукт из алкил(мет)акрилата, но также включает смеси алкил(мет)акрилатов с преобладающим количеством конкретного указанного алкил(мет)акрилата. Применение данных коммерчески доступных смесей спиртов для получения сложных (мет)акрилатных эфиров приводит в результате к мономерным типам DOMA, NUMA, LMA, DPMA, SMA и CEMA, описанным выше.
В предпочтительном варианте осуществления C7-C15алкил(мет)акрилаты выбраны из группы, включающей додецил-пентадецилметакрилат (DPMA), децил-октилметакрилат (DOMA), нонил-ундецилметакрилат (NUMA) и лаурил-миристилметакрилат (LMA); а C16-C24алкил(мет)акрилаты выбраны из группы, включающей цетил-эйкозилметакрилат (CEMA) и цетил-стеарилметакрилат (SMA).
Как правило, количество C7-C15алкил(мет)акрилатных мономерных звеньев в первом сополимере составляет от 35 до 60%, предпочтительно от 35 до менее 60% и более предпочтительно от 40 до 55% в пересчете на общий вес первого сополимера. Как правило, количество C7-C15алкил(мет)акрилатных мономерных звеньев во втором сополимере составляет от 60 до 95%, предпочтительно от 70 до 95% и более предпочтительно от 75 до 95% в пересчете на общий вес второго сополимера. Предпочтительные C7-C15алкил(мет)акрилатные мономеры, пригодные для получения сополимеров, включают, например, изодецилметакрилат, лаурил-миристилметакрилат (LMA) и додецил-пентадецилметакрилат (DPMA).
Предпочтительно количество C16-C24алкил(мет)акрилатных мономерных звеньев в первом сополимере составляет от 40 до 65%, более предпочтительно от более 40 до 65% и наиболее предпочтительно от 45 до 60% в пересчете на общий вес первого сополимера. Как правило, количество C16-C24алкил(мет)акрилатных мономерных звеньев во втором сополимере составляет от 5 до менее 40%, предпочтительно от 5 до 30% и более предпочтительно от 5 до 25% в пересчете на общий вес второго сополимера. Предпочтительные C16-C24алкил(мет)акрилатные мономеры, пригодные для получения сополимеров, включают, например, цетил-эйкозилметакрилат (CEMA) и цетил-стеарилметакрилат (SMA).
Среди среднефракционных алкил(мет)акрилатов предпочтительными являются C10-C15алкил(мет)акрилаты. Среди высокофракционных алкил(мет)акрилатов предпочтительными являются C16-C20алкил(мет)акрилаты.
Таким образом, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения первый сополимер содержит:
от 35 до 60% по весу мономерных звеньев, выбранных из одного или более C10-C15алкил(мет)акрилатов, предпочтительно от 35 до менее 60%, более предпочтительно от 40 до 55%;
от 40 до 65% по весу мономерных звеньев, выбранных из одного или более C16-C20алкил(мет)акрилатов, предпочтительно от более 40 до 65%, более предпочтительно от 45 до 60%; и
менее 4% по весу мономерных звеньев, выбранных из одного или более C1-C6алкил(мет)акрилатов, предпочтительно менее 1%, более предпочтительно ноль%.
В данном варианте осуществления количество C7-C15алкил(мет)акрилатов ограничено до 35-60% по весу, а количество C16-C24алкил(мет)акрилатов предпочтительно ограничено до 40-65% по весу.
Подобным образом, второй сополимер предпочтительно содержит
от 61 до 95% по весу мономерных звеньев, выбранных из одного или более C10-C15алкил(мет)акрилатов, предпочтительно от 70 до 95%, более предпочтительно от 75 до 95%;
от 5 до 39% по весу мономерных звеньев, выбранных из одного или более C16-C20алкил(мет)акрилатов, предпочтительно от 5 до 30%, более предпочтительно от 5 до 25%; и
менее 4% по весу мономерных звеньев, выбранных из одного или более C1-C6алкил(мет)акрилатов, предпочтительно менее 1%, более предпочтительно 0%.
В данном варианте осуществления количество C7-C15алкил(мет)акрилатов ограничено до 61-95% по весу, а количество C16-C24алкил(мет)акрилатов ограничено до 5-39% по весу.
Предпочтительно первый и второй сополимеры объединены при весовом соотношении (первого/второго) от 5/95 до 75/25, предпочтительно от 10/90 до 60/40 и более предпочтительно от 15/85 до 50/50. В альтернативном предпочтительном варианте осуществления первый и второй сополимеры объединены при весовом соотношении (первого/второго) от 30/70 до 90/10. Выбранные сополимеры, объединенные при указанных в настоящем изобретении соотношениях, обеспечивают более широкую применимость для обработки базовых масел из разных источников по сравнению с применением одной полимерной добавки или комбинаций полимерных добавок, характеризующихся подобными композициями мономеров.
Композиция по настоящему изобретению содержит от 15 до 90% по весу первого сополимера и от 10 до 85% по весу второго сополимера в пересчете на общий вес композиции. В предпочтительном варианте осуществления композиция содержит от 25 до 80% по весу первого сополимера и от 20 до 75% по весу второго сополимера в пересчете на общий вес композиции. В другом предпочтительном варианте осуществления композиция содержит от 30 до 90% по весу первого сополимера и от 10 до 70% по весу второго сополимера в пересчете на общий вес композиции.
Следует отметить, что композиция может содержать два или более первых или вторых сополимеров, соответственно. Например, композиция может содержать два первых сополимера в комбинации с одним вторым сополимером или наоборот. С целью определения относительных количеств первого и второго сополимеров общий вес всех первых сополимеров необходимо сопоставить с общим весом всех вторых сополимеров.
Композиция, содержащая два вторых и один первый сополимер, является особенно предпочтительной для улучшения низкотемпературной вязкости моторного масла после старения, в зависимости от состава моторного масла.
В другом предпочтительном варианте осуществления композиция не содержит любых других алкил(мет)акрилатных сополимеров помимо сополимеров по настоящему изобретению.
Необязательно другие мономеры могут быть полимеризованы в комбинации с алкил(мет)акрилатными мономерами, обсуждаемыми выше, например, акриловая кислота, метакриловая кислота, винилацетат, стирол, замещенные алкилом (мет)акриламиды, моноэтиленненасыщенные азотсодержащие кольцевые соединения, винилгалогениды, винилнитрилы и виниловые эфиры. Количество необязательно используемых мономеров, как правило, составляет от ноля до менее 10%, предпочтительно от ноля до менее 5% и более предпочтительно от ноля до менее 2% в пересчете на общий вес используемых мономеров. Необязательные мономеры можно использовать при условии, что они значительно не влияют на низкотемпературные свойства или совместимость полимерной добавки с другими компонентами композиции смазочного масла. Вышеупомянутое обсуждение касательно применения необязательных мономеров в ходе получения алкил(мет)акрилатных полимеров также применимо к другим классам полимеров, таким как винилароматические полимеры, сополимеры винилароматического полимера и производного (мет)акриловой кислоты, сополимеры винилароматического полимера и производного малеиновой кислоты, сополимеры сложного эфира винилового спирта и производного фумаровой кислоты, сополимеры [альфа]-олефина и сложного эфира винилового спирта и сополимеры [альфа]-олефина и производного малеиновой кислоты.
Подходящие моноэтиленненасыщенные азотсодержащие кольцевые соединения включают, например, винилпиридин, 2-метил-5-винилпиридин, 2-этил-5-винилпиридин, 3-метил-5-винилпиридин, 2,3-диметил-5-винилпиридин, 2-метил-3-этил-5-винилпиридин, замещенные метилом хинолины и изохинолины, 1-винилимидазол, 2-метил-1-винилимидазол, N-винилкапролактам, N-винилбутиролактам и N-винилпирролидон.
Подходящие винилгалогениды включают, например, винилхлорид, винилфторид, винилбромид, винилиденхлорид, винилиденфторид и винилиденбромид. Подходящие винилнитрилы включают, например, акрилонитрил и метакрилонитрил.
Хорошо известные способы полимеризации в массе, эмульсии или растворе можно применять для получения алкил(мет)акрилатных полимеров, пригодных в настоящем изобретении, в том числе периодические, полупериодические или полунепрерывные способы. Как правило, полимеры получают посредством полимеризации в растворе (растворителе) путем смешивания выбранных мономеров в присутствии инициатора полимеризации, разбавителя и необязательно регулятора степени полимеризации.
Температура полимеризации обычно может составлять вплоть до точки кипения системы, например, от приблизительно 60 до 150ºC, предпочтительно от 85 до 130ºC и более предпочтительно от 110 до 120ºC, однако при использовании более высоких значений температуры полимеризацию можно проводить под давлением. Полимеризация (включая подачу мономеров и периоды выдержки) длится обычно в течении от приблизительно 4 до 10 часов, предпочтительно от 2 до 3 часов или пока не будет достигнут требуемый степень полимеризации, например, пока по меньшей мере 90%, предпочтительно по меньшей мере 95% и более предпочтительно по меньшей мере 97% сополимеризуемых мономеров не превратятся в сополимер. Как будет понятно специалистам в данной техники время и температура реакции зависят от выбора инициатора и целевого молекулярного веса и, соответственно, они могут варьировать.
Если полимеры получают посредством полимеризации в растворителе (неводном), то инициаторами, пригодными для применения, являются любые из хорошо известных соединений, образующих свободные радикалы, такие как пероксидные, гидропероксидные и азоинициаторы, в том числе, например, пероксид ацетила, пероксид бензоила, пероксид лауроила, трет-бутилпероксиизобутират, пероксид капроила, гидропероксид кумена, 1,1-ди(трет-бутилперокси)-3,3,5-триметилциклогексан, азобисизобутиронитрил и трет-бутилпероктоат (также известный как трет-бутилперокси-2-этилгексаноат). Концентрация инициатора, как правило, составляет от 0,025 до 1%, предпочтительно от 0,05 до 0,5%, более предпочтительно от 0,1 до 0,4% и наиболее предпочтительно от 0,2 до 0,3% по весу в пересчете на общий вес мономеров. Помимо инициатора можно также применять один или более усилителей. Подходящие усилители включают, например, четвертичные аммониевые соли, такие как бензил(талловый гидрогенизированный)-диметиламмония хлорид, и амины. Предпочтительно усилители растворимы в углеводородах. При применении данные усилители присутствуют на уровнях от приблизительно 1% до 50%, предпочтительно от приблизительно 5% до 25% в пересчете на общий вес инициатора. Регуляторы степени полимеризации можно также вводить в реакцию полимеризации для контроля молекулярного веса полимера. Предпочтительными регуляторами степени полимеризации являются алкилмеркаптаны, такие как лаурилмеркаптан (также известный как додецилмеркаптан, DDM), при этом концентрация применяемого регулятора степени полимеризации составляет от ноля до приблизительно 2%, предпочтительно от ноля до 1% по весу.
Если полимеризацию проводят в виде полимеризации в растворе с применением растворителя, отличного от воды, то реакцию можно проводить при вплоть до приблизительно 100% (где образованный полимер действует как свой собственный растворитель) или вплоть до приблизительно 70%, предпочтительно от 40 до 60% по весу полимеризуемых мономеров в пересчете на общий вес реакционной смеси. Растворители можно добавлять в реакционный сосуд в виде загрузки неудалимого остатка или подавать в реактор либо в виде отдельного сырьевого потока, либо в виде разбавителя одного из других компонентов, поданных в реактор.
Разбавители можно добавлять к смеси мономеров или их можно добавлять в реактор вместе с подачей мономеров. Разбавители можно также применять для получения неудалимого остатка растворителя, предпочтительно нереакционноспособного, для полимеризации, в случае чего их добавляют в реактор перед тем, как поданные мономеры и инициаторы не начали образовывать соответствующий объем жидкости в реакторе, для обеспечения хорошего перемешивания поданных мономеров и инициаторов, особенно на начальной стадии полимеризации. Материалы, выбранные в качестве разбавителей, предпочтительно должны быть по сути нереакционноспособными в отношении инициаторов или промежуточных продуктов при полимеризации для сведения к минимуму побочных реакций, таких как передача цепи и т. п. Разбавителем также может быть любой полимерный материал, который действует как растворитель и иным образом совместим с мономерами и применяемыми в полимеризации ингредиентами.
Среди разбавителей подходящими для применения в способе по настоящему изобретению для реакций полимеризации в неводном растворе являются ароматические углеводороды (такие как бензол, толуол, ксилол и ароматические нефтяные фракции), хлорированные углеводороды (такие как этилендихлорид, хлорбензол и дихлорбензол), сложные эфиры (такие как этилпропионат или бутилацетат), (C6-C20)алифатические углеводороды (такие как циклогексан, гептан и октан), минеральные масла (такие как парафиновые и нафтеновые масла) или синтетические базовые масла (такие как смазочные масла на основе олигомера поли([альфа]-олефина) (PAO), например, [альфа]-деценовые димеры, тримеры и их смеси). Если концентрат примешивают непосредственно в смазочное базовое масло, то наиболее предпочтительным разбавителем является любое минеральное масло, такое как нейтральное масло 100 - 150 (100 н. или 150 н.масло), которое совместимо с окончательным смазочным базовым маслом.
При получении полимеров для добавки к смазочному маслу полученный после полимеризации раствор полимеров обычно характеризуется содержанием полимера от приблизительно 50 до 95% по весу. Полимер можно выделить и применять непосредственно в составах смазочного масла или раствор на основе полимера и разбавителя можно применять в форме концентрата. При применении в форме концентрата концентрацию полимера можно довести до любого требуемого уровня с помощью дополнительного разбавителя. Предпочтительная концентрация полимера в концентрате составляет от 30 до 70% по весу и более предпочтительно от 40 до 60%, с остатком, содержащим разбавитель смазочного масла.
Во втором аспекте настоящее изобретение относится к композиции смазочного масла, содержащей базовое масло, характеризующейся тем, что композиция смазочного масла дополнительно содержит композицию из сополимеров, описанных выше. В соответствии с данным аспектом настоящего изобретения композиция из сополимеров, описанных выше, применяется в качестве добавки для улучшения низкотемпературных вязкостных свойств композиции смазочного масла. Композиция смазочного масла в соответствии с настоящим изобретением удовлетворяет общие потребности в отношении вязкости при низкой температуре, и низкой скорости сдвига, и предела текучести в соответствии с ASTM D4684 даже после подвержения ее старению.
Предпочтительно композиция смазочного масла содержит композицию-добавку по настоящему изобретению в количестве от 0,03 до 3% по весу, предпочтительно от 0,1 до 3% по весу, более предпочтительно 0,2 до 3% по весу, наиболее предпочтительно от 0,5 до 3% по весу в пересчете на общий вес сополимеров в композиции-добавке относительно общего веса композиции смазочного масла.
Жидкие базовые масла, применяемые для составления улучшенных композиций смазочного масла по настоящему изобретению, включают, например, общепринятые базовые компоненты, выбранные из категорий базовых компонентов согласно API (Американскому институту нефти), известных как группа I, группа II и группа III. Базовые компоненты группы I и II представляют собой материалы из минерального масла (такого как парафинового и нафтенового масла) с индексом вязкости (или VI) менее 120; группа I дополнительно отличается от группы II в том, что последняя содержит более 90% насыщенных материалов, а первая содержит менее 90% насыщенного материала (что составляет более 10% ненасыщенного материала). Группа III считается с наиболее высшим уровнем минерального базового масла с VI более или равным 120 и уровнем насыщенных углеводородов более или равным 90%. Индекс вязкости является мерой степени изменения вязкости в зависимости от температуры; высокие значения VI по сравнению с низкими значениями VI указывают на меньшее изменение вязкости при изменении температуры. Улучшенные композиции смазочного масла по настоящему изобретению включают применение базовых компонентов, которые по сути являются типа группы I, II и III согласно API; при этом композиции могут необязательно содержать незначительные количества базовых компонентов других типов.
Предпочтительно базовое масло, включенное в композицию смазочного масла по настоящему изобретению, таким образом, выбрано из группы, состоящей из базовых масел группы I и III согласно API.
Композиции смазочного масла, предусмотренные настоящим изобретением, содержат от 0,1 до 25%, предпочтительно от 1 до 15% и более предпочтительно от 2 до 10% в пересчете на общий вес композиции смазочного масла, одной или более вспомогательных добавок. Иллюстративными из данных вспомогательных добавок являются таковые, выявленные, например, в пакетах моющих и ингибирующих добавок (DI), применяемых коммерческими производителями, составляющими смазочные масла: противоизносный или противоокислительный компонент, такой как цинкдиалкилдитиофосфат; азотсодержащий беззольный дисперсант, такой как сукцинимид на основе полиизобутена; моющая добавка, такая как фенолят или сульфонат металлов; фрикционный преобразователь, такой как серосодержащая органика; противозадирные добавки; ингибиторы коррозии и антивспениватель, такой как силиконовая жидкость. Дополнительные вспомогательные добавки включают, например, недиспергирующие или диспергирующие добавки, понижающие температурную зависимость вязкости.
В варианте осуществления настоящего изобретения композиция смазочного масла дополнительно содержит от 0,1 до 25% по весу в пересчете на общий вес композиции смазочного масла вспомогательных добавок, выбранных из группы, включающей добавки, понижающие температурную зависимость вязкости, противоизносные средства, противоокислители, дисперсанты, моющие средства, фрикционные преобразователи, противовспенивающие средства, противозадирные добавки и ингибиторы коррозии.
Особенно предпочтительными добавками, понижающими температурную зависимость вязкости, являются таковые, выбранные из группы, включающей алкил(мет)акрилатные полимеры, олефиновые сополимеры, полученные из этилена и пропилена (OCP), и «звездообразные» гидрогенизированные стирол-диеновые полимеры. Предпочтительными алкил(мет)акрилатными полимерами для применения в качестве добавок, понижающих температурную зависимость вязкости, являются сополимеры, содержащие от 1 до 4 разных мономеров, выбранных из алкил(мет)акрилатов, включающих низко-, средне- и высокофракционные алкил(мет)акрилаты. Полиалкил(мет)акрилаты (PAMA) для применения к моторным маслам обычно имеют средневесовой молекулярный вес Mw на уровне от 250000 до 700000 с распределением полимера от 3 до 4. OCP предпочтительно содержат от 40 до 60% по весу этилена и могут в зависимости от содержания этилена называться высоко- и низкоэтиленовыми сополимерами. Низкоэтиленовые OCP с содержанием этилена близко 40% по весу являются, как правило, аморфными, высокоэтиленовые OCP с содержанием этилена близко 60% являются кристаллическими. OCP для моторных масел обычно имеют средневесовой молекулярный вес Mw в диапазоне от 50000 до 200000 г/моль с распределением полимера от 2 до 2,5. «Звездообразные» гидрогенизированные стирол-диеновые полимеры предпочтительно содержат или состоят из звеньев гидрогенезированного изопрена (с 5-15 атомами углерода), присоединенных к основному каркасу на основе дивинилбензола. Средневесовой молекулярный вес Mw данных полимеров для применения в моторном масле обычно составляет от 300000 до 700000 г/моль с распределением полимера менее 1,5.
Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления композиция смазочного масла содержит от 5 до 15% по весу добавки, понижающей температурную зависимость вязкости, выбранной из группы, включающей алкил(мет)акрилатные полимеры, олефиновые сополимеры, полученные из этилена и пропилена (OCP), и «звездообразные» гидрогенизированные стирол-диеновые полимеры, в пересчете на общий вес композиции смазочного масла.
В третьем аспекте настоящее изобретение относится к способу улучшения низкотемпературной вязкости, в частности низкотемпературной способности к перекачиванию, композиции состаренного смазочного масла, характеризующемуся стадией добавления композиции в соответствии с настоящим изобретением в качестве добавки к композиции смазочного масла.
Для цели настоящего изобретения композиция состаренного смазочного масла представляет собой композицию, которая была подвержена процессу окисления и/или разрушения. Это могло произойти, в частности, если композицию смазочного масла применяли в двигателе, но также может быть случаем, если масло хранилось в течение определенного периода времени. Предпочтительно композиция состаренного смазочного масла представляет собой композицию, которая применялась в двигателе, в частности дизельном двигателе, и/или хранилась в течение дольше 72 часов, более предпочтительно в течение дольше 1 недели, еще более предпочтительно в течение дольше 6 месяцев, наиболее предпочтительно в течение дольше 1 года.
Предпочтительно композиция состаренного смазочного масла представляет собой композицию отработанного смазочного масла. Для цели настоящего изобретения композиция отработанного смазочного масла представляет собой таковую, которая применялась в двигателе, в частности дизельном двигателе. Она включает композицию смазочного масла, которая состарилась вследствие ее применения в двигателе.
В предпочтительном варианте осуществления композицию состаренного смазочного масла характеризуют по ее степени окисления и/или разрушения и/или уровню загрязняющих примесей, образованных вследствие указанного окисления и/или указанного разрушения.
Предпочтительно способ направлен на улучшение низкотемпературной вязкости композиции состаренного смазочного масла при состаривании композиции смазочного масла в соответствии с тестом CEC L-105-12.
Тест CEC L-105-12 представляет собой способ получения состаренного масла, которое имеет подобные характеристики маслу, которое было состарено в ходе длительного применения в двигателе в присутствии биодизельного топлива. Вкратце, тест включает объединение 250 г образца масла с 5% по весу биодизельного топлива в стандартном стеклянном сосуде. Образец затем стареет в присутствии железосодержащего соединения-катализатора в течение 72 часов при 150ºC и потоке воздуха 10 литров/час. Окисление масла в соответствии с тестом CEC L-105-12 может привести к неудовлетворительным показателям способности к перекачиванию либо путем повышения вязкости при низкой скорости сдвига, либо предела текучести, либо обоих. Низкотемпературная способность к прокачиванию состаренного масла определяется с помощью теста MRV TP-1 в соответствии с ASTM D4684.
В предпочтительном варианте осуществления применение композиции-добавки в соответствии с настоящим изобретением имеет эффект, при котором композиция состаренного смазочного масла, содержащая добавку, характеризуется вязкостью при низкой скорости сдвига не более 60 Па∙с и пределом текучести менее 35 Па в соответствии с ASTM D4684. Предпочтительно данный эффект достигается даже после старения в соответствии с тестом CEC L-105-12.
Для достижения этого эффекта композицию в соответствии с настоящим изобретением добавляют к композиции смазочного масла в количестве от 0,03 до 3% по весу, предпочтительно от 0,1 до 3% по весу, более предпочтительно от 0,2 до 3% по весу в пересчете на общий вес композиции смазочного масла.
Композиция смазочного масла имеет композицию, описанную выше, и предпочтительно содержит базовое масло и от 0,1 до 25% по весу вспомогательных добавок, выбранных из группы, включающей добавки, понижающие температурную зависимость вязкости, противоизносные средства, противоокислители, дисперсанты, моющие средства, фрикционные преобразователи, противовспенивающие средства, противозадирные добавки и ингибиторы коррозии, в пересчете на общий вес композиции смазочного масла.
В предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно включает добавление к композиции смазочного масла от 5 до 15% по весу добавки, понижающей температурную зависимость вязкости, где добавка, понижающая температурную зависимость вязкости, выбрана из группы, включающей алкил(мет)акрилатные полимеры, олефиновые сополимеры, полученные из этилена и пропилена (OCP), и «звездообразные» гидрогенизированные стирол-диеновые полимеры, в пересчете на общий вес композиции смазочного масла.
Примеры
Пример 1 обеспечивает общую информацию касательно получения полимеров, пригодных в настоящем изобретении. Пример 2 обеспечивает информацию о необработанных составленных маслах, применяемых для оценки полимеров в композициях смазочного масла по настоящему изобретению. В примере 3 обобщены данные о эксплуатационных свойствах смазочных масел, содержащих полимеры (таблицы 1, 2, 3). Если не указанно иное, все соотношения приведены в весовых процентах.
Пример 1
Алкил(мет)акрилатные сополимеры получали в соответствии со следующим способом. Реакционную смесь, состоящую из 655,3 г композиции мономеров, 38,4 г 100 н. масла и 1,57 г н-додецилмеркаптана, загружали в 1000-мл 4-горлый круглодонный сосуд, оснащенный мешалкой, термопарой и системой продувки азотом. При постоянном перемешивании смесь нагревали до температуры 120°C и 30% активный трет-бутилпероксид в общем количестве 4,37 г добавляли на протяжении 2 часов, при поддержании постоянной температуры. Реакционную смесь выдерживали при 120°C в течение еще 30 минут, а затем разбавляли 300,4 г 100 н. масла.
Для получения алкил(мет)акрилатных сополимеров применяли следующие композиции мономеров.
| LMA | Смесь на основе лаурил- и миристилметакрилата, содержащая от 70 до 80 мол. % C12метакрилата, от 20 до 30 мол. % C14метакрилата и менее 1 мол. % C16 |
| SMA | Смесь на основе цетил- и стеарилметакрилата, содержащая менее 4 мол. % C14метакрилата, от 26 до 34 мол. % C16метакрилата, от 60 до 70 мол. % C18метакрилата и менее 4,5 мол. % C20метакрилата |
| CEMA | Смесь на основе цетил- и эйкозилметакрилата, содержащая менее 2 мол. % C14метакрилата, от 48 до 55 мол. % C16метакрилата, от 26 до 35 мол. % C18метакрилата, от 9 до 16 мол. % C20метакрилата и менее 1,5 мол. % C22метакрилата или метакрилата с более длинной цепью |
| DPMA | Смесь на основе додецил- и пентадецилметакрилата, содержащая смесь C12-C15метакрилатов, содержащую 20% по весу разветвленных алкильных остатков и 80% по весу линейных алкильных остатков |
Получали разные сополимеры с композицией мономеров в соответствии со следующей таблицей.
| № | Композиция мономеров в вес. % |
| 1 | 94/6 LMA/SMA (второй сополимер) |
| 2 | 85/15 LMA/CEMA (второй сополимер) |
| 3 | 75/25 LMA/SMA (второй сополимер) |
| 4 | 65/35 LMA/SMA (второй сополимер) |
| 5 | 58/42 LMA/SMA (первый сополимер) |
| 6 | 55/45 LMA/SMA (первый сополимер) |
| 7 | 40/60 LMA/SMA (первый сополимер) |
| 14 | 67,8/32/0,2 LMA/SMA/DPMA (второй сополимер) |
Разные смеси сополимеров получали в соответствии со следующей таблицей.
| № | Композиция сополимеров в вес. % |
| 8 | 75/25 №3/№6 |
| 9 | 40/60 №4/№6 |
| 10 | 25/75 №2/№6 |
| 11 | 20/80 №1/№5 |
| 12 | 25/75 №1/№7 |
| 13 | 33,3/33,3/33,3 №3/№4/№6 |
Пример 2
Здесь наведены свойства необработанных составленных масел (без депрессорной добавки, понижающей температуру застывания, но включая DI-пакеты и добавки для улучшения вязкости), применяемых для оценки PPD по настоящему изобретению.
| Составленное масло | Степень SAE | 100°C, кинематическая вязкость (мм2/с) | Индекс вязкости | DI-пакет | Модификатор вязкости | Тип модификатора вязкости |
| A | 15W-40 | 14,19 | 142 | 1 | 1 | HE OCP |
| B | 5W-30 | 2 | 2 | LE OCP | ||
| C | 10W-40 | 14,93 | 194 | 3 | 3 | PAMA |
| D | 10W-40 | 15,83 | 271 | 3 | 4 | COMB |
| E | 10W-40 | 12,94 | 156 | 3 | 5 | HSD |
| F | 10W-40 | 13,07 | 156 | 3 | 6 | LE OCP |
| G | 10W-40 | 13,34 | 152 | 3 | 7 | HE OCP |
| H | 10W-40 | 13,98 | 185 | 4 | 3 | PAMA |
| I | 10W-40 | 13,59 | 153 | 4 | 6 | LE OCP |
| J | 10W-40 | 13,52 | 143 | 4 | 7 | HE OCP |
Применяемые DI-пакеты представляли собой коммерчески доступные пакеты. DI-пакет 1 получен от Infineum, пакет 2 получен от Oronite, пакет 3 представлял собой Infineum P5202 и пакет 4 представлял собой коммерчески доступный пакет от Oronite (OLOA 4594, см., например, DE19909401A1).
DI-пакеты от Infineum
Добавки к моторному маслу для пассажирских автомобилей разработаны для защиты и повышения эксплуатационных свойств двигателей в автомобилях и грузовиках малой грузоподъемности, которые работают на бензине, дизельном топливе или альтернативных источниках топлива, таких как этанол. Марку продуктов Infineum P можно использовать для составления смазочных материалов вразрез всего спектра требований эксплуатационных свойств бензинового и дизельного двигателя с небольшим рабочим объемом, в том числе наиболее современных спецификаций Американского института нефти (API), Ассоциации европейских производителей автомобилей (ACEA), Японской ассоциации производителей автомобилей (JAMA) и изготовителя подлинного оборудования (OEM).
Масла A и от C до J являлись смесями базовых масел группы I. В масле B использовали базовое масло группы III.
PAMA представлял собой коммерчески доступный полиалкилметакрилат, продаваемый под торговым наименованием VISCOPLEX® 3-500. COMB представлял собой коммерчески доступный модификатор вязкости, продаваемый под торговым наименованием VISCOPLEX® 3-200. LE OCP представлял собой низкоэтиленовый OCP, продаваемый под торговым наименованием Paratone® 8235, HE OCP представлял собой высокоэтиленовый OCP, продаваемый под торговым наименованием Paratone® 8421. HSD представлял собой «звездообразный» гидрогенизированный стирол-диеновый полимер, продаваемый под торговым наименованием Shell Vis 261.
Пример 3
В следующих таблицах приведены данные, указывающие на эксплуатационное свойство – низкотемпературную способность к прокачиванию, комбинаций полимерных добавок, пригодных в настоящем изобретении.
Для тестирования эксплуатационных свойств PPD на свежем и состаренном моторном масле моторное масло SAE 15W-40, содержащее варьирующие количества PPD, оценивали в отношении низкотемпературной способности к перекачиванию по MRV TP-1 путем измерения вязкости при низкой скорости сдвига (далее именуемой кажущейся вязкостью) и предела текучести в соответствии с ASTM D4684, перед и после старения в соответствии с тестом CEC L-105-12. Результаты рассматривали как пройденные тестированию, если кажущаяся вязкость составляла ≤ 60 Па∙с и если предел текучести составлял < 35 Па. Результаты показаны в таблице 1.
Таблица 1. Эксплуатационные свойства PPD в соответствии с ASTM D4684 в отношении моторного масла SAE 15W-40 (масло A) перед и после старения в соответствии с CEC L-105-12
| Свежее масло | После старения по CEC L-105-12 | ||||
| № PPD | Дозировка PPD, вес. % | -25°C, кажущаяся вязкость (Па∙с) | -25°C, предел текучести (Па) | -25°C, кажущаяся вязкость (Па∙с) | -25°C, предел текучести (Па) |
| Отсутствует | Отсутствует | 252,6 | 175 | - | - |
| 6 | 0,2 | 29,7 | <35 | 55,5 | 35 |
| 8 | 0,2/1,0* | 77,0 | 105 | твердого тела | - |
| 9 | 0,2 | 20,9 | <35 | 37,7 | <35 |
| * дозировка свежего масла/дозировка состаренного масла |
Неожиданным образом применение композиции PPD в соответствии с настоящим изобретением (PPD 9) поддерживало низкотемпературную способность к прокачиванию моторного масла даже после старения, в то время как применение одного сополимера (PPD 6) – нет.
Подобный тест проводили с применением моторного масла SAE 5W-30 (масло B), содержащего 0,3% PPD. Результаты показаны в таблице 2.
Таблица 2. Эксплуатационные свойства PPD в соответствии с ASTM D4684 при концентрации 0,3% по весу в отношении моторного масла SAE 5W-30 (масло B) перед и после старения в соответствии с CEC L-105-12
| Свежее масло | После старения по CEC L-105-12 | ||||
| № PPD | Дозировка PPD, вес. % | -35°C, кажущаяся вязкость (Па∙с) | -35°C, предел текучести (Па) | -35°C, кажущаяся вязкость (Па∙с) | -35°C, предел текучести (Па) |
| Отсутствует | Отсутствует | 35,0 | <35 | твердого тела | - |
| 1 | 0,3 | 35,1 | <35 | твердого тела | - |
| 3 | 0,3 | 32,6 | <35 | 97,4 | 105 |
| 8 | 0,3 | 28,8 | <35 | 53,7 | <35 |
| 10 | 0,3 | 29,8 | <35 | 51,4 | <35 |
| 11 | 0,3 | 30,1 | <35 | 46,9 | <35 |
Дополнительное исследование проводили с применением составов моторного масла, содержащих разные добавки, понижающие температурную зависимость вязкости (VII), и 2 разных пакета моющих и ингибирующих добавок (DI) для исследования эффекта PPD в комбинации с другими обычными добавками, применяемыми в составах моторного масла. Пять VII разного химического типа выбирали совместно с двумя DI-пакетами от разных поставщиков, подходящих к современным стандартам качества масла для европейских дизельных двигателей малой мощности. Все комбинации VII и DI-пакетов составляли в составы SAE 10W-40 на основе вискозиметров SAE J300 с применением базовых масел группы I, описанных в примере 2 выше.
Составы моторного масла дополняли разными PPD, выбранными из примера 1 выше. Низкотемпературную способность к прокачиванию по MRV TP-1 PPD-содержащих составов оценивали в соответствии с ASTM D4684 перед и после старения по CEC L-105-12. Результаты показаны в таблице 3.
Таблица 3. Вязкость и предел текучести по MRV TP-1 в соответствии с ASTM D4684, измеренные в отношении разных составов моторного масла SAE 10W-40 группы I, содержащих указанные VII, DI-пакеты и PPD. Концентрация PPD приведена в % по весу в пересчете на общий вес сополимеров относительно общего веса состава масла.
| Свежее масло | После старения по CEC L-105-12 | ||||
| № PPD | Дозировка PPD, вес. % | -30°C, кажущаяся вязкость (Па∙с) | -30°C, предел текучести (Па) | -30°C, кажущаяся вязкость (Па∙с) | -30°C, предел текучести (Па) |
| Масло С | |||||
| Отсутствует | Отсутствует | 24,3 | <35 | 41,4 | <35 |
| 3 | 0,2 | 24,9 | <35 | 40,9 | <35 |
| 8 | 0,2 | 25,0 | <35 | 45,5 | <35 |
| 10 | 0,2 | 26,5 | <35 | 43,7 | <35 |
| 12 | 0,2 | 24,4 | <35 | 43,5 | <35 |
| Масло D | |||||
| Отсутствует | Отсутствует | 17,1 | <35 | 47,9 | <35 |
| 3 | 0,2 | 20,8 | <35 | 32,0 | <35 |
| 8 | 0,2 | 22,3 | <35 | 40,0 | <35 |
| 10 | 0,2 | 23,0 | <35 | 40,7 | <35 |
| 12 | 0,2 | 20,1 | <35 | 35,0 | <35 |
| Масло E | |||||
| Отсутствует | Отсутствует | 28,7 | <35 | твердого тела | - |
| 3 | 0,2 | 39,5 | <35 | 36,6 | <35 |
| 12 | 0,2 | 33,2 | <35 | 40,0 | <35 |
| Масло F | |||||
| Отсутствует | Отсутствует | 35,2 | <35 | твердого тела | - |
| 3 | 0,2 | 61,7 | 105 | твердого тела | - |
| 8 | 0,2 | 40,0 | <35 | 46,8 | <35 |
| 10 | 0,2 | 45,3 | <35 | 46,1 | <35 |
| 12 | 0,2 | 40,3 | <35 | 56,3 | 70 |
| Масло G | |||||
| Отсутствует | Отсутствует | - | - | твердого тела | - |
| 3 | 0,2 | 105,0 | 280 | твердого тела | - |
| 3 | 0,5 | - | - | твердого тела | - |
| 6 | 0,5 | 27,3 | <35 | твердого тела | - |
| 8 | 0,2 | 35,5 | 70 | твердого тела | - |
| 10 | 0,2 | 20,5 | <35 | 84,4 | 140 |
| 12 | 0,2 | 19,4 | <35 | 64,8 | 140 |
| 13 | 0,3 | 22,9 | <35 | 58,1 | <105 |
| 13 | 0,5 | 21,7 | <35 | 44,0 | <35 |
| 14 | 0,5 | 26,6 | <35 | 65,8 | <175 |
| Масло H | |||||
| Отсутствует | Отсутствует | 63,8 | 140 | 43,7 | 35 |
| 3 | 0,2 | 29,7 | <35 | 37,0 | <35 |
| 8 | 0,2 | 23,1 | <35 | 37,5 | <35 |
| 10 | 0,2 | 22,6 | <35 | 38,5 | <35 |
| 12 | 0,2 | 21,5 | <35 | 37,6 | <35 |
| Масло I | |||||
| Отсутствует | 0 | 83,4 | 35 | 113,6 | 140 |
| 3 | 0,2 | 50,4 | <35 | 139,7 | 210 |
| 8 | 0,2 | 44,2 | <35 | 49,9 | <35 |
| 10 | 0,2 | 54,2 | <35 | 52,0 | 35 |
| 12 | 0,2 | 61,1 | 35 | 57,4 | 35 |
| 13 | 0,2 | 58,3 | <35 | 46,2 | <70 |
| 13 | 0,3 | - | - | 49,1 | <35 |
| Масло J | |||||
| Отсутствует | Отсутствует | 44,1 | <35 | 97,1 | 140 |
| 3 | 0,2 | твердого тела | - | твердого тела | - |
| 6 | 0,5 | 47,1 | <35 | 71,0 | 70 |
| 8 | 0,2 | 42,1 | <35 | 104,6 | 140 |
| 10 | 0,2 | 32,9 | <35 | 57,1 | 70 |
| 10 | 0,45 | - | - | 42,2 | <35 |
| 11 | 0,4 | - | - | 40,7 | <35 |
| 12 | 0,2 | 32,9 | <35 | 57,1 | 70 |
Очевидно, что в смазочных маслах на основе олефинового сополимера PPD композиции из одного полимера не способны поддерживать низкотемпературную способность к прокачиванию моторного масла. Это происходит только при использовании комбинаций полимеров, как описано в настоящем изобретении, для которых результаты прохождения тестирования достигаются как при свежем, так и состаренном по CEC L-105-12 масле. В некоторых случаях для достижения результата прохождения тестирования состаренным маслом дозировки PPD должны быть более высокими, чем необходимо для свежего масла. Было обнаружено, что применение PPD в соответствии с настоящим изобретением поддерживает низкотемпературную способность к прокачиванию составов моторного масла, содержащих PAMA, COMB и HSD в качестве VII и обоих DI-пакетов даже после старения по CEC L-105-12. Добавление PPD не оказывает отрицательного влияния на надлежащие эксплуатационные свойства моторных масел, что проходит по требованию низкотемпературной способности к перекачиванию. В противоположность этому, PPD, содержащие только один сополимер, такие как PPD № 3 и 14, не поддерживали низкотемпературную способность к прокачиванию во всех тестируемых маслах (например, маслах G, I и J).
Таким образом, настоящее изобретение предусматривает композиции PPD, которые можно применять для улучшения низкотемпературной вязкости ряда составов моторного масла, нечто важное, что не было достигнуто PPD, описанными в уровне техники. Композиции PPD по настоящему изобретению особенно пригодны для улучшения вязкостных свойств в случаях, когда общепринятые PPD не обеспечивают какого-либо улучшения. Таким образом, настоящее изобретение позволяет специалисту выбрать подходящую композицию PPD для каждого данного состава масла, тем самым расширяя ряд составов моторного масла, подходящих для применения в качестве моторных масел.
Следует отметить, что существует широкий спектр вариантов в отношении составления моторных масел при выборе типа группы базовых компонентов, типа DI-пакетов и модификаторов вязкости. Известным и принятым считается, что каждое отдельное решение и комбинация решений может влиять на выбор PPD. Например, разные DI-пакеты от того же поставщика будут иметь разные эффекты в отношении вязкости данного состава масла. То же относится к DI-пакетам от разных поставщиков. Важно отметить, что хотя выбор компонентов определяет вязкость состава, вязкость все же можно улучшить независимо от выбора компонентов с помощью правильного выбора PPD, как описано в настоящем документе. Следовательно, подходящие комбинации композиций PPD и составов масла могут быть определены специалистом, следуя процедурам тестирования, описанным в вышеуказанных примерах.
1. Композиция для применения в качестве депрессорной добавки, понижающей температуру застывания, для улучшения низкотемпературной вязкости состаренного смазочного масла, содержащая два алкил(мет)акрилатных сополимера, отличающаяся тем, что композиция содержит от 30 до 90% по весу первого сополимера и от 10 до 70% по весу второго сополимера в пересчете на общий вес композиции, и при этом
a) первый сополимер состоит из
i) от 35 до 60% по весу мономерных звеньев лаурил-миристилметакрилата (LMA) в пересчете на общий вес сополимера и
ii) от 40 до 65% по весу мономерных звеньев цетил-стеарилметакрилата (SMA) в пересчете на общий вес сополимера; и
b) второй сополимер состоит из
i) от 61 до 95% по весу мономерных звеньев, выбранных из лаурил-миристилметакрилата (LMA) и додецил-пентадецилметакрилата (DPMA), в пересчете на общий вес сополимера,
ii) от 5 до 39% по весу мономерных звеньев, выбранных из цетил-эйкозилметакрилата (СЕМА) и цетил-стеарилметакрилата (SMA), в пересчете на общий вес сополимера.
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что композиция содержит от 30 до 80% по весу первого сополимера и от 20 до 70% по весу второго сополимера.
3. Композиция смазочного масла, содержащая базовое масло, отличающаяся тем, что композиция смазочного масла дополнительно содержит композицию по п. 1 или 2 в количестве от 0,03 до 3% по весу в пересчете на общий вес сополимеров в композиции относительно общего веса композиции смазочного масла, причем базовое масло выбрано из группы, состоящей из базовых масел группы I, II и III согласно API.
4. Композиция смазочного масла по п. 3, дополнительно содержащая от 0,1 до 20% по весу добавок, понижающих температурную зависимость вязкости, выбранных из группы, включающей алкил(мет)акрилатные полимеры, олефиновые сополимеры, полученные из этилена и пропилена, и «звездообразные» гидрогенизированные стирол-диеновые полимеры, в пересчете на общий вес композиции смазочного масла.
5. Способ улучшения низкотемпературной вязкости композиции состаренного смазочного масла, содержащий стадию добавления композиции по п. 1 или 2 в качестве добавки к композиции смазочного масла, причем композиция состаренного смазочного масла представляет собой композицию, которая применялась в двигателе, и композиция состаренного смазочного масла, содержащая добавку, характеризуется вязкостью при низкой скорости сдвига не более 60 Па⋅с и пределом текучести менее 35 Па в соответствии с ASTM D4684.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что композиция состаренного смазочного масла представляет собой композицию, которая применялась в дизельном двигателе.
7. Способ по п. 5 или 6, дополнительно включающий добавление к композиции смазочного масла от 5 до 15% по весу добавки, понижающей температурную зависимость вязкости, где добавка, понижающая температурную зависимость вязкости, выбрана из группы, включающей алкил(мет)акрилатные полимеры, олефиновые сополимеры, полученные из этилена и пропилена, и «звездообразные» гидрогенизированные стирол-диеновые полимеры, в пересчете на общий вес композиции смазочного масла.
