[发明专利]用于在低温下改进乳液和流动特性的聚合物表面活性剂

说明书

本文描述了一种用于改进与水和/或燃料污染混合的润滑组合物的发动机油乳液特性的聚合物表面活性剂，特别是在极冷的温度下。在方法中，所选择的聚合和官能化化合物可以为可能含有残余量的水和/或燃料污染的润滑组合物赋予稳固的乳液特性，并同时提供良好的低温流动性。包括此类表面活性剂的润滑组合物在低至约‑30℃的温度下表现出稳固的特性。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年8月12日提交的美国临时申请第63/064,777号的优先权，其通过全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及聚合物表面活性剂和包括此类表面活性剂的润滑剂，所述表面活性剂在低温(如低至约-30℃的温度)下提供改进乳液和流动特性。

背景技术

在某些操作条件下，水和燃料可能会积聚于润滑组合物中，例如积聚于发动机油槽内的润滑剂中。在寒冷的环境条件下，这种残余污染可能会对高效发动机运行构成挑战。举例来说，冻结的水相或具有高粘度的油、水和燃料的乳液可降低发动机的适当润滑性，并且在一些极端情形下，会导致发动机损坏。由于冻结或高粘度的润滑流体可能会阻碍发动机油泵通过取油管吸油，因而可能出现问题。

通常在发动机正常运行期间，残余燃料和/或水可能积聚于许多现代乘用车的发动机油中。水可能积聚于曲轴箱中的一个示范性机制是，如果驾驶模式使得在发动机运行期间曲轴箱不会加热到100℃，以致任何存在的水可能不会沸腾和蒸发。这种不期望的污染虽然极少，但在寒冷或极端寒冷的运行条件下，和/或当频繁的启动/停止循环积累而没有使发动机达到任何残余的水和/或燃料会通过蒸发离开油槽的正常运行温度时，可能会进一步恶化。

水污染的另一个示范性机制可为当燃料含有醇，如乙醇时。常见的掺合乙醇的燃料为E85，其为85体积％乙醇与15体积％汽油的掺合物。尽管乙醇会容易地溶解水，但当达到乙醇中的溶解度极限时，水就会与汽油和乙醇的掺合物分离。这种相分离所需的水量随温度而变化。这种水-乙醇相可能会与掺合油竞争与金属发动机零件的结合。结果是，发动机将得不到足够的润滑，这可能导致发动机损坏。因此，维持醇-汽油混合燃料与润滑油组合物的乳液稳定性是首要问题。

这一问题在混合动力车辆或车辆静止时具有发动机自动停止功能的车辆的运行中也可能特别具有挑战性。随着这些类型的车辆变得更重要，可以预期，水和/或燃料污染油槽的发生率也可能变得更为普遍。

当发动机油、水和燃料混合时，其可生成乳液相。如果所述乳液为均质的且稳定的，那么其仍然可以为发动机运行提供润滑。然而，如果乳液并不稳定，那么其会在底壳的底部与水分离成水相和油相。当仅将水泵送到发动机中时，水不能为发动机运行提供足够的润滑并且可能导致发动机出现问题。此外，如果将汽车存放在温度极低的环境中，那么水相或乳液可能会冻结或变得粘稠，在此类情况下启动汽车可能会由于油不足而导致发动机损坏的风险。

发明内容

在一种方法或实施例中，本文描述了一种用于改进油：水：燃料系统的发动机油乳液特性的聚合物表面活性剂，特别是在极低温下。

在方法中，所选择的聚合和官能化化合物可以为可能含有残余量的水和/或燃料污染的润滑组合物既赋予稳固的乳液特性，又同时提供良好的低温流动性。包括此类表面活性剂的润滑组合物在低至约-30℃的温度下展示稳固的特性。

在其它方法或实施例中，本文描述了低温稳定的润滑组合物。所述组合物包括具有润滑粘度的基础油；具有非极性部分和极性官能团的聚合物表面活性剂，其有效地维持流体乳液，如由在低至约-30℃的润滑剂温度下测得的约75％或更低的流动点所证明；以及水和/或燃料污染。流动点会在以下实例中进一步论述，且为剪切应变，其中G′(储能模量)等于G”(损耗模量)。