[发明专利]合成的生物降解润滑剂和功能液

说明书

本发明涉及用作润滑剂和功能液的酯组合物。更具体地说，本发明涉及生物降解的合成油，该合成油显示改进的润滑性能和抗磨性能，也满足水生毒性的环境标准。

现有技术中一般地都知道在润滑剂中使用合成酯的混合物，例如在USP 4,994,196(1991)中公开了这种情况，其公开了含有α-烯烃二羧酸酯共聚物和季戊四醇酯和酚钙的二冲程发动机润滑油。另外，USP5,378,249(1995)一般地公开了生物降解的合成的二冲程发动机润滑油，该润滑油含有20-80％重的在100℃的粘度至少7cSt的重酯和10-85％重的在100℃的粘度少于6.0cSt的轻酯。WO94/05745(1994)公开了C₁₆-C₂₀和C₅-C₁₀羧酸的混合多元醇酯。USP 5,562,867(1996)公开了基于C₁₃羰基合成醇己二酸酯的二冲程发动机润滑油。

本发明就是在发现了某些多元醇与C₁₂-C₂₈羧酸的酯当与醇和C₅-C₁₀羧酸的基础油酯混合时作为润滑性能添加剂是很有效的基础上作出的。这种酯混合物提供一种合适的润滑油，其是合适的生物降解的润滑剂和功能液并且显示改进的润滑性能和抗磨性能。

根据本发明，已经发现了一种生物降解的润滑剂或功能液组合物，该组合物包括：

(A)45-94重％的合成酯基础油，该合成酯基础油是一种醇和羧酸的酯，该酯在100℃的粘度是4.0-12.0cSt，该酸具有5-10个碳原子，

(B)5-18重％的能有效的提高该组合物的润滑性能和抗磨性能的第二种酯，所说的第二种酯是按如下的方法制备的：(i)选自三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇和新戊二醇的多元醇和(ii)具有12-28个碳原子的脂族单羧酸反应制备的，和

(c)1-35重％的用于润滑剂和功能液的添加剂整套配方，其中由ASTM D 5864-95改进的Sturm试验测定的该组合物的生物降解性能至少55％，并且显示环境可以接受的水生毒性性能。

该基础酯润滑油一般地可以描述为在100℃的粘度约4-12cSt的醇酯，并且是C₅-C₁₀(5-10个碳原子)的直链或支链、芳族或脂族羧酸的酯。

可以由一元醇或多元醇制备该基础酯润滑油。合适的一元醇是具有约1-18个碳原子，优选5-15个碳原子的脂族醇，包括直链和支链醇，例如羰基合成醇，特别是羰基合成十三烷醇或羰基合成异癸醇。

合适的多元醇可以由如下式子表示：

               R(OH)n其中R是脂族或环脂族烃基，n是至少2。该烃基可以含有约2-20个碳原子。这样的多元醇可以含有约2-10个羟基，更优选约2-6个羟基。特别有用的多元醇是新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、单季戊四醇、技术级季戊四醇、二季戊四醇、乙二醇、丙二醇和聚亚烷基二醇。特别优选的是含有约86-90重％的单季戊四醇、7-12重％的二季戊四醇和1-2重％的三季戊四醇的技术级季戊四醇。

合适的与醇反应的酸是具有约5-10个碳原子单羧酸和多羧酸，优选那些具有约8-10个碳原子的是甲基支链的或含有甲基支链的直链和支链酸的混合物的单羧酸。特别优选的是含有约45-55摩尔％，优选45摩尔％的支链C8(8个碳原子)酸和55-45摩尔％，优选55摩尔％直链C8和支链C10(10个碳原子)酸的混合物的单羧酸的混合物。该直链辛酸和癸酸的酸混合物含有约48-58摩尔％的C8和36-42摩尔％的C10和非常少量的直链C6(6个碳原子)和C12(12个碳原子)酸，例如一般存在3-5摩尔％正C6和0.5-1摩尔％正C12酸。用于本发明的优选的酯基础润滑油是上述的混合C8支链和C8-C10直链单羧酸的技术级酯。该酯润滑油在100℃的粘度约6.8cSt。

适合用来制备酯基础润滑油的多羧酸包括己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、琥珀酸、对苯二酸、富马酸、偏苯三酸以及它们的酐。优选的是二羧酸的酯，例如由具有10-13个碳原子的羰基合成醇制备的己二酸酯和邻苯二甲酸酯和如羰基合成十三烷基己二酸酯。