本發(fā)明涉及含有聚二醇基礎(chǔ)油、單獨的油溶性聚二醇以及二壬基萘磺酸鈣鹽的潤滑劑。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)代旋轉(zhuǎn)螺旋空氣壓縮機(jī)(RSAC)潤滑劑一般包含作為主要基礎(chǔ)油的合成聚二醇(PAG)和較低濃度的多元醇酯共基礎(chǔ)油。PAG組分一般是醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物。PAG往往會導(dǎo)致一些彈性組分(如丙烯腈丁二烯橡膠(NBR))收縮。彈性體(如NBR)常常在壓縮機(jī)設(shè)備中用作如密封墊。不期望潤滑劑使彈性密封墊在與所述潤滑劑接觸時收縮，因為這可能導(dǎo)致潤滑劑泄漏。相比而言，可期望潤滑劑使彈性密封墊稍微膨脹以防止?jié)櫥瑒┬孤?。多元醇酯共基礎(chǔ)油用以促進(jìn)彈性化合物膨脹，借此抵消PAG的收縮效應(yīng)。多元醇酯共基礎(chǔ)油還充當(dāng)鐵腐蝕抑制劑輔助劑。鐵腐蝕抑制劑典型地包括于RSAC潤滑劑中，并且多元醇酯共基礎(chǔ)油促進(jìn)鐵腐蝕抑制劑添加劑的抗腐蝕性能。PAG/多元醇酯潤滑劑典型地在大多數(shù)RSAC環(huán)境中提供非凡的流體使用壽命。舉例來說，PAG/多元醇酯潤滑劑的流體改變間隔時間為約8000小時，然而常規(guī)的礦物油RSAC潤滑劑的流體改變間隔時間為約2000小時。當(dāng)RSAC在含有酸性氣體(如二氧化硫)的氛圍中操作時，PAG/多元醇酯潤滑劑會出現(xiàn)問題。水和酸性氣體可從所述氛圍進(jìn)入到潤滑劑中，并且導(dǎo)致多元醇酯水解，從而導(dǎo)致流體使用壽命縮短。在高酸環(huán)境中，PAG/多元醇酯潤滑劑的壽命可能少于2000小時。本領(lǐng)域中PAG類RSAC潤滑劑的另一難題是腐蝕抑制劑典型地為含鋇添加劑。鋇組分不適用于環(huán)境，因此需要替代的添加劑。期望找到基于PAG基礎(chǔ)油的RSAC潤滑劑，其不需要多元醇酯共基礎(chǔ)油或含鋇腐蝕抑制劑，仍具有與多元醇酯制劑相當(dāng)或比其更佳的抗腐蝕性。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種PAG類RSAC潤滑劑，其不需要多元醇酯共基礎(chǔ)油或含鋇腐蝕抑制劑，仍具有與多元醇酯制劑相當(dāng)或比其更佳的抗腐蝕性。本發(fā)明的潤滑劑使用醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物作為基礎(chǔ)油和除所述醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物以外的油溶性PAG作為共基礎(chǔ)油。本發(fā)明的潤滑劑進(jìn)一步包括二壬基萘磺酸鈣鹽作為鐵腐蝕抑制劑。本發(fā)明是發(fā)現(xiàn)以下的結(jié)果：在無所述含鋇抑制劑的情況下，油溶性PAG可類似于多元醇酯使彈性體膨脹，并且當(dāng)二壬基萘磺酸鈣鹽包括于本發(fā)明的潤滑劑中時，可充當(dāng)鐵腐蝕抑制劑，其結(jié)果與所述含鋇抑制劑一樣好。出人意料地，所述油溶性PAG和二壬基萘磺酸鈣鹽具有協(xié)同效應(yīng)，導(dǎo)致抗腐蝕性提高。在第一方面中，本發(fā)明是一種潤滑劑，其包含醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物、除所述醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物以外的油溶性聚二醇以及二壬基萘磺酸鈣鹽，其中所述潤滑劑的特征進(jìn)一步在于含有以總體潤滑劑重量計少于10重量％的多元醇酯。在第二方面中，本發(fā)明是一種用于潤滑壓縮機(jī)的方法，所述方法包含以下步驟：將所述第一方面的潤滑劑添加到所述壓縮機(jī)中。本發(fā)明的潤滑劑適用于潤滑機(jī)械設(shè)備如旋轉(zhuǎn)螺旋空氣壓縮機(jī)的本發(fā)明方法。具體實施方式“和/或”意謂“和或替代地”。除非另外陳述，否則所有范圍包括端點。除非日期利用呈帶有連字符的兩位數(shù)形式的測試方法編號來指示，否則測試方法是指從此文件的優(yōu)先權(quán)日起最近的測試方法。參考測試方法含有參考測試協(xié)會和測試方法編號。通過以下縮寫中的一個參考測試方法組織：ASTM是指ASTM國際性組織(原名是美國測試與材料協(xié)會(AmericanSocietyforTestingandMaterials))；EN是指歐洲標(biāo)準(zhǔn)(EuropeanNorm)；DIN是指德國標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會(DeutschesInstitutfürNormung)；并且ISO是指國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(InternationalOrganizationforStandards)。本發(fā)明的潤滑劑包含醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物。式I呈現(xiàn)醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物的通式：R1[O(CH2CH(CH3)O)mR2]nI其中R1對應(yīng)于醇引發(fā)劑(除羥基或已與環(huán)氧丙烷反應(yīng)的基團(tuán)以外的殘余組分)的主鏈；R2選自由氫和含有1到18個碳原子的烷基、芳基和烷基芳基組成的基團(tuán)；m對應(yīng)于聚合到醇引發(fā)劑的羥基上的環(huán)氧丙烷分子的平均數(shù)目，并且一般是10或更高并且同時是40或更小，優(yōu)選的是15或更小；并且n是從醇引發(fā)劑主鏈延伸的聚環(huán)氧丙烷鏈的數(shù)目，并且等于聚合期間與環(huán)氧丙烷反應(yīng)的在醇引發(fā)劑上的羥基數(shù)目。n的值一般是1、2或3，其取決于引發(fā)劑是否分別為單醇、二醇或三醇。引發(fā)劑宜為單醇(n等于1)，并且優(yōu)選地醇引發(fā)劑是丁醇，其意味著R1是四碳烷基。醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物在100℃下動態(tài)粘度宜為5厘沲(cSt)或更大，優(yōu)選的是6cSt或更大，并且可為7cSt或更大并且甚至為8cSt或更大。同時，醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物在100攝氏度(℃)下動態(tài)粘度宜為15cSt或更小。根據(jù)ASTMD445測定動態(tài)粘度。醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物以總體潤滑劑重量計宜以超過50重量％(wt％)、更優(yōu)選地60wt％或更多、再更優(yōu)選地70wt％或更多、甚至更優(yōu)選地75wt％或更多的濃度存在，并且可以80wt％或更多、85wt％或更多、甚至90wt％或更多的濃度存在。同時，醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物以總體潤滑劑重量計典型地以98wt％或更少、更加典型地95wt％或更少的濃度存在，并且可為90wt％或更少、85wt％或更少并且甚至75wt％或更少。特別地，醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物可為兩種或更多種醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物的摻合物，在此情況下wt％醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物對應(yīng)于所有醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物的組合重量。本發(fā)明進(jìn)一步包含除醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷均聚物以外的油溶性聚二醇(OSP)。OSP宜選自由醇引發(fā)的環(huán)氧丁烷均聚物和醇引發(fā)的環(huán)氧丁烷與環(huán)氧丙烷共聚物組成的群組。優(yōu)選地，OSP是一種或超過一種的醇引發(fā)的環(huán)氧丁烷與環(huán)氧丙烷共聚物。共聚物可為無規(guī)共聚物或嵌段共聚物。當(dāng)是嵌段共聚物時，環(huán)氧丁烷和環(huán)氧丙烷可以以下任一次序進(jìn)行聚合：形成從醇引發(fā)劑延伸出的PO/BO或BO/PO嵌段共聚物，其中“PO”是指開環(huán)(聚合)環(huán)氧丙烷組分，并且“BO”是指在聚合之后剩余的開環(huán)(聚合)環(huán)氧丁烷組分。OSP宜為醇引發(fā)的PO/BO無規(guī)共聚物。BO的量以PO和BO的總重量計宜為40重量％(wt％)或更多、優(yōu)選地50wt％或更多，并且可為60wt％或更多、65wt％或更多并且甚至70wt％或更多，并且同時典型地為80wt％或更少，并且可為70wt％或更少。OSP以PO和BO的總重量計宜為50wt％PO和50wt％BO(亦即PO和BO以50/50重量比共聚合)。OSP宜由醇引發(fā)劑制備，所述醇引發(fā)劑具有8個或更多個碳原子、優(yōu)選地10個或更多個碳原子、再更優(yōu)選地12個或更多個碳原子、更優(yōu)選地14個或更多個碳原子，并且可為16個或更多個碳原子并且甚至18個或更多個碳原子，同時典型地具有20個或更少碳原子。同時，引發(fā)劑宜為直鏈的，并且更優(yōu)選地為伯醇。一種用于制備OSP的尤其合乎需要的醇引發(fā)劑是十二烷醇。用于OSP的醇引發(fā)劑可為單醇、二醇或三醇。優(yōu)選地，醇引發(fā)劑是單醇。OSP可利用氫(H)封端，形成末端醇(羥基)鍵，或可利用除氫以外的基團(tuán)，優(yōu)選的是碳原子進(jìn)行封端，形成如選自醚和酯的那些鍵。未端鍵位于OSP中與醇引發(fā)劑相對的末端。OSP在40℃下的動態(tài)粘度一般是15cSt或更高、優(yōu)選地18cSt或更高、更優(yōu)選地32cSt或更高，并且可為68cSt或更高、80cSt或更高、100cSt或更高、150cSt或更高并且甚至220cSt或更高，同時一般是250cSt或更低。根據(jù)ASTMD445測定動態(tài)粘度。OSP的平均分子量一般是500克/摩爾(g/mol)或更大、優(yōu)選地750g/mol或更大，并且可為1000g/mol或更大、1250g/mol或更大、1500g/mol或更大、1900g/mol或更大、或2400g/mol或更大，并且同時一般是3600g/mol或更小、優(yōu)選地2400g/mol或更小并且更優(yōu)選地1900g/mol或更小并且甚至更優(yōu)選地1400g/mol或更小并且最優(yōu)選地少于1400g/mol。根據(jù)凝膠滲透色譜法(gelpermeationchromatography)測定平均分子量。除非另有指示，否則“分子量”是指數(shù)目平均分子量(Mn)。當(dāng)OSP的平均分子量是1400g/mol時，其往往既不使丙烯腈丁二烯橡膠(NBR)膨脹也不使丙烯腈丁二烯橡膠(NBR)收縮，并且當(dāng)所述OSP的平均分子量小于1400g/mol時，其往往會使NBR膨脹。平均分子量大于1400g/mol的OSP可使NBR橡膠收縮。合乎需要的是潤滑劑不會使由NBR橡膠制成的密封墊收縮，并且最合乎需要的是使所述密封墊當(dāng)與潤滑劑接觸時稍微膨脹，因此防止密封墊封口周圍發(fā)生潤滑劑泄漏。OSP的濃度以總體潤滑劑重量計一般是2wt％或更多、優(yōu)選地5wt％或更多，并且可為10wt％或更多、15wt％或更多并且甚至20wt％或更多，同時是典型地30wt％或更少，并且一般25wt％或更少或甚至20wt％或更少。本發(fā)明是發(fā)現(xiàn)以下的結(jié)果：典型的潤滑劑制劑中的部分或全部多元醇酯可用OSP替換以獲得更加穩(wěn)定的潤滑劑。為此，多元醇酯的濃度以總體潤滑劑重量計少于10wt％，并且是優(yōu)選地5wt％或更少并且甚至更優(yōu)選地3wt％或更少。潤滑劑可不含多元醇酯。多元醇酯包括烷酸酯，如具有3-8個羥基的受阻多元醇的烷酸酯。本發(fā)明進(jìn)一步包含二壬基萘磺酸鈣鹽作為腐蝕抑制劑。當(dāng)腐蝕抑制劑是二壬基萘磺酸鈣鹽時，潤滑劑制劑表現(xiàn)出驚人的協(xié)同效應(yīng)。與具有不同腐蝕抑制劑(如二壬基萘磺酸鋇鹽)的類似制劑相比，具有二壬基萘磺酸鈣鹽的本發(fā)明潤滑劑制劑更加易于通過根據(jù)ASTMD665-12的腐蝕測試。二壬基萘磺酸鈣鹽的濃度以總體潤滑劑重量計宜以0.1wt％或更多、優(yōu)選地0.2wt％或更多、再更優(yōu)選地0.25wt％或更多、又更優(yōu)選地0.5wt％或更多，并且可為0.75wt％或更多、1wt％或更多并且甚至1.5wt％或更多，同時是典型地5wt％或更少、優(yōu)選地3wt％或更少，并且可為2wt％或更少并且甚至1wt％或更少的濃度存在。本發(fā)明的益處是其并不需要含鋇材料，如鋇類腐蝕抑制劑。實際上，本發(fā)明的潤滑劑可含有相對于總體潤滑劑重量以wt％為單位少于0.1wt％、優(yōu)選地0.05wt％或更少、再更優(yōu)選地0.01wt％或更少的含鋇材料，并且可不含有含鋇材料。本發(fā)明的潤滑劑適用于潤滑機(jī)械裝置，尤其是壓縮機(jī)并且更具體來說是旋轉(zhuǎn)螺旋空氣壓縮機(jī)。本發(fā)明的潤滑劑可作為潤滑劑根據(jù)壓縮機(jī)的說明書添加到壓縮機(jī)中。本發(fā)明在不需要使用多元醇酯或含鋇材料的情況下符合旋轉(zhuǎn)螺旋空氣壓縮機(jī)潤滑劑的需要。實例用于實例(Ex)和比較實例(CompEx)的材料在表1和表2中列出。UCON是聯(lián)合碳化物公司(UnionCarbideCorporation)的商標(biāo)。SYNALOX是陶氏化學(xué)公司(TheDowChemicalCompany)的商標(biāo)。SYNATIVE是科寧知識產(chǎn)權(quán)管理股份有限公司(CognisIPManagementGmbH)的商標(biāo)。IRGANOX是巴斯夫股份公司(BASFSECompany)。VANLUBE是R.T.VanderbiltMinerals，LLC的商標(biāo)。SULLUBE是美國壽力公司(SullairCorporation)的商標(biāo)。Na-Sul是KingIndustries，Inc的商標(biāo)。表1表2在500毫升(mL)玻璃杯子中通過添加制劑的每一種組分以獲得400公克混合物來制備制劑。在50℃下攪拌混合物60分鐘，直至透明并且均相為止，并且接著使其冷卻到約23℃。所有摻合物在20-25℃下儲存一周之后為透明并且穩(wěn)定的。根據(jù)ASTMD665-12腐蝕測試A和B來評價Ex和CompEx制劑的腐蝕抑制性。ASTMD665A是使用去離子水的腐蝕測試。ASTMD665B是使用合成海水的腐蝕測試，并且與ASTMD665A相比更加難以通過。ASTMD665-12方法建議進(jìn)行測試持續(xù)四(4)或24小時。在一些情況下，Ex和/或CompEx實際上測試了48小時。制劑通過(P)或沒有通過(F)腐蝕測試。比較實例A-D：鋇鹽腐蝕抑制劑制劑表3列舉使用鋇鹽腐蝕抑制劑的比較實例制劑以及關(guān)于ASTMD665A測試持續(xù)24小時后的腐蝕測試結(jié)果。數(shù)值為400g制劑的每一種組分的wt％。腐蝕測試結(jié)果為通過(P)或沒有通過(F)。表3組分比較實例A比較實例B比較實例C比較實例DUCON潤滑劑LB-16566.0875.9866.9857.98UCON潤滑劑LB-28508.47.46.4UCONOSP-320102030Vanlube9615555甲苯基三唑0.120.120.120.12SynativeES293128.3000Na-Sul6110.50.50.50.524小時腐蝕結(jié)果-ASTMD665APFFF比較實例A是含有PO均聚物、多元醇酯和鋇腐蝕抑制劑的典型壓縮機(jī)潤滑劑。用醇引發(fā)的無規(guī)PO/BO共聚物(UCONOSP-32)以范圍介于10-30wt％的多個取代水平替換多元醇酯(SynativeES2931)使得制劑沒有通過ASTMD665A腐蝕測試。實例1-9：鈣鹽腐蝕抑制劑制劑表4列舉使用鈣鹽腐蝕抑制劑的實例制劑以及關(guān)于ASTMD665A測試持續(xù)24小時后的腐蝕測試結(jié)果。表5列舉使用鈣鹽腐蝕抑制劑但在無OSP組分(UCONOSP-32)情況下的比較制劑。數(shù)值為400g制劑的每一種組分的wt％。腐蝕測試結(jié)果為通過(P)或沒有通過(F)。結(jié)果展示制劑與OSP和鈣鹽腐蝕抑制劑組合通過ASTMD665A腐蝕測試，但是具有鈣鹽而非OSP的樣品沒有通過ASTMD665A腐蝕測試。此等結(jié)果揭示了鈣鹽腐蝕抑制劑與OSP之間在制劑中有利于通過腐蝕測試的協(xié)同效應(yīng)。表4表5組分比較實例E比較實例F比較實例GSYNALOXPB-20094.6394.3893.88UCONOSP-32000VANLUBE961555甲苯基三唑0.120.120.12Na-SulCa-10890.250.5124小時腐蝕結(jié)果-ASTMD665AFFF實例10-12和比較實例H-J：ASTMD665B測試表6列舉用于實例10-12和比較實例H-J的制劑以及關(guān)于ASTMD665B測試超過4小時、24小時和48小時的測試結(jié)果。所有制劑都包括鈣鹽腐蝕抑制劑。實例包括OSP，然而比較實例不包括OSP。每種制劑都包括IRGANOXL57。結(jié)果揭示了當(dāng)OSP存在時所達(dá)到的抗腐蝕性程度較大，此外證實了鈣鹽與OSP之間存在有利于腐蝕抑制的協(xié)同效應(yīng)。數(shù)值為400g制劑的每一種組分的wt％。腐蝕測試結(jié)果為通過(P)或沒有通過(F)。表6實例13-15和比較實例K：OSP濃度改變和參考物表7列舉用于實例13-15和比較實例K的制劑以及關(guān)于ASTMD665B測試超過4小時、24小時和48小時的測試結(jié)果。所有制劑都包括鈣鹽腐蝕抑制劑。實例包括不同濃度的OSP以測定濃度對性能是否有影響。比較實例K是以商標(biāo)SULLUBE32出售的市售壓縮機(jī)潤滑劑，并且其衍生自PAG(PO均聚物)、多元醇酯和二壬基萘磺酸鋇鹽。數(shù)值為400g制劑的每一種組分的wt％。腐蝕測試結(jié)果為通過(P)或沒有通過(F)。表7結(jié)果揭示當(dāng)鈣鹽腐蝕抑制劑是以1wt％的制劑重量時，在此等制劑中濃度范圍在5-20wt％的OSP并不顯著影響腐蝕抑制性。結(jié)果還揭示本發(fā)明制劑表現(xiàn)以及包含多元醇酯和鋇腐蝕抑制劑的市售制劑表現(xiàn)。實例16：不同的鈣腐蝕抑制劑除了使用1wt％的Na-SulCa-50而非Na-Sul611，并且UCONLB-165的濃度降低了0.5％到66.48％以外，重復(fù)比較實例C。Na-SulCa-50是二壬基萘磺酸鈣鹽，但是不含任何羧酸鹽部分。所得制劑(實例16)通過了ASTMD665A腐蝕測試。此結(jié)果指示二壬基萘磺酸鈣鹽類型對于本發(fā)明的腐蝕抑制特征很可能不是至關(guān)重要的。彈性體膨脹測試測試數(shù)種不同分子量的醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷與環(huán)氧丁烷共聚物OSP使腈丁二烯橡膠(等級類型72NBR902)膨脹的能力。測試使用DINISO1817測試方法完成，其中彈性體在100℃的溫度下完全浸沒于OSP中持續(xù)1000小時時段。報導(dǎo)彈性體的體積增加程度。OSP是以商標(biāo)名UCON從陶氏化學(xué)公司購得的那些OSP。測試結(jié)果展示于表8中。表8OSP的平均分子量(g/mol)NBR的體積改變百分比UCONOSP-1850019UCONOSP-3276016UCONOSP-6814000UCONOSP-1501900-7UCONOSP-2202300-9測試結(jié)果揭示當(dāng)此特定OSP的分子量低于1400g/mol時，其使NBR膨脹，當(dāng)其分子量是1400g/mol時，其既不使NBR膨脹也不使NBR收縮，并且當(dāng)OSP的分子量是1900g/mol時，其使NBR收縮。測試結(jié)果適用于此特定OSP，其是具有50/50重量比的PO與BO的醇(十二烷醇)引發(fā)的PO/BO無規(guī)共聚物。不同的OSP有可能具有不同的結(jié)果。當(dāng)前第1頁1 2 3