本公開涉及一種鋰鹽增稠劑，以及包含該鋰鹽增稠劑的潤(rùn)滑油組合物。更具體而言，本公開涉及一種鋰鹽增稠劑，其增強(qiáng)高溫下的熱穩(wěn)定性和低溫下的可操作性。

背景技術(shù)：

在當(dāng)前部分中的陳述僅提供與本公開相關(guān)的背景信息，可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

潤(rùn)滑油是用于潤(rùn)滑機(jī)械系統(tǒng)例如軸承和傳動(dòng)裝置的半固態(tài)型潤(rùn)滑劑，其中機(jī)械系統(tǒng)用作車輛和工業(yè)機(jī)械中的部件。通常而言，潤(rùn)滑油由基礎(chǔ)油、增稠劑和添加劑構(gòu)成。

基礎(chǔ)油是為使?jié)櫥透鶕?jù)溫度的粘度變化降至最低而包含其中的成分。作為基礎(chǔ)油的實(shí)例，存在酯類油、硅類油、和氟類油，然而，由于例如高成本等的問題，其應(yīng)用受到限制，因此，主要使用成本較低的合成性聚α-烯烴(PAO)基礎(chǔ)油。

增稠劑是決定潤(rùn)滑油的主要特性例如耐熱性或耐水性的成分。作為常用的增稠劑，存在金屬皂類增稠劑例如鋇、鋰、鈣、鈉和鋁皂，以及非金屬皂類增稠劑，例如硅膠、膨潤(rùn)土和尿素。金屬皂類增稠劑的實(shí)例包括脂肪酸的金屬鹽材料，作為其代表性的實(shí)例，存在12-羥基硬脂酸鋰。然而，包含在金屬皂類增稠劑中的金屬成分會(huì)作用為引起氧化和腐蝕的催化劑。此外，其在高負(fù)荷下對(duì)潤(rùn)滑條件的應(yīng)用受到限制，因此特性例如耐磨性降低。

由于潤(rùn)滑油的特性會(huì)隨著所選的添加劑類型而做出極大的改變，對(duì)于合適添加劑的選擇連同對(duì)于增稠劑的選擇較為重要。包含有鋰類增稠劑的潤(rùn)滑油組合物還包含聚合物材料作為粘度調(diào)節(jié)劑。這類粘度調(diào)節(jié)劑的實(shí)例包括烯烴類粘度改良劑，例如聚丙烯、聚異丁烯、聚乙烯-丙烯、和聚乙烯-丁烯；烯烴亞芳基類粘度改良劑，例如苯乙烯-乙烯和苯乙烯-異戊二烯；聚亞芳基類粘度改良劑，例如聚苯乙烯；以及 聚甲基丙烯酸酯類粘度改良劑。此外，為改善高溫耐久時(shí)間，將抗氧化劑、極壓添加劑和緩蝕劑用作添加劑。

韓國(guó)專利第10-0513625、10-0135414和10-1438916號(hào)，以及韓國(guó)專利特開第10-2014-0054557號(hào)描述了潤(rùn)滑油組合物，其包含添加劑例如PAO基礎(chǔ)油、鋰類增稠劑和粘度調(diào)節(jié)劑，如上所述。然而，大多數(shù)潤(rùn)滑油組合物在不同溫度環(huán)境下的增強(qiáng)耐久性和保持車輛部件可操作性方面受到限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開提供一種鋰類增稠劑其增強(qiáng)高溫下的穩(wěn)定性和低溫下的可操作性。本公開還提供一種由該鋰類增稠劑制備的潤(rùn)滑油組合物。

在一方面，本公開提供一種由以下式1表示的鋰類增稠劑：

其中，m和n相同或不同，且為5～20的整數(shù)。

在另一方面，本公開提供一種潤(rùn)滑油組合物，其包含a)合成性聚α-烯烴(PAO)基礎(chǔ)油、b)由式1表示的鋰類增稠劑、以及任選的c)常規(guī)的潤(rùn)滑油添加劑。

基于本文提供的說明書，其他的適用范圍將變得明晰。應(yīng)當(dāng)理解的是，說明書和具體實(shí)施例僅出于示例說明的目的而并非旨在限制本公開的范圍。

具體實(shí)施方式

以下說明在本質(zhì)上僅是示例說明性的，并非旨在限制本公開、應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解的是，貫穿附圖，相應(yīng)的附圖標(biāo)記指代相同或相應(yīng)的部件和特征。在下文中，將對(duì)本發(fā)明的多種形式做出詳細(xì)參考，而多種形式的示例在以下示出并說明。盡管將結(jié)合多種形式來描述本公開，將理解的是，本說明書并非旨在將本公開限制于那些形式。相反，本公開旨在不僅涵蓋所記載的多種形式，而且還涵蓋多種替換形 式、修改形式、等價(jià)形式和其他形式，其可以包括在由所附權(quán)利要求定義的本公開的主旨和范圍之內(nèi)。

本公開提供一種鋰鹽增稠劑，其能夠同時(shí)增強(qiáng)高溫下的熱穩(wěn)定性和低溫下的可操作性。本公開還提供一種包含該鋰鹽增稠劑的潤(rùn)滑油組合物。根據(jù)本公開的鋰鹽增稠劑可以不限于由以下式1表示的9,10,12-三取代硬脂酸鋰鹽：

其中，m和n相同或不同，且為5～20的整數(shù)。在式1表示的鋰鹽增稠劑中，m和n可以二者擇一地相同或不同，且為7或8的整數(shù)?；蛘?，鋰鹽增稠劑為9,10,12-三取代的硬脂酸鋰鹽。

根據(jù)本公開的鋰鹽增稠劑可以通過常規(guī)有機(jī)合成而制備。例如，如以下反應(yīng)(Rxn)1中所示，由式1表示的9,10,12-三取代硬脂酸鋰鹽可以通過使由式2表示的9,10,12-三羥基硬脂酸酯與由式3表示的脂肪族二羧酸進(jìn)行酯化并然后使其與氫氧化鋰反應(yīng)而制備：

在Rxn 1所示的式1和式3中，m和n相同或不同，且為5～20的 整數(shù)。

根據(jù)本公開的增稠劑具有的化學(xué)結(jié)構(gòu)為，羧烷基額外加至常規(guī)12-羥基硬脂酸鋰鹽增稠劑的硬脂酸的C9和C10位點(diǎn)。盡管不希望受到理論的束縛，這一化學(xué)結(jié)構(gòu)可以影響潤(rùn)滑油的低溫可操作性和高溫下油分離特性的同時(shí)增強(qiáng)的發(fā)生。

包含根據(jù)本公開的由式1表示的增稠劑的潤(rùn)滑油組合物具有以下特性。根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑油組合物包含：a)合成性聚α-烯烴(PAO)基礎(chǔ)油；b)由式1表示的鋰類增稠劑；以及任選的c)常規(guī)的潤(rùn)滑油添加劑。在下文中，更具體地描述構(gòu)成本公開潤(rùn)滑油組合物的各個(gè)成分。

根據(jù)本公開的潤(rùn)滑油組合物包含合成性聚α-烯烴(PAO)基礎(chǔ)油作為基礎(chǔ)油。PAO合成性基礎(chǔ)油具有40℃下30～100厘沲(cSt)的運(yùn)動(dòng)粘度和低溫下30℃或更低溫度的流動(dòng)點(diǎn)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)粘度小于30cSt時(shí)，容易發(fā)生蒸發(fā)且耐熱性可能不足。當(dāng)運(yùn)動(dòng)粘度大于100cSt時(shí)，扭矩較高且熱值增加。

在根據(jù)本公開的潤(rùn)滑油組合物中，可以以70wt％～85wt％的量包含PAO合成性基礎(chǔ)油。在此，當(dāng)基礎(chǔ)油的含量小于70wt％時(shí)，發(fā)生過度的固結(jié)，因此生成的潤(rùn)滑油不實(shí)用。當(dāng)基礎(chǔ)油的含量大于85wt％時(shí)，可能引起過高的油分離程度和高溫下液化。

根據(jù)本公開的潤(rùn)滑油組合物包含由式1表示的9,10,12-三取代硬脂酸鋰鹽作為增稠劑。該增稠劑具有的結(jié)構(gòu)是，向12-羥基硬脂酸鋰鹽的結(jié)構(gòu)額外添加羧烷基。潤(rùn)滑油的高溫穩(wěn)定性和低溫可操作性可以同時(shí)得到增強(qiáng)。

在根據(jù)本公開的潤(rùn)滑油組合物中，可以以10wt％～20wt％的量包含由式1表示的增稠劑。當(dāng)增稠劑的含量低于10wt％時(shí)，預(yù)期的高溫穩(wěn)定性和低溫可操作性可能無法同時(shí)得到增強(qiáng)。當(dāng)增稠劑以高于20wt％大量使用時(shí)，潤(rùn)滑劑的稠度(NLGI)降低，由此低溫可操作性會(huì)變差。

潤(rùn)滑油可以在無添加劑的情況下實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑功能，但是，為進(jìn)一步提高潤(rùn)滑油的性能并滿足用戶需求，可以在其中包含多種添加劑。

在本公開中，可以包含粘度調(diào)節(jié)劑來作為添加劑。粘度調(diào)節(jié)劑是 通常用來控制粘度指數(shù)并增強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)油的附著力的添加劑。常用的粘度調(diào)節(jié)劑具有室溫下大于10,000cSt的粘度，由此其在對(duì)使用低粘度材料的部件的應(yīng)用中受到限制。因此，在本公開中，基于潤(rùn)滑油組合物的總重量，以1wt％至7wt％的量使用室溫下粘度為500～1000cSt的酯類粘度調(diào)節(jié)劑。當(dāng)酯類粘度調(diào)節(jié)劑包含在該范圍內(nèi)時(shí)，除粘度調(diào)節(jié)劑的固有效果例如粘度指數(shù)控制和增強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)油的粘著性之外，還實(shí)現(xiàn)低溫可操作性的增強(qiáng)效果。粘度調(diào)節(jié)劑的實(shí)例包括，但不限于，市售可得的VL 1200H，其是Lubrizol公司制備的復(fù)合烯烴酯共聚物產(chǎn)品。

此外，在本公開中，可以包含油分離調(diào)節(jié)劑作為添加劑。潤(rùn)滑油呈現(xiàn)出油分離現(xiàn)象，其中基礎(chǔ)油和增稠劑會(huì)在存貯期間變得分離，由此油成分被分離。這樣的油分離現(xiàn)象在高溫下更容易發(fā)生。因此，在本公開中，可以在潤(rùn)滑油組合物中包含苯乙烯類共聚物作為油分離調(diào)節(jié)劑，即使在高溫下也可以減少油分離。具體而言，可以包含選自苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物和苯乙烯-異戊二烯共聚物中的一種或多種作為油分離調(diào)節(jié)劑?；跐?rùn)滑油組合物的總重量，油分離調(diào)節(jié)劑可以以0.5wt％～3wt％的量使用。當(dāng)油分離調(diào)節(jié)劑的含量大于3wt％時(shí)，潤(rùn)滑油的粘度增加，由此在低溫甚至在室溫下的操作感會(huì)降低。

此外，根據(jù)本公開的潤(rùn)滑油組合物可以包含極壓添加劑、抗氧化劑、緩蝕劑等作為常規(guī)添加劑。如果需要，另外可以包含防銹劑、金屬鈍化劑等。

加入極壓添加劑來增強(qiáng)負(fù)荷攜帶容量和極壓特性。當(dāng)向金屬的接觸面施加高負(fù)荷且因此摩擦熱增加時(shí)，僅以油膜難以維持潤(rùn)滑功能。因此，在潤(rùn)滑油組合物中包含極壓添加劑，由此防止接觸面的磨損或灼熱。在本公開中，極壓添加劑不受具體限制，且其用量可以適當(dāng)?shù)乜刂圃趯?duì)這些添加劑來說通常使用的含量范圍內(nèi)。

極壓添加劑可以不受限制地包括有機(jī)金屬類添加劑、硫類添加劑、磷酸鹽(酯)類添加劑或鹵素類添加劑。有機(jī)金屬類極壓添加劑的一些具體實(shí)例包括，但不限于，有機(jī)鉬化合物，例如二硫代氨基甲酸鉬或二硫代磷酸鉬；有機(jī)鋅化合物，例如二硫代氨基甲酸鋅、二硫代磷酸鋅或鋅片(zinc pennate)；有機(jī)銻化合物，例如二硫代氨基甲酸銻或二硫代磷酸銻；有機(jī)硒化合物，例如二硫代氨基甲酸硒；有機(jī)鉍化合 物，例如環(huán)烷酸鉍或二硫代氨基甲酸鉍；有機(jī)鐵化合物，例如二硫代氨基甲酸鐵和辛酸鐵；有機(jī)銅化合物，例如二硫代氨基甲酸銅或環(huán)烷酸銅；有機(jī)錫化合物，例如馬來酸錫或二丁基硫化錫；有機(jī)磺酸鹽，例如磺酸堿金屬鹽或磺酸堿土金屬鹽；有機(jī)磷酸鹽，例如磷酸堿金屬鹽或磷酸堿土金屬鹽；或有機(jī)金屬化合物，例如金、銀、鈦和鎘。作為硫類極壓添加劑，可以使用硫化物，例如二芐基二硫醚或多硫化物、硫化油、不含礦物的氨基甲酸鹽、硫脲類化合物、或硫代碳酸鹽。作為磷酸酯(鹽)類極壓添加劑，可以使用磷酸酯，例如磷酸三辛酯或磷酸三甲苯酯；或者磷酸酯類化合物，例如酸性磷酸酯、亞磷酸酯、或酸性亞磷酸酯。此外，可以使用鹵素類極壓添加劑，例如氯化烯烴。

作為抗氧化劑，可以使用通常添加至橡膠、塑料或潤(rùn)滑劑配方中的耐老化劑、臭氧降解抑制劑或抗氧化劑。在本公開中，抗氧化劑不受具體限制，且其用量可以適當(dāng)?shù)乜刂圃诔Ｓ锰砑觿┑暮糠秶鷥?nèi)?？寡趸瘎┑木唧w實(shí)例包括胺類化合物，例如苯基-1-萘胺、苯基-2-萘胺、二苯基-對(duì)苯二胺、二吡啶胺、吩噻嗪、N-甲基吩噻嗪、N-乙基吩噻嗪、3,7-二辛基吩噻嗪、p,p’-二辛基二苯胺、N,N’-二異丙基-對(duì)苯二胺、N,N’-二-仲丁基-對(duì)苯二胺；酚類化合物，例如2,6-二(叔丁基)苯酚；其有機(jī)金屬化合物等等。

緩蝕劑也是常用的成分且其選擇在本公開中不受具體限制。其用量也可以適當(dāng)?shù)乜刂圃诔Ｓ锰砑觿┑暮糠秶畠?nèi)。這種緩蝕劑的具體實(shí)例包括有機(jī)磺酸的銨鹽；堿土金屬的有機(jī)磺酸鹽或有機(jī)碳酸鹽；羥基脂肪酸，例如油?；“彼幔粠€基脂肪酸，例如1-巰基硬脂酸酯；噻唑；咪唑，例如2-(癸基二硫代)-苯并咪唑和苯并咪唑；磷酸酯，例如三(壬苯基)亞磷酸酯；以及硫代羧酸酯，例如二月桂基硫代丙酸酯。此外，可以使用亞硝酸鹽等。

基于潤(rùn)滑油組合物的總重量，上述添加劑的總量可以為0.1wt％～10wt％。

以下實(shí)施例示例說明本公開的教導(dǎo)，而不旨在對(duì)其進(jìn)行限制。

制備例：增稠劑的合成

將總共1摩爾的9,10,12-三羥基硬脂酸酯溶解在90℃溫水中，然后，向其中加入壬二酸(1.2摩爾)和癸二酸(1.2摩爾)，接著在80℃反應(yīng)。 隨后，向其中加入氫氧化鋰(1.2mol)并在60℃反應(yīng)，由此制備出由以下式1a表示的9,10,12-三取代硬脂酸鋰鹽：

實(shí)施例1～7和比較例1～2：潤(rùn)滑油的制備

使用在以下列表和表1中總結(jié)的成分和組成比來制備潤(rùn)滑油組合物。此外，根據(jù)在以下表2中總結(jié)的方法來測(cè)定各個(gè)所制備的潤(rùn)滑油組合物的特性。結(jié)果總結(jié)在以下表3中。用于制備潤(rùn)滑油的成分包括以下(i～v)：

[所用的成分]

(1)基礎(chǔ)油：40℃下運(yùn)動(dòng)粘度為65cSt的PAO合成基礎(chǔ)油。

(2)增稠劑：(a)12-羥基硬脂酸鋰鹽，作為常規(guī)的鋰類增稠劑；或(b)根據(jù)制備例合成的增稠劑。

(3)粘度調(diào)節(jié)劑：可得自Lubrizol的VL 1200H，作為室溫下粘度為800cSt的復(fù)合烯烴酯共聚物。

(4)油分離調(diào)節(jié)劑：可得自Lubrizol的7460，作為苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物；或可得自Lubrizol的7306，作為苯乙烯-異戊二烯共聚物。

(5)常用添加劑：常用添加劑例如可得自ADEKA的磷酸胺抗氧化劑和可得自Vanderbilt Minerals,LLC的磺酸鈣緩蝕劑。

表1-潤(rùn)滑油組合物

表2-特性測(cè)定方法

表3-特性測(cè)定

如表3所示，可以確定，連同作為增稠劑的9,10,12-三取代硬脂酸鋰鹽，根據(jù)實(shí)施例1～5的潤(rùn)滑油組合物包含酯類粘度調(diào)節(jié)劑和苯乙烯 類油分離調(diào)節(jié)劑(具有室溫下800cSt的粘度)。因此，表明部件在低溫下可操作性的低溫扭矩和剪切粘度以及油分離程度均較低。另一方面，比較例1～3的潤(rùn)滑油組合物包含12-羥基硬脂酸鋰鹽作為增稠劑，由此，在100℃油分離程度評(píng)估中，與根據(jù)實(shí)施例1～5的潤(rùn)滑油組合物中的0.2wt％～0.4wt％的值相比，顯示出1.8wt％～2.8wt％的較高值。此外，能夠確認(rèn)的是，根據(jù)比較例4～6的潤(rùn)滑油組合物包含9,10,12-三取代硬脂酸鋰鹽作為增稠劑，但是不包含粘度調(diào)節(jié)劑和/或油分離調(diào)節(jié)劑，因此，與實(shí)施例相比，其低溫扭矩、剪切粘度和油分離程度未得到滿足。

根據(jù)實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，由根據(jù)本公開式1表示的9,10,12-三取代硬脂酸鋰鹽在作為包含PAO合成基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑油組合物中的增稠劑時(shí)是有效的。此外，由式1表示的9,10,12-三取代硬脂酸鋰鹽連同具有特定粘度范圍的酯類粘度調(diào)節(jié)劑和苯乙烯類油分離調(diào)節(jié)劑均包含在潤(rùn)滑油組合物中，因此，高溫下的熱穩(wěn)定性和低溫下的可操作性可以同時(shí)得到改善。

根據(jù)本發(fā)明的增稠劑連同合成性聚α-烯烴(PAO)基礎(chǔ)油均包含在潤(rùn)滑油組合物中，由此同時(shí)增強(qiáng)高溫下的穩(wěn)定性和低溫下的可操作性。

作為油分離調(diào)節(jié)劑的苯乙烯類共聚物還另外包含在根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑油組合物中，因此，高溫下的油分離特性和低溫下的可操作性得到進(jìn)一步增強(qiáng)。

具有特定粘度的酯類粘度調(diào)節(jié)劑還另外包含在根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑油組合物中，因此，低溫可操作性可以得到進(jìn)一步增強(qiáng)。

本公開已參考其多種形式進(jìn)行了詳細(xì)描述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)到，在不偏離本公開的原則和精神的前提下，可以在多種形式中做出改變，本公開的范圍在所附權(quán)利要求及其等同方式中限定。