專利名稱：消除含油功能流體形成油霧的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消除適于單一用途的含油功能流體形成油霧的方法，這些流體的例子如鑿巖機(jī)用油、農(nóng)業(yè)噴霧機(jī)械用油、鏈鋸用油、硝酸銨燃料油爆炸劑，金屬薄片潤(rùn)拔油及類似的。更具體地，本發(fā)明涉及向單一用途含油功能流體，如鏈鋸潤(rùn)滑油組合物，添加可消除煙霧劑量的、用含3到約20個(gè)碳原子的α-單烯烴制備的高分子量的共聚物。
用作鏈鋸的潤(rùn)滑油的含油組合物一般含有潤(rùn)滑油成分和粘合劑成分，后者可以防止組合物在使用中起霧或從鏈的末端濺出。已知的鏈鋸潤(rùn)滑劑組合物，如公開于U.S.4740324中的，含有粘合劑成分如聚乙二醇或聚丙烯酰胺，每種的分子量為1百萬或更高，或者含松香樹脂，如由terpentine balsam中得到的香脂，由樹根提取液得到的根樹脂(root resin)和妥爾油精餾得到的妥爾樹脂。
抗霧添加劑在各種其他的潤(rùn)滑油組合物中的使用也已有闡述。如，U.S.3929652和U.S.4210544即闡述了用作重負(fù)荷切削油的雙效切削油及機(jī)器潤(rùn)滑油，其中含有基質(zhì)油、極壓添加劑、防銅腐蝕劑及優(yōu)選的乙烯、丙烯共聚物抗霧添加劑。特別優(yōu)選的共聚物抗霧添加劑的分子量在約70000到約100000范圍并且丙烯的含量為約35%到約50%。
英國(guó)專利1，525，599公開了一種金屬加工潤(rùn)滑油組合物，其中主要含潤(rùn)滑粘度的油，和少量的，足以防止組合物在使用時(shí)起霧的，至少一種油溶性的乙烯共聚物，其粘度平均分子量(viscosity average molecular weight)范圍為130，000到250，000。該乙烯共聚物是由乙烯和一較重的烯烴共聚得到。所述較重的烯烴選自含3至12個(gè)碳原子的末端不飽和的直鏈單烯烴，含有9個(gè)或10個(gè)碳原子的α-苯基-1-鏈烯烴，2-降冰片烯，含5到8個(gè)碳原子的末端不飽和的非共軛二烯烴，二聚環(huán)戊二烯，5-亞甲基-2-降冰片烯，和它們的混合物。優(yōu)選地，較重的烯烴是丙烯而共聚物中乙烯與較重烯烴的摩爾比范圍為1∶3到3∶1。
U.S.3，919，098闡述了具有改進(jìn)了的低霧特性的金屬加工組合物。所述的組合物中主要含烴油和少量的選自聚異丁烯，聚-正-丁烯及其混合物的抗霧添加劑。所述該抗霧添加劑的粘度平均分子量為30萬到1000萬。
U.S，3，805，918闡述了將油組合物氣動(dòng)分散細(xì)滴分散于各種待潤(rùn)滑的機(jī)器元件表面的霧油潤(rùn)滑體系。該發(fā)明記述的油組合物中含有少量特定的聚烯烴可以減少潤(rùn)滑過程中散逸油霧的量。所公開的聚烯烴為乙烯的C2CX共聚物，粘度平均分子量大于5000。其中乙烯含量為40-80摩爾百分?jǐn)?shù)，而定義為CX的單元由C3-C12的單烯烴得到。優(yōu)選的聚烯烴為乙烯-丙烯共聚物。
U.S.4105569闡述了紗線整理劑(yarn finishes)，特別是絡(luò)筒油類型(the coning oil type)，其中含有一種粘度指數(shù)改進(jìn)劑，如聚甲基丙烯酸酯，聚烷基苯乙烯，乙烯-丙烯共聚物或聚異丁烯。粘度指數(shù)改進(jìn)劑使得整理劑對(duì)于被處理的紗線表面具有更好的附著性能，滑落傾向性小，在被處理紗線高速卷繞時(shí)，少發(fā)生表面“斷開”(throw-off)。紗線整理劑的組成中還含有聚硅氧烷，可以起到減小整理劑表面張力并且在高速卷繞過程中防止霧形成的作用。
U.S.4，400，281提到了改進(jìn)紡織潤(rùn)滑組合物的附著和粘合特性，組合物中含有礦物油、脂肪酸酯或天然油脂及乳化劑，方法是向紡織潤(rùn)滑組合物中添加0.01-10wt%分子量1百萬到1千萬的聚合物，其中既有由一般的C6-C4α-單烯烴的均聚物，也有兩個(gè)或多個(gè)一般的C4-C20α-單烯烴的共聚物。在可能向紡織潤(rùn)滑組合物添加的共聚物中，有丁烯-1與至少一個(gè)C5-C14α-單烯烴如己烯-1，辛烯-1，癸烯-1，十二烯-1和/或十四碳烯-1形成的共聚物。聚合物的添加改進(jìn)了潤(rùn)滑組合物的附著性能而沒有降低其潤(rùn)滑性能，并且降低了組合物甩出的傾向。
U.S.4，173，455談到含水柴油(機(jī)燃料)乳劑，其中含有柴油(機(jī)燃料)，特殊的乳化劑，抗霧劑和水。向燃料乳劑中加入抗霧劑可以防止燃料箱遭受破裂時(shí)乳劑因碰撞而霧化?？轨F劑被認(rèn)為能使燃料乳劑以“薄片”(sheets)和“珠串”(strings of beads)的形式從破裂的燃料箱中排出，這樣不致給爆炸燃燒提供足夠大的表面積。據(jù)述，用于柴油(機(jī)燃料)乳劑的抗霧劑為長(zhǎng)鏈、高分子量聚合的，并改進(jìn)了油在管道中的流動(dòng)。該專利第3欄，32-35行，指出專利權(quán)人所用的抗霧劑是購(gòu)買的商品名稱CDR或AM-1(自大陸油業(yè)公司Continental Oil Lompany)的專利組合物，且該抗霧劑組成是非公知的。CDR或AM-1聚合物組合物本身究竟是什么本申請(qǐng)人并不知道，但相信該組合物中含有辛烯-1的均聚物。
U.S.4，384，089和4，527，581談到可以通過向烴液中加入少量的某些聚合物來減少烴類在通過運(yùn)輸管線時(shí)通常會(huì)發(fā)生的摩擦損失。U.S.4，384，089中公開的共聚物含有兩個(gè)或多個(gè)3到20個(gè)碳原子的α-單烯烴的共聚物，而U.S.4，527，581中所述的共聚物為丁烯-1與其他5-20個(gè)碳原子的α-單烯烴的共聚物。除了用作烴類油管道中的摩擦減除劑，這兩篇專利都沒有提到將共聚物用于其他用途。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種方法，給予在在承受剪切、離心或重力引力時(shí)會(huì)從它本身或從它起作用的表面上離開的含油功能流體以彈性或回彈性。
另一目的是通過向其加入高分子α-烯烴共聚物增粘劑提高含油功能流體的粘合和附著強(qiáng)度。
本發(fā)明的又一目的是，提供一種適于單一用途的含油功能流體，如用以潤(rùn)滑鏈鋸的桿和連接部位的功能流體，通過向其添加可消除油霧量的共聚物來防止功能流體起霧和濺出。所述共聚物由至少兩個(gè)含3到約20個(gè)碳原子的α-單烯烴制成，粘度平均分子量約500，000到10，000，000。
本發(fā)明還有一個(gè)目的，提供潤(rùn)滑油組合物，如鏈鋸潤(rùn)滑油組合物，含有可消除霧的量的共物，該共聚物由C3或C4單烯烴與至少一個(gè)帶5至20個(gè)碳原子的α-烯烴共聚得到。并提供一種用所述組合物潤(rùn)滑金屬表面的方法。
這些和其他的目的通過用主要含基質(zhì)油成分和少量的，可消除油霧量的共聚物成分來組成含油功能流體來實(shí)現(xiàn)。所述共聚物由至少一個(gè)選自丙烯和丁烯-1的單烯烴與一個(gè)另外的帶有5到20個(gè)碳原子的α-單烯烴制得。本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，消除油霧的共聚物是由丁烯-1與至少一個(gè)其他的帶有5到20個(gè)碳原子的α-單烯烴共聚制得。優(yōu)選地，與丁烯-1共聚的α-單烯烴是那些帶有6至14個(gè)碳原子的，己烯-1，辛烯-1，癸烯-1，十二烯-1和十四碳烯-1都是最優(yōu)選的共聚單體。與基質(zhì)油組分混合的共聚物油霧消除劑的粘度平均分子重量最好超過100，000，如，100，000到約20，000，000，通常含有約10到90摩爾百分?jǐn)?shù)的C3-C4烴單元，約90到100摩爾百分?jǐn)?shù)來自其他的C5-C20α-單烯烴單元。
共聚物消霧劑以可以有效地產(chǎn)生理想的消霧效果的濃度加入到含油功能流體中。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，丙烯或丁烯-1與C6到C14的α-單烯烴共聚。共聚物消霧劑含有25到75摩爾百分?jǐn)?shù)的從C3-或C4-得到的烴類單元，以約0.0001 wt%(1ppm)到約0.04 wt%(400ppm)的濃度加入到功能流體組合物中，其粘度平均分子量范圍為約500，000到約10，000，000。用于本發(fā)明的更優(yōu)選的共聚物是那些由丁烯-1和一個(gè)或多個(gè)己烯-1，辛烯-1，癸烯-1，十二碳烯-1和十四碳烯-1形成的共聚物。
雖然本發(fā)明適于對(duì)很多種含油功能流體進(jìn)行起霧、濺出、霧化及類似情況的消除，為了說明的方便，下文的敘述限于討論特別適于單一潤(rùn)滑用途的功能流體如鏈鋸桿的潤(rùn)滑劑。
當(dāng)鏈鋸潤(rùn)滑流體組合物中主要含潤(rùn)滑粘度的油和少量的丙烯或丁烯-1與至少一個(gè)帶有5到約20個(gè)碳原子的α-單烯烴共聚而成的高分子量共聚物時(shí)，鏈鋸操作過程中起霧或?yàn)R出令人驚異地少。典型地，高分子量共聚物以約0.005到約0.04 wt%的濃度添加入鏈鋸潤(rùn)滑流體中以使起霧降低到理想的程度。
一般，當(dāng)用4到約16個(gè)碳原子的α-單烯烴制成共聚物添加劑，看到的消霧效果非常好，特別有用的α-單烯烴是己烯-1，辛烯-1，癸烯-1，十二碳烯-1和十四碳烯-1。這些單體在本發(fā)明方法中優(yōu)選使用，因?yàn)橛矛F(xiàn)有技術(shù)中已知的液態(tài)聚合技術(shù)很容易將它聚合。
兩個(gè)單體組分體系的例子為丙烯-十二烯-1，丁烯-1-十二烯-1，丁烯-1-癸烯-1，己烯-1-十二烯-1，和辛烯-1-十四碳烯-1，等。三組分體系的例子包括丁烯-1-癸烯-1-十二烯-1，丙烯-1己烯-1-十二烯-1，等。優(yōu)選的特殊單體體系是丙烯-十二烯-1，丁烯-1-十二烯-1，丁烯-1-癸烯-1，和己烯-1-十二烯-1。
單體的共聚方法不是本發(fā)明的組成部分。一般來說，已知的幾種聚合α-單烯烴的方法中任意一種均可使用。特別合適的方法是齊格勒法。該法中使用的催化體系含有由元素周期表中ⅣB、ⅤB、ⅥB或Ⅷ族金屬的化合物與稀土金屬或周期表中ⅠA、ⅡA、ⅢB族金屬的有機(jī)化合物所組成的組合物。所述元素周期表取自《化學(xué)和物理手冊(cè)》，第37版，第392-393頁(yè)。特別合適的催化劑體系含有鹵化鈦和有機(jī)鋁化合物。典型的聚合方法是，低溫、自然壓力、氮?dú)猸h(huán)境下，單體混合物與催化劑在對(duì)它們二者均適合的惰性烴溶液中接觸。反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行。更具體的齊格勒方法在U.S.3，692，676中有述。
本發(fā)明消霧添加劑共聚物中C3或C4烴類的總濃度在約90摩爾百分?jǐn)?shù)到約10摩爾百分?jǐn)?shù)之間較為理想。限制丙烯或丁烯-1在本發(fā)明共聚物中濃度上限的因素是溶解度。隨著共聚物中丙烯或丁烯-1濃度增加，結(jié)晶增多，共聚物在烴中的熔解度降低。降低了溶解度對(duì)潤(rùn)滑組合物具有反作用。共聚物的溶解度限值當(dāng)然隨著共聚體系的不同而不同。通常，有用的共聚物中丙烯或丁烯-1的含量上限是約90摩爾百分?jǐn)?shù)。C3或C4烴濃度超過約90摩爾百分?jǐn)?shù)的共聚物組合物消霧性能相對(duì)較低。另一方面，如果C3或C4烴在聚合物中的濃度低于約10摩爾百分?jǐn)?shù)，則用價(jià)格低廉的丙烯或丁烯-1制備共聚物組合物所能得到的經(jīng)濟(jì)益處就喪失了。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，C3或C4烴在共聚物添加劑中總的濃度為約25到75摩爾百分?jǐn)?shù)，而有5到20個(gè)碳原子的α-單烯烴的總濃度為約75到25百分?jǐn)?shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解少量丙烯或丁烯-1均聚物可以混入共聚物組合物，而且上述的C3或C4烴的濃度是指共聚物組合物中C3或C4烴的總濃度，包括丙烯或丁烯-1的均聚物和丙烯或丁烯-1共聚物。以重量計(jì)，本發(fā)明范圍內(nèi)的共聚物中含約10到90 wt%丙烯或丁烯-1，優(yōu)選均25到75 wt%丙烯或丁烯-1。當(dāng)然，丙烯或丁烯-1的最適當(dāng)?shù)臐舛冗€要看哪種或哪幾種單體用做另外的α-單烯烴組分。
如上文所說，本發(fā)明組合物中使用了高分子量的共聚物。分子量唯一在實(shí)際中的限制是它必須高到足以有效地消除煙霧，但不能高得出現(xiàn)操作上的困難。關(guān)于這一點(diǎn)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)分子量非常高的共聚物很難溶解在潤(rùn)滑油組合物的基質(zhì)油中。它們?cè)诘蜏叵乱搽y以過濾或傾倒。使用分子量非常高均聚合物還會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油組分相對(duì)不穩(wěn)定。因此，本發(fā)明所用共聚物的粘度平均分子量一般限制在不大于約10，000，000。通常，理想的共聚物粘度平均分子量經(jīng)常大于100，000，典型地，介于約100，000到約10，000，000之間。本發(fā)明使用的共聚物的平均分子量?jī)?yōu)選于約500，000到10，000，000范圍，最優(yōu)選的范圍是約1，000，000到8，000，000。通常，消霧的效果隨著共聚物添加劑的分子量增加而增加。
聚合物的分子量可以用光分散法，氣相滲透壓測(cè)定法(vapor phase osmomelry)，凝膠滲透色譜法(GPC)或類似的幾種方法中任何一種來測(cè)定。一些測(cè)定分子量的方法得到的是重量平均分子量，而另外一些得到數(shù)量平均分子量或粘度平均分子量。為統(tǒng)一起見，本說明書及所附權(quán)利要求所用的術(shù)語(yǔ)“平均分子量”是指粘度平均分子量。典型地，粘度平均分子量可以用凝膠滲透色譜法(GPC)來測(cè)定，測(cè)定在135℃進(jìn)行，用分子量范圍很窄的聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)尺寸小球、用鄰二氯苯做溶劑，實(shí)質(zhì)上，GPC利用聚合物分子的大小作為確定分子量的一種方法，這決定于流體的范圍。該技術(shù)包括使聚合物溶液通過交聯(lián)聚合物床。較小的分子會(huì)滲入交聯(lián)聚合物床的微孔，這樣，與大些的分子相比，它們?cè)诖仓械牧鲃?dòng)受到延遲，而大分子則流過微孔仍在液相中。關(guān)于GPC的更多的情況，請(qǐng)見W.W.Yau等人的Modern Size-Exclusion Liquid Chromatography，Wiley-Interscience(1979)，和Waters Associates Liquid Chromatography Solvent Manual，Waters Associates(Millipore Corp)(1983)。
為了產(chǎn)生理想消霧效果，需要向本發(fā)明鏈鋸潤(rùn)滑油組合物添加共聚物添加劑的量(用重量百分?jǐn)?shù)表示，就是說，每100份重量的整個(gè)潤(rùn)滑油組合物，包括共聚物在內(nèi)的組成中，共聚物所占的重量份數(shù))依據(jù)潤(rùn)滑油組合物的特性和組成的不同而不同。在某些組成中，潤(rùn)滑組合物中加入0.0001 wt%或更少的共聚物就可以得到理想的效果。另一方面，某些潤(rùn)滑組合物中需要加入1.0 wt%或更多的共聚物才能達(dá)到理想效果。但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)欲得到理想的效果，鏈鋸潤(rùn)滑組合物中共聚物的添加量為約0.005到約0.5 wt%。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，潤(rùn)滑組合物中添加的共聚物的量為約0.005到約0.04 wt%。
由于共聚物在所述分子量時(shí)是固體，所以一般優(yōu)選在使用前把它溶于適當(dāng)?shù)娜芤夯驊腋≡诤线m的稀釋劑中，因?yàn)橐匀芤夯驊腋∫旱男问较驖?rùn)滑組合物中添加比較容易。合適的溶劑和稀釋劑包括煤油、石腦油和其他石油餾分和惰性烴，如己烷、庚烷、辛烷或類似的材料。
將要添加消霧共聚物的、組成本發(fā)明潤(rùn)滑油組合物的潤(rùn)滑基質(zhì)油可以是礦物油或合成的潤(rùn)滑粘度的烴油，典型地，100°F下其粘度為約70到約300 Saybolt Universal Seconds(SUS)。油料可以是石蠟基油料、環(huán)烷基油料，或混合基質(zhì)油，但優(yōu)選的基質(zhì)油基本為非極性且基本為惰性的。在本說明書的所附權(quán)利要求書中的術(shù)語(yǔ)“基本非極性”是指基質(zhì)油中含有不多于約0.5 wt%氧、氮和/或硫;術(shù)語(yǔ)“基本惰性”是指所述材料在使用條件下對(duì)于化學(xué)或物理變化是惰性的，從而不致對(duì)本發(fā)明中的組合物，添加劑、化合物等的制備、存放、混合和/或功能以相反的方式產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。例如，在不妨礙本文所述的發(fā)明的制造和使用的情況下，小量的基質(zhì)油，或溶劑、稀釋劑等可以進(jìn)行最低限度的反應(yīng)或分解。換句話說，這樣的反應(yīng)或分解，雖然在技術(shù)上是可察覺的，但并不足以妨礙本領(lǐng)域經(jīng)過普通訓(xùn)練的實(shí)際工人制造并使用本發(fā)明達(dá)到其預(yù)期有目標(biāo)?！盎痉菢O性”和“基本惰性”用在此處很容易被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解和接受。
適于用來制造本發(fā)明組合物的基質(zhì)油包括普通的用在單一用途潤(rùn)滑油組成中的基質(zhì)油料。
適于作基質(zhì)油的液體代表性例子有礦物和合成油，如中性溶劑，白(色)油，環(huán)烷基油料等，直鏈或支鏈的烷烴和6到18個(gè)碳原子的鹵代烷烴，多至約6個(gè)碳原子的多鹵代和全鹵烷烴，5個(gè)或更多個(gè)碳原子的環(huán)烷烴，相應(yīng)的烷基和/或鹵素取代的環(huán)烷烴，芳烴，低烷基芳烴，鹵代芳烴。
特別的例子包括干洗溶劑汽油，己烷、癸烷，異辛烷，十一烷，十四烷，環(huán)戊烷，環(huán)己烷，異丙基環(huán)己烷，1，4-二甲基環(huán)己烷，環(huán)辛烷、苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、叔-丁基苯，鹵代苯，特別是單一和多氯苯，如氯苯本身和3，4-二氯甲苯，1，2-二氟四氯乙烷，二氯氟甲烷，1，2-二溴四氟乙烷，三氯代氟甲烷，1-氯代戊烷，和1，3-二氯己烷。
也可用作基質(zhì)油的材料為低分子量的液體聚合物，一般歸入低聚物一類，包括二聚物、四聚物，五聚物等。這一大類材料的例子有液體丙烯四聚物，異丁烯二聚物及類似的。
礦物油是優(yōu)選的。適宜的礦物潤(rùn)滑油因其天然來源不同差異很大，例如，石蠟基油料、環(huán)烷基油料、石蠟基-環(huán)烷基混合油料，和類似的;差異還來自于它們不同的形成，如，蒸餾范圍，直餾或裂解，加氫精制，溶劑提取及類似的。
更特別地，可用于本發(fā)明組合物的天然潤(rùn)滑油基料可以是，液體石油油料，直餾礦物潤(rùn)滑油，從石蠟基油料，環(huán)烷基油料，瀝青質(zhì)的料或混合的基礎(chǔ)原油經(jīng)過溶劑處理、酸處理或蒸餾所得到的油料，或者如果需要的活，也可以用各種調(diào)合油品比如殘?jiān)?，特別是提去了瀝青組分的殘?jiān)部梢允褂?。從煤或?yè)巖中提取的具適宜粘度的油也是有用的基質(zhì)油。
合成苯油包括烴油，如，聚合的或共聚的烯烴[如，聚丁烯，聚丙烯，丙烯-異丁烯共聚物，聚(1-己烯)，聚(1-辛烯)，聚(1-癸烯)];烷基苯，[如，十二烷基苯，十四烷基苯烷，二壬基苯，二(2-乙基己基)苯];聚苯[如，二苯，三聯(lián)苯，烷基化聚苯];及它們的基本上非極性的衍生物，同型物和同系物。
依照本發(fā)明，未精制的、精制的、再精制的油品也可用作基質(zhì)油，未精制油是那些直接從礦物或合成來源得到，而沒有經(jīng)過進(jìn)一步提純處理的油。例如，干餾操作直接得到的頁(yè)巖油，蒸餾直接得到的石油油品，在使用前不進(jìn)行進(jìn)一步的處理，就是未精制油。由油砂得到的(Syncrude)是未精制油的另一例子。精制油與未精制油類似，只是它們經(jīng)過一步或多步的提純處理，從而一種或多種性質(zhì)得到了改進(jìn)。許多這種提純技術(shù)，如蒸餾、溶劑提取、加氫酸或堿提取，過濾和滲濾對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。再精制油用與得到精制油的方法相類似的方法制得，再精制適于對(duì)已投入使用的精制油進(jìn)行。這些再精制油也可稱為再生油或再加工油，且經(jīng)常用除去廢添加劑和破壞了的油制品的技術(shù)進(jìn)行附加處理。
優(yōu)選的基質(zhì)油包括直鏈和支鏈C6-C18烷烴，礦物油和精制石油。
本發(fā)明鏈鋸的潤(rùn)滑油組合物可以只含有基質(zhì)油和消霧共聚物添加劑，并通過簡(jiǎn)單地將基質(zhì)油和消霧添加劑調(diào)和在一起制得。但是，經(jīng)過仔細(xì)考慮，使基質(zhì)油和消霧共聚物添加劑與其他的添加劑結(jié)合在一起，令其具有附加的特性，可以使本發(fā)明組合物更為理想，可以用于本發(fā)明鏈鋸組合物的其他常用添加劑包括，例如，除銹劑，抗氧化劑，降凝劑，抗磨添加劑，防泡添加劑及類似的材料。
可加入本發(fā)明鏈鋸潤(rùn)滑組合物的防銹劑包括，例如，堿性氮化合物，如二羧酸酰胺，脂肪酸酰胺;咪唑啉;磷酸衍生物，如二烷基-或二芳基二硫代磷酸鹽。其他合適的防銹劑還有烷基酚，硫代烷基酚，鏈烯基琥珀酐，其他油溶性的單和雙羧酸;由脂肪酸(如，C8-C22)硼酸和羥胺類如，二乙醇胺的反應(yīng)產(chǎn)物得到的混合物，其中含有硼酸處理過的脂肪酰胺和硼酸羥基胺酯;羧基烷基胺，如二乙醇胺的硼酸酯(參見U.S.3，642，652);芳基碘酰胺羧酸，它們的胺鹽，及其與二乙醇胺的硼酸酯的混合(參見U.S.4，297，236);及磺酸、多元酸(如，妥爾油脂肪酸)的二價(jià)金屬鹽或胺鹽和烷醇酰胺(參見U.S.4，395，286)。上文標(biāo)出的專利與本文結(jié)合公開了防銹和抗銹劑。
防氧化劑，或抗氧化劑可以減少礦物油在使用中變質(zhì)的傾向，這種變質(zhì)可表現(xiàn)為氧化產(chǎn)物，如被潤(rùn)滑的鏈鋸鏈、桿或其它金屬表面上出現(xiàn)的渣滓、膠狀沉積。此類防銹劑包括，烷基苯酚硫酯的堿土金屬鹽，最好帶有C5至C12的烷基側(cè)鏈，如壬基酚基硫化鈣/辛基苯基硫化鋇;芳香胺，如，二辛基苯胺和苯基α-萘基胺;二氧磷基硫化烴或硫化烴;及受阻酚，如，丁基化羥基甲苯。
降凝劑也被稱作潤(rùn)滑油流動(dòng)改進(jìn)劑，可使流體可以流動(dòng)或可以傾倒的溫度降低。這種添加劑是公知的。用以使功能流體具有最佳低溫流動(dòng)性的典型添加劑是C8-C18二烷基富馬酸酯與乙酸乙烯酯共聚物，聚異丁烯酸、烷基化聚苯乙烯，和蠟萘。
防磨添加劑，在一些用途中可以防止鏈鋸的運(yùn)動(dòng)部分受到磨損。它包括，如，二硫代氟基甲酸金屬鹽類;二硫化鉬;氯化烴類，有機(jī)磷酸鹽，如，三磷酸甲苯酯，和二烷基和二芳基二硫代磷酸的鋅鹽。此類鋅鹽還有防氧化、防銅腐蝕的功能。
摩擦調(diào)整劑給潤(rùn)滑油組合物，如鏈鋸油，提供適宜的摩擦特性。
適宜的摩擦調(diào)整劑的代表例子，見U.S.3，933，659它談到了脂肪酸酯和酰胺;U.S.4，176，074，它闡述了聚異丁烯琥珀酸酐-氨基醇的鉬絡(luò)合物;U.S.4，105，571，它敘述了二聚脂肪酸的甘油酯;U.S.3，779，928，它敘述了烷基磷酸鹽;U.S.3，778，375，它公開了磷酸鹽和油酸酰胺的反應(yīng)產(chǎn)物;U.S.3，852，205，它提到了S-羧基亞烷基烴基琥珀酰亞胺，S-羧基亞烷基烴基琥珀酰胺酸及它們的混合物;U.S.3，879，306，它批露了N-(羥基亞烷基)鏈烯基琥珀酰胺酸或琥珀酰亞胺;U.S.3，932，290，它提到了二-(低烷基)亞磷酸鹽和環(huán)氧化物;及U.S.4，028，258它提到二氧磷基硫化的N-(羥烷基)鏈烯基琥珀酰亞胺與烯烴氧化物的加合物。上述公開在本文引作參考文獻(xiàn)。最優(yōu)選的摩擦調(diào)整劑是烴基取代的琥珀酸或酸酐及硫代雙醇的琥珀酸酯，或它的金屬鹽，例如U.S.4，344，853中公開的。
可用聚硅氧烷類防泡沫添加劑控制泡沫，如，硅氧烷油和聚二甲基硅氧烷。
這些添加劑中的一些可以有幾種效用，如分散-氧化防止劑。這些方法是公知的，本文無需要進(jìn)一步詳細(xì)描述。
將含有這些通用添加劑的組合物與基質(zhì)油調(diào)和，劑量為足以提供它們正常的附帶功能。上述類型添加劑在本發(fā)明鏈鋸潤(rùn)滑油組合物中有效量總結(jié)如下添加劑類型 寬范圍 wt%優(yōu)選范圍共聚合物消霧劑 0.0001-1.0 0.005-0.04防銹劑 0.03-3 0.05-0.5抗一氧化劑 0.05-3 0.1-1.0降凝劑 0.03-3 0.05-0.2抗磨損添加劑 0.03-3 0.05-0.4摩擦調(diào)整劑 0-3 0.05-0.2防泡沫劑 0.001-0.05 0.005-0.01鏈鋸潤(rùn)滑油組合物的制備可以簡(jiǎn)單地將各種成分調(diào)和在一起。典型地，所有的少量成分都加入到基質(zhì)油里;它們可以純凈形式，或油和/或溶劑溶液的濃縮物形式添加，所用的油和/或溶劑要與基質(zhì)油相溶。組分可以全部同時(shí)調(diào)和，或者，如果需要的話，也可以一個(gè)或多個(gè)先分別調(diào)和，得到的混合物再進(jìn)一步與剩余的組分調(diào)和制成最終的組合物。
下文的例子是對(duì)所要求發(fā)明的具體的舉例說明。但應(yīng)當(dāng)理解，發(fā)明并不限于例中給出的具體內(nèi)容。除非特別指出，實(shí)施例及說明書余下部分中的所有份數(shù)及百分?jǐn)?shù)均以重量計(jì)。
實(shí)施例1制備一系列含聚合物/溶劑這兩種成分的混合物(組成1-7)，方法是將庚烷載體溶劑與丁烯-1-十二烯-1消霧共聚物(10%的共聚物活性組分溶在煤油中)調(diào)和在一起。所用丁烯-1-十二烯-1共聚物是可從Baker Performance Chemicals，Houston，Texas獲得的工業(yè)產(chǎn)品，商品名稱為Flo
1003管道促進(jìn)劑(booster)。該共聚物是白色透明粘稠液體，閃點(diǎn)125°F，沸點(diǎn)350°F，比重0.79。共聚物的粘度平均分子量接近4，400，000。組成1-7組合物概括于表1。
實(shí)施例2C繼續(xù)實(shí)施例1的操作方法，只是用工業(yè)聚異丁烯聚合物消霧劑代替丁烯-1-十二烯-1共聚物消霧劑。該聚異丁烯聚合物是Exxon化學(xué)公司，Houston，Texas提供的工業(yè)制品，商品名稱VistanexTMMM L-140。聚合物的粘度平均分子量為2，110，000，據(jù)信是美國(guó)制造的分子量最高的聚異丁烯工業(yè)產(chǎn)品。聚合物以純凈態(tài)加入到庚烷載體溶劑中，制得組成8C到13C，這幾個(gè)組成也概括在表1中。
實(shí)施例3C
對(duì)比例組成14C中只有庚烷不含消霧添加劑。
下面的表1概括了組成1-7和8C-14C組合物表1組成序號(hào) 消霧劑 添加劑wt% 溶劑wt%1 丁烯-1-十二烯-1共聚物 0.005 99.99512 丁烯-1-十二烯-1共聚物 0.01 99.9913 丁烯-1-十二烯-1共聚物 0.03 99.9714 丁烯-1-十二烯-1共聚物 0.05 99.9515 丁烯-1-十二烯-1共聚物 0.1 99.916 丁烯-1-十二烯-1共聚物 0.2 99.817 丁烯-1-十二烯-1共聚物 0.5 99.518C 聚異丁烯 0.015 99.9859C 聚異丁烯 0.023 99.97710C 聚異丁烯 0.046 99.95411C 聚異丁烯 0.138 99.86212C 聚異丁烯 0.23 99.7713C 聚異丁烯 0.46 99.5414C 無 0 1001包括庚烷載體溶劑和煤油(消霧添加劑稀釋劑)用幾種技術(shù)可以測(cè)定加入高分子量聚合物流體得到的抗霧性。一種簡(jiǎn)單的定性測(cè)定抗霧性能的技術(shù)霧化噴霧技術(shù)(the Atomizer Spray Fechnique)。這一操作使用一種帶有可壓出瓶?jī)?nèi)容物的泵的噴霧瓶，用于此法的一種合適的噴霧瓶是由Consolidatded塑料公司，Twinsburg，Ohio提供的AirsprayTM噴霧瓶。這種噴霧瓶典型地配有一組可更換的出口端蓋或噴嘴，可以控制從瓶中壓出的霧的形式。例如，AirsprayTM噴霧瓶裝有三種噴嘴，設(shè)計(jì)成可將不粘稠的物料(如，水)以濃霧型、細(xì)霧型，或噴射蒸汽型的形式從瓶中壓出。
為了說明本發(fā)明共聚物消霧添加劑的效果，試樣14C(庚烷對(duì)照樣)所裝入的噴霧瓶所裝配的噴嘴設(shè)計(jì)成可將瓶?jī)?nèi)容物以濃霧型噴出。然后壓動(dòng)瓶子把庚烷試樣壓至記錄下的程度，使庚烷試樣足以以濃霧型從瓶?jī)?nèi)噴出。
用試樣1-7和8C-13C重復(fù)上述操作(噴霧瓶每次用過之后需經(jīng)清洗)。對(duì)每個(gè)被測(cè)試樣用與對(duì)照試樣(試樣14)所用相同的噴嘴，將噴霧形式與對(duì)照樣的噴霧形式比較。觀察到，組成1，2，8C-11C，和14C試樣以濃霧型從瓶?jī)?nèi)噴出，而組成3-5，12C和13C試樣以噴射蒸汽型放出，只有組成6試樣非常輕微和間斷地流出，而組成7根本不從瓶中流出來。
Atomizer Spray Technique檢測(cè)的結(jié)果記入表2。
表2Atomizer Sprqy Technique組成 消霧添加劑 wt% 噴霧類型1 丁烯-1-十二烯-1共聚物 0.005 霧2 丁烯-1-十二烯-1共聚物 0.01 霧3 丁烯-1-十二烯-1共聚物 0.03 噴射蒸汽4 丁烯-1-十二烯-1共聚物 0.05 噴射蒸汽5 丁烯-1-十二烯-1共聚物 0.1 噴射蒸汽6 丁烯-1-十二烯-1共聚物 0.2 輕微間斷流7 丁烯-1-十二烯-1共聚物 0.5 不流8C 聚異丁烯 0.015 霧
9C 聚異丁烯 0.023 霧10C 聚異丁烯 0.046 霧11C 聚異丁烯 0.138 霧12C 聚異丁烯 0.23 噴射蒸汽13C 聚異丁烯 0.46 噴射蒸汽14C 無 0 霧表2表明丁烯-1-十二烯-1共聚物可以有效地消除油霧，用濃度至少低到0.03 wt%的該共聚物即可將噴霧瓶中噴出的流體由霧轉(zhuǎn)變成噴射蒸汽。相比之下，工業(yè)上用的聚異丁烯添加劑直到其在庚烷載體溶劑中的濃度達(dá)到0.23 wt%時(shí)才能有效地消霧。所以，根據(jù)噴霧測(cè)試的結(jié)果，用丁烯-1-十二烯-1共聚物作消霧添加劑比用聚異丁烯添加劑有效七倍多。
另一個(gè)評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)聚合消霧添加劑特性的方法是測(cè)定各種添加劑溶液的拉伸粘度。但是，不象剪切粘度，拉伸粘度難于測(cè)定，因?yàn)樵诤愣ǖ乃俣认聼o法將流體抓住并拉長(zhǎng)。測(cè)量聚合物溶液拉伸粘度的一種方法在Exxon研究和工程公司《分析方法詳述》(AM-S)(Analytical Method Specification)89-006(1990，12月)中有所揭示。這種方法測(cè)定一稀釋聚合物溶液的所謂“無管虹吸”的斷裂高度(h)，及聚合物的“比粘度”(h/c)，其中h為以厘米為單位測(cè)得的高，c是聚合物在NORPAR 15溶液(C15液體石蠟)中的濃度，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)。以厘米計(jì)的高度(h)定義為一細(xì)股聚合物溶液可被從裝有聚合物溶液的容器中拉長(zhǎng)(不斷)的長(zhǎng)度。測(cè)定方法是，用-3.8cm長(zhǎng)×20標(biāo)準(zhǔn)注射器(平頭)針頭(0.023in.I.D.)(與真空泵相連)接觸溶液的表面，在聚合物溶液(約25℃溫度)上保持部分真空(約-40<p>表1實(shí)施例非水性氣硬性耐火泥的具體化學(xué)成分(重量%)
表2實(shí)施例非水性氣硬性耐火泥骨料的具體化學(xué)成分(重量%)
表3實(shí)施例非水性氣硬性耐火泥的結(jié)合劑的具體化學(xué)成分(重量%)
1載體油＝C15石蠟油(NORPAR
15)。
2實(shí)施例1中的FloR1003管道促進(jìn)劑。
3實(shí)施例2C中的聚異丁烯(VistanexTMMM L-140)。
4在針頭處成半固體，不進(jìn)入針頭的聚合物溶液。
表3表明，即使在非常低的濃度下，丁烯-1-十二烯-1共聚物對(duì)礦物油載體是一種有效的增粘劑。用少至15.6ppm丁烯-1-十二烯-1共聚物與用10000ppm高分子量聚異丁烯作增粘樹脂，聚合物溶液斷裂高度是差不多的。
實(shí)施例5將不同量的實(shí)施例1中的丁烯-1-十二烯-1共聚物消霧劑與潤(rùn)滑油基料、抗氧化添加劑和抗銹劑調(diào)和，制得一組鏈鋸潤(rùn)滑油組成試樣(試樣21-26)。制備幾個(gè)對(duì)比試樣，試樣27C中不加消霧樹脂，試樣28C和29C用實(shí)施例2C中的聚異丁烯聚合物(石蠟油中a.i.5 wt%)代替丁烯-1-十二烯-1共聚物添加劑(煤油中10 wt% a.i.)。試樣30C和31C中用工業(yè)聚合增粘溶液代替丁烯-1-十二烯-1共聚物添加劑，據(jù)信該增粘溶液為乙烯-丙烯共聚物(在礦物油基料中，5 wt% a.i.)，粘度平均分子量為約250，000。對(duì)比樣32C只含潤(rùn)滑油基料，不含消霧添加劑、抗氧化添加劑和抗銹劑。
測(cè)定每一試樣室溫下的粘度。依據(jù)Exxon研究和工程公司的《分析方法詳述》(AM-S)89-006(1990，12月)測(cè)定每一試樣，并測(cè)定每一被測(cè)試樣的斷裂高度(h)。
試樣21-26和27C-32C組成和測(cè)試結(jié)果總結(jié)在表4、5和6中表4組分,wt% 試樣序號(hào)
21 22 23 24 25 26丁烯-1-十二烯-110.025 0.05 0.10 0.10 0.15 0.30聚異丁烯乙烯-丙烯抗氧化劑20.4 0.4 0.4 0.4 0.4防銹劑30.04 0.04 0.04 0.04 0.04基料499.535 99.51 99.46 99.90 99.41 99.261 包括煤油溶劑2 丁基化羥基甲苯3 烯基琥珀酸的酯(Exxon化學(xué)公司，Bayway，New Jersey的制品PARABARR302-a)4 Exxon 105 Pale Paraffin基料(40℃下，105賽波特通用粘度計(jì)流出秒)表5組成,wt% 27C 28C 29C 30C 31C 32C丁烯-1-十二烯-1聚異丁烯 0.5 1.0乙烯-丙烯 0.5 1.0抗氧化劑10.4 0.4 0.4 0.4 0.4防銹劑20.04 0.04 0.04 0.04 0.04基料399.56 99.06 98.56 99.06 98.56 100.001 丁基化的羥基甲苯2 烯基琥珀酸的半酯(PARABARR302)
3 Exxon 105 Pale Paraffin基料(40℃下，105賽波特通用粘度計(jì)流出秒)表6試樣序號(hào) 粘度cSt h.cm21 0.7822 1.2823 2.2424 5.5825 43.40 2.9626 47.30 9.6027C 42.00 028C 46.50 1.8029C 46.50 3.4430C 42.90 0.9231C 44.40 1.4232C 41.00 0表4-6的數(shù)據(jù)表明，含有少至0.025 wt%丁烯-1-十二烯-1共聚物消霧添加劑的鏈鋸潤(rùn)滑油試樣可以用測(cè)定聚合物溶液比粘度的測(cè)定方法中的可測(cè)斷裂高度來表征。數(shù)據(jù)還表明，用丁烯-1-十二烯-1共聚物作消霧劑測(cè)得的斷裂高度，與用5倍的聚異丁烯或乙烯-丙烯共聚物代替丁烯-1-十二烯-1共聚物所測(cè)得的斷裂高度是相當(dāng)?shù)?，?shù)據(jù)還表明，不含消霧添加劑的試樣不產(chǎn)生可測(cè)定的斷裂高度。
雖然本發(fā)明是結(jié)合其優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行說明的，應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說閱讀了本說明書后知道它的各種改進(jìn)是顯然的。故，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明覆蓋這些落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.在消除單一用途含油功能流體中產(chǎn)生的煙霧的方法中，改進(jìn)在于向單一用途含油功能流體中添加可消除煙霧量的、至少一種選自丙烯和丁烯-1的α-單烯烴與至少一種另外的5到約20個(gè)碳原子的α-單烯烴共聚得到的共聚物，所述共聚物的粘度平均分子量從約100，000到約20，000，000。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其中所述共聚物用丁烯-1與至少一種另外的6到14個(gè)碳原子的α-單烯烴共聚制得。
3.如權(quán)利要求2所述方法，其中所述的另外單烯烴選自由己烯-1，辛烯-1，癸烯-1，十二烯-1，十四烯-1及其混合物所組成的組。
4.如權(quán)利要求3所述方法，其中所述的共聚物以0.005到0.04重量百分濃度與所述流體混合。
5.如權(quán)利要求1所述方法，其中所述的共聚物含有約10到約90摩爾百分?jǐn)?shù)由C3或C4的單烯烴得到的單元和約90到約10摩爾百分?jǐn)?shù)的由C5-C20單烯烴得到的單元。
6.如權(quán)利要求5所述方法，其中所述的共聚物含有約25到約75摩爾百分?jǐn)?shù)由C3或C4的單烯烴得到的單元和約75到25摩爾百分?jǐn)?shù)由C5-C20單烯烴得到的單元。
7.如權(quán)利要求1所述方法，其中所述的共聚物含有約10到90摩爾百分?jǐn)?shù)由丁烯-1得到的單元和約90到約10摩爾百分?jǐn)?shù)由C6-C14單烯烴得到的單元。
8.如權(quán)利要求7所述方法，其中所述的丁烯-1得到的單元占所述共聚物的約25到約75摩爾百分?jǐn)?shù)。
9.如權(quán)利要求1到8的任何一種方法，其中所述共聚物的粘度平均分子量為約500，000到約10，000，000。
10.如權(quán)利要求1到8的任何一種方法，進(jìn)一步包括，將所述單一用途含油功能流體和所述共聚物消霧添加劑與有效量的至少一種選自由(ⅰ)防銹劑，(ⅱ)抗氧化劑，(ⅲ)降凝劑和(ⅳ)抗磨損劑組成的組的其他添加劑混合。
全文摘要
公開了一種從含油功能流體，如鏈鋸潤(rùn)滑油消除油霧或?yàn)R出的方法，將功能液體與消霧有效量的由C
文檔編號(hào)C10M171/00GK1093106SQ9310465
公開日1994年10月5日 申請(qǐng)日期1993年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月19日
發(fā)明者H·E·巴克曼, 史宗岡 申請(qǐng)人:?？松瘜W(xué)專利公司