用于工業(yè)應(yīng)用的經(jīng)穩(wěn)定的流體的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請要求美國臨時申請61/792363的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，該文獻(xiàn)全文W引用方式并 入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及適于用作介電流體、潤滑劑流體和生物柴油流體的組合物。
【背景技術(shù)】
[0003] 用于工業(yè)應(yīng)用的高性能流體可包括醋型流體或非醋型流體、或醋型流體和非醋型 流體的組合。
[0004] 醋型流體（天然和合成的）長期W來在全球范圍內(nèi)，在寬范圍的工業(yè)應(yīng)用中被用 作基油，其包括介電流體、潤滑劑流體、生物柴油流體等。合成性醋得自具有1個、2個、3個 或更多個徑基的醇，其中該醇用簇酸或酸混合物醋化。天然的醋是植物油、藻油或動物脂肪 的甘油S醋。甘油S醋被認(rèn)為是甘油、S醇與3個脂肪酸分子的醋化產(chǎn)物。植物油是可生 物降解的、無毒的、且為可再生來源的，不同于常規(guī)的礦物油。它們具有低揮發(fā)性、高閃點(diǎn)和 高燃點(diǎn)、W及良好的邊界潤滑性能。但是，植物油的主要缺陷是它們不佳的氧化穩(wěn)定性、不 佳的水解穩(wěn)定性和在低溫下不利的流變性流體性質(zhì)，其嚴(yán)重地限制了它們在下面提及的工 業(yè)應(yīng)用中的使用。
[0005] 介電流體在電子工業(yè)中被用于冷卻電子設(shè)備，例如變壓器、電力電纜、斷路器和電 容器。通常，運(yùn)些介電流體與固體絕緣物組合使用于例如充液變壓器中。介電流體的示例 包括礦物油、高分子量控（HMWH)、娃酬流體和合成性控油（聚a-締控）。此類流體必須是 電絕緣的、耐降解的，并且能夠起傳熱介質(zhì)的作用，使得在電子裝置中產(chǎn)生的大量的熱可耗 散至周圍環(huán)境，并由此提高固體絕緣物的壽命。
[0006] 潤滑劑流體被用作液壓流體、金屬工作流體、二次循環(huán)引擎油、工藝油、桿鏈油和 油脂。潤滑劑流體通常通過將潤滑劑基礎(chǔ)原料或潤滑劑基礎(chǔ)原料混合物與添加劑和其他任 選的配方助劑組合而配制。單醇、二醇、=醇和多元醇的醋被頻繁使用。
[0007] 生物柴油流體主要被用于=個市場，公共交通、海運(yùn)工業(yè)和農(nóng)業(yè)。生物柴油流體由 植物油和動物油制得。相比石油柴油，生物柴油流體提供多項益處，例如增強(qiáng)的生物降解、 提高的閃點(diǎn)、減少的毒性、降低的排放和提高的潤滑性。當(dāng)生物柴油流體與柴油燃料共混 時，共混物具有更好的性質(zhì)。由于生物柴油流體具有與母體油或母體脂肪相同的脂肪酸分 布型，因此它的穩(wěn)定性質(zhì)與其母體油的相似，并且面臨相似的技術(shù)問題，例如暴露在環(huán)境空 氣中的氧氣時易受氧化和暴露于濕氣時易受水解的影響。
[0008]如上所述，非醋型流體，例如礦物油、高分子量控（HMWH)、娃酬流體和合成性控油 (聚a-締控）可用作介電流體。但是，運(yùn)些流體不是環(huán)境友好的材料，而醋流體卻是。
[0009] 經(jīng)常加入添加劑W增強(qiáng)基礎(chǔ)流體的性能。
[0010] 對于添加劑存在需求W改善介電流體、潤滑劑流體和生物柴油流體的流體穩(wěn)定 性，優(yōu)選地在升高的使用溫度下通過改善所述流體的氧化穩(wěn)定性和水解穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明設(shè)及一種經(jīng)穩(wěn)定的氨基酪組合物，其包含：（a) 2,4,6-S(二-Ci-Ce-烷基 氨基甲基）苯酪（TAP) 及化）至少一種選自W下的組分：a)醋型流體，其包含單-、 二-、s-或多徑基醇的醋；和（ii)至少一種單C12-C3。簇基脂肪酸的醋，摩爾比為每摩爾 TAP至多3摩爾單Ci2Cw簇基脂肪酸，使得由單C12-C3。簇基脂肪酸和TAP形成鹽；并且其 中所述經(jīng)穩(wěn)定的氨基酪組合物的特征在于所述經(jīng)穩(wěn)定的氨基酪組合物相對于單獨(dú)的TAP 具有改善的穩(wěn)定性，并且所述改善的穩(wěn)定性由W下特性組合的至少一種來展示，其中：(aa) 如通過熱重分析（TGA)ASTME2402-11測量的，在所述經(jīng)穩(wěn)定的氨基酪組合物中的TAP的熱 分解的外推起點(diǎn)出現(xiàn)在比基本上純的TAP的熱分解的外推起點(diǎn)高的溫度下；W及化b)如通 過AOCS12b-92測量的，所述經(jīng)穩(wěn)定的氨基酪組合物具有在130°C下大于約20小時的氧化 穩(wěn)定性指數(shù)（OSI)。
[0012] 在另一個實(shí)施例中，本發(fā)明設(shè)及一種經(jīng)穩(wěn)定的介電流體組合物，其包含：(a)至少 一種選自W下的組分：（i)醋型流體，其包含單-、二-、=-或多徑基醇的飽和的和/或不 飽和的醋；和（ii)非醋型流體，其選自礦物油、娃酬、聚（a-締控）、W及它們的組合；W及 化）至少一種選自W下的組分：a)2,4,6-S(二-Ci-C廠烷基氨基甲基）苯酪（TAP);和 扣）至少一種單C12-C3。簇基脂肪酸和TAP的鹽，其具有每摩爾TAP至多3摩爾單C12-C3。簇 基脂肪酸的摩爾比；并且其特征在于如通過AOCS12b-92測量的，所述經(jīng)穩(wěn)定的介電流體 組合物具有在130°C下大于約20小時的氧化穩(wěn)定性指數(shù)（OSI)。
[0013] 在另一個實(shí)施例中，本發(fā)明設(shè)及一種經(jīng)穩(wěn)定的潤滑劑流體組合物，其包含：(a)至 少一種選自W下的組分：（i)醋型流體，其包含單-、二-、= -或多徑基醇的飽和的和/或不 飽和的醋；和（ii)非醋型流體，其選自礦物油、娃酬、聚（a-締控）、W及它們的組合；化） 至少一種選自W下的組分：（i)2,4,6-S(二-Ci-Ce-烷基氨基甲基）苯酪（TAP) ;W及（ii) 至少一種單C12-C3。簇基脂肪酸和TAP的鹽，其具有每摩爾TAP至多3摩爾單C12-C3。簇基脂 肪酸的摩爾比；W及（C)至少一種添加劑，其選自抗氧化劑、抗磨損劑、防卡劑和降凝劑；并 且其中如通過AOCS12b-92測量的，所述經(jīng)穩(wěn)定潤滑劑流體組合物具有在130°C下大于約 20小時的氧化穩(wěn)定性指數(shù)（OSI)。
[0014] 在另一個實(shí)施例中，本發(fā)明設(shè)及一種經(jīng)穩(wěn)定的生物柴油流體組合物，其包含：(a) 甲基醋型流體，其選自植物油、藻油、動物脂肪、妥爾油、W及它們的組合；化）任選地，石油 柴油流體；W及（C)至少一種選自W下的組分：（i)2,4,6-S(二-Ci-C廠烷基氨基甲基） 苯酪（TAP);和扣）至少一種單C12-C3。簇基脂肪酸和TAP的鹽，其具有每摩爾TAP至多3 摩爾單C12-C3。簇基脂肪酸的摩爾比；并且其中該組合物的特征在于如通過AOCS12b-92測 量的，所述經(jīng)穩(wěn)定的生物柴油流體組合物具有在ll〇°C下大于約10小時的氧化穩(wěn)定性指數(shù) (OSI)。
【附圖說明】
[001引圖Ia是TDAMP的熱重分析（TGA)的百分比失重與溫度呈函數(shù)關(guān)系的圖。
[0016] 圖化是在恒溫下TDAMP的熱重分析（TGA)的百分比失重與時間呈函數(shù)關(guān)系的圖。
[0017] 圖2是TDAMP2-乙基己酸鹽的TGA與溫度呈函數(shù)關(guān)系的圖。
[0018] 圖3是TDAMP月桂酸鹽的TGA與溫度呈函數(shù)關(guān)系的圖。
[0019] 圖4是TDAMP油酸鹽的TGA與溫度呈函數(shù)關(guān)系的圖。
[0020] 圖5是在恒溫下TDAMP油酸鹽的TGA與時間呈函數(shù)關(guān)系的圖。
[0021] 圖6是在130°C下高油酸大豆油與各種添加劑一起的氧化穩(wěn)定性的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 定女
[0023] DAMP是^甲基氨基甲基苯酪。
[0024]DBDAMP是2，6-二叔下基-4-二甲基氨基甲基苯酪。
[0025]BDAMP是2,4-雙（二甲基氨基甲基）苯酪。
[0026]TDAMP是2,4,6-S(二甲基氨基甲基）苯酪。
[0027]TDAMP-T邸是TDAMP的2-乙基己酸鹽。
[0028]TAP是2，4，6-S(二-Ci-C廠烷基氨基甲基）苯酪。
[0029] ADPA是烷基化二苯胺。
[0030]BHT是下基化徑基甲苯。
[003。 BHA是下基化徑基苯甲酸。
[0032] TB冊是叔下基氨釀。
[003引 HMBB肥是1,6-六亞甲基雙（3,5-叔下基-4-徑基苯丙酷胺）。
[0034] TTCC是S徑甲基丙烷S辛酸癸酸醋。
[00對 SME是大丑甲基醋。
[0036] 冊S油是高辛酸大豆油。
[0037]HOME是高辛酸大豆油甲醋。
[003引本發(fā)明的經(jīng)穩(wěn)定的組合物包含醋型流體，其選自植物油、藻類、動物脂肪和妥爾油 脂肪酸醋、W及2,4,6-S(二-Ci-C廠烷基氨基甲基）苯酪，并且運(yùn)些組合物可用于各種工 業(yè)應(yīng)用，其包括但不限于介電流體、潤滑劑流體和燃料流體。運(yùn)些組合物還包含其他合成性 的飽和的醋型和/或非醋型油，其包括但不限于礦物油、娃酬、聚a-締控和柴油流體。
[0039] 2,4,6-S(二甲基氨基甲基）苯酪燈DAM巧被廣泛地用于聚氨醋硬泡沫作為延遲 作用的膠凝催化劑、W及作為固化劑和作為用于環(huán)氧樹脂的叔胺活化劑。TDAMP可商購為 AncamineK54 或DMP-30。DMP-30 和AncamineK54 都具有 2,4,6-S(二甲基氨基）苯酪 作為主成分和2,6-雙（二甲基氨基甲基）苯酪作為微量成分。
[0040] 植物油和動物脂肪具有不同結(jié)構(gòu)，并且比礦物油更為極性，因此具有不同性質(zhì)。植 物油的主體基本上由=酷基甘油構(gòu)成，亦稱為甘油=醋。植物油中的脂肪酸可W是飽和的、 不飽和的、共輛的或孤立的，并且不飽和可W是單不飽和的或多不飽和的。不同脂肪酸具有 不同的不飽和水平，并且不飽和度可由艦值度量。從粗妥爾油，一種紙漿工業(yè)的副產(chǎn)物精煉 的妥爾油脂肪酸可被用作原料來制備本發(fā)明的妥爾油脂肪酸醋組合物。所述妥爾油脂肪酸 主要由油酸和亞油酸的游離脂肪酸和構(gòu)成，并且運(yùn)些脂肪酸可通過與單醇、二醇、=醇和多 元醇反應(yīng)而被轉(zhuǎn)變?yōu)榇住?br>[0041] 飽和的、不飽和的、或兩者組合的、單醇、二醇、=醇或多元醇的酷基醋型流體選自 植物油型流體、藻油、動物脂肪、妥爾油、W及它們的組合。所述醋型流體包含至多1重量％ 的游離脂肪酸。動物脂肪的一個示例是牛油。所述植物油型流體選自大豆油、油菜巧油、向 日葵油、紅花油、藍(lán)麻油、棟桐油、棟桐仁油、挪子油、莽藍(lán)巧油、橄攬油、棉巧油、葡萄巧油、 W及它們的組合。在一個實(shí)施例中，所述植物油型流體包含至少約75重量％的高油酸甘油 =醋組合物，其包含至少約75重量％油酸的脂肪酸組分。在另一個實(shí)施例中，所述植物油 型流體包含從植物油與醇的醋交換反應(yīng)得到的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0042]由于甘油基、不飽和基團(tuán)和殘余的游離酸的存在，植物油具有比礦物油更低的熱 氧化穩(wěn)定性。植物油中醋基和殘余游離脂肪酸的存在造成運(yùn)些油易受水解的影響，導(dǎo)致簇 酸和醇的形成。在許多工業(yè)應(yīng)用中，運(yùn)些油可能與金屬，例如鐵和銅在升高的溫度下接觸， 并且運(yùn)些金屬可能加速植物油中不期待的氧化、水解和腐蝕反應(yīng)。氧化時的植物油可造成 增大的酸度、腐蝕性、粘度和揮發(fā)性，并因此限制了植物油型流體的有效壽命。
[0043] 使用添加劑來增強(qiáng)植物油的穩(wěn)定性比將此油類化學(xué)改