RS63481B1

RS63481B1 - Modifikator trenja za motorno ulje

Info

Publication number: RS63481B1
Application number: RS20220681A
Authority: RS
Inventors: Shibaji Kumar Ghosh; Jesse Dambacher
Original assignee: Valvoline Licensing & Intellectual Property LLC
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2022-09-30
Also published as: CN111936605A; EP3717601A1; CN111936605B; WO2019108785A1; EP3717601B1; EP3717601A4; US20200385647A1; US10947474B2

Description

Opis

POZADINA

[0001] Smanjenje trenja u automobilskom motoru je jedan od važnih doprinosa povećanju uštede goriva. Kako se potražnja za vozilima sa većom potrošnjom goriva nastavlja, modifikatori trenja igraju suštinsku funkciju za poboljšanje performansi motornog ulja. Poboljšanje performansi motornog ulja može dovesti do bolje uštede goriva i smanjenja habanja metalnih komponenti motora.

[0002] US 2016/251591 A1 otkriva supstance maziva koje sadrže mešavinu sekundarnih alkanolamida dve ili više odabranih masnih kiselina, tj. smešu amida formiranih od dve ili više C8-20 masnih kiselina sa jednim ili više sehidroksalkil amina. Masne kiseline i njihovi derivati su poznati kao aditivi za gorivo i maziva. Međutim, bilo bi korisno obezbediti novi aditiv za ulje koji je efikasan pri nižim koncentracijama i koji se može proizvesti ekonomično. US 6410597 B1 otkriva analoge ceramida Formule 1B i 1C, koji se koriste za lečenje različitih medicinskih stanja koja uključuju aberantnu protein kinazu C[zeta] (PKC[zeta]) aktivnost, a koji su isključeni iz ovog pronalaska.

REZIME

[0003] Ovde opisani aditivi za smanjenje trenja obezbeđuju modifikaciju trenja pri niskoj efektivnoj koncentraciji kada se dodaju bazi motornog ulja.

[0004] Ovaj pronalazak obezbeđuje aditiv motornog ulja za smanjenje trenja i supstancu motornog ulja za smanjenje trenja prema priloženim zahtevima. U jednom aspektu, supstanca motornog ulja za smanjenje trenja uključuje a) bazu motornog ulja; i b) aditiv za smanjenje trenja koji ima strukturu opšte formule (I):

gde je R1 pravi ili razgranati C5-C30alkil ili alkenil; R2je H, ili ravan ili razgranati alkil C1-C10; R3je H; ili ravan ili razgranat alkil C1-C10; P je 0 ili C1; n je C1-C5; i m je C0-C5, pri čemu je aditiv prisutan u količini između 0,001 tež.% do 5,0 tež.%.

[0005] U sledećem izvođenju, aditiv za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja opšte formule I gde: R1je ravan lanac C16-C18alkil ili R1je C16pravi alkenil koji može biti nezasićen između C9i C10; R2je H; R3je C1; P je C1; n je C1; a m je 0 obezbeđeno. Aditiv za dodavanje u motorno ulje radi smanjenje trenja koji je opšte formule I gde: R1je C16pravi alkenil koji može biti nezasićen između C9i C10; R2je C4; R3je H; P je C1; n je C1; a m je C1je takođe obezbeđen.

[0006] U još jednom izvođenju, aditiv za dodavanje u motorno ulje radi smanjenje trenja ima strukturu formule (II):

[0007] I u drugom izvođenju, aditiv za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja ima strukturu formule (III):

[0008] Aditiv za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja može takođe biti kombinacija aditiva koji imaju formule I, II, III ili bilo koje kombinacija Formule I, II i III. Dalje, obezbeđen je aditiv za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja koji je kombinacija aditiva Formule I, II ili bilo koje kombinacije Formule I, II i III zajedno sa drugim komercijalno dostupnim aditivima za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja.

[0009] Supstanca za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja može takođe uključiti jedan ili više dodatnih aditiva izabranih između raspršivača, deterdženata, antioksidanata, sredstava protiv habanja, modifikatora viskoznosti, sredstava za smanjenje tačke tečljivosti, drugih modifikatora trenja, inhibitora korozije, sredstava protiv penušanja, sredstava protiv emulizifikacije, i sredstava protiv bubrenja zaptivača.

[0010] Pored toga, u jednom izvođenju, osnova motornog ulja može biti prisutna u količini od oko 50 % do oko 99,9 tež. %, a aditiv za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja može biti prisutan u količini od oko 0,001 tež. % do oko 5,0 tež. % ukupne supstance motornog ulja za smanjenje trenja. U drugim izvođenjima, aditiv za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja može biti prisutan u količini od oko 0,001 tež. % do oko 0,6 tež. % ukupne supstance motornog ulja za smanjenje trenja.

KRATAK OPIS CRTEŽA

[0011] Na pratećim slikama su date hemijske formule, hemijske strukture i eksperimentalni podaci koji, zajedno sa detaljnim opisom datim u nastavku, opisuju primere izvođenja pronalaska na koji se traži zahtev.

[0012] SLIKA 1 je Stribeckova kriva koja upoređuje koeficijent trenja za motorna ulja formulisana sa aditivima.

DETALJAN OPIS

[0013] Aditivi za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja uključuju nova masna jedinjenja 2-amido-dialkohola prema priloženim tvrdnjama koje obezbeđuju bolje ponašanje u smanjenju trenja u poređenju sa dobro poznatim modifikatorima trenja.

[0014] U jednom izvođenju, obezbeđeno je motorno ulje za smanjenje trenja Formule I:

gde: R1jeste pravolinijski ili razgranati C5-C30alkil ili alkenil; R2je H, ili pravolinijski ili razgranati alkil od C1-C10; R3je H, ili pravolinijski ili razgranati alkil C1-C10; n je C1-C5, m je C0-C5, pri čemu aditiv za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja nije

[0015] Poželjno, R1je C5-C30alkil grupa pravolinijskog lanca. Još poželjnije, R1je C16-C18alkil grupa pravolinijskog lanca. Pravolinijska alkil grupa R1može biti zasićena ili nezasićena. Alkil grupa pravolinijskog lanca R1može biti nezasićena na jednoj poziciji ili više od jedne pozicije.

[0016] U jednom izvođenju, jedinjenje formule II je obezbeđeno:

Formula II je kombinacija formule I u kojoj: R1je C16; R2je H; R3je C1; P je C1; n je C1; a m je 0. U formuli II, alkenil grupa pravolinijskog lanca R1je nezasićena između C9i C10

[0017] U jednom izvođenju, obezbeđeno je jedinjenje formule III:

[0018] Formula III je kombinacija formule I u kojoj je R1C16; R2je C4; R3je H; P je C1; n je C1; a m je C1. U formuli III, alkenil grupa pravolinijskog lanca R1je nezasićena između C9i C10.

[0019] Aditiv za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja može da sadrži formule I, II, III ili bilo koju kombinaciju Formule I, II i III; mogu se u suštini sastojati od Formula I, II, III ili bilo koje kombinacije Formule I, II i III; ili se mogu sastojati od Formula I, II, III ili bilo koje kombinacije Formule I, II i III.

[0020] Motorna ulja mogu da sadrže aditiv za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja formule I, II, III ili kombinaciju jednog ili više ovih aditiva; može se sastojati u suštini od aditiva za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja Formule I, II, III ili kombinacije jednog ili više ovih aditiva; ili se može sastojati od aditiva za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja formule I, II, III ili kombinacije jednog ili više ovih aditiva. Dalje, motorna ulja mogu da sadrže, da se u suštini sastoje od ili da se sastoje od osnove motornih ulja, aditiva Formule I, II, III ili bilo koje kombinacije Formule I, II i III, i raspršivača, deterdženata, antioksidanata, sredstava protiv habanja, modifikatora viskoznosti, sredstava za smanjenje tačke tečljivosti, drugih modifikatora trenja, inhibitora korozije, sredstava protiv penušanja, sredstava protiv emulizifikacije, i sredstava protiv bubrenja zaptivača.

[0021] Generalno, jedna prednost aditiva za dodavanje u motorno ulje radi smanjenje trenja je ta što je efikasan u malim količinama. Motorno ulje pronalaska će sadržati između oko 0,001 tež. % i oko 5 tež. %; između oko 0,001 tež. % i oko 2 tež. %; poželjno između oko 0,5 tež. % i oko 1,0 tež. %; a najpoželjnije između oko 0,001 tež. % i oko 0,6 tež. % aditiva za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja. Motorno ulje može takođe da sadrži aditiv za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja pri čemu je taj aditiv prisutan u količini između 0,001 tež. % i 5,0 tež. %, na primer, 0,5 tež.%.

[0022] Još jedna prednost aditiva za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja je da je kompatibilan sa drugim aditivima za motorno ulje. Na primer, motorno ulje koje već sadrži raspršivaće, deterdžente, antioksidante, sredstva protiv habanja, modifikatore viskoznosti, sredstva za smanjenje tačke tečljivosti, druge modifikatore trenja, inhibitore korozije, sredstva protiv penušanja, sredstva protiv emulzifikacije ili sredstva protiv bubrenja zaptivača može se koristiti kao supstanca za aditive za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja prema pronalasku.

[0023] Raspršivači, deterdženati, antioksidansi, sredstava protiv habanja, modifikatora viskoznosti, sredstava za smanjenje tačke tečljivosti, drugih modifikatora trenja, inhibitora korozije, sredstava protiv penušanja, sredstava protiv emulizifikacije, i sredstava protiv bubrenja zaptivača se koriste u količinama koje se generalno susreću u struci, za na primer između oko 0,01 % i oko 5 % (videti USPN 9,562,207, na primer). Motorno ulje takođe može da sadrži tež % aditiva bilo kog pojedinačnog broja koji se nalazi u količini između oko 0,01 tež. % i oko 5 tež. %, na primer, 1.0 tež. %, 2.0 tež. % ili 5.0 tež. %.

[0024] Još jedna prednost aditiva za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja je da je kompatibilan sa bilo kojom vrstom ulja gde se želi smanjenje trenja. Aditiv za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja može se dodati u potpuno sintetičko ili delimično sintetičko ili bilo koje komercijalno dostupno motorno ulje. Generalno, motorno ulje će biti najveći sastojak u konačnom sastavu. Motorno ulje će biti prisutno u količini između oko 50 tež. % do oko 99,9 tež. %. osnove motornog ulja takođe može da sadrži tež % motornog ulja bilo kog pojedinačnog broja koji se nalazi u količini između oko 50 tež.% i oko 99.9 tež.%, na primer, 95.5 tež.%.

[0025] Motorno ulje koje sadrži aditiv za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja će smanjiti trenje i u graničnom i u mešovitom režimu gde je jaz između metala i metala veoma uzak, što je važno za bolju ekonomičnost goriva.

PRIMERI

[0026] Određena izvođenja su opisana u nastavku u obliku primera. Iako su izvođenja opisana prilično detaljno, nije namera da se ograniči ili na bilo koji način ograniči obim priloženih patentnih zahteva na takve detalje, ili na bilo koju posebnu kombinaciju.

Primer 1: Sinteza jedinjenja iz primera

[0027] Dok je bilo koja odgovarajuća sinteza jedinjenja formule I, II ili III obuhvaćena pronalaskom, biće opisana jedna šema za sintezu jedinjenja formule III (SG-2016-14).

[0028] Korak 1: U jedinjenje 1 (10.0 g, 69.38 mmol) dodat je izobutilamin (2) (6.09 g, 83.26 mmol) u kapima na 26 °C uz mešanje smeše u atmosferi azota. Posle završenog dodavanja, reakciona smeša je ostavljena da se meša 16 sati na 26 °C u atmosferi azota. Posle 16 sati mešanja, višak izobutilamina je uklonjen pod sniženim pritiskom što je više moguće da bi se dobio sirovi proizvod koji je prečišćen korišćenjem silicijumskog gela (eluent: 50% etil acetat/heksan) da bi se dobilo čisto jedinjenje 3 (13,0 g, 87% ).

[0029] Korak 2: U mešani rastvor jedinjenja 3 (13,0 g, 59,8 mmol) u dihlorometanu (100 mL) je dodat trietilamin (12,5 mL, 89,7 mmol) i hlorid oleinske kiseline 4 (sveže pripremljen poznatim metodom) (18,0 g, 59,8 mmol) kap po kap na 26 °C u atmosferi azota. Reakciona smeša je ostavljena da se meša 15 sati na 26 °C u atmosferi azota. Posle 15 sati mešanja, 1M HCl je dodat u smešu i mešan 15 minuta, a zatim ekstrahovan dihlorometanom. Organski sloj je osušen preko Na2S04, koncentrovan pod sniženim pritiskom da bi se dobio sirovi proizvod koji je prečišćen korišćenjem silicijumskog gela (Eluent: 20% etil acetat/heksan) da bi se dobilo čisto jedinjenje 5 (20,8 g, 72%).

[0030] Korak 3: U mešani rastvor jedinjenja 5 (7,0 g, 14,53 mmol) u suvom THF (70 mL) dodat je LiBH4(635 mg, 29,15 mmol) u porcijama na 0 °C u atmosferi azota i reakciona smeša je ostavljeno da se meša 15 sati na 26 °C. Nakon potpune potrošnje polaznog materijala, MeOH je polako dodat na 0 °C u atmosferi azota dok se ne formira bistar rastvor, a zatim je rastvarač uparen da bi se dobio sirovi materijal.1M HCl je dodat u sirovi viskozni materijal i zatim ekstrahovan sa etil acetatom. Organski sloj je osušen preko Na2S04, koncentrovan pod sniženim pritiskom da bi se dobio sirovi proizvod koji je prečišćen korišćenjem silicijumskog gela (eluent: 60 % etil acetat/heksan) da bi se dobilo čisto jedinjenje SG-2016-14, ili Formula III, (4,0 g, 65%).

Primer 2: Proizvodnja i analiza motornog ulja sa formulom II i III kao aditivom

[0031] Kao što se može videti na Slici 1, motorna ulja koja sadrže ili formulu II ili III aditive su upoređena sa prethodnio proizvedenim motornim uljem PV611 i osnove motornih ulja bez aditiva. Motorna ulja sa aditivima formule II ili formule III pokazala su poboljšano smanjenje trenja u odnosu na osnovu motornog ulja i prethodno dostupno formulisano ulje za smanjenje trenja, PV611. Aditivi su efikasni u koncentraciji od 0,5 tež. %.

[0032] Performanse motornih ulja koja sadrže formulu II i III kao aditive su upoređene sa PV611 i motornim uljem bez aditiva u testu korozije. Rezultati su prikazani u tabeli 1:

[0033] U meri u kojoj se termin „uključuje“ ili „uključuje“ koristi u specifikaciji ili patentnim zahtevima, trebalo bi da bude inkluzivan na način sličan terminu „sadrži“ kako se taj termin tumači kada se koristi kao prelazna reč u tvrdnji. Štaviše, u meri u kojoj se koristi izraz „ili“ (npr. A ili B) on ima nameru da znači „A ili B ili oba“. Kada se misli na „samo A ili B, ali ne i oba“, onda će se koristiti termin „samo A ili B, ali ne oba“. Dakle, upotreba termina "ili" ovde je inkluzivna, a ne isključiva upotreba. Kako se koristi u specifikaciji i zahtevima, oblici jednine "a", "an" i "the" uključuju množinu. Konačno, kada se izraz „oko“ koristi u sprezi sa brojem, on treba da uključi plus,minus 10% broja. Na primer, "oko 10" može značiti od 9 do 11. Izraz tež. % je namenjen da opiše poređenje težine jednog jedinjenja sa težinom cele kompozicije izražene u procentima. Takođe se može opisati kao mas. %, ili (w/w) %. Motorno ulje uključuje ulje koje se koristi za podmazivanje bilo koje vrste motora ili mašine gde se koristi ulje. Ovde opisane alkil ili alkenil grupe pravolinijskog lanca mogu se takođe nazvati masnim kiselinama, masnim acilima ili lancima masnih kiselina.

Claims

Patentni zahtevi 1. Aditiv za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu taj aditiv ima strukturu iz opšte formule (I):

pri čemu, R1jeste pravolinijski ili razgranati C5-C30alkil, ili alkenil; R2jeste H, ili pravolinijski ili razgranati alkil iz C1-C10; R3jeste H, ili pravolinijski ili razgranati alkil iz C1-C10; P jeste 0 ili C1; n jeste C1-C5; i m jeste C0-C5, pri čemu taj aditiv nije
2. Aditiv iz patentnog zahteva 1 za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu R1jeste pravolinijski lanac C16- C18alkil; ili pri čemu: R1jeste C16pravolinijski alkenil, i poželjno je nezasićen između C9i C10; R2jeste H; R3jeste C1; P jeste C1; n jeste C1; i m jeste 0.
3. Aditiv iz patentnog zahteva 1 koji se dodaje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu: R1jeste C16pravolinijski alkenil, preporučljivo nezasićen između C9i C10; R2jeste C4; R3jeste H; P jeste C1; n jeste C1; i m jeste C1.
4. Aditiv iz patentnog zahteva 1 za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu taj aditiv ima strukturu iz formule (II):
5. Aditiv iz patentnog zahteva 1 za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu taj aditiv ima strukturu iz formule (III):
6. Aditiv iz patentnog zahteva 1 za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu taj aditiv jeste kombinacija aditiva koji imaju opštu Formulu I, II ili III.
7. Supstanca za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja obuhvata: a) osnovu motornog ulja; i b) aditiv za smanjenje trenja koji ima strukturu iz opšte formule (I):

pri čemu: R1jeste pravolinijski ili razgranati C5-C30alkil ili alkenil; R2jeste H, ili pravolinijski ili razgranati alkil iz C1-C10; R3jeste H, ili pravolinijski ili razgranati alkil iz C1-C10; P jeste 0 ili C1; n jeste C1-C5; i m jeste C0-C5, pri čemu je taj aditiv prisutan u količini između 0,001 tež. % do 5,0 tež. %.
8. Supstanca iz patentnog zahteva 7 za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu R1jeste pravolinijski lanac C16-C18alkil.
9. Supstanca iz patentnog zahteva 7 za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu R1jeste C16pravolinijski alkenil; R2jeste H; R3jeste C1; P jeste C1; n jeste C1; i m jeste 0.
10. Supstanca iz patentnog zahteva 7 za dod0avanje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu R1jeste nezasićen između C9i C10.
11. Supstanca iz patentnog zahteva 7 koja se dodaje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu: R1jeste C16pravolinijski alkenil; R2jeste C4; R3jeste H; P jeste C1; n jeste C1; i m jeste C1.
12. Supstanca iz patentnog zahteva 11 za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu R1jeste nezasićen između C9i C10.
13. Supstanca iz patentnog zahteva 7 za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu taj aditiv koji se dodaje radi smanjenja trenja ima strukturu iz formule II:
14. Supstanca iz patentnog zahteva 7 za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu taj aditiv koji se dodaje radi smanjenja trenja ima strukturu iz formule (III):
15. Supstanca iz patentnog zahteva 7 za dodavanje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu taj aditiv koji se dodaje radi smanjenja trenja jeste kombinacija aditiva koji imaju opštu Formulu I, II ili III.
16. Supstanca iz patentnog zahteva 7 koja se dodaje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu ta supstanca još obuhvata jedan ili više dodatnih aditiva izabranih iz grupe koja se sastoji od: raspršivača, deterdženata, antioksidanasa, i sredstava protiv habanja, modifikatora viskoznosti, sredstava za smanjenje tačke tečljivosti, drugih modifikatora trenja, inhibitora korozije, sredstava protiv penušanja, sredstava protiv emulizifikacije, i sredstava protiv bubrenja zaptivača.
17. Supstanca iz patentnog zahteva 7 koja se dodaje u motorno ulje radi smanjenja trenja, pri čemu je osnova tog motornog ulja prisutna u količini od oko 50% do oko 99,9 tež.% ukupne supstance koja se dodaje u motorno ulje radi smanjenja trenja. Izdaje i štampa: Zavod za intelektualnu svojinu, Beograd, Kneginje Ljubice 5