溶解力增强剂组合物、其制备方法及其使用方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年5月30日提交的美国临时专利申请号62/854,847的优先权，其内容通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本文公开了溶解力增强剂组合物，例如，作为润滑油组合物的添加剂和/或与润滑油一起配制以溶解副产物并防止润滑油和/或运行设备内的淤泥和清漆。本文进一步公开了此类组合物的制备方法及其使用方法。
背景技术：
4.旋转设备润滑油和液压油必须满足许多要求，例如倾点(d97)。有时需要将罐侧添加剂(tank side additive)添加到油中以保持或增强这些特性。通常，这些添加剂被称为助溶剂或增溶剂，并根据“相似相溶”的原理，有助于将添加剂组分溶解在基础油中。助溶剂用于非极性基础油，例如api ii类、iii类或iv类基础油。
5.沉积物产生于油添加剂、助溶剂和/或基础油的降解。润滑油和液压油/流体(以下称为“工作流体”)在其使用过程中会通过各种机制发生降解。这些机制可能会有所不同，包括氧化、热降解和水解等。这些降解过程可导致形成清漆/淤泥/沉积物(本文称为“沉积物”)的化合物。随着浓度的增加，这些降解产物变得不溶于润滑剂并从溶液中倾析到润滑系统的金属表面和关键机器部件上。
6.包含全烃主链的多羟基官能化合物可用作烃油、钻井液、工业和汽车润滑液、分散剂、发动机润滑剂、润滑脂、涂料、粘合剂中的添加剂。一种润滑组合物，其含有具有润滑粘度的油、1至1000ppm(百万份数)重量的油溶性含钛材料形式的钛和至少一种另外的润滑剂添加剂，其对诸如沉积物控制、发动机油中的氧化和过滤性的性能提供有益效果。然而，需要控制润滑油或液压油中沉积物形成和/或溶解预先形成的沉积物(例如工作涡轮机油润滑系统中的清漆的溶解力增强剂。
技术实现要素：
7.根据实施方案，本文公开了用于溶解在油中形成并悬浮或溶解的氧化产物和/或其他有机降解化合物的方法，包括将有效量的溶解力增强剂作为罐侧添加剂添加到油中，其中溶解力增强剂包含至少一种格尔伯特醇(guerbet alcohol)。任选地，氧化产物包括抗氧化降解化合物和油衍生的降解化合物。
8.在一些实施方案中，油包括润滑油、传热流体或液压油。任选地，润滑油选自涡轮机油、压缩机油、造纸机油、冷冻机油和齿轮油。任选地，液压油是非水矿物油和/或合成油。任选地，油包括矿物制剂、合成制剂或其组合。
9.在一些实施方案中，至少一种格尔伯特醇具有约12至约32个碳原子(总共)。任选地，至少一种格尔伯特醇具有约24个碳原子。任选地，至少一种格尔伯特醇的noack挥发度
(astm d5800)为油的10％至18％的水平。任选地，至少一种格尔伯特醇具有汉森因子(hansen factor)，包括15至18的分散(d)参数、3.5至5.5的极性(p)参数和8至12的氢键(h)参数。任选地，至少一种格尔伯特醇具有25mn/m至35mn/m的界面表面能。任选地，至少一种格尔伯特醇具有7℃至37℃的苯胺(astm d611)点。
10.在一些实施方案中，在添加溶解力增强剂之前，油包含api i类基础油、ii类基础油、iii类基础油、iv类基础油、v类基础油或其组合。任选地，所述溶解力增强剂包括占所述溶解力增强剂总重量50％-80％的格尔伯特醇、1％-10％的己二酸酯和10％-50％的基础油，其中基础油包括api i类基础油、ii类基础油或它们的组合。任选地，工作混合物在加入溶解力增强剂后具有1个月至12个月的使用(in service)时间。任选地，油在约-50℃至约230℃、或约-50℃至约50℃、或约10℃至约80℃，或约10℃至约120℃或约25℃至约230℃，或约-50至约120℃，或约25℃至约230℃的温度在机械系统内使用。
11.在一些实施方案中，该方法进一步包括形成工作混合物。任选地，工作混合物包含润滑油、降解副产物、溶解力增强剂和溶解力增强剂降解副产物。任选地，工作混合物中的至少一种格尔伯特醇以相对于工作混合物的总体积的约1.0％至30％体积的量存在。任选地，在加入溶解力增强剂之前，与油相比，工作混合物具有通过颜色光谱仪测量的更低的δe值。任选地，颜色光谱仪用于膜片比色法(membrane patch colorimetry,mpc)(astm d7843)。
12.本文进一步公开了用于在包含油组合物的系统中溶解有机沉积物的方法，该方法包括向系统内的油组合物中加入有效量的溶解力增强剂作为罐侧添加剂，其中溶解力增强剂包含至少一种格尔伯特醇。任选地，有机沉积物包括基础油、抗氧化剂或其他添加剂的团聚降解副产物，其中其他添加剂包括消泡剂和助溶剂。
13.在一些实施方案中，油系统包括润滑油、传热油或液压油。任选地，润滑油选自涡轮机油、齿轮油、压缩机油、造纸机油和冷冻机油。任选地，液压油是非水矿物油和合成油。任选地，油包括矿物制剂、合成制剂或其组合。任选地，在添加溶解力增强剂之前，油包括api i类基础油、ii类基础油、iii类基础油、iv类基础油、v类基础油或其组合。任选地，工作混合物(在使用中的油 溶解力增强剂中)的使用时间少于6个月。任选地，油在约-50℃至约230℃、或约-50℃至约50℃、或约10℃至约80℃、或约10℃至约120℃或约25℃至约230℃的温度在机械系统内使用。
14.在一些实施方案中，添加到油系统中的至少一种格尔伯特醇具有约12至约32个碳原子的大小。任选地，至少一种格尔伯特醇具有约18至约24个碳原子的大小。任选地，至少一种格尔伯特醇的noack挥发度(astm d5800)为油的10％至72％的水平。任选地，至少一种格尔伯特醇具有汉森因子，包括15至18的分散(d)参数、3.5至6.5的极性(p)参数和8至13的氢键(h)参数。任选地，至少一种格尔伯特醇具有15mn/m至45mn/m的界面表面能。任选地，至少一种格尔伯特醇具有-10℃至37℃的苯胺点。任选地，相对于工作混合物的总体积，至少一种格尔伯特醇以0.1％至30％、0.3％至25％或0.5％至20％体积的量存在。
15.在一些实施方案中，溶解力增强剂包括50％-80％量的至少一种格尔伯特醇、1％-10％量的己二酸酯和10％至50％的基础油，其中基础油包括api i类基础油、ii类基础油或它们的组合。任选地，使用中的油与溶解力增强剂一起添加以溶解降解衍生的有机沉积物。
16.在一些实施方案中，包括形成工作混合物，其中工作混合物包含来自有机沉积物
的新溶解的物质。任选地，工作混合物通过溶解有机沉积物来清洁固体表面。任选地，在加入溶解力增强剂之前，与油相比，工作混合物具有通过颜色光谱仪测量的更低的δe值。任选地，颜色光谱仪用于膜片比色法(mpc)(astm d7843)。
17.本文进一步公开了用于防止使用中的油中形成淤泥和清漆的方法，包括向油中加入有效量的溶解力增强剂，其中溶解力增强剂包含格尔伯特醇。
18.在一些实施方案中，油包括润滑油、传热油或液压油。任选地，润滑油选自涡轮机油、齿轮油、压缩机油和冷冻机油。任选地，液压油是非水矿物油和合成油。任选地，油包括矿物制剂、合成制剂或其组合。任选地，油包括api i类基础油、ii类基础油、iii类基础油、iv类基础油、v类基础油或其组合。
19.在一些实施方案中，至少一种格尔伯特醇的大小为c
12-c
32
。任选地，至少一种格尔伯特醇为c
24
形式。任选地，至少一种格尔伯特醇的noack挥发度(astm d5800)水平为油的10％-18％。任选地，至少一种格尔伯特醇具有汉森因子，包括15至18的分散(d)参数、3.5至5.5的极性(p)参数和8至12的氢键(h)参数。任选地，至少一种格尔伯特醇具有25m n/m-35mn/m的界面表面能。任选地，至少一种格尔伯特醇具有7℃-37℃的苯胺点。
20.在一些实施方案中，溶解力增强剂包含相对于溶解力增强剂的总重量的40-100重量％量的格尔伯特醇、0-5重量％量的己二酸酯和0-50重量％量的基础油，其中基础油选自api i类基础油、ii类基础油或它们的组合。任选地，油在-50℃至120℃的温度在机械系统内使用。任选地，工作混合物在加入溶解力增强剂后的使用期超过1年。在一些实施方案中，本文所述的组合物和方法与后续添加或共同添加的其他添加剂例如抗氧化剂、极压剂、抗磨剂和消泡剂相容。
21.在一些实施方案中，该方法进一步包括形成工作混合物。任选地，工作混合物包含润滑油、降解副产物、溶解力增强剂和溶解力增强剂降解副产物。任选地，工作混合物中的至少一种格尔伯特醇以相对于工作混合物的总体积的约1.0％至约30％体积，或相对于工作混合物的总体积大于1.0％至约30％体积的量存在。任选地，在添加溶解力增强剂之前，工作混合物具有比使用中的油更低的、由颜色光谱仪测量的δe值。任选地，颜色光谱仪用于膜片比色法(mpc)(astm d7843)。
附图说明
22.图1a描绘了用格尔伯特醇处理之前的使用中的油。
23.图1b描绘了用格尔伯特醇处理后的使用中的油。
24.图2a描绘了用格尔伯特醇处理之前在室温下运行的使用中的油。
25.图2b描绘了用具有24个碳原子的格尔伯特醇处理一小时后在室温运行的使用中的油。
26.图2c描绘了用具有18个碳原子的格尔伯特醇处理一小时后在室温运行的使用中的油。
27.图3a显示了在用格尔伯特醇处理之前的润滑剂储器和机械部件。
28.图3b显示了用具有24个碳原子的格尔伯特醇以5wt％的处理率处理后的润滑剂储存器和机械部件。
29.图4显示了对含有至少一种格尔伯特醇的润滑涡轮机油的加速氧化试验的结果。
30.图5描绘了通过对涡轮机油工作混合物氧化6周后的加速老化。
31.图6的图表显示当旋转压力容器氧化测试(rpvot)达到初始氧压的25％时，全配制油在测试终点达到15.2mg淤泥的结果。
32.图7显示了用具有24个碳原子的格尔伯特醇处理使用中的流体后的结果。
33.图8是显示用含有格尔伯特醇的罐侧添加剂处理压缩机油的图表(第50天)。
具体实施方式
34.说明书和具体实施例虽然表明了本发明的实施方案，但仅用于说明的目的，并不旨在限制本发明的范围。此外，具有所述特征的多个实施方案的列举并不旨在排除具有另外的特征的其他实施方案，或不排除结合所述特征的不同组合的其他实施方案。提供具体实施例是为了说明如何制作和使用本发明的组合物和方法，除非另有明确说明，否则不旨在表示本发明的给定实施方案已经或尚未被制备或测试。
35.润滑剂会随着时间的推移而氧化，从而导致润滑剂内形成副产物。副产品可能变得不可溶，并可以作为清漆沉积在润滑剂所循环通过的设备内的金属部件上。本文公开的组合物和方法利用一种或多种格尔伯特醇作为润滑剂组合物的添加剂(例如，作为溶解度增强剂、作为工作润滑剂组合物的组分等)和/或作为溶解系统内形成的沉淀物和清漆的清洁剂。随着包含根据本文实施方案的溶解力增强剂的润滑剂组合物老化，它会随着时间的推移而变为氧化应激的。如本文所述的溶解力增强剂能够将所有降解副产物保持在溶液中。
36.在实施方案中，可将一种或多种格尔伯特醇添加到约50gal至约5,000gal的润滑剂组合物储存器中。添加一种或多种格尔伯特醇溶解已从组合物中形成和/或沉淀的任何副产物/材料。已经发现，一种或多种格尔伯特醇在润滑剂组合物中具有惊人的长寿命。已知的增溶剂最初可以起作用，但随后自身降解导致形成副产物，这些副产物会影响润滑剂组合物的性能。与其他已知的增溶剂相反，根据本文的实施方案的一种或多种格尔伯特醇与其他已知的增溶剂相比可以改进润滑剂组合物的流体性质并且具有更长的寿命，甚至在高温时也是如此。
37.在实施方案中，可以将一种或多种格尔伯特醇作为清洁剂添加到润滑剂组合物中。在循环通过设备特定时间段之后和/或直到副产物和任何清漆已经溶解，然后可以从系统中排出含有一种或多种格尔伯特醇的润滑剂组合物并且可以添加有或没有一种或多种的格尔伯特醇的新鲜润滑剂。
38.在更进一步的实施方案中，润滑剂组合物可以与一种或多种格尔伯特醇一起配制，并且任选地与其他添加剂一起配制，并且将完全混合物加入到设备中。如果润滑剂组合物从一开始就包含一种或多种格尔伯特醇，则可能根本不会形成沉淀和/或清漆可能不会粘附到系统内的机械部件上。与不含一种或多种格尔伯特醇的组合物相比，与一种或多种格尔伯特醇配制的润滑剂组合物可以延长组合物的寿命。
39.根据各种实施方案，使用格尔伯特醇的共混物。例如，短链(例如，约1至约18个碳原子)格尔伯特醇可以比长链(例如，约18至约32个碳原子)格尔伯特醇更快地溶解副产物。如下文将更详细地描述的，还存在包含适用于低温至略微升高的温度(例如，-50℃至120℃)应用的格尔伯特醇的共混物的实施方案。格尔伯特醇的另一种共混物可适用于环境至
高温(例如，环境温度至约230℃)的应用，例如在升高的温度不太可能蒸发的长链格尔伯特醇。
40.根据各种实施方案，选择含有一种或多种具有合适碳长度和所需性质的格尔伯特醇的溶解力增强剂，确保溶解力增强剂本身不会在润滑剂运行期间随混合物被氧化而助长沉积物的形成。如本文所述的方法可以通过将运行温度保持在规定范围内来延长被润滑的机械系统的运行寿命，这允许机械系统在没有计划外或计划停机的情况下运行。
41.定义
[0042]“美国石油协会(api)基础油”，如本文所指，是根据美国石油协会(api)基础油互换性指南(american petroleum institute(api)base oil interchangeability guidelines)定义的。api基础油包括五类：i、ii和iii类基础油来源于原油(矿物油)；iv类基础油是全合成油；且v类基础油适用于不包括在其他类之一中的所有基础油。i类基础油的硫含量》0.03重量％，和/或《90重量％饱和物(saturates)，以及粘度指数80-120。ii类基础油的硫含量≤0.03重量％，和/或≥90重量％饱和物，粘度指数80-120。iii类基础油含硫量≤0.03％(重量)，≥90重量％饱和物，粘度指数≥120。iv类基础油包含所有聚α烯烃(pao)，例如pao-2、pao-4、pao-5、pao-6、pao-7或pao-8。v类基础油包括不属于i-iv类中任何一种的“所有其他基础油”。
[0043]
如本文所用，“罐侧添加剂”是指无需专门的混合设备或混合罐即可添加到使用中的流体储存器中的添加剂。
[0044]
如本文所用，“汉森溶解度参数”是指由charles m.hansen开发的参数，作为预测一种材料是否会溶解在另一种材料中并形成溶液的方式。这些参数基于“相似相溶”的想法，其中如果一种分子与另一种分子结合的方式与其自身结合方式类似，则该分子被定义为与另一种分子“相似”。具体来说，每种分子都有三个汉森参数，每个参数通常以mpa
1/2
测量：1)分子间色散力的能量；2)分子间偶极分子间力的能量；3)分子间氢键的能量。
[0045]
如本文所用，“润滑油”是指包含直链和支链链烷烃、环状烷烃和芳烃(》c
15
，沸点在300℃至600℃之间)的复杂混合物(vazquez-duhalt，1989)。
[0046]
如本文所用，“液压流体”是指在液压机械中传递动力的介质。常见的液压流体基于矿物油或水。可能使用液压油的设备的实例为挖掘机和反铲挖土机、液压制动器、动力转向系统、变速箱(transmissions)、垃圾车、飞机飞行控制系统、升降机和工业机械。
[0047]“膜片比色法(mpc)”是通过测量润滑油中的不溶性有色体来衡量形成清漆的潜能。该方法使用颜色表面光谱仪测量cielabδe值。δe值越高表明沉积物(清漆)形成的潜能越大。
[0048]
如本文所公开的格尔伯特醇是指通过格尔伯特反应制备的醇，其以marcel guerbet命名。在格尔伯特反应中，伯脂肪醇转化为其烷基化的二聚醇(即支链的、饱和的伯醇)。格尔伯特醇的实例如式(i)(c＝20)、式(ii)(c＝25)或式(iii)(c＝16)所示：
[0049][0050]“氧化产物”是指来自油或添加剂(例如抗氧化剂)的副产品，例如醛、脂肪酸和过氧化物等。这些氧化产物可以进一步反应形成高分子量聚合物物质和大分子，其在与流体接触的固体表面上形成沉积物。
[0051]
如本文所用，“其他添加剂”是指添加到油中的除格尔伯特醇之外的组分。“其他添加剂”的实例包括破乳剂、分散剂、金属钝化剂、泡沫抑制剂、倾点下降剂、抗氧化剂、抗磨剂、极压剂和粘度调节剂。
[0052]
在整个说明书中对一个实施方案、某些实施方案、一个或多个实施方案或不特定实施方案的提及意味着结合该实施方案描述的特定特征、结构、材料或特性包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，在整个说明书中的不同地方中出现的短语，诸如在一个或多个实施方案中、在某些实施方案中、在一个实施方案中或在不特定实施方案中不一定指代本发明的相同实施方案。此外，特定特征、结构、材料或特性可以在一个或多个实施方案中以任何合适的方式组合。
[0053]
除非上下文另有明确指示，如本文所用，单数形式一、一个和该包括对复数的提及。因此，例如，提及催化剂材料包括单一催化剂材料以及两种或更多种不同催化剂材料的混合物。
[0054]
如本文所用，与测量的量相关的术语“约”是指如本领域普通技术人员在进行测量和采取与测量目标和测量设备的精度相称的谨慎水平时所预期的测量的量的正常变化。在某些实施方案中，术语约包括所列举的数
±
10％，使得例如约10包括从9到11。
[0055]
与测量的量相关的术语“至少约”是指如本领域普通技术人员在进行测量和采取与测量目标和测量设备的精度相称的谨慎水平时所预期的测量的量的正常变化，和任何高于此的量。在某些实施方案中，术语至少约包括所列举数目减去10％和任何更高的量，使得例如至少约10包括9和大于9的任何值。该术语还可以表示为约10或更多。类似地，术语小于约通常包括所列举的数字加10％和任何更低的量，使得例如约10将包括11和任何低于11的量。该术语也可以表示为约10或更少。
[0056]
除非另有说明，所有份数和百分比均按重量计。如果没有另外指明，重量百分比(wt％)是基于整个组合物。如果没有另外指明，体积百分比(vol％)是基于组合物的总体积。
[0057]
组合物和方法
[0058]
本文公开了用于溶解由于润滑剂降解而在润滑油组合物中形成的氧化产物和其他有机极性化合物的组合物和方法。这些化合物悬浮在组合物中。根据实施方案，将有效量的溶解力增强剂添加到润滑油组合物中以溶解副产物和/或防止淤泥和清漆的形成。在实施方案中，溶解力增强剂包含至少一种格尔伯特醇。如本文所述的方法和组合物还提供运行益处，包括更好的温度控制和工业设备运行范围的扩展。
[0059]
本文还公开了用于溶解包含油组合物的系统中的有机沉积物的方法，该方法包括将有效量的根据本文的实施方案的溶解力增强剂添加到油组合物中。在实施方案中，溶解力增强剂包含至少一种格尔伯特醇。
[0060]
本文进一步公开了用于防止油组合物(例如，使用中的油)中形成淤泥和清漆的方法，包括向油组合物中加入有效量的溶解力增强剂，其中溶解力增强剂包括至少一种格尔伯特醇。所呈现的方法和组合物还提供运行益处，包括更好的温度控制和工业设备运行范围的扩展。
[0061]
在实施方案中，本公开提供了用于溶解在油组合物中形成、溶解和/或悬浮的氧化产物的方法。在实施方案中，氧化产物包括抗氧化降解化合物和油衍生的降解化合物。
[0062]
油组合物可包括润滑油、传热流体、液压油、矿物制剂、合成制剂或其组合。根据实施方案，润滑油可包括涡轮机油、冷冻机油、齿轮油及其组合。液压油可包括非水矿物油和/或合成油。液压油用于挖掘机和反铲挖土机、液压制动器、动力转向系统、变速箱、垃圾车、飞机飞行控制系统、升降机、注塑成型机、金属液压机、螺距可控螺旋桨(controllable pith propellers)和工业机械。因此，包括本文公开的液压油的溶解力增强剂适用于此类应用。根据实施方案，传热流体可包括冷却剂、纳米流体、传热油及其组合。根据各种实施方案，在添加如本文所述的溶解力增强剂之前，油组合物包括apii类基础油、ii类基础油、iii类基础油、iv类基础油、v类基础油或其组合。
[0063]
该方法可以包括将有效量的如本文所述的溶解力增强剂作为罐侧添加剂添加到油中。在实施方案中，溶解力增强剂包括至少一种格尔伯特醇。至少一种格尔伯特醇可具有约12至约32个碳原子，或约12至约18个碳原子，或约18至约30个碳原子，或约18至约24个碳原子。在实施方案中，至少一种格尔伯特醇具有约18至约24个碳原子。在实施方案中，至少一种格尔伯特醇可具有式(i)至(iii)中的一种或多种。根据实施方案，合适的溶解力增强剂制剂示于表1和2中。
[0064]
表1
–
溶解力增强剂组合物
[0065][0066]
表2
–
溶解力增强剂制剂
[0067][0068][0069]
至少一种格尔伯特醇可具有总油组合物约5wt％至约30wt％、或约8wt％至约25wt％、或约10wt％至约18wt％水平的noack挥发度(如使用astm d5800测量的)。在实施方案中，至少一种格尔伯特醇可具有汉森溶解度参数，包括约14mpa
1/2
至约20mpa
1/2
、或约15mpa
1/2
至约18mpa
1/2
的分散(d)参数，约3.0mpa
1/2
至约7.0mpa
1/2
、或约3.5mpa
1/2
至约6.5mpa
1/2
、或约3.5mpa
1/2
至约5.5mpa
1/2
、约4.0mpa
1/2
至约5.5mpa
1/2
或约5.0mpa
1/2
至约5.5mpa
1/2
的极性(p)参数和/或约7mpa
1/2
至约15mpa
1/2
、或约8mpa
1/2
至约14mpa
1/2
、或约8mpa
1/2
至约13mpa
1/2
、或约8mpa
1/2
至约12mpa
1/2
、或约9mpa
1/2
至约12mpa
1/2
、或约10mpa
1/2
至约12mpa
1/2
的氢键(h)参数。
[0070]
在实施方案中，至少一种格尔伯特醇可具有约15mn/m至约45mn/m、或约20mn/m至约40mn/m、或约25mn/m至约35mn/m的界面表面能。在实施方案中，至少一种格尔伯特醇的苯胺点为约-10℃至约40℃、或约-10℃至约37℃、或约5℃至约40℃或约7℃至约37℃。根据实施方案，如本文所述的溶解力增强剂可包含相对于溶解力增强剂的总重量按重量计约30％至约100％、或约40％至约100％、或约40％至约80％、或约50％至约80％、或约50％至约75％、或约50％至约70％、或约55％至约65％、或60％至约62％量的一种或多种格尔伯特醇。
[0071]
在进一步的实施方案中，溶解力增强剂包括相对于溶解力增强剂的总重量按重量计约0％至约20％、或约1％至约15％、或约1％至约10％、或约2至约9％、或约0％至约5％、或约3％至约6％量的己二酸酯。合适的己二酸酯可包括但不限于具有如下式(iv)的脂肪族己二酸酯：
[0072][0073]
在进一步的实施方案中，溶解力增强剂包括相对于溶解力增强剂的总重量按重量计约0％至约70％、或约0％至约60％、或约5％至约60％、或约0％至约50％、或约10％至约50％、或约15％至约50％、或约17％至约48％、或约20％至约45％量的基础油。基础油可包括api i类基础油、ii类基础油或它们的组合。合适的基础油可包括但不限于具有14至18个碳原子的i类油(直链、支链、环状、环烷烃)和混合物，例如，如式(v)中所示：
[0074]
[0075]
根据实施方案，包括溶解力增强剂、己二酸酯和基础油的合适的润滑剂制剂示于表3和4中。
[0076]
表3
–
润滑剂组合物
[0077][0078]
表4
–
润滑剂组合物
[0079][0080][0081]
在实施方案中，溶解力增强剂可包括相对于溶解力增强剂的总重量以重量计约40％至约100％量的至少一种格尔伯特醇、约0％至约5％量的己二酸酯和约0％至约50％量的基础油。在实施方案中，溶解力增强剂可包括相对于溶解力增强剂的总重量以重量计约50％至约80％量的至少一种格尔伯特醇、约1％至约10％量的己二酸酯和约10％至约50％量的基础油。在实施方案中，溶解力增强剂可包括相对于溶解力增强剂的总重量以重量计约55％至约80％量的至少一种格尔伯特醇、约3％至约6％量的己二酸酯和约20％至约45％量的基础油。在各种实施方案中，至少一种格尔伯特醇具有约24个碳原子，并且基础油可包括ii类和/或i类矿物油。
[0082]
根据本文所述的各种实施方案，添加溶解力增强剂后油组合物可使用约1个月至
约12个月、或约2个月至约11个月、或约3个月至约10个月、或约4个月至约9个月、或约5个月至约8个月，或少于6个月或大于1年。在实施方案中，油组合物可在以约-50℃至约230℃、或约-50℃至约50℃、或约10℃至约80℃、或约10℃至约120℃或约25℃至约230℃的温度运行的机械系统内使用。
[0083]
在另外的实施方案中，如本文所述的方法还可包括形成工作混合物。工作混合物可包括如本文所述的润滑油、降解副产物、根据本文实施方案的溶解力增强剂和溶解力增强剂降解副产物。至少一种格尔伯特醇可以以相对于工作混合物的总体积的约0.1％至约30％、或约1％至约30％、或大于1.0％至约30％、或约3％至约25％、或约5％至约22％、或约10％至约18％、或约13％至约15％体积的量存在于工作混合物中。根据实施方案，与添加溶解力增强剂之前的油组合物相比，工作混合物可以具有更低的通过颜色光谱仪(例如，使用astm d7843的膜片比色法)测量的δe值。在实施方案中，至少一种格尔伯特醇以相对于工作混合物的总体积大于1.0％至约30％、或约3％至约25％、或约5％至约20％的量存在。在实施方案中，工作混合物的总体积为约1至约10,000、或约5至约9,000、或约20至约8,000加仑。
[0084]
如本文所述的方法与其他添加剂例如抗氧化剂、极压剂、抗磨剂和消泡剂的后续添加或共同添加相容。
[0085]
格尔伯特醇的选择
[0086]
润滑工业中基础油料(base stocks)和润滑剂的溶解度是使用苯胺点测量的。基础油料是不含添加剂的载体油(carrier oils)，例如i、ii、iii、iv或v类基础油。然而，单独的苯胺点方法可能并不总是评估润滑剂对污染物(例如润滑剂降解产物)的溶解力的最佳方式。汉森溶解度参数和苯胺点可用于确定最有效的溶解力增强剂。表5显示了所选模型化合物的分子间能量贡献(cal/mol)或汉森溶解度参数。定性地说，这些参数有助于选择特定的化合物家族，以将具有相似汉森参数溶质溶解或保持在溶液中。用于定量地正确选择共混物以溶解聚合物的技术在文献中有很好的描述(参见hansen solubility parameters a user’s handbook,第2版.charles m hansen，2007)。
[0087]
文献中还确定，润滑油的降解副产物包括脂肪酸、过氧化物、醛、酚类和胺类降解化合物，这些化合物来自基础油料和抗氧化剂包的降解。参见leslie rudnick，oxidation of mineral based oils of petroleum origin.the relationship between chemical composition,thickening and composition of degradation.lubrication science，第9卷，第3-60页(1996年)。就分子间相互作用而言，这些化合物最接近表5中列出的有机酸，而这些化合物又与烷烃和芳烃(苯和十八烷等油类的模型化合物)相去甚远。许多这些降解化合物是含羰基的化合物，它们可以进一步生长并聚合成油不溶性大分子，从而形成沉积物。这定性地表明由于氧化形成的降解副产物即使在相对低的浓度也不溶于矿物油。同时，烷基萘是润滑剂中常用的助溶剂，在商业上可行的处理水平，作为溶剂增强剂的益处可能有限。另一方面，格尔伯特醇(例如，十二醇作为模型化合物)与脂肪酸和其他强极性且能够形成氢键的酸性降解副产物很好地重叠。从分子间能量的角度来看，它是降解化合物的良好模型化合物。
[0088]
表5
–
所选择的模型化合物和关键参考化合物的汉森溶解度参数
[0089][0090][0091]
在一些实施方案中，溶解力增强剂包括具有极性参数介于3和7之间且氢键参数介于7和15之间的汉森溶解度参数的那些。分散组分由于该参数对于大多数有机化合物具有不变性-范围在13和17之间，因此不太重要。参见charles m hansen，hansen solubility parameters a user’s handbook，第2版(2007年)。
[0092]
为了选择最佳的溶解力增强剂，不仅要考虑工作混合物对降解化合物的溶解力，还要考虑其他关键参数。根据实施方案，优选的格尔伯特醇是在150℃的温度具有与i类和ii类矿物油相当或更低的noack挥发度(astm d-5800)的那些，这使蒸发损失最小化以保持增溶特性(参见表6)。表6显示挥发度存在显著差异。优选地，需要选择具有接近17％(目标油的挥发度)的noack挥发度水平的溶解力增强剂。对于将工作混合物用作冷却剂和润滑剂并且必须避免因蒸发造成的损失的应用，情况尤其如此。一旦临界溶剂增强剂浓度降至混合物(溶剂增强剂加使用中的流体)的溶解度阈值水平以下，这些损失可能导致快速发沉积物形成。
[0093]
表6
–
各种溶剂增强剂和基础油料的noack挥发度
[0094][0095]
尽管可燃特性不会直接妨碍沉积物控制特性，但在选择特定的溶解力增强剂时考虑这些特性是很重要的。表7显示了针对各种溶解力增强剂报告的观察到的闪点。优选的溶解力增强剂是具有最高闪点的那些。
[0096]
表7
–
各种溶剂增强剂和基础油料的闪点
[0097][0098]
在选择溶解力增强剂时会考虑界面表面能(mn/m或dyn/cm)，以最大程度地减少乳化的潜能。这在蒸汽动力或水电涡轮机中尤其令人担忧，因为进水总是存在风险。乳液会导致抗氧化剂添加剂发生提取和发生导致脂肪酸形成的化学反应，由于它们在润滑剂中不溶，会形成沉积物。表8显示了几种所考虑的溶解力增强剂的界面能，并将i类油作为参考。
[0099]
表8
–
各种格尔伯特醇、基础油和替代溶剂增强剂的界面张力
[0100][0101]
根据实施方案，界面表面张力应该尽可能高，同时保持其他整体润滑剂特性。根据各种实施方案，优选的格尔伯特醇可具有高于27dyn/cm的界面能。这是为了保持工作混合物的抗乳化特性，同时溶解在通常运行温度(10℃至140℃)使用油组合物期间形成的氧化副产物。
[0102]
根据本文所述的各种方法，可将碳链范围为c
12-c
32
的格尔伯特醇添加到油组合物中以溶解形成并悬浮在油组合物中的氧化产物。适用于涡轮机油和/或液压油的原始设备制造商(oem)规范如表9所示。
[0103]
表9-涡轮机油和/或液压油的原始设备制造商(oem)规范。
[0104]
[0105][0106]
至少一种格尔伯特醇可以作为溶解力增强剂(可以用作罐侧添加剂)的制剂的一部分包添加到“使用中”的全配制润滑油、传热流体和/或液压流体中。所得的工作混合物可能比工作润滑剂或液压油具有更低的清漆潜能。
[0107]
目标流体包括配制的润滑油(包括但不限于涡轮机油和齿轮油)或使用api i类、ii类、iii类或iv类基础油中的至少一种的液压流体。添加至少一种格尔伯特醇可以溶解悬浮在油-醇基质(工作混合物)中的降解产物，并且它可以将溶解在油-醇基质中的化合物保持在溶液中。通过astm 7843(也称为膜片比色法(mpc))确定在润滑油例如防锈和氧化(r&o)油、压缩机油、液压油和齿轮油等中形成沉积物的潜能。δe值越高表明沉积物(清漆)形成的潜能越大。δe是cie lab色标中两(2)种颜色之间的颜色差异。在mpc测试的情况下，它是未染色的mpc膜片的白色和样品通过其过滤后的染色膜片的白色之间的差异。
[0108]
根据各种实施方案，溶解力增强剂制剂可包括至少一种具有24个碳原子的格尔伯特醇(约55wt％至约65wt％)和ii类和/或i类矿物油(约20wt％至约45wt％)的制剂。混合物还可以包括己二酸酯(约3wt％至约6wt％)作为助溶剂。这些制剂可用于粘度范围从iso 32cst至iso 320cst的旋转设备润滑剂。所得工作混合物的δe值可至少降低50％或更大，同时保持所有润滑性能完好(表5-8)和满足这些要求的一种或多种格尔伯特醇(例如，c
24
格尔伯特醇)。在运行了约1天至约3天后就可测量这种降低。在用溶解力增强剂处理后且换油之前在工作混合物使用约1个月至约12个月时使用这些制剂。
[0109]
根据实施方案，本文公开了用于将有机沉积物溶解在油组合物中的方法，例如，其中油组合物包含在油系统(例如，机械装置)内。油组合物可包括润滑油、传热流体、液压油、矿物制剂、合成制剂中的至少一种及其组合。在实施方案中，有机沉积物可包括基础油、抗氧化剂或其他添加剂的团聚降解副产物，其中其他添加剂包括消泡剂和助溶剂，例如含硅消泡剂，以及从己二酸酯助溶剂降解形成的2-乙基己酸。
[0110]
在实施方案中，润滑油可包括但不限于涡轮机油、压缩机油、造纸机冷冻机油、齿轮油及其组合。在实施方案中，液压油可包括但不限于非水性矿物油、合成油及其组合。液压油可用于挖掘机和反铲挖土机、液压制动器、动力转向系统、变速器、垃圾车、飞机飞行控制系统、升降机和工业机械。根据本文各种实施方案的方法可用于溶解此类应用中的有机沉积物。在实施方案中，传热流体可包括但不限于至少一种冷却剂、至少一种纳米流体、至少一种传热油及其组合。
[0111]
将有机沉积物溶解在油组合物中的方法可以包括将有效量的溶解力增强剂作为罐侧添加剂添加到油组合物中。根据实施方案，溶解力增强剂包括至少一种格尔伯特醇。所述至少一种格尔伯特醇可具有约12至约32个碳原子、约12至约18个碳原子、约18至约30个碳原子或约18至约24个碳原子。在实施方案中，至少一种格尔伯特醇可具有约18至约24个碳原子。至少一种格尔伯特醇可具有总油组合物约5wt％至约30wt％、或约8wt％至约25wt％、或约10wt％至约18wt％水平的noack挥发度(如使用astm d5800测量的)。在实施方案中，至少一种格尔伯特醇可具有汉森溶解度参数，包括约14mpa
1/2
至约20mpa
1/2
、或约15mpa
1/2
至约18mpa
1/2
的分散(d)参数，约3.0mpa
1/2
至约7.0mpa
1/2
、或约3.5mpa
1/2
至约6.5mpa
1/2
、或约3.5mpa
1/2
至约5.5mpa
1/2
、约4.0mpa
1/2
至约5.5mpa
1/2
或约5.0mpa
1/2
至约5.5mpa
1/2
的极性(p)参数和/或约7mpa
1/2
至约15mpa
1/2
、或约8mpa
1/2
至约14mpa
1/2
、或约8mpa
1/2
至约13mpa
1/2
、或约8mpa
1/2
至约12mpa
1/2
、或约9mpa
1/2
至约12mpa
1/2
、或约10mpa
1/2
至约12mpa
1/2
的氢键(h)参数。
[0112]
在实施方案中，至少一种格尔伯特醇可具有约15mn/m至约45mn/m、或约20mn/m至约40mn/m、或约25mn/m至约35mn/m的界面表面能。在实施方案中，至少一种格尔伯特醇的苯
胺点为约-10℃至约40℃、或约-10℃至约37℃、或约5℃至约40℃或约7℃至约37℃。根据实施方案，如本文所述的溶解力增强剂可包含相对于溶解力增强剂的总重量按重量计约30％至约100％、或约40％至约100％、或约40％至约80％、或约50％至约80％、或约50％至约75％、或约50％至约70％、或约55％至约65％、或60％至约62％量的一种或多种格尔伯特醇。
[0113]
在进一步的实施方案中，溶解力增强剂包括相对于溶解力增强剂的总重量按重量计约0％至约20％、或约1％至约15％、或约1％至约10％、或约2至约9％、或约0％至约5％、或约3％至约6％量的己二酸酯。在进一步的实施方案中，溶解力增强剂包括相对于溶解力增强剂的总重量按重量计约0％至约70％、或约0％至约60％、或约5％至约60％、或约0％至约50％、或约10％至约50％、或约15％至约50％、或约17％至约48％、或约20％至约45％量的基础油。在实施方案中，溶解力增强剂可包括相对于溶解力增强剂的总重量以重量计约40％至约100％量的至少一种格尔伯特醇、约0％至约5％量的己二酸酯和约0％至约50％量的基础油。在实施方案中，溶解力增强剂可包括相对于溶解力增强剂的总重量以重量计约50％至约80％量的至少一种格尔伯特醇、约1％至约10％量的己二酸酯和约10％至约50％量的基础油。在实施方案中，溶解力增强剂可包括相对于溶解力增强剂的总重量以重量计约55％至约80％量的至少一种格尔伯特醇、约3％至约6％量的己二酸酯和约20％至约45％量的基础油。在各种实施方案中，至少一种格尔伯特醇具有约24个碳原子，并且基础油可包括ii类和/或i类矿物油。
[0114]
根据本文所述的各种实施方案，添加溶解力增强剂后油组合物可使用约1个月至约12个月、或约2个月至约11个月、或约3个月至约10个月、或约4个月至约9个月、或约5个月至约8个月，或少于6个月或大于1年。在实施方案中，油组合物可在以约-50℃至约230℃、或约-50℃至约50℃、或约10℃至约80℃、或约10℃至约120℃或约25℃至约230℃的温度运行的机械系统内使用。
[0115]
在另外的实施方案中，如本文所述的方法(例如，用于溶解有机沉积物)还可包括形成工作混合物。工作混合物可包括如本文所述的润滑油、降解副产物、根据本文实施方案的溶解力增强剂和溶解力增强剂降解副产物。至少一种格尔伯特醇可以以相对于工作混合物的总体积的约0.1％至约30％、或约1％至约30％、或大于1.0％至约30％、或约3％至约25％、或约5％至约22％、或约10％至约18％、或约13％至约15％体积的量存在于工作混合物中。根据实施方案，与添加溶解力增强剂之前的油组合物相比，工作混合物可以具有更低的通过颜色光谱仪(例如，使用astm d7843的膜片比色法)测量的δe值。在实施方案中，至少一种格尔伯特醇以相对于工作混合物的总体积大于1％至约30％、或约3.0％至约25％、或约5.0％至约20％的量存在。在实施方案中，工作混合物的总体积大于约1加仑，或从约1加仑至约10,000加仑、或约5加仑至约9,000加仑、或约20加仑至约8,000加仑。
[0116]
根据实施方案，该方法可以进一步包括将使用中的油组合物与溶解力增强剂组合以溶解降解衍生的有机沉积物。工作混合物可以通过溶解有机沉积物来清洁固体表面。在实施方案中，工作混合物可以包括来自有机沉积物的新溶解的物质。
[0117]
如本文所述的方法与后续添加或共同添加的其他添加剂例如抗氧化剂、极压剂、抗磨剂和消泡剂相容。
[0118]
在实施方案中，在添加溶解力增强剂之前，油系统包含api i类基础油、ii类基础
油、iii类基础油、iv类基础油、v类基础油或其组合。
[0119]
根据实施方案，至少一种大小范围为约12至约32个碳原子的格尔伯特醇作为溶解力增强剂的一部分并作为罐侧添加剂用于清洁因润滑剂(涡轮机、齿轮箱、其他)、传热流体和液压流体降解而产生的内表面沉积物。在实施方案中，至少一种具有18个碳原子的格尔伯特醇以20wt％至约100wt％的量存在于工作混合物中并且至少一种具有24个碳原子的格尔伯特醇以20wt％至约100wt％的量存在。这些包含至少一种格尔伯特醇的制剂可通过与现有的工作流体混合形成工作混合物用于表面清洁，所述工作混合物与基于吸附极性成分的化学油净化方法(例如fluitec的esp技术)兼容。在实施方案中，使用方法包括在处置工作混合物之前1至24周(取决于清洁设备需要的时间)处理工作流体。
[0120]
在实施方案中，溶解力增强剂可包含至少一种蒸气压与上述矿物油相当的格尔伯特醇，并且还可包含至少一种具有12至18个碳原子(c
12-c
18
)的格尔伯特醇。合适的溶解力增强剂制剂如表10所示。
[0121]
表10
–
溶解力增强剂制剂
[0122][0123]
这些醇由于它们的分子量降低而比与它们等效但更长链长的相关化合物具有更大的氢键和极性贡献。反过来，这些贡献加速了它们对能够形成氢键的极性沉积物的溶解。链长较短的格尔伯特醇(c12-c18)具有较高的蒸气压，因此这些制剂可用于清洁应用，其中工作混合物最长可使用24周，以最大限度地减少蒸发损失。这些醇的混合允许定制清洁能力和清洁时间。较大含量的c
12-c
18
格尔伯特醇可在需要较短清洁时间和较低温度的应用中实现快速清洁。这在工作混合物可能不会润滑运行系统的应用中(即设备关闭并且工作混合物仅用作清洁混合物)特别有价值。
[0124]
优选的实施方案包括具有汉森溶解度参数(5-7p和8-14h)和13-30dyn/cm之间的界面表面能的那些。由于清洁表面沉积物的应用时间较短，因此漏水造成乳化的风险较低，并且可以使用较低的界面表面张力。对于系统中已经存在水的那些应用，优选具有较高界面表面能的溶剂增强剂。
[0125]
溶解力增强剂处理后所得的工作混合物可包含约3wt％至约20wt％的至少一种格尔伯特醇，余量(balance)为利用api i类、ii类、iii类和iv类基础油中的至少一种的全配制润滑油或液压流体。这些制剂可包含约0wt％至约100％的具有18个碳的格尔伯特醇和约0wt％至约100％的具有24个碳的格尔伯特醇。对于低于30℃的系统，可以使用约100％的c
18
格尔伯特醇。对于30℃和50℃之间的系统，可以使用60％c
18
和c
24
格尔伯特醇的混合物，以及对于高于50℃和70℃的系统，可以使用100％c
24
格尔伯特醇。
[0126]
根据进一步的实施方案，本公开提供了用于减少和/或防止油组合物中淤泥和/或清漆形成的方法。在实施方案中，润滑油可以与溶解力增强剂一起配制，使得润滑油在投入使用时已经包含溶解力增强剂。当油被氧化降解时，这种制剂可以通过将沉积物保持在溶液中来防止它们形成。油组合物可包括润滑油、传热流体、液压油、矿物制剂、合成制剂中的至少一种及其组合。
[0127]
在实施方案中，润滑油可包括但不限于涡轮机油、压缩机油、造纸机冷冻机油、齿轮油及其组合。在实施方案中，液压油可包括但不限于非水性矿物油、合成油及其组合。液压油可用于挖掘机和反铲挖土机、液压制动器、动力转向系统、变速器、垃圾车、飞机飞行控制系统、升降机和工业机械。根据本文各种实施方案的方法可用于溶解此类应用中的有机沉积物。在实施方案中，传热流体可包括但不限于至少一种冷却剂、至少一种纳米流体、至少一种传热油及其组合。
[0128]
减少和/或防止油组合物中淤泥和/或清漆形成的方法可包括将有效量的溶解力增强剂作为罐侧添加剂添加到油组合物中。根据实施方案，溶解力增强剂包括至少一种格尔伯特醇。至少一种格尔伯特醇可具有约12至约32个碳原子、约12至约18个碳原子、约18至约30个碳原子或约18至约24个碳原子。在实施方案中，至少一种格尔伯特醇可具有约18至约24个碳原子。至少一种格尔伯特醇可具有总油组合物的约5wt％至约30wt％、或约8wt％至约25wt％、或约10wt％至约18wt％水平的noack挥发度(如使用astm d5800测量的)。在实施方案中，至少一种格尔伯特醇可具有汉森溶解度参数，包括约14mpa
1/2
至约20mpa
1/2
、或约15mpa
1/2
至约18mpa
1/2
的分散(d)参数，约3.0mpa
1/2
至约7.0mpa
1/2
、或约3.5mpa
1/2
至约6.5mpa
1/2
、或约3.5mpa
1/2
至约5.5mpa
1/2
、约4.0mpa
1/2
至约5.5mpa
1/2
或约5.0mpa
1/2
至约5.5mpa
1/2
的极性(p)参数和/或约7mpa
1/2
至约15mpa
1/2
、或约8mpa
1/2
至约14mpa
1/2
、或约8mpa
1/2
至约13mpa
1/2
、或约8mpa
1/2
至约12mpa
1/2
、或约9mpa
1/2
至约12mpa
1/2
、或约10mpa
1/2
至约12mpa
1/2
的氢键(h)参数。
[0129]
在实施方案中，至少一种格尔伯特醇可具有约15mn/m至约45mn/m、或约20mn/m至约40mn/m、或约25mn/m至约35mn/m的界面表面能。在实施方案中，至少一种格尔伯特醇的苯胺点为约-10℃至约40℃、或约-10℃至约37℃、或约5℃至约40℃或约7℃至约37℃。根据实施方案，如本文所述的溶解力增强剂可包含相对于溶解力增强剂的总重量按重量计约30％至约100％、或约40％至约100％、或约40％至约80％、或约50％至约80％、或约50％至约75％、或约50％至约70％、或约55％至约65％、或60％至约62％量的一种或多种格尔伯特醇。
[0130]
在进一步的实施方案中，溶解力增强剂包括相对于溶解力增强剂的总重量按重量计约0％至约20％、或约1％至约15％、或约1％至约10％、或约2至约9％、或约0％至约5％、或约3％至约6％量的己二酸酯。在进一步的实施方案中，溶解力增强剂包括相对于溶解力增强剂的总重量按重量计约0％至约70％、或约0％至约60％、或约5％至约60％、或约0％至约50％、或约10％至约50％、或约15％至约50％、或约17％至约48％、或约20％至约45％量的基础油。在实施方案中，溶解力增强剂可包括相对于溶解力增强剂的总重量以重量计约40％至约100％量的至少一种格尔伯特醇、约0％至约5％量的己二酸酯和约0％至约50％量的基础油。在实施方案中，溶解力增强剂可包括相对于溶解力增强剂的总重量以重量计约50％至约80％量的至少一种格尔伯特醇、约1％至约10％量的己二酸酯和约10％至约50％
量的基础油。在实施方案中，溶解力增强剂可包括相对于溶解力增强剂的总重量以重量计约55％至约80％量的至少一种格尔伯特醇、约3％至约6％量的己二酸酯和约20％至约45％量的基础油。在各种实施方案中，至少一种格尔伯特醇具有约24个碳原子，并且基础油可包括ii类和/或i类矿物油。
[0131]
根据本文所述的各种实施方案，添加溶解力增强剂后油组合物可使用约1个月至约12个月、或约2个月至约11个月、或约3个月至约10个月、或约4个月至约9个月、或约5个月至约8个月，或少于6个月或大于1年。在实施方案中，油组合物可在以约-50℃至约230℃、或约-50℃至约50℃、或约10℃至约80℃、或约10℃至约120℃或约25℃至约230℃的温度运行的机械系统内使用。
[0132]
在另外的实施方案中，如本文所述的方法(例如，用于溶解有机沉积物)还可包括形成工作混合物。工作混合物可包括如本文所述的润滑油、降解副产物、根据本文实施方案的溶解力增强剂和溶解力增强剂降解副产物。至少一种格尔伯特醇可以以相对于工作混合物的总体积的约0.1％至约30％、或约1％至约30％、或大于1.0％至约30％、或约3％至约25％、或约5％至约22％、或约10％至约18％、或约13％至约15％体积的量存在于工作混合物中。根据实施方案，与添加溶解力增强剂之前的油组合物相比，工作混合物可以具有更低的通过颜色光谱仪(例如，使用astm d7843的膜片比色法)测量的δe值。在实施方案中，至少一种格尔伯特醇以相对于工作混合物的总体积大于1％至约30％、或约3％至约25％、或约5％至约20％的量存在。在实施方案中，工作混合物的总体积大于约1加仑，或从1加仑至约10,000加仑、或约5加仑至约9,000加仑、或约20加仑至约8,000加仑。
[0133]
根据实施方案，该方法可以进一步包括将使用中的油组合物与溶解力增强剂组合以溶解降解衍生的有机沉积物。工作混合物可以通过溶解有机沉积物来清洁固体表面。在实施方案中，工作混合物可以包括来自有机沉积物的新溶解的物质。如本文所述的方法与后续添加或共同添加的其他添加剂例如抗氧化剂、极压剂、抗磨剂和消泡剂相容。
[0134]
在实施方案中，在添加溶解力增强剂之前，油系统包含api i类基础油、ii类基础油、iii类基础油、iv类基础油、v类基础油或其组合。
[0135]
根据实施方案，至少一种大小范围为约12至约32个碳原子的格尔伯特醇作为溶解力增强剂的一部分并作为罐侧添加剂用于清洁因润滑剂(涡轮机、齿轮箱、其他)、传热流体和液压流体降解而产生的内表面沉积物。在实施方案中，至少一种具有18个碳原子的格尔伯特醇以20wt％至约100wt％的量存在于工作混合物中并且至少一种具有24个碳原子的格尔伯特醇以20wt％至约100wt％的量存在。这些包含至少一种格尔伯特醇的制剂可通过与现有的工作流体混合形成工作混合物而用于表面清洁，所述工作混合物与基于吸附极性成分的化学油净化方法(例如fluitec的esp技术)兼容。在实施方案中，使用方法包括在处置工作混合物之前1至24周(取决于清洁设备需要的时间)处理工作流体。
[0136]
在实施方案中，溶解力增强剂可包含至少一种蒸气压与上述矿物油相当的格尔伯特醇，并且还可包含至少一种具有12至18个碳原子(c
12-c
18
)的格尔伯特醇。这些醇由于它们的分子量降低而比与它们等效但更长链长的相关化合物具有更大的氢键和极性贡献。反过来，这些贡献加速了它们对能够形成氢键的极性沉积物的溶解。链长较短的格尔伯特醇(c12-c18)具有较高的蒸气压，因此这些制剂可用于清洁应用，其中工作混合物最长可使用24周，以最大限度地减少蒸发损失。这些醇的混合允许定制清洁能力和清洁时间。较大含量
的c
12-c
18
格尔伯特醇可在需要较短清洁时间和较低温度的应用中实现快速清洁。这在工作混合物可能不会润滑运行系统的应用中(即设备关闭并且工作混合物仅用作清洁混合物)特别有价值。
[0137]
优选的实施方案包括具有汉森溶解度参数(5-7p和8-14h)和13-30dyn/cm之间的界面表面能的那些。由于清洁表面沉积物的应用时间较短，因此漏水造成乳化的风险较低，并且可以使用较低的界面表面张力。对于系统中已经存在水的那些应用，优选具有较高界面表面能的溶剂增强剂。
[0138]
溶解力增强剂处理后所得的工作混合物可包含约3wt％至约20wt％的至少一种格尔伯特醇，余量(balance)为利用api i类、ii类、iii类和iv类基础油中的至少一种的全配制润滑油或液压流体。这些制剂可包含约0wt％至约100％的具有18个碳的格尔伯特醇和约0wt％至约100％的具有24个碳的格尔伯特醇。对于低于30℃的系统，可以使用约100％的c
18
格尔伯特醇。对于30℃和50℃之间的系统，可以使用60％c
18
和c
24
格尔伯特醇的混合物，以及对于高于50℃和70℃的系统，可以使用100％c
24
格尔伯特醇。
[0139]
根据实施方案，如本文所述的方法减少和/或防止在“使用中”的全配制润滑油和液压流体中形成沉积物。该方法使用至少一种具有约12至约32个碳原子的格尔伯特醇。添加至少一种格尔伯特醇可以减少和/或防止润滑油和液压流体的工作混合物中进一步形成清漆和/或淤泥。
[0140]
在运行系统(例如润滑油、液压油、传热流体)中，大小范围为约12至约32个碳的格尔伯特醇的工作混合物的氧化产生降解产物包括来自油和醇两者的脂肪酸和醛。然而，这些产品本身可溶于所得的工作混合物中。
[0141]
实施例
[0142]
实施例1-用c
18-c
24
范围内的格尔伯特醇处理使用中的油，以减少清漆形成
[0143]
通过将仅含有胺抗氧化剂的燃气涡轮的润滑油用c
24
格尔伯特醇处理4年来进行测试。如表11所示，对于处理过的样品相比于未处理过的样品(115℃对114℃)，所得工作混合物的苯胺点几乎没有差异，但de值有显着差异：未处理样品的de为48，而处理过的样品为6。汉森参数是溶剂增强剂潜在有效性的更好指标，最终必须通过清漆潜能的实际测量来进行溶解力测试。数据还强调，正确选择溶剂增强剂还需要确保工作流体的其他关键特性(例如泡沫)也得到保持或改善。
[0144]
表11
–
用c
24
格尔伯特醇处理使用中的流体后的结果
[0145][0146][0147]
图7显示了用c
24
格尔伯特醇处理使用中的流体后的结果。将处理用5％c
24
格尔伯特醇添加到使用中的油中，该油进一步形成工作混合物。处理仅在室温进行1小时。膜片是按照astm d-7843的样品制备方案创建的。该方法通过将处理过和未处理过的样品置于高度非极性基质(例如烷烃)中，确保不溶性化合物从溶液中析出。如果油样具有很强的极性/氢键性质，极性化合物将不会从溶液中析出，膜片的颜色会很浅。极性较小的油样品会更浅，因为不溶物化合物更容易从溶液中析出。图1a显示了具有高δe值(49)的使用中的油的图像。图1b显示了相同的油在用c
18-c
24
范围内的格尔伯特醇处理后的图像，其δe为6。图像清楚地显示了降低受污染或降解的工业润滑剂的沉积物形成潜能的效果。
[0148]
实施例2
–
用c
18-c
24
范围内的格尔伯特醇处理使用中的油以溶解有机沉积物
[0149]
3％和20.0％之间的处理率已被证明是有效的(图3)。在此实施例中，在煤粉磨机运行期间，将5％(体积)的c
24
格尔伯特醇添加到使用中的齿轮油润滑剂(40℃的粘度iso 320)中。该运行记录了高温，并且认为淤泥形成是导致高温的原因。这些较高的工作温度会降低机器部件的使用寿命。齿轮箱温度记录为76℃，峰值为88℃。图像显示了在c
24
格尔伯特
醇处理后有效溶解并因此去除了齿轮箱中的沉积物。运行70小时后收集的图像证明了溶剂增强剂的快速效果。
[0150]
实施例3
–
用c
18-c
24
范围内的格尔伯特醇处理使用中的油以防止形成淤泥
[0151]
使用铁/铜和空气催化剂在120℃进行的加速氧化测试(图6)显示，如mpc测试(astm d7843)和对催化剂金属和测试用试管进行的沉积物检查所证明，经过18周的氧化应力测试后，无证据显示有沉积物形成。一周的测试通常代表运行1年。图4显示了用c
24
格尔伯特醇以4％的处理率处理的全配制商业油的演变，并与未处理的油进行比较。
[0152]
图5显示了仅经过6周加速氧化试验后的结果。其表明包含初始流体、该流体的降解副产物、格尔伯特醇溶剂增强剂和所有组合降解产物的工作混合物与未经溶剂增强剂处理或用替代溶剂增强剂处理的油相比，在清漆潜能和沉积物形成方面表现出优异的长期性能。用格尔伯特醇处理过的样品没有在催化剂或试管上形成沉积物的证据，并且在mpc测试中显示出低de值。另一方面，与未处理的样品相比，烷基化萘和i类处理的样品(均被视为溶剂增强剂)更差。由于添加了格尔伯特醇，改进的结果与其他增溶技术(如i类矿物油和烷基化萘)相比是非常好的。这些溶剂增强剂的降解副产物连同润滑油及其降解副产物不溶于工作混合物中。使用各种基于酯的溶剂增强剂进行了另外的降解测试(此处未显示)。这些测试没有显示深色沉积物，而是浅色沉积物，这些浅色沉积物不能清楚地显示沉积物的存在。然而，这些沉积物可能对运行同样有害。
[0153]
根据实施方案，本文公开了溶剂增强剂的使用以延长关键部件(例如，轴承、涡轮的热交换器、压缩机、热交换器和液压系统)的运行效率和寿命。
[0154]
使用pct公开第00073中描述的格尔伯特醇可以通过将氧化副产物保留在溶液而防止形成沉积物、清漆或淤泥而导致更长的运行周期。这方面的实例示于图6。含有2-5％格尔伯特醇的全配制油已被证明大大超过了称为dry tost方法(astm d7873-13(2017)-在不含水的情况下测定120℃时被抑制的涡轮机油的氧化稳定性和不溶物形成的标准试验方法)的加速氧化测试中要求的规格。当rpvot达到25％时，全配制油在测试终点时达到15.2mg淤泥的结果。该值明显低于100mg淤泥这一常见的及格要求。
[0155]
此外，根据各种实施方案，本文公开了使用格尔伯特醇作为溶剂增强剂可以降低轴承的工作温度。这种降低又会反过来导致轴承的寿命延长。这在图7中得到说明。其显示压缩机轴承温度的100天温度趋势，其中在第50天添加了溶解度增强剂。沉积物衍生的轴承温度偏移(表面温度)威胁着机器的可靠运行。在罐侧向使用中的压缩机油中添加含有3％格尔伯特醇的溶解度增强剂后，轴承温度偏移停止，温度下降33f(18c)。这归因于溶剂增强剂保持润滑剂的自由流动以冷却轴承。这是由于沉积物溶解了，所述沉积物限制了流动，从而阻碍了润滑剂的冷却效果。沉积物的去除还会降低清漆沉积物的绝缘效果，该绝缘效果会导致轴承表面温度升高和热交换器元件的热交换效率降低。