用于高粘度应用的烷基化芳族化合物

用于高粘度应用的烷基化芳族化合物

技术领域

本公开内容总体上涉及烷基化芳族化合物，例如烷基化萘，其可用作高粘度应用的基料和添加剂。

背景技术

在用于润滑剂的制剂中，合成润滑剂组分，如第IV组和第V组基料，可在增强制剂的整体性能中起作用。合成润滑剂的研究工作在很大程度上针对在扩展的温度范围内表现出有用的粘度，同时还显示出润滑性、氧化稳定性、溶解度和等于或优于矿物油的倾点的流体。

常规的聚α-烯烃(PAO)合成润滑剂，例如第IV组基料，通常必须与添加剂如氧化抑制剂、改善溶解度的添加剂、极压添加剂和粘度指数(VI)改进剂一起配制，以增强性能特性。已知其它合成润滑剂，例如第V组基料的烷基化芳族化合物，特别是烷基化萘，具有热稳定性和氧化稳定性性质。常规的烷基化芳族化合物，包括烷基化萘，通常用于延长制剂的寿命。然而，倾向于提高能量效率的设备导致更小的贮槽体积、更高的温度要求以及对润滑剂的总体更严格的要求。因此，非常需要具有改进的氧化稳定性和溶解性的烷基化芳族化合物。然而，为了实现制剂的更高的粘度、氧化稳定性和溶解性，将添加剂和/或另外的基料添加到制剂中。这些另外的组分可能增加生产成本，并且可能使制剂及其制备变得麻烦。

因此，仍然需要新的和改进的烷基化芳族化合物，例如烷基化萘，及其在高粘度应用，例如高粘度润滑剂制剂和油制剂中的用途，同时保持某些性能性质，例如高的氧化稳定性、高的溶解度性质和改进的寿命。仍然需要相对于常规制剂和制剂组分以降低的成本实现烷基化芳族化合物和包含其的制剂的这些性质。

发明内容

发明概述

本公开内容总体上涉及烷基化芳族化合物，例如烷基化萘，其可用作高粘度应用的基料和添加剂。

在一个实施方案中，提供了具有以下结构的烷基化芳族化合物

其中：

至少一个R基团是金属茂聚α-烯烃(mPAO)；和

其余的R基团(如果有的话)独立地为氢、杂原子、含杂原子的基团、未取代的C1-C20环状烃基、取代的C1-C20环状烃基、未取代的C1-C20无环烃基或取代的C1-C20无环烃基。

在另一个实施方案中，提供了包括烷基化芳族化合物的润滑剂制剂。

在另一个实施方案中，提供了包括烷基化芳族化合物、添加剂，和非必要地，第III组基料、第IV组基料、第V组基料或其组合的润滑剂制剂，所述第V组基料不同于所述烷基化芳族化合物。

在另一个实施方案中，提供了润滑剂制剂的形成方法，包括在反应器条件下将金属茂聚α-烯烃、芳族化合物和酸催化剂引入反应器中以形成烷基化芳族化合物；和将烷基化芳族化合物引入添加剂中以形成润滑剂制剂。

附图说明

图1是根据本公开内容的至少一个实施方案的不添加稳定剂的实施例和对比纯净基料的旋转压力容器氧化试验(RPVOT)值对芳族含量的图解。

图2是根据本公开内容的至少一个实施方案的RPVOT值对稳定化基料的芳族含量的图解，所述稳定化基料包括示例性高粘度烷基化芳族基料和市售PAO与较低粘度芳族基料的对比共混物。

图3示出了对比制剂和根据本公开内容的至少一个实施方案的实施例制剂的固体滴出量(the amount of solids dropout)的条形图。

发明详述

本公开内容总体上涉及烷基化芳族化合物，例如烷基化萘，包含其的制剂，及其在高粘度应用中的用途。尽管迄今为止在改进合成润滑剂方面做出了努力，但仍然需要改进它们的性质，例如粘度、溶解度和氧化稳定性。本发明人已经发现，用金属茂聚α-烯烃(mPAO)烷基化芳族化合物可以提供用于高粘度应用的合成润滑剂。可用于例如润滑剂目的的产品具有改进的氧化稳定性、溶解性和其它所需性质，如下所述那样。与通常需要另外的添加剂和/或另外的基料以改善基料和/或制剂的氧化稳定性和/或改善添加剂在润滑剂制剂中的溶解性的常规基料相反，本公开内容的烷基化芳族化合物可以使得能够在没有此类另外的添加剂和/或另外的基料的情况下生产润滑剂。因此，本公开内容的烷基化芳族化合物提供至少使用较少的添加剂和较少的基料来共混在制剂中，从而改善成本并使得制剂的制造能够不那么麻烦。

因此，本公开内容包括通过使芳族化合物与金属茂PAO(mPAO)低聚物/聚合物反应来制备经改进的烷基化芳族化合物的方法。烷基化芳族化合物可以由具有宽范围的粘度的mPAO低聚物/聚合物，作为单环芳族化合物(如苯和苯酚)或多环芳族化合物(例如萘)的烷基化剂制备。所述mPAO烷基化芳族化合物可以保持烷基化PAO的结构相关特征，并因此表现出优异的性质，这使得它们可用作例如润滑剂基料和添加剂。本公开内容的烷基化芳族化合物可以提供制剂的优异溶解性和氧化稳定性，制剂的改善的寿命，并且可以用于诸如高粘度润滑剂和高粘度油的应用。此外，本公开内容的烷基化芳族化合物显示出改善的添加剂响应和改善的与例如密封件和外壳的相容性。

本发明人已经发现，作为基料，烷基化芳族化合物，例如烷基化萘，出乎意料地显示出相对于高粘度PAO和商业上提供的具有等同芳族含量的烷基化萘的共混物更高的氧化稳定性。PAO和烷基化萘组合成一个分子提供较高的氧化稳定性与较低的芳族含量。在我们的RPVOT试验中，将较低粘度烷基化芳族组分和较高粘度PAO的组合以实现相同的芳族含量具有防御性(defensive)的氧化稳定性。

本发明人还发现，这种改善的氧化稳定性延续到使用烷基化芳族化合物的制剂。此外，本发明人已经发现，烷基化芳族化合物出乎意料地提供添加剂的增强的溶解性，使得不需要另外的增溶共基料(例如己二酸酯)。与类似的mPAO相比，在所述mPAO中引入少量芳族化合物改变分子的顺序，这固有地改善对更大极性物质如添加剂的溶解性。这些结果是非常令人惊讶的，因为许多配方设计师使用低粘度烷基化萘和高粘度PAO的共混物来实现所需的润滑剂性质。然而，本发明人已经发现，通过用本公开内容的官能烷基化萘合成高粘度PAO，所得分子具有高于共混混合物的改进，这是工业上先前未知的事情。这使得配方设计师能够更容易地优化和定制他们的制剂。本发明人还发现了在其它润滑剂性质如热稳定性、倾点和粘度指数方面的有利改善。烷基化芳族化合物可以在例如许多汽车和工业润滑剂应用中用作唯一的基料或与其它流体的共混料。

本文所使用的"组合物"可包括组合物的组分(一种或多种)和/或组合物的两种或更多种组分的反应产物(一种或多种)。本公开内容的组合物可通过任何合适的混合方法制备。本文所使用的"制剂"可包括制剂的组分(一种或多种)和/或制剂的两种或更多种组分的反应产物(一种或多种)。本公开内容的制剂可通过任何合适的混合方法制备。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，术语“烯烃”，或者称作“烯属烃”是指在其结构中具有含至少一个碳-碳双键的烃链的不饱和烃化合物，其中所述碳-碳双键不构成芳族环的一部分。烯烃可以是线性、支化或环状的。对本说明书及其所附权利要求来说，当聚合物或共聚物称为含烯烃，包括但不限于乙烯、丙烯和丁烯时，存在于此类聚合物或共聚物中的烯烃是所述烯烃的聚合形式。例如，当共聚物被说成具有35重量％-55重量％的"乙烯"含量时，应该理解的是，所述共聚物中的单体单元衍生自聚合反应中的乙烯并且所述衍生的单元按35重量％-55重量％存在，基于所述共聚物的重量。“聚合物”具有两个或更多个相同或不同的单体单元。“均聚物”是含相同单体单元的聚合物。“共聚物”是具有两种或更多种彼此不同的单体单元的聚合物。"三元共聚物"是具有三种彼此不同的单体单元的聚合物。用来涉及单体单元的“不同”指示所述单体单元彼此相差至少一个原子或是异构不同的。因此，“烯烃”旨在涵盖烯烃的所有结构异构体形式，除非特意指单个异构体或上下文明确指示不同。低聚物是具有低分子量的聚合物，例如Mn为21,000g/mol或更低(例如10,000g/mol或更低)，和/或具有低单体单元数的聚合物，例如100个单体单元或更少(例如75个单体单元或更少)。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，术语"α-烯烃"是指在其结构中具有末端碳-碳双键的烯烃((R'R")-C＝CH2，其中R'和R"独立地为氢或任何烃基；例如R'为氢并且R"为烷基)。“线性α-烯烃”是本段中限定的其中R'是氢，且R”是氢或线性烷基的α-烯烃。α-烯烃的非限制性实例包括乙烯，1-丁烯，1-戊烯，1-己烯，1-庚烯，1-辛烯，1-壬烯，1-癸烯，1-十一碳烯，1-十二碳烯，1-十三碳烯，1-十四碳烯，1-十五碳烯，1-十六碳烯，1-十七碳烯，1-十八碳烯，1-十九碳烯，1-二十碳烯，1-二十一碳烯，1-二十二碳烯，1-二十三碳烯，1-二十四碳烯，1-二十五碳烯，1-二十六碳烯，1-二十七碳烯，1-二十八碳烯，1-二十九碳烯，1-三十碳烯，4-甲基-1-戊烯，3-甲基-1-戊烯，5-甲基-1-壬烯，3,5,5-三甲基-1-己烯，乙烯基环己烷和乙烯基降冰片烷(vinylnorbornane)。环烯烃和二烯烃的非限制性实例包括环丁烯、环戊烯、环己烯、环庚烯、环辛烯、环壬烯、环癸烯、降冰片烯、4-甲基降冰片烯、2-甲基环戊烯、4-甲基环戊烯、乙烯基环己烷、降冰片二烯、二环戊二烯、5-乙叉基-2-降冰片烯、乙烯基环己烯、5-乙烯基-2-降冰片烯、1,3-二乙烯基环戊烷、1,2-二乙烯基环己烷、1,3-二乙烯基环己烷、1,4-二乙烯基环己烷、1,5-二乙烯基环辛烷，1-烯丙基-4-乙烯基环己烷、1,4-二烯丙基环己烷、1-烯丙基-5-乙烯基环辛烷和1,5-二烯丙基环辛烷。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，术语“Cn”基团或化合物是指按总数n包含碳原子的基团或化合物。因此，“Cm-Cn”基团或化合物是指按m至n的总数包含碳原子的基团或化合物。因此，C1-C50烷基是指按1-50的总数包含碳原子的烷基。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，“聚α-烯烃(一种或多种)”(PAO(一种或多种))是一种或多种α-烯烃单体的聚合物，例如一种或多种α-烯烃的低聚物。PAO是由α-烯烃单体分子在催化剂体系存在下的聚合/低聚反应制备的聚合物(典型地低聚物)分子。因此，PAO可以是包含两个或更多个衍生自一种或多种末端烯烃单体(一种或多种)的结构单元的二聚物(源于两个末端烯烃分子)、三聚物(源于三个末端烯烃分子)、四聚物(源于四个末端烯烃分子)，或任何其它低聚物或聚合物。

PAO分子可以是高度区域-规则的，以致本体(bulk)材料当通过13CNMR测量时可以显示全同立构规整度，或间规立构规整度。PAO分子可以是高度区域不规则的，以致本体材料当通过13C NMR测量时可以是基本上无规立构的。通过使用基于金属茂的催化剂体系制得的PAO材料典型地称作金属茂-PAO，并且通过使用传统的基于非金属茂的催化剂(例如，路易斯酸、负载型氧化铬等)制得的PAO材料典型地称作常规PAO。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，术语“碳主链”是指所述的化合物或基团的分子中的最长直碳链。“支链”或“侧基”可互换地是指连接至碳主链的任何非氢基团，而不是在碳主链的最末端处与碳原子连接的那些非氢基团。这里所使用的术语，侧基的“长度”定义为侧基中最长碳链中的碳原子总数，从连接至碳主链的第一个碳原子开始并以其中的最后一个碳原子结尾计数，不考虑所述链上的任何取代基或侧基。在一些实施方案中，侧基不含包含多于2个碳原子(或超过1个碳原子)的取代基，或不含任何取代基。侧基可以在最长的碳链中含有环状基或其一部分，在这种情况下，对于所述侧基的长度计算所述环状基中的碳原子的一半。因此，举例来说，线性C8侧基具有长度8；每个侧基环己基亚甲基和苯基亚甲基具有长度4；并且每个侧基邻庚基苯基亚甲基和对庚基苯基亚甲基具有长度11。当PAO分子含有多个侧基时，所有这样的侧基的长度的算术平均值计算为PAO分子中所有侧基的平均长度。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，术语“基团”、“基”和“取代基”可互换地使用。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，术语“烷基”或“烷基基团”可互换地是指由碳和氢原子组成的烃基。烷基可以是取代的或未取代的，并且可以是线性、支化或环状的。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，术语“环烷基”或“环烷基基团”可互换地是指其中碳原子形成一个或多个环结构的烃基。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，术语“烯基”或“烯基基团”可互换地是指其中含C＝C键的线性不饱和烃基。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，术语“芳基”或“芳基基团”可互换地是指其中包含芳族环结构的烃基。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，取代的基团是指其中至少一个原子被不同原子或基团代替的那种基团。因此，取代的烷基是其中至少一个氢原子被烃基、卤素、任何其它非氢基团代替，和/或至少一个碳原子和与其键接的氢原子被不同基团代替的烷基。作为非限制性实例，取代的基团是这样的基团，即其中至少一个氢原子已经被杂原子或含杂原子的基团，例如至少一个官能团，例如卤素(例如Cl、Br、I、F)、NR*2、OR*、SeR*、TeR*、PR*2、AsR*2、SbR*2、SR*、BR*2、SiR*3、GeR*3、SnR*3、PbR*3，和类似基团替换，或其中至少一个杂原子已经插在烃基内，例如卤素(例如Cl、Br、I、F)、O、S、Se、Te、NR*、PR*、AsR*、SbR*、BR*、SiR*2、GeR*2、SnR*2、PbR*2，和类似基团，其中R*独立地是氢或烃基。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，否则术语"烃基(hydrocarbylradical)"、"烃基基团"或"烃基"可互换地是指仅由氢和碳原子组成的基团。烃基可以是饱和或不饱和、线性或支化、环状或无环、芳族或非芳族的。此类基团的实例可以包括但不限于烷基，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基、辛基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环辛基和芳基，例如苯基、苄基和萘基。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，取代的基团是这样的基团，即其中至少一个氢原子已经被杂原子或含杂原子的基团，例如至少一个官能团，例如卤素(例如Cl、Br、I、F)、NR*2、OR*、SeR*、TeR*、PR*2、AsR*2、SbR*2、SR*、BR*2、SiR*3、GeR*3、SnR*3、PbR*3，和类似基团替换，或其中至少一个杂原子已经插在烃基内，例如卤素(例如Cl、Br、I、F)、O、S、Se、Te、NR*、PR*、AsR*、SbR*、BR*、SiR*2、GeR*2、SnR*2、PbR*2，和类似基团，其中R*独立地是氢或烃基。

在一些实施方案中，烃基基团定义为可以是线性、支化或环状的C1-C100烷基。这些基团的非限制性实例可以包括甲基、乙基、乙烯基和丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛烷基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基、三十烷基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、二十碳烯基、二十一碳烯基、二十二碳烯基、二十三碳烯基、二十四碳烯基、二十五碳烯基、二十六碳烯基、二十七碳烯基、二十八碳烯基、二十九碳烯基、三十碳烯基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、庚炔基、辛炔基、壬炔基、癸炔基、十一碳炔基、十二碳炔基、十三碳炔基、十四碳炔基、十五碳炔基、十六碳炔基、十七碳炔基、十八碳炔基、十九碳炔基、二十碳炔基、二十一碳炔基、二十二碳炔基、二十三碳炔基、二十四碳炔基、二十五碳炔基、二十六碳炔基、二十七碳炔基、二十八碳炔基、二十九碳炔基和三十碳炔基的异构体。还包括饱和、部分不饱和和芳族环状结构的异构体，其中该基团可另外进行以上所述类型的取代。实例包括苯基、甲基苯基、苄基、甲基苄基、萘基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环己烯基、甲基环己基、环辛基等。对于本公开内容，当列出一个基团时，其表示该基团类型以及当该基团类型进行上述取代时形成的所有其它基团。列出的烷基、烯基和炔基包括所有异构体，当合适时包括环状异构体，例如，丁基包括正丁基、2-甲基丙基、1-甲基丙基、叔丁基和环丁基(和类似的取代的环丙基)；戊基包括正戊基、环戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丙基和新戊基(以及类似的取代的环丁基和环丙基)；丁烯基包括1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-甲基-1-丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基和2-甲基-2-丙烯基的E和Z形式(以及环丁烯基和环丙烯基)。具有取代基的环状化合物包括所有异构体形式，例如，甲基苯基将包括邻甲基苯基、间甲基苯基和对甲基苯基；二甲基苯基将包括2,3-二甲基苯基、2,4-二甲基苯基、2,5-二甲基苯基、2,6-二苯基甲基、3,4-二甲基苯基和3,5-二甲基苯基。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，术语"烷氧基"和"烷氧基基团"是指与氧原子结合的烷基或芳基，例如与氧原子连接的烷基醚或芳基醚基团，并且可以包括其中烷基/芳基是C1-C10烃基的那些。烷基可以是线性、支化或环状烷基。烷基可以是饱和或不饱和的。适合的烷氧基的实例可以包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、苯氧基。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，术语"取代的烃基"是指其中烃基的至少一个氢原子已被至少一个杂原子(例如卤素，例如Br、Cl、F或I)或含杂原子的基团(例如官能团，例如-NR*2、-OR*、-SeR*、-TeR*、-PR*2、-AsR*2、-SbR*2、-SR*、-BR*2、-SiR*3、-GeR*3、-SnR*3、-PbR*3、-(CH2)q-SiR*3等，其中q为1至10并且每个R*独立地为氢、烃基或卤代碳基(halocarbyl)，并且两个或更多个R*可以连接在一起以形成取代或未取代的完全饱和、部分不饱和或芳族环状或多环结构)取代的烃基基团，或其中至少一个杂原子已插入烃基环内。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，术语“环原子”是指属于环状环结构的原子。根据这一定义，苄基具有6个环碳原子，四氢呋喃具有5个环碳原子。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，术语“芳基”或“芳基基团”是指芳环比如苯基、萘基、二甲苯基等。同样地，杂芳基是指其中环碳原子(或两个或三个环碳原子)已经用杂原子，例如N、O或S替换的芳基。本文所使用的术语“芳族”还指准芳族杂环，其是具有与芳族杂环配体类似的性质和结构(几乎平面)的杂环取代基，但根据定义不是芳族的。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，杂环是环结构中具有杂原子的环，与其中环原子上的氢被杂原子替代的杂原子取代的环相对照。例如，四氢呋喃是杂环，4-N,N-二甲基氨基-苯基是杂原子取代的环。

当命名的烷基、烯基、烷氧基(alkoxide)或芳基的异构体存在时(例如，正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基)，对所述基团的之一的引用(例如，正丁基)应该特意公开了在家族中的其余异构体(例如，异丁基、仲丁基和叔丁基)。同样，对烷基、烯基、烷氧基或芳基的引用而没有规定特定的异构体(例如，丁基)特意公开了所有异构体(例如，正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基)。

本文所使用的Mn是数均分子量，Mw是重均分子量，Mz是z均分子量，重量％是重量百分率，摩尔％是摩尔百分率。分子量分布(MWD)(也称为多分散指数(PDI))定义为Mw除以Mn。除非另作说明，所有分子量单位(例如，Mw、Mn、Mz)以g/mol(g mol-1)单位报道。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，在本文详细描述和权利要求内的所有数值通过"大约"或"大致"指示值进行修饰，并且考虑本领域中普通技术人员将预计的实验误差和偏差。

对于本公开内容目的来说，并且除非另有规定，侧基、末端碳链和侧链基的所有百分率按摩尔计算，除非另外规定。摩尔百分率表示为“摩尔％”，重量百分率表示为“重量％”。

本文可以使用以下缩写：Me是甲基，Et是乙基，Pr是丙基，cPr是环丙基，nPr是正丙基，iPr是异丙基，Bu是丁基，nBu是正丁基，iBu是异丁基，Ph是苯基，RT是室温(并且是23℃，除非另有说明)。

金属茂PAO

所述mPAO可以如美国专利号7,989,670中提供的那样合成，所述专利全文通过参考引入本文。

在一些实施方式中，可用作烷基化剂以形成烷基化芳族化合物的mPAO低聚物/聚合物可以具有以下特征中的一个或多个：

(1)重均分子量(Mw)可以为约280g/mol至约450,000g/mol，例如约300g/mol至约100,000g/mol，例如约350g/mol至约75,000g/mol，例如约400g/mol至约50,000g/mol。

(2)数均分子量(Mn)可以小于约200,000，例如约280g/mol至约180,000g/mol，例如约300g/mol至约10,000g/mol，例如约400g/mol至约5,000g/mol。

(3)以碳数测量，分子量可以为约C20至约C13000，例如约C30至约C1000，例如约C33至约C500。

(4)定义为Mw/Mn的分子量分布(MWD)可以为约1至约XX，例如约1.2至约4，例如约1.3至约3，例如约1.4至约2.5，例如约1.5至约2.0，例如约1.6至约1.8。

(5)40℃运动粘度(KV40，ASTM D445)可以为约1cSt至约10,000cSt，例如约3cSt至约1,000cSt，例如约10cSt至约500cSt。

(6)100℃运动粘度(KV100，ASTM D445)可以为约1cSt至约7500cSt，例如约1.5cSt至约5000，例如约2cSt至约3000cSt，例如约5cSt至约2000cSt，例如约10cSt至约1000cSt，例如约15cSt至约800cSt，例如约20cSt至约600cSt，例如约20cSt至约500cSt，例如约20cSt至约400cSt，例如约20cSt-约300cSt，例如约20cSt-约200cSt。所述mPAO的精确运动粘度(KV40和KV100)可以通过例如所使用的单体、聚合温度、聚合反应器停留时间、所使用的催化剂、所使用的催化剂的浓度、蒸馏和分离条件来控制。

(7)粘度指数(ASTM D2270)可以为约50至约400，例如约100至约300，例如约130至约250。

在至少一个实施方案中，可用作烷基化剂的所述mPAO低聚物/聚合物可以在结构中具有大部分均匀的头-尾连接与一些头-头连接的无规立构分子结构。这些低支化比mPAO低聚物/聚合物可以具有比通常具有较高支化比和相应较低粘度指数的等同粘度常规低聚物/聚合物高至少约15至20个单位和典型地30-40个单位的高粘度指数。这些低支化mPAO低聚物/聚合物保持比常规PAO更好或相当的倾点和更低的牵引力。

金属茂PAO(mPAO)可以表现出在聚合物链的末端位置处高百分比的独特头-头连接和高程度的立构规整性。术语"头-头连接"是指在PAO低聚物或聚合物的至少一端上形成的连接，其中倒数第二个烯烃1,2插入并且最后一个烯烃2,1插入到低聚物或聚合物链中。由于它们通常窄的分子量分布，所述mPAO具有优异的剪切稳定性。由于它们独特的化学组成，它们具有优异的粘度和意想不到的低牵引力性质。所述mPAO可以充当烷基化剂。

烷基化芳族化合物

在至少一个实施方案中，mPAO低聚物/聚合物可以充当烷基化剂以形成烷基化芳族化合物。

烷基化芳族化合物可以在Friedel-Crafts型酸催化的烷基化反应中制备。可以使用的酸催化剂包括典型的Friedel-Crafts型催化剂，其可以是液体(均相)和固体(非均相)催化剂，包括路易斯酸，例如但不限于BF3、AlCl3、三氟甲磺酸(也称为三氟甲烷磺酸)、HCl、HF、HBr、H2SO4、H3PO4、P2O5、SO3、SnCl4、FeCl3、ZnCl2、TiCl4、SbCl5及其组合。也可以使用固体酸性催化剂，例如表现出布朗斯台德酸活性的那些，例如酸性沸石以及酸性粘土催化剂或无定形硅铝酸盐，例如质子形式的ZSM-5和有机阳离子交换树脂(其可以认为是固体酸)，例如R-SO3H，其中R是聚合物树脂，例如磺化聚苯乙烯。在至少一个实施方案中，催化剂可以是三氟甲磺酸、AlCl3、BF3、沸石β、沸石Y、ZSM-5、ZSM-35、Amberlyst 15或其组合。

在至少一个实施方案中，用作烷基化反应的起始材料的芳族化合物可包括芳族烃，例如取代和未取代的苯和多核芳族化合物，例如萘、蒽和菲。芳族化合物还可以包括取代和未取代的杂芳族化合物，包括取代和未取代的多核杂芳族化合物，其中一个或多个杂原子(例如N、O、S)取代一个或多个碳原子(例如吡啶、嘧啶、吲哚、喹诺酮、噻吩、噻唑、苯并呋喃、烯和氧杂蒽(xanthene)及其衍生物)。芳族化合物的非限制性实例可包括苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、1,2,3-三甲基苯、假枯烯、乙苯、正丙基苯、枯烯、正丁基苯、异丁基苯、仲丁基苯、叔丁基苯、对伞花烃、联苯、二苯基甲烷、三苯基甲烷、1,2-二苯基乙烷和类似烷基取代的萘和蒽；还有苯酚、儿茶酚、酰基苯酚如乙酰基苯酚，碳酸酯如碳酸苯甲酯或碳酸乙酯和碳酸二苯酯，烷基苯酚如苯甲醚、氯-和溴-苯、苯胺，酰基苯胺如乙酰苯胺，苯甲酸甲酯和苯甲酸乙酯，苯硫酚和酰化苯硫酚、硝基苯、二苯醚、二苯硫醚和类似取代的萘和蒽，以及萘酚如单羟基萘和二羟基萘。

在至少一个实施方案中，烷基化工艺条件可包括：约-30℃至约350℃，例如约0℃至约250℃，例如约21℃至约200℃的温度；和/或约100kPa至约7000kPa，例如约100kPa至约1000kPa，例如约100kPa至约700kPa的压力。

在至少一个实施方案中，mPAO起始烯烃与催化剂的重量比可以为约1000:1至约5:1，例如约500:1至约10:1。mPAO起始烯烃与芳族化合物(一种或多种)的重量比可以为约1000:1至约5:1，例如约50:1至约4:1，但取决于期望的芳族化合物的烷基化程度-或者相反地，mPAO的芳构化-可以相应地改变所述比例。

所述烷基化芳族化合物可以含有约65重量％或更多的mPAO烃结构部分，并且对于这样的产物，所述mPAO低聚物/聚合物与所述反应的芳族组分的摩尔比可以是约1:1或更多，例如约1.5:1或更多(mPAO:芳族化合物)。在其它情况下，可以选择所述mPAO低聚物/聚合物与所述反应的芳族组分的摩尔比以提供期望类型的产物。例如，如果芳族/mPAO结构部分比例是约1:1，则约1:1(摩尔)的比例可以是合适的，尽管取决于两种反应物物质的相对反应性，可能需要对此的一些改变。在至少一个实施方案中，可以使用约0.1:1至约10:1，例如约0.2:1至约5:1的摩尔比。

在至少一个实施方案中，产物芳族化合物可以具有结构例如

其中至少一个R基团是mPAO低聚物/聚合物残基。剩余的R基团(如果有的话)可独立地为氢、杂原子、含杂原子的基团、烃基基团或取代的烃基，例如未取代的C1-C20环状烃基、取代的C1-C20环状烃基、未取代的C1-C20无环烃基和取代的C1-C20无环烃基。在一些实施方案中，至少一个R基团可包括至少一个杂原子(例如卤素，例如Br、Cl、F或I)或含杂原子的基团(例如官能团，例如-NR*2、-OR*、-SeR*、-TeR*、-PR*2、-AsR*2、-SbR*2、-SR*、-BR*2、-SiR*3、-GeR*3、-SnR*3、-PbR*3、-(CH2)q-SiR*3等，其中q为1至10，且每个R*独立地为氢、烃基或卤代碳基，且两个或更多个R*可连接在一起以形成取代或未取代的完全饱和、部分不饱和或芳族环状或多环结构)，或其中至少一个杂原子已插入烃基环内。

在一些实施方案中，可用作例如基料、共基料和/或制剂组分的烷基化芳族化合物可具有以下特征中的一个或多个：

(1)重均分子量(Mw)可以为约280g/mol至约450,000g/mol，例如约300g/mol至约100,000g/mol，例如约350g/mol至约75,000g/mol，例如约400g/mol至约50,000g/mol。

(2)数均分子量(Mn)可以小于约200,000，例如约280g/mol至约180,000g/mol，例如约300g/mol至约10,000g/mol，例如约400g/mol至约5,000g/mol。

(3)40℃运动粘度(KV40，ASTM D445)可以为约1cSt至约10,000cSt，例如约50cSt至约7,500cSt，例如约60cSt至约5,000cSt，例如约70cSt至约2,500cSt，例如约80cSt至约1,000cSt。在一些实施方案中，KV40可以为约60cSt至约500cSt或约500cSt至约3,000cSt。在一些实施方案中，KV40可以为约1cSt至约10,000cSt、或约5cSt至约6,000cSt、或约50cSt至约4,000cSt、或约60cSt至约5,000cSt。

(4)100℃运动粘度(KV100，ASTM D445)可以为约1cSt至约7,500cSt，例如约5cSt至约1,000cSt，例如约10至约500cSt，例如约15至约300cSt，例如约15cSt至约50cSt，或约50cSt至约300cSt。在一些实施方案中，KV100可以为约1cSt至约7,500cSt，或约3cSt至约1,000cSt，或约10cSt至约500cSt。

(5)粘度指数(ASTM D2270)可以为约50至约400，例如约60至约300，例如约70至约200或约80至约200。在至少一个实施方案中，粘度指数可为约100至约300或约130至约250。

(6)旋转压力容器氧化试验(RPVOT)(ASTM D2272)值可以是约5分钟或更长，例如约10分钟至约5000分钟，例如约20分钟至约3000分钟，例如约30分钟至约2000分钟，例如约70分钟至约500分钟，例如约100分钟至约300分钟。

(7)溴值(ASTM D1159)可以是约5或更小，例如约4或更小，例如约3或更小，例如约2或更小，例如约1或更小，例如约0.0001至约1，例如约0.001至约0.5。在至少一个实施方案中，溴值可为约0.9或更小，例如约0.8或更小，例如约0.7或更小，例如约0.6或更小。

(8)倾点(ASTM D97)可以是约0℃或更低，例如约-20℃或更低，例如约-25或更低。在至少一个实施方案中，倾点可以为约-10℃至约-100℃，例如约-20℃至约-95℃，例如约-25℃至约-40℃。

(9)芳族含量(ASTM D1840)可以为约0.1重量％至约40重量％，例如约1重量％至约35重量％，例如约3重量％至约30重量％。

(10)作为溶解度量度的固体滴出总量(以克为单位测量)可以为约0g至约30g，例如约0.0001g至约1g，例如约0.0005g至约0.1g。下面提供用于测量滴出总量的程序。

在至少一个实施方案中，中等粘度烷基化萘("MV-AN")可以用作纯净基料或用作制剂中的基料。MV-AN可以具有约60cSt至约500cSt，例如约66cSt至约400cSt的KV40(ASTMD445)；10cSt至约40cSt，例如约15cSt至约30cSt的KV100(ASTM D445)；和/或约80cSt至约200cSt的粘度指数(ASTM D2270)。

在至少一个实施方案中，高粘度烷基化萘("HV-AN")可以用作纯净基料或用作制剂中的基料。HV-AN可以具有约400cSt至约5,000cSt，例如约500cSt至约3,000cSt的KV40(ASTM D445)；约40cSt至约500cSt，例如约50cSt至约300cSt的KV100(ASTM D445)；和/或约80cSt至约200cSt的粘度指数(ASTM D2270)。

本文所述的烷基化芳族化合物是一类新的润滑剂基料和共混料，其具有优异的热稳定性和氧化稳定性以及优异的溶解性。其它性质包括更好的抗磨性能、高粘度指数、低倾点和/或VI增强。这些烷基化芳族化合物不需要润滑剂基料通常所需的常规加氢处理(例如加氢精制)操作。

作为组合物或制剂的添加剂(或组分)，烷基化芳族化合物的有用性通过在单一产品中引入额外的能力(例如，改善润滑油基料氧化稳定性、溶解性和其它特性的能力)而转移到组合物或制剂中。它们至少具有进一步的优点，即在可以制备它们的粘度范围内具有更大的灵活性，使得它们的添加剂性能可以在与润滑油基料的粘度配制相容的粘度下使用。

润滑剂制剂

本公开内容还总体上涉及含有本公开内容的烷基化芳族化合物的润滑剂制剂。润滑剂制剂可以另外含有添加剂和/或额外的基料。润滑剂制剂可用于诸如齿轮油、压缩机油、液压油、润滑脂、循环流体、发动机油、传动流体、轴流体(axle fluid)、传动系统流体(driveline fluid)、电动车辆用冷却流体、电子器件用冷却流体的应用中。

本公开内容的烷基化芳族化合物可以按约0.1重量％至约99.9重量％，例如约1重量％至约99重量％，例如约25重量％至约95重量％，例如约35重量％至约90重量％，例如约45重量％至约85重量％，例如约50重量％至约80重量％，例如约55重量％至约75重量％，例如约60重量％至约65重量％的量存在于润滑剂制剂中，基于润滑剂制剂的总重量。在至少一个实施方案中，基于润滑剂制剂的总重量，润滑剂制剂中存在的烷基化芳族化合物的量可按重量％1至重量％2的量，其中重量％1和重量％2可独立地为例如约1、约2、约3、约4、约5、约6、约7、约8、约9、约10、约11、约12、约13、约14、约15、约16、约17、约18、约19、约20、约21、约22、约23、约24、约25、约26、约27、约28、约29、约30、约31、约32、约33、约34、约35、约36、约37、约38、约39、约40、约41、约42、约43、约44、约45、约46、约47、约48、约49、约50、约51、约52、约53、约54、约55、约56、约57、约58、约59、约60、约61、约62、约63、约64、约65、约66、约67、约68、约69、约70、约71、约72、约73、约74、约75、约76、约77、约78、约79，约80、约81、约82、约83、约84、约85、约86、约87、约88、约89、约90、约91、约92、约93、约94、约95、约96、约97、约98或约99，只要重量％1<重量％2。

在至少一个实施方案中，润滑剂制剂可含有一种或多种额外的基料(除了本公开内容的烷基化芳族基料之外)、一种或多种添加剂或其组合。下面讨论的一种或多种额外的基料可以按约0.1重量％至约99.9重量％，例如约1重量％至约99重量％，例如约2重量％至约98重量％，例如约4重量％至约95重量％，例如约5重量％至约90重量％，例如约6重量％至约85重量％，例如约7重量至约80重量％，例如约8重量％至约75重量％，例如约10重量至约70重量％的量存在于润滑剂制剂中，基于润滑剂制剂的总重量。在至少一个实施方案中，基于润滑剂制剂的总重量，润滑剂制剂中存在的一种或多种额外的基料(除本公开内容的烷基化芳族基料之外)的量可以按重量％3至重量％4的量，其中重量％3和重量％4可以独立地是例如约1、约2、约3、约4、约5、约6、约7、约8、约9、约10、约11、约12、约13、约14、约15、约16、约17、约18、约19、约20、约21、约22、约23、约24、约25、约26、约27、约28、约29、约30、约31、约32、约33、约34、约35、约36、约37、约38、约39、约40、约41、约42、约43、约44、约45、约46、约47、约48、约49、约50、约51、约52、约53、约54、约55、约56、约57、约58、约59、约60、约61、约62、约63、约64、约65、约66、约67、约68、约69、约70、约71、约72、约73、约74、约75、约76、约77、约78、约79、约80、约81、约82、约83、约84、约85、约86、约87、约88、约89、约90、约91、约92、约93、约94、约95、约96、约97、约98或约99，只要重量％3<重量％4。

下文论述的一种或多种添加剂可以按约0.1重量％至约12重量％或约1重量％至约3重量％的量存在于润滑剂制剂中。在至少一个实施例中，基于润滑剂制剂的总重量，一种或多种额外的添加剂可以按重量％5至重量％6的量存在于润滑剂制剂中，其中重量％5和重量％6可以独立地为例如约0.1、约0.2、约0.3、约0.4、约0.5、约0.6、约0.7、约0.8、约0.9、约1、约1.2、约1.4、约1.6、约1.8、约2、约2.2、约2.3、约2.4、约2.6、约2.8、约3、约3.2、约3.4、约3.6、约3.8、约4、约4.2、约4.4、约4.6、约4.8、约5、约5.2、约5.4、约5.6、约5.8、约6、约6.2、约6.4、约6.6、约6.8、约7、约7.2、约7.4、约7.6、约7.8、约8、约8.2、约8.4、约8.6、约8.8、约9、约9.2、约9.4、约9.6、约9.8、约10、约10.2、约10.4、约10.6、约10.8、约11、约11.2、约11.4、约11.6、约11.8，只要重量％5<重量％6。在至少一个实施方案中，润滑剂制剂中可存在小于约0.001重量％且至多约10-20重量％或更多的一种或多种添加剂，基于润滑剂制剂的总重量。

在至少一个实施方案中，润滑剂制剂可包括烷基化芳族化合物作为唯一的基料。与使用低粘度烷基化芳族化合物的常规润滑剂制剂相反，不需要额外的基料或共基料来实现高粘度应用的所需性能平衡(例如改进的氧化稳定性和溶解性)。然而，在至少一个实施方案中，可将额外的基料添加到润滑剂制剂中。此类额外的基料可包括第I组基料、第II组基料、第III组基料、第IV组基料、第V组基料或其组合。

第I、II、III、IV和V组是由美国石油学会(American Petroleum Institute)(APIPublication 1509；www.API.org)开发和规定的基料的大类，以建立对润滑剂基础油的准则。第I组基料一般具有约80至120的粘度指数并含有大于约0.03％硫和/或少于约90％饱和物。第II组基料一般具有约80至120的粘度指数并含有小于或等于约0.03％硫和大于或等于约90％饱和物。第III组基料一般具有大于约120的粘度指数并含有小于或等于约0.03％硫和大于约90％饱和物。第IV组基料包括PAO。第V组基料包括在第I-IV组中没有包括的合成基料。表1归纳了这五个组中的每一组的性质。第I至V组基料的论述可参见于"Synthetics，Mineral Oils and Bio-Based Lubricants，Chemistry and Technology"，由L.R.Rudnick编辑，由CRC Press出版，Taylor&Francis，2005。

表1

在至少一个实施方案中，制剂可包括本公开内容的烷基化芳族化合物和至少一种第IV组PAO基料。用于本申请目的的合成油应包括不是天然存在的矿物油的所有油。天然存在的矿物油通常被称为API第I组油。

在某些实施方案中，可以使用具有大于90重量％的高链烷烃/环烷烃和饱和性质的基料。这样的基料包括第II组和/或第III组加氢处理或加氢裂化的基料，或它们的合成对应物，例如聚α-烯烃油、GTL或类似的基础油或类似基础油的混合物。

适用于本公开内容的润滑剂制剂的第V组基料可包括酯、聚亚烷基二醇和/或烷基化芳族化合物(包括本文所述的那些)。第V组基料可用作本公开内容的烷基化芳族化合物的共基料。酯的非限制性实例包括己二酸酯、TMP酯、多元醇酯或芳族酯，例如邻苯二甲酸酯。聚亚烷基二醇的非限制性实例包括由环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或更高级环氧烷制成的液体聚合物或共聚物，其与PAO、其它烃流体、GTL或矿物油具有一定程度的相容性。

在至少一个实施方案中，气至液(Gas to liquid，GTL)基料也可与本公开内容的组分一起用作用于配制成品润滑剂的基料的一部分。GTL材料是经由一种或多种合成、组合、转化、重排和/或降解/解构过程从作为原料的气态含碳化合物、含氢化合物和/或元素例如氢气、二氧化碳、一氧化碳、水、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丙炔、丁烷、丁烯和丁炔衍生的材料。GTL基料和基础油是一般衍生自烃，例如蜡状合成烃的润滑粘度的GTL材料，所述烃本身衍生自作为原料的较简单的气态含碳化合物、含氢化合物和/或元素。GTL基料(一种或多种)包括例如通过蒸馏或热扩散，随后进行众所周知的催化或溶剂脱蜡工艺以产生降低倾点/低倾点的润滑油而从GTL材料分离/分馏的沸点在润滑油沸程内的油；蜡异构化物，包含例如加氢异构化或异构脱蜡的合成烃；加氢异构化或异构脱蜡的费-托("F-T")材料(即烃、蜡质烃、蜡和可能的类似氧合物)；如加氢异构化或异构脱蜡的F-T烃或加氢异构化或异构脱蜡的F-T蜡、加氢异构化或异构脱蜡的合成蜡或其组合。

衍生自GTL材料的GTL基料(一种或多种)，特别是衍生自加氢异构化/异构脱蜡F-T材料的基料(一种或多种)和其它衍生自加氢异构化/异构脱蜡的蜡的基料通常表征为具有约2mm2/s至约50mm2/s，例如约3mm2/s至约50mm2/s，例如约3.5mm2/s至约30mm2/s的100℃运动粘度，例如通过F-T蜡的异构脱蜡衍生的GTL基料，其具有约4mm2/s的100℃运动粘度和约130或更大的粘度指数。本文和权利要求书中使用的术语GTL基础油/基料和/或蜡异构化物基础油/基料应理解为涵盖在生产过程中回收的GTL基料/基础油或蜡异构化物基料/基础油的单个馏分，两种或更多种GTL基料/基础油馏分和/或蜡异构化物基料/基础油馏分的混合物，以及一种或两种或更多种低粘度GTL基料(一种或多种)/基础油馏分(一种或多种)和/或蜡异构化物基料(一种或多种)/基础油馏分(一种或多种)与一种或多种、两种或更多种高粘度GTL基料(一种或多种)/基础油馏分(一种或多种)和/或蜡异构物基料(一种或多种)/基础油馏分(一种或多种)的混合物以生产双峰共混物，其中所述共混物表现出在前述范围内的粘度。

GTL基料和衍生自GTL材料的基础油，尤其是加氢异构化/异构脱蜡的F-T材料衍生的基料(一种或多种)，和其它加氢异构化/异构脱蜡的蜡衍生的基料(一种或多种)，例如蜡加氢异构化物/异构脱蜡物，其可以用作本公开内容的基料组分，可以进一步表征为通常具有约-5℃或更低，例如约-10℃或更低，例如约-15℃或更低，例如约-20℃或更低，例如约-25℃或更低，例如约-30℃至约-40℃或更低的倾点。如果需要，可以实施单独的脱蜡步骤以实现所需的倾点。

衍生自GTL材料的GTL基料(一种或多种)，尤其是加氢异构化/异构脱蜡的F-T材料衍生的基料，和作为可用于本公开内容的基料组分的其它加氢异构化/异构脱蜡的蜡衍生的基料(一种或多种)，通常也可以表征为具有约80或更大，例如约100或更大，例如约120或更大的粘度指数。另外，在某些特定情况下，这些基料的粘度指数可以为约130或更大，例如约135或更大，例如约140或更大。例如，衍生自GTL材料如F-T材料，特别是F-T蜡的GTL基料(一种或多种)一般可具有约130或更大的粘度指数。

此外，GTL基料(一种或多种)通常是大于约90％饱和物的高度链烷烃，并且可以含有单环烷烃和多环烷烃与非环状异链烷烃组合的混合物。这样的组合中环烷(即萘萘)含量的比例可以随所使用的催化剂和温度而变化。此外，GTL基料和基础油通常具有非常低的硫和氮含量，一般含有小于约10ppm，更通常小于约5ppm的这些元素中的每一种。通过F-T材料，特别是F-T蜡的加氢异构化/异构脱蜡获得的GTL基料和基础油的硫和氮含量可以基本上为零。

在至少一个实施方案中，GTL基料(一种或多种)包括主要由非环状异链烷烃和仅少量环烷烃组成的链烷烃材料。这些GTL基料(一种或多种)通常包括链烷烃材料，其由大于约60重量％的非环状异链烷烃，例如大于约80重量％的非环状异链烷烃，例如大于约85重量％的非环状异链烷烃，例如大于约90重量％的非环状异链烷烃组成。

GTL基料(一种或多种)、加氢异构化或异构脱蜡F-T材料衍生的基料(一种或多种)和蜡衍生的加氢异构化/异构脱蜡基料(一种或多种)，例如蜡异构化物/异构脱蜡物的有用组合物记载于例如，美国专利号6,080,301；6,090,989和6,165,949中，这些文献中的每一篇出于美国目的通过引用全文并入本文。

添加剂

本文所述的烷基化芳族化合物(作为制剂的一部分)显示出独特的性质，例如氧化稳定性和溶解性特征。因此，在至少一个实施方案中，制剂可能不需要添加剂。然而，在至少一个实施方案中，可以将添加剂添加到制剂中。此类添加剂可包括但不限于，极压添加剂、抗氧化剂、溶解性添加剂、摩擦改进剂、消泡剂、分散剂、清净剂、腐蚀抑制剂、防锈剂、金属钝化剂、抗磨剂、抗咬合剂、蜡改性剂、粘度指数改进剂、粘度改性剂、流体损失添加剂、密封相容剂、润滑剂、防污剂、发剂、破乳剂、乳化剂、增稠剂、润湿剂、胶凝剂、增粘剂、着剂等及其组合。关于许多常用添加剂的综述，参见Klamann,Lubricants and RelatedProducts,Verlag Chemie,Deerfield Beach,Fla.；ISBN 0-89573-177-0。还参考LeslieR.Rudnick编辑的"Lubricant Additives Chemistry and Applications"，MarcelDekker，Inc.New York，2003ISBN:0-8247-0857-1。

粘度改进剂

粘度改进剂(也称为粘度指数改进剂和VI改进剂)可以包括在本公开内容的润滑剂制剂中。粘度改进剂可以在升高的温度下增加润滑剂制剂的粘度，这增加膜厚度，同时在低温下对粘度具有有限的影响。

合适的粘度改进剂包括高分子量烃、聚酯和既用作粘度指数改进剂又用作分散剂的粘度指数改进剂分散剂。这些聚合物的典型分子量(以g/mol计)为约10,000至约1,000,000，例如约20,000至约500,000，例如约50,000至约200,000。

合适的粘度改进剂的实例是甲基丙烯酸酯、丁二烯、烯烃或烷基化苯乙烯的聚合物和共聚物。聚异丁烯是常用的粘度指数改进剂。另一种合适的粘度指数改进剂是聚甲基丙烯酸酯(例如各种链长的甲基丙烯酸烷基酯的共聚物)，其一些制剂也用作倾点下降剂。其它合适的粘度指数改进剂包括乙烯和丙烯的共聚物、苯乙烯和异戊二烯的氢化嵌段共聚物和聚丙烯酸酯(例如各种链长丙烯酸酯的共聚物)。具体实例包括分子量为约50,000g/mol至约200,000g/mol的基于苯乙烯-异戊二烯或苯乙烯-丁二烯的聚合物。

本公开内容的润滑剂制剂中的粘度改进剂的量可为0至约8重量％，例如约0.1重量％至约4重量％，例如约0.1重量％至约2重量％，基于润滑剂制剂的总重量。

抗氧化剂

抗氧化剂可以包含在本公开内容的润滑剂制剂中。典型的抗氧化剂包括酚类抗氧化剂、胺类抗氧化剂和油溶性铜络合物。

酚类抗氧化剂可包括硫化和非硫化酚类抗氧化剂。本文所用的术语"酚类"或"酚类抗氧化剂"包括具有一个或多于一个与芳环结合的羟基的化合物，所述芳环本身可以是单核的，例如苄基，或多核的，例如萘基和螺芳族化合物。因此，"酚型"包括苯酚本身、儿茶酚、间苯二酚、氢醌、萘酚等，以及其烷基或烯基和硫化烷基或烯基衍生物，以及包括通过亚烷基桥、硫桥或氧桥连接的这种双酚化合物的双酚型化合物。烷基酚包括单和多烷基或烯基酚，烷基或烯基含有约3个碳至约100个碳，如约4个碳至约50个碳及其硫化衍生物，芳环中存在的烷基或烯基的数目范围为约1至高达芳环的在计算与芳环结合的羟基数目后剩余的可用而未满足的化合价。

酚类抗氧化剂可以由以下通式表示：

(R)v-Ar-(OH)w,

其中：

Ar选自苯基、萘基、联苯基、

R是C3-C100烷基或烯基，硫取代的烷基或烯基，例如C4-C50烷基或烯基，或硫取代的烷基或烯基，例如C3-C100烷基或硫取代的烷基，例如C4-C50烷基；

Q是氧或硫；

w是至少1至高达Ar的可用化合价；

v在0至Ar-W的可用化合价的范围内；和

z在1至10的范围内，n在0至20的范围内。

在至少一个实施方案中，w在1至3的范围内，v在0至3的范围内，z在1至4的范围内，n在0至5的范围内。

典型的酚类抗氧化剂化合物可以是含有空间位阻羟基的位阻酚类和酚酯，并且这些包括其中羟基彼此处于邻位或对位的二羟基芳基化合物的那些衍生物。典型的酚类抗氧化剂包括被C1+烷基取代的位阻酚和这些位阻酚的亚烷基偶联衍生物。这种类型的酚类材料的实例为2-叔丁基-4-庚基苯酚；2-叔丁基-4-辛基苯酚；2-叔丁基-4-十二烷基苯酚；2,6-二叔丁基-4-庚基苯酚；2,6-二叔丁基-4-十二烷基苯酚；2-甲基-6-叔丁基-4-庚基苯酚；2-甲基-6-叔丁基-4-十二烷基苯酚；2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚；2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚；和2,6-二叔丁基4-烷氧基苯酚；和

(其中t-butyl为叔丁基)。润滑工业中的酚型抗氧化剂包括商业实例，例如4710、1076、L1035、1010、L109、L118、L135等。

酚类抗氧化剂可以按约0.1重量％至约3重量％，例如约1重量％至约3重量％，例如约1.5重量％至约3重量％的量存在于润滑剂制剂中，基于润滑剂制剂的总重量。

芳族胺抗氧化剂包括苯基-α-萘基胺，其由以下分子结构描述：

其中Rz是氢或C1至C14线性或C3至C14支化烷基，例如C1至C10线性或C3至C10支化烷基，例如线性或支化C6至C8，并且n是1至5范围内的整数，例如1。具体的实例是L06。

其它芳族胺抗氧化剂包括其它烷基化和非烷基化芳族胺，例如式R7R8R9N的芳族单胺，其中R7是脂族、芳族或取代的芳族基团，R8是芳族或取代的芳族基团，R9是H、烷基、芳基或R10S(O)pR11，其中R10是亚烷基、亚烯基或亚芳烷基，R11是更高级烷基，或烯基、芳基或烷芳基，并且p是0、1或2。脂族基团R7可含有1个碳原子至20个碳原子，或可含有6个碳原子至12个碳原子。脂族基团是饱和脂族基团。例如，R7和R8可以都是芳族或取代的芳族基团，并且芳族基团可以是稠环芳族基团，例如萘基。芳族基团R7和R8可以与其它基团如S连接在一起。

典型的芳族胺抗氧化剂具有含至少约6个碳原子的烷基取代基。脂族基团的实例包括己基、庚基、辛基、壬基和癸基。通常，脂族基团将含有超过14个碳原子。可以存在的此类其它另外的胺抗氧化剂的一般类型包括二苯胺、吩噻嗪、亚氨基联苄和二苯基亚苯基二胺。还可以存在两种或更多种这样的其它另外的芳族胺的混合物。也可以使用聚合胺抗氧化剂。

可用于润滑剂制剂中的另一类抗氧化剂是油溶性铜化合物。可以将任何油溶性合适的铜化合物共混到润滑剂制剂中。合适的铜抗氧化剂的实例包括二烃基硫代或二硫代磷酸铜盐和羧酸(天然存在的或合成的)的铜盐。其它合适的铜盐包括二硫代氨基甲酸铜、磺酸铜、酚铜和乙酰丙酮合铜。已知衍生自烯基琥珀酸或酸酐的碱性、中性或酸性铜Cu(I)和/或Cu(II)盐是特别有用的。

此类抗氧化剂可单独使用或作为一种或多种类型的抗氧化剂的混合物使用，润滑剂制剂中所用的总量为约0.50重量％至约5重量％，如约0.75重量％至约3重量％的量，基于润滑剂制剂的总重量。

清净剂

清净剂可以包含在本公开内容的润滑剂制剂中。在至少一个实施方案中，是碱金属或碱土金属水杨酸盐清净剂。

在至少一个实施方案中，清净剂可以是碱金属或碱土金属酚盐、磺酸盐、羧酸盐、膦酸盐及其组合。清净剂可以具有为中性至高度过碱性的总碱值(TBN)，例如TBN为0至500或更大，例如2至400，例如5至300，并且它们可以单独存在或彼此组合存在，其用量为约0重量％至约10重量％，例如约0.5重量％至约5重量％(活性成分)，基于润滑剂制剂的总重量。

其它清净剂可以是苯酚钙、磺酸钙、苯酚镁、磺酸镁及其它相关组分(包括硼酸化清净剂)。

分散剂

分散剂可以包含在本公开内容的润滑剂制剂中。在发动机运转期间，产生油不溶性氧化副产物。分散剂有助于将这些副产物保持在溶液中，从而减少它们在金属表面上的沉积。分散剂可以是无灰的或成灰的。例如，分散剂是无灰的。所谓的无灰分散剂是在燃烧时基本上不形成灰分的有机材料。例如，不含金属或不含硼酸化金属的分散剂被认为是无灰的。相对照而言，上述含金属清净剂在燃烧时形成灰分。

合适的分散剂通常含有连接到较高分子量烃链上的极性基团。极性基团通常含有至少一个氮、氧或磷原子。典型的烃链含有约50至约400个碳原子。

在至少一个实施方案中，分散剂可以是烯基琥珀酸衍生物，通常通过长链取代的烯基琥珀酸化合物(通常是取代的琥珀酸酐)与多羟基或多氨基化合物的反应产生。构成分子的亲油部分的长链基团，其赋予在油中的溶解性，通常是聚异丁烯基团。描述此类分散剂的示例性美国专利是美国专利号3,172,892；3,219,666；3,316,177和4,234,435，其各自出于美国目的通过参考全文引入本文。其它类型的分散剂描述在美国专利号3,036,003和5,705,458中，其各自出于美国目的通过参考全文引入本文。

烃基取代的琥珀酸化合物可用作分散剂。特别地，琥珀酰亚胺、琥珀酸酯或琥珀酸酯酰胺通过烃取代的琥珀酸化合物(例如在烃取代基中具有至少约50个碳原子的那些)与至少一当量的亚烷基胺的反应制备。

琥珀酰亚胺可以通过烯基琥珀酸酐和胺之间的缩合反应形成。摩尔比可以根据胺或多胺而变化。例如，烯基琥珀酸酐与TEPA的摩尔比可以从约1:1至约5:1变化。

琥珀酸酯可以通过烯基琥珀酸酐与醇或多元醇之间的缩合反应形成。摩尔比可以根据所用的醇或多元醇而变化。例如，烯基琥珀酸酐和的缩合产物是有用的分散剂。

琥珀酸酯酰胺通过烯基琥珀酸酐和烷醇胺之间的缩合反应形成。例如，合适的链烷醇胺包括乙氧基化多烷基多胺、丙氧基化多烷基多胺和多烯基多胺如多亚乙基多胺。一个实例是丙氧基化六亚甲基二胺。

烯基琥珀酸酐的分子量通常可以在约800g/mol至约2,500g/mol的范围内。上述产物可以与各种试剂如硫、氧、甲醛、羧酸如油酸和硼化合物如硼酸酯或高度硼酸化分散剂进行后反应。可以用约0.1至约5摩尔硼/摩尔分散剂反应产物硼酸化分散剂。

曼尼希碱分散剂可以由烷基酚、甲醛和胺的反应制成。加工助剂和催化剂，如油酸和磺酸，也可以是反应混合物的一部分。烷基酚的分子量可以为约800g/mol至约2,500g/mol。

典型的高分子量脂族酸改性曼尼希缩合产物可由高分子量烷基取代的羟基芳族化合物或含HN(R)2基团的反应物制备。

高分子量烷基取代的羟基芳族化合物的实例是聚丙基苯酚、聚丁基苯酚和其它聚烷基苯酚。这些聚烷基苯酚可以通过在烷基化催化剂如BF3的存在下，用高分子量聚丙烯、聚丁烯和其它聚亚烷基化合物烷基化苯酚以在苯酚的苯环上得到平均分子量为约600g/mol至约100,000g/mol的烷基取代基而获得。

含HN(R)2基团的反应物的实例包括亚烷基多胺，主要是多亚乙基多胺。适用于制备曼尼希缩合产物的含有至少一个HN(R)2基团的其它代表性有机化合物包括单氨基烷烃和二氨基烷烃及其取代的类似物，例如乙胺和二乙醇胺；芳族二胺，例如苯二胺、二氨基萘；杂环胺，例如吗啉、吡咯、吡咯烷、咪唑、咪唑烷和；蜜胺及其取代的类似物。

亚烷基多胺反应物的实例包括亚乙基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、六亚乙基七胺、七亚乙基八胺、八亚乙基九胺、九亚乙基十胺和十亚乙基十一胺，以及具有对应于前述式H2N-(Z-NH-)nH中的亚烷基多胺的氮含量的这些胺的混合物，Z是二价亚乙基，并且上述式中n是1至10。相应的亚丙基多胺如亚丙基二胺和二-、三-、四-、五亚丙基三-、四-、五-和六胺也是合适的反应物。亚烷基多胺可以通过氨和二卤代烷烃如二氯烷烃的反应获得。因此，由约2摩尔至约11摩尔氨与约1摩尔至约10摩尔具有约2个碳原子至约6个碳原子和在不同碳上的氯的二氯烷烃的反应获得的亚烷基多胺是合适的亚烷基多胺反应物。

可用于制备可用于本公开内容的高分子产物的醛反应物包括脂族醛，例如甲醛(也称为多聚甲醛和福尔马林)、乙醛和醇醛(β-羟基丁醛)。甲醛或甲醛产生反应物是示例性的。

分散剂可以包括硼酸化和非硼酸化琥珀酰亚胺，包括来自单琥珀酰亚胺、双琥珀酰亚胺和/或单琥珀酰亚胺和双琥珀酰亚胺的混合物的那些衍生物，其中烃基琥珀酰亚胺衍生自亚烃基，例如分子量为约500g/mol至约5000g/mol的聚亚异丁基或衍生自此类亚烃基的混合物。其它示例性的分散剂包括琥珀酸酯和酰胺、烷基酚-多胺偶联的曼尼希加合物、它们的封端衍生物和其它相关组分。此类添加剂可以按约0.1重量％至约20重量％，例如约0.1重量％至约8重量％，例如约1重量％至6重量％(按收到时原样计)的量使用，基于润滑剂制剂的总重量。

倾点下降剂

倾点下降剂(也称为润滑油流动改进剂)也可以存在于本公开内容的润滑剂制剂中。可以添加倾点下降剂以降低流体将流动或可以倾倒时的最低温度。合适的倾点下降剂的实例包括烷基化萘聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚芳基酰胺、卤代石蜡和芳族化合物的缩合产物、羧酸乙烯酯聚合物和富马酸二烷基酯、脂肪酸的乙烯基酯和烯丙基乙烯基醚的三元共聚物。此类添加剂可以按0重量％至约0.5重量％，例如约0.0001重量％至约0.3重量％，例如约0.001重量％至约0.1重量％的量使用，基于润滑剂制剂的总重量。

腐蚀抑制剂/金属钝化剂

腐蚀抑制剂可以包含在本公开内容的润滑剂制剂中。腐蚀抑制剂可以用于减少与润滑剂制剂接触的金属部件的降解。合适的腐蚀抑制剂包括芳基噻嗪、烷基取代的二巯基噻二唑、噻二唑及其混合物。此类添加剂可以按约0.01重量％至约5重量％，例如约0.01重量％至约1.5重量％，例如约0.01重量％至约0.2重量％，例如约0.01重量％至约0.1重量％的量使用，基于润滑剂制剂的总重量。

密封相容性添加剂

密封相容剂通过引起流体中的化学反应或弹性体中的物理变化来帮助溶胀弹性体密封。用于本文所述润滑剂制剂的合适的密封相容剂包括有机磷酸酯、芳族酯、芳族烃、酯(例如邻苯二甲酸丁基苄基酯)和聚丁烯基琥珀酸酐和噻吩烷型密封溶胀剂，例如Lubrizol 730型密封溶胀添加剂。此类添加剂可以按约0.01重量％至约3重量％，例如约0.01重量％至约2重量％的量使用，基于润滑剂制剂的总重量。

消泡剂

消泡剂可以包含在本公开内容的润滑剂制剂中。这些试剂可以延迟稳定泡沫的形成。硅酮和有机聚合物是消泡剂的典型实例。例如，聚硅氧烷，如硅油或聚二甲基硅氧烷，提供消泡性能。消泡剂是可商购的，并且可以按常规的少量与其它添加剂如破乳剂一起使用；通常，这些添加剂的组合量为约1重量％或更少，例如约0.001重量％至约0.5重量％，例如约0.001重量％至约0.2重量％，例如约0.001重量％至约0.15重量％，基于润滑剂制剂的总重量。消泡剂的非限制性实例是Foam Ban 149。

抑制剂和防锈添加剂

抑制剂和防锈添加剂可以包含在本公开内容的润滑剂制剂中。防锈添加剂(或腐蚀抑制剂)是可以保护润滑的金属表面免受水或其他污染物的化学侵蚀的添加剂。一种类型的防锈添加剂是润湿金属表面的极性化合物，从而用油膜保护金属表面。另一种类型的防锈添加剂通过将其掺入油包水乳液中来吸收水，使得仅油接触金属表面。另一种类型的防锈添加剂化学粘附到金属上以产生非反应性表面。合适的添加剂的实例包括二硫代磷酸锌盐、金属酚盐、碱性金属磺酸盐、脂肪酸和胺。其它抗磨添加剂包括二硫代氨基甲酸锌、二烷基二硫代磷酸钼、二硫代氨基甲酸钼、其它有机钼-氮络合物、硫化烯烃等。此类添加剂可以按约0.01重量％至约5重量％，例如约0.01重量％至约1.5重量％的量使用，基于润滑剂制剂的总重量。

术语"有机钼-氮络合物"涵盖美国专利第4,889,647号中所描述的有机钼-氮络合物，所述专利出于美国目的通过参考全文引入本文。该络合物是脂肪油、二乙醇胺和钼源的反应产物。特定的化学结构尚未指定给所述络合物。美国专利号4,889,647报道了该公开内容的典型反应产物的红外光谱；该光谱识别了在1740cm-1处的酯羰基带和在1620cm-1处的酰胺羰基带。脂肪油是含有至少12个碳原子至多22个碳原子或更多的高级脂肪酸的甘油酯。所述钼源是含氧化合物，例如钼酸铵、氧化钼和混合物。

可以使用的其它有机钼络合物是描述于EP 1 040 115和WO99/31113中的三核钼-硫化合物和描述于美国专利号4,978,464中的钼络合物，其各自出于美国目的通过参考全文引入本文。

可用于本公开内容的至少一个实施方案中的添加剂包装料包括以下非限制性实例：HitecTM307、HitecTM317和HitecTM3230，其含有抗氧化剂、摩擦改性剂、抗磨和/或极压添加剂。

本公开内容的制剂可通过任何合适的混合方法制备。这种混合可以构成自在具有混合设备的釜中共混，或在在线混合设备(例如在管式混合器内)中共混。共混可以在升高的温度下进行以帮助混合过程。还可以过滤润滑剂共混物以除去共混物中的任何污染物。

润滑剂制剂的性质

在至少一个实施方案中，本公开内容的润滑剂制剂可以具有以下特征中的一个或多个：

(1)40℃运动粘度(KV40，ASTM D445)可以为约1cSt至约6800cSt，例如约5cSt至约4000cSt，例如约10cSt至约3000cSt，例如约15cSt至约2500cSt，例如约25cSt至约2000cSt，例如约32cSt至约1500cSt，例如约100cSt至约680cSt。

(2)100℃运动粘度(KV100，ASTM D445)可以为约1cSt至约1500cSt，例如约2cSt至约100cSt，例如约3cSt至约50cSt，例如约4cSt至约40cSt。

(3)粘度指数(ASTM D2270)可以为约79至约300，例如约80至约200，例如约90至约150，例如约100至约130。

(4)倾点(ASTM D5950)可以是约0℃或更低，例如约-20℃或更低，例如约-25℃或更低，例如约-35℃或更低，例如约-39℃或更低。在至少一个实施方案中，倾点可以为约0℃至约-120℃，例如约-20℃至约-100℃，例如约-39℃至约-80℃。

(5)布氏40℃粘度(ASTM D5293)可以为约1cP至约1,000,000cP，例如约700,000cP或更低，例如约600,000cP或更低，例如约500,000cP或更低，例如约400,000cSt或更低。

(6)以毫升为单位的发泡趋势(序列I，ASTM D892)可以为约0/0至约300/300，例如约0/0至约5/5。

(7)以毫升为单位的发泡趋势(序列II，ASTM D892)可以为约0/0至约300/300，例如约0/0至约50/50，例如约0/0至约20/20。

(8)以毫升为单位的发泡趋势(序列III，ASTM D892)可以为约0/0至约300/300，例如约0/0至约50/50，例如约0/0至约20/20。

(9)空气释放(65℃，ASTM D3427)可以为约0.1分钟至约300分钟，例如约0.2分钟至约250分钟，例如约0.4分钟至约200分钟，例如约0.6分钟至约150分钟，例如约0.8分钟至约100分钟，例如约1分钟至约30分钟。

以粘度％增加为单位的氧化稳定性(312小时，95℃，ASTM D2893)可以为约0.01％至约10％，例如约0.02％至约5％，例如约2％或更低，例如约1％或更低，例如约0.9％或更低，例如约0.8％或更低，例如约0.7％或更低，例如约0.6％或更低，例如约0.5％或更低，例如约0.4％或更低，例如约0.3％或更低，例如约0.2％或更低，例如约0.1％或更低。在至少一个实施方案中，氧化稳定性(312小时，95℃)可为约0％至约1％。

(11)以粘度％增加为单位的氧化稳定性(312小时，121℃，ASTM D2893)可以为约0％至约10％，例如约0.01％至约10％，例如约0.02％至约5％，例如约2％或更低，例如约1.5％或更低，例如约1.4％或更低，例如约1.3％或更低，例如约1.2％或更低，例如约1.1％或更低，例如约1％或更低，例如约0.9％或更低，例如约0.8％或更低，例如约0.7％或更低，例如约0.6％或更低，例如约0.5％或更低，例如约0.4％或更低，例如约0.3％或更低，例如约0.2％或更低，例如约0.1％或更低。在至少一个实施方案中，氧化稳定性(312小时，121℃)可为约0％至约1.3％。

(12)焊接负荷(4球极压试验机，焊点筛，ASTM D2783)可以是50千克力(kgf)至约600kgf，例如约75kgf至约500kgf，例如约100kgf至约400kgf，例如约150kgf至约300kgf，例如约200kgf至约250kgf。

(13)作为溶解性的量度的固体滴出的总量(以克为单位测量)可以是约0.02g或更少，例如约0.01g或更少，例如约0.009g或更少，例如约0.008g或更少，例如约0.007g或更少，例如约0.006g或更少，例如约0.006g或更少，例如约0.004g或更少，例如约0.003g或更少，例如约0.002g或更少，例如约0.001g或更少。下面提供用于测量滴出总量的程序。

试验方法

溶解度

使用以下程序来测定固体滴出的总量。将添加剂包装料(约2.7重量％)与基料或基料的共混物混合，直至添加剂包装料完全溶解。然后将样品在冰箱(2.3℃的温度)中储存3周，然后在室温下放置12-18小时或直至样品达到室温。然后将样品在预先称重的10微米滤纸上过滤以收集固体。将过滤器干燥并再次称重以定量固体滴出的总量。

1H NMR

烷基化芳族化合物的1H NMR数据可以在25℃下使用5mm管在采用氘代氯仿(CDCl3)的500MHz Bruker摄谱仪上收集。用1s的弛豫延迟记录96次扫描的数据。

实施方案列表

本公开内容提供以下实施方案等，它们中每一个可以认为非必要地包括任何替代实施方案。

第1项.具有以下结构的烷基化芳族化合物：

其中：

至少一个R基团是金属茂聚α-烯烃(mPAO)；和

其余的R基团(如果有的话)独立地为氢、杂原子、含杂原子的基团、未取代的C1-C20环状烃基、取代的C1-C20环状烃基、未取代的C1-C20无环烃基或取代的C1-C20无环烃基。

第2项.第1项的烷基化芳族化合物，其中其余的R基团，如果有的话，是氢。

第3项.第1项或第2项的烷基化芳族化合物，其中至少一个R基团是Br、Cl、F或I、-NR*2、-OR*、-SeR*、-TeR*、-PR*2、-AsR*2、-SbR*2、-SR*、-BR*2、-SiR*3、-GeR*3、-SnR*3、-PbR*3、-(CH2)q-SiR*3等，其中q是1至10，每个R*独立地是氢、烃基或卤代碳基。

第4项.第1-3项中任一项的烷基化芳族化合物，具有以下结构：

其中至少一个R基团是mPAO和其余的R基团，如果有的话，则独立地是氢、Br、Cl、F、I、-NR*2或-OR*，和每个R*独立地是氢、烃基或卤代碳基。

第5项.第1-4项中任一项的烷基化芳族化合物，其中所述mPAO具有以下特征中至少一种：

约1cSt至约10,000cSt，或约5cSt至约6,000cSt，或约50cSt至约4,000cSt的40℃运动粘度(ASTM D445)；

约1cSt至约7,500cSt、或约3cSt至约1,000cSt、或约10cSt至约500cSt的100℃运动粘度(ASTM D445)；或

约50至约400，或约100至约300，或约130至约250的粘度指数(ASTM D2270)。

第6项.第1-5项中任一项的烷基化芳族化合物，其中所述烷基化芳族化合物具有以下特征中至少一种：

约10分钟至约5000分钟的旋转压力容器氧化试验(RPVOT)(ASTM D2272)值；

约5或更低的溴值(ASTM D1159)；

约0℃或更低的倾点(ASTM D97)；或

约0.1重量％至约40重量％的芳族含量(ASTM D1840)。

第7项.第1-6项中任一项的烷基化芳族化合物，其中所述烷基化芳族化合物具有以下特征中至少一种：

约30分钟至约2,000分钟的旋转压力容器氧化试验(RPVOT)(ASTM D2272)值；

约2或更低的溴值(ASTM D1159)；

约-20℃或更低的倾点(ASTM D97)；或

约1重量％至约35重量％的芳族含量(ASTM D1840)。

第8项.第1-7项中任一项的烷基化芳族化合物，其中所述烷基化芳族化合物具有以下特征中至少一种：

约60cSt至约5,000cSt的40℃运动粘度(KV40，ASTM D445)；

约10cSt至约500cSt的100℃运动粘度(KV100，ASTM D445)；

约70至约200的粘度指数(ASTM D2270)；

约70分钟至约500分钟的旋转压力容器氧化试验(RPVOT)(ASTM D2272)值；

约1或更低的溴值(ASTM D1159)；

约-25℃或更低的倾点(ASTM D97)；或

约3重量％至约30重量％的芳族含量(ASTM D1840)。

第9项.第1-8项中任一项的烷基化芳族化合物，其中所述烷基化芳族化合物具有约60cSt至约500cSt的40℃运动粘度(KV40，ASTM D445)，和约10cSt至约40cSt的100℃运动粘度(KV100，ASTM D445)。

第10项.第1-9项中任一项的烷基化芳族化合物，其中所述烷基化芳族化合物具有约400cSt至约5000cSt的40℃运动粘度(KV40，ASTM D445)，和约40cSt至约500cSt的100℃运动粘度(KV100，ASTM D445)。

第11项.润滑剂制剂，包含：

第1-10项中任一项的烷基化芳族化合物。

第12项.第11项的润滑剂制剂，还包含选自极压添加剂、溶解性添加剂、摩擦改性剂、消泡剂、分散剂、清净剂、腐蚀抑制剂、防锈剂、金属钝化剂、抗磨剂、抗滞塞剂(anti-seizure agent)、蜡改性剂、粘度指数改进剂、粘度改性剂、流体损失添加剂、密封相容剂、润滑剂、防污剂、发剂、破乳剂、乳化剂、增稠剂、润湿剂、胶凝剂、增粘剂、着剂、抗氧化剂及其组合的添加剂。

第13项.第11或12项的润滑剂制剂，其中所述润滑剂制剂包含：

约1重量％至约99.9重量％，或约5重量％至约85重量％，或约10重量％至约70重量％的烷基化芳族化合物，基于所述润滑剂制剂的总重量；和

约0.1重量％至约12重量％、或约0.5重量％至约5重量％、或约1重量％至约3重量％、或约0.1重量％至约3重量％的所述添加剂，其中所述烷基化芳族化合物和所述添加剂的总重量不超过所述润滑剂制剂的100％。

第14项.第12项或第13项的润滑剂制剂，其中所述润滑剂制剂包含：

约0.1重量％至约3重量％的所述添加剂，基于所述润滑剂制剂的总重量，其中所述烷基化芳族化合物和所述添加剂的总重量不超过所述润滑剂制剂的100％。

第15项.第11-14项中任一项的润滑剂制剂，还包含第I组基料、第II组基料、第III组基础原料、第IV组基料、第V组基料或它们的组合，所述第V组基料不同于所述烷基化芳族化合物。

第16项.第15项的润滑剂制剂，其中所述润滑剂制剂包含：

约1重量％至约99重量％，或约5重量％至约80重量％的第I组基料、第II组基料、第III组基料、第IV组基料、第V组基料或其组合，基于润滑剂制剂的总重量，

其中所述烷基化芳族化合物、所述添加剂和第I组基料、第II组基料、第III组基料、第IV组基料、第V组基料或其组合的总重量不超过所述润滑剂制剂的100％。

第17项.第11-16项中任一项的润滑剂制剂，其中所述润滑剂制剂具有以下特征中至少一种：

约15cSt至约2500cSt、或约25cSt至约2000、或约32cSt至约1500cSt、或约100cSt至约680cSt的40℃运动粘度(KV40，ASTM D445)；

约2cSt至约100cSt、或约3cSt至约50cSt、或约4cSt至约40cSt的100℃运动粘度(KV100，ASTM D445)；

约79至约300，或约80至约200，或约100至约130的粘度指数(ASTM D2270)；或

约0％至约10％，或约0.02％至约5％，或约0％至约1.3％的以粘度％增加为单位的氧化稳定性(312小时，121℃，ASTM D2893)。

第18项.第11-17项中任一项的润滑剂制剂，其中所述润滑剂制剂具有以下特征中至少一种：

约32cSt至约1500cSt的40℃运动粘度(KV40，ASTM D445)；

约3cSt至约50cSt的100℃运动粘度(KV100，ASTM D445)；

约80至约200的粘度指数(ASTM D2270)；或

约0.02％至约5％的以粘度％增加为单位的氧化稳定性(312小时，121℃，ASTMD2893)。

第19项.润滑剂制剂，包含：

第1-10项中任一项的烷基化芳族化合物，

添加剂；和

非必要地，第III组基料、第IV组基料、第V组基料或它们的组合，所述第V组基料不同于所述烷基化芳族化合物。

第20项.第19项的润滑剂制剂，其中所述润滑剂制剂包含：

约1重量％至约99.9重量％，或约5重量％至约85重量％，或约10重量％至约70重量％的烷基化芳族化合物，基于所述润滑剂制剂的总重量；和

约0.1重量％至约12重量％、或约0.5重量％至约5重量％、或约1重量％至约3重量％、或约0.1重量％至约3重量％的所述添加剂，基于润滑剂制剂的总重量，其中所述烷基化芳族化合物和所述添加剂的总重量不超过所述润滑剂制剂的100％。

第21项.第19项或第20项的润滑剂制剂，其中所述润滑剂制剂包含：

约1重量％至约99重量％，或约5重量％至约80重量％的第III组基料、第IV组基料、第V组基料或其组合，基于润滑剂制剂的总重量，

其中所述烷基化芳族化合物、所述添加剂和第III组基料、第IV组基料、第V组基料或其组合的总重量不超过所述润滑剂制剂的100％。

第22项.第19-21项中任一项的润滑剂制剂，其中所述润滑剂制剂具有以下特征中至少一种：

约15cSt至约2500cSt、或约25cSt至约2000、或约32cSt至约1500cSt、或约100cSt至约680cSt的40℃运动粘度(KV40，ASTM D445)；

约2cSt至约100cSt、或约3cSt至约50cSt、或约4cSt至约40cSt的100℃运动粘度(KV100，ASTM D445)；

约79至约300，或约80至约200，或约100至约130的粘度指数(ASTM D2270)；或

以粘度％为单位的氧化稳定性(312小时，121℃，ASTM D2893)从约0％增加至约10％，或从约0.02％增加至约5％，或从约0％增加至约1.3％。

第23项.第19-22项中任一项的润滑剂制剂，其中所述润滑剂制剂具有以下特征中至少一种：

约32cSt至约1500cSt的40℃运动粘度(KV40，ASTM D445)；

约3cSt至约50cSt的100℃运动粘度(KV100，ASTM D445)；

约80至约200的粘度指数(ASTM D2270)；或

约0.02％至约5％的以粘度％增加为单位的氧化稳定性(312小时，121℃，ASTMD2893)。

第24项.第11-23项中任一项的润滑剂制剂，其中所述润滑剂制剂是齿轮油、压缩机油、液压油、油脂、循环流体、发动机油、传动流体、轴流体、传动系统流体、电动车辆用冷却流体或电子器件用冷却流体。

第25项.润滑剂制剂的形成方法，包括：

在反应器条件下将金属茂聚α-烯烃、芳族化合物和酸催化剂引入反应器中以形成第1-10项中任一项的烷基化芳族化合物；和

将所述烷基化芳族化合物引入添加剂中以形成润滑剂制剂。

第26项.第25项的方法，其中所述酸催化剂选自三氟甲磺酸、AlCl3、BF3、沸石β、沸石Y、ZSM-5、ZSM-35、Amberlyst 15或其组合。

第27项.第25项或第26项的方法，其中所述反应器条件包括：

约-30℃至约350℃，或约0℃至约250℃，或约21℃至约200℃的温度；和

约100kPa至约7000kPa，或约100kPa至约1000kPa，或约100kPa至约700kPa的压力。

第28项.第25-27项中任一项的方法，还包括将第I组基料、第II组基料、第III组基料、第IV组基料、第V组基料或它们的组合引入到所述润滑剂制剂中。

第29项.第25-28项中任一项的方法，其中所述润滑剂制剂是第11-24项中任一项的润滑剂制剂。

实施例

A.烷基化芳族化合物的实施例合成

在反应器中，在160℃下使用约0.6重量％三氟甲磺酸(也称为三氟甲烷磺酸)用高粘度未氢化的金属茂PAO(93.4重量％)将萘(6重量％)烷基化。约2-3小时后，将反应器冷却至约70℃并用1％石灰中和。经由蒸馏除去未反应的萘，并将实施例烷基化萘和石灰的溶液通过硅藻土(Celite)过滤以除去石灰。

B.制备润滑剂制剂的实施例方法

将表3中列出的低粘度基料(SpectraSynTM6和EsterexTMA41(如果适用))加入到连续搅拌的混合容器中并加热以使混合物温度达到60℃。然后将添加剂缓慢加入混合物中，同时继续混合。然后将高粘度基料(SpectraSyn EliteTM150和实施例1)添加到共混物中。一旦加入所有组分，就使共混物混合至少1小时。然后关闭加热器和混合器，并在试验之前使共混物冷却至室温。

C.结果

表2归纳了纯净的实施例烷基化萘基料的某些性质。实施例1是高粘度烷基化萘(HV-AN)基料，实施例2是根据本文所述的一些实施方案制备的中等粘度烷基化萘(MV-AN)基料。对比实施例是SpectraSyn EliteTM65和SpectraSyn EliteTM150，其是可商购的mPAO基料，以及SynessticTM5和SynessticTM12，其是可商购的由线性α-烯烃制成的低粘度烷基化萘基料。

表2

如表2所示，实施例烷基化萘基料实施例1和实施例2在40℃和100℃下均具有高运动粘度并具有高粘度指数。此外，基于烷基化萘的芳族含量，烷基化萘基料实施例1和实施例2具有出乎意料更高的氧化稳定性(RPVOT值)。这种突出的RPVOT值可能是聚α-烯烃和烷基化萘化学连接而不是共混两者的结果。这种意想不到的氧化稳定性也显示在图1中。其中，虚线上的点表示对比基料-具有零芳族含量和约30分钟的RPVOT的SpectraSynEliteTM65和SpectraSyn EliteTM150两者、具有约21重量％的芳族含量和约172分钟的RPVOT的SynessticTM12，以及具有约34重量％的芳族含量和约283分钟的RPVOT的SynessticTM5。本公开内容的实施例烷基化萘远高于该线—实施例1具有约5.4重量％的芳族含量和约144分钟的RPVOT，实施例2具有约24重量％的芳族含量和约246分钟的RPVOT。表2进一步显示，这些烷基化芳族化合物具有良好的倾点，例如低于约-30℃，例如约-36℃和约-45℃。

图2显示了具有稳定剂的实施例3(其为实施例烷基化萘基料(Ex.1，HV-AN))相对于稳定化的对比共混物(C.Ex.5、C.Ex.6、C.Ex.7、C.Ex.8、C.Ex.9)的氧化稳定性。对比共混物是0-100重量％的烷基化萘基料(SynessticTM5，C.Ex.4)在mPAO基料(SpectraSynEliteTM150)和稳定剂中的稳定化共混物。该图显示，本公开内容的新型烷基化芳族化合物相对于市售基料的共混物具有改进的氧化稳定性。这进一步显示，使用本文所述的实施例基料的制剂不需要额外的基料来获得改善的溶解性和氧化稳定性并因此可用于制剂的材料更少。

烷基化芳族化合物的低不饱和数(如其低溴值所证明的那样)可以消除对润滑剂基料生产通常所需的常规加氢处理操作(例如加氢精制操作)的需要。这与不需要额外的基料或添加剂来改善基料和/或制剂的粘度、氧化稳定性和溶解性一起通过进一步改善润滑剂的整体经济性而提供了额外的优点。然而，如果需要，可以使用额外的基料、添加剂和/或额外的烷基化后加氢处理操作。

表3示出了使用本公开内容的烷基化芳族基料的实施例制剂(实施例制剂1和2)。表3还示出了对比制剂。SpectraSyn EliteTM150是具有约150cSt的运动粘度(100℃)的高粘度mPAO，SpectraSynTM6是具有约6cSt的运动粘度(100℃)的常规PAO。Esterex A41是基于己二酸二异癸酯的第V组合成二元酯基础油。添加剂包装料包括极压添加剂、摩擦改进剂、抗氧化剂、消泡剂和分散剂。

表3

表3证实，具有新型烷基化萘化合物的实施例制剂具有改善的氧化稳定性。例如，虽然对比共混物在95℃下经受氧化性能测试时显示出0.99％的百分率粘度增加，但实施例制剂显示出仅0.83％和0.81％的显著更低的粘度增加。此外，虽然对比共混物在121℃下经受氧化性能测试时显示出3.10％的百分率粘度增加，但实施例制剂显示出仅0.83％和0.81％的显著更低的粘度增加。这些氧化稳定性改进允许配制人员进一步改进其制剂的氧化稳定性以满足日益严格的工业规格。例如，2018年引入了新标准ISO 12925-1，其在高达150℃下具有新的氧化稳定性能要求。实施例制剂清楚地表现出改善的氧化稳定性，这将有助于配制人员满足这些规格。

表3还证实了烷基化萘的溶解度特征。例如，对比制剂需要溶解性共基料(EsterexTMA41)以使制剂看起来明亮和澄清。在没有溶解性共基料的情况下，对比制剂是浑浊的并且添加剂包装料滴出。即使没有溶解性添加剂，实施例制剂1也令人惊讶地看起来明亮和澄清。这是令人惊讶的，因为润滑剂制剂通常需要溶解性共基料，例如酯，以帮助溶解添加剂包装料。

数据证实，本公开内容的烷基化芳族化合物至少提供了优于常规制剂的改善的氧化稳定性和溶解性性质。所述制剂不需要改善溶解性和/或氧化性能的添加剂。实施例制剂的粘度测量进一步表明，本公开内容的烷基化芳族化合物可用作高粘度应用的基料。

表4显示了本公开内容的烷基化芳族化合物的额外的溶解性数据。在溶解性试验中比较了三种基料或基料的共混物。基料详述在表4中。将基料的三种共混物与～2.7重量％的添加剂包装料(购自Afton Chemical的HiTecTM307)组合，然后混合直至添加剂包装料完全溶解。然后使用ASTM方法D1840分析样品以评估芳族含量。然后将样品在2.3℃的冰箱中储存3周，然后在室温下放置12-18小时。然后将样品在预先称重的10微米滤纸上过滤以收集任何固体。将过滤器干燥并再次称重以定量固体滴出的量。结果示于表4中。

SynessticTM5是具有约5cSt的100℃运动粘度的市售烷基化萘。SpectraSynEliteTM150是具有约150cSt的运动粘度(100℃)的高粘度mPAO。实施例制剂3的基料是100％烷基化萘基料Ex.1(如上所述)，对比制剂2的基料是约15％SynessticTM5和约85％SpectraSyn EliteTM150的混合物，并且对比制剂3的基料是100％SpectraSyn EliteTM150。芳族含量(以重量％计)通过ASTM D1840测定。

表4

在视觉上，对比制剂2和3是浑浊的，并且观察到显著的滴出，而实施例制剂是明亮且澄清的。就溶解性而言，表4显示本公开内容的烷基化芳族化合物在增溶常规添加剂包装料方面比mPAO显著更好。例如，并且如图3所示，与对比制剂3的0.0144g相比，实施例制剂3的固体滴出质量为约0.0031g。表4还显示，本公开内容的烷基化芳族化合物与具有mPAO和烷基化萘的组合的混合基料相比是具有竞争性的。例如，与对比制剂2的0.0022g相比，实施例制剂3的固体滴出的质量为约0.0031g。然而，为了实现这种低固体滴出，实施例制剂3仅使用单一基料，而对比制剂需要两种基料的共混物。因此，本公开内容的烷基化芳族化合物使得制剂能够具有比常规基料更少的组分，同时保持或改善基料的溶解性。

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为了简便起见，本文中仅仅明确公开了某些数值范围。然而，某一下限可以与任何其它上限组合用于限定未明确记载的范围，类似地，某一下限可以与任何其它下限组合用于限定未明确记载的范围，同样，某一上限也可以与任何上限组合用于限定未明确记载的范围。另外，即使没有明确叙述，两端点之间的每个点或单独值也包含在范围内。因此，每个点或单独值本身可作为下限或上限与其它点或单独值或其它下或上限组合用于限定未明确记载的范围。

优先权

本申请要求于2020年5月13日提交的美国临时申请号63/024,072和于2020年7月28日提交的欧洲专利申请号20188253.7的优先权和利益，其公开内容通过引用整体并入本文。