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摘要
申请专利号:

CN200980119450.X

申请日:

2009.03.27

公开号:

CN102046583A

公开日:

2011.05.04

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C07C 69/38申请公布日:20110504|||实质审查的生效IPC(主分类):C07C 69/38申请日:20090327|||公开

IPC分类号:

C07C69/38; C07C69/40; C07C69/42; C07C69/46; C07C69/593; C07C69/63; C07C69/80

主分类号:

C07C69/38

申请人:

富士胶片株式会社

发明人:

渡边宰辅; 中田飞翼; 河田宪

地址:

日本东京

优先权:

2008.03.28 JP 2008-087958; 2008.03.28 JP 2008-087957; 2008.11.26 JP 2008-301654

专利代理机构:

永新专利商标代理有限公司 72002

代理人:

苗征;于辉

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内容摘要

本发明公开了一种由式(I)表示的化合物:A-L-{D1-(E)q-D2-(B)m-Z1-R}p。在该式中,A表示p价醇残基,其中p表示2或更大的整数;D1表示羰基(-C(=O)-)或磺酰基(-S(=O)2-),且各个D1彼此可以相同或不同;D2表示羰基(-C(=O)-)或磺酰氧基(-S(=O)2O-);E表示预定的二价基团;q表示大于或等于0的整数,且如果q大于或等于2,在各种情况下可以彼此不同;B是取代或未取代的亚甲基氧基、亚乙基氧基、亚丙基氧基或、亚丁基氧基,其中彼此相连的多个B可以彼此不同;m表示1或更大的自然数;Z1表示单键或预定的二价基团;R表示氢原子、取代或未取代的具有8个或更多碳原子的烷基、全氟烷基或三烷基甲硅烷基。

权利要求书

1: 式 (Z) 表示的化合物 : A-L-{D1-(E)q-D2-(B)m-Z1-R}p (Z) 其中 A 表示 p 价链残基或环残基 ; L 表示单键、 氧基、 由下式 (A-a) 所示的取代或未取代的氧基亚甲基, 或由下式 (A-b) 所 示的取代或未取代的氧亚乙基氧基 : -(O-C(Alk)2)- (A-a) -(O-C(Alk)2C(Alk)2O)- (A-b) Alk 表示氢原子、 C1-C6 烷基或环烷基 ; p 表示 2 或更大的整数 ; D1 表示羰基 (-C( = O)-) 或磺酰基 (-S( = O)2-), 且各个 D1 可以彼此相同或不同 ; D2 表示羰基 (-C( = O)-)、 磺酰基 (-S( = O)2-)、 羧基 (-C( = O)O-)、 磺酰氧基 (-S( = O)2O-)、 氨基甲酰基 (-C( = O)N(Alk)-) 或氨磺酰基 (-S( = O)2N(Alk)-), 各个 D2 可以彼此 相同或不同, 其中, Alk 表示氢原子、 C1-C6 烷基或环烷基 ; E 表示取代或未取代的亚烷基、 环亚烷基、 亚烯基、 亚炔基或亚芳基、 二价杂环芳环基或 杂环非芳环基、 二价基团, 所述二价基团选自亚氨基、 烷基亚氨基、 氧基、 硫醚基、 亚氧硫基、 磺酰基、 磷酰基和烷基取代的甲硅烷基, 或由这些基团的两种或多种组合组成的二价基团 ; q 表示 0 或更大的整数 ; 而当 q 是 2 或更大时, 各个 E 可以彼此相同或不同 ; R 表示氢原子、 取代或未取代的 C8 或更长的烷基、 全氟烷基或三烷基甲硅烷基, 各个 R 可以彼此相同或不同 ; B 的变化取决于 R ; 当 R 表示氢原子或取代或未取代的 C8 或更长的烷基时, B 表示取代或未取代的氧基亚 乙基或取代或未取代的氧基亚丙基 ; 彼此相连的多个 B 可以彼此相同或不同 ; m 表示 1 或更 大的自然数 ; 当 R 代表全氟烷基时, B 表示氧基全氟亚甲基、 氧基全氟亚乙基或任选支化的氧基全氟 亚丙基 ; 多个彼此相连的 B 可以彼此任选相同或不同 ; 并且 m 代表 1 或更大的自然数 ; 当 R 表示三烷基甲硅烷基时, B 表示二烷基甲硅烷氧基, 其中烷基选自甲基、 乙基和任 选的支化的丙基, 各个 B 可以彼此相同或不同 ; 彼此相连的多个 B 可以彼此相同或不同 ; m 表示 1 或更大的自然数 ; 且 1 Z 表示单键、 二价基团, 该二价基团选自羰基、 磺酰基、 磷酰基、 氧基、 取代或未取代的 氨基、 硫醚基、 亚烯基、 亚炔基和亚芳基或由这些基团的两种或多种的组合组成的二价基 团。
2: 根据权利要求 1 所述的化合物, 其中在式 (Z) 中, A 是季戊四醇、 丙三醇、 低聚 - 季 戊四醇、 木糖醇、 山梨醇、 肌醇、 三羟甲基丙烷、 双 ( 三羟甲基 ) 丙烷、 新戊二醇或聚甘油的残 基。
3: 根据权利要求 1 所述的化合物, 其中在式 (Z) 中, A 是由下式 (AI) 至 (AIII) 中任一 所表示的基团 : [ 式 1] 2 其中 * 指与 -L-D1-(E)q-D2-(B)m-Z1-R 的结合位点 ; C 表示碳原子 ; R0 表示氢原子或取代基 ; X1 ~ X4、 X11 ~ X14 和 X21 ~ X24 中的每一个表示氢原子或卤素原子, 且可以彼此相同或不同 ; n1 ~ n3 中的每一个表示 0 到 5 的整数 ; m4 表示 0 到 2 的整数。
4: 根据权利要求 1 所述的化合物, 其中在式 (Z) 中, 各个 -(B)m-Z1-R 是由下式 (ECa) 表 示的基团, 各个 -(B)m-Z1-R 可以彼此相同或不同 : [ 式 2] 其中 在式 (ECa) 中, C 表示碳原子 ; O 表示氧原子 ; 式 (Z) 中与 R 相对应的 Ra 表示取代或未 取代的 C8 或更长的烷基 ; 与式 (Z) 中 Z1 相对应的 La 表示单键或二价连接基团 ; 各个 Xa1 和 Xa2 表示氢原子或卤素原子 ; na1 表示 1 到 4 的整数 ; 当 na1 是 2 或更大时, 多个 Xa1 和 Xa2 可 以彼此相同或不同 ; 且 na2 表示 1 到 35 的数。
5: 根据权利要求 4 所述的化合物, 其中在式 (Z) 中, 与 Z1 相对应的 La 是单键或二价基 团, 所述二价基团由一种或多种选自羰基、 磺酰基、 磷酰基、 氧基、 取代或未取代的氨基、 硫 醚基、 亚烷基、 亚烯基、 亚炔基和亚芳基的基团的组合组成。
6: 根据权利要求 1-3 中任一项所述的化合物, 其中在式 (Z) 中, 各个 -(B)m-Z1-R 是由 下式 (ECb) 表示的基团, 且各个 -(B)m-Z1-R 可以彼此相同或不同 : [ 式 3] 3 其中 在式 (ECb) 中, 与权利要求 4 中式 (ECa) 相同的那些符号分别是同义的, 与式 (Z) 中 Z1 相对应的 La 表示单键 ; na2 表示 0 到 2 的数 ; nc 表示 1 到 10 的数 ; m 表示 1 到 12 的数 ; n表 示 1 到 3 的数。
7: 根据权利要求 1-3 中任一项所述的化合物, 其中在式 (Z) 中, 各个 -(B)m-Z1-R 是由 下式 (ECc) 表示的基团, 且各个 -(B)m-Z1-R 可以彼此相同或不同 : [ 式 4] 其中 在式 (ECc) 中, 与权利要求 4 中式 (ECa) 相同的那些符号分别是同义的, 各个 Alk’ 可 1 a1 以彼此相同或不同且表示 C1-C4 烷基 ; 与式 (Z) 中的 Z 相对应的 L 表示单键 ; nb 表示 1 到 10 的数。 4 102046583 A CN 102046587 说 明 化合物 书 1/44 页 技术领域 本发明涉及一种新型化合物。 本发明的化合物用于包括润滑剂的技术领域在内的 多种技术领域。 [0001] 背景技术 为了降低摩擦系数并防止各种摩擦 - 滑动位置的磨损, 已将润滑油用于各种工业 机械中。 [0003] 一般说来, 目前的润滑油经构建以在温和摩擦条件 ( 流体润滑条件 ) 下形成流体 膜并在苛刻摩擦条件 ( 边界润滑条件 ) 下在摩擦界面形成半固体涂膜。即, 目前的润滑油 含有能够显示低摩擦系数的低粘度油 ( 即, 基础油 (base oil)) 和化学物质, 为了防止在苛 刻摩擦条件下低粘度基础油遭到破坏之后引起的界面之间直接接触, 该化学物质能够与其 界面 ( 例如, 铁界面 ) 反应以形成能够赋予低摩擦系数的坚韧且软的边界润滑膜。尽管该 化学物质溶解于基础油中, 但是它因与界面原料 ( 一般说来, 是钢 ) 反应而随时间积聚在其 界面。 然而, 与此同时, 该化学物质还与不直接参与滑动的大部分表面反应, 并发生积聚, 由 此消耗了该有价值的化学物质。此外, 即使消耗掉该化学物质, 基础油没有消失, 而是实际 上以各种分解产物保留下来 ; 并在许多情况下, 这样加速了润滑油本身的劣化。而且, 该化 学物质反应形成的边界润滑膜本身也在苛刻条件下因摩擦 - 滑动而剥离, 并且边界基底本 身也被剥离 ; 并且它们与前面的反应分解产物一起漂浮或沉积 ( 沉淀 ), 由此损害润滑油的 润滑性能并成为其所需性能劣化的因素。为了防止这种情况发生, 一般说来, 将抗氧化剂、 分散剂、 清净剂 (cleaning agent) 等加入到润滑剂中 ( 专利文献 1)。 [0004] 基于上述情况, 在大多数目前的润滑油中, 为了降低极苛刻条件 ( 边界润滑条件 ) 下的摩擦, 并且也为了减少和抑制所加化学物质的副作用, 还加入新的化学物质。而且, 为 了减少因磨损从界面本身形成的细碎粉和化学物质的分解漂浮物引起的润滑功能的降低, 还加入新的化学物质。并且由于各种化学物质的功能在润滑油中彼此相关, 因各种化学物 质的消耗和劣化导致润滑油可以整体发挥作用并呈现最好的润滑效果的时间缩短是必然 并且是不可避免的。可以说这是某种恶性循环。结果, 为了改善目前润滑油的性能, 对该组 合物作大的改进是不容易的。 [0005] 然而, 称作 “化学物质” 的所有前述化合物都是含有可以与铁界面反应的元素的化 合物, 而且, 通过这种化合物与铁反应形成的物质具有降低其摩擦和磨损的能力。 对润滑来 说必不可少的元素有磷、 硫或卤素, 还有起竞争和补充作用的锌或钼。 前面三种元素显然是 对环境有害的元素, 必需绝对禁止其释放到空气中, 即使作为废气释放到空气中也必须完 全避免。 [0006] 此外, 用于内燃机、 汽车传动等的润滑油为了实现节省燃料的目的要求粘度低, 并 且与此同时, 从近年来资源的有效利用、 废油的减少、 润滑油用户的成本降低等的角度, 越 来越需要实现润滑油的长换油期 (long drain)。特别是, 伴随着内燃机的高性能、 高输出、 苛刻驱动条件等, 要求内燃机的润滑油 ( 机油 ) 具有更高的性能。 [0002]

说明书


然而, 在传统的内燃机用润滑油中, 为了保证热或氧化稳定性, 通常使用高度精 炼的基础油, 例如加氢裂化的矿物油等, 或者使用高性能基础油例如合成油等, 并将基础 油与具有过氧化物分解能力的含硫化合物例如二硫代磷酸锌 (ZDTP)、 二硫代氨基甲酸钼 (MoDTC) 等混合, 或者与无灰抗氧化剂例如苯酚类或胺类抗氧化剂等混合。然而, 不能说热 稳定性或氧化稳定性本身总是足够的。而且, 尽管通过增加抗氧化剂的混合量可以从一定 程度上改善热或氧化稳定性, 但是根据该技术改善热或氧化稳定性的效果天然存在一定的 限制。

     并且从环境问题的角度例如降低二氧化碳的排放等, 要求机油降低硫或磷的含 量, 以便提高节省燃料的性能和耐久性, 并保持清洗废气的催化能力。另一方面, 近年来在 柴油机中, 尽管开始安装微粒物质的排放控制机械, 例如柴油机微粒过滤器 (DPF) 等, 但是 从防止该机械堵塞的角度需要柴油机机油实现低灰分。 机油低灰分的实现意味着金属清净 剂的减少, 并且极其重要的问题是保证通过混合大量金属清净剂或无灰分散剂保持的柴油 机清洗性能, 特别是具有高热载荷的顶环槽的清洗性能。
     当以内燃机为例, 前述润滑涉及除燃烧室之外的部分的润滑和润滑组合物。 然而, 对于燃烧室的润滑, 实际上也存在大问题。即, 对控制 ( 防止或降低 ) 在燃烧室的燃料加入 口形成的沉积物, 或者降低由此引起的摩擦和磨损的研究, 多年来一直向燃料中加入痕量 添加剂。 尤其是, 近年来, 从废气控制的角度, 必需实现低硫浓度的燃料组合物。 然而, 据此 涉及润滑性能降低, 由此引起包括凸轮和阀的阀动装置的耐久性降低。 这里, 根据需要综述 了有利于减少摩擦和磨损的传统元素。
     即, 为了通过少量添加呈现效能, 必需与界面原料反应, 然而能够通过形成边界润 滑膜呈现所需低摩擦的元素是必需的, 与此同时, 需要降低硫、 磷和重金属, 其存在本身就 是个问题。润滑油是支持目前工业机械本身的材料, 并且即使它们不容易替代, 经过 150 多 年, 现在是通过最新科技和功能原料技术严肃关注润滑油的组合物和作为其背景的润滑机 理本身的时候。
     开始, 尽管已描述 “为了降低摩擦系数并防止各种摩擦 - 滑动位置的磨损, 已将润 滑油用于各种工业机械中” , 然而润滑油本身的任务是保持和维持机器的机动功能。 尽管我 们使机器工作并利用它, 但是当获得功 ( 作用 )( 反作用 ) 时, 在相互滑动的界面必然产生 摩擦。 为了减少该摩擦产生的巨大磨损并防止机械损伤如卡住等发生, 必需保证滑动间隙, 为此提供了各种固体或液体润滑膜。
     摩擦状态下这种液体膜的行为的理论分析开始于将在流体力学中描述粘性流体 的运动的 Navier-Stokes 方程用于具有窄雷诺数的间隙。当时, 从理论上解释了楔形油膜 在轴承中产生高的动水压力的试验证实的现象, 由此产生了今天的流体润滑理论的基础。
     按照该理论, 基于用作轴承设计的基本特征数的索氏数 (Sommerfeld number) 通 过下面等式表达, 注意到, 滑动间隙的膜厚 d 与压力 P、 粘度 η( →也与温度 T 相关 ) 和滑动 速度 V 相关。由于滑动间隙的膜厚 d 本身准确地取决于其表面的平均粗糙度 Ra, 可以说与 滑动间隙的膜厚 d 损耗相关的因素是压力 P、 温度 T、 粘度 η、 表面的平均粗糙度 Ra 和滑动 速度 V。
     索氏数 S = [η(T)×R( 轴承半径 )×V( 速度 )]/[2πP( 压力 )×d2( 间隙 )]
     从保持油膜的角度, 就间隙 d 的影响因素而言, 可以容易地推导出在高温下, 降低 油膜粘度和界面粗糙度的因素是重要的, 以及在高压下, 压力和油膜粘度的压力相关性自 然是重要的。
     结果, 保持液体膜的技术历史开始于对基础油粘度的控制。首先, 为了防止破损, 使用具有相当高粘度的油, 即高粘性油。然而, 机械必需启动, 并且同时, 高粘度是不利的。 而且, 一般说来, 启动时的温度比运转时的温度低, 大多数情况下, 因油粘性特别高因此油 几乎不移动 ; 并且因此, 为了绝对避免高温时的破坏, 使用最初粘度低的高粘度指数油, 而 且向低粘度基础油中加入聚合物 ( 粘度指数改进剂 )。
     相应于高温高压的苛刻条件开发的技术是涉及能够直接牢固粘附到界面, 特别是 铁界面并具有柔性的界面保护膜 ( 边界润滑膜 )。历史上, 从添加肥皂开始, 形成无机膜 例如氯化铁、 硫化铁、 磷酸铁等 ; 并且近年来, 开发了反应性和低摩擦有机金属复合物例如 Mo-DTC、 Zn-DTP 等, 并将其痕量加入到基础油中。
     尽管如前所述改善了相对温度的粘度物理性能并通过另一方法形成润滑膜的技 术开发, 但是还没有出现本发明的技术和简单方法, 其中控制并优化了粘度 - 压力模数 (viscosity-pressure modulus), 为了防止油膜破损同时控制相对于压力的粘度。 然而, 有关粘度 - 压力模数的理论的确已建立一段时间了。
     至于摩擦机理, 已知有介于前述温和流体润滑机理和苛刻边界润滑机理之间的弹 性流体润滑机理。 该弹性流体润滑机理的理论研究起始于有关真正接触面形状和产生的压 力的研究, 由 Hertz 于 1882 年发表 ; 通过 EHL 弹性流体润滑理论的总结由 Petrosevich 于 1951 年建立 ; 并通过油膜形成理论考虑到弹性变形由 Dowson/Higginson 于 1968 年变成实 际理论。
     该弹性流体润滑机理作用的区域是在高压, 例如, 几吨 /cm2, 即约几百 MPa 的摩擦 区域。 一看可知, 尽管这种条件苛刻, 但是实际上, 由于铁在这种压力范围内引起弹性变形, 与油膜接触的铁界面的真正接触面的面积增加, 并且实际压力降低。即, 在该区域内, 只要 没有引起铁或油膜破损的弹性极限, 摩擦系数不会增加, 并且可以说这种区域是滑动界面 的 “保佑区” 。而且, 与此同时, 在该区域内, 由常规润滑油例如矿物油制成的油膜比大气压 时的粘度高约 1,000 倍, 但是可能存在粘度变低至仅约 500 倍的情况, 这取决于原料的化学 结构。Barus 基于下式 (VII) 解释了与液体粘度的压力相关性有关的这种现象并提出了物 质固有的粘度的上升率 α 与压力是相关的 ( 非专利文献 1)。
     η = η0exp(αP) (VII)
     这里, α 代表粘度 - 压力模数 ; 和 η0 代表大气压下的粘度。
     而且, Doolittle 主张自由体积模型的思想, 即, 液体粘度由占据液体体积的分子 的占据体积与热膨胀产生的自由体积之比确定 ( 非专利文献 2)。
     η = Aexp(BV0/Vf) (VIII)
     这里, η 代表粘度 ; V0 代表分子的占据体积 ; 和 Vf 代表自由体积。
     比较 Doolittle 的等式 (VIII) 和 Barus 的等式 (VII), 注意到粘度 - 压力模数 α 与分子的自由体积成反比。即, 粘度 - 压力模数小时暗示分子的自由体积大。结果, 注意到 通过优化原料的化学结构可以控制液体粘度的压力相关性, 即, 通过优化化学结构可以提 供在相同高载荷和高压力条件下比构成目前润滑油的油粘度更低的原料。例如, 假设真正
     接触部分的油膜是由粘度 - 压力模数 α 约为矿物油或烃类化学合成油例如聚 -α- 烯烃 ( 常用作润滑油 ) 的一半的原料形成, 该弹性流体润滑区域处于较温和条件下。即, 在常规 润滑油中, 即使在分类在边界润滑区域的高载荷下, 考虑到因高压下界面和低粘度油膜的 弹性变形增加了油膜的冷却效果以及真正接触位点的低压力和低粘度, 期待基本上避免边 界润滑区域并实现理想的仅由流体润滑构成的润滑机理。
     近年来, 公开了具有多个径向排列相对长碳链的盘状化合物和含有该化合物的 润滑油 ( 即, 无金属原料的润滑油 ) 在弹性流体润滑区域具有低摩擦系数 ( 例如, 专利文 献 2-4)。这种盘状化合物具有盘状核心和从该盘状核心径向延伸的侧链, 并且预计在高度 排列状态下也可以必然保证扇形自由体积。结果, 具有径向排列的侧链的盘状或板状化合 物与其占据体积相比通常具有许多自由体积, 并因此, 它们呈现小的粘度 - 压力模数。即, 预计即使在高压下粘度相当小, 并且在高压下呈现较低粘度和较低摩擦性能 ( 非专利文献 3)。
     然而, 通常这些原料是其粘度比常用于润滑油的矿物油和化学合成油的粘度要大 1 个数量级, 绝对不可能用大量这种廉价原料代替低粘度基础油。
     即, 尽管高压下的粘度由粘度 η0 和前述等式 (VII) 表示的粘度 - 压力模数 α 确 定, 但是当实际上使用低粘度基础油时, 已经开始在弹性流体润滑区域内破裂, 并且处于无 粘度状态, 即高压下为弹塑性体。已阐明该润滑油膜的破裂容易度与流体分子的聚集状态 ( 即润滑油分子的包装状态 ) 相关, 并可以由粘度 - 压力模数 α 和压力 P 之乘积 αP 评价 ( 非专利文献 4)。 一般说来, 当乘积 αP 不大于 13 时, 润滑油膜起粘性流体作用, 当乘积 αP 在 13 和 25 之间时, 起粘弹性流体作用, 当乘积 αP 为 25 或以上时, 起弹塑性体作用。当两种润 滑油膜在一定压力 P 下具有相同粘度 η 时, 其中粘度 - 压力模数分别定义为 α1 和 α2, 同 样常压粘度分别定义为 η1 和 η2, 建立下面等式。
     lnη = lnη1+α1·P = lnη2+α2·P
     当 18 = α1· P < α2· P = 24, 即 α1/α2 = 18/24 时, 需要注意的是, 当压力 P 增 加大一点时, 具有粘度 - 压力模数 α2 的膜变成弹塑性体, 并且甚至在相同压力在相同粘度 下更容易破裂。
     结果, 即使使用具有相当大的 η0( 其程度为即使在流体润滑区域也可以使用 ) 的 基础油, 由于构成基础油的链烃例如矿物油的粘度 - 压力模数 α 大, 因此最终趋势是高压 下粘度 η 变大, 并且认为具有粘弹性流体区域的基础油和有机化合物, 它们各自具有在流 体润滑下能够赋予低摩擦系数的低 η0 和在弹性流体润滑下能够赋予低摩擦系数的低 α, 迄今为止都不存在。
     目前, 即使能够开发可以清除前述限制的原料, 考虑到要求大量原料和低成本的 基础油所需条件, 难以提供满足所有它们的原料。 因此, 就为了实现低燃料消耗的目的必需 粘度低的机油而言, 可以考虑这样背景, 其中没有认识到有效利用弹性流体润滑的概念本 身。 可以说将原料开发集中在如开始时所述的将目前低粘度基础油和能够形成边界润滑膜 的痕量化学物质组合是不可避免的结果。
     [ 专利文献 1]JP-T-2005-516110
     [ 专利文献 2]JP-A-2006-328127
     [ 专利文献 3]JP-A-2007-92055
     [ 专利文献 4]JP-A-2006-257383
     [ 非专利文献 1]C.Barus, Am.J.Sci., 45(1893), page 87
     [ 非专利文献 2]A.K.Doolittle, J.Appl.Phys., 22(1951), 1471
     [ 非专利文献 3]Masanori HAMAGUCHI, Nobuyoshi OHNO, Kenji TATEISHI and Ken KAWATA, Preprint of the International Tribology Conference(Tokyo, 2005-11), page 175
     [ 非 专 利 文 献 4]Nobuyoshi OHNO, Noriyuki KUWANO and Fujio HIRANO, Junkatsu(Lubrication), 33, 12(1988), 922 ; 929 发明内容
     发明所要解决的问题 本发明的目的是提供一种新的化合物, 其可用于包括润滑剂技术领域在内的多个领域中。 解决问题的方法
     实现上述目的的方法如下 :
     [1] 由下式 (Z) 所示的化合物 :
     A-L-{D1-(E)q-D2-(B)m-Z1-R}p (Z)
     其中
     A 表示 p 价链残基或环残基 ;
     L 表示由下式 (A-a) 所示的单键、 氧基、 取代或未取代的氧基亚甲基, 或由下式 (A-b) 所示的取代或未取代的氧亚乙基氧基 :
     -(O-C(Alk)2)- (A-a)
     -(O-C(Alk)2C(Alk)2O)- (A-b)
     Alk 表示氢原子、 C1-C6 烷基或环烷基 ;
     p 表示 2 或更大的整数 ;
     D1 表示羰基 (-C( = O)-) 或磺酰基 (-S( = O)2-), 且各个 D1 可以彼此相同或不同 ;
     D2 表示羰基 (-C( = O)-)、 磺酰基 (-S( = O)2-)、 羧基 (-C( = O)O-)、 磺酰氧基 (-S( = O)2O-)、 氨基甲酰基 (-C( = O)N(Alk)-) 或氨磺酰基 (-S( = O)2N(Alk)-), 各个 D2 可以彼此相同或不同, 其中, Alk 表示氢原子、 C1-C6 烷基或环烷基 ;
     E 表示取代或未取代的亚烷基、 环亚烷基、 亚烯基、 亚炔基或亚芳基、 二价杂环芳环 基或杂环非芳环基、 二价基团, 该二价基团选自亚氨基、 烷基亚氨基、 氧基、 硫醚基、 亚氧硫 基、 磺酰基、 磷酰基和烷基取代的甲硅烷基, 或由这些基团的两种或多种组合组成的二价基 团; q 表示 0 或更大的整数 ; 而当 q 是 2 或更大时, 各个 E 可以彼此相同或不同 ;
     R 表示氢原子、 取代或未取代的 C8 或更长的烷基、 全氟烷基或三烷基甲硅烷基, 各 个 R 可以彼此相同或不同 ;
     B 的变化取决于 R ;
     当 R 表示氢原子或取代或未取代的 C8 或更长烷基时, B 表示取代或未取代的氧基 亚乙基或取代或未取代的氧基亚丙基, 彼此相连的多个 B 可以彼此相同或不同 ; m 表示 1 或
     更大的自然数 ;
     当 R 表示全氟烷基时, B 表示氧全氟亚甲基、 氧全氟亚乙基或任选的支化的氧全氟 亚丙基 ; 彼此相连的多个 B 可以彼此相同或不同 ; m 表示 1 或更大的自然数 ;
     当 R 表示三烷基甲硅烷基时, B 表示烷基甲硅烷基, 其中烷基选自甲基、 乙基和任 选的支化的丙基, 各个 B 可以彼此相同或不同 ; 彼此相连的多个 B 可以彼此相同或不同 ; m 表示 1 或更大的自然数 ; 且 1
     Z 表示单键、 二价基团, 该二价基团选自羰基、 磺酰基、 磷酰基、 氧基、 取代或未取 代的氨基、 硫醚基、 亚烯基、 亚炔基和亚芳基或由这些基团的两种或多种组合组成的二价基 团。
     [2] 根据 [1] 的化合物, 其中在式 (Z) 中, A 是季戊四醇、 丙三醇、 低聚 - 季戊四醇、 木糖醇、 山梨醇、 肌醇、 三羟甲基丙烷、 双 ( 三羟甲基 ) 丙烷、 新戊二醇或聚甘油。
     [3] 根据 [1] 的化合物, 其中在式 (Z) 中, A 是由下式 (AI) 至 (AIII) 中任一所表 示的基团 :
     [ 式 1]
     其中
     * 指与 -L-D1-(E)q-D2-(B)m-Z1-R 的结合位点 ; C 表示碳原子 ; R0 表示氢原子或取代 基; X1 ~ X4、 X11 ~ X14 和 X21 ~ X24 中的每一个表示氢原子或卤素原子, 且可以彼此相同或不 同; n1 ~ n3 中的每一个表示 0 到 5 的整数 ; m4 表示 0 到 2 的整数。
     [4] 根据 [1]-[3] 中任一项的化合物, 其中在式 (Z) 中, 各个 -(B)m-Z1-R 是由下式
     (ECa) 表示的基团, 且各个 -(B)m-Z1-R 可以彼此相同或不同 :
     [ 式 2]
     其中
     在式 (ECa) 中, C 表示碳原子 ; O 表示氧原子 ; 式 (Z) 中与 R 相对应的 Ra 表示取代 或未取代的 C8 或更长的烷基 ; 与式 (Z) 中 Z1 相对应的 La 表示单键或二价连接基团 ; 各个 Xa1 和 Xa2 表示氢原子或卤素原子 ; na1 表示 1 到 4 的整数 ; 当 na1 是 2 或更大时, 多个 Xa1 和 Xa2 可以彼此相同或不同 ; 且 na2 表示 1 到 35 的数。
     [5] 根据 [4] 的化合物, 其中在式 (Z) 中, 与 Z1 相对应的 La 是单键或选自羰基、 磺 酰基、 磷酰基、 氧基、 取代或未取代的氨基、 硫醚基、 亚烷基、 亚烯基、 亚炔基和亚芳基的一种 或多种组合组成的二价连接基团 ;
     [6] 根据 [1]-[3] 中任一项的化合物, 其中在式 (Z) 中, 各个 -(B)m-Z1-R 是由下式 (ECb) 表示的基团, 各个 -(B)m-Z1-R 可以彼此相同或不同 :
     [ 式 3]其中
     在式 (ECb) 中, 与根据 [4] 的式 (ECa) 中相同的那些符号是同义的, 与式 (Z) 中 Z1 相对应的 La 表示单键 ; na2 表示 0 到 2 的数, nc 表示 1 到 10 的数, m 表示 1 到 12 的数 ; n表 示 1 到 3 的数。
     [7] 根据 [1]-[3] 中任一项的化合物, 其中在式 (Z) 中, 各个 -(B)m-Z1-R 是由下式 (ECc) 表示的基团, 各个 -(B)m-Z1-R 可以彼此相同或不同 :
     [ 式 4]
     其中
     在式 (ECc) 中, 与根据 [4] 的式 (ECa) 中相同的那些符号是同义的 ; 各个 Alk’ 可 1 a1 以彼此相同或不同并表示 C1-C4 烷基 ; 与式 (Z) 中 Z 相对应的 L 表示单键 ; nb 表示 1 到 10 的数。
     发明效果
     根据本发明, 可以提供一种新型化合物, 该化合物可以用于包括润滑剂技术领域 等在内的各个领域中。
     具体实施方式
     以下对本发明进行详细说明。请注意, 在本说明书中, 使用任何 “... 至 ...” 的数值表达式表示包括分别在 “至” 之前及之后给定的数值的下限和上限。
     1. 由式 (Z) 表示的化合物
     A-L-{D1-(E)q-D2-(B)m-Z1-R}p (Z)
     在式中, A 表示 p 价链残基或环残基。
     A 的优选实例是含有支化结构的基团, 其中与 -L 相连的 A 中从原子 (α- 位 ) 到 第三原子 (γ- 位 ) 是二级或以上的。式 (Z) 表示的化合物含有属于化合物基团以所谓的 “星放射状” 或 “星状” 表示的 A, 并显示出作为润滑剂组合物等的优选性质。
     如上所述 “粘度随压力的增加率小” 的化合物可用于润滑剂技术领域, 并且前面也 描述非专利文献 2 公开了这种性质可以通过 “具有尽可能大的自由体积” 的化合物实现。 “具 有尽可能大的自由体积” 的化合物的实例是存在于分子内的多个侧链的自由体积大的化合 物。
     当将苯并菲化合物作为具有盘状结构的化合物的实例时, 例如, 在 2-、 3-、 6-、 7-、 10- 和 11- 位具有长链烷氧基的苯并菲中, 由这种长链烷氧基组成的侧链自然径向延伸, 并 且从烷氧基中的氧原子开始, 侧链距离中心越远, 侧链可以自由移动的空间体积 ( 自由体 积 ) 越大。即使该主题化合物高密度聚集, 或者它呈现柱状结构的六边形最密装填结构例 如液晶相或晶体, 也可以确保侧链可以进行某种程度的移动的最小空间。这是盘状分子和 线状分子之间的显著区别。当线状分子经单轴取向时, 自由体积丧失。 接下来, 考虑具有以下结构的分子, 在其结构中, 侧链相对于以 SP3 元素为中心的 空间以精确的 “星放射状” 或 “星状” 在四个方向相等地延伸, 如甲烷、 四甲基硅烷、 三甲基 胺等一样。在这种分子中, 可以认为, 与具有盘状结构的分子相似, 理论上可以相似地保证 其自由体积 ; 然而, 实际情况有很大的不同。在如上所述的盘状分子中, 由于其不可破坏的 核结构, 从一开始就保证了盘状核本身的侧链可以在与其中心相距一定距离的空间自由移 动, 而在 “星放射状” 或 “星状” 分子中, 采用的是以 SP3 元素为中心直接由该元素延伸碳链 的结构, 因此它们之间的差异很大。
     例如, 比较作为前述的盘状化合物的六烷氧基苯并菲的氧的位置和作为 “星放射 状” 或 “星状” 化合物的三羟甲基甲烷的三乙氧基化物的氧的位置, 如下所示, 当以 SP3 碳的 链长计接近时, 氧的位置相应于中心核的 SP3 碳的大约第四个碳的位置, 即环氧基末端的 碳。乍一看, 后者的自由度更高 ; 然而, 当密度增加, 并且分子开始聚集时, 其它侧链也进入 每个侧链附近的空间, 各个侧链弯曲, 或者侧链变成接近棒状, 其方式就如合拢的伞, 由此 可能减少自由体积。可以容易地假设当密度实际上增加时, 侧链状态将这样变化。
     [ 式 5]
     即使在具有非 - 盘状结构的核, 例如这种含 SP3 元素 - 的核等的分子中, 为了使其 侧链能够保证与盘状分子的侧链相似的大的空间体积, 本发明人对适合的侧链结构进行了 广泛和深入的研究。因此, 本发明在研究成果的基础上完成。
     尽管下面的乙酰氧基三羟甲基甲烷是通过将三羟甲基甲烷的三乙氧基化物转化 成酯获得的, 但是该结构是润滑领域中油脂 (fat and oil) 的基本结构。本文所述的油脂 是脂肪酸的多元醇酯, 并具有可以容易地显示出在高压下比矿物油更低的粘度 - 压力模数 ( 即更低的摩擦系数 ) 的结构。
     [ 式 6]
     可以认为, 其原因在于以下事实 : 酯内 C-O 的转动势能小于 C-C 的转动势能 ; 并且 由于羰基之间的电子排斥和空间排斥容易径向打开, 可以很大程度上确保自由体积。 当然, 与多元羧酸的酯相比, 多元醇的酯的摩擦较低。可以认为这与影响 C-O 旋转的侧链整体的 自由体积的大小有关。
     但是, 与矿物油相比, 目前酯油的摩擦低, 然而, 其程度不是太显著。然后, 本发明 人对在进一步延伸的侧链末端具有羰基的化合物的润滑效果进行广泛且深入的研究, 发现 通过将相应于琥珀酸的残基与三羟甲基甲烷连接获得的以下化合物呈现显著的摩擦降低 效果。
     该结果不仅在例如琥珀酸的 1, 4- 二羰基显示, 而且在其中心插入氧的 1, 3- 二羰 基、 1, 5- 二羰基等得到证实。而且, 酰化肌氨酸的多元醇酯也显示相同的摩擦降低效果。
     [ 式 7]
     因此, 本发明涉及具有能够径向排列侧链并具有连接其上的径向延伸侧链的链状 或环状化学结构的化合物, 并且本发明利用一种能够保证更大自由体积的化合物。为了该 侧链可以保证大的自由体积, 优选具有如下设计的化学结构 : 所述侧链在中心核的连接位 点附近容易自由旋转, 并且所述侧链彼此排斥。 在本说明书中, 具有如此设计的侧链的化合 物总称为 “星放射状” 或 “星状” 化合物。
     尽管已经描述了具有含 SP3 碳原子的中心核并含有由此形成的支化结构的化合 物, 但是只要侧链能够保证大的自由体积, 对该中心核的结构没有特别的限制。当然, 结构 1 2 可以是环状结构。而且, 在将前述式 (Z) 代表的化合物具有的前述结构 (-D -(E)q-D -(B) 1 硅、 硼、 磷等 ) 并含有由其形成 m-Z -R) 的侧链与含有能够变成三价或多价的元素 ( 例如氮、 的支化结构的中心核相连接获得的化合物中, 侧链也能够保证大的自由体积并呈现相同的 效果, 并且这样的化合物落入本发明的范围内。
     而且, 本发明的化合物可以是聚合物也可以是低聚物。 更具体地说, 在将具有前述 1 2 1 结构 (-D -(E)q-D -(B)m-Z -R) 的侧链与一种或两种或多种构成其主链的重复单元的侧链相 连接获得的聚合物或低聚物中, 侧链也能够保证大的自由体积并具有相同的效果。所述聚 合物或低聚物的主链例如可以是如在聚乙烯醇链中一样的简单结构。 具体地, 用前述式 (Z) 1 2 1 代表的化合物具有的前述结构 (-D -(E)q-D -(B)m-Z -R) 的侧链取代聚乙酸乙烯酯的乙酰基 获得的聚合物或低聚物落入本发明的范围内。
     在其上连接有前述侧链的中心核结构的实例中, 烃链的实例包括季戊四醇、 低 聚 - 季戊四醇 ( 包括二 -、 三 - 或四赤藓糖醇 )、 将季戊四醇的一个羟基与其它二价基团 ( 例 如, 取代或未取代的亚烷基、 环亚烷基、 亚烯基、 亚炔基或亚芳基、 二价杂环芳族环基或杂环 非芳族环基、 选自亚氨基、 氧基、 硫醚基、 亚磺酰基、 磺酰基、 磷酰基和烷基 - 取代的甲硅烷 基的二价基团、 或者由两种或多种这些基团组合组成的二价基团 ) 相连接获得的基团 ; 以 及甘油、 木糖醇、 山梨糖醇、 肌醇、 三羟甲基丙烷、 双 ( 三羟甲基 ) 丙烷、 新戊二醇或聚甘油的 残基。
     在上式 (Z) 中, A 的优选实例是下式 (AI)-(AIII) 任一代表的基团。
     [ 式 8]
     在式中, * 指与 -D1-(E)q-D2-(B)m-Z1-R 的结合位点 ; C 表示碳原子 ; R0 表示氢原子 或取代基 ; X1 至 X4、 X11 至 X14、 X21 至 X24 中的每一个表示氢原子或卤素原子 ( 例如, 氟原子或 氯原子 ), 且彼此可以相同或不同 ; n1 至 n3 中的每一个表示 0 到 5 的整数, 优选表示整数 1 或2; m4 表示 0 到 8 的整数, 优选表示整数 0 或 2。
     在上式 (AI) 中, 由 R0 表示的取代基实例包括具有 1 至 50 个碳原子的取代或未取 代的烷基 ( 例如, 除了甲基和乙基外, 直链或支化的丙基、 丁基、 戊基、 己基、 庚基、 辛基、 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、 二十三烷基或二十四烷基 ) ; 具有 2 至 35 个碳原子的烯基 ( 例如, 丙烯基、 丁烯基、 戊烯基、 己烯基、 庚烯基、 辛烯基、 壬烯基、 癸烯基、 十一烯基或十二烯基 ) ; 具有 3 至 10 个碳原子的环烷基 ( 环丙基、 环丁基、 环戊基、 环己基 或环庚基 ) ; 具有 6 至 30 个碳原子的芳环基 ( 例如, 苯基、 萘基、 联苯基、 菲基或蒽基 ) ; 杂环 基 ( 优选含至少一个选自氮原子、 氧原子和硫原子的杂原子的杂环的残基 ; 例如, 吡啶基、 嘧啶基、 三嗪基、 噻吩基、 呋喃基、 吡咯基、 吡唑基、 咪唑基、 三唑基、 噻唑基、 咪唑基、 噁唑基、 噻二唑基、 噁二唑基、 喹啉基或异喹啉基 ), 以及由这些基团的组合组成的基团。如有可能, 这种取代基可进一步具有一个或多个取代基, 取代基的实例包括烷氧基、 烷氧羰基、 卤素原 子、 醚基、 烷基羰基、 氰基、 硫醚基、 亚砜基、 磺酰基、 酰胺基等。
     虽然优选所有具有由式 (AI) 至 (AIII) 中任一项表示的基团化合物作为 A, 但从合 成的角度来看, 优选具有由式 (AII) 表示的基团的化合物, 即季戊四醇衍生物。
     在式 (Z) 中, L 表示单键、 氧基、 由下式 (A-a) 表示的取代或未取代的氧基亚甲基,
     或由下式 (A-b) 表示的取代或未取代的氧亚乙基氧基。在下式中, Alk 表示氢原子、 C1-C6 烷 基或环烷基。
     -(O-C(Alk)2)- (A-a)
     -(O-C(Alk)2C(Alk)2O)- (A-b)
     在式 (Z) 中, D1 表示羰基 (-C( = O)-) 或磺酰基 (-S( = O)2-), 各个 D1 可以彼此 相同或不同 ; D2 表示羰基 (-C( = O)-)、 磺酰基 (-S( = O)2-)、 羧基 (-C( = O)O-)、 磺酰基氧 基 (-S( = O)2O-)、 氨基甲酰基 (-C( = O)N(Alk)-) 或氨磺酰基 (-S( = O)2N(Alk)-)。Alk 表示氢原子、 C1-C6 烷基或环烷基。
     在式 (Z) 中, 各个 E 表示单键、 取代或未取代的亚烷基 ( 优选 C1-C8 亚烷基 ; 例如, 亚 甲基、 亚乙基、 亚丙基、 亚丁基、 亚戊基、 亚己基、 亚庚基、 亚辛基 )、 环亚烷基 ( 优选为 C3-C15 环亚烷基, 例如, 环亚丙基、 环亚丁基、 环亚戊基或环亚己基 )、 亚烯基 ( 优选为 C2-C8 亚烯基, 例如, 亚乙烯基、 亚丙烯基、 亚丁烯基、 亚戊烯基 ) 或亚炔基 ( 优选为 C2-C8 亚炔基, 例如, 亚 乙炔基、 亚丙炔基、 亚丁炔基、 亚戊炔基 ) 或亚芳基 ( 优选为 C6-C10 亚芳基, 例如, 亚苯基 )、 二价杂环芳族环基或杂环非芳族环基, 二价基团选自取代或未取代的亚氨基、 氧基、 硫醚 基、 亚氧硫基、 磺酰基、 磷酰基、 烷基取代的甲硅烷基或由两种或多种这些基团的组合组成 的二价基团。
     q 表示 0 或更大的整数, 当 q 为 2 或更大时, 其可以各不相同。 1 2 在上式 (Z) 中, -D -(E)q-D - 的优选实例包括以下基团。 [ 式 9]在上式中, * 表示式中与 L 结合的位点 ; ** 表示与式中 B 结合的位点。各个 D11 和 D12 表示碳原子或 S( = O), 优选为碳原子。E1 表示单键 ; 直链或支化的, 取代或未取代的 C1-C8 亚烷基, C2-C8 亚烯基或 C2-C8 亚炔基 ( 只要碳原子可被氧原子取代 ) ; 取代或未取代 的 C3-C15 环亚烷基、 环亚烯基或环亚炔基 ; 取代或未取代的 C6-C10 亚芳基 ; 取代或未取代的 芳族或非芳族杂环基 ; -NH- ; 或 -NH-Alk” -NH-( 其中 Alk” 表示 C1-C4 亚烷基 )。亚烷基取代 1 基等的实例包括卤素原子 ( 例如, 氟原子或氯原子 )。E 的优选实例包括单键和二价基团, 如亚甲基、 亚乙基、 亚丙基、 亚甲基氧基亚甲基、 次亚乙烯基、 亚氨基、 四氟乙烯基、 亚氨基己 烯亚氨基等。
     在式 (Z) 中, R 表示氢原子、 取代或未取代的 C8 或更长的烷基、 全氟烷基或三烷基 甲硅烷基。
     各个 R 表示的 C8 或更长的烷基优选为 C12 或更长的烷基。 此外, 所述烷基优选为 C30 或较短的烷基, 更优选为 C20 或较短的烷基。所述烷基可以是直链或支化的。其具体实例包 括癸基、 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、 二十八烷基、 三十烷基、 三十五烷基、 四十烷基、 五十烷基、 六十烷基、 八十烷基、 一百烷基 (decacontyl)。这种烷基可以具有一个或多个取 代基。取代基的实例包括卤素原子 ( 例如, 氟原子或氯原子 )、 羟基、 氨基、 烷基氨基、 巯基、 烷硫基、 烷氧基、 氰基等。
     各个 R 表示的全氟烷基优选为 C1-C10 全氟烷基, 更优选为 C1-C6 全氟烷基, 进一步 优选为 C1-C4 全氟烷基, 特别优选为 C1-C2 全氟烷基。其实例包括三氟甲基、 全氟乙基、 全氟 丙基、 全氟丁基、 全氟戊基、 全氟己基、 全氟庚基和全氟辛基。
     各个 R 表示的与三烷基甲硅烷基的 Si 结合的烷基优选为 C1-C4 烷基, 如甲基、 乙基 等。这种烷基可以是支化的。
     在式 (Z) 中, B 的变化取决于 R ; 当 R 表示氢原子或者取代或未取代的 C8 或更长的 烷基时, B 表示取代或未取代的氧基亚乙基或取代或者未取代的氧基亚丙基 ; 彼此相连的 多个 B 可以相同或不同 ; 且 m 表示 1 或更大的自然数, 优选为 4 到 20 的数, 更优选为 7 到 12 的数。
     各个 B 可以彼此相同或不同, 例如, 可以含有具有彼此不同的亚烷基部分的链长 的多个单元 B, 和 / 或同时含有其中亚烷基未被取代的单元 B 和其中亚烷基部分被取代的单 元 B。亚烷氧基中的亚烷基可以具有取代基, 且取代基的实例包括卤素原子 ( 例如, 氟原子 或氯原子 )。 此外, 取代或未取代的氧基亚乙基或者取代或未取代的氧基亚丙基的链长可以 具有分布。
     当 R 表示全氟烷基时, B 表示氧全氟甲基、 氧全氟乙基或任选的支化的氧全氟亚丙 基 ( 支化的氧全氟亚丙基的实例包括全氟异亚丙基 ) ; 彼此相连的多个 B 可以彼此相同或 不同 ; m 表示 1 或更大的自然数, 优选为 4 到 20 的数, 更优选为 7 到 12 的数。
     当 R 表示三烷基甲硅烷基时, B 表示二烷基硅氧基, 其中烷基选自甲基、 乙基和任 选的支化的丙基 ( 支化的丙基的实例包括异丙基 ) ; 各个 B 可以彼此相同或不同 ; 彼此相连 的多个 B 可以相同或不同 ; m 表示 1 或更大的自然数, 优选为 4 到 20 的数, 更优选为 7 到 12 的数。
     在式 (Z) 中, Z1 表示单键, 选自羰基、 磺酰基、 磷酰基、 氧基、 取代或未取代的氨 基、 硫醚基、 亚烯基、 亚炔基和亚芳基的二价基团或两种或多种这些基团的组合组成的二价 基团。作为二价连接基团的实例, 优选由一种或多种选自下述基团的基团组合的二价连 接基团 : 羰基、 磺酰基、 磷酰基、 氧基、 取代或未取代的亚氨基、 硫醚基、 C1-C6 亚烷基、 C1-C16 环亚烷基、 C2-C8 亚烯基、 C2-C5 亚炔基、 C6-C10 亚芳基和 C3-C10 杂环基。由多种基团组合组 成的连接基团的实例包括 -CONH-、 -CO- 环己烯基 -、 -CO-Rh-( 其中 Rh 表示亚苯基 ; 下文 同 )、 -CO-C ≡ C-Ph-、 -CO-CH = CH-Ph-、 -CO-Ph-N = N-Ph-O-、 -CnH2n-NR-(n 表示 1 到 4 ; R 表示氢原子或 C1-C4 烷基 ; 且正面与背面结合 ) 和 -N, N’ - 亚吡嗪基 -。
     如上所述, 在式 (Z) 中, 各个 R 可以彼此相同或不同, 表示取代或未取代的 C8 或更 长的烷基、 全氟烷基或三烷基甲硅烷基。 更详细地说, 对于式 (Z) 中的 -(B)m-Z1-R, 当 R 表示 具有 8 个或更多碳原子的取代或未取代的烷基时, 优选下式 (ECa) ; 当 R 表示全氟烷基时, 优选下式 (ECb) ; 当 R 表示三烷基甲硅烷基时, 优选下式 (ECa)。
     在式 (Z) 中, 当 R 表示取代或未取代的 C8 或更长的烷基, -(B)m-Z1-R 优选为由下式 (ECa) 表示的基团。
     [ 式 10]
     在式 (ECa) 中, C 表示碳原子 ; O 表示氧原子 ; La( 相应于式 (Z) 中的 Z1) 表示单键 或二价连接基团 ; 各个 Xa1 和 Xa2 表示氢原子、 卤素原子或取代基 ( 优选为氢原子或氟原子, 更优选为氢原子 ) ; na1 表示 1 到 4 的整数 ; 当 na1 是 2 或更大时, 多个 Xa1 和 Xa2 可以彼此 相同或不同 ; na2 表示 1 到 35 的数 ( 优选为 4 到 20, 更优选为 4 到 10) ; Ra( 相应于式 (Z) 中的 R) 表示取代或未取代的 C8 或更长的烷基 ( 优选为 C12 或更长的烷基和 C30 或更短的烷 基, 更优选为 C24 或更短的烷基 )。
     La 优选为单键或由选自羰基、 磺酰基、 磷酰基、 氧基、 取代或未取代的氨基、 硫醚 基、 亚烷基、 亚烯基、 亚炔基或亚芳基的一种或多种组合组成的二价连接基团。
     在式 (Z) 中, 当 R 表示全氟烷基时, -(B)m-Z1-R 优选为由下式 (ECb) 表示的基团。
     [ 式 11]
     在式 (ECb) 中, 式 (ECa) 中那些相同的符号是同义的, 与式 (Z) 中 Z1 相对应的 La 表示单键 ; na2 表示 0 到 2 的数, nc 表示 1 到 10 的数, m 表示 1 到 12 的数 ; n 表示 1 到 6 的 数。
     nc 优选为 3 到 8。m 优选为 1 到 8 的数, 更优选为 1 到 4。n 优选为 1 到 3。
     此外, 式 (ECb) 的优选实例是由下式 (ECb’ ) 表示的基团。
     [ 式 12]
     在式 (ECb’ ) 中, 与式 (ECb) 中相同的那些符号分别是同义的, 其优选范围也是相 同的。nc1 是 1 或 2, 优选为 1。
     在式 (Z) 中, 当 R 表示三烷基甲硅烷基时, -(B)m-Z1-R 优选为由下式 (ECc) 表示的 基团。
     [ 式 13]
     在式 (ECc) 中, 与式 (ECa) 中相同的那些符号分别是同义的, 各个 Alk’ 可以彼此 a 1 相同或不同, 且表示 C1-C8 烷基 ; L ( 与式 (Z) 中 Z 相对应 ) 表示单键 ; nb 表示 1 到 10 的数。 nb 优选为 2 到 10, 更优选为 3 到 10。
     在上式 (Z) 中, p 表示 2 或更大的整数, 优选为 3 或更大, 更优选为 3 到 8。鉴于式 (Z) 的化合物具有多个含指定结构的侧链, 其能够实现低摩擦系数。
     由式 (Z) 表示的化合物的实例如下, 但其不应该解释为本发明局限于此。
     [ 式 14]
     [ 式 15]
     [ 式 16]
     [ 式 17]
     [ 式 18]
     [ 式 19]
     [ 式 20]
     [ 式 21]
     [ 式 22]
     [ 式 23]
     [ 式 24]
     [ 式 25]
     上式 (Z) 代表的化合物可以利用多种有机合成反应制得。例如, 在式 (Z) 中, A是 任意式 (AI)-(AIII) 代表的基团的化合物基本上是通过多元醇例如甘油、 季戊四醇等和侧 链结构之间连接形成的, 但是一般说来, 经常采用酯化反应。例如, 该化合物可以通过多元 醇与侧链羧酸的酰基氯、 具有侧链结构的异氰酸酯或具有侧链结构的烷基卤之间的缩合反 应, 或者多元醇和琥珀酸酐或 Meldrum 酸的开环型酯化反应形成羧酸并将其酰基氯和具有 侧链结构的醇酯化的各种反应的组合等制得。而且, 该侧链结构部分可以通过使用长链烷 基醇或者使用通过将环氧乙烷气体加入到羧酸中, 或者进一步使用琥珀酸、 Meldrum 酸或卤 代羧酸获得的醇而方便地制备。
     3. 本发明的化合物的性质
     当将上式 (Z) 的化合物分散于油性介质中时, 它在高剪切场下因共同化学结构的 特有性能在高压高载荷下逐渐偏析 (segregate) 并高浓度化的过程中形成涂膜, 并且与常 规原料相比, 因低粘度 - 压力模数 ( 低 α) 它在弹性流体润滑区域呈现相当低的摩擦性能。 此外, 由于相同原因 ( 低 α), 可以推测这种化合物具有宽的保持粘弹性膜的压力范围并且 可以防止与滑动表面接触的发生, 结果, 实现耐磨性。
     针对该现象, 本发明人经光谱观察在摩擦学领域评价弹性流体润滑区域的称作点 接触 EHL 评价设备的仪器的点接触部分的附近, 并成功地定量掌握了高剪切场、 高载荷下 材料浓度的变化。尤其是, 以下面的方式进行观察。首先, 将前述化合物分散于油性介质制 得样品。单独地, 将旋转钢球放置于金刚石 ( 硬面 ) 板上并使其旋转轴平行, 并对该轴施加 载荷, 由此使它们彼此按压接触。加入制得的样品并流进旋转钢球与金刚石板之间的间隙 及其附近。
     尽管在钢球与金刚石板点接触的部分形成为光干涉图的牛顿环, 通过从钢球的反 面经金刚石板照射红外线并将它们反射到钢球上, 可以测定牛顿环附近样品的薄膜的 IR
     谱。该方法是一种 Junichi ISHIKAWA, Hidetaka NANAO, Ichiro MINAMI and Shigeyuki MORI, Preprint of the International Tribology Conference(Tottori, 2004-11), page 243 中所述的摩擦学领域中微小部分的分析方法, 并没有特殊的。 然而, 根据该方法, 通过改 变钢球的转速、 旋转轴的载荷和样品的温度, 可以在该点观察到不同弹性流体润滑条件下 的行为, 并且该方法是一种有效的方法。
     当使用矿物油或聚 -α- 烯烃作为用于制备该测定所用的样品的油性介质时, 由 于这种化合物是烃, 除了 C-C 和 C-H 之外它没有特性吸收。结果, 当前述化合物具有呈现 清晰的高强度特性吸收带的官能团, 例如酯键的羰基、 氰基、 乙炔基、 全氟烷基、 硅氧烷基等 时, 由该特性吸收带的强度可以定量测定浓度的变化。
     使 用 前 述 设 备 观 察, 结 果 注 意 到 在 高 剪 切 场、 高 压 下 在 所 谓 的 Hertzian 区 ( 其中形成牛顿环 ), 前述化合物以样品流动分离形成的烛焰状逐渐偏析, 例如, 在后方 20-400μm 区域。 多数情况下, 在测定温度 40℃、 线性速度 0.15m/sec、 Hertzian 压力 0.3GPa 的条件下浓度基本恒定约 5 分钟 -2 小时, 然而, 根据例如温度等条件的不同而不同。
     前述点接触 EHL 评价设备是在高压和高剪切条件下 Hertzian 接触区的模型, 即真 正接触位置, 并且实际摩擦接触区是这种真正接触区密集的区域。 因此, 可以认为在油性介 质中含前述化合物的本发明的组合物在这种摩擦接触区的许多真正接触区附近积聚前述 化合物。
     结果, 前述高 - 粘度化合物在滑动部分经油性介质偏析, 并受高剪切力形成光滑 薄膜, 由此其间隙比通常的要窄。因此, 这种低 - 粘度油性介质形成更薄的膜, 由此有利于 流体润滑的低摩擦, 并且在流体润滑区域, 从动力角度其驱动机高效地驱动, 并在高载荷和 高压场中, 可以在低 - 粘度油性介质与弹塑性体薄膜分离之前使前述化合物逐渐聚集, 并 因此, 在已分散在低 - 粘度油性介质中的前述化合物的粘度 - 压力模数 α 小的情况下, 粘 度相当低, 并且在接触位置, 由目标化合物制得的低 - 粘度弹性流体润滑薄膜显示低摩擦 系数。在这种高载荷条件下, 接触区因界面原料的弹性应变而增加, 并且该部分的压力降 低。因此, 实现更加适度的条件, 并且即使在目前润滑油已经进入边界润滑区域的条件下, 也保持了因前述化合物的低 - 粘度弹性流体润滑薄膜使得两个界面彼此基本上不接触的 有益的润滑区域。结果, 节省了燃料。
     最近含钼类有机金属复合物的燃料 - 节省型机油显示低粘度使得 40℃下的粘度 不大于 30mPa· s 并以多级低粘度油例如 0W-20 或类似物市售。 然而, 如上所述, 在本发明的 组合物中, 考虑到在低 - 粘度基础油破损之前形成弹性流体润滑薄膜, 前述化合物在高压、 高剪切条件、 高温下能够显示相同的低摩擦和耐磨性效果。 而且, 即使在这种苛刻条件下该 弹性流体薄膜显示相当低的粘度, 并且低 - 粘度基础油优选在温和条件下起作用 ; 因此, 不 会发生如目前润滑剂中因粘度指数改进剂引起的中至低温下粘度的增加。
     而且, 由于本发明的组合物基本上不利用与界面的反应, 因此其成膜性能不受界 面的材料质量的约束。 此外, 由于前述化合物基本上强耐热并且化学稳定, 因此耐久性相当 高。而且, 在高载荷条件下摩擦部分消失, 并且当温度高时, 本发明的化合物再次分散于油 性介质, 由此总是保持总量。 当需要时, 所需量的化合物聚集显示低摩擦, 并且当不需要时、 化合物再次分散 ; 因此, 本发明的组合物是一种极其智能的润滑剂组合物。
     另一方面, 当前述化合物显示高 α 时, 该组合物有效地起牵引油 (traction oil)的作用, 它用于例如通过离合器等的摩擦传输动力的位置。 在传统高功能牵引油中, 已使用 具有不易腐蚀的结构的烃, 它们都具有高的粘度 - 压力模数 ; 然而, 其一个缺陷在于油本身 的环境粘度必需变得相当高。这样降低了正常状态下的驱动效率。然而, 将前述化合物中 具有高粘度 - 压力模数的原料分散于低 - 粘度油性介质的组合物能够使燃料消耗效率与有 效的动力传输彼此兼容。占传动油大部分的低 - 粘度油性介质能够有效地降低除驱动能传 动部分以外的区域因粘度引起的摩擦损失。 由于能够显示高摩擦系数的材料仅聚集在接触 部分, 因此可以显示油性介质与本发明的化合物的物理性能的不同组合, 并且可以价廉地 提供满足许多传输需求的组合。
     3.-1 粘度 - 压力模数
     上式 (I) 代表的化合物的粘度 - 压力模数越小, 高压下的粘度相应越小。前述化 -1 合物在 40℃下的粘度 - 压力模数优选不大于 20GPa , 更优选不大于 15GPa-1, 尤其优选不大 -1 于 10GPa 。尽管粘度 - 压力模数优选尽可能小, 但是已阐明粘度 - 压力模数与分子的自由 体积相关, 并且推测前述条件下该有机化合物的粘度 - 压力模数的下限值为约 5GPa-1。
     3.-2 元素组成
     本发明的化合物优选为仅有碳、 氢、 氧构成。 一般而言, 现在的润滑油含有磷、 硫和 重金属。在润滑油与燃料一起燃烧的 2- 冲程发动机所用的润滑油中, 尽管考虑到环境载荷 它不含磷和重金属, 但是它含有对 4- 冲程发动机所用的润滑油而言近一半量的硫。即, 在 目前润滑技术中, 尽管可以推测由硫制成的边界润滑膜的形成必需最小化。考虑到含有硫 元素, 清洗废气所用催化剂的负荷非常大。在清洗废气所用的催化剂中, 尽管使用铂和镍, 磷或硫的中毒作用是严重的问题。从这一点考虑, 因构成润滑油的组合物的元素仅由碳、 氢、 氧和氮组成带来的优点非常大。此外, 组合物仅由碳、 氢和氧组成的事实对工业机械的 润滑油而言是最优选的, 特别是食品加工相关的装置。 根据目前的技术, 采用考虑环境同时 牺牲摩擦系数的元素组合物。 对切割或加工金属需要大量冷却水的润滑油而言这也是非常 优选的技术。 许多情况下, 润滑油不可避免地漂浮或蒸发到大气中形成薄雾, 并且处理废液 排放到自然环境中。因此, 既为了达到润滑性能又为了兼容环境保护, 非常优选用仅由碳、 氢和氧构成的本发明的组合物替换现有的润滑油。
     不只是润滑油, 而且各种应用中的材料都需要是环境友好型材料, 本发明的化合 物适于此目的。
     3.-3. 液晶性 :
     本发明的化合物可以是液晶化合物。从润滑性能的角度来看, 优选地, 本发明的 化合物显示液晶性。这是因为考虑到该化合物显示液晶性, 将该分子定位于滑动部分, 由 于各向异性的低粘度效果, 其显示了低的摩擦系数 ( 参阅, 例如, Ken KAWATA 和 Nobuyoshi OHNO, Fujifilm Research and Development(No.51-2006, pp.80 to 85)。
     至于液晶性, 本发明的化合物可以单独揭示热致液晶性, 也可以与油性介质一起 显示热致液晶性。
     4. 本发明化合物的用途
     本发明的化合物可用于多种应用中。一个实例是润滑剂。本发明的化合物可以单 独用作润滑剂, 或者以分散体组合物等的实施方案, 其中本发明的化合物分散和 / 或溶解 于油性介质或水性介质中, 可用作润滑剂。 例如, 加入两个滑动表面之间, 可用于减小摩擦。含有本发明的化合物的组合物能够在滑动表面上形成膜。
     实施例
     通过参考以下实施例对本发明进行了更详细地描述。 在以下实施例中, 原料的量、 所用的试剂和物质材料、 其比例及它们的操作等可适当进行修改或改变, 但不能超过本发 明的精神和范围。因此, 本发明的范围不应局限于以下实施例。
     1. 示例化合物的合成实施例 :
     1-1. 示例化合物 AII-2 的合成实施例 :
     甲烷磺酸 1- 二十二烷基酯的合成
     将 247.4g 二十二醇 (1- 二十二烷醇 ) 溶于 640mL 四氢呋喃中, 逐渐加入 116.1mL 甲磺酰氯, 然后在用冰冷却 30 分钟下逐滴地加入 64.7mL 三乙胺。搅拌 1 小时后, 在 40℃下 加热混合物并再搅拌 30 分钟。将反应混合物倒入 3.5L 冰水中, 将所得的混合物超声分散 15 分钟, 并再在室温下搅拌 4 小时。将该分散体减压过滤, 并用 2L 水冲洗晶体。将所得的 白色晶体在 1.5L 乙腈中搅拌 1 小时, 减压过滤, 然后用 0.5L 乙腈冲洗。将所得的晶体经减 压干燥得到 303.4g 白色晶体。
     四甘醇单 -1- 二十二烷基醚的合成 将 80.4g 甲烷磺酸 1- 二十二烷基酯克加入 207mL 四甘醇中, 并将该混合物在 110℃下加热。在 2 小时内逐渐加入 40.0g 叔丁氧基钾。再将该混合物进一步搅拌 3 小时, 冷却后, 将反应混合物倒入 3L 冰水中, 之后加入 2L 乙酸乙酯, 再搅拌该混合物, 过滤得到 22.2g 不溶物质。萃取得到乙酸乙酯相并与滤液分离, 在减压下浓缩后, 加入 0.5L 乙腈, 将 该混合物在冰冷却下搅拌 1 小时。将反应混合物减压过滤, 并用 0.2L 冷乙腈清洗以获得 81.6g 白色晶体。
     3-(1- 二十二烷基四亚乙基氧基羰基 ) 丙酸的合成
     将 25.0g 四甘醇单 -1- 二十二烷基醚溶于 160mL 甲苯中, 然后加入 7.5g 琥珀酸酐 和两滴浓硫酸, 将该混合物在 125℃下加热 8 小时。冷却后, 加入 0.3L 乙腈, 将该混合物在 冰冷却下搅拌 1 小时, 然后减压过滤。将该反应混合物用 100mL 冷乙腈清洗, 然后减压干燥 以获得 23.3g 白色晶体。
     示例化合物 AII-2 的合成
     将 5.0g 3-(1- 二十二烷基四亚乙基氧基羰基 ) 丙酸溶于 20mL 甲苯中, 然后向其 中加入两滴二甲基甲酰胺和 2mL 氯噻吩。5 分钟后, 将该混合物在 80℃下加热, 再搅拌 2 小 时, 冷却后, 对甲苯和过量氯噻吩进行减压蒸馏。向其中加入 15mL 甲苯和 283mg 季戊四醇, 然后逐渐加入 5mL 吡啶。在 80℃下加热 8 小时, 将反应混合物冷却, 然后向其中倒入 200mL 甲醇, 将混合物搅拌 2 小时。将反应混合物进行减压过滤以得到 4.8g 白色晶体。
     1-2. 示例化合物 AII-5 的合成实施例 :
     除了将示例化合物 AII-2 的起始原料 1- 二十二醇更换为 1- 硬脂醇外, 通过相同 的方式合成示例化合物 AII-5。
     1-3. 示例化合物 AII-8 的合成实施例 :
     除了将起始原料示例化合物 AII-2 的 1- 二十二醇更换为 1- 十四醇外, 通过相同 的方式合成示例化合物 AII-5。
     1-4. 示例化合物 AII-1 的合成实施例 :
     3-(1- 二十二烷基聚亚乙基氧基羰基 ) 丙酸
     将 25.6g 聚乙二醇单 -1- 二十二烷基醚 ( 由 Takemoto Oil & Fat Co., Ltd. 生 产; 亚乙基氧基的平均聚合度为 : 6.65) 溶于 160mL 甲苯中, 然后加入 8.0g 琥珀酸酐和两滴 浓硫酸, 将该混合物在 125℃下加热 8 小时。冷却后, 加入 0.3L 乙腈, 将该混合物在冰冷却 下搅拌 1 小时, 然后减压过滤。将该反应混合物用 100mL 冷乙腈清洗, 然后减压干燥以获得 22.3g 白色晶体。
     示例化合物 AII-1 的合成 :
     将 5.18g 3-(1- 二十二烷基聚亚乙基氧基羰基 ) 丙酸溶于 10mL 甲苯中, 然后向 其中加入两滴二甲基甲酰胺和 2mL 氯噻吩。5 分钟后, 将该混合物在 80℃下加热, 再搅拌 2 小时, 冷却后, 对甲苯和过量氯噻吩进行减压蒸馏。向其中加入 14mL 甲苯和 245mg 季戊四 醇, 然后逐渐加入 6mL 吡啶。在 80℃下加热 8 小时, 将该反应混合物冷却, 然后向其中倒入 200mL 甲醇, 将该混合物搅拌 2 小时。将该反应混合物进行减压过滤以得到 4.69g 白色晶 体。
     1-5. 示例化合物 AII-17 的合成实施例 :
     除了将示例化合物 AII-1 的起始原料聚乙二醇单 -1- 二十二烷基醚的平均聚合度 6.65 改为 10.30 外, 通过相同的方式合成示例化合物 AII-17。
     1-6. 示例化合物 AII-18 的合成实施例 :
     除了将示例化合物 AII-1 的起始原料聚乙二醇单 -1- 二十二烷基醚的平均聚合度 6.65 改为 19.0 外, 通过相同的方式合成示例化合物 AII-18。
     1-7. 示例化合物 AII-33 的合成实施例 :
     除了将示例化合物 AII-1 中所用的琥珀酰酐更换为 Meldrum 酸外, 通过相同的方 式合成示例化合物 AII-33。
     1-8. 示例化合物 AII-34 的合成实施例 :
     除了将示例化合物 AII-1 中所用的琥珀酰酐更换为戊二酸酐外, 通过相同的方式 合成示例化合物 AII-34。
     1-9. 示例化合物 AII-36 的合成实施例 :
     除了将示例化合物 AII-1 中所用的琥珀酰酐更换为马来酸酐外, 通过相同的方式 合成示例化合物 AII-36。
     1-10. 示例化合物 AII-37 的合成实施例 :
     除了将示例化合物 AII-1 中所用的琥珀酰酐更换为二甘醇酐外, 通过相同的方式 合成示例化合物 AII-37。
     1-11. 示例化合物 AII-38 的合成实施例 :
     除了将示例化合物 AII-1 中所用的琥珀酰酐更换为邻苯二甲酸酐外, 通过相同的 方式合成示例化合物 AII-38。
     1-12. 示例化合物 AII-40 的合成实施例 :
     除了将示例化合物 AII-1 中所用的琥珀酰酐更换为 3, 3- 二甲基戊二酸酐外, 通过 相同的方式合成示例化合物 AII-40。
     不同的示例化合物通过以上相同的方式制得。对于其中一些, 他们的核磁共振光 谱数据、 红外数据和熔点如下。示例化合物 AII-1 : 1
     H NMR(400MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.13(8H, s), 3.65(64H, m), 3.44(8H, t), 2.64(16H, dd), 1.58(16H, t), 1.25(160H, br), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2924(s), 2853(s), 1739(s), 1465(s), 1350(s), 1146(s), 720(m)。
     熔点 : 63.5-64.0 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-2 : 1
     H NMR(300MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.13(8H, s), 3.65(64H, m), 3.44(8H, t), 2.65(12H, br), 1.57(8H, t), 1.25(160H, br), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2927(s), 2854(s), 1741(s), 1464(s), 1350(m), 1146(s), 720(w)。
     熔点 : 64.7-65.2 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-3 : 1
     H NMR(400MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.13(8H, s), 3.65(72H, m), 3.44(8H, t), 2.64(16H, m), 1.57(16H, t), 1.26(144H, br), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : (neat) : 2924(s), 2852(s), 1738(s), 1465(s), 1350(s), 1140(b), 858(m), 720(m)。
     熔点 : 55.1-55.6 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-4 : 1
     H NMR(400MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.13(8H, s), 3.65(64H, m), 3.44(8H, t), 2.63(16H, m), 1.57(8H, t), 1.25(128H, br), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2932(s), 2859(s), 1746(s), 1465(s), 1350(s), 1156(b), 856(m), 720(w)。
     熔点 : 46.0-47.0 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-5 : 1
     H NMR(400MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.13(8H, s), 3.65(64H, m), 3.44(8H, t), 2.64(16H, s), 1.57(16H, t), 1.25(120H, br), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2924(s), 2853(s), 1740(s), 1464(s), 1350(s), 1144(s), 718(m)。
     熔点 : 47.0-47.8 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-6 : 1
     H NMR(300MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.13(8H, s), 3.65(80H, m), 3.44(8H, t), 2.64(16H, d), 1.57(16H, br), 1.25(120H, br), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2920(s), 2852(s), 1737(s), 1458(s), 1350(s), 1105(b), 862(m), 719(m)。
     熔点 : 35.3-35.8 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-7 : 1
     H NMR(300MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, br), 4.13(8H, s), 3.65(80H, m), 3.44(8H, t), 2.64(16H, s), 1.57(8H, br), 1.26(96H, br), 0.88(12H, t)。IR 数 据 (neat)cm-1 : 2925(s), 2854(s), 1740(s), 1465(m), 1350(m), 1253(s), 1147(s).
     熔点 : 在室温下为油
     示例化合物 AII-8 : 1
     H NMR(300MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.13(8H, s), 3.65(60H, m), 3.44(8H, t), 2.64(16H, s), 1.59(40H, br), 1.26(96H, m), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2927(s), 2855(s), 1740(s), 1465(m), 1350(m), 1252(s), 1152(s), 1038(m), 859(w)。
     熔点 : 39.5-40.5 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-14 : 1
     H NMR(300MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.13(8H, s), 3.65(64H, m), 3.44(8H, t), 2.64(16H, m), 1.57(8H, t), 1.25(160H, br), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2928(s), 2854(s), 1742(s), 1465(m), 1351(s), 1250(s), 1150(s), 720(w)。
     熔点 : 63.6-64.4 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-15 : 1
     H NMR(400MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.13(8H, s), 3.65(104H, m), 3.44(8H, t), 2.64(16H, m), 1.57(8H, t), 1.25(168H, br), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2925(s), 2853(s), 1740(s), 1465(s), 1350(s), 1147(b), 865(m), 720(m)。
     熔点 : 61.9-62.9 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-16 1
     H NMR(300MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.13(8H, s), 3.65(120H, m), 3.44(8H, t), 2.64(16H, s), 1.57(8H, br), 1.25(160H, br), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2925(s), 2854(s), 2361(w), 1740(s), 1558(w), 1457(w), 1250(s), 1146(b).
     熔点 : 59.3-60.3 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-17 : 1
     H NMR(400MHz, CDCl3) : δ4.23(8H, t), 4.13(8H, s), 3.64(144H, m), 3.57(8H, m), 3.44(8H, t), 2.64(16H, m), 1.57(8H, t), 1.25(160H, br), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数据 (neat)cm : 2925(s), 2854(s), 1741(s), 1465(m), 1351(w), 1144(s).
     熔点 : 55.6-56.3 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-18 : 1
     H NMR(300MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.13(8H, s), 3.64(288H, m), 3.44(8H, t), 2.64(16H, m), 1.59(32H, br), 1.25(160H, br), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2924(s), 2854(s), 1738(s), 1459(s), 1349(s), 1250(s), 1109(b), 857(m)。
     熔点 : 43.8-47.1 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-19 :36102046583 A CN 102046587
     1说明书33/44 页H NMR(300MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.13(8H, s), 3.64(424H, m), 3.44(16H, t), 2.64(16H, m), 1.59(40H, br), 1.25(160H, br), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2925(s), 2856(s), 1739(s), 1460(m), 1350(s), 1296(s), 1251(s), 1119(b), 946(m), 857(m)。
     熔点 : 46.4-47.4 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-33 : 1
     H NMR(400MHz, CDCl3) : δ4.30(8H, t), 4.21(8H, s), 3.65(72H, m), 3.45(16H, m), 3.24(8H, t), 1.57(8H, t), 1.25(160H, br), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 3481(b), 2924(s), 2853(s), 1739(s), 1648(m), 1559(w), 1465(s), 1266(b), 1129(b), 1041(s), 720(m)。
     熔点 : 65.5-66.5 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-34 : 1
     H NMR(400MHz, CDCl3) : δ4.23(8H, m), 4.11(8H, s), 3.65(80H, m), 3.44(8H, t), 2.41(16H, t), 1.96(8H, tt), 1.59(8H, br), 1.25(160H, br), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 3495(b), 2930(s), 2855(s), 1740(s), 1464(s), 1351(m), 1136(s), 720(w)。
     熔点 : 59.9-61.6 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-36 : 1
     H NMR(300MHz, CDCl3) : δ6.88(4H, d), 6.84(4H, d), 4.33(16H, m), 3.64(64H, m), 3.44(16H, t), 1.57(8H, br), 1.25(160H, m), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2923(s), 2853(s), 1728(s), 1465(s), 1351(m), 1292(s), 1254(s), 1146(s), 769(s), 720(m)。
     熔点 : 60.2-61.5 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-37 : 1
     H NMR(300MHz, CDCl3) : δ4.32(8H, t), 4.27(16H, s), 4.23(8H, s), 3.72(8H, m), 3.65(80H, m), 3.44(8H, t), 1.57(8H, br), 1.25(160H, br), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2926(s), 2854(s), 1758(s), 1465(s), 1351(m), 1204(s), 1138(s), 720(m)。
     熔点 : 60.6-63.8 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-38 : 1
     H NMR(300MHz, CDCl3) : δ7.74(8H, m), 7.54(8H, m), 4.46(8H, t), 3.91(8H, s), 3.80(8H, t), 3.64(80H, m), 3.44(8H, t), 1.64(16H, br), 1.25(152H, m), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2925(s), 2854(s), 1733(s), 1465(w), 1287(s), 1122(s), 743(w)。
     熔点 : 64.7-65.7 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-40 : 1
     H NMR(400MHz, CDCl3) : δ4.22(8H, m), 4.09(8H, s), 3.64(72H, m), 3.44(8H, t), 2.43(8H, t), 1.56(8H, br), 1.25(160H, m), 1.09(24H, s), 0.88(12H, t) -1
     IR 数据 (neat)cm : 2924(s), 2853(s), 1737(m), 1465(m), 1287(m), 1123(s).熔点 : 53.1-53.7 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-41 1
     H NMR(300MHz, CDCl3) : δ4.50(8H, s), 4.35(8H, t), 3.67(96H, m), 3.48(8H, m), 1.58(8H, br), 1.25(160H, m), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2927(s), 2855(s), 1780(s), 1465(m), 1246(m), 1178(s), 942(m)。
     熔点 : 56.2-57.0 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-43 : 1
     H NMR(300MHz, CDCl3) : δ4.52(8H, s), 4.46(8H, t), 3.77(8H, t), 3.64(64H, m), 3.44(8H, t), 1.74(16H, br), 1.56(8H, t), 1.25(160H, m), 0.88(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2925(s), 2853(s), 1747(m), 1631(m), 1519(s), 1479(s), 1396(s), 1323(s), 1214(b), 1119(s), 721(m)。
     熔点 : 55.4-56.4 摄氏度 (℃ )
     示例化合物 AII-65 : 1
     H NMR(400MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.14(8H, s), 3.64(88H, m), 3.56(8H, t), 3.32(8H, d), 2.64(16H, d), 1.59(40H, br), 1.26(84H, br), 0.85(76H, m), 0.75(12H, t)。 IR 数 据 (neat)cm-1 : 2955(s), 2926(s), 2858(s), 1737(s), 1460(s), 1378(s), 1349(s), 1248(s), 1105(s), 1038(s), 861(m)。
     熔点 : 在室温下为油
     示例化合物 AII-88 : 1
     HNMR(400MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.14(8H, s), 3.64(88H, m), 3.56(8H, t), 3.32(8H, d), 2.64(16H, d), 1.59(40H, br), 1.26(84H, br), 0.85(76H, m), 0.75(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2955(s), 2926(s), 2858(s), 1737(s), 1460(s), 1378(s), 1349(s), 1248(s), 1105(s), 1038(s), 861(m)。
     熔点 : 在室温下为油
     示例化合物 AII-89 : 1
     HNMR(400MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.14(8H, s), 3.64(88H, m), 3.56(8H, t), 3.32(8H, d), 2.64(16H, d), 1.59(40H, br), 1.26(84H, br), 0.85(76H, m), 0.75(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2955(s), 2926(s), 2858(s), 1737(s), 1460(s), 1378(s), 1349(s), 1248(s), 1105(s), 1038(s), 861(m)。
     熔点 : 在室温下为油
     示例化合物 AII-90 : 1
     HNMR(400MHz, CDCl3) : δ4.24(8H, t), 4.14(8H, s), 3.64(88H, m), 3.56(8H, t), 3.32(8H, d), 2.64(16H, d), 1.59(40H, br), 1.26(84H, br), 0.85(76H, m), 0.75(12H, t)。 -1
     IR 数 据 (neat)cm : 2955(s), 2926(s), 2858(s), 1737(s), 1460(s), 1378(s), 1349(s), 1248(s), 1105(s), 1038(s), 861(m)。
     熔点 : 在室温下为油 2. 测试实施例 1( 化合物的评价 ) 对于示例化合物和比较化合物, 使用 Optimol 的往复式摩擦和磨损测试仪 (SRV)在以下条件下对其润滑特性进行了评价。
     往复式 (SRV) 摩擦和磨损测试的评价和测量方法 :
     使用往复式 (SRV) 摩擦磨损测试仪在以下测试条件下对摩擦系数进行评价。
     ●测试件 ( 摩擦材料 ) : SUJ-2
     ●板 : 直径 24mm× 厚度 7mm, 表面粗糙度 : 0.45 到 0.65μm
     ●筒体 : 直径为 15mm× 宽度为 22mm, 表面粗糙度 : 不超过 0.05μm
     ●温度 : 30 到 150℃
     ●负荷 : 50N、 75N、 100N、 200N 和 400N
     ●振幅 : 1.5mm
     ●频率 : 50Hz
     ●温度和负荷的时间变化模型
     温度最初设定在 90℃, 并在保持一段时间之后, 以每隔 10 分钟降低 10℃将其降低 至每一原料的熔点附近。之后, 类似地升温至 150℃并再次降温至 50℃。
     每隔 1 分钟如下改变压力 ( 载荷 ) : 50N → 75N → 100N → 200N → 400N → 50N, 其 中 90℃下 2 次以及 120℃和 150℃下分别 1 次。
     评 价 用 的 示 例 化 合 物 是 AII-1、 2、 17、 18 和 65。 而 且, 作 为 对 比 化 合 物, 分别 使 用 无 亚 烷 基 氧 基 的 季 戊 四 醇 四 硬 脂 酸 酯 (C(CH2OCOC17H35-n)4 : 对 比 化 合 物 C-1) 和 C{CH2O(C2H4O)6.5C22H45-n}2( 对比化合物 C-2), 它们都是常用作润滑剂的化合物。
     测定结果示于图 1-4。
     根据图 1-4 所示的测定结果, 可以理解与对比化合物 C-1 和 C-2 相比, 示例化合物 AII-1、 AII-2、 AII-17、 AII-18 和 AII-65 的摩擦系数小得多。
     注意在式 (Z) 的所有示例化合物 AII-1、 AII-2、 AII-17、 AII-18 和 AII-65 中, 在 第一次温度降低时在熔点附近摩擦系数突然升高。 可以推测摩擦系数的这种升高是由于接 近熔点时粘度突然升高引起的。而且, 可以认为考虑到在接下来的升温和降温过程中摩擦 系数不过份依赖粘度变化, 材料在低温区在熔点附近处于流体润滑状态, 同时在比该温度 高的温度下它处于弹性流体润滑区域。
     另一方面, 在所有对比化合物 C-1 和 C-2 中, 熔点不高于 60℃, 在其附近观察到摩 擦系数升高, 并且在比该温度高的温度下摩擦系数不受温度变化的影响。可以认为这些化 合物与前述示例化合物类似, 在从流体润滑到弹性流体润滑的区域内经历摩擦滑动。
     在这些化合物中具有最低粘度的示例化合物 AII-65 中, 可以理解摩擦系数显示 出显著的正的温度相关性, 并且从 Stribeck 曲线可以认为暗示 AII-65 非常有助于混合润 滑。
     由于除示例化合物 AII-65 之外的所有其它化合物显示相似的熔点, 可以准确地 认为这些化合物的粘度也相似。因此, 考虑到示例化合物 AII-1、 AII-2、 AII-17、 AII-18 和 AII-65 的摩擦系数与对比化合物 C-1 和 C-2 的摩擦系数明显不同, 可以从 Barus 等式 : η = η0exp(αP) 考虑, 它表示粘度的压力相关性, 在高压 P 下在弹性流体润滑区域粘度 η 差 异显著, 即粘度 - 压力模数 α。这是本发明化合物群组的特有特征之一。
     而且, 下面显示使用激光显微镜评价各个化合物在摩擦滑动试验之后测试件的滑 动部分的磨损深度获得的结果。[ 表 1]化合物序号 . 示例化合物 AII-1 示例化合物 AII-2 示例化合物 AII-17 示例化合物 AII-18 示例化合物 AII-65 比较例化合物 C-1 比较例化合物 C-2 磨损深度 [μm] 0.07 0.05 0.03 0.02 0.08 0.25 0.32可以通过表中所示的结果理解下述内容。
     当使用式 (Z) 中的示例化合物时, 磨损深度非常浅, 基本没有观察到滑痕本身。另 一方面, 当使用比较化合物时, 在所有实例中都观察到明显滑痕。 也就是说, 对于磨损深度, 示例化合物和比较化合物之间存在明显差异。
     3. 测试例 2( 油性介质分散体组合物的评价 ) :
     对于本发明的组合物和比较组合物, 使用 Optimol 的反复摩擦和磨损测试仪 (SRV) 在以下条件下对其润滑特性进行了评价。
     反复 (SRV) 摩擦和磨损测试的评价和测量方法 :
     使用反复 (SRV) 摩擦和磨损测试仪对摩擦系数和耐磨性进行了评价, 并在以下测 试条件下进行了摩擦和磨损测试。
     ●润滑油组合物 :
     SUPER OIL N-32( 由 Nippon Oil 公司生产 ) 是一种用作油介质的矿物油, 向其中 加入浓度为 1.0 质量%的示例化合物 AII-1, 将该混合物加热至 70℃以形成透明的溶液 ; 空 气冷却 10 分钟后, 将这种组合物在以下条件下进行测试。这种组合物在空气冷却时慢慢变 模糊。
     ●测试件 ( 摩擦材料 ) : SUJ-2
     ●板 : 直径 24mm× 厚度 7mm, 表面粗糙度 : 0.45 到 0.65μm
     ●筒体 : 直径为 15mm× 宽度为 22mm, 表面粗糙度 : 不超过 0.05μm
     ●温度 : 25 到 110℃
     ●负荷 : 50N、 75N、 100N、 200N 和 400N
     ●振幅 : 1.5mm
     ●频率 : 50Hz
     测试方法
     根据以下步骤, 将约 60mg 样品组合物置于筒体在板上滑动的部分, 并进行摩擦滑
     动, 从而对每种温度和每种负荷下的摩擦系数进行评价, 重复以下步骤, 直至获得基本不变 的模型。完成后, 通过激光显微镜评价板的磨损深度。
     类似地, 使用矿物油 SUPER OIL N-32( 由 Nippon Oil Corporation 生产 ) 作为 油性介质, 然后向其中添加浓度为 1.0 质量%的每个下面的示例化合物代替示例化合物 AII-1, 由此评价摩擦系数对温度、 压力和持续时间的依赖性。 在这些试验样品组合物中, 针 对使用每个示例化合物 AII-1、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 14、 16、 17、 18、 19、 33、 34、 36、 37、 38、 40、 41、 42、 43、 65、 88、 89 和 90 制备的样品组合物, 其结果分别如图 5 至图 17 所示。
     此外, 使用季戊四醇衍生物但不含聚亚烷基氧基的各个化合物, 特别是对比化合 物 C-3(C(CH2OCOC2H4CO2C22H45-n)4) 和对比化合物 C-6(C(CH2OCOC17H35-n)4) 作为对比化合物 类似地制备组合物并进行测试。测试结果示于图 18 所示的图中。
     此外, 作为参照实施例, 仅用矿物油 SUPER OIL N-32 作为油性介质, 类似地进行测 定。结果示于图 19 所示的图中。
     如图 5 所示, 可以理解使用例证化合物 AII-1 制得的样品显示摩擦的低摩擦 使得 25 ℃下摩擦系数不大于 0.05。如图 1 所示, 由于单独例证化合物 AII-1 是熔点为 63.5-64.0℃的晶体, 因此由于其高粘度导致 25℃下 SRV 的摩擦系数为 0.3 或更大。而且, 如图 24 所示, 用作油性介质的矿物油 SUPER OIL N-32, 单独呈现在 25℃为 0.07 或更大的 摩擦系数。 由该事实, 可以认为在例证化合物 AII-1 以浓度为 1.0 质量%分散于 SUPER OIL N-32 中的状态下, 二者不是单独工作而是相互作用, 由此显示该小的摩擦系数。
     一般说来, 如果低 - 粘度流体和高 - 粘度流体存在于界面附近并产生高剪切场的 话, 高 - 粘度流体通过在较硬界面附近剪切形成光滑的涂膜, 低 - 粘度流体插入两个界面之 间的间隙, 由此显示较低的摩擦系数的事实与润滑的原因一致, 并且暗示这种现象发生。
     在含例证化合物 AII-1 的样品中, 摩擦系数随温度升高突然增至 0.09, 并且在 60-110 ℃的范围内保持该摩擦系数, 不完全依赖于温度。可以假定这是由于该润滑状态 处于弹性流体润滑而不是边界润滑引起的。这是由于如图 19 所示, 具有较低粘度的流体 SUPER OIL N-32 的摩擦系数具有明显正的温度依赖性, 并强烈地暗示 SUPER OIL N-32 在混 合润滑区间滑动 ; 因此, 不能认为 SUPER OIL N-32 在具有较高粘度的流体共存的领域突然 进入边界润滑。
     如图 5 至图 17 所示, 对于利用其他示例化合物制得的样品, 观察到与示例化合物 AII-1 相同的性质。
     另一方面, 可以理解, 与利用各个示例化合物制得的组合物相比, 利用比较化合物 C-3 和 C-6 制得的所有组合物的摩擦系数较高。
     下面显示了摩擦滑动试验后, 各个样品的滑动部分的磨痕深度的测量值。在这一 点上, 比较化合物 C-4 是 C{CH2O(C2H4O)6.5C22H45-n}2。
     [ 表 2]
     AI-76 AII-1 AII-2 AII-3 AII-4 AII-5 AII-6 AII-7 AII-8
     0.20 0.08 0.13 0.13 0.09 0.07 0.08 0.14 0.07AII-48 AII-49 AII-50 AII-54 AII-57 AII-59 AII-60 AII-64 AII-650.14 0.32 0.22 0.23 0.24 0.33 0.23 0.22 0.14可以理解, 与比较例样品相比, 含本发明化合物的实施例的样品的磨痕明显浅, 耐 磨性好。
     在这一点上, 与测试例 1 的磨痕深度相比, 测试例 2 的结果通常显示出较大的值。这似乎是非常自然的, 因为在测试例 2 中, 该化合物是用于单个样品, 以便显示在近似膜厚 度中的弹性流体润滑, 而在该测试例中, 例如, SUPER OIL N-32 中仅含有 1 质量%的化合物 作为低粘度油。此外, 由于上述结果包括在测试例 1 的非稀释条件下给出相同结果的实例, 可以理解, 本发明实施例的组合物也有耐磨性方面的优异性能。
     4. 测试例 3 :
     使用各市售的聚 -α- 烯烃 ( 由 Nippon Oil Corporation 生产 ) 相似地制得组合 物, 聚酯 (POE)、 市售流体和 N- 甲基吡咯烷酮取代矿物油 SUPER OIL N-32 作为油性介质, 向 其中加入浓度为 1.0 质量%的示例化合物 AII-4, 然后通过与测试例 2 相同的方式评价摩擦 系数与温度、 压力及经过时间的相关性。其结果分别示于图 20 至图 21 中。
     如图 20 至图 21 结果所示, 可以理解, 即使使用任何材料作为油性介质制备的组合 物都显示低的摩擦系数。
     5. 测试例 4 :
     在以下条件下进行往复 (SRV) 摩擦和磨损测试。然而, 在作为树脂的聚醚醚酮和 作为陶瓷而不是钢的原料上进行评价。使用往复 (SRV) 摩擦和磨损测试仪对摩擦系数和耐 磨性进行评价, 且摩擦和磨损测试在以下测试条件下进行。 样品的制备 :
     SUPER OIL N-32( 由 Nippon Oil Corporation 生产 ) 是一种用作基础油的矿物 油, 向其中加入浓度为 1.0 质量%的示例化合物 AII-1, 将该混合物加热至 70℃以形成透明 的溶液 ; 空气冷却 10 分钟后, 从而得到用做样品的分散体组合物。该样品在在空气冷却时 慢慢变得模糊。
     测试条件 :
     在以下条件对上述制备的样品进行测试。
     ●测试件 ( 摩擦材料 ) : SUJ-2
     ●筒体 : 直径为 15mm× 宽度为 22mm, 表面粗糙度 : 不超过 0.05μm
     ●板 : 直径 24mm× 厚度 7mm, 表面粗糙度 : 0.45 到 0.65μm
     ●温度 : 30 到 180℃
     ●负荷 : 50N、 75N、 100N、 200N 和 400N
     ●振幅 : 1.5mm
     ●频率 : 50Hz
     测试方法 :
     根据以下步骤, 将约 60mg 的前述样品置于筒体在板上滑动的部分, 并进行摩擦滑 动, 从而对各种温度和各种负荷下的摩擦系数进行评价。
     (1) 对摩擦系数随时间的变化进行测量, 直至在 30℃、 50N 下 10 分钟, 摩擦系数的 值的波动不超过 0.01。
     (2) 通过在 50N 下以 10℃的间隔将温度从 30℃升高至 110℃对样品进行加热, 从 而测量在各温度下的摩擦系数。
     (3) 将样品冷却至 30℃。
     (4)( 冷却开始后 30 分钟 ), 在 30℃下, 分别在 50N、 75N、 100N、 200N 和 400N 下对摩 擦系数进行测量。
     (5) 通过以 10℃的间隔将温度从 30℃升高至 110℃, 在 50N 下对该样品进行加热, 从而测量在各温度下的摩擦系数。 然而, 在 60℃和 90℃, 分别在 50N、 75N、 100N、 200N 和 400N 下对摩擦系数进行测量。
     (6) 重复 (3) 至 (6), 直到在 70℃或更高温度下基本上没有发现摩擦系数与最后的 摩擦系数的差异。
     (7) 将样品冷却至 30℃。
     (8)( 冷却开始后 30 分钟 ), 通过以 10℃的间隔将温度从 30℃升高至 180℃, 在 50N 下对样品进行加热, 从而测量在每一温度下的摩擦系数。
     然而, 在 60℃、 90℃、 120℃、 150℃和 180℃, 分别在 50N、 75N、 100N、 200N 和 400N 下 对摩擦系数进行测量。
     (9) 进行步骤 (5) 至 (6), 从而完成操作。
     对各种由钢制成的板 (SUJ-2)、 通过 CVD 方法在钢上形成 DLC 薄膜得到的板、 由聚 醚醚酮制成的板及由氧化铝制成的板的摩擦系数与温度及压力的关系进行评价。
     ●板 1 : 直径 24mm× 厚度 7mm, 材料质量 : 类金刚石碳, 膜厚度 : 35nm, 表面粗糙度 : 不超过 0.01μm
     ●板 2 : 直径 24mm× 厚度 7mm, 材料质量 : 聚醚醚酮, 表面粗糙度 : 不超过 0.05μm
     ●板 3 : 直径 24mm× 厚度 7mm, 材料质量 : 氧化铝, 表面粗糙度 : 不超过 0.15μm
     上述测试的结果如图 22 所示。从图 22 所示的结果可以理解, 可以理解低温下摩 擦系数以 DLC( 金刚石状碳 ) < PEEK < Fe(SUJ-2) <氧化铝的顺序增加。然而, 在该区域, 示例化合物 AII-1 的膜硬得多, 因此可以推测用作基础油的矿物油 N-32 相对示例化合物 AII-1 的薄膜在间隙显示流体润滑。 如果该推测一致, 可以认为摩擦系数的差异是反映因存 在于界面上的示例化合物 AII-1 引起的矿物油 N-32 的流体薄膜的膜厚的因素, 从而反映其 基底的表面粗糙度。从温度超过 100℃的区域, 观察到 SUJ-2 和氧化铝板各自的摩擦系数 降低。然而, 在该区域, 示例化合物 AII-1 处于弹性流体润滑区域, 并且可以推测这里也显 示界面基底的表面粗糙度的影响以及弹性变形的影响。 金刚石状碳涂膜在途中分离是由于 与钢的粘性不足。 然而, 显而易见与使用目前润滑技术获得的相比, 所有样品具有低摩擦系 数。
     6、 测试例 5 :
     针对本发明的示例化合物 AII-1 在滑动部分偏析的现象, 本发明人使用用于评价 摩擦学技术领域的弹性流体润滑区域的点接触 EHL 评价设备经光谱观察了仪器的点接触 部分附近并成功地定量掌握了材料浓度在高载荷下于高剪切场中的变化。具体地, 以下面 方式进行观察。
     样品的制备 :
     首先, 将示例化合物 AII-1 分散于油性介质中制得样品。使用矿物油 SUPER OIL N-32( 由 Nippon Oil Corporation 生产 ) 作为油性介质, 然后向其中加入示例化合物 AII-1 使浓度为 1.0 质量%, 并将混合物加热至 70℃形成透明溶液, 接着风冷 10 分钟, 由此获得分 散液组合物样品。之后, 在以下条件下测定该样品。关于这一点, 该样品在风冷时逐渐变浑 浊。
     概述测定方法 :图 23 是此次测定所用设备的图解视图。就微 FT-IR 而言, 使用与 FT-IR400 相连 的 MICRO20, 由 JASCO Corporation 生产, 并且该设备这样放置, 使点接触 EHL 评价设备的点 接触部分位于其 Cassegrain 镜的工作距离内。将旋转钢球放置在金刚石 ( 硬面 ) 板上使 其旋转轴平行, 并对该轴施加载荷, 由此使它们彼此按压接触。 加入制得的样品并流入旋转 钢球和金刚石板之间的缝隙及其附近。
     尽管在钢球与金刚石板点接触的部分, 通过从钢球的相对面经金刚石板照射红外 线并将它们反射到钢球上形成光干涉图案牛顿环, 但是可以测定该牛顿环附近样品薄膜的 IR 谱。 图 24 显示了通过点接触形成的牛顿环的图。 图 24 所示的牛顿环的尺寸约为 200μm, 并且虚线围绕的部分是限定成 160μm 正方形的 IR 测定光。
     当制备样品时使用矿物油或聚 -α- 烯烃作为油性介质时, 由于这种材料是烃, 因 此除了 C-C 和 C-H 的之外没有特性吸收。结果, 由于样品中示例化合物 AII-1 具有酯键的 羰基呈现明显的高强度特性吸收带, 因此浓度变化可以由特性吸收带的强度定量确定。
     使用前述设备观察, 结果注意到, 在高压、 高剪切场下在所谓的 Hertzian 区 ( 其 中形成牛顿环 ), 示例化合物 II-1 通过样品流动分离形成的烛焰状逐渐偏析, 例如在后方 20-400μm 区域。
     图 25 是显示经点接触形成牛顿环的部分、 样品在其中流动的部分、 和其右和左部 分的图。
     图 26 是其 IR 谱。由图 26 所示的结果, 可以理解在 1,750cm-1 的羰基的伸缩振动 带和在 1,120cm-1 的酯 C-O 的伸缩振动带随时间增加。
     在许多情况下, 在 40℃的测定温度、 0.15m/sec 的线性速度、 0.3GPa 的 Hertzian 压 力条件下浓度基本上恒定约 5 分钟 -2 小时, 然而, 其不同的方面随条件如温度等而变化。
     图 27 是显示吸光率的温度相关性的图。显然, 注意到由于样品接近清亮点, 即示 例化合物 AII-1 的分散液粒径变小, 示例化合物 AII-1 的偏析速度也变小, 其偏析量不大于 该评价设备在清亮点或更高的温度下的测定限度。
     图 28 是显示钢球转速, 即将其润滑油送入点接触部分的量和偏析量之间的关系 的图。 如所期望的, 从该图可以理解转数越高, 即送入点接触部分的分散液组合物样品的量 越大, 偏析量增加越大。
     前述点接触 EHL 评价设备是 Hertzian 接触区在高 - 压力和高 - 剪切条件下, 即真 实接触位置的模型。该实际摩擦接触区是这种真正接触区聚集的区域。因此, 可以认为在 油性介质中含示例化合物 AII-1 的样品中, 具有相对低粘度的基础油 ( 油性介质 ) 的量在 这种摩擦接触区的多数真实接触区附近变小, 由此前述示例化合物 AII-1 聚集。
     结果, 即使样品中所含的示例化合物 AII-1 少至约 1 质量%, 并且即使在关注最 初化合物在高温下不聚集的条件下, 可以预期如果示例化合物 AII-1 的浓度在滑动部分增 加, 那么即使在高温下在目标化合物最初的弹性流体润滑下也显示低 - 粘度效果, 如在 SRV 评价设备中在高温下用摩擦系数显示的。
     7、 测试例 6 :
     ●润滑脂组合物的性能评价 :
     分别使用示例化合物 AII-18、 AI-64、 AII-37、 AI-71 和 AIII-1 制备各自具有下 表所示配方的润滑脂样品 1-5。而且, 分别制备各自具有下表所示配方的对比润滑脂样品C1-C4。 进行摩擦试验, 由此测定摩擦系数和磨损痕深度。 关于这一点, 实施例中的摩擦系 数用往复摩擦测定仪 (SRV 摩擦和磨损试验仪 ) 测定, 并在以下试验条件下进行摩擦试验。 实施例的润滑脂样品 1-5 的结果示于下表 3, 并将对比润滑脂样品 C1-C4 的结果示于下表 4。
     测试条件 :
     试验条件采用球 - 板系统。
     测试件 ( 摩擦材料 ) : SUJ-2
     板: φ24×6.9mm
     球: φ10mm
     温度 : 70℃
     载荷 : 100N
     振幅 : 1.0mm
     频率 : 50Hz
     试验时间 : 开始试验之后测定 30 分钟
     [ 表 3]
     * * *1 粘度 11cst(100 摄氏度 (℃ )) 2 粘度 12cst(100 摄氏度 (℃ )) 3 通过 1 当量的二苯基甲烷 4, 4’ - 二异氰酸酯与 2 当量的十八烷基胺反应获得的产物。
     [ 表 4]
     * *1 粘度 11cst(100 摄氏度 (℃ )) 2 粘度 12cst(100 摄氏度 (℃ )) * 3 通过 1 当量的二苯基甲烷 4, 4’ - 二异氰酸酯与 2 当量的十八基胺反应制得的产物。 从上表中所显示的结果可以理解, 含本发明化合物实例的油脂组合物样品表现出 明显的减小摩擦和抑制磨损的效果。
     附图说明
     图 1 的曲线显示示例化合物 AII-1 和 AII-2 的测试例 1 的结果。 图 2 的曲线显示示例化合物 AII-17 和 AII-18 的测试例 1 的结果。 图 3 的曲线显示示例化合物 AII-65 的测试例 1 的结果。 图 4 的曲线显示比较化合物 C-1 和 C-2 的测试例 1 的结果。 图 5 的曲线分别显示含示例化合物 AII-1 和 AII-3 的组合物的测试例 2 的结果。 图 6 的曲线分别显示含示例化合物 AII-4 和 AII-5 的组合物的测试例 2 的结果。 图 7 的曲线分别显示含示例化合物 AII-6 和 AII-7 的组合物的测试例 2 的结果。 图 8 的曲线分别显示含示例化合物 AII-8 和 AII-14 的组合物的测试例 2 的结果。 图 9 的曲线分别显示含示例化合物 AII-16 和 AII-17 的组合物的测试例 2 的结果。 图 10 的曲线分别显示含示例化合物 AII-18 和 AII-19 的组合物的测试例 2 的结 图 11 的曲线分别显示含示例化合物 AII-33 和 AII-34 的组合物的测试例 2 的结 图 12 的曲线分别显示含示例化合物 AII-36 和 AII-37 的组合物的测试例 2 的结 图 13 的曲线分别显示含示例化合物 AII-38 和 AII-40 的组合物的测试例 2 的结 图 14 的曲线分别显示含示例化合物 AII-41 和 AII-43 的组合物的测试例 2 的结 图 15 的曲线显示含示例化合物 AII-65 的组合物的测试例 2 的结果。 图 16 的曲线分别显示含示例化合物 AII-88 和 AII-89 的组合物的测试例 2 的结47果。
     果。
     果。
     果。
     果。
     102046583 A CN 102046587说明书44/44 页果。 图 17 的曲线显示含示例化合物 AII-90 的组合物的测试例 2 的结果。
     图 18 的曲线分别显示含比较化合物 C-3 和 C-6 的组合物的测试例 2 的结果。
     图 19 的曲线显示市售矿物油的测试例 2 的结果。
     图 20 的曲线分别显示使用示例化合物 AII-4 和市售聚 α- 烯烃及聚酯制备的组 合物的测试例 3 的结果。
     图 21 的曲线分别显示使用示例化合物 AII-4 和市售离子流体及 N- 甲基吡咯烷酮 制备的组合物的测试例 3 的结果。
     图 22 的曲线显示含示例化合物 AII-1 的组合物的测试例 4 的结果。
     图 23 是测试例 5 中所用设备的示意图。
     图 24 是测试例 5 中所观测的牛顿环的显微镜照片。
     图 25 是测试例 5 中所观测的牛顿环的显微镜照片。
     图 26 是测试例 5 中所测量的 IR 谱图。
     图 27 的曲线显示测试例 5 中测量的 IR 谱图的吸光度相对温度变化的波动。
     图 28 的曲线显示测试例 5 中测量的 IR 谱图的吸光度相对钢珠的旋转数变化的波 动。
    

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1、10申请公布号CN102046583A43申请公布日20110504CN102046583ACN102046583A21申请号200980119450X22申请日20090327200808795820080328JP200808795720080328JP200830165420081126JPC07C69/38200601C07C69/40200601C07C69/42200601C07C69/46200601C07C69/593200601C07C69/63200601C07C69/8020060171申请人富士胶片株式会社地址日本东京72发明人渡边宰辅中田飞翼河田宪74专利代理机构永新。

2、专利商标代理有限公司72002代理人苗征于辉54发明名称化合物57摘要本发明公开了一种由式I表示的化合物ALD1EQD2BMZ1RP。在该式中,A表示P价醇残基,其中P表示2或更大的整数;D1表示羰基CO或磺酰基SO2,且各个D1彼此可以相同或不同;D2表示羰基CO或磺酰氧基SO2O;E表示预定的二价基团;Q表示大于或等于0的整数,且如果Q大于或等于2,在各种情况下可以彼此不同;B是取代或未取代的亚甲基氧基、亚乙基氧基、亚丙基氧基或、亚丁基氧基,其中彼此相连的多个B可以彼此不同;M表示1或更大的自然数;Z1表示单键或预定的二价基团;R表示氢原子、取代或未取代的具有8个或更多碳原子的烷基、全氟烷。

3、基或三烷基甲硅烷基。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010112686PCT申请的申请数据PCT/JP2009/0563672009032787PCT申请的公布数据WO2009/119835JA2009100151INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书44页附图25页CN102046587A1/3页21式Z表示的化合物ALD1EQD2BMZ1RPZ其中A表示P价链残基或环残基;L表示单键、氧基、由下式AA所示的取代或未取代的氧基亚甲基,或由下式AB所示的取代或未取代的氧亚乙基氧基OCALK2AAOCALK2CALK2OABALK表示氢原子、C。

4、1C6烷基或环烷基;P表示2或更大的整数;D1表示羰基CO或磺酰基SO2,且各个D1可以彼此相同或不同;D2表示羰基CO、磺酰基SO2、羧基COO、磺酰氧基SO2O、氨基甲酰基CONALK或氨磺酰基SO2NALK,各个D2可以彼此相同或不同,其中,ALK表示氢原子、C1C6烷基或环烷基;E表示取代或未取代的亚烷基、环亚烷基、亚烯基、亚炔基或亚芳基、二价杂环芳环基或杂环非芳环基、二价基团,所述二价基团选自亚氨基、烷基亚氨基、氧基、硫醚基、亚氧硫基、磺酰基、磷酰基和烷基取代的甲硅烷基,或由这些基团的两种或多种组合组成的二价基团;Q表示0或更大的整数;而当Q是2或更大时,各个E可以彼此相同或不同;R。

5、表示氢原子、取代或未取代的C8或更长的烷基、全氟烷基或三烷基甲硅烷基,各个R可以彼此相同或不同;B的变化取决于R;当R表示氢原子或取代或未取代的C8或更长的烷基时,B表示取代或未取代的氧基亚乙基或取代或未取代的氧基亚丙基;彼此相连的多个B可以彼此相同或不同;M表示1或更大的自然数;当R代表全氟烷基时,B表示氧基全氟亚甲基、氧基全氟亚乙基或任选支化的氧基全氟亚丙基;多个彼此相连的B可以彼此任选相同或不同;并且M代表1或更大的自然数;当R表示三烷基甲硅烷基时,B表示二烷基甲硅烷氧基,其中烷基选自甲基、乙基和任选的支化的丙基,各个B可以彼此相同或不同;彼此相连的多个B可以彼此相同或不同;M表示1或更。

6、大的自然数;且Z1表示单键、二价基团,该二价基团选自羰基、磺酰基、磷酰基、氧基、取代或未取代的氨基、硫醚基、亚烯基、亚炔基和亚芳基或由这些基团的两种或多种的组合组成的二价基团。2根据权利要求1所述的化合物,其中在式Z中,A是季戊四醇、丙三醇、低聚季戊四醇、木糖醇、山梨醇、肌醇、三羟甲基丙烷、双三羟甲基丙烷、新戊二醇或聚甘油的残基。3根据权利要求1所述的化合物,其中在式Z中,A是由下式AI至AIII中任一所表示的基团式1权利要求书CN102046583ACN102046587A2/3页3其中指与LD1EQD2BMZ1R的结合位点;C表示碳原子;R0表示氢原子或取代基;X1X4、X11X14和X2。

7、1X24中的每一个表示氢原子或卤素原子,且可以彼此相同或不同;N1N3中的每一个表示0到5的整数;M4表示0到2的整数。4根据权利要求1所述的化合物,其中在式Z中,各个BMZ1R是由下式ECA表示的基团,各个BMZ1R可以彼此相同或不同式2其中在式ECA中,C表示碳原子;O表示氧原子;式Z中与R相对应的RA表示取代或未取代的C8或更长的烷基;与式Z中Z1相对应的LA表示单键或二价连接基团;各个XA1和XA2表示氢原子或卤素原子;NA1表示1到4的整数;当NA1是2或更大时,多个XA1和XA2可以彼此相同或不同;且NA2表示1到35的数。5根据权利要求4所述的化合物,其中在式Z中,与Z1相对应的。

8、LA是单键或二价基团,所述二价基团由一种或多种选自羰基、磺酰基、磷酰基、氧基、取代或未取代的氨基、硫醚基、亚烷基、亚烯基、亚炔基和亚芳基的基团的组合组成。6根据权利要求13中任一项所述的化合物,其中在式Z中,各个BMZ1R是由下式ECB表示的基团,且各个BMZ1R可以彼此相同或不同式3权利要求书CN102046583ACN102046587A3/3页4其中在式ECB中,与权利要求4中式ECA相同的那些符号分别是同义的,与式Z中Z1相对应的LA表示单键;NA2表示0到2的数;NC表示1到10的数;M表示1到12的数;N表示1到3的数。7根据权利要求13中任一项所述的化合物,其中在式Z中,各个BM。

9、Z1R是由下式ECC表示的基团,且各个BMZ1R可以彼此相同或不同式4其中在式ECC中,与权利要求4中式ECA相同的那些符号分别是同义的,各个ALK可以彼此相同或不同且表示C1C4烷基;与式Z中的Z1相对应的LA1表示单键;NB表示1到10的数。权利要求书CN102046583ACN102046587A1/44页5化合物技术领域0001本发明涉及一种新型化合物。本发明的化合物用于包括润滑剂的技术领域在内的多种技术领域。背景技术0002为了降低摩擦系数并防止各种摩擦滑动位置的磨损,已将润滑油用于各种工业机械中。0003一般说来,目前的润滑油经构建以在温和摩擦条件流体润滑条件下形成流体膜并在苛刻摩。

10、擦条件边界润滑条件下在摩擦界面形成半固体涂膜。即,目前的润滑油含有能够显示低摩擦系数的低粘度油即,基础油BASEOIL和化学物质,为了防止在苛刻摩擦条件下低粘度基础油遭到破坏之后引起的界面之间直接接触,该化学物质能够与其界面例如,铁界面反应以形成能够赋予低摩擦系数的坚韧且软的边界润滑膜。尽管该化学物质溶解于基础油中,但是它因与界面原料一般说来,是钢反应而随时间积聚在其界面。然而,与此同时,该化学物质还与不直接参与滑动的大部分表面反应,并发生积聚,由此消耗了该有价值的化学物质。此外,即使消耗掉该化学物质,基础油没有消失,而是实际上以各种分解产物保留下来;并在许多情况下,这样加速了润滑油本身的劣化。

11、。而且,该化学物质反应形成的边界润滑膜本身也在苛刻条件下因摩擦滑动而剥离,并且边界基底本身也被剥离;并且它们与前面的反应分解产物一起漂浮或沉积沉淀,由此损害润滑油的润滑性能并成为其所需性能劣化的因素。为了防止这种情况发生,一般说来,将抗氧化剂、分散剂、清净剂CLEANINGAGENT等加入到润滑剂中专利文献1。0004基于上述情况,在大多数目前的润滑油中,为了降低极苛刻条件边界润滑条件下的摩擦,并且也为了减少和抑制所加化学物质的副作用,还加入新的化学物质。而且,为了减少因磨损从界面本身形成的细碎粉和化学物质的分解漂浮物引起的润滑功能的降低,还加入新的化学物质。并且由于各种化学物质的功能在润滑油。

12、中彼此相关,因各种化学物质的消耗和劣化导致润滑油可以整体发挥作用并呈现最好的润滑效果的时间缩短是必然并且是不可避免的。可以说这是某种恶性循环。结果,为了改善目前润滑油的性能,对该组合物作大的改进是不容易的。0005然而,称作“化学物质”的所有前述化合物都是含有可以与铁界面反应的元素的化合物,而且,通过这种化合物与铁反应形成的物质具有降低其摩擦和磨损的能力。对润滑来说必不可少的元素有磷、硫或卤素,还有起竞争和补充作用的锌或钼。前面三种元素显然是对环境有害的元素,必需绝对禁止其释放到空气中,即使作为废气释放到空气中也必须完全避免。0006此外,用于内燃机、汽车传动等的润滑油为了实现节省燃料的目的要。

13、求粘度低,并且与此同时,从近年来资源的有效利用、废油的减少、润滑油用户的成本降低等的角度,越来越需要实现润滑油的长换油期LONGDRAIN。特别是,伴随着内燃机的高性能、高输出、苛刻驱动条件等,要求内燃机的润滑油机油具有更高的性能。说明书CN102046583ACN102046587A2/44页60007然而,在传统的内燃机用润滑油中,为了保证热或氧化稳定性,通常使用高度精炼的基础油,例如加氢裂化的矿物油等,或者使用高性能基础油例如合成油等,并将基础油与具有过氧化物分解能力的含硫化合物例如二硫代磷酸锌ZDTP、二硫代氨基甲酸钼MODTC等混合,或者与无灰抗氧化剂例如苯酚类或胺类抗氧化剂等混合。。

14、然而,不能说热稳定性或氧化稳定性本身总是足够的。而且,尽管通过增加抗氧化剂的混合量可以从一定程度上改善热或氧化稳定性,但是根据该技术改善热或氧化稳定性的效果天然存在一定的限制。0008并且从环境问题的角度例如降低二氧化碳的排放等,要求机油降低硫或磷的含量,以便提高节省燃料的性能和耐久性,并保持清洗废气的催化能力。另一方面,近年来在柴油机中,尽管开始安装微粒物质的排放控制机械,例如柴油机微粒过滤器DPF等,但是从防止该机械堵塞的角度需要柴油机机油实现低灰分。机油低灰分的实现意味着金属清净剂的减少,并且极其重要的问题是保证通过混合大量金属清净剂或无灰分散剂保持的柴油机清洗性能,特别是具有高热载荷的。

15、顶环槽的清洗性能。0009当以内燃机为例,前述润滑涉及除燃烧室之外的部分的润滑和润滑组合物。然而,对于燃烧室的润滑,实际上也存在大问题。即,对控制防止或降低在燃烧室的燃料加入口形成的沉积物,或者降低由此引起的摩擦和磨损的研究,多年来一直向燃料中加入痕量添加剂。0010尤其是,近年来,从废气控制的角度,必需实现低硫浓度的燃料组合物。然而,据此涉及润滑性能降低,由此引起包括凸轮和阀的阀动装置的耐久性降低。这里,根据需要综述了有利于减少摩擦和磨损的传统元素。0011即,为了通过少量添加呈现效能,必需与界面原料反应,然而能够通过形成边界润滑膜呈现所需低摩擦的元素是必需的,与此同时,需要降低硫、磷和重金。

16、属,其存在本身就是个问题。润滑油是支持目前工业机械本身的材料,并且即使它们不容易替代,经过150多年,现在是通过最新科技和功能原料技术严肃关注润滑油的组合物和作为其背景的润滑机理本身的时候。0012开始,尽管已描述“为了降低摩擦系数并防止各种摩擦滑动位置的磨损,已将润滑油用于各种工业机械中”,然而润滑油本身的任务是保持和维持机器的机动功能。尽管我们使机器工作并利用它,但是当获得功作用反作用时,在相互滑动的界面必然产生摩擦。为了减少该摩擦产生的巨大磨损并防止机械损伤如卡住等发生,必需保证滑动间隙,为此提供了各种固体或液体润滑膜。0013摩擦状态下这种液体膜的行为的理论分析开始于将在流体力学中描述。

17、粘性流体的运动的NAVIERSTOKES方程用于具有窄雷诺数的间隙。当时,从理论上解释了楔形油膜在轴承中产生高的动水压力的试验证实的现象,由此产生了今天的流体润滑理论的基础。0014按照该理论,基于用作轴承设计的基本特征数的索氏数SOMMERFELDNUMBER通过下面等式表达,注意到,滑动间隙的膜厚D与压力P、粘度也与温度T相关和滑动速度V相关。由于滑动间隙的膜厚D本身准确地取决于其表面的平均粗糙度RA,可以说与滑动间隙的膜厚D损耗相关的因素是压力P、温度T、粘度、表面的平均粗糙度RA和滑动速度V。0015索氏数STR轴承半径V速度/2P压力D2间隙说明书CN102046583ACN1020。

18、46587A3/44页70016从保持油膜的角度,就间隙D的影响因素而言,可以容易地推导出在高温下,降低油膜粘度和界面粗糙度的因素是重要的,以及在高压下,压力和油膜粘度的压力相关性自然是重要的。0017结果,保持液体膜的技术历史开始于对基础油粘度的控制。首先,为了防止破损,使用具有相当高粘度的油,即高粘性油。然而,机械必需启动,并且同时,高粘度是不利的。而且,一般说来,启动时的温度比运转时的温度低,大多数情况下,因油粘性特别高因此油几乎不移动;并且因此,为了绝对避免高温时的破坏,使用最初粘度低的高粘度指数油,而且向低粘度基础油中加入聚合物粘度指数改进剂。0018相应于高温高压的苛刻条件开发的技。

19、术是涉及能够直接牢固粘附到界面,特别是铁界面并具有柔性的界面保护膜边界润滑膜。历史上,从添加肥皂开始,形成无机膜例如氯化铁、硫化铁、磷酸铁等;并且近年来,开发了反应性和低摩擦有机金属复合物例如MODTC、ZNDTP等,并将其痕量加入到基础油中。0019尽管如前所述改善了相对温度的粘度物理性能并通过另一方法形成润滑膜的技术开发,但是还没有出现本发明的技术和简单方法,其中控制并优化了粘度压力模数VISCOSITYPRESSUREMODULUS,为了防止油膜破损同时控制相对于压力的粘度。0020然而,有关粘度压力模数的理论的确已建立一段时间了。0021至于摩擦机理,已知有介于前述温和流体润滑机理和苛。

20、刻边界润滑机理之间的弹性流体润滑机理。该弹性流体润滑机理的理论研究起始于有关真正接触面形状和产生的压力的研究,由HERTZ于1882年发表;通过EHL弹性流体润滑理论的总结由PETROSEVICH于1951年建立;并通过油膜形成理论考虑到弹性变形由DOWSON/HIGGINSON于1968年变成实际理论。0022该弹性流体润滑机理作用的区域是在高压,例如,几吨/CM2,即约几百MPA的摩擦区域。一看可知,尽管这种条件苛刻,但是实际上,由于铁在这种压力范围内引起弹性变形,与油膜接触的铁界面的真正接触面的面积增加,并且实际压力降低。即,在该区域内,只要没有引起铁或油膜破损的弹性极限,摩擦系数不会增。

21、加,并且可以说这种区域是滑动界面的“保佑区”。而且,与此同时,在该区域内,由常规润滑油例如矿物油制成的油膜比大气压时的粘度高约1,000倍,但是可能存在粘度变低至仅约500倍的情况,这取决于原料的化学结构。BARUS基于下式VII解释了与液体粘度的压力相关性有关的这种现象并提出了物质固有的粘度的上升率与压力是相关的非专利文献1。00230EXPPVII0024这里,代表粘度压力模数;和0代表大气压下的粘度。0025而且,DOOLITTLE主张自由体积模型的思想,即,液体粘度由占据液体体积的分子的占据体积与热膨胀产生的自由体积之比确定非专利文献2。0026AEXPBV0/VFVIII0027这里。

22、,代表粘度;V0代表分子的占据体积;和VF代表自由体积。0028比较DOOLITTLE的等式VIII和BARUS的等式VII,注意到粘度压力模数与分子的自由体积成反比。即,粘度压力模数小时暗示分子的自由体积大。结果,注意到通过优化原料的化学结构可以控制液体粘度的压力相关性,即,通过优化化学结构可以提供在相同高载荷和高压力条件下比构成目前润滑油的油粘度更低的原料。例如,假设真正说明书CN102046583ACN102046587A4/44页8接触部分的油膜是由粘度压力模数约为矿物油或烃类化学合成油例如聚烯烃常用作润滑油的一半的原料形成,该弹性流体润滑区域处于较温和条件下。即,在常规润滑油中,即使。

23、在分类在边界润滑区域的高载荷下,考虑到因高压下界面和低粘度油膜的弹性变形增加了油膜的冷却效果以及真正接触位点的低压力和低粘度,期待基本上避免边界润滑区域并实现理想的仅由流体润滑构成的润滑机理。0029近年来,公开了具有多个径向排列相对长碳链的盘状化合物和含有该化合物的润滑油即,无金属原料的润滑油在弹性流体润滑区域具有低摩擦系数例如,专利文献24。这种盘状化合物具有盘状核心和从该盘状核心径向延伸的侧链,并且预计在高度排列状态下也可以必然保证扇形自由体积。结果,具有径向排列的侧链的盘状或板状化合物与其占据体积相比通常具有许多自由体积,并因此,它们呈现小的粘度压力模数。即,预计即使在高压下粘度相当小。

24、,并且在高压下呈现较低粘度和较低摩擦性能非专利文献3。0030然而,通常这些原料是其粘度比常用于润滑油的矿物油和化学合成油的粘度要大1个数量级,绝对不可能用大量这种廉价原料代替低粘度基础油。0031即,尽管高压下的粘度由粘度0和前述等式VII表示的粘度压力模数确定,但是当实际上使用低粘度基础油时,已经开始在弹性流体润滑区域内破裂,并且处于无粘度状态,即高压下为弹塑性体。已阐明该润滑油膜的破裂容易度与流体分子的聚集状态即润滑油分子的包装状态相关,并可以由粘度压力模数和压力P之乘积P评价非专利文献4。0032一般说来,当乘积P不大于13时,润滑油膜起粘性流体作用,当乘积P在13和25之间时,起粘弹。

25、性流体作用,当乘积P为25或以上时,起弹塑性体作用。当两种润滑油膜在一定压力P下具有相同粘度时,其中粘度压力模数分别定义为1和2,同样常压粘度分别定义为1和2,建立下面等式。0033LNLN11PLN22P0034当181P2P24,即1/218/24时,需要注意的是,当压力P增加大一点时,具有粘度压力模数2的膜变成弹塑性体,并且甚至在相同压力在相同粘度下更容易破裂。0035结果,即使使用具有相当大的0其程度为即使在流体润滑区域也可以使用的基础油,由于构成基础油的链烃例如矿物油的粘度压力模数大,因此最终趋势是高压下粘度变大,并且认为具有粘弹性流体区域的基础油和有机化合物,它们各自具有在流体润滑。

26、下能够赋予低摩擦系数的低0和在弹性流体润滑下能够赋予低摩擦系数的低,迄今为止都不存在。0036目前,即使能够开发可以清除前述限制的原料,考虑到要求大量原料和低成本的基础油所需条件,难以提供满足所有它们的原料。因此,就为了实现低燃料消耗的目的必需粘度低的机油而言,可以考虑这样背景,其中没有认识到有效利用弹性流体润滑的概念本身。可以说将原料开发集中在如开始时所述的将目前低粘度基础油和能够形成边界润滑膜的痕量化学物质组合是不可避免的结果。0037专利文献1JPT20055161100038专利文献2JPA2006328127说明书CN102046583ACN102046587A5/44页90039专。

27、利文献3JPA2007920550040专利文献4JPA20062573830041非专利文献1CBARUS,AMJSCI,451893,PAGE870042非专利文献2AKDOOLITTLE,JAPPLPHYS,221951,14710043非专利文献3MASANORIHAMAGUCHI,NOBUYOSHIOHNO,KENJITATEISHIANDKENKAWATA,PREPRINTOFTHEINTERNATIONALTRIBOLOGYCONFERENCETOKYO,200511,PAGE1750044非专利文献4NOBUYOSHIOHNO,NORIYUKIKUWANOANDFUJIOHIR。

28、ANO,JUNKATSULUBRICATION,33,121988,922;929发明内容0045发明所要解决的问题0046本发明的目的是提供一种新的化合物,其可用于包括润滑剂技术领域在内的多个领域中。0047解决问题的方法0048实现上述目的的方法如下00491由下式Z所示的化合物0050ALD1EQD2BMZ1RPZ0051其中0052A表示P价链残基或环残基;0053L表示由下式AA所示的单键、氧基、取代或未取代的氧基亚甲基,或由下式AB所示的取代或未取代的氧亚乙基氧基0054OCALK2AA0055OCALK2CALK2OAB0056ALK表示氢原子、C1C6烷基或环烷基;0057P表。

29、示2或更大的整数;0058D1表示羰基CO或磺酰基SO2,且各个D1可以彼此相同或不同;0059D2表示羰基CO、磺酰基SO2、羧基COO、磺酰氧基SO2O、氨基甲酰基CONALK或氨磺酰基SO2NALK,各个D2可以彼此相同或不同,其中,ALK表示氢原子、C1C6烷基或环烷基;0060E表示取代或未取代的亚烷基、环亚烷基、亚烯基、亚炔基或亚芳基、二价杂环芳环基或杂环非芳环基、二价基团,该二价基团选自亚氨基、烷基亚氨基、氧基、硫醚基、亚氧硫基、磺酰基、磷酰基和烷基取代的甲硅烷基,或由这些基团的两种或多种组合组成的二价基团;Q表示0或更大的整数;而当Q是2或更大时,各个E可以彼此相同或不同;00。

30、61R表示氢原子、取代或未取代的C8或更长的烷基、全氟烷基或三烷基甲硅烷基,各个R可以彼此相同或不同;0062B的变化取决于R;0063当R表示氢原子或取代或未取代的C8或更长烷基时,B表示取代或未取代的氧基亚乙基或取代或未取代的氧基亚丙基,彼此相连的多个B可以彼此相同或不同;M表示1或说明书CN102046583ACN102046587A6/44页10更大的自然数;0064当R表示全氟烷基时,B表示氧全氟亚甲基、氧全氟亚乙基或任选的支化的氧全氟亚丙基;彼此相连的多个B可以彼此相同或不同;M表示1或更大的自然数;0065当R表示三烷基甲硅烷基时,B表示烷基甲硅烷基,其中烷基选自甲基、乙基和任选。

31、的支化的丙基,各个B可以彼此相同或不同;彼此相连的多个B可以彼此相同或不同;M表示1或更大的自然数;且0066Z1表示单键、二价基团,该二价基团选自羰基、磺酰基、磷酰基、氧基、取代或未取代的氨基、硫醚基、亚烯基、亚炔基和亚芳基或由这些基团的两种或多种组合组成的二价基团。00672根据1的化合物,其中在式Z中,A是季戊四醇、丙三醇、低聚季戊四醇、木糖醇、山梨醇、肌醇、三羟甲基丙烷、双三羟甲基丙烷、新戊二醇或聚甘油。00683根据1的化合物,其中在式Z中,A是由下式AI至AIII中任一所表示的基团0069式100700071其中0072指与LD1EQD2BMZ1R的结合位点;C表示碳原子;R0表示。

32、氢原子或取代基;X1X4、X11X14和X21X24中的每一个表示氢原子或卤素原子,且可以彼此相同或不同;N1N3中的每一个表示0到5的整数;M4表示0到2的整数。00734根据13中任一项的化合物,其中在式Z中,各个BMZ1R是由下式说明书CN102046583ACN102046587A7/44页11ECA表示的基团,且各个BMZ1R可以彼此相同或不同0074式200750076其中0077在式ECA中,C表示碳原子;O表示氧原子;式Z中与R相对应的RA表示取代或未取代的C8或更长的烷基;与式Z中Z1相对应的LA表示单键或二价连接基团;各个XA1和XA2表示氢原子或卤素原子;NA1表示1到4。

33、的整数;当NA1是2或更大时,多个XA1和XA2可以彼此相同或不同;且NA2表示1到35的数。00785根据4的化合物,其中在式Z中,与Z1相对应的LA是单键或选自羰基、磺酰基、磷酰基、氧基、取代或未取代的氨基、硫醚基、亚烷基、亚烯基、亚炔基和亚芳基的一种或多种组合组成的二价连接基团;00796根据13中任一项的化合物,其中在式Z中,各个BMZ1R是由下式ECB表示的基团,各个BMZ1R可以彼此相同或不同0080式300810082其中0083在式ECB中,与根据4的式ECA中相同的那些符号是同义的,与式Z中Z1相对应的LA表示单键;NA2表示0到2的数,NC表示1到10的数,M表示1到12的。

34、数;N表示1到3的数。00847根据13中任一项的化合物,其中在式Z中,各个BMZ1R是由下式ECC表示的基团,各个BMZ1R可以彼此相同或不同0085式400860087其中0088在式ECC中,与根据4的式ECA中相同的那些符号是同义的;各个ALK可以彼此相同或不同并表示C1C4烷基;与式Z中Z1相对应的LA1表示单键;NB表示1到10的数。0089发明效果0090根据本发明,可以提供一种新型化合物,该化合物可以用于包括润滑剂技术领域等在内的各个领域中。具体实施方式0091以下对本发明进行详细说明。请注意,在本说明书中,使用任何“至”的数说明书CN102046583ACN102046587。

35、A8/44页12值表达式表示包括分别在“至”之前及之后给定的数值的下限和上限。00921由式Z表示的化合物0093ALD1EQD2BMZ1RPZ0094在式中,A表示P价链残基或环残基。0095A的优选实例是含有支化结构的基团,其中与L相连的A中从原子位到第三原子位是二级或以上的。式Z表示的化合物含有属于化合物基团以所谓的“星放射状”或“星状”表示的A,并显示出作为润滑剂组合物等的优选性质。0096如上所述“粘度随压力的增加率小”的化合物可用于润滑剂技术领域,并且前面也描述非专利文献2公开了这种性质可以通过“具有尽可能大的自由体积”的化合物实现。“具有尽可能大的自由体积”的化合物的实例是存在于。

36、分子内的多个侧链的自由体积大的化合物。0097当将苯并菲化合物作为具有盘状结构的化合物的实例时,例如,在2、3、6、7、10和11位具有长链烷氧基的苯并菲中,由这种长链烷氧基组成的侧链自然径向延伸,并且从烷氧基中的氧原子开始,侧链距离中心越远,侧链可以自由移动的空间体积自由体积越大。即使该主题化合物高密度聚集,或者它呈现柱状结构的六边形最密装填结构例如液晶相或晶体,也可以确保侧链可以进行某种程度的移动的最小空间。这是盘状分子和线状分子之间的显著区别。当线状分子经单轴取向时,自由体积丧失。0098接下来,考虑具有以下结构的分子,在其结构中,侧链相对于以SP3元素为中心的空间以精确的“星放射状”或。

37、“星状”在四个方向相等地延伸,如甲烷、四甲基硅烷、三甲基胺等一样。在这种分子中,可以认为,与具有盘状结构的分子相似,理论上可以相似地保证其自由体积;然而,实际情况有很大的不同。在如上所述的盘状分子中,由于其不可破坏的核结构,从一开始就保证了盘状核本身的侧链可以在与其中心相距一定距离的空间自由移动,而在“星放射状”或“星状”分子中,采用的是以SP3元素为中心直接由该元素延伸碳链的结构,因此它们之间的差异很大。0099例如,比较作为前述的盘状化合物的六烷氧基苯并菲的氧的位置和作为“星放射状”或“星状”化合物的三羟甲基甲烷的三乙氧基化物的氧的位置,如下所示,当以SP3碳的链长计接近时,氧的位置相应于。

38、中心核的SP3碳的大约第四个碳的位置,即环氧基末端的碳。乍一看,后者的自由度更高;然而,当密度增加,并且分子开始聚集时,其它侧链也进入每个侧链附近的空间,各个侧链弯曲,或者侧链变成接近棒状,其方式就如合拢的伞,由此可能减少自由体积。可以容易地假设当密度实际上增加时,侧链状态将这样变化。0100式50101说明书CN102046583ACN102046587A9/44页130102即使在具有非盘状结构的核,例如这种含SP3元素的核等的分子中,为了使其侧链能够保证与盘状分子的侧链相似的大的空间体积,本发明人对适合的侧链结构进行了广泛和深入的研究。因此,本发明在研究成果的基础上完成。0103尽管下面。

39、的乙酰氧基三羟甲基甲烷是通过将三羟甲基甲烷的三乙氧基化物转化成酯获得的,但是该结构是润滑领域中油脂FATANDOIL的基本结构。本文所述的油脂是脂肪酸的多元醇酯,并具有可以容易地显示出在高压下比矿物油更低的粘度压力模数即更低的摩擦系数的结构。0104式601050106可以认为,其原因在于以下事实酯内CO的转动势能小于CC的转动势能;并且由于羰基之间的电子排斥和空间排斥容易径向打开,可以很大程度上确保自由体积。当然,与多元羧酸的酯相比,多元醇的酯的摩擦较低。可以认为这与影响CO旋转的侧链整体的自由体积的大小有关。0107但是,与矿物油相比,目前酯油的摩擦低,然而,其程度不是太显著。然后,本发明。

40、人对在进一步延伸的侧链末端具有羰基的化合物的润滑效果进行广泛且深入的研究,发现通过将相应于琥珀酸的残基与三羟甲基甲烷连接获得的以下化合物呈现显著的摩擦降低效果。0108该结果不仅在例如琥珀酸的1,4二羰基显示,而且在其中心插入氧的1,3二羰基、1,5二羰基等得到证实。而且,酰化肌氨酸的多元醇酯也显示相同的摩擦降低效果。0109式70110说明书CN102046583ACN102046587A10/44页140111因此,本发明涉及具有能够径向排列侧链并具有连接其上的径向延伸侧链的链状或环状化学结构的化合物,并且本发明利用一种能够保证更大自由体积的化合物。为了该侧链可以保证大的自由体积,优选具有。

41、如下设计的化学结构所述侧链在中心核的连接位点附近容易自由旋转,并且所述侧链彼此排斥。在本说明书中,具有如此设计的侧链的化合物总称为“星放射状”或“星状”化合物。0112尽管已经描述了具有含SP3碳原子的中心核并含有由此形成的支化结构的化合物,但是只要侧链能够保证大的自由体积,对该中心核的结构没有特别的限制。当然,结构可以是环状结构。而且,在将前述式Z代表的化合物具有的前述结构D1EQD2BMZ1R的侧链与含有能够变成三价或多价的元素例如氮、硅、硼、磷等并含有由其形成的支化结构的中心核相连接获得的化合物中,侧链也能够保证大的自由体积并呈现相同的效果,并且这样的化合物落入本发明的范围内。0113而。

42、且,本发明的化合物可以是聚合物也可以是低聚物。更具体地说,在将具有前述结构D1EQD2BMZ1R的侧链与一种或两种或多种构成其主链的重复单元的侧链相连接获得的聚合物或低聚物中,侧链也能够保证大的自由体积并具有相同的效果。所述聚合物或低聚物的主链例如可以是如在聚乙烯醇链中一样的简单结构。具体地,用前述式Z代表的化合物具有的前述结构D1EQD2BMZ1R的侧链取代聚乙酸乙烯酯的乙酰基获得的聚合物或低聚物落入本发明的范围内。0114在其上连接有前述侧链的中心核结构的实例中,烃链的实例包括季戊四醇、低聚季戊四醇包括二、三或四赤藓糖醇、将季戊四醇的一个羟基与其它二价基团例如,取代或未取代的亚烷基、环亚烷。

43、基、亚烯基、亚炔基或亚芳基、二价杂环芳族环基或杂环非芳族环基、选自亚氨基、氧基、硫醚基、亚磺酰基、磺酰基、磷酰基和烷基取代的甲硅烷基的二价基团、或者由两种或多种这些基团组合组成的二价基团相连接获得的基团;以及甘油、木糖醇、山梨糖醇、肌醇、三羟甲基丙烷、双三羟甲基丙烷、新戊二醇或聚甘油的残基。0115在上式Z中,A的优选实例是下式AIAIII任一代表的基团。0116式80117说明书CN102046583ACN102046587A11/44页1501180119在式中,指与D1EQD2BMZ1R的结合位点;C表示碳原子;R0表示氢原子或取代基;X1至X4、X11至X14、X21至X24中的每一个。

44、表示氢原子或卤素原子例如,氟原子或氯原子,且彼此可以相同或不同;N1至N3中的每一个表示0到5的整数,优选表示整数1或2;M4表示0到8的整数,优选表示整数0或2。0120在上式AI中,由R0表示的取代基实例包括具有1至50个碳原子的取代或未取代的烷基例如,除了甲基和乙基外,直链或支化的丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、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、二十三烷基或二十四烷基;具有2至35个碳原子的烯基例如,丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一烯基或十二烯基;。

45、具有3至10个碳原子的环烷基环丙基、环丁基、环戊基、环己基或环庚基;具有6至30个碳原子的芳环基例如,苯基、萘基、联苯基、菲基或蒽基;杂环基优选含至少一个选自氮原子、氧原子和硫原子的杂原子的杂环的残基;例如,吡啶基、嘧啶基、三嗪基、噻吩基、呋喃基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、三唑基、噻唑基、咪唑基、噁唑基、噻二唑基、噁二唑基、喹啉基或异喹啉基,以及由这些基团的组合组成的基团。如有可能,这种取代基可进一步具有一个或多个取代基,取代基的实例包括烷氧基、烷氧羰基、卤素原子、醚基、烷基羰基、氰基、硫醚基、亚砜基、磺酰基、酰胺基等。0121虽然优选所有具有由式AI至AIII中任一项表示的基团化合物作为A,但。

46、从合成的角度来看,优选具有由式AII表示的基团的化合物,即季戊四醇衍生物。0122在式Z中,L表示单键、氧基、由下式AA表示的取代或未取代的氧基亚甲基,说明书CN102046583ACN102046587A12/44页16或由下式AB表示的取代或未取代的氧亚乙基氧基。在下式中,ALK表示氢原子、C1C6烷基或环烷基。0123OCALK2AA0124OCALK2CALK2OAB0125在式Z中,D1表示羰基CO或磺酰基SO2,各个D1可以彼此相同或不同;D2表示羰基CO、磺酰基SO2、羧基COO、磺酰基氧基SO2O、氨基甲酰基CONALK或氨磺酰基SO2NALK。ALK表示氢原子、C1C6烷基或。

47、环烷基。0126在式Z中,各个E表示单键、取代或未取代的亚烷基优选C1C8亚烷基;例如,亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、环亚烷基优选为C3C15环亚烷基,例如,环亚丙基、环亚丁基、环亚戊基或环亚己基、亚烯基优选为C2C8亚烯基,例如,亚乙烯基、亚丙烯基、亚丁烯基、亚戊烯基或亚炔基优选为C2C8亚炔基,例如,亚乙炔基、亚丙炔基、亚丁炔基、亚戊炔基或亚芳基优选为C6C10亚芳基,例如,亚苯基、二价杂环芳族环基或杂环非芳族环基,二价基团选自取代或未取代的亚氨基、氧基、硫醚基、亚氧硫基、磺酰基、磷酰基、烷基取代的甲硅烷基或由两种或多种这些基团的组合组成的二价基团。012。

48、7Q表示0或更大的整数,当Q为2或更大时,其可以各不相同。0128在上式Z中,D1EQD2的优选实例包括以下基团。0129式901300131在上式中,表示式中与L结合的位点;表示与式中B结合的位点。各个D11和D12表示碳原子或SO,优选为碳原子。E1表示单键;直链或支化的,取代或未取代的C1C8亚烷基,C2C8亚烯基或C2C8亚炔基只要碳原子可被氧原子取代;取代或未取代的C3C15环亚烷基、环亚烯基或环亚炔基;取代或未取代的C6C10亚芳基;取代或未取代的芳族或非芳族杂环基;NH;或NHALK”NH其中ALK”表示C1C4亚烷基。亚烷基取代基等的实例包括卤素原子例如,氟原子或氯原子。E1的。

49、优选实例包括单键和二价基团,如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚甲基氧基亚甲基、次亚乙烯基、亚氨基、四氟乙烯基、亚氨基己烯亚氨基等。0132在式Z中,R表示氢原子、取代或未取代的C8或更长的烷基、全氟烷基或三烷基甲硅烷基。0133各个R表示的C8或更长的烷基优选为C12或更长的烷基。此外,所述烷基优选为C30或较短的烷基,更优选为C20或较短的烷基。所述烷基可以是直链或支化的。其具体实例包括癸基、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、二十八烷基、三十烷基、三十五烷基、四十烷基、五十烷基、六十烷基、八十烷基、一百烷基DECACONTYL。这种烷基可以具有一个或多个取代基。取代基的实例包括卤素原子例如,氟原子或氯原子、羟基、氨基、烷基氨基、巯基、烷硫基、烷氧基、氰基等。说明书CN102046583ACN102046587A13/44页170134各个R表示的全氟烷基优选为C1C10全氟烷基,更优选为C1C6全氟烷基,进一步优选为C1C4全氟烷基,特别优选为C1C2全氟烷基。其实例包括三氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、全氟丁。

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