專利名稱：用于傳動裝置的潤滑油組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于傳動裝置的潤滑油組合物，特別是涉及具有優(yōu)秀的燃料消耗效率和極壓性并能給齒輪和離合器提供足夠的耐用性，從而得到持久的齒輪變速性能的潤滑油組合物。
背景技術(shù)：
最近幾年，為了保護(hù)環(huán)境而減少二氧化碳的排放總量，提高汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性成為現(xiàn)在迫切需要解決的問題，從而導(dǎo)致了對能夠提高燃料效率的自動傳動的強烈需求。這里有一個通過降低自動傳動液(ATF)的粘度，使自動傳動裝置提高燃料效率的辦法。一個自動傳動裝置由轉(zhuǎn)矩變換器、浸油離合器、齒輪支持機構(gòu)和液壓控制機構(gòu)組成，使用低粘度的自動傳動液由于減少了轉(zhuǎn)矩變換器和油泵的攪拌阻力，使燃料效率得到了提高。
但眾所周知，低粘度的自動傳動液降低了決定傳動比和改變離合器的齒輪的耐用性，從而導(dǎo)致了齒輪變速性能的耐用性較差。降低自動傳動液的粘度減小了它的極壓性，導(dǎo)致齒輪抱死，最終造成自動傳動裝置的不正常工作。決定傳動比的齒輪的選擇受到一些要偶合的浸油離合器和要空轉(zhuǎn)的其他部件的影響。但是，由于低粘度的自動傳動液降低了浸油離合器的耐用性，偶合離合器的動力學(xué)摩擦系數(shù)沒有產(chǎn)生，從而導(dǎo)致了變速齒輪不工作的可能性的發(fā)生。因此盡管自動傳動液的粘度被降低，但必須要保持齒輪和浸油離合器的耐用性。
一個常規(guī)的傳動潤滑油組合物的實例正如日本專利公開No.1-271494所述，該組合物包含了特定量的含有α-烯烴低聚物和石油基的潤滑劑餾份和特定量的具有特定的數(shù)均分子量及在140℃時運動粘度為7厘沲或更高的聚甲基丙烯酸酯。日本專利公開No.8-209174公開了一種動力傳動液，該傳動液的主要目的是改善在滑動模式下轉(zhuǎn)矩變換器離合器的性能，該傳動液包含了含有具有特定粘度的氫化礦物油和具有特定粘度的氫化聚-α-烯烴的基礎(chǔ)油、丙烯酸粘度改進(jìn)劑和其它添加劑組份，它具有在ASTM D-5275的FISST中在100℃時經(jīng)40轉(zhuǎn)后至少6.8厘沲(cSt)的粘度。但是這些組合物都具有較高的粘度，而目前市場上供應(yīng)的汽車傳動潤滑油的粘度一般都在100℃時為7-9mm2/s。目前還沒有低于市場上供應(yīng)的汽車傳動潤滑油的粘度的傳動潤滑油上市，因為當(dāng)保持齒輪和浸油離合器的耐用性時，還要降低潤滑油的粘度，這是很困難的。
綜上所述，本發(fā)明的目的在于提供一種低粘度的傳動潤滑油組合物，它具有優(yōu)秀的燃料效率并使齒輪和浸油離合器具有足夠的耐用性，從而得到持久的齒輪變速性能。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種用于傳動裝置的潤滑油組合物，它包括一種運動粘度為2.3～3.4mm2/s和由ASTM D-3238確定的％Cp值為70或更高的礦物潤滑油(下文中稱為“組份(A)”)作為基礎(chǔ)油，按照磷計算占該組合物總質(zhì)量0.025-0.05％的含磷化合物(下文中稱為“組份(B)”)，及一種使該組合物運動粘度為5.0～6.0mm2/s的粘度指數(shù)改進(jìn)劑(下文中稱為“組份(C)”)，所述組合物中含有占該組合物總質(zhì)量的0.15％或更低的硫。
發(fā)明詳述以下詳細(xì)描述了本發(fā)明中的用于傳動裝置的潤滑油組合物(下文中稱之為“潤滑油組合物”或“潤滑油”)。
本發(fā)明所用的組份(A)含有一種運動粘度為2.3～3.4mm2/s和由ASTMD-3238確定的％Cp值為70或更高礦物油。
由于使用了含有滿足上述要求的礦物油的組份(A)，同組份(B)和(C)混合并使硫組分調(diào)整到特定量，所形成的組合物顯示出優(yōu)異的燃料效率和極壓力性，并提供齒輪和浸油離合器在嚴(yán)厲使用條件下具有極好的耐用性。
礦物油的運動粘度的上限是100℃下3.4mm2/s，優(yōu)選3.3mm2/s；而下限是100℃下2.3mm2/s，優(yōu)選2.5mm2/s。不推薦超過100℃下3.4mm2/s的運動粘度，是因為由于流體阻力提高造成潤滑位置的摩擦損失加大；也不推薦低于100℃下2.3mm2/s的運動粘度，因為由于潤滑位置未能形成足夠的油膜，且基礎(chǔ)油蒸發(fā)損失會造成所得到的組合物潤滑性太差。
本發(fā)明所用的由ASTM D3238確定的礦物基礎(chǔ)油的％Cp值，優(yōu)選為71或更高，更優(yōu)選72或更高，進(jìn)一步優(yōu)選73或更高，再進(jìn)一步優(yōu)選74或更高并且優(yōu)選低于90或更低，更優(yōu)選85或更低。特別優(yōu)選82或更低。目的是得到極好溶解性的添加劑。本文所用的由ASTM D3238確定的％Cp是指用此法規(guī)定的環(huán)分析得到的鏈狀烷烴碳原子數(shù)同整體碳原子數(shù)的百分比。
組份(A)所用礦物基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)沒有特定限制。然而，該粘度指數(shù)優(yōu)選50或更高，更優(yōu)選80或更高，進(jìn)一步優(yōu)選100或更高，優(yōu)選140或更低。更優(yōu)選130或更低，目的是得到更優(yōu)異的低溫性質(zhì)。使用粘度指數(shù)為50或更高的礦物基礎(chǔ)油，可以得到能夠形成油膜的同時減小流動阻力的潤滑油組合物。
組份(A)所用的礦物基礎(chǔ)油的凝固點也沒有特定限制。然而，該凝固點優(yōu)選0℃或以下，更優(yōu)選-5℃或以下，最優(yōu)選-10℃。使用凝固點為0℃或以下的礦物基礎(chǔ)油，可以得到能夠?qū)Φ蜏叵鹿ぷ鞯臋C器提供輕微防護(hù)的潤滑油組合物。
生產(chǎn)用于組份(A)的礦物基礎(chǔ)油的方法沒有特別的限定。例如，礦物基礎(chǔ)油可以是石蠟基油和環(huán)烷基油，可通過把常壓蒸餾或真空蒸餾原油得到的潤滑油餾份經(jīng)過一個或多個精煉過程例如溶劑脫瀝青、溶劑萃取、加氫裂化、溶劑脫蠟、催化脫蠟、加氫精制、硫酸處理和白土精制制得石蠟基油和環(huán)烷基油。這些基礎(chǔ)油可以單獨或按任意比例混合使用。
制備用于本發(fā)明礦物基礎(chǔ)油的更優(yōu)選的方法如下所示。
例如，可以通過精制原料油或精制從通常的精煉過程中回收的潤滑油餾份，然后再回收潤滑油餾份來制備礦物基礎(chǔ)油。其中原料油可以是(1)經(jīng)過常壓蒸餾石蠟基原油和/或混合基原油得到的餾出油；(2)經(jīng)過減壓蒸餾石蠟基原油和/或混合基原油的拔頂原油得到的減壓餾出油(WVGO)；(3)經(jīng)過緩和加氫裂化(MHC)(1)和/或(2)的油得到的油；(4)混合選自(1)、(2)和(3)中兩種或兩種以上的油得到的混合油；(5)(1)到(4)的油的脫瀝青油(DAO)；(6)經(jīng)過緩和加氫裂化(5)的油得到的油；和(7)混合選自(1)到(6)中兩種或兩種以上的油得到的混合油。
這里對于上文所述的通常的精制過程沒有嚴(yán)格的限制，因此，可以是潤滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)中采用的任意精制方法。精制方法的具體例子為(a)加氫精制例如氫化裂解和加氫補充精制；(b)溶劑精制例如糠醛抽提；(c)脫蠟例如溶劑脫蠟和催化脫蠟；(d)采用酸性粘土或活性粘土的白土精制過程；和(e)酸或堿化學(xué)精制例如硫酸洗和苛性堿洗。在本發(fā)明中，這些方法的一種或多種可以以任意順序任何組合形式使用。
本發(fā)明中采用的特別優(yōu)選的礦物油為選自上面(1)至(7)描述的原料油；通過加氫裂化從原料油回收的潤滑油餾份得到的產(chǎn)物；或者把從產(chǎn)物中回收的潤滑油餾份經(jīng)過脫蠟處理例如溶劑脫蠟或催化脫蠟，然后溶劑精制得到的產(chǎn)物，還可以接著通過脫蠟處理例如溶劑脫蠟或催化脫蠟而得到的組分。
本發(fā)明中組份(A)可以是通過上述任何精制方法所得的兩種或更多礦物油的混合物，也可以是其中的一種礦物油。但是無論哪一種情況，組份(A)所用的基礎(chǔ)油必須滿足100℃下時運動粘度為2.3-3.4mm2/s和由ASTM D-3238確定的％Cp值為70或更高的要求。也就是說，任何滿足該要求的礦物油都可用作組份(A)。
本發(fā)明采用的礦物基礎(chǔ)油可以含有少量的合成油例如聚-α-烯烴和酯基合成油。然而在本發(fā)明潤滑油組合物中，組份(A)的含量為基礎(chǔ)油的優(yōu)選至少50％(質(zhì)量)，較優(yōu)選為60％(質(zhì)量)或更高，更優(yōu)選為75％(質(zhì)量)或更高，最優(yōu)選為80％(質(zhì)量)或更高。
本發(fā)明潤滑油組合物中的組份(B)是含磷化合物。
為了使該組合物具有良好的極壓性，組份(B)按照磷計算占該組合物的總質(zhì)量百分比含量為0.025-0.05％，優(yōu)選為0.025-0.04％，特別優(yōu)選為0.03-0.035％。當(dāng)組份(B)按照磷計算質(zhì)量百分比含量低于0.025％時，不具有有效的極壓性，而當(dāng)含量超過0.05％(質(zhì)量)時會降低該組合物的。氧化穩(wěn)定劑和樹脂材料例如尼龍的耐用性。
組份(B)含磷化合物的例子為烷基二硫代磷酸鋅、磷酸、亞磷酸、單磷酸鹽、二磷酸鹽、三磷酸鹽、一亞磷酸鹽、二亞磷酸鹽、三亞磷酸鹽、磷酸和亞磷酸的鹽、硫代磷酸鹽、硫代亞磷酸鹽以及它們的酯和以上物質(zhì)的混合物。在這些可用作組份(B)的化合物中除了磷酸、硫代磷酸、亞磷酸和硫代亞磷酸，都是含有2-30，優(yōu)選3-20個碳原子的烴基的化合物。
含有2-30個碳原子的烴基的例子是烷基、環(huán)烷基、烷基環(huán)烷基、芳基、烷基芳基和芳基烷基。
烷基的例子是乙基、丙基、丁基、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、十七烷基和十八烷基，并且它們可以是直鏈或支鏈。
環(huán)烷基的例子為含有5-7個碳原子的基團(tuán)，例如環(huán)戊基、環(huán)己基和環(huán)庚基。
烷基環(huán)烷基的例子為含有6-11個碳原子的基團(tuán)，其中環(huán)烷基可在任意位置具有烷基取代基，例如甲基環(huán)戊基、二甲基環(huán)戊基、甲基乙基環(huán)戊基、二乙基環(huán)戊基、甲基環(huán)己基、二甲基環(huán)己基、甲基乙基環(huán)己基、二乙基環(huán)己基、甲基環(huán)庚基、二甲基環(huán)庚基、甲基乙基環(huán)庚基和二乙基環(huán)庚基基團(tuán)。
烯基的例子為丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一烯基、十二烯基、十三烯基、十四烯基、十五烯基、十六烯基、十七烯基和十八烯基，并且它們可以是直鏈或支鏈且雙鍵的位置可以變化。
芳基的例子為苯基和萘基。烷基芳基的例子為含有7-18個碳原子的基團(tuán)，例如甲苯基、二甲苯基、乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十一基苯基和十二基苯基，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，并且可以結(jié)合到芳基的任意位置。
芳基烷基的例子為含有7-12個碳原子的基團(tuán)，例如苯甲基、苯乙基、苯丙基、苯丁基、苯戊基和苯己基，并且它們可以是直鏈或支鏈。
作為組份(B)的優(yōu)選化合物為磷酸；亞磷酸；烷基二硫代磷酸鋅，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如二丙基二硫代磷酸鋅、二丁基二硫代磷酸鋅、二戊基二硫代磷酸鋅、二己基二硫代磷酸鋅、二庚基二硫代磷酸鋅和二辛基二硫代磷酸鋅，磷酸單烷基酯，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如磷酸單丙基酯、磷酸單丁基酯、磷酸單戊基酯、磷酸單己基酯、磷酸單庚基酯和磷酸單辛基酯；磷酸單(烷基)芳基酯例如磷酸單苯基酯和磷酸單甲苯基酯；磷酸二烷基酯，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如磷酸二丙基酯、磷酸二丁基酯、磷酸二戊基酯、磷酸二己基酯、磷酸二庚基酯和磷酸二辛基酯；磷酸二(烷基)芳基酯例如磷酸二苯基酯和磷酸二甲苯基酯；磷酸三烷基酯，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如磷酸三丙基酯、磷酸三丁基酯、磷酸三戊基酯、磷酸三己基酯、磷酸三庚基酯和磷酸三辛基酯；磷酸三(烷基)芳基酯例如磷酸三苯基酯和磷酸三甲苯基酯；亞磷酸單烷基酯，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如亞磷酸單丙基酯、亞磷酸單丁基酯、亞磷酸單戊基酯、亞磷酸單己基酯、亞磷酸單庚基酯和亞磷酸單辛基酯；亞磷酸單(烷基)芳基酯例如亞磷酸單苯基酯和亞磷酸單甲苯基酯；亞磷酸二烷基酯，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如亞磷酸二丙基酯、亞磷酸二丁基酯、亞磷酸二戊基酯、亞磷酸二己基酯、亞磷酸二庚基酯和亞磷酸二辛基酯；亞磷酸二(烷基)芳基酯例如亞磷酸二苯基酯和亞磷酸二甲苯基酯；亞磷酸三烷基酯，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如亞磷酸三丙基酯、亞磷酸三丁基酯、亞磷酸三戊基酯、亞磷酸三己基酯、亞磷酸三庚基酯和亞磷酸三辛基酯；亞磷酸三(烷基)芳基酯，其中烷基可以是直鏈或支鏈，例如亞磷酸三苯基酯和亞磷酸三甲苯基酯；以及它們的混合物。
磷酸和亞磷酸鹽的具體例子是通過單磷酸鹽、二磷酸鹽，單亞磷酸鹽或二亞磷酸鹽與含氮化合物例如氨或在其分子中僅有含1-8個碳原子的烴基或含羥基基團(tuán)的胺化合物反應(yīng)，以便中和全部或部分剩余的酸式氫來制備的。
含氮化合物的具體例子為氨；烷基胺，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如單甲基胺、單乙基胺、單丙基胺、單丁基胺、單戊基胺、單己基胺、單庚基胺、單辛基胺、二甲基胺、甲基乙基胺、二乙基胺、甲基丙基胺、乙基丙基胺、二丙基胺、甲基丁基胺、乙基丁基胺、丙基丁基胺、二丁基胺、二戊基胺、二己基胺、二庚基胺和二辛基胺；烷醇胺，其中的烷醇基團(tuán)可以是直鏈或支鏈，例如單甲醇胺、單乙醇胺、單丙醇胺、單丁醇胺、單戊醇胺、單己醇胺、單庚醇胺、單辛醇胺、單壬醇胺、二甲醇胺、甲醇乙醇胺、二乙醇胺、甲醇丙醇胺、乙醇丙醇胺、二丙醇胺、甲醇丁醇胺、乙醇丁醇胺、丙醇丁醇胺、二丁醇胺、二戊醇胺、二己醇胺、二庚醇胺和二辛醇胺；以及它們的混合物。這些組份(B)的一種或多種可以任意混合。
優(yōu)選亞磷酸鹽和/或硫代亞磷酸鹽作為本發(fā)明潤滑油組合物的組份(B)。
粘度指數(shù)改進(jìn)劑即組份(C)為非分散型的和/或分散型的粘度指數(shù)改進(jìn)劑。
非分散型的粘度指數(shù)改進(jìn)劑的具體例子為一個或多個選自下式(1)、(2)和(3)所示化合物的單體的共聚物和該共聚物的氫化物 分散型粘度指數(shù)改進(jìn)劑的具體例子為兩個或多個選自下式(4)和(5)所示化合物的單體的共聚物；通過把含氧基團(tuán)引進(jìn)共聚物的氫化物得到的化合物；由一個或多個選自由上式(1)、(2)和(3)所示化合物的單體和一個或多個選自下式(4)和(5)所示化合物的單體的共聚物；和該共聚物的氫化物 上式(1)中，R1為H或甲基，R2為含有1-18個碳原子的烷基。
對R2來說，含有1-18個碳原子的烷基的具體例子是烷基，該烷基可以是直鏈或支鏈的，例如甲基、乙基、丙基、丁基、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、十七烷基和十八烷基。
上式(2)中，R3為H或甲基，R4為含有1-12個碳原子的烴基。
對R4來說，含有1-12個碳原子的烴基的具體例子是烷基，該烷基可以是直鏈或支鏈的烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基和十二烷基；直鏈或支鏈的并且雙鍵位置可變的鏈烯基，例如丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一烯基和十二烯基；含有5-7個碳原子的環(huán)烷基，例如環(huán)戊基、環(huán)己基和環(huán)庚基；含有6-11個碳原子并且烷基可連接到環(huán)烷基的任何位置的烷基環(huán)烷基，例如甲基環(huán)戊基、二甲基環(huán)基、甲基乙基環(huán)基、二乙基環(huán)戊基、甲基環(huán)己基、二甲基環(huán)己基、甲基乙基環(huán)己基、二乙基環(huán)己基、甲基環(huán)庚基、二甲基環(huán)庚基、甲基乙基環(huán)庚基和二乙基環(huán)庚基；芳基例如苯基和萘基；含有7-12個碳原子的烷基芳基，其中烷基可以是直鏈或支鏈，并連接到芳基的任意位置，例如甲苯基、二甲苯基、乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、戊基苯基和己基苯基；含有7-12個碳原子的芳基烷基，其中烷基可以是直鏈或支鏈，例如苯甲基、苯乙基、苯丙基、苯丁基、苯戊基和苯己基。
上式(3)中，X1和X2各自獨立地選自H，含有1-18個碳原子的如式-OR10所示的烷氧基，其中R10為含有1-18個碳原子的烷基，或為含有1-18個碳原子的如式-NHR11所示的單烷基胺，其中R11為含有1-18個碳原子的烷基。
上式(4)中，R5為H或甲基，R6為含有1-18個碳原子的烯基，Y1為含有1或2個氮原子和0-2個氧原子的胺殘基或雜環(huán)殘基，a為0或1的整數(shù)。
對于R6，含有1-18個碳原子的鏈烯基的具體例子為乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一烯基、十二烯基、十三烯基、十四烯基、十五烯基、十六烯基、十七烯基和十八烯基，這些基團(tuán)可以是直鏈或支鏈。
Y1代表的基團(tuán)的具體例子為二甲基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基、二丁基氨基、苯胺基、甲苯氨基、二甲代苯氨基、乙酰氨基、安息香化氨基(benzoilamino)、嗎啉代、吡咯基、吡咯啉代(pyrrolino)、吡啶基、甲基吡啶基、吡咯烷基、哌啶基、醌基、吡咯烷酮基、吡咯烷酮代(pyrrolidono)、咪唑啉代(imidazolino)和吡嗪代(pyrazino)基團(tuán)。
上式(5)中，R7為H或甲基，Y2為含有1或2個氮原子和0-2個氧原子的氨基或雜環(huán)殘基。
Y2所示基團(tuán)的具體例子可為二甲基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基、二丁基氨基、苯胺基、甲苯氨基、二甲代苯氨基、乙酰氨基、安息香化氨基(benzoilamino)、嗎啉代、吡咯基、吡咯啉代(pyrrolino)、吡啶基、甲基吡啶基、吡咯烷基、哌啶基、醌基、吡咯烷酮基、吡咯烷酮代(pyrrolidono)、咪唑啉代(imidazolino)和吡嗪代(pyrazino)基團(tuán)。
選自上式(1)-(3)化合物的優(yōu)選一種或多種單體是含有1-18個碳原子的烷基丙烯酸酯、含有1-18個碳原子的烷基甲基丙烯酸酯、含有2-20個碳原子的烯烴、苯乙烯、甲基苯乙烯、順丁烯二酐酯、順丁烯二酐酰胺，以及它們的混合物。
選自上式(4)和(5)化合物的優(yōu)選一個或多個單體是二甲基氨基甲基異丁烯酸酯、二乙基氨基甲基異丁烯酸酯、二甲基氨基乙基異丁烯酸酯、二乙基氨基乙基異丁烯酸酯、2-甲基-5-乙烯基吡啶、嗎啉代甲基異丁烯酸酯、嗎啉代乙基異丁烯酸酯、N-乙烯基吡咯烷酮，以及它們的混合物。
當(dāng)選自上式(1)-(3)化合物的一個或多個單體和選自上式(4)和(5)化合物的一個或多個單體共聚時，前者與后者的分子比率在80∶20-95∶5之間。盡管對于共聚方法沒有特定的限定，但這些共聚物通常在聚合引發(fā)劑例如過氧化苯甲酰的存在下把前者與后者通過游離基溶液聚合來獲得。
粘度指數(shù)改進(jìn)劑的具體例子為非分散型和分散型的聚甲基丙烯酸酯、非分散型和分散型的乙烯基-α-烯烴的共聚物和它們的氫化物，聚異丁烯和它們的氫化物，苯乙烯-二烯烴氫化共聚物，苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物和聚甲基苯乙烯。
組份(C)的分子量優(yōu)選在考慮到剪切穩(wěn)定性下選擇。尤其是，希望非分散型和分散型的聚甲基丙烯酸酯的數(shù)均分子量在5000-150000之間，優(yōu)選5000-35000。還希望聚異丁烯及其氫化物的數(shù)均分子量在800-5000之間，優(yōu)選2000-4000。當(dāng)聚異丁烯及其氫化物的數(shù)均分子量低于800時，增稠性差，而當(dāng)數(shù)均分子量超過5000時會降低得到的潤滑油組合物的剪切穩(wěn)定性和低溫流動性。
本發(fā)明潤滑油組合物中組份(C)的含量使得該組合物在100℃時的運動粘度為5.0-6.0mm2/s。選自上述粘度指數(shù)改進(jìn)劑的一種或多種化合物可以任意量混合。潤滑油組合物在100℃時的運動粘度低于5.0mm2/s時，耐磨性較差，而當(dāng)在100℃時的運動粘度超過6.0mm2/s時，不能達(dá)到本發(fā)明提高燃料效率的目的。只要本發(fā)明中的潤滑油組合物在100℃時的運動粘度在上述范圍之內(nèi)，組份(C)的含量可以任意選擇。但是該含量一般占潤滑油組合物總質(zhì)量的0.1-20％。
潤滑油組合物中硫含量的上限為組合物總質(zhì)量的0.15％，優(yōu)選0.14％。當(dāng)潤滑油組合物中硫含量超過0.15％(質(zhì)量)時，會降低浸油離合器的耐用性。而對組合物中硫含量的下限沒有特別的限定。但硫含量的下限優(yōu)選為0.02％(質(zhì)量)，更優(yōu)選0.03％(質(zhì)量)，特別優(yōu)選0.05％(質(zhì)量)，目的是使生產(chǎn)的組合物具有極好的金屬疲勞壽命和高的膠住載荷。含硫化合物的例子為組份(A)中所含的含硫基礎(chǔ)油，組份(B)中所含的含硫磷化合物，自動傳動液中常用的化合物，例如噻唑、噻二唑、二硫代氨基甲酸酯、二硫代氨基甲酸鉬、二烴基多硫化物、硫化酯、磺酸的堿土金屬鹽和苯酚的堿土金屬鹽，或者作為添加劑的稀釋油(輕質(zhì)潤滑油基礎(chǔ)油等)中所含的硫化合物。
在本發(fā)明中，本發(fā)明中的潤滑油組合物具有極好的燃料效率和齒輪的極壓性，并能提高浸油離合器的耐用性，該組合物可通過下述方法制得以使得到的組合物的運動粘度為100℃下的5.0-6.0mm2/s，硫含量為0.15％(質(zhì)量)(以組合物總質(zhì)量計)的特定量混合作為基礎(chǔ)油的組份(A)、組份(B)和(C)。為了進(jìn)一步增強性能，還可加入無灰分散劑如琥珀酰亞胺、金屬清凈劑如磺酸鈣、除了組份(B)之外的極壓添加劑、摩擦改性劑、苯酚基或胺基抗氧化劑、防銹劑、阻蝕劑如噻二唑、降凝劑、橡膠膨脹劑、抗泡劑和著色劑。這些添加劑可以單獨或結(jié)合使用。以組合物的總質(zhì)量計，這些添加劑的量為0.1-10％(質(zhì)量)的無灰分散劑和金屬清凈劑，0.01-5％(質(zhì)量)的極壓添加劑、摩擦改性劑、抗氧化劑、防銹劑、阻蝕劑、降凝劑和橡膠膨脹劑，0.0001-0.05％(質(zhì)量)的抗泡劑和著色劑。
以下實施例用于進(jìn)一步說明本發(fā)明，而無意于限定本發(fā)明。
實施例實施例1到6和對比例1到5各種潤滑油組合物按照表1(實施例)和表2(對比例)所示的配方制備。添加劑的加入量以組合物的總質(zhì)量計。
每個所合成的潤滑油組合物用(1)齒輪變速性能試驗和(2)極壓性試驗來評價，結(jié)果列于表1和2中。
(1)齒輪變速性能試驗測試每種組合物以評價其在浸油離合器中的摩擦性能。
浸油離合器中的摩擦性能試驗按照J(rèn)ASO M348-95“自動傳動液摩擦性能測試方法”使用SAE 2號試驗設(shè)備在以下條件下進(jìn)行，從而評價離合器變速性能的耐久性。
(測試條件)流體溫度120℃轉(zhuǎn)速5000rpm轉(zhuǎn)動慣量0.343kg·m推進(jìn)負(fù)荷0.785kPa試驗數(shù)2500加壓時間4秒其他條件由JASO M348-95確定。
在本試驗中，只進(jìn)行動摩擦試驗，其中離合器在5000rpm恒速下旋轉(zhuǎn)，不加負(fù)荷，使用飛輪，轉(zhuǎn)動慣量為0.343kg·m，之后，通過加壓使離合器停止。當(dāng)離合器的轉(zhuǎn)數(shù)降至1800rpm時通過產(chǎn)生的扭矩計算出摩擦系數(shù)并確定為動摩擦系數(shù)。
(評價標(biāo)準(zhǔn))每一個組合物進(jìn)行2500轉(zhuǎn)動摩擦試驗，以便通過500轉(zhuǎn)后和2500轉(zhuǎn)后的動摩擦系數(shù)之間的差來評價變速性能的耐久性。當(dāng)差值為0.02以內(nèi)時，得到的組合物耐久性是極好的。
(2)極壓性能試驗極壓性能試驗是依據(jù)ASTM D2783“潤滑液極壓性能衡量的標(biāo)準(zhǔn)測試方法(四球法)”用殼牌四球測試儀進(jìn)行的。一個鋼球固定在旋轉(zhuǎn)軸上，另三個球放在容器內(nèi)，以便所有的四個球相互接觸。容器內(nèi)充滿樣品油。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸固定時，通過在旋轉(zhuǎn)軸上的鋼球施加壓力，在另三個球上加載負(fù)荷。其后，旋轉(zhuǎn)軸以1760±40rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)10秒鐘，負(fù)荷逐步提高，直到發(fā)生粘結(jié)，從而得到?jīng)]有抱死時的負(fù)荷，也就是最后負(fù)荷下所測疤痕直徑不超過該負(fù)荷下修正疤痕直徑的105％以上。最終沒有抱死時的負(fù)荷越高，樣品的極壓性能越好。
表1
1)加氫精制基礎(chǔ)油(粘度指數(shù)105，％Cp73)2)加氫精制基礎(chǔ)油(粘度指數(shù)125，％Cp79)3)溶劑精制基礎(chǔ)油(粘度指數(shù)95，％Cp67)4)溶劑精制基礎(chǔ)油(粘度指數(shù)95，％Cp61)5)亞磷酸鹽(磷含量16.4％質(zhì)量)6)三硫代亞磷酸鹽(磷含量4.9％質(zhì)量，硫含量15.2％質(zhì)量)7)非分散型聚甲基丙烯酸酯(重均分子量20000)8)聚丁烯基琥珀酰胺(二型)9)磺酸鈣(全酸值300mgKOH/g)10)胺基11)二烷基二苯胺12)雙酚基13)噻二唑基14)聚二甲基硅氧烷表2
1)加氫精制基礎(chǔ)油(粘度指數(shù)105，％Cp73)2)加氫精制基礎(chǔ)油(粘度指數(shù)125，％Cp79)3)溶劑精制基礎(chǔ)油(粘度指數(shù)95，％Cp67)4)溶劑精制基礎(chǔ)油(粘度指數(shù)95，％Cp61)5)亞磷酸鹽(磷含量16.4％質(zhì)量)6)三硫代亞磷酸鹽(磷含量4.9％質(zhì)量，硫含量15.2％質(zhì)量)7)非分散型聚甲基丙烯酸酯(重均分子量20000)8)聚丁烯基琥珀酰胺(二型)9)磺酸鈣(全酸值300mgKOH/g)10)胺基11)二烷基二苯胺12)雙酚基13)噻二唑基14)聚二甲基硅氧烷由表1和2試驗結(jié)果可見，本發(fā)明的潤滑油組合物(實施例1到6)稍稍降低了動摩擦系數(shù)，提高了極壓性能。
然而，含有％Cp小于70的礦物基礎(chǔ)油的潤滑油組合物(對比例1)和含有％Cp小于70的礦物基礎(chǔ)油及硫含量大于0.15％(質(zhì)量)的潤滑油組合物(對比例2)較大降低了動摩擦系數(shù)。而含有含硫磷化合物且硫占組合物質(zhì)量的0.15％的組合物(對比例3)極壓性能較高，而較大降低了動摩擦系數(shù)。含有按照磷計算含量少于0.025％(質(zhì)量)磷化物的組合物(對比例4)很明顯降低了極壓性。而組分(A)不能滿足基礎(chǔ)油運動粘度的要求且％Cp和硫含量超過本發(fā)明限定范圍的組合物(對比例5)較大降低了動摩擦系數(shù)，但極壓性能很差。
具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明潤滑油組合物不僅由于它降低了轉(zhuǎn)矩變換器和油泵中的移動阻力，而可用于做傳動以提高燃料效率，而且還為浸油離合器提供了足夠的耐久性，并得到了優(yōu)良的極壓性能。因此，本發(fā)明中的潤滑油組合物完全不同于傳統(tǒng)的產(chǎn)品，它作為燃料效率型傳動油組合物是極其有效的。
權(quán)利要求
1.一種用于傳動裝置的潤滑油組合物，該組合物含有(A)一種具有運動粘度為2.3-3.4mm2/s、由ASTM D-3238確定的％Cp值為70或更高的作為基礎(chǔ)油的礦物潤滑油，(B)按照磷計算占該組合物總質(zhì)量0.025-0.05％的磷化合物，和(C)一種粘度指數(shù)改進(jìn)劑，它的量使得該組合物具有5.0-6.0mm2/s的運動粘度，該組合物的硫含量為0.15％(質(zhì)量)或更低。
2.權(quán)利要求1的用于傳動裝置的潤滑油組合物，該組合物含有(A)一種具有運動粘度為2.5-3.3mm2/s、由ASTM D-3238確定的％Cp值為74-82的作為基礎(chǔ)油的礦物潤滑油，(B)按照磷計算占該組合物總質(zhì)量0.03-0.035％的磷化合物，和(C)一種粘度指數(shù)改進(jìn)劑，它的量使得該組合物具有5.0-6.0mm2/s的運動粘度，組合物中的硫含量為0.05％-0.14％(質(zhì)量)或更低。
全文摘要
一種用于傳動裝置的潤滑油組合物，含有(A)一種具有運動粘度為2.3－3.4mm
文檔編號C10M169/04GK1513960SQ200310124669
公開日2004年7月21日 申請日期2003年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月7日
發(fā)明者黑澤修, 松井茂樹, 守田英太郎, 山守一雄, 新井博之, 之, 太郎, 樹, 雄 申請人:新日本石油株式會社, 豐田自動車株式會社