專利名稱：提高動(dòng)力傳動(dòng)流體磨擦壽命的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于具有鋼-鋼接觸的傳動(dòng)的傳動(dòng)流體(transmission fluid)組合物和方法。更進(jìn)一步，本發(fā)明涉及提高鋼-鋼摩擦的組合物和方法。
背景技術(shù)：
正在使用或正在計(jì)劃使用連續(xù)變速傳動(dòng)(CVT)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的自動(dòng)傳動(dòng)的汽車制造商的數(shù)量已在穩(wěn)步增長(zhǎng)。與傳統(tǒng)的自動(dòng)傳動(dòng)相比，CVT可以改善燃料效率和駕駛性能以及降低排放。
CVT可以包含一種鋼推送帶，鏈和滑輪組件，或圓板組件(在環(huán)形CVT的情況下)，以及變矩器或一些其它形式的啟動(dòng)裝置。通過滑輪與帶或鏈或圓板之間的金屬-金屬接觸進(jìn)行扭矩傳動(dòng)。扭矩的有效傳動(dòng)需要相對(duì)高的鋼-鋼摩擦并使如帶與滑輪或鏈與滑輪之間的磨損降至最低。低摩擦可以導(dǎo)致帶滑動(dòng)甚至毀壞性磨損。所以鋼-鋼摩擦是扭矩傳動(dòng)的一項(xiàng)重要需求，因此日益需要提高鋼-鋼摩擦的組合物和方法。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施方案中，用于具有鋼-鋼接觸傳動(dòng)的一種動(dòng)力傳動(dòng)流體(powertransmission fluid)可以包含大量的基礎(chǔ)油和至少一種噻二唑(thiadiazole)或其衍生物，其中該流體具有改進(jìn)的鋼-鋼摩擦性能。所述噻二唑含量可以為約0.05wt％或更高。
在另一實(shí)施方案中，一種連續(xù)變速傳動(dòng)可以采用本文所述的一種流體進(jìn)行潤(rùn)滑。
在另一實(shí)施方案中，一種潤(rùn)滑具有鋼-鋼接觸的傳動(dòng)的方法可以包括將本文所述的一種流體加入傳動(dòng)中并在其中運(yùn)作。
在另一實(shí)施方案中，一種用于具有鋼-鋼接觸的傳動(dòng)的添加劑組合物可以包含至少一種噻二唑或其衍生物，其中該流體具有改進(jìn)的鋼-鋼摩擦。所述噻二唑的含量可以為約0.05wt％或更高。
在另一實(shí)施方案中，一種制備具有改進(jìn)鋼-鋼摩擦性能的動(dòng)力傳動(dòng)流體的方法可以包括將約0.05wt％或更多的噻二唑加入到大量的基礎(chǔ)油中。
在另一實(shí)施方案中，一種用于具有鋼-鋼接觸的傳動(dòng)的動(dòng)力傳動(dòng)流體可以包含大量的基礎(chǔ)油和至少一種噻二唑或其衍生物，其含量在鋼-鋼應(yīng)用中足以提供約0.085或更高的摩擦系數(shù)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明公開了優(yōu)化鋼-鋼摩擦性能需求的組合物和方法。本文描述了采用噻二唑類改善鋼-鋼摩擦、提供一種改進(jìn)高鋼-鋼摩擦傳動(dòng)的組合物和方法。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的一種動(dòng)力傳動(dòng)流體可以用于具有鋼-鋼接觸的傳動(dòng)。這種合適的傳動(dòng)可以包括各種類型的連續(xù)變速傳動(dòng)(CVT)，如推送帶、鏈和圓板式CVT。更進(jìn)一步，其它的這種傳動(dòng)可以包括自動(dòng)式手動(dòng)、手動(dòng)傳動(dòng)或雙離合器組件。
本發(fā)明的動(dòng)力傳動(dòng)流體可以包含至少一種噻二唑或其衍生物。合適的噻二唑或其衍生物可以包括噻二唑、烷基化噻二唑類、單-和/或二-取代的噻二唑類以及巰基-和其它取代的噻二唑類，如(a)2-烴基二硫-5-巰基-1，3，4-噻二唑或2，5-二-(烴基二硫)-1，3，4-噻二唑及其混合物；(b)2-烴基硫-5-巰基-1，3，4-噻二唑；和(c)混合一種油溶分散劑與2，5-二巰基-1，3，4-噻二唑(DMTD)得到的產(chǎn)物；及上述物質(zhì)的混合物。
2，5-二-(烴基二硫)-1，3，4-噻二唑及其單-取代的等價(jià)物2-烴基硫-5-巰基-1，3，4-噻二唑可商購自Ethyl公司的HiTECTM4313性能添加劑，即作為以約85％二-烴基和約15％單烴基這樣的比例對(duì)這兩種化合物進(jìn)行混合而得的混合物。US2719125、2719126和3087937描述了各種2，5-二(烴基二硫)-1，3，4-噻二唑類的制備方法，也就是，其中每個(gè)烴基可以通過多個(gè)(如2)硫原子與噻二唑連接。該烴基可以是脂肪族或芳香族，包括環(huán)族、脂環(huán)族、芳烷基、芳基和烷芳基。對(duì)于銀、銅、銀合金及類似金屬來說，此類組合物是有效的腐蝕抑制劑。這種聚硫化物可由如下通式表示
其中R和R’可以是相同或不同的烴基，x和y是0-約8的整數(shù)，x和y之和至少為1。制備這種衍生物的方法如US2191125所述，并包括DMTD與合適的氧硫基氯反應(yīng)，或通過二巰基噻二唑與氯反應(yīng)后，再將得到的二氧硫基氯與伯或叔硫醇反應(yīng)。在另一方法中，將DMTD氯化形成所需的二氧硫基氯，然后再使其與至少一種硫醇(RSH和/或R’SH)反應(yīng)。US3087932描述了一種制備2，5-二(烴基二硫)-1，3，4-噻二唑的一步法。采用這種方法制備的組合物記載于US2749311中。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該能夠理解所涉及的上述反應(yīng)可以制備一定量的單烴基二硫-噻二唑以及二-烴基化合物。二者的比例可通過改變反應(yīng)試劑的用量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
具有下式結(jié)構(gòu)的2-烴基二硫-5-巰基-1，3，4-噻二唑類的制備方法如 US3663561所述，其中R’是烴基取代基。該組合物通過氧化偶合等分子比率的烴基硫醇與DMTD或其堿金屬硫醇鹽制得。據(jù)報(bào)道，該組合物是極好的硫清除劑，并可通過活性硫來阻止銅的腐蝕。用于制備該化合物的單硫醇類如式R’SH所示，其中R’是含約1-約28個(gè)碳原子的烴基。過氧化合物、次鹵化物、空氣或其混合物可用于促進(jìn)氧化偶合。單-硫醇具體的例子包括甲基硫醇、異丙基硫醇、己基硫醇、癸基硫醇和長(zhǎng)鏈烷基硫醇類，如每個(gè)分子上具有約3-約70丙烯或異丁烯單元的硫醇，其來自丙烯聚合物和異丁烯聚合物特別是聚異丁烯。
所述噻二唑或其衍生物的含量可以為約0.05wt％或更高。作為進(jìn)一步的實(shí)施例，所述噻二唑的含量可以為約0.095wt％-約5wt％，或約0.095wt％-約1wt％，或約0.3wt％-約0.5wt％。進(jìn)一步，所述噻二唑或其衍生物的含量可以足以在鋼-鋼應(yīng)用中提供約0.085或更高的摩擦系數(shù)。作為進(jìn)一步的實(shí)施例，所述噻二唑或其衍生物的含量可以在鋼-鋼應(yīng)用中足以提供約0.09或更高的摩擦系數(shù)。
本發(fā)明的實(shí)施方案可以提供一種具有改進(jìn)的鋼-鋼性能的流體或添加劑組合物。這種性能可以與包含低于所述量噻二唑或其衍生物的流體相比。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述噻二唑可直接加入到動(dòng)力傳動(dòng)流體中以改善鋼-鋼摩擦。一種制備本發(fā)明傳動(dòng)流體添加劑的方法可以包括將一種噻二唑與一種傳動(dòng)流體在室溫下以任何順序混合。
基礎(chǔ)油本發(fā)明的實(shí)施方案可以包括大量的基礎(chǔ)油。用于制備本發(fā)明動(dòng)力傳動(dòng)流體的基礎(chǔ)油或潤(rùn)滑油可由天然潤(rùn)滑油、合成潤(rùn)滑油及其混合物制得。進(jìn)一步，所述基礎(chǔ)油可以包含任何合適的基礎(chǔ)油或基礎(chǔ)油混合物以用于具體應(yīng)用。在一些實(shí)施方案中，添加劑可以以一種添加劑復(fù)合物濃度的形式提供。進(jìn)一步，一些實(shí)施方案中可以包含一種稀釋劑，如一種稀釋油。稀釋劑的加入可能會(huì)使混合、溶解和運(yùn)輸添加劑復(fù)合物容易。該稀釋劑可以與基礎(chǔ)油和/或所述添加劑復(fù)合物是相容的。所述稀釋劑可以任何合適的濃度存在。合適的稀釋劑可以包含一種具有潤(rùn)滑粘度的加工油(process oil)。
所述基礎(chǔ)油包含一種礦物油、礦物油的混合物、合成油、合成油的混合物或上述之混合物。合適的基礎(chǔ)油可以包含一種I組、II組、III組、IV組、V組基本油料。合適的基礎(chǔ)油可以采用汽-液方法制得。
其它組分除了采用噻二唑改善鋼-鋼摩擦的制劑和方法以外，本發(fā)明的潤(rùn)滑流體可以包含其它可選擇的組分。這些可以包含，如，一種或多種耐極壓劑、抗磨劑、抗氧化劑或抗氧化系統(tǒng)、如胺抗氧化劑或酚抗氧化劑、腐蝕抑制劑或腐蝕抑制系統(tǒng)、金屬失活劑、防銹劑、摩擦改進(jìn)劑、分散劑、清潔劑、染料、密封膨脹劑、消泡劑、表面活性劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、香料或芳香劑或上述的任意適合組合。例如，盡管可以以常規(guī)方式將摩擦改進(jìn)劑加入到潤(rùn)滑流體中，但對(duì)于每一項(xiàng)特定用途的需求而言摩擦改進(jìn)劑的具體類型和用量都是唯一而特定的。本發(fā)明的實(shí)施方案已經(jīng)發(fā)現(xiàn)聯(lián)合使用多種這些添加劑是有效的。
例如，含氮無灰分散劑是公知的輔助潤(rùn)滑油添加劑。適用于本發(fā)明的無灰分散劑包括烴基琥珀酰亞胺類、烴基琥珀酰胺類、烴基取代琥珀酸的混合酯/酰胺類、烴基取代琥珀酸的羥酯類、來自烴基取代苯酚類、甲醛和胺類的Mannich縮合產(chǎn)物。用于本發(fā)明的還有聚胺類與烴基取代苯基酸類的縮合產(chǎn)物。任何這些分散劑的混合物也可使用。
實(shí)施例對(duì)兩種傳動(dòng)流體制劑進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)價(jià)其改善鋼-鋼摩擦的有效性。每種流體具有相同的濃度，僅噻二唑組分含量不同。在這個(gè)實(shí)施例中，采用單烷基噻二唑。
表1所示數(shù)據(jù)是采用由Van Doome Transmissie研究的推帶CVT測(cè)力機(jī)試驗(yàn)獲得。表1列出了兩種不同濃度噻二唑在低滑輪比狀態(tài)測(cè)得的鋼-鋼摩擦結(jié)果。低比狀態(tài)測(cè)試結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0016，其是根據(jù)Van Doome的推薦通過標(biāo)準(zhǔn)流體在延長(zhǎng)期限時(shí)段內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)而確定的。
表1單烷基噻二唑改善鋼-鋼摩擦的有效性

結(jié)果表明在低比情況下，當(dāng)噻二唑的重量含量增加時(shí)，鋼-鋼摩擦有了顯著提高。對(duì)于高比和超速比而言，兩次試驗(yàn)的鋼-鋼摩擦結(jié)果是相同的。在評(píng)價(jià)表1所示數(shù)據(jù)的過程中，這些摩擦測(cè)試中的目標(biāo)或目的就是接近0.090，優(yōu)選等于或盡可能的接近0.090。因此，組合物(2)的結(jié)果優(yōu)于組合物(1)的結(jié)果。
因此，本發(fā)明提供一種利用噻二唑或其衍生物來提高鋼-鋼摩擦的組合物。本文所述的組合物和方法將允許傳動(dòng)流體組合物用于連續(xù)變速傳動(dòng)、傳統(tǒng)自動(dòng)傳動(dòng)和其他不同類的啟動(dòng)離合器。
如整個(gè)說明書和權(quán)利要求書所述，“一種”指的是一種或多種。除非另有說明，用于說明書和權(quán)利要求書中表示組分用量和性能的所有數(shù)字如分子量、百分比、比例、反應(yīng)條件等均應(yīng)理解為一切情況下都由術(shù)語“約”修飾。因而，除非有相反指示，本說明書和權(quán)利要求書中所設(shè)數(shù)據(jù)參數(shù)都是近似值，可以隨著本發(fā)明所需獲得的理想性能而變化。絲毫不會(huì)限制權(quán)利要求書保護(hù)范圍內(nèi)等價(jià)原理的應(yīng)用，每一項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)應(yīng)該至少可以根據(jù)所述重要的阿拉伯?dāng)?shù)字并通過常規(guī)的湊整技術(shù)進(jìn)行解釋。盡管確定本發(fā)明范圍的數(shù)據(jù)范圍和參數(shù)都是近似值，但是在具體實(shí)施例中確定的數(shù)值是盡可能精確報(bào)道的。然而，任何數(shù)值不可避免的包含在其各自測(cè)試結(jié)果中必然導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)偏差的某些誤差。
雖然已經(jīng)采用示例和實(shí)施例的方式描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解其實(shí)施方案允許各種修改和可替換的形式，而不限于所列的具體實(shí)施方案。應(yīng)該理解具體實(shí)施方案不會(huì)限制本發(fā)明，但相反的，會(huì)包括本發(fā)明精神和范圍之內(nèi)所有的修改、等價(jià)方式和可替換方式。
權(quán)利要求
1.一種用于具有鋼-鋼接觸的傳動(dòng)的動(dòng)力傳動(dòng)流體，其包含(a)大量的基礎(chǔ)油；和(b)至少一種噻二唑或其衍生物，其含量為約0.05wt％或更高，其中所述流體具有改進(jìn)的鋼-鋼摩擦性能。
2.一種連續(xù)變速傳動(dòng)，其采用權(quán)利要求1所述的流體進(jìn)行潤(rùn)滑。
3.一種潤(rùn)滑具有鋼-鋼接觸的傳動(dòng)的方法，其包括將權(quán)利要求1所述流體加入該傳動(dòng)中并在其中運(yùn)作。
4.一種用于具有鋼-鋼接觸的傳動(dòng)的添加劑組合物，其包含至少一種噻二唑或其衍生物，其含量為約0.5wt％或更高，其中所述流體具有改進(jìn)的鋼-鋼摩擦性能。
5.一種連續(xù)變速傳動(dòng)，其采用權(quán)利要求4所述添加劑組合物進(jìn)行潤(rùn)滑。
6.一種潤(rùn)滑具有鋼-鋼接觸的傳動(dòng)的方法，其包括將權(quán)利要求4所述添加劑組合物加入該傳動(dòng)中并在其中運(yùn)作。
7.一種制備具有改善鋼-鋼摩擦能力的動(dòng)力傳動(dòng)流體的方法，其包括將約0.05wt％或更多的噻二唑加入到大量的基礎(chǔ)油中。
8.一種用于具有鋼-鋼接觸的傳動(dòng)的動(dòng)力傳動(dòng)流體，其包含(a)大量基礎(chǔ)油；和(b)至少一種噻二唑或其衍生物，其含量為足以在鋼-鋼應(yīng)用中提供約0.085或更高的摩擦系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了在動(dòng)力傳動(dòng)流體中采用足量的噻二唑或其衍生物以改進(jìn)鋼－鋼摩擦的組合物和方法。
文檔編號(hào)C10N40/04GK1637124SQ20041010383
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月4日
發(fā)明者R·N·耶爾, S·H·特爾西尼 申請(qǐng)人:雅富頓公司