用于改進(jìn)的能量效率的汽車傳動(dòng)流體組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了汽車傳動(dòng)流體組合物，其經(jīng)由在其中存在某些限定的在車輛操作期間提高車輛燃料效率的添加劑而具有改進(jìn)的動(dòng)力傳送性能。本發(fā)明進(jìn)一步提供此類傳動(dòng)流體組合物的制造方法，改進(jìn)變速器的能量效率的方法和傳動(dòng)流體的添加劑濃縮物。
【專利說明】用于改進(jìn)的能量效率的汽車傳動(dòng)流體組合物
[0001] 本發(fā)明提供汽車傳動(dòng)流體組合物，其經(jīng)由某些限定的添加劑存在于其中而具有改 進(jìn)的動(dòng)力傳送性能。特別地，本發(fā)明提供汽車的傳動(dòng)流體組合物，它們的使用提高車輛在操 作期間的燃料效率。本發(fā)明進(jìn)一步提供此類傳動(dòng)流體組合物的制造方法，改進(jìn)變速器的能 量效率的方法和傳動(dòng)流體的添加劑濃縮物，及下文描述的其它方面。
[0002] 來自政治、規(guī)章和消費(fèi)者方面的壓力驅(qū)使提高現(xiàn)代世界的能量效率。許多應(yīng)用的 機(jī)器依靠活動(dòng)部件之間的合作將動(dòng)力從驅(qū)動(dòng)單元傳送到被驅(qū)動(dòng)單元，并且這種動(dòng)力傳送的 效率有助于機(jī)器的總能量效率。對更加能量高效的機(jī)器的不斷追求已經(jīng)變成許多工業(yè)領(lǐng)域 中的不變目標(biāo)。
[0003] 在汽車領(lǐng)域中，動(dòng)力傳送主要經(jīng)由車輛的驅(qū)動(dòng)-設(shè)備組組件進(jìn)行。發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸 通常經(jīng)由某種形式的離合器與變速器耦合，動(dòng)力傳送跨越該離合器進(jìn)行以驅(qū)動(dòng)變速器并最 終驅(qū)動(dòng)車輪。其它離合器可以存在于變速器內(nèi)，這取決于車輛的設(shè)計(jì)和其變速器類型。此 類離合器的基本特征是它們跨越離合器片之間的接觸高效傳送動(dòng)力的能力。發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪 之間的任何動(dòng)力傳送損失導(dǎo)致車輛的降低的能量效率，例如由更差的燃料效率證實(shí)那樣。
[0004] 經(jīng)由汽車傳動(dòng)流體改進(jìn)汽車變速器的能量效率提出了不同于改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)能量效 率的挑戰(zhàn)。一般地說，能量損耗在活動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)部分中由于摩擦引起。發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑中的通 常的目標(biāo)因此是降低摩擦和，在這種情況下，降低伴隨的能量損耗。相比之下，變速器通過 經(jīng)由高摩擦跨越運(yùn)動(dòng)表面?zhèn)魉蛣?dòng)力來作用。因此，在這些表面之間產(chǎn)生低摩擦的環(huán)境將導(dǎo) 致表面之間的能量傳遞損失和伴隨的動(dòng)力傳送損失。然而，同時(shí)，必須控制磨損。因此，具 有離合器摩擦、磨損、疲勞防止和能量效率的有利平衡的有效傳動(dòng)流體的配制是復(fù)雜任務(wù)， 并且不是容易地適用于常規(guī)分析的任務(wù)。
[0005] 本領(lǐng)域中仍需要改進(jìn)的汽車傳動(dòng)流體，它們在使用中導(dǎo)致變速器提高的能量效率 并且，特別地，本領(lǐng)域中仍需要在車輛運(yùn)行期間導(dǎo)致車輛燃料效率提高的汽車傳動(dòng)流體。
[0006] 本領(lǐng)域中描述的這種問題的解決途徑涉及通過使用粘度改進(jìn)劑改進(jìn)傳動(dòng)流體粘 度。通過改變流體的粘滯性能，即降低流體粘度，已經(jīng)看出在給定情況下燃料效率方面的一 些利益。然而，這種效果歸因于改變的本體液體粘性的物理影響，并且已經(jīng)與許多缺點(diǎn)例如 機(jī)器部件的耐久性和運(yùn)行的可靠性相聯(lián)系。
[0007] 本發(fā)明涉及汽車傳動(dòng)流體組合物，其經(jīng)由某些限定的添加劑存在于其中而具有改 進(jìn)的動(dòng)力傳送性能。特別地，本發(fā)明提供汽車的傳動(dòng)流體，它們的使用明確地提高車輛在操 作期間的燃料效率。
[0008] 特別地，本發(fā)明已經(jīng)確定，通過特定形式的聚合反應(yīng)制得的一類聚α -烯烴聚合 物當(dāng)與一種或多種清凈劑添加劑和特定粘度改進(jìn)劑協(xié)同存在時(shí)可用作傳動(dòng)流體的性能提 高添加劑，其中所述組合的作用是改進(jìn)流體的動(dòng)力傳送性能。添加劑的這種組合使變速器 能夠以更大的能量效率運(yùn)轉(zhuǎn)，例如由車輛在運(yùn)行期間的燃料效率的提高證實(shí)。當(dāng)按不超過 總傳動(dòng)流體組合物的4重量％的量使用時(shí)，所述聚α-烯烴作為用于這一目的添加劑顯示 有利的性能，并且當(dāng)按占所述總傳動(dòng)流體組合物的1-3重量％的量使用時(shí)，顯示最佳性能。
[0009] 作為下文證實(shí)的實(shí)例，從聚α-烯烴、特定粘度改進(jìn)劑和清凈劑添加劑的組合產(chǎn) 生的能量效率利益甚至在其中所述流體在對比下的主要粘滯性能（運(yùn)動(dòng)粘度和粘度指數(shù)） 已經(jīng)被控制保持基本上不變的條件下仍是明顯的。因此，看出該添加劑組合的基本效果不 依賴于流體粘度本身來起作用。可歸因于對本發(fā)明重要的添加劑組合的能量效率方面的改 進(jìn)由此歸因于不同于通過本領(lǐng)域中已知的途徑簡單地降低流體粘度的機(jī)理。
[0010] US-A-2010/0035778提供具有尤其改進(jìn)的燃料經(jīng)濟(jì)性的動(dòng)力傳送流體的組合物， 該組合物優(yōu)選包含添加劑和具有聚α-烯烴共混物的基料。所述添加劑優(yōu)選尤其包括粘度 指數(shù)改進(jìn)劑。這種教導(dǎo)報(bào)道了包括具有非常規(guī)的粘度性能的聚α-烯烴（PAO)或PAO共 混物的基料的使用，并列舉了含大約8重量％ -大約90重量％的PAO共混物的流體組合 物。該組合物的工作實(shí)施例含有77. 4重量％的PAO共混物，連同粘度改進(jìn)劑和清凈劑添 加劑，所述PAO共混物由分別按9. 4重量％和68. 0重量％的比例的PAO 2cSt和PAO 6cSt 組成。這種教導(dǎo)報(bào)道了只要選擇該P(yáng)AO共混物使得流體的基礎(chǔ)粘度在100°C下大于或等于 4. OcSt，則可以使用任何數(shù)量ΡΑ0。這種教導(dǎo)沒有概念上識別由特定聚α -烯烴按添加劑處 理水平在傳動(dòng)流體內(nèi)的使用產(chǎn)生的利益，并同樣聚焦于改變的本體粘性作為提高流體性能 的手段。
[0011] US-A-2007/000807提供了含有高粘度指數(shù)聚α -烯烴（HVI-PAO)的工業(yè)潤滑劑 和油脂組合物，其以具有優(yōu)選130或更大的高粘度指數(shù)和某些其它限定特性為特征。此 類HVI-PAO可以通過各種路線制備，包括活化的金屬茂催化劑。該文獻(xiàn)在0016段教導(dǎo)，其 HVI-PAO配制劑的特定優(yōu)點(diǎn)是不要求某些常規(guī)的添加劑，尤其是聚合增稠劑或其它增稠流 體，例如粘度指數(shù)（VI)改進(jìn)劑，但是它們可以被包括作為任選的元素。
[0012] 本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，與限定的聚α -烯烴結(jié)合使用的粘度改進(jìn)劑的性質(zhì)影響經(jīng)由使用所 得的傳動(dòng)流體組合物達(dá)到的能量效率的改進(jìn)程度，尤其是車輛的燃料效率的改進(jìn)程度。如 下文中所述那樣，當(dāng)在具有相等粘滯性能的配制油中比較時(shí)，不同的粘度改進(jìn)劑證實(shí)與所 述聚α-烯烴結(jié)合的差別改進(jìn)。這種效率方面的改進(jìn)因此可歸因于粘度改進(jìn)劑本身的性質(zhì) 而不是差別的粘度改進(jìn)效果。
[0013] 另外，本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，至少一種清凈劑添加劑的存在提高經(jīng)由使用所得的傳動(dòng) 流體組合物達(dá)到的能量效率改進(jìn)，尤其是優(yōu)化車輛的燃料效率。優(yōu)選地，為了改進(jìn)能量效 率，至少一種清凈劑添加劑（iv)包含一種或多種堿土金屬清凈劑化合物，其中至少一種堿 土金屬清凈劑化合物是堿土金屬水楊酸鹽或磺酸鹽化合物。更優(yōu)選，存在于傳動(dòng)流體組合 物中的每種堿土金屬清凈劑化合物是中性或過堿性水楊酸鈣化合物，更優(yōu)選，這些水楊酸 隹丐化合物的總量滿足提供I丐含量為50-250wt ppm的傳動(dòng)流體組合物,基于傳動(dòng)流體組合物 的重量。
[0014] 在第一個(gè)方面中，因此，本發(fā)明提供由以下組分組成的傳動(dòng)流體組合物：
[0015] ⑴潤滑油，或潤滑油的共混物；
[0016] (ii)粘度改進(jìn)劑添加劑或粘度改進(jìn)劑添加劑的共混物；
[0017] (iii)聚α -烯經(jīng)化合物；和
[0018] (iv) -種或多種清凈劑添加劑，
[0019] 其中所述或每種聚α -烯烴化合物（iii)通過α -烯烴原料的金屬茂催化的聚合 制備，和其中所述聚α-烯烴化合物（iii)在傳動(dòng)流體組合物中的總量不超過所述組合物 的4重量％;和其中至少一種粘度改進(jìn)劑添加劑（ii)含有選自以下一個(gè)或多個(gè)組中的聚合 物或聚合物共混物：
[0020] (ii) (a)無規(guī)或嵌段聚-丙烯酸烷基酯或聚-甲基丙烯酸烷基酯，或它們的共聚 物；
[0021] (ii) (b)包含聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯的多價(jià)核的星形聚合物，多 個(gè)臂從所述多價(jià)核懸掛，所述臂是含有丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體單元的聚合 物鏈；或
[0022] (ii) (C)通過一種或多種丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體與一種或多種烯 烴或聚烯烴單體的共聚制備的梳形聚合物。
[0023] 所述或每種聚α -烯烴化合物（iii)通過其中經(jīng)由金屬茂催化劑的作用使相應(yīng)的 α -烯烴原料聚合的聚合反應(yīng)制備。此類聚α -烯烴是本身已知的，并且有時(shí)在聚合物領(lǐng)域 中稱作"mPAO"。它們具有不同于衍生自其它催化過程的聚α-烯烴的結(jié)構(gòu)。特別地，金屬 茂催化劑的作用是使得引起具有窄分子量分布的聚合物產(chǎn)物和體現(xiàn)出高比例的頭-尾單 體單元加入的結(jié)構(gòu)的形成，即可以認(rèn)為是基本上理想的聚合物。此類材料的文獻(xiàn)還報(bào)道了 與其它方法相比更有序化的烴側(cè)鏈型式與更少短側(cè)鏈。結(jié)果是具有更"完美"結(jié)構(gòu)和不同 性能的聚合物。
[0024] 本發(fā)明已經(jīng)確定，當(dāng)在傳動(dòng)流體組合物中用作性能提高添加劑時(shí)，此種聚α -烯 烴顯示特別的利益。如隨后的實(shí)施例中所示，此種聚α-烯烴的添加劑利益在占總傳動(dòng)流 體組合物的不超過4重量％,優(yōu)選1-3重量％,最佳地2-3重量％的處理率下看出。此種 處理率對應(yīng)于此類流體中的典型的添加劑處理率，并且不應(yīng)與作為潤滑油本身（有時(shí)稱作 "基料"）或作為基料共混組分的合成聚合物的使用混淆，潤滑油本身或基料共混組分涉及 引入更大相對量的聚合物構(gòu)成基礎(chǔ)潤滑油的本體體積（bulk volume)。
[0025] 在第二個(gè)方面中，本發(fā)明提供傳動(dòng)流體組合物的制造方法，所述組合物由以下組 分構(gòu)成：
[0026] ⑴潤滑油，或潤滑油的共混物；
[0027] (ii)粘度改進(jìn)劑添加劑或粘度改進(jìn)劑添加劑的共混物，其含有選自以下一個(gè)或多 個(gè)組中的聚合物或聚合物共混物：
[0028] (ii) (a)無規(guī)或嵌段聚-丙烯酸烷基酯或聚-甲基丙烯酸烷基酯，或它們的共聚 物；
[0029] (ii) (b)包含聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯的多價(jià)核的星形聚合物，多 個(gè)臂從所述多價(jià)核懸掛，所述臂是含有丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體單元的聚合 物鏈；或
[0030] (ii) (C)通過一種或多種丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體與一種或多種烯 烴或聚烯烴單體的共聚制備的梳形聚合物；
[0031] (iii)聚α-烯經(jīng)化合物，各自通過α-烯經(jīng)原料的金屬茂催化的聚合制備；和
[0032] (iv) -種或多種清凈劑添加劑；
[0033] 所述方法包括以下步驟：
[0034] a)獲得（通過制造或者其它方式）不含有通過α -烯烴原料的金屬茂催化的聚合 制得的聚α-烯烴化合物的潤滑油或潤滑油的共混物；和
[0035] b)將以下物質(zhì)與這種潤滑油或潤滑油的共混物混合：
[0036] (b) (1)粘度改進(jìn)劑添加劑或粘度改進(jìn)劑添加劑的共混物（ii)，
[0037] (b)⑵總量不超過傳動(dòng)流體組合物的4重量％的聚α -烯烴化合物（iii)，和
[0038] (b) (3) -種或多種清凈劑添加劑（iv);
[0039] 以提供所述傳動(dòng)流體組合物。
[0040] 特別地，本發(fā)明的方法用來制造汽車傳動(dòng)流體，其中步驟b)中的添加改進(jìn)所得的 組合物當(dāng)用于車輛時(shí)提供的動(dòng)力傳送效率，如由車輛在運(yùn)行期間的燃料效率的提高證實(shí)那 樣。
[0041] 在第三個(gè)方面中，本發(fā)明提供改進(jìn)汽車變速器的能量效率的方法，包括在其中使 用第一個(gè)方面中所定義的傳動(dòng)流體組合物或在其中使用通過第二個(gè)方面的方法獲得的傳 動(dòng)流體組合物。在本發(fā)明的這一方面中，變速器是機(jī)動(dòng)車輛的變速器，并且能量效率的改進(jìn) 優(yōu)選是車輛運(yùn)行期間的燃料經(jīng)濟(jì)性的提高。
[0042] 在第四個(gè)方面中，本發(fā)明提供汽車傳動(dòng)流體的添加劑濃縮物，所述濃縮物由以下 組分構(gòu)成：適合的載液，和（ii)粘度改進(jìn)劑或粘度改進(jìn)劑共混物，（iii)通過α-烯烴原料 的金屬茂催化的聚合制得的聚α-烯烴化合物或聚α-烯烴化合物的混合物，和（iv) -種 或多種清凈劑添加劑，都如相對于第一個(gè)方面所定義那樣。優(yōu)選地，所述清凈劑添加劑中的 至少一種包含一種或多種堿土金屬清凈劑化合物，其中至少一種堿土金屬清凈劑化合物是 堿土金屬水楊酸鹽或磺酸鹽化合物。替換性地，或另外附加地，存在于濃縮物中的聚α-烯 烴化合物（iii)的總量優(yōu)選使得，在將濃縮物按其規(guī)定的處理率添加到傳動(dòng)流體中后，所 述化合物（iii)占所得的傳動(dòng)流體組合物的至多4重量％。
[0043] 下文將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
[0044] 傳動(dòng)流體組合物由四個(gè)基本的要素（i)、（ii)、（iii)和（iv)構(gòu)成。所述組分是：
[0045] (i)潤滑油，或潤滑油的共混物；
[0046] (ii)下文描述的粘度改進(jìn)劑添加劑或粘度改進(jìn)劑添加劑共混物；
[0047] (iii)通過α -烯烴原料的金屬茂催化的聚合制得的聚α -烯烴化合物；和
[0048] (iv) -種或多種清凈劑添加劑。
[0049] 重要的是，傳動(dòng)流體組合物中的聚α-烯烴化合物（iii)的總量不超過所述組合 物的4重量％，無論引入手段如何。因此，原則上，在本發(fā)明實(shí)踐中可能的是，第一個(gè)方面 的組合物中的少量的聚α-烯烴（iii)的一些或全部可以經(jīng)由引入潤滑油或油共混物（i) 中而導(dǎo)入組合物中。然而，優(yōu)選的是，潤滑油或油共混物組分（i)本身不含有此類聚α-烯 烴（iii)，并且這些基本的化合物（iii)改為通過作為離散的添加劑在組合物的制造過程 中直接添加而引入到組合物中，或與粘度改進(jìn)劑添加劑或粘度改進(jìn)劑添加劑的共混物（ii) 混合以形成單一添加劑濃縮物，然后將它們添加到潤滑油或油共混物中?；蛘?，可以將聚 α_烯烴化合物（iii)與清凈劑添加劑（iv)中的一種或多種混合以形成單一添加劑濃縮 物，然后添加到潤滑油或油共混物中。
[0050] 此類聚α -烯烴（iii)當(dāng)根據(jù)本發(fā)明使用時(shí)的大部分添加劑利益在小于總傳動(dòng)流 體組合物的4重量％，更優(yōu)選占總傳動(dòng)流體組合物的1-3重量％，最佳地2-3重量％的處理 率下看出。
[0051] 潤滑油或油共混物（i)構(gòu)成流體組合物的本體?？捎糜诒景l(fā)明作為潤滑油，或構(gòu) 成油共混物的油衍生自天然潤滑油、合成潤滑油和它們的混合物。一般而言，天然和合成潤 滑油各自將具有大約1-大約IOOmmVs(CSt)的100°C運(yùn)動(dòng)粘度，這取決于所尋求的傳動(dòng)流 體的規(guī)格或質(zhì)量，但是典型的應(yīng)用將要求每種油具有大約2-大約SmmVs(CSt)的KKTC粘 度。
[0052] 天然潤滑油包括動(dòng)物油、植物油（例如蓖麻油和豬油）、石油、礦物油和衍生自煤 炭或頁巖的油。優(yōu)選的天然潤滑油是礦物油。
[0053] 適合的礦物油包括所有常用的礦物油基料。這包括化學(xué)結(jié)構(gòu)中是環(huán)烷型或鏈烷型 的油。它們可以是通過常規(guī)方法使用酸、堿、和粘土或其它試劑如氯化鋁精煉的油，或它們 可以是萃取油（例如用溶劑如苯酚、二氧化硫、糠醛、二氯二乙基醚等進(jìn)行溶劑萃取而制備 的）。它們可以是氫處理的或氫精制的、通過冷卻或催化脫蠟工藝脫蠟的或加氫裂化的。礦 物油可以由天然原油源制備或由異構(gòu)化的蠟材料或其它精煉過程的殘余物組成。
[0054] 通常，礦物油將具有2. 0mm2/s(cSt)-10. 0mm2/s(cSt)的KKTC運(yùn)動(dòng)粘度。優(yōu)選的 礦物油具有2-8mm2/ S(cSt)的運(yùn)動(dòng)粘度，最優(yōu)選的是100°C下具有3-6mm2/S(cSt)的粘度的 那些礦物油。
[0055] 合成潤滑油包括烴油和鹵代烴油，如低聚的、聚合的和共聚合的烯烴[例如聚丁 烯、聚丙烯、丙烯、異丁烯共聚物、氯化聚內(nèi)烯（polylactenes)、聚（1-己烯），聚（1-辛烯）、 聚-(1-癸烯）等和它們的混合物];烷基苯[例如十二烷基苯、十四烷基苯、二壬基苯、二 (2-乙基己基）苯等];多苯[如聯(lián)苯、三聯(lián)苯和烷基化的多苯等];和烷基化的二苯醚、烷 基化的二苯硫醚，以及它們的衍生物、類似物和它們的同系物等。
[0056] 選自這類合成油的優(yōu)選的油是第IV組基料，即聚α-烯烴（PAO)，包括α-烯烴 的氫化低聚物，尤其是1-癸烯的低聚物，特別是通過自由基方法、齊格勒催化或陽離子、 Friedel-Crafts催化制備的那些。
[0057] 聚α-烯烴通常具有2_20cSt，優(yōu)選4_8cSt的KKTC粘度。它們可以，例如，是含 2-16個(gè)碳原子的支化鏈或直鏈α -烯烴的低聚物，具體實(shí)例是聚丙烯、聚異丁烯、聚-1- 丁 烯、聚-1-己烯、聚-1-辛烯和聚-1-癸烯。包括的是均聚物、互聚物和混合物。
[0058] 然而，如早先闡明的那樣，假如，在本發(fā)明范圍中，潤滑油或潤滑油的共混物（i) 還由任何聚α -烯烴（iii)構(gòu)成，即通過α -烯烴原料的金屬茂催化的聚合制得的mPAO，則 重要的是此類聚α-烯烴（iii)不會共同地占總傳動(dòng)流體組合物的多于4重量％。
[0059] 優(yōu)選地，構(gòu)成潤滑油或潤滑油的共混物（i)的任何和全部聚α-烯烴不是通過 α-烯烴原料的金屬茂催化的聚合制得的。
[0060] 合成潤滑油還包括氧化烯聚合物、互聚物、共聚物和它們的其中末端羥基已通過 酯化、醚化等改性的衍生物。這類合成油舉例為：通過聚合氧化乙烯或氧化丙烯制備的聚氧 化烯聚合物；這些聚氧化烯聚合物的烷基和芳基醚（例如平均分子量為1000的甲基-聚異 丙二醇醚、分子量為1000-1500的聚丙二醇的二苯醚）；和它們的單-和多-羧酸酯（例如 乙酸酯、混合的C 3-C8脂肪酸酯和四乙二醇的C12含氧酸二酯）。
[0061] 另一類適合的合成潤滑油包括二羧酸（例如鄰苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀酸和 鏈烯基琥珀酸、馬來酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富馬酸、己二酸、亞油酸二聚物、丙二酸、烷 基丙二酸、鏈烯基丙二酸等）與各種各樣的醇（例如丁醇、己醇、十二烷醇、2-乙基己醇、 乙二醇、二乙二醇單醚、丙二醇等）的酯。這些酯的具體實(shí)例包括己二酸二丁酯、癸二酸二 (2-乙基己基）酯、富馬酸二正己酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二異辛酯、壬二酸二異癸酯、鄰 苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二癸酯、癸二酸二（二十烷基）酯、亞油酸二聚體的2-乙基己 基二酯，和由1摩爾的癸二酸與2摩爾的四乙二醇和2摩爾的2-乙基己酸反應(yīng)而形成的復(fù) 合酯，和類似物。選自這一類合成油的優(yōu)選類型的油是C 4-C12醇的己二酸酯。
[0062] 可用作合成潤滑油的酯還包括由C5-C12單羧酸和多元醇以及多元醇醚如新戊二 醇、三羥甲基丙烷季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇等制造的那些。
[0063] 潤滑油可以來源于精煉、再精煉油或它們的混合物。未精煉的油直接由天然源或 合成源（例如，煤炭、頁巖或含浙青砂浙青）獲得，而沒有進(jìn)一步的純化或處理。未精煉的 油的實(shí)例包括由蒸餾操作直接獲得的頁巖油、由蒸餾直接獲得的石油、或由酯化方法直接 獲得的酯油，它們中的每一種然后在沒有進(jìn)一步處理的情況下使用。精煉油與未精煉的油 類似，不同在于精煉油在一個(gè)或多個(gè)純化步驟中被處理以改進(jìn)一種或多種性能。適合的純 化技術(shù)包括蒸餾、加氫處理、脫蠟、溶劑萃取、酸或堿萃取、過濾和滲濾，所有這些是為本領(lǐng) 域技術(shù)人員所已知的。再精煉油是通過與用來獲得精煉油的那些相似的方法處理用過的油 來獲得的。這些再精煉油亦稱回收或再加工油，并經(jīng)常通過用于除去廢添加劑和油分解產(chǎn) 物的技術(shù)進(jìn)行另外處理。
[0064] 另一類適合的潤滑油是由天然氣原料的低聚或蠟的異構(gòu)化制備的那些基料。這些 基料可以按許多方法涉及，但是通常它們稱為氣至液（GTL)或費(fèi)-托基料。
[0065] 潤滑油（i)可以是一種或多種上述油的共混物，并且天然和合成潤滑油的共混物 (即，部分合成）特意在本發(fā)明之下考慮。
[0066] 粘度改進(jìn)劑或粘度改進(jìn)劑共混物（ii)可以是當(dāng)添加到潤滑油中時(shí)能夠改變潤滑 油粘度以致使得其粘度性質(zhì)更有利于潤滑劑功能的單一化合物或化合物的共混物。通常， 潤滑油在正被潤滑的設(shè)備內(nèi)經(jīng)歷一個(gè)范圍的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度并且，因?yàn)檎扯仁菧囟纫蕾囆蕴卣鳎?因此必須在整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍中維持合適的粘度，以致該油既不在較低的溫度下變得太粘 性（"稠"）而引起設(shè)備中的粘性阻力，又不在較高的溫度下變得太稀而不能提供足夠潤 滑。粘度改進(jìn)劑通常具有在較高的溫度提高油的粘度的性能，以致補(bǔ)償潤滑劑基料的自然 變稀，同時(shí)在較低的溫度下具有較小（或沒有）增稠效果，以致基本上不導(dǎo)致粘性阻力。另 夕卜，當(dāng)暴露于剪切力及汽車潤滑劑在運(yùn)行期間經(jīng)歷的其它惡化影響中時(shí)，優(yōu)選的粘度改進(jìn) 劑隨著時(shí)間顯示更大的抗活性損失性。
[0067] 在本發(fā)明實(shí)踐中，將某些限定類別的粘度改進(jìn)劑與組分（i)、（iii)和（iv)結(jié)合使 用以提供具有本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)的傳動(dòng)流體組合物。
[0068] 因此，粘度改進(jìn)劑或粘度改進(jìn)劑共混物（ii)是衍生自一種或多種烯烴或不飽和 酯單體的聚合物或聚合物共混物；更優(yōu)選，是衍生自一種或多種烯烴單體，或衍生自一種或 多種α，β-不飽和酯單體例如丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯，或衍生自一種或多種 烯烴和一種或多種α，β-不飽和酯單體例如丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯的聚合物 或聚合物共混物。
[0069] 最優(yōu)選地，粘度改進(jìn)劑或粘度改進(jìn)劑共混物（ii)是選自以下一個(gè)或多個(gè)組中聚 合物或聚合物共混物：
[0070] (ii) (a)無規(guī)或嵌段聚-丙烯酸烷基酯或聚-甲基丙烯酸烷基酯，或它們的共聚 物；
[0071] (ii) (b)包含聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯的多價(jià)核的星形聚合物，多 個(gè)臂從所述多價(jià)核懸掛，所述臂是含有丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體單元的聚合 物鏈；或
[0072] (ii) (C)通過一種或多種丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體與一種或多種烯 烴或聚烯烴單體的共聚制備的梳形聚合物。
[0073] 組（ii) (a)中的材料是通過使用本領(lǐng)域中已知的技術(shù)，例如自由基聚合使一種或 多種丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體聚合制備的，其中烷基優(yōu)選含有1-20,更優(yōu)選 1-10個(gè)碳原子。此類材料是本領(lǐng)域中已知的并可商購，實(shí)例是由Evonik Rohmax USA, Inc. 供應(yīng)的 V1SCOPLEX? 12-075。
[0074] 組（ii) (b)中的材料是通過使一種或多種丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單 體逐步聚合成核部分，接著與此類單體進(jìn)一步聚合以形成側(cè)掛臂而制備的，其中烷基優(yōu)選 含有1-30,更優(yōu)選1-20個(gè)碳原子。適合的方法包括原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP)和可逆加 成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移（RAFT)聚合?；蛘撸霰劭梢苑珠_地形成并經(jīng)由在連接基處的反應(yīng)與核 連接。此類材料是本領(lǐng)域中已知的。
[0075] 組（ii) (c)中的材料最適宜地通過自由基聚合制備。術(shù)語"梳狀"是聚合物領(lǐng)域中 已知的，并且是指具有從主鏈懸掛的一系列側(cè)鏈的聚合物的梳狀體系結(jié)構(gòu)，這些側(cè)鏈由丙 烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體單元的烷基取代基形成，或由烯烴單體的殘基形成， 或由這兩者形成。
[0076] 優(yōu)選地，當(dāng)梳狀聚合物（ii) (c)由一種或多種丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯 單體制備時(shí)，它通過使一種或多種丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體聚合，優(yōu)選通過 自由基聚合形成，其中烷基鏈含有4-20,例如8-18個(gè)碳原子。
[0077] 優(yōu)選地，當(dāng)梳狀聚合物（ii) (c)由一種或多種烯烴或聚烯烴單體制備時(shí)，它通過 使一種或多種含4-20,例如4-12個(gè)碳原子的烯烴單體聚合形成。或者，它可以由一種或多 種提供相當(dāng)大尺寸的烷基或鏈烯基的聚烯烴大分子單體制備，該烷基或鏈烯基形成所得的 梳狀聚合物結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈。
[0078] 更優(yōu)選，梳狀聚合物（ii) (c)通過一種或多種丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯 單體與一種或多種烯烴或聚烯烴單體的共聚制備。在此種聚合物中，主鏈由（甲基）丙烯 酸酯和烯烴或聚烯烴單體單元共聚形成，其中所述（甲基）丙烯酸酯單元的烷基酯基和所 述烯烴或聚烯烴的殘基從所得的主鏈懸掛下來而形成梳狀結(jié)構(gòu)。在此類結(jié)構(gòu)中，丙烯酸烷 基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體的烷基優(yōu)選含有4-20,例如8-18個(gè)碳原子；同時(shí)共聚單體 優(yōu)選是為所得的共聚物提供較長懸掛鏈的烯烴或聚烯烴，例如長鏈α-烯烴或聚烯烴大分 子單體例如聚（異丁烯）或氫化聚（丁二烯）。當(dāng)存在于潤滑油中時(shí)，此類聚合物能夠在 施加能量時(shí)顯著膨脹（例如當(dāng)油在運(yùn)行期間發(fā)熱時(shí)發(fā)生），并且這種熱膨脹行為使它們能 夠夾帶更多的本體油在膨脹的梳狀結(jié)構(gòu)的流體網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，并且因此對抗通常隨著溫度提高 而另外發(fā)生的油粘度的稀釋。此類材料例如，描述于標(biāo)題為"A New Generation of High Performance Viscosity Modifiers Based on Comb Polymers，'的SAE論文中，作者Stoehr、 Eisenberg 和 Mueller，刊登于 SAE Int.J. Fuels Lubr.第 I 卷，第 I 期，1511 并編號為 2008-0102462和US-A-2010/0190671中，該文獻(xiàn)描述了它們的性質(zhì)和制備。
[0079] 雖然選自上述組（ii) (a)、（ii) (b)和（ii) (C)的聚合物都對于本發(fā)明的實(shí)踐是有 利的，但是在這三類之間看出效果大小方面的分化，但是實(shí)際上盡可能相等地維持油的總 體粘性，以確認(rèn)此種差別效果不是由改變本體油粘度的常規(guī)方法引起的。因此，選自（ii) (C)組的聚合物與其它基本要素和（iv)結(jié)合提高燃料經(jīng)濟(jì)性是最有效的，并且 對于本發(fā)明的實(shí)踐是最優(yōu)選的。類（ii) (a)是最小優(yōu)選的。
[0080] 聚α-烯烴化合物（iii)是通過α-烯烴原料的金屬茂催化的聚合獲得的那 些。此類"mPAO"材料是本領(lǐng)域中本身已知的并且例如，連同它們經(jīng)由金屬茂催化的制造 方法一起描述在US-A-2007/145924中。在該參考文獻(xiàn)中，它們描述為潤滑劑基料組分并 且主要用來制造高粘度基料共混物。它們例如可由技術(shù)人員作為商品以品名"Spectrosyn Elite?"從ExxonMobil Chemical Company和其區(qū)域分銷機(jī)構(gòu)獲得，并且進(jìn)一步在提交日前 在以下網(wǎng)址在"Advanced synthetic basestock"的描述下公開在本領(lǐng)域中：http: //www. exxonmobilchemical.com/Chem-English/brands/sDectrasyn-elite-mDao.asDx ? In = productsservices〇 Spectrosyn Elite?作為潤滑劑基料的性能優(yōu)點(diǎn)在該參考文獻(xiàn)中描述 為剪切穩(wěn)定性、高和低溫性能的粘度指數(shù)和在寒冷環(huán)境中增加的流動(dòng)。該參考文獻(xiàn)還闡明 在mPAO的制造中金屬茂催化的使用導(dǎo)致聚合物產(chǎn)物中的特定的分子結(jié)構(gòu)。
[0081] 在本發(fā)明中，聚α -烯烴化合物（iii)按添加劑量與粘度改進(jìn)劑添加劑或粘度改 進(jìn)劑添加劑共混物（ii)和特定清凈劑添加劑（iv)結(jié)合用于傳動(dòng)流體組合物中以改進(jìn)使 用所述流體的變速器的能量效率。具有尤其適合于本發(fā)明實(shí)踐的特性的金屬茂制得的聚 α-烯烴（iii)可以由含一種或多種，優(yōu)選兩種或更多種直鏈C6-C18Ci-烯烴的原料制備。 優(yōu)選的聚α -烯烴（iii)是由C6和C18直鏈α -烯烴的原料混合物或C6和C12 α -烯烴的混 合物制造的那些。通常讓所述原料與活化的金屬茂催化劑在本領(lǐng)域中已知的聚合條件下接 觸，以獲得化合物（iii)。
[0082] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案和以下跟隨的實(shí)施例中，本發(fā)明使用Spectrosyn Elite?150作為聚α-烯烴（iii)。這種材料可作為商品經(jīng)由根據(jù)所公開的說明書的上述 來源商購，并具有通過ASTM D445測量的在KKTC下156mm2/s的典型運(yùn)動(dòng)粘度，和通過ASTM D2270測量的206的典型粘度指數(shù)，連同通過ASTM D5950/D97測量的負(fù)33°C的傾點(diǎn)。
[0083] 除了按必要量的基本的金屬茂衍生的聚α -烯烴（iii)之外，本發(fā)明組合物還可 以經(jīng)由添加劑（iv)而另外含有其它非必要的聚α-烯烴。
[0084] 本發(fā)明涉及具有改進(jìn)的動(dòng)力傳送性能的汽車傳動(dòng)流體組合物，尤其是明確提高車 輛運(yùn)行期間的燃料效率的那些。因此，本發(fā)明的傳動(dòng)流體組合物是汽車傳動(dòng)流體，例如自動(dòng) 傳動(dòng)流體（以下簡稱"ATF")、無級變速器流體（"CVTF"）或雙離合器傳動(dòng)流體（"DCTF")。 [0085] 此類流體配制有清凈劑添加劑（iv)以符合給定應(yīng)用，特別是汽車應(yīng)用的各種性 能要求和/或規(guī)格。在本說明書內(nèi)，術(shù)語"清凈劑添加劑"用來表示包含一種或多種清凈劑 化合物，和任選的充當(dāng)傳動(dòng)流體的性能提高添加劑的其它化合物（"組分"）的添加劑。在 本領(lǐng)域中，此類清凈劑添加劑有時(shí)總稱為清凈劑包或清凈劑-抑制劑包，并且可以含有各 種其它組分和相互-相容的溶劑或分散介質(zhì)。
[0086] 這些其它組分包括分散劑、抗磨劑、摩擦改進(jìn)劑、防腐劑、極壓添加劑等。它們典 型地公開在例如，C. V. Smallheer 和 R. Kennedy Smith 的 "Lubricant Additives"，1967， pp. 1-11和美國專利4, 105, 571中。
[0087] 添加劑（iv)的典型的組分在汽車傳動(dòng)流體中的代表性的量歸納如下：
[0088]
【權(quán)利要求】
1. 汽車傳動(dòng)流體組合物，由以下組分構(gòu)成： (i) 潤滑油，或潤滑油的共混物； (ii) 粘度改進(jìn)劑添加劑或粘度改進(jìn)劑添加劑的共混物； (iii) 聚a-烯烴化合物；和 (iv) -種或多種清凈劑添加劑， 其中所述或每種聚a-烯烴化合物（iii)通過a-烯烴原料的金屬茂催化的聚合制 備，和其中聚a-烯烴化合物（iii)在傳動(dòng)流體組合物中的總量不超過所述組合物的4重 量％ ;和 其中至少一種粘度改進(jìn)劑添加劑（ii)含有選自以下一個(gè)或多個(gè)組中的聚合物或聚合 物共混物： (ii) (a)無規(guī)或嵌段聚-丙烯酸烷基酯或聚-甲基丙烯酸烷基酯，或它們的共聚物； (ii) (b)包含聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯的多價(jià)核的星形聚合物，多個(gè)臂 從所述多價(jià)核懸掛，所述臂是含有丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體單元的聚合物 鏈；或 (ii) (c)通過一種或多種丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體與一種或多種烯烴或 聚烯烴單體的共聚制備的梳形聚合物。
2. 權(quán)利要求1的傳動(dòng)流體組合物，其中所述聚a-烯烴化合物（iii)在所述組合物中 的總量占所述組合物的2-3重量％。
3. 權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的傳動(dòng)流體組合物，其中所述粘度改進(jìn)劑添加劑是，或所述 粘度改進(jìn)劑的共混物包含，選自組（ii) (b)和/或（ii) (c)的一種或多種聚合物。
4. 上述任一權(quán)利要求的傳動(dòng)流體，其中一種或多種清凈劑添加劑（iv)包含一種或多 種堿土金屬清凈劑化合物，其中至少一種堿土金屬清凈劑化合物是堿土金屬水楊酸鹽或磺 酸鹽化合物。
5. 權(quán)利要求4的傳動(dòng)流體，其中一種或多種清凈劑添加劑（iv)包含中性或過堿性水楊 酸鈣化合物。
6. 汽車傳動(dòng)流體組合物的制造方法，所述組合物由以下組分構(gòu)成： a)潤滑油，或潤滑油的共混物； (ii)粘度改進(jìn)劑添加劑或粘度改進(jìn)劑添加劑的共混物，其含有選自以下一個(gè)或多個(gè)組 中的聚合物或聚合物共混物： (ii) (a)無規(guī)或嵌段聚-丙烯酸烷基酯或聚-甲基丙烯酸烷基酯，或它們的共聚物； (ii) (b)包含聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯的多價(jià)核的星形聚合物，多個(gè)臂 從所述多價(jià)核懸掛，所述臂是含有丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體單元的聚合物 鏈；或 (ii) (c)通過一種或多種丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體與一種或多種烯烴或 聚烯烴單體的共聚制備的梳形聚合物； (iii) 聚a-烯烴化合物，各自通過a-烯烴原料的金屬茂催化的聚合制備；和 (iv) -種或多種清凈劑添加劑； 所述方法包括以下步驟： a)獲得（通過制造或者其它方式）不含有通過a _烯烴原料的金屬茂催化的聚合制得 的聚a-烯烴化合物的潤滑油或潤滑油的共混物；和 b)將以下物質(zhì)與這種潤滑油或潤滑油的共混物混合： (b) (1)粘度改進(jìn)劑添加劑或粘度改進(jìn)劑添加劑的共混物（ii)， (b)(2)總量不超過傳動(dòng)流體組合物的4重量％的聚a-烯烴化合物（iii)，和 (b) (3) -種或多種清凈劑添加劑（iv); 以提供所述傳動(dòng)流體組合物。
7. 權(quán)利要求6的方法，其中與所述潤滑油或潤滑油的共混物混合的聚a-烯烴化合物 (iii)的總量占所述傳動(dòng)流體組合物的2-3重量％。
8. 權(quán)利要求6或權(quán)利要求7的方法，其中所述粘度改進(jìn)劑添加劑是，或所述粘度改進(jìn)劑 的共混物包含，選自組（ii) (b)和/或（ii) (c)的一種或多種聚合物。
9. 權(quán)利要求6或權(quán)利要求7的方法，其中一種或多種清凈劑添加劑（iv)包含一種或多 種堿土金屬清凈劑化合物，其中至少一種堿土金屬清凈劑化合物是堿土金屬水楊酸鹽或磺 酸鹽化合物。
10. 權(quán)利要求9的方法，其中一種或多種清凈劑添加劑（iv)包含中性或過堿性水楊酸 鈣化合物。
11. 改進(jìn)汽車變速器能量效率的方法，包括在其中使用權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)限定的 汽車傳動(dòng)流體組合物，或通過權(quán)利要求6-10中任一項(xiàng)的方法獲得的汽車傳動(dòng)流體組合物。
12. 權(quán)利要求11的方法，其中能量效率的改進(jìn)是車輛在操作期間的燃料經(jīng)濟(jì)性提高。
13. 用于汽車傳動(dòng)流體的添加劑濃縮物，所述濃縮物由以下組分構(gòu)成：適合的載液， (ii) 粘度改進(jìn)劑或粘度改進(jìn)劑的共混物，和（iii)通過烯烴原料的金屬茂催化的聚合 制得的聚a-烯烴化合物或聚a-烯烴化合物的混合物，和（iv) -種或多種清凈劑添加 劑； 其中至少一種粘度改進(jìn)劑添加劑（ii)含有選自以下一個(gè)或多個(gè)組中的聚合物或聚合 物共混物： (ii) (a)無規(guī)或嵌段聚-丙烯酸烷基酯或聚-甲基丙烯酸烷基酯，或它們的共聚物； (ii) (b)包含聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯的多價(jià)核的星形聚合物，多個(gè)臂 從所述多價(jià)核懸掛，所述臂是含有丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體單元的聚合物 鏈；或 (ii) (c)通過一種或多種丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯單體與一種或多種烯烴或 聚烯烴單體的共聚制備的梳形聚合物。
14. 權(quán)利要求13的添加劑濃縮物，其中存在于所述濃縮物中的聚a-烯烴化合物 (iii) 的總量使得，在以規(guī)定的處理率向所述傳動(dòng)流體添加所述濃縮物后，所述化合物 (iii) 占所得傳動(dòng)流體組合物的至多4重量％，優(yōu)選至多2-3重量％。
15. 權(quán)利要求14的添加劑濃縮物，其中存在于所述濃縮物中的至少一種清凈劑添加劑 (iv) 包含一種或多種堿土金屬清凈劑化合物，其中至少一種堿土金屬清凈劑化合物是堿土 金屬水楊酸鹽或磺酸鹽化合物。
【文檔編號】C10M177/00GK104371793SQ201410403750
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】H·金, J·R·小諾斯, R·F·沃茨 申請人:英菲諾姆國際有限公司