CN101100625B - 动力传送流体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种动力传送流体，一种用于全轮驱动湿式多盘制动器和/或差速器的具有改进特征的流体组合物，用于全轮驱动车辆的添加剂浓缩物和改进用于全轮驱动车辆的液体特征的方法。该流体组合物是基础油，其中具有极压/抗磨添加剂复剂和限制滑动/抗磨添加剂复剂。该添加剂组合物基本不含二硫代磷酸盐组分，并包括来自含磷组分的基于流体组合物总重量约1000-约2000ppm的磷。

Description

动力传送流体
相关申请
本申请要求2006年5月19日申请的美国专利申请号US60/802,202的优先权。
技术领域
本发明涉及添加剂浓缩物和润滑剂组合物，其为润滑适用于越野车的湿式多盘制动器和/或差速器提供平衡的性能，同时以相对低的齿轮磨损为轴承和齿轮提供点蚀保护。浓缩物中的添加剂组合为限制滑动性能提供相对低的静摩擦和为增强刹车性能提供相对高的动摩擦。
发明背景和简述
齿轮流体引入各种添加剂以有效改进和控制流体的摩擦和磨损性能。但是，传统的齿轮流体和添加剂因此不适用于所有领域。特别地，所有全轮驱动(AWD)和越野车辆(具有湿式多盘制动器和/或差速器)要求润滑剂必须满足其它标准例如ZF TE-ML05规范。
AWD性能标准最初用来改进军用车和其它越野车的越野能力。在八十年代早期，形成了一个全轮驱动车辆的新市场。从那时起，许多研究表明了全轮驱动车辆的车辆动力相对于双轮驱动车辆的益处。
在传统的全轮驱动系统中，粘性耦合器通常安装在传送轴上以传送扭矩，同时还允许前后轴旋转速度有一些差异。粘性耦合器的缺点在于其在操作期间是不可控的并因此在与电力驱动辅助系统例如电子稳定程序和牵引控制系统结合使用时不能良好工作。据此，已经开发了改进的牵引控制系统包括具有短的系统激活和失活时间的车辆的按需激活(active-on-demand)的AWD系统。
一个这种AWD系统特征在于多盘湿式离合器带有用烧结摩擦材料涂覆的离合器片。离合器包将驱动扭矩分配给车辆的后轴。通过使用湿式离合器，扭矩传递控制增强，这就可能电子控制前后轴之间的驱动扭矩分布以优化车辆动力。当前后轴之间产生速度差时，后轴上的偏心轮导致液压活塞泵上的泵活动。产生的液压用于离合器包以降低轴间的速度差，因而进行全轮驱动。通过节流阀控制耦合传送的扭矩。
适用于AWD车辆湿式盘状制动器和/或差速器的流体包括一种或多种基础油和一种或多种添加剂。这种流体必须提供足够的摩擦性能，同时具有好的剪切和氧化稳定性、抗磨性和耐腐蚀性。当配制这种流体时，流体中每种添加剂的浓度和它们之间的平衡是重要的。
据此，仍需要改进用于全轮驱动和/或越野车辆的流体，该流体为润滑湿式多盘制动器和/或差速器提供平衡性能特征而不会不利地影响润滑剂或油的其它重要性质。在此描述的典型实施方式中，提供了用于全轮驱动湿式多盘制动器和/或差速器的具有改进性质的流体组合物、用于全轮驱动车辆的添加剂浓缩物和改进用于全轮驱动车辆的流体性质的方法。流体组合物是基础油，其含有极压/抗磨添加剂复剂(package)，和限制滑动(limited slip)/抗磨添加剂复剂。组合物基本上没有含锌添加剂且基本上没有二硫代磷酸盐(dithiophosphate)组分并包括来自含磷组分的约1000-约2000ppm磷，该含量基于流体组合物的总重量。
在一个典型实施方式中，本发明提供一种用于全轮驱动车辆流体的添加剂浓缩物。添加剂浓缩物包括极压/抗磨添加剂复剂和限制滑动/抗磨添加剂复剂。含有添加剂浓缩物的流体基本上没有含锌组分且基本上没有含二硫代磷酸盐组分。
本发明的另一个典型实施方式提供了一种具有极压/抗磨添加剂复剂和限制滑动/抗磨添加剂复剂的润滑剂组合物。限制滑动/抗磨添加剂复剂含有二烷基氢亚磷酸酯(phosphite)，并为润滑剂组合物提供改进的高温性能。
以下将更具体地描述，这里描述的添加剂组合可为用于全轮驱动或越野车的润滑湿式多盘制动器和/或差速器提供平衡性能，同时以相对低的齿轮磨损为轴承和齿轮提供点蚀保护。特别地，有效量的亚磷酸盐/酯、防锈剂、静摩擦和动摩擦改性剂的独特混合物可以为带有多盘制动器和/或差速器的越野车轴提供平衡的性能需要。这里使用的“平衡性能”是指添加剂可以为限制滑动性能提供低的静摩擦和为制动性能提供高的动摩擦。与传统的限制滑动添加剂不同，这里描述的限制滑动/抗磨添加剂复剂可能使润滑剂组合物保持其API GL-5性能特征。按照L-37规范，限制滑动/抗磨添加剂复剂还可确保润滑剂组合物具有高温、承受负载的特征。
本发明涉及以下实施方式：
项目1：一种用于全轮驱动湿式多盘制动器和/或差速器的流体组合物，其包括基础油，极压/抗磨添加剂复剂和限制滑动/抗磨添加剂复剂，其中组合物基本上没有含锌添加剂且基本上没有二硫代磷酸盐组分并包括来自含磷组分的基于流体组合物总重量的约1000-约2000ppm的磷。
项目2：项目1的流体组合物，其中基础油包括天然油、天然油的混合物、合成油、合成油的混合物、和天然油与合成油的混合物中的一种或多种。
项目3：项目2的流体组合物，其中天然油包括矿物油、植物油、和矿物油与植物油的混合物中的一种或多种。
项目4：项目2的流体组合物，其中合成油包括α烯烃的低聚物、酯、费托方法衍生的油、气—液原料及其混合物中的一种或多种。
项目5：项目1的流体组合物，其中极压/抗磨添加剂复剂和限制滑动/抗磨添加剂复剂包括胺抗磨剂，其包括C12-C14叔烷基伯胺的混合物。
项目6：项目1的流体组合物，其中组合物包括约0.5-约5重量％二烷基氢亚磷酸酯，其基于流体组合物总重量。
项目7：项目1的流体组合物，其中极压/抗磨添加剂复剂包含约70-约90重量％含硫极压剂，其基于添加剂复剂的总重量。
项目8：项目1的流体组合物，其中组合物包括约0.5-约5.0重量％硫，其基于流体组合物总重量。
项目9：项目1的流体组合物，其中组合物包括不同于二硫代磷酸盐的磷酸盐。
项目10：项目1的流体组合物，其中流体组合物包括的流体组合物中极压/抗磨添加剂复剂和限制滑动/抗磨添加剂复剂的比为约0.5：1-约1：1。
项目11：包括项目1的流体组合物的全轮驱动差速器。
项目12：包括项目1的流体组合物的用于全轮驱动车辆的多盘制动器。
项目13：包括项目12的多盘制动器的车辆。
项目14：一种用于全轮驱动车辆流体的添加剂浓缩物，其包括：
极压/抗磨添加剂复剂；和
限制滑动/抗磨添加剂复剂，
其中含添加剂浓缩物的流体基本上没有含锌组分且基本上没有含二硫代磷酸盐的组分。
项目15：项目14的添加剂浓缩物，其中极压/抗磨添加剂复剂和限制滑动/抗磨添加剂复剂包括胺抗磨剂，其包括C12-C14叔烷基伯胺的混合物。
项目16：项目14的添加剂浓缩物，其中浓缩物包括约0.5-约5.0重量％的二烷基氢亚磷酸酯，其基于浓缩物的总重量。
项目17：项目14的添加剂浓缩物，其中极压/抗磨添加剂复剂包括约70-约90重量％含硫极压剂，其基于极压/抗磨添加剂复剂的总重量。
项目18：项目14的添加剂浓缩物，其中极压/抗磨添加剂复剂包括脂肪酸磷酸酯。
项目19：项目14的添加剂浓缩物，其中浓缩物包括约0.5：1-约1：1的极压/抗磨添加剂复剂和限制滑动/抗磨添加剂复剂。
项目20：一种流体组合物，其包括约0.5-约15重量％的项目14的添加剂浓缩物。
项目21：一种润滑湿式多盘制动器和/或差速器的方法，其包括提供润滑剂组合物，该润滑剂组合物包括极压/抗磨剂复剂和限制滑动/抗磨添加剂复剂，其中限制滑动/抗磨添加剂复剂包括二烷基氢亚磷酸酯，和其中限制滑动/抗磨添加剂复剂为润滑剂组合物提供改进的高温性能。
项目22：项目21的方法，其中含有限制滑动/抗磨添加剂复剂的润滑剂组合物保持API GL—5性能特征。
项目23：项目21的方法，其中润滑剂组合物基本不含锌和二硫代磷酸盐组分。
项目24：项目21的方法，其中润滑剂组合物包括来自含硫组分的约0.5-约5.0重量％硫，其基于润滑剂组合物的总重量。
项目25：项目21的方法，其中润滑剂组合物包括来自含磷组分的约1000-约2000ppm总磷。
典型实施方式详述
前面的概述和以下的详述是典型的和说明性的并将提供对本发明实施方式的进一步说明。
如这里使用的，术语“烃基取代基”或“烃基”使用其对本领域技术人员众所周知的通常含义。具体地，其是指含有直接连接至分子剩余部分的碳原子并具有显著的烃特征的基团。烃基的例子包括：
(1)烃取代基，即脂肪族的(例如烷基或烯基)，脂环族的(例如环烷基、环烯基)取代基，和芳香族、脂肪族和脂环族取代的芳烃取代基，以及环取代基，其中环完全通过分子的另一部分(例如两个取代基共同形成脂环基)；
(2)取代的烃取代基，即在本文说明书上下文中，含有非烃基团的取代基，不改变主要的烃取代基(例如卤素(尤其是氯和氟)、羟基、烷氧基、巯基、烷基巯基、硝基、亚硝基和亚磺酰基(sulfoxy))；
(3)杂基取代基，即说明书上下文中的取代基具有主要的烃特征，而环或链上含有不同于碳的原子，而其余部分则由碳原子组成。杂原子包括硫、氧、氮和包括例如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基的取代基。一般地，在烃基中每十个碳原子中存在不超过两个，优选不超过一个非烃取代基；典型地，烃基中没有非烃取代基。
如这里使用的，术语“重量％”，除非特别说明，是指列举的组分占整个组合物重量的百分比。
基础油
典型地，这里描述的流体组合物含有约80-约98重量％基础油。因此，这里提供的流体组合物可以基于天然油和合成油或其混合物，只要基础油具有适用于此处所述应用的粘度。因而，基础油通常具有SAE50到SAE250的粘度，更通常地具有SAE70W到SAE140的粘度，适当的基础油还可能包括交叉级别的粘度(cross—grade)，例如75W-140、80W-90、85W-140、85W-90等。
适用于这里的基础油可以使用各种不同的方法制备，所述方法包括但不限于蒸馏、溶剂精制、加氢方法、聚合作用、酯化作用和再精制。API1509“发动机油许可和检定体系”第十四版，1996年12月规定所有的基础油分为五个通常种类：
(1)I类含有低于90％的饱和度和/或大于0.03％的硫并具有大于或等于80并低于120的粘度系数；
(2)II类含有大于或等于90％饱和度和低于或等于0.03％硫并具有大于或等于80并低于120的粘度系数；
(3)III类含有大于或等于90％饱和度和低于或等于0.03％硫并具有大于或等于120的粘度系数；
(4)IV类是聚α烯烃(PAO)；和
(5)V类包括所有不包括在I、II、III或IV类内的其它基础油。
用于确定上述类别的实验方法是用于测定饱和度的ASTM D2007；用于测定粘度系数的ASTM D2270；和用于测定硫的ASTM D2622、4294、4927和3120之一。
IV类基础油，即聚α烯烃(PAO)包括α烯烃的氢化低聚物，最重要的低聚方法是自由基方法，齐格勒催化剂催化，阳离子、Friedel-Crafts催化。
一般，聚α烯烃在100℃下粘度为2到100cSt，优选在100℃下为4到8cSt。它们可能是，例如，具有2-16个碳原子的支链或直链α烯烃的低聚物，具体的例子是聚丙烯、聚异丁烯、聚-1-丁烯、聚-1-己烯、聚-1-辛烯和聚-1-癸烯。包括均聚物、共聚物及其混合物。
上述称作“I类基础油”的基础油可包括主要量的I类基础油和少量的一种或多种其它类别的基础油(一种或多种)，只要产生的混合物具有落入上述对I类基础油规定的特征。
优选的基础油包括I类基础油和II类基础油与I类基础油的混合物。
限制滑动/抗磨添加剂复剂
这里描述的流体组合物和添加剂浓缩物包括限制滑动添加剂复剂，其包括分散剂、洗涤剂、摩擦改性剂、防锈剂和限制滑动剂中的一种或多种。
分散剂
本发明公开的限制滑动/抗磨添加剂复剂可以含有至少一种分散剂。分散剂可以包括分子中具有碱性氮和/或至少一种羟基的无灰分散剂，例如琥珀酰亚胺分散剂、琥珀酯分散剂、琥珀酯-酰胺分散剂、Mannich碱分散剂、烃基聚胺分散剂或聚合聚胺分散剂。适用的分散剂还包括不含磷的分散剂、上述的含磷分散剂以及含磷和不含磷的分散剂的混合物。
例如在美国专利No.3,172,892；3,202,678；3,216,936；3,219,666；3,254,025；3,272,746和4,234,435中描述了聚胺琥珀酰亚胺中琥珀基含有烃基取代基，该烃基取代基含有至少30个碳原子。通过常规的方法例如加热使链烯基琥珀酸酐、酸、酸-酯、酰卤或低级烷基酯与含有至少一种伯氨基的聚胺反应可以制备链烯基琥珀酰亚胺。例如在约180-220℃下通过加热烯烃和马来酸酐的混合物可以制备链烯基琥珀酸酐。烯烃可以是低级单烯烃例如乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯等及其混合物的聚合物或共聚物。在一个例子中，链烯基来自聚异丁烯，该聚异丁烯具有凝胶渗透色谱法(GPC)数均分子量高达约10000或更高，或可选择地约500-约2500，或进一步可选择地约800-约1200。
这里使用的术语“琥珀酰亚胺”是指包括由一种或多种聚胺反应物和烃取代的琥珀酸或酸酐(或者象琥珀酰化剂)完全反应的产品，并意图包括化合物，其中产品可以含有酰胺、脒和/或盐连接键，除了由伯氨基团和酸酐部分反应产生的酰亚胺连接键。
可以使用链烯基琥珀酸酯和含有约2-约20个碳原子和约2-约6个羟基的多羟基醇的二酯生成无灰分散剂。US3,331,776；3,381,022和3,522,179描述了代表性的例子。这些酯的链烯基琥珀酸部分对应于上述的琥珀酰亚胺的链烯基琥珀酸部分。
以下专利描述了用于形成磷酸化的无灰分散剂的适当的链烯基琥珀酸酯—酰胺：美国专利No.3,184,474；3,576,743；3,632,511；3,804,763；3,836,471；3,862,981；3,936,480；3,948,800；3,950,341；3,957,854；3,957,855；3,991,098；4,071,548和4,173,540。
可以磷酸化的烃基多胺分散剂通常由含有平均至少约40个碳原子的脂肪或脂环卤化物(或其混合物)与一种或多种胺，优选聚亚烷基多胺反应产生。美国专利No.3,275,554；3,394,576；3,438,757；3,454,555；3,565,804；3,671,511和3,821,302描述了这种烃基多胺分散剂的例子。
通常，烃基取代的多胺是高分子量的烃基—N—取代多胺，其分子上含有碱性氮。由GPC测定的烃基的数均分子量通常为约750-约10000，更通常为约1000-约5000，并该烃基由适当的聚烯烃衍生。通过聚异丁烯基氯化物和具有约2-约12个胺氮原子和约2-约40个碳原子的多胺制备一些烃基取代的胺或多胺。
用来生成磷酸化无灰分散剂的Mannich多胺分散剂是烷基酚(典型地在环上具有长链烷基取代基)与一种或多种脂肪醛的反应产物，所述醛含有约1-约7个碳原子(尤其是甲醛及其衍生物，和多胺(尤其是聚亚烷基多胺)。众多的美国专利描述了Mannich缩聚产品及其生产方法的例子。
例如，用于制备Mannich多胺分散剂的烃源是那些衍生自基本饱和的石油馏分和烯烃聚合物，优选具有约2-约6个碳原子的单烯烃的聚合物。烃源通常含有至少约40和优选至少约50个碳原子以为分散剂提供充分的油溶性质。由于易于反应并且成本低，GPC数均分子量约为600-约5000的烯烃聚合物是优选的。但是，还可以使用更高分子量的聚合物。特别适用的烃源是异丁烯聚合物。
可以使用的Mannich碱分散剂是由约1摩尔长链烃基取代酚与约1摩尔-约2.5摩尔甲醛和约0.5-约2摩尔聚亚烷基多胺缩聚形成的Mannich碱无灰分散剂。
适用于制备磷酸化无灰分散剂的聚多胺分散剂是含有碱性胺基基团和油溶性基团(例如具有至少约8个碳原子的侧链烷基)的聚合物。这些材料通过各种单体与丙烯酸氨基烷基酯和氨基烷基丙烯酰胺生成的共聚物例证，所述单体例如甲基丙烯酸癸基酯、乙烯基癸基醚或者相对高分子量的烯烃。美国专利No.3,329,658；3,449,250；3,493,520；3,519,565；3,666,730；3,687,849和3,702,300提出了聚多胺分散剂的例子。
限制滑动/抗磨添加剂组合物的配方可以包括约1重量％-约20重量％的一种或多种分散剂，基于添加剂组合物的总重量。用于湿式多盘制动器和/或差速器的成品的流体组合物配方可以包括约0.05重量％-约5重量％的一种或多种分散剂。在这里所述的添加剂中，可能特别有用的是比例约为2.0-2.5：1的GPC测定的MW为900到2000的烃基琥珀酰亚胺与GPC测定的MW为1500-3000的硼酸化磷酸化烃基琥珀酰亚胺的混合物。
洗涤剂
含金属或成灰洗涤剂既能用做减少或除去沉积的洗涤剂，也能用做酸中和剂或防锈剂，从而降低磨损和腐蚀。洗涤剂通常包括带有长链疏水尾的极性头，其中极性头包括酸性有机化合物的金属盐。该盐可以包括基本上化学计量比的金属量，在此情况它们通常被描述为当量或中性盐，一般具有0到少于200的总碱值或TBN(由ASTM D2896测定)。通过使过量的金属化合物例如氧化物或氢氧化物与酸性气体例如二氧化碳反应可以含有大量金属碱。获得的高碱性洗涤剂包括包围无机金属碱(水合碳酸盐)核的经中和的洗涤剂的微团。这样的高碱性洗涤剂的TBN可以为150或更多，典型的为250到450或更多。
可以使用的洗涤剂包括金属的油溶中性的和高碱性的磺酸盐、酚盐、硫化酚盐和水杨酸盐，尤其是碱金属或碱土金属例如钠、钾、锂、钙和镁。最通常使用的金属是钙和镁，二者也可以同时存在。也使用钙和/或镁与钠的混合物。特别方便的金属洗涤剂是TBN为20到450的中性和高碱性的钙或镁的磺酸盐，TBN为50到450的中性和高碱性的钙或镁的酚盐和硫化酚盐，和TBN为130到350的中性和高碱性的钙或镁的水杨酸盐。还可以使用这些盐的混合物。
限制滑动/抗磨添加剂复剂中洗涤剂的数量可以为约1重量％-约5重量％。按照本发明实施方式成品的润滑剂组合物包括约0.05-约1.5重量％洗涤剂，基于成品润滑剂组合物的总重量。
摩擦改性剂
除上述的其它添加剂组分之外，本发明的实施方式可包括由链烯基琥珀酸或酸酐和氨制备的琥珀酰亚胺。例如摩擦改性剂可以包括琥珀酸酐和氨反应的产品。链烯基琥珀酸的链烯基可以是短链链烯基，例如链烯基可以包括约12到约36个碳原子。进而，摩擦改性剂可以包括C12到C36脂肪族的烃基琥珀酰亚胺。进一步的例子，摩擦改性剂可以包括C16到C28脂肪族的烃基琥珀酰亚胺。更进一步的例子，摩擦改性剂可以包括C18-约C24脂肪族的烃基琥珀酰亚胺。
可以由琥珀酸酐和氨制备琥珀酰亚胺，如EP0020037所描述，在这里结合参考。在一些实施方式中，可以包括不同于这里描述的琥珀酰亚胺的没有金属的或非金属的摩擦改性剂。
完全配制的润滑剂可以包括摩擦-改性量的琥珀酰亚胺摩擦改性剂。进而，例如，润滑剂包括约0.05重量％-约1.5重量％的琥珀酰亚胺摩擦改性剂。
胺防锈剂
这里提供的限制滑动/抗磨添加剂复剂中的另一种组分是用作防锈剂的叔烷基伯胺。通常叔脂族伯胺是下式表示的单胺：
其中R是含有1-约30个碳原子的烃基。这种胺可以是叔丁基胺、叔己基伯胺、1-甲基-1-氨基-环己烷、叔-辛基伯胺、叔-癸基伯胺、叔-十二烷基伯胺、叔-十四烷基伯胺、叔-十六烷基伯胺、叔-十八烷基伯胺、叔-二十四烷基伯胺、叔-二十八烷基伯胺。
本发明实施方式还可以使用胺混合物。这种类型的胺混合物的例子是C11-C14叔烷基伯胺的混合物和C18-C22叔烷基伯胺的混合物。叔烷基伯胺及其制备方法对本领域普通技术人员来说是众所周知的，因此，进一步地讨论是不必要的。US2,945,749中描述了用于本发明目的的叔烷基伯胺及其制备方法，由于其在此方面的教导在这里结合参考。
限制滑动剂
按照本发明的实施方式，限制滑动/抗磨添加剂复剂包括限制滑动剂例如二烃基氢亚磷酸酯。适当的二烃基氢亚磷酸酯(酸的亚磷酸酯)可以选自二丁基氢亚磷酸酯、二戊基氢亚磷酸酯、二-2-乙基己基氢亚磷酸酯、二棕榈基氢亚磷酸酯、十二(烷)基氢亚磷酸酯、二硬脂基氢亚磷酸酯、二油基氢亚磷酸酯和其它的C3-C30烷基或链烯基酸亚磷酸酯、二甲苯氢亚磷酸酯和其它C6-C30的芳香酸亚磷酸酯及其混合物。更通常地，二烃基氢亚磷酸酯的烃基可以独立地具有约10-约30个碳原子，以线型或支化或异烷基异构形式排列。
可以将二烃基氢亚磷酸酯加入完全配制的流体组合物中或可以包含在添加剂复剂浓缩物中。添加剂复剂浓缩物的配方可以包括约40重量％-约75重量％二烃基氢亚磷酸酯。完全配制的流体组合物可以包括约1.0重量％-约10重量％的二烃基氢亚磷酸酯以在完全配制的流体组合物中足够提供约1000-约200ppmw的磷。
稀释油
本发明提供的限制滑动/抗磨添加剂复剂可以含有适当的稀释油。稀释油通常以主要量存在于添加剂浓缩物中。有用的稀释剂是适当粘度的油质稀释剂。这种稀释剂可以衍生自天然的或合成的油，或其混合物。使用矿物油作为添加剂浓缩物的稀释剂是特别适用的。矿物(烃基)油中有石蜡基、环烷基、沥青基和混合的基础油。合成油包括聚烯烃油(尤其是加氢的α烯烃低聚物)、烷基化芳烃、聚亚烷基氧化物、芳醚和羧酸酯(尤其是二酯)，其中还有其它的合成油品。稀释剂可以是轻质烃基础油、天然的和(每一种(pera))合成的。
通常，稀释油在100℃的粘度范围为约1-约40cSt，典型地在100℃时为约2-约15cSt。在一个典型的实施方式中，稀释油是100℃时粘度为约6cSt的150中性矿物油。限制滑动/抗磨添加剂复剂中稀释油基于添加剂复剂的总重量为约30-约60重量％。
极压/抗磨添加剂复剂
上述的限制滑动/抗磨添加剂组分可以包括在极压/抗磨添加剂复剂浓缩物或可以加入含极压/抗磨添加剂复剂的润滑剂中，以提供限制滑动性能。可以与限制滑动/抗磨添加剂组分一起使用的极压/抗磨添加剂复剂可以包括极压剂、抗磨组分、防腐蚀和/或防锈剂、消泡剂和稀释油。
极压/抗磨剂
添加剂复剂组分中最常用的组分是含硫极压剂。典型的含硫极压剂包括，但不限于，二烃基多硫化物、硫化烯烃、天然(如鲸油)和合成来源的硫化脂肪酸酯、硫化萜烯、硫化的C2-C8单烯烃低聚物和如美国专利No.27，331中公开的硫化的Diels-Alder(狄尔斯-阿尔德)加合物，其公开的内容在这里结合参考。具体的例子包括硫化多异丁烯、硫化异丁烯、硫化三异丁烯、二环己基多硫化物、二苯基和二苯甲基多硫化物、二-叔丁基多硫化物和二壬基多硫化物，其中还有其它种类。
在一个实施方式中，含硫极压剂是至少一种二巯基噻二唑或其油溶性衍生物。这种物质给本发明示范性的流体组合物提供极压和/或抗磨性质。
可以用于流体组合物的二巯基噻二唑包括，但不限于，下式的2，5-二疏基-1，3，4-噻二唑(DMTD)：
Figure S071A9800720070702D000111
其中R1和R2选自氢和具有1到30个碳原子的直链和支链烷基，a和b独立地选自1到3的整数。可以使一摩尔肼或肼盐与两摩尔二硫化碳在碱性介质中反应，然后酸化制备DMTD。
本发明描述的流体组合物可以包括前式提出的DMTD或DMTD的衍生物。例如，美国专利No.2,719,125；美国专利No.2,719,126和美国专利No.3,087,937中描述了各种2，5-双(烃二硫代)-1，3，4-噻二唑的制备方法。通过含硫添加剂提供的流体组合物中的硫总量基于含添加剂复剂的润滑剂组合物的总重量可以为约0.5-约5.0重量％。
其它适当的抗磨剂可以包括含磷抗磨剂例如磷酸的有机酯、亚磷酸、或其胺盐。例如，含磷抗磨剂可以包括磷酸单烃基酯、磷酸二烃基酯、磷酸三烃基酯、及其任何硫类似物、和其任何胺盐中的一种或多种。进一步的例子，含磷抗磨剂可以包括至少一种2-乙基己基酸磷酸酯、二丁基氢磷酸酯、戊酸磷酸酯、硫化的二丁基氢磷酸酯的胺盐或二烷基硫代磷酸。
含磷抗磨剂可以以有效量存在以在完全配制的润滑剂组合物中提供约50-约500ppmw的磷。进一步的例子，含磷抗磨剂可以以足以在流体组合物中提供约150-约350ppmw的磷的量存在。
防锈剂或腐蚀抑制剂
防锈剂或腐蚀抑制剂是用于本发明流体组合物的抑制添加剂的另一种优选类型。这种物质包括单羧酸和多羧酸。适当的单羧酸的例子是辛酸、癸酸和十二烷酸。适当的多羧酸包括由例如妥尔油脂肪酸、油酸、亚油酸等制备得到的二聚和三聚酸。这种类型的产品通常通过各种商业来源获得。
用于本发明组合物的另一种有用的防锈剂包括链烯基琥珀酸和链烯基琥珀酸酐腐蚀抑制剂，例如四丙烯基琥珀酸、四丙烯基琥珀酸酐、四癸烯基琥珀酸、四癸烯基琥珀酸酐、十六碳烯基琥珀酸、十六碳烯基琥珀酸酐等。链烯基上含有8到24个碳原子的链烯基琥珀酸与醇例如聚二醇的半酯也是适用的。其它适当的防锈剂或腐蚀抑制剂包括醚胺、酸性磷酸酯/盐、胺、聚乙氧基化合物例如乙氧基化的胺、乙氧基化的酚和乙氧基化的醇、咪唑啉、氨基琥珀酸或其衍生物等。这些类型的物质是可获得的商品。可以使用这种防锈剂或腐蚀抑制剂的混合物。添加剂复剂中腐蚀抑制剂基于配方总重量的数量为约0.01-约0.5重量％。
可以使用的另一种防锈抑制剂是叔烷基伯胺。通常的叔脂族伯胺是下式表示的单胺：
Figure S071A9800720070702D000121
其中R是含有1-约30个碳原子的烃基。这种胺可以是叔丁胺、叔己伯胺、1-甲基-1-氨基-环己烷、叔-辛基伯胺、叔-癸基伯胺、叔-十二(烷)基伯胺、叔-十四烷基伯胺、叔-十六烷基伯胺、叔-十八烷基伯胺、叔-二十四烷基伯胺、叔-二十八烷基伯胺。
胺的混合物也适用于本发明的实施方式的目的。这种类型的胺的混合物的例子是C11-C14叔烷基伯胺的混合物和G18-C22叔烷基伯胺的混合物。叔烷基伯胺量及其制备方法对本领域普通技术人员来说是众所周知的，因此，不需要进一步的讨论。美国专利No.2945749中描述了用于本发明目的的叔烷基伯胺及其制备方法，其在此方面的教导在这里结合参考。添加剂复剂中叔烷基伯胺基于添加剂复剂总重量的数量为约0.5％-约5.0wt％。
消泡剂
消泡剂是适用于本发明组合物的另一种组分。消泡剂可以选自聚硅氧烷、聚丙烯酸酯/盐、表面活性剂等。本发明添加剂复剂中消泡剂基于润滑剂组合物总重量的量为约0.01％-约0.1重量％。
工艺油
这里提供的添加剂复剂可以含有适当的工艺油。工艺油通常以主要量存在于添加剂浓缩物中。有用的工艺油是具有适当粘度的油性稀释液。这种油可以衍生自天然的或合成来源，或其混合物。在添加剂浓缩物中，矿物油用做工艺油是特别适当的。矿物(烃基)油中有石蜡基、环烷基、沥青基和混合的基础油。合成油包括聚烯烃油(尤其是加氢的α烯烃低聚物)、烷基化芳烃、聚亚烷基氧化物、芳烃醚、和羧酸酯(尤其是二酯)，其中还包括其它种类的油。工艺油可以是轻质烃基础油，包括天然的和(每一种)合成油。
通常，工艺油在100℃下的粘度为约1-约40cSt，通常100℃下为约2-约15cSt。在一个特定实施方式中，工艺油是100℃下粘度为约6cSt的150中性矿物油。添加剂复剂中工艺油基于添加剂复剂总重量的量为约1％-约10重量％。
用于配制本发明流体组合物的添加剂可以单独或以各种分组合的形式混入基础油。但是，优选使用添加剂浓缩物同时混合全部组分(即添加剂加稀释剂，例如上述的烃溶剂)。当以添加剂浓缩物的形式使用时，添加剂浓缩物利用了组分组合提供的相互兼容性。还有，浓缩物的使用使混合时间降低并减少混合误差的可能。
含有上述添加剂的流体组合物进一步的特征在于基本没有含锌组分。流体组合物进一步的特征在于基本没有含有二硫代磷酸盐的组分。
按照本发明，通过以下组合物提供示范性添加剂浓缩物可以结合用于越野车辆的平衡的限制滑动性能和增强的多盘制动器：
表1
 
限制滑动/抗磨剂复剂(LS添加剂) 重量％
1300MW琥珀酰亚胺分散剂 1到5
硼酸化、磷酸化分散剂 0.5到1.5
叔烷基伯胺 5到15
琥珀酰亚胺摩擦改性剂 1到5
苯酚钙洗涤剂 1到5
二烃基氢亚磷酸酯 20到50
稀释油 20到50
表2
 
极压/抗磨剂复剂(EP添加剂) 重量％
硫化异丁烯 70到90
叔烷基伯胺 1到5
脂肪酸胺 0.5到2.5
甲苯基三唑 0.05到1.0
戊酸磷酸酯 1到10
二烷基噻二唑 1到10
丙烯酸共聚物消泡剂 0.5到2.0
二聚酸 0.05到1.0
工艺油 1.0到10.0
实施例1
为了证明本发明实施方式的方面，提供下面的非限制性实施例。在第一个实施例中，将表1提供的添加剂组合物加入含有表2添加剂的传统的ZF TE ML05C流体中。还试验了仅包括表2添加剂复剂的传统油。结果在表3列出。
表3
 
试验组分 要求 传统油(包括表2的添加剂复剂) 传统油(包括表2的添加剂复剂)加上表1的添加剂复剂
168小时下ZF弹性体相容性(硬度) -1 -2 0
热和氧化稳定性(130℃/192小时，PAI增加) 84.6 57.9 78.6
FZG抗刮伤 LS12通过
FZG弹性(S-A10/16.6R/90) LS9分钟 Ls12通过 LS10/9F
FZG点蚀试验(新油)(PTC/9/90) 160小时 300/215/194小时 174/306小时
相对微蚀的ZF评价(rpt) 10-20％ - 20-30％/30-40％
点蚀大小 0.5-5.0mm2 - 0.5-8.0mm2/8mm2
刮擦(断面偏差)<15μm 7μm - 9.6μm/5.6μm
轴承点蚀试验(3试验)≥LS90参考油 - 通过 通过
试验周期 - 750小时 1084/750小时
圆筒辊推力固定器重量损失 - 232mg 322/318mg
机壳盘重量损失 - 5.5mg 4/2mg
轴盘重量损失 6.5mg 5/3mg
表面疲劳 0％ 0/0mm2
盘1的评价 轴承1的盘上的点蚀 来自盘上辊子的少见的痕迹 来自盘上辊子的少见的痕迹
盘2的评价 来自轴承2的盘上辊子上的痕迹，没有点蚀 来自珩磨的痕迹仍然可见 来自珩磨的痕迹仍然可见
磨损行为 30mg最大 120小时后21mg 120小时后17mg
湿式制动器 通过 NA 通过
片锁定差速器 通过 NA 通过
在前面的例子中，包括L-37高温试验的表说明含有表1和表2添加剂复剂的传统油具有满足ZF TE ML05C规范的通过等级。然而，仅含有表2添加剂复剂的润滑剂没有通过L-37高温试验。
实施例2
在下面的实施例中，将表1中提供的添加剂组合物加入含有表2添加剂复剂的传统GL-5油以确定添加剂是否对GL-5油有不利影响。结果在下表4中给出。
表4
 
试验组分 要求 GL-5油(包括表2的添加剂复剂) GL-5油(包括表2的添加剂复剂)加上表1的添加剂复剂
化学和物理数据
硫重量％ - 2.1 2.03
磷重量％ - 0.031 0.136
粘度要求
SAE等级 J-306 80W-90 80W-90
100℃下的KV(DIN51562)mm2/秒 13.5cSt分钟 14.63 15.06
40℃下的KV(DIN51562)mm2/秒 报告 138.3 145.5
-26℃下的粘度(DIN51398)(cP) SAE80W150,000cP最大 115,800 131,800
20小时的剪切稳定性 - 通过 通过
100℃下.20小时的KV 13.5cSt分钟 13.77 14.25
GL-5试验
L-60 - 通过L-60 通过L-60
CV NA 4.36 5.0
污泥 NA 9.19 9.1
％粘度增加 100％最大 30.56 19.1
PI 3最大 0.81 1.3
TI 2最大 2.0 1.3
 
L-33-1 - 通过 通过
全面的等级评定 9.0分钟 9.32 10.0
L-37格林齿轮等级评定 通过 通过 通过
磨损 5分钟 8 7
刮擦 10分钟 10 10
波纹 8分钟 10 10
起皱纹 8分钟 9 10
分散/(点蚀/散裂) 9.3分钟 10 9.9
润滑的L-37 通过 通过 通过
磨损 8分钟 8 5
刮擦 10分钟 10 10
波纹 8分钟 10 8
起皱纹 8分钟 9 9
分散/(点蚀/散裂) 9.3分钟 10 10
L-37高温 通过 失败 通过
磨损 8分钟 3 8
刮擦 10分钟 10 10
波纹 8分钟 5 9
起皱纹 8分钟 3 10
分散/(点蚀/散裂) 9.3分钟 8 9.9
L-42 通过 通过 通过
备选环/小齿轮 比参考的好 13/18 13/22
通过的参考环/小齿轮 - 22/27 18/24
判别式油环/小齿轮 - 79/84 61/65
如前面的例子所示，表1的添加剂复剂与仅含有表2中添加剂复剂的GL-5油相比能提高改进的防锈性能(如L-33-1试验所示)。添加剂还使在其它情况下不能通过高温等级的GL-5油通过L-37高温等级。表1的添加剂复剂在GL-5试验标准下还没有显著伤害的影响。因此，表1的添加剂复剂可以提供用于润滑湿式多盘制动器和/或差速器的平衡性质，同时以相对低的齿轮磨损提供轴承和齿轮的点蚀保护。表1的添加剂复剂还可以用作对客车车辆差速器的顶级处理(toptreat)以提供改进的限制滑动性能。
实施例3
在这个实施例中，将含有表1和表2的添加剂复剂的润滑剂与传统的齿轮油和含有常规添加剂复剂的油品相比较。在表5中，样品1是含有拖拉机液压流体添加剂复剂的齿轮油。样品2是传统的GL-5齿轮油。样品3和4是含有表2添加剂复剂的样品2的相同齿轮油。样品3含有传统的限制滑动复剂，样品4含有表1的限制滑动复剂。样品5-8是含有传统极压和限制滑动添加剂复剂的齿轮油。样品5和6是含有和不含传统的限制滑动的添加剂复剂1的相同油品。样品7和8是含有或不含传统的限制滑动的添加剂复剂2的相同油品。
表5
 
样品1 样品2 样品3 样品4
齿轮油 94重量％ 96重量％ 91重量％ 91重量％
LS添加剂(表1) 没有 没有 没有 5重量％
EP添加剂(表2) 没有 4重量％ 4重量％ 4重量％
拖拉机液压流体添加剂 6重量％ 0 0 0
传统的EP添加剂 没有 没有 没有 没有
传统的LS添加剂1 没有 没有 5重量％ 没有
传统的LS添加剂2 没有 没有 没有 没有
抗磨组分 二硫代磷酸盐 酸性磷酸盐 酸性磷酸盐 酸性磷酸盐
分散剂 没有 没有 没有 有
洗涤剂 有 没有 没有 有
限制滑动添加剂 没有 没有 磷酸酯/亚磷酸酯 亚磷酸酯
 
防锈剂 没有 没有 伯胺 伯胺
静摩擦改性剂 有 没有 有 有
动摩擦改性剂 有 没有 没有 有
锌(ppm) 1254 0 0 0
磷(ppm) 1029 310 1475 1335
硫(重量％) 0.4 2.03 2.03 2.03
氮(ppm) 350 220 420 1640
Mg(ppm) 100 0 0 0
Ca(ppm) 3348 0 0 143
B(ppm) 0 0 0 0
其它的金属(ppm) <5 <5 <5 <5
GL-5试验 失败 通过 失败 通过
高温L-37试验 失败 失败 通过 通过
轴制动试验 通过 失败 失败 通过
SAE#2动摩擦试验 通过 失败 失败 通过
轴LS差速器试验 通过 失败 通过 通过
ZF低速磨损试验 通过 通过 通过 通过
ZF轴承点蚀试验 通过 失败 通过 通过
表5(续)
 
样品5 样品6 样品7 样品8
齿轮油 93.5重量％ 88.5重量％ 93.5重量％ 88.5重量％
LS添加剂(表1) 没有 没有 没有 没有
EP添加剂(表2) 没有 没有 没有 没有
拖拉机液压流体添加剂 0 0 0 0
传统的EP添加剂 6.5重量％ 6.5重量％ 6.5重量％ 6.5重量％
 
传统的LS添加剂1 没有 5重量％ 没有 没有
传统的LS添加剂2 没有 没有 没有 5重量％
抗磨组分 二硫代磷酸盐 二硫代磷酸盐 二硫代磷酸盐 二硫代磷酸盐
分散剂 没有 没有 没有 没有
洗涤剂 没有 没有 没有 没有
限制滑动添加剂 没有 磷酸酯/亚磷酸酯 没有 磷酸酯/亚磷酸酯
防锈剂 没有 伯胺 没有 伯胺
静摩擦改性剂 没有 有 没有 有
动摩擦改性剂 没有 没有 没有 没有
锌(ppm) 8 8 1 10
磷(ppm) 1063 2227 1092 2243
硫(重量％) 2.40 2.41 2.08 3.03
氮(ppm) 700 1246 700 1651
Mg(ppm) 0 0 1 2
Ca(ppm) 2 7 1 11
B(ppm) 4 5 1 21
其它的金属(ppm) <5 <5 <5 <5
GL-5试验 通过 失败 通过 失败
高温L-37试验 通过 通过
轴制动试验 失败 通过 失败 通过
SAE#2动摩擦试验 失败 通过 失败 通过
轴LS差速器试验 通过 通过 通过 通过
ZF低速磨损试验 通过 通过 通过 通过
ZF轴承点蚀试验 通过 通过 通过 通过
上表示出，含有表1和表2添加剂的样品4不仅提供适当的TE ML 05C性能，而且通过GL-5试验和高温L-37试验。仅含有表2添加剂复剂的样品2通过GL-5试验但是没有通过多数的其它试验。含有表2添加剂复剂和传统的限制滑动(LS)添加剂的样品3没有通过GL-5试验但是通过了一些其它的试验。含有传统的EP和LS添加剂的样品(5-8)同样劣于样品4，因为它们或没有通过GL-5试验或没有通过轴制动试验和SAE#2动摩擦试验。
在此说明书的多数地方，参考了许多美国专利。所有这些引用文献全部清楚地结合在本发明中，如同在本发明中充分提出的一样。
考虑到本发明公开的说明书和实践，本发明的其它实施方式对本领域技术人员来说是显而易见的。说明书和权利要求中通用的“一个”和/或“一种”是指一个或不止一个。除非另有说明，在所有例子中，在说明书和权利要求中表示组分量的数值、性质例如分子量、百分比、反应条件等在所有情况下应理解为通过术语“约”修正。据此，除非相反指出，在说明书和权利要求中提出的数字参数是近似的，其根据本发明获得的预期性质而变化。最少，不打算将等同声明的申请限制到权利要求范围，每个数字参数可以根据报告的重要数字的数值以及常规的舍入技术进行解释。尽管本发明提出的数字范围和参数是近似的，具体实施例中提出的数字值被报告的尽可能准确。但是，在其各自的试验测定中，所有的数字值可以固有地包括由标准的偏差导致的一定误差。说明书和实施例仅是示范性的，通过以下权利要求说明本发明的真实范围和精神。

Claims (7)

1.一种用于全轮驱动湿式多盘制动器和/或差速器的流体组合物，包括80-98重量％的基础油、极压/抗磨添加剂复剂和限制滑动/抗磨添加剂复剂，其中两种添加剂复剂在所述流体组合物中的总量为2-20重量％，其中组合物基本没有含锌添加剂且基本上不含二硫代磷酸盐组分，并包括来自含磷组分的基于流体组合物总重量约1000-约2000ppm的磷，并且其中所述极压/抗磨添加剂复剂和限制滑动/抗磨添加剂复剂包括胺抗磨剂，其包括C12-C14叔烷基伯胺的混合物，其中所述C12-C14叔烷基伯胺的混合物在在所述流体组合物中的总量为0.12-4重量％。
2.权利要求1的流体组合物在全轮驱动差速器中的应用。
3.权利要求1的流体组合物在全轮驱动车辆用的多盘制动器中的应用。
4.如权利要求3所述的权利要求1的流体组合物在被车辆所包含的多盘制动器中的应用。
5.一种用于全轮驱动车辆流体的添加剂浓缩物，包括：
极压/抗磨添加剂复剂；和
限制滑动/抗磨添加剂复剂，
其中含有添加剂浓缩物的流体基本没有含锌组分且基本没有含有二硫代磷酸盐的组分，并且其中所述极压/抗磨添加剂复剂和限制滑动/抗磨添加剂复剂包括胺抗磨剂，其包括C12-C14叔烷基伯胺的混合物，其中所述C12-C14叔烷基伯胺的混合物在在所述添加剂浓缩物中的总量为6-20重量％。
6.一种流体组合物，包括约0.5％-约15重量％的权利要求5的添加剂浓缩物。
7.一种用于润滑湿式多盘制动器和/或差速器的方法，包括提供润滑剂组合物，该润滑剂组合物包括极压/抗磨复剂和限制滑动/抗磨添加剂复剂，其中限制滑动/抗磨添加剂复剂包括二烷基氢亚磷酸酯，且其中限制滑动/抗磨添加剂复剂为润滑剂组合物提供改进的高温性能，并且其中所述极压/抗磨添加剂复剂和限制滑动/抗磨添加剂复剂包括胺抗磨剂，其包括C12-C14叔烷基伯胺的混合物，其中所述C12-C14叔烷基伯胺的混合物在在所述流体组合物中的总量为0.12-4重量％。
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