CN101643684A - 动力传动流体组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了动力传动流体组合物，尤其涉及用于动力传动流体的组合物，其具有改进的燃料经济性、充气和低温性能。此外，该组合物在较高温度下保持和目前已知的自动传动流体相一致的粘度。该组合物优选包含添加剂和具有聚α－烯烃掺混物的基料。

Description

动力传动流体组合物
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2008年8月7日提交的美国临时申请号61/087,108的权益。通过引用将上述申请的公开内容引入此处。
技术领域
[0002]本发明涉及动力传动流体组合物(power transmitting fluidcomposition)，更特别地涉及具有聚α-烯烃的动力传动流体组合物。
背景技术
[0003]这部分中的陈述仅提供涉及本发明的背景信息，可以构成或不构成现有技术。
[0004]在为了燃料经济性试图配制动力传动流体(例如自动传动流体)时，通常方法只是降低流体粘度以试图降低粘滞曳力。然而，该方法具有许多潜在的负面副作用，例如降低流体膜厚度、提高泄漏损失、由于必须使用较轻的基料而是氧化程度的提高，等等。这些潜在的负面副作用可能具有对该动力传动流体随时间的耐久性和可靠性的不利影响。而且，随着传动变得更为紧凑，动力传动流体的增加的充气成为传动的问题。此外，新的传动体系结构和混合传动优选使用更少量的动力传动流体，然而，这些动力传动流体必须具有改进的低温性质以适当运行。
[0005]因此，现有技术中存在对提高潜在的燃料经济性同时不降低动力传动流体的耐久性的动力传动组合物的需求。该组合物也应当具有改进的低温性能和降低的流体充气(aeration)性质。
发明内容
[0006]本发明提供了具有改进的燃料经济性、充气和低温性能的用于动力传动流体的组合物。此外，该组合物在较高温度下保持与目前已知的自动传动流体(例如
Figure A20091016188900051
-VI)的粘度相一致的粘度。该组合物优选包含添加剂和具有聚α-烯烃混合物的基料(base stock)。
[0007]在本发明的一种实施方案中，该组合物包含添加剂包(additive package)、粘度指数改进剂和润滑级酯(lubrication gradeester)。
[0008]在本发明的另一实施方案中，该组合物包含两种具有不同动力学粘度(kinematic viscosity)的聚α-烯烃。
[0009]该组合物使用该两种聚α-烯烃的非常规粘度曲线以及聚α-烯烃基料的低温性能和聚α-烯烃的较低牵引系数(traction coefficient)，以提高0.5％～1.2％的燃料经济性，同时保持该组合物的耐久性。该组合物还具有改进的充气和低温性能。
[0010]从此处提供的描述，其他应用方面将变得显而易见。应当认识到该描述和特别实施例仅用于解释目的，并不意于限制本发明的范围。
具体实施方式
[0011]以下描述本身仅是示例性的，并不意于限制本发明、其应用或用途。
[0012]本发明的组合物意于用作动力传动流体。在不脱离本发明的范围的情况下，该动力传动流体可以采取很多形式。具有本发明的组合物的动力传动流体的实例包括但不局限于任何可用于传动动力或压力的流体，例如自动或人力传动流体、液压流体、齿轮油和可连续变化的传动流体。该组合物在较高温度下保持与现有动力传动流体(例如-VI)的粘度相一致的本体油粘度(bulk oil viscosity)，并降低了低温粘度，以获得燃料经济优势。
[0013]依照本发明的实施方案，该组合物包括添加剂掺混物和基料。该添加剂掺混物优选包括添加剂包、粘度指数改进剂和酯。该基料包括具有非常规粘度曲线以及良好的低温性能和较低的牵引系数的聚α-烯烃(PAO)或PAO掺混物。在一种实施方案中，本发明的组合物包括：a)约2wt％～约20wt％的添加剂包，b)约0wt％～约8wt％的粘度指数改进剂，c)约0wt％～约40wt％的酯，和约8wt％～约90wt％的PAO掺混物。
[0014]该添加剂包由任意数量的经选择以在该流体中提供所需性质的化合物构成。优选用于本发明的添加剂包包括但不局限于来自AftonChemical Corporation(Richmond，VA)的HiTec 3491。该添加剂包可以选自例如用于清洁和中和油杂质的清洁剂添加剂、用于通过降低运动部件之间的摩擦力而提高燃料经济性的摩擦改性剂(例如硫化钼)、用于防止形成杂质的软污泥和硬沉积物的沉积控制添加剂、用于阻止金属氧化的腐蚀或氧化或生锈抑制添加剂、用于阻止基料分解的抗氧化剂添加剂、用于保护金属部件的抗磨损添加剂或磨损抑制添加剂、用于改进流体在较低温度下的流动能力的倾点下降剂、用于抑制流体中形成气泡和泡沫的消泡剂(在夹带的空气接触表面的位置处，所述气泡和泡沫会导致润滑损失、点蚀和腐蚀)、用于使垫圈和密封件膨胀以使该流体无法通过其泄漏的密封调节剂、用于在金属表面上产生膜以防止金属使流体氧化的金属减活剂、结合到金属表面以保持该表面甚至在高压下也不接触的极压剂、和用于使污染物悬浮在流体中以防止凝聚的分散剂。应当认识到在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用添加剂包的任意组合。
[0015]该粘度指数改进剂(VII)是改变该流体粘度的添加剂包。该VII优选由聚甲基丙烯酸酯构成，例如来自Afton Chemical Corporation(Richmond，VA)的HiTec 5738。其他可用于本发明中的VII包括但不局限于烯烃共聚物VII、苯乙烯-马来酯VII和聚异烯烃(polyisoalkylene)组分。而且，可以用如上所述的添加剂包掺混物完全代替该VII。该粘度指数改进剂可以以在惰性溶剂(例如矿物油溶剂)中的溶液的形式提供。在不脱离本发明的范围的情况下，在该组合物中也可以使用这些VII的化学衍生物和组合。
[0016]该酯优选由一种或多种润滑级酯构成，例如包含短支链醇的纯己二酸二酯基料。该酯用作密封膨胀剂，也用作该添加剂包的溶剂。包含短支链醇的纯己二酸二酯基料的实例是来自Hatco Corporation(Fords，NJ)的Hatco 2906。此外，也可以使用具有中等和/或长支链醇链的己二酸二酯基料。在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用各种其他润滑级酯。可替代地，可以非必要地从该组合物内将该酯除去。在不脱离本发明的范围的情况下，在该组合物中也可以使用这些润滑级酯的化学衍生物和组合。
[0017]用于本组合物中的基料包括但不局限于各自具有不同动力学粘度的两种PAO的掺混物。例如，优选的PAO掺混物包括在100摄氏度时为2cSt的聚α-烯烃(PAO 2cSt)和在100摄氏度时为6cSt的聚α-烯烃(PAO 6cSt)的掺合物或混合物。PAO 2cSt和PAO 6cSt的实例包括来自ExxonMobil的SpectraSynTM聚α-烯烃(PAO)2-10cSt和来自Chevron Phillips Chemical Company LP(The Woodlands，TX)的SynfluidPAO 2cSt和Synfluid PAO 6cSt。然而，可以使用任意编号的具有一定粘度的PAO，只要该PAO掺混物经选择使得该流体在100摄氏度时的基础粘度大于或等于4.0cSt即可。例如，可以用PAO 5cSt代替PAO 6cSt，可以用PAO 4cSt代替PAO 2cSt。在用于该组合物中时，该PAO 4cSt以约20wt％～约60wt％的量存在，且该PAO 5cSt可以以0wt％～100wt％的量存在。在另一实施方案中，在该组合物中仅存在PAO 5cSt。其他适合的PAO的实例包括源自辛烯、癸烯及其混合物的那些。与常规矿物基料相比，该PAO掺混物提供优越的低温粘度并具有较低的牵引系数，因此产生协同效应。
[0018]在不脱离本发明的范围的情况下，在该组合物中也可以使用其他添加剂、填料、着色剂和其他组分。
[0019]为使本发明可以得到更容易的理解，参照以下实施例，其用于举例解释本发明，决不用于限制其范围：
  化学类型   优选组成范围，％，基于总重   实例组合物，％，基于总重
  添加剂包1   2-20   7.18
  粘度指数改进剂2   0-8   3.60
  酯3   0-40   11.82
  PAO，2cSt4   4-25   9.40
  PAO，6cSt5   30-90   68.00
  总制剂   100.00
由商品名表示的组分实例：
1.
Figure A20091016188900081
3491
2.5738
3.DIOA(Hatco 2906)
4.Synfluid PAO 2cSt
5.Synfluid PAO 6cSt
[0020]本发明的组合物在100摄氏度和40摄氏度都成功保持与现有的
Figure A20091016188900091
-VI传动流体相一致的动力学粘度。然而，在-40摄氏度约3900cP的Brookfield粘度显著低于现有的
Figure A20091016188900092
-VI流体在-40摄氏度的Brookfield粘度的一半。而且，当在测试循环中试验时，本发明的组合物具有0.5％～1.2％的可重复的燃料经济利益。而且，在充气试验过程中该组合物也提供了显著更好的结果，并在台架试验、Brookfield粘度和Cold Crank Simulations(低温曲柄模拟)中低温性质得以改进。下面描述了本发明的优选组合物实例的试验结果的概述：
  ASTM试验程序   试验   结果
  D445   150℃的动力学粘度，cSt   2.86
  D445   100℃的动力学粘度，cSt   6.02
  D445   40℃的动力学粘度，cSt   28.03
  D2270   粘度指数   170
  D2983   -40℃的Brookfield粘度，cP   3980
  D5293   -20℃的Cold Crank，cP   522
  D5293   -25℃的Cold Crank，cP   809
  D5293   -30℃的Cold Crank，cP   1219
  D5293   -35℃的Cold Crank，cP   2198
  D92   燃点，℃   229
  D92   闪点，℃   209
  D4052   密度   0.8429
[0021]本发明的说明书本身仅是示例性的，不脱离本发明的要旨的变型意于在本发明的范围内。并不认为这种变型脱离本发明的精神和范围。

Claims (34)

1.动力传动流体组合物，包含：
至少第一聚α-烯烃和第二聚α-烯烃的掺混物，其中该第一聚α-烯烃具有与第二聚α-烯烃的动力学粘度不同的动力学粘度；和
添加剂包，
其中该组合物在100摄氏度时具有约6cSt的动力学粘度，在-40摄氏度时具有约3900cP的Brookfield粘度。
2.权利要求1的动力传动流体组合物，其中该第一聚α-烯烃在该组合物中以约4wt％～约25wt％的量存在。
3.权利要求2的动力传动流体组合物，其中该第二聚α-烯烃在该组合物中以约30wt％～约90wt％的量存在。
4.权利要求3的动力传动流体组合物，其中该第一聚α-烯烃的粘度小于该第二聚α-烯烃的粘度。
5.权利要求4的动力传动流体组合物，其中该第一聚α-烯烃在100摄氏度时具有约2cSt的动力学粘度，该第二聚α-烯烃在100摄氏度时具有约6cSt的动力学粘度。
6.权利要求1的动力传动流体组合物，其中该第一聚α-烯烃在该组合物中以约20wt％～约60wt％的量存在。
7.权利要求6的动力传动流体组合物，其中该第二聚α-烯烃在该组合物中以约20wt％～约75wt％的量存在。
8.权利要求7的动力传动流体组合物，其中该第一聚α-烯烃在100摄氏度时具有约4cSt的动力学粘度，该第二聚α-烯烃在100摄氏度时具有约5cSt的动力学粘度。
9.权利要求1的动力传动流体组合物，其中该添加剂包在该组合物中以约2wt％～约20wt％的量存在。
10.权利要求1的动力传动流体组合物，进一步包含酯。
11.权利要求10的动力传动流体组合物，其中该酯在该组合物中以约0.5wt％～约40wt％的量存在。
12.权利要求1的动力传动流体组合物，进一步包含粘度指数改进剂，所述粘度指数改进剂包括聚甲基丙烯酸酯。
13.权利要求12的动力传动流体组合物，其中该粘度指数改进剂在该组合物中以0.1wt％～约8wt％的量存在。
14.权利要求1的组合物，其中该添加剂包选自由以下构成的组合物的组：清洁剂添加剂、摩擦改性剂、沉积控制添加剂、腐蚀或氧化或生锈抑制添加剂、抗氧化剂添加剂、抗磨损添加剂或磨损抑制添加剂、倾点下降剂、消泡剂、密封调节剂、金属减活化剂、极压剂和分散剂。
15.组合物，包含：
至少第一聚α-烯烃和第二聚α-烯烃的掺混物，其中该第一聚α-烯烃具有与第二聚α-烯烃的动力学粘度不同的动力学粘度，其中该掺混物在100摄氏度时具有大于或等于约4cSt的动力学粘度；和
添加剂包，选自由以下构成的组合物的组：清洁剂添加剂、摩擦改性剂、沉积控制添加剂、腐蚀或氧化或生锈抑制添加剂、抗氧化剂添加剂、抗磨损添加剂或磨损抑制添加剂、倾点下降剂、消泡剂、密封调节剂、金属减活化剂、极压剂和分散剂。
16.权利要求15的组合物，其中该掺混物以约8wt％～约90wt％的量存在。
17.权利要求15的组合物，其中该第一聚α-烯烃在该组合物中以0wt％～约100wt％的量存在。
18.权利要求17的组合物，其中该第二聚α-烯烃在该组合物中以约30wt％～约90wt％的量存在。
19.权利要求18的组合物，其中该第一聚α-烯烃的动力学粘度小于该第二聚α-烯烃的动力学粘度。
20.权利要求18的组合物，其中该第一聚α-烯烃在100摄氏度时具有约2cSt的动力学粘度，该第二聚α-烯烃在100摄氏度时具有约6cSt的动力学粘度。
21.权利要求15的组合物，其中该第一聚α-烯烃在该组合物中以约20wt％～约60wt％的量存在。
22.权利要求21的组合物，其中该第二聚α-烯烃在该组合物中以约20wt％～约75wt％的量存在。
23.权利要求22的组合物，其中该第一聚α-烯烃在100摄氏度时具有约4cSt的动力学粘度，该第二聚α-烯烃在100摄氏度时具有约5cSt的动力学粘度。
24.权利要求15的组合物，其中该添加剂掺混物在该组合物中以约2wt％～约20wt％的量存在。
25.权利要求15的组合物，进一步包含酯。
26.权利要求25的组合物，其中该酯在该组合物中以约0wt％～约40wt％的量存在。
27.权利要求15的组合物，进一步包括粘度指数改进剂。
28.权利要求27的组合物，其中该粘度指数改进剂在该组合物中以约0wt％～约8wt％的量存在。
29.用于传动的动力传动流体组合物，该动力传动流体组合物包含：
至少第一聚α-烯烃和第二聚α-烯烃的掺混物，其中该第一聚α-烯烃具有与第二聚α-烯烃的动力学粘度不同的动力学粘度，其中该掺混物在100摄氏度时具有大于或等于约4cSt的动力学粘度，以及其中该掺混物以约8wt％～约90wt％的量存在；
以约2wt％～约20wt％的量存在的添加剂包；
以约0.5wt％～约40wt％的量存在的酯；和
以约0.5wt％～约8wt％的量存在的粘度指数改进剂。
30.权利要求29的动力传动流体组合物，其中该第一聚α-烯烃在该组合物中以约4wt％～约25wt％的量存在；该第二聚α-烯烃在该组合物中以约30wt％～约90wt％的量存在。
31.权利要求30的动力传动流体组合物，其中该第一聚α-烯烃在100摄氏度时具有约2cSt的动力学粘度，该第二聚α-烯烃在100摄氏度时具有约6cSt的粘度指数。
32.权利要求29的动力传动流体组合物，其中该第一聚α-烯烃在该组合物中以约20wt％～约60wt％的量存在；该第二聚α-烯烃在该组合物中以约20wt％～约75wt％的量存在。
33.权利要求32的动力传动流体组合物，其中该第一聚α-烯烃在100摄氏度时具有约4cSt的动力学粘度，该第二聚α-烯烃在100摄氏度时具有约5cSt的动力学粘度。
34.动力传动流体，包含：
在100摄氏度时具有约5cSt的动力学粘度的第一聚α-烯烃；和
添加剂包，
其中该组合物在-40摄氏度时具有约3900cP的Brookfield粘度。
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