CN101827924A - 用于改进制动系统的润滑性的官能流体组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明的官能流体包含约50重量份至约99重量份的二元醇组分和约0.3重量份至约10重量份的包括磷酸酯(盐)内含物在内的一种或多种添加剂。适宜地，在本发明的一个方面中，所述官能流体组合物表现出根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均创痕宽度在约0.05mm至约0.45mm范围内，根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均轮齿计数小于约15个，或同时表现出所述这两种性质。

Description

用于改进制动系统的润滑性的官能流体组合物
优先权要求
本申请要求临时申请60/979901(在2007年10月15日由Zhao等提交的“用于改进制动系统的润滑性的官能流体组合物(FUNCTIONAL FLUIDCOMPOSITION FOR IMPROVING LUBRICITY OF A BRAKINGSYSTEM)”)的申请日的权益，该临时申请的内容通过引用整体结合在此。
技术领域
本发明涉及在可用于各种应用中的官能流体。本发明的官能流体特别可用作液压油，例如用于汽车用防锁制动系统、稳定性控制系统或再生制动系统的制动液，其得益于用于突然运动(例如，突然制动)、令人满意的操作或在低温的突然运动(例如，突然制动)和令人满意的操作的较低粘度流体。
背景技术
新近开发的设备例如电子或自动防锁制动系统、稳定性控制系统和再生制动系统已经产生了对具有适当物理和性能性质的高性能液压油(例如，制动液)的需求。特别是，对具有用于降低或消除制动噪声的高润滑性，同时改进制动器寿命的高性能制动液存在着强烈需求。另外，对具有良好的低温粘度，同时达到或超过期望的最低干式平衡回流沸点(ERBP)和湿式平衡回流沸点(WERBP)温度的高性能制动液存在着需求。关于制动液的当前国际标准的说明阐述在下表1中。用于这种制动液的成功候选物也需要相对廉价。
在题目为低粘度官能流体(Low Viscosity Functional Fluids)的共同拥有的美国专利申请公布2007/0027039中介绍了用于提供这种期望的官能流体的一种示例性方案，该美国专利申请公布2007/0027039为了所有目的而通过引用结合在此。
发明概述
在一个方面中，本发明涉及一种用于在具有金属/橡胶接触部(contact)的液压驱动系统中提供润滑性的官能流体组合物，所述官能流体组合物包含：约50重量份至约99重量份的二元醇组分；和，约0.3重量份至约10重量份的一种或多种添加剂，所述添加剂包括磷酸酯(盐)内含物(phosphatecontent)；其中所述官能流体组合物表现出：根据ASTM D 2670(100磅走合(break-in)1分钟，200磅负荷进行30分钟)测量的平均创痕宽度(averagescar width)小于约0.35mm，根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均轮齿计数(average tooth count)小于约15，或同时表现出上述两种情况，并且其中所述官能流体任选不含硅氧烷；其中所述一种或多种添加剂包括第一添加剂和/或第二添加剂中的任一项或两项，所述第一添加剂包括磷酸的酯，所述第二添加剂包括乙氧基化的磷酸酯。
表1-DOT 3、DOT 4和DOT 5制动液标准
标准   FMVSS 116，SAE1703，ISO，4925   FMVSS 116，SAE1704 ISO 4925   FMVSS116，ISO4925 ISO 4925
  分类(FMVSS，SAE)   DOT 3   DOT 4   DOT 5.1
  分类(ISO)   分类3   分类4   分类5.1   分类6
  ERBP   最低205℃   最低230℃   最低205℃   最低260℃   最低250℃
  湿式ERBP(3.5％水/FMVSS 116)   最低140℃   最低155℃   最低155℃   最低180℃   最低165℃
  在40℃的运动粘度   最大1500cSt   最大1800cSt   最大1500cSt   最大900cSt   最大750cSt
本发明的此方面的特征可以进一步在于下列特征中的一种或任意组合：第一添加剂基本上由磷酸三甲苯酯组成；第二添加剂包括选自由聚氧乙烯十八烯基(octadadecenyl)醚磷酸酯、聚氧乙烯月桂基醚磷酸酯、直链醇乙氧基磷酸酯、聚亚乙基苯基醚磷酸酯、二烷基酚磷酸酯或它们的任何组合中的乙氧基化磷酸酯；第二添加剂包括聚乙二醇苯基醚磷酸酯；第二添加剂基本上由聚乙二醇苯基醚磷酸酯组成；第一添加剂表现出在约-45℃至约-25℃范围内的熔点，在约230℃至约265℃范围内的沸点(在4mmHg)，至少约375℃的闪点，在约1.1至约1.25范围内的比重(在25℃)，和小于约0.5mg KOH/kg第一添加剂的酸值；第二添加剂表现出在约90至约115mg KOH/kg第二添加剂范围内的酸值(至第一拐点的KOH量)和小于约15％的非离子含量；第一添加剂、第二添加剂或所述两者以流体组合物的约0.005至约0.7重量份的量存在；一种或多种添加剂包括缓蚀剂，该缓蚀剂以占一种或多种添加剂的约0.5重量份至约2重量份的量存在；一种或多种添加剂还包含抗氧化剂、防沫剂、pH稳定剂或它们的任何组合；所述二元醇组分包括下式：
Figure GPA00001099215300031
其中R1为H或含有1至8个碳原子的烷基或它们的混合物，二元醇组分包括至少一种其中R2、R3、R4和R5中的至少一个为含有1至8个碳原子的烷基的二元醇；二元醇组分包括至少一种其中R2、R3、R4和R5各自为H的二元醇；二元醇组分包括这样的至少一种二元醇，所述至少一种二元醇具有至少一个其中R2、R3、R4和R5各自为H的第一重复单元和至少一个其中R2、R3、R4和R5中的至少一个(例如，1个、2个、3个或全部4个)各自为含有1至8个碳原子的烷基的第二重复单元；所述至少一种二元醇包括：其中n＝2的二元醇和其中n＝4以上的二元醇，所述n＝2的二元醇以二元醇组分的约0.25重量份至约10重量份的量存在，而所述其中n＝4以上的二元醇以二元醇组分的约0重量份至约30重量份的量存在；所述组合物基本上不含二元醇硼酸酯；流体组合物还包含约0.1重量份至约70重量份的包含下式的二元醇硼酸酯：
Figure GPA00001099215300041
其中每一个R1、R2、R3、R4和R5独立地为H或含有1至8个碳原子的烷基或它们的混合物，n为1至4；n＝3的硼酸酯的量大于所述硼酸酯的约90重量份，n＝2的硼酸酯的量为所述硼酸酯的约0.5重量份至约5.0重量份，和n＝4的硼酸酯的量为所述硼酸酯的约0或0.1重量份至约15重量份；n＝3的二元醇组分的量大于所述二元醇组分的约40重量份，n＝2的二元醇组分的量为所述二元醇组分的约0.5重量份至约5.0重量份，和n＝4以上的二元醇组分的量为所述二元醇组分的约5重量份至约15重量份；二元醇组分包含一种或多种高纯度二元醇组分；约0.5重量份至约10重量份的所述二元醇组分具有含有4个碳原子的R1并且n＝2，约40重量份至约60重量份的二元醇组分具有含有1个碳原子的R1并且n＝3，约5重量份至约15重量份的二元醇组分具有含有4个碳原子的R1并且n＝3，约5重量份至约15重量份的二元醇组分具有含有4个碳原子的R1并且n＝4以上，约0.3重量份至约10重量份的一种或多种添加剂包括磷酸酯(盐)内含物，并且官能流体组合物表现出如下性质中的任一种或两种：根据ASTM D2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均创痕宽度在约0.1mm至约0.3mm范围内或根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均轮齿计数小于约8个；官能流体组合物不含硅氧烷；液压驱动系统为制动系统；一种或多种添加剂还包括至少一种缓蚀剂，所述至少一种缓蚀剂以添加剂组分的约0.005至约5重量份的量的存在。
本发明的另一个方面涉及一种用于在液压驱动系统中提供润滑性的混合添加剂，所述混合添加剂包含：约5重量份至约75重量份的下列各项中的至少一项：(i)第一添加剂，所述第一添加剂包括磷酸的酯，和(ii)第二添加剂，所述第二添加剂包括乙氧基化的磷酸酯；约30重量份至约99重量份的两种以上的缓蚀剂，其包括下列各项中的至少一项：(a)丙二胺和二甲苯，(b)羟乙基哌嗪，(c)十二碳烯琥珀酸酐，(d)二-(2-乙基己基)磷酸，(e)聚(二乙氧基硅氧烷)，(e)油酸，和(f)丙二醇和硼砂5mol(borax 5mol)组分，其中所述第一添加剂表现出在约-45℃至约-25℃范围内的熔点、在约230℃至约265℃范围内的沸点(在4mm Hg)、至少约375℃的闪点、在约1.1至约1.25范围内的比重(在25℃)和小于约0.5mg KOH/kg的酸值，其中所述第二添加剂表现出在约90至约115范围内的酸值(至第一拐点的KOH量)和小于约15％的非离子含量，并且其中官能流体组合物包括所述混合添加剂，所述官能流体组合物表现出：根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均创痕宽度小于约0.35mm，根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均轮齿计数小于约15个，或同时表现出这两种情况。
本发明的此方面的特征可以在于下列特征中的一种或任意组合：第一添加剂基本上由磷酸三甲苯酯组成；第二添加剂基本上由聚乙二醇苯基醚磷酸酯组成。
本发明的又一个方面涉及一种用于在具有金属/橡胶接触部的液压驱动系统中提供润滑性的官能流体组合物，所述官能流体组合物包含：约50重量份至约99重量份的二元醇组分；和，约0.3重量份至约10重量份的一种或多种添加剂；其中官能流体的特征还在于下列内容中的任一项或两项：二元醇组分包括：浓度为基于官能流体的总重量的约10重量％至约30重量％并且平均分子量为约500的聚乙二醇-丙二醇单甲醚；或，一种或多种添加剂，其包括浓度为基于官能流体的总重量的约0.02重量％至约0.5重量％的油酸；其中一种或多种添加剂任选含有聚亚乙基苯基醚磷酸酯，官能流体任选不含硅氧烷，二元醇组分包括以基于官能流体的总重量为大于约25重量％的浓度存在的甲氧基三甘醇，并且官能流体具有下列特征中的一种或任意组合：小于约0.36mm的平均创痕宽度，小于约10个的轮齿计数，大于约250℃的ERBP，或，小于约800cSt的在-40℃的粘度。
本发明的一个工艺方面涉及一种用于提供润滑性的方法，所述方法包括下列步骤：将液压驱动系统的一个或多个橡胶部件与官能流体组合物接触，所述官能流体组合物不含硅氧烷并且包含约0.3重量份至约10重量份的一种或多种包括磷酸酯(盐)内含物在内的添加剂，其中所述官能流体组合物表现出以下特性中的任一种或两种：根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均创痕宽度在约0.05mm至约0.45mm范围内和/或根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均轮齿计数小于约15个。
本发明的另一个方面涉及制动系统，所述制动系统包含如本文中所述的官能流体组合物和/或混合添加剂。这种制动系统的特征还可以在于没有助力器(booster)。
本发明的又一个方面涉及如本文中所述的官能流体组合物和/或混合添加剂在制动系统中的用途。这种制动系统的特征还可以在于没有助力器。
发明详述
本发明考虑一种具有一些特征(attributes)的独特组合的改进的组合物，这使得其适于作为多种应用中的工作流体，特别是液压油应用(例如，处于其中液体可以暴露于高于约50℃，乃至高于约100℃的温度，并且可以在这些温度保持液体状态的处于密封和/或封闭系统中的流体)，例如制动液。更具体地，本发明的流体组合物使用二元醇组分(glycolic component)作为它的主要组分并且优选还包含一种或多种添加剂。惊奇地，当如本文中所述使用该组合物时，流体表现出高润滑性、高干式平衡回流沸点(ERBP)、低温粘度、根据ASTM D 2670在45.4kg走合1分钟以后90.9kg负荷进行30分钟的情况下测量出低的平均创痕宽度，和/或根据ASTM D2670在45.4kg走合1分钟以后90.9kg负荷进行30分钟的情况下测量出低的平均轮齿计数(所有这些性质都与如本文中所述的优选性质一致)。更具体地，本发明使用二元醇、烷氧基二元醇或所述两者的二元醇组分，和包括磷酸酯(盐)内含物(例如，磷酸的酯和/或乙氧基化的磷酸酯)在内的添加剂，其共同提供可以用作制动液的流体，所述流体满足在上表的规定之下的关于DOT 3或DOT 4制动液中的一者或两者的规定。作为实例，据信当将第一添加剂或第二添加剂中的一者或两者与二元醇主要组分(例如，二元醇组分，包括烷氧基三甘醇如甲氧基三甘醇、丁氧基三甘醇或这两者，和任选地，烷氧基化的聚乙二醇-丙二醇和/或烷氧基化的聚丙二醇)结合用作本发明的组合物时，可以得到出乎意料好的结果(例如，在可以不含硅氧烷的制动液组合物中)，所述第一添加剂包括磷酸的酯(例如，芳族磷酸酯，例如磷酸三甲苯酯)(或基本上由磷酸的酯组成，乃至由磷酸的酯组成)，所述第二添加剂包括乙氧基化的磷酸酯(例如，乙氧基化磷酸酯，其包括乙氧基化的磷酸酯(ethoxylated phosphoric ester)和/或丙氧基化的磷酸酯(propoxylated phosphoric ester)，例如聚氧乙烯十八烯基醚磷酸酯、聚氧乙烯月桂基醚磷酸酯、直链醇乙氧基磷酸酯、聚亚乙基苯基醚磷酸酯、二烷基酚磷酸酯或它们的任何组合)(或基本上由乙氧基化的磷酸酯组成，乃至由乙氧基化的磷酸酯组成)。
包括磷酸酯(盐)内含物的添加剂(例如第一添加剂和/或第二添加剂)的用途，在不受理论束缚的情况下，据信为改进流体的润滑性并且减小平均创痕宽度和/或减小平均轮齿计数。这种添加剂已经被用作金属加工操作中的工作流体，例如通常在开放系统中进行的金属轧制和金属成型，在所述开放系统中，所述流体可以膨胀并且所述流体没有暴露于重复操作(例如，在同一区域超过1次、2次或3次成型步骤，和/或流体没有重复暴露于高于约50℃或高于约100℃的温度)。包括磷酸酯(盐)内含物的抗磨添加剂也已经被用于其它应用中，例如在制冷剂组合物中，其通常含有高浓度的制冷剂(例如，含有氟、碳以及任选的其它原子如氢和氯的碳氟化合物，其典型具有低于60℃，优选低于约50℃乃至低于30℃的沸点)。制冷剂系统典型在相对低的压力运行，例如低于约10个、4个乃至2个大气压)。对系统例如制动系统的官能流体要求非常苛刻，原因在于流体可能重复地暴露于高温(例如，高于约60、80、100乃至120℃)和/或高于约10个、20个、50个或100个大气压的高压。与硅氧烷基官能流体组合物相比，对于二元醇官能流体组合物尤为如此，因为硅氧烷流体固有地更加稳定并且相对更加昂贵。制动液(其通常不含制冷剂，例如含有氟、碳和任选的其它原子的碳氟化合物)典型暴露于重复的压力和/或温度循环。循环数可以非常高(例如，大于10、100、1000乃至10000次)，因为流体每年仅更换一次或更少。另外，压力上的改变可能非常突然(例如，流体的一些乃至全部在压力上可以在小于1乃至小于0.1秒的时间内从小于2个大气压增加至大于10个大气压)。温度上的改变也可以非常剧烈，并且温度有时在环境条件附近或在环境条件(其典型低于约30℃，但是可以低于约0℃，乃至低于约-30℃)开始。发现的是，含有磷酸酯(盐)内含物(如本文中所述)的添加剂在要求的应用例如制动液中提供惊奇的益处，包括耐磨性性质，所述制动液经历重复的压力负荷和卸荷，重复的加热(例如，归因于运动部件和制动部件之间的摩擦)。据信，这些结果在用于制动系统的二元醇官能流体(例如，基本上不含，乃至完全不含制冷剂和/或硅氧烷的流体)中是意想不到的，所述制冷系统是封闭的、密封的系统，其重复地经历如上所述的温度和压力变化。
本发明的官能流体可以包含下列各项中的一项或任意组合：
(a)基于组合物的总重量，约50重量份至约99重量份的二元醇组分；
(b)任选地，基于整个组合物的总重量，约0重量份至约70重量份的二元醇硼酸酯组分；和
(3)基于整个组合物的重量，约0.30重量份至约10重量份的添加剂组分(例如，包括磷酸酯(盐)内含物的添加剂组分)。
二元醇组分可以部分地，基本上完全地(至少90重量％或至少95重量％)，或完全地由一种、两种、三种以上的二元醇、聚二元醇或所述二元醇和聚二元醇这两者组成。优选地，二元醇组分的二元醇或聚二元醇具有式I的化学式：
式I
Figure GPA00001099215300081
具有重复单元：
Figure GPA00001099215300082
R1、R2、R3、R4、R5中的每一个均为氢(H)或含有1至8个以上的碳原子的烷基或它们的混合物。例如，二元醇或聚二元醇可以是R2、R3、R4、R5中的至少一个为含有1至8个以上的碳原子的烷基的情况，例如在题目为“官能流体组合物(Funcitional Fluid Composition)”的临时申请序列号60/976,010(2007年9月28日提交)中公开的二元醇或聚二元醇，所述临时申请为了所有目的而通过引用结合在此。优选的是，R1为含有1至8个碳原子的烷基，从而使得二元醇或聚二元醇为烷氧基二元醇醚(例如，烷基端基封端的烷氧基二元醇醚)，而非简单地是其中R1为(H)的二元醇。典型地，对于小于90重量％，更典型小于50重量％并且更可能小于30重量％或20重量％的二元醇组分、整个流体组合物或二元醇组分和整个流体组合物这两者，R1为(H)。应当理解，如在本文中使用的，式I的聚二元醇具有至少2以上的n，并且术语二元醇包括所有的聚二元醇。还应当理解，二元醇组分可以包括二元醇或其中R1为烷基并且其中R1为H的式I。
n至少为2的式I的二元醇可以具有相同的重复单元(例如，均聚物)、不同的重复单元(例如，共聚物)，或它们的组合。聚二元醇共聚物可以包括两种、三种乃至4种以上的不同重复单元。优选的共聚物可以含有两种不同的重复单元。聚二元醇共聚物的特征可以在于嵌段共聚物、无规共聚物、交替共聚物，或任何组合。嵌段共聚物可以包括具有各个重复单元的一个嵌段的共聚物，以及具有一个乃至每一个重复单元的许多嵌段的共聚物。嵌段可以定义为相同重复单元的连串顺序(例如、3个、4个、5个，或更多)的长链串(run)。合适的聚二元醇共聚物包括无规共聚物，例如这样的共聚物，所述共聚物基本上不含(例如，小于约20摩尔％，乃至10摩尔％的共聚物的重复单元处于嵌段中)乃至完全不含相同重复单元的连串顺序(例如、3个、4个、5个，或更多)的长链串。在不受限制的情况下，示例性二元醇包括其中重复单元为氧化乙烯(CH2-CH2-O)、氧化丙烯(例如，CH(CH3)-CH2-O或CH2-CH(CH3)-O)或它们的组合的二元醇。
二元醇组分可以包括一定量的其中n＝1的二元醇。当被包括时，这种二元醇为二元醇组分的至少约5重量％。而且，这种二元醇典型地小于所述二元醇组分的约30重量％，更典型小于约20重量％，并且再更典型小于约15重量％。优选地，二元醇组分中的二元醇包括其中n＝2的二元醇(例如，烷氧基二元醇)、其中n＝3的二元醇(例如，烷氧基二元醇)，其中n＝4以上的二元醇(例如，烷氧基二元醇)，或它们的任意混合。更优选的二元醇组分可以包含n＝2、n＝3和n＝4以上的二元醇(例如，烷氧基二元醇)的组合(例如，混合物)。还优选的是，其中n＝2以上的二元醇以占二元醇组分、整个官能流体或所述二元醇组分和整个官能流体这两者的至少约50重量份，更典型至少约60重量份和更典型至少约75重量份的量存在于二元醇组分和/或整个官能流体中。还优选的是，其中n＝2以上的二元醇以小于约99重量份，更典型小于约90重量份和再更典型小于约85重量份的量存在于二元醇组分和/或整个官能流体中。
二元醇组分典型包含一定量的一种或多种第一二元醇(例如第一聚二元醇)，其中R2、R3、R4和R5各自为H。当被包括时，这种第一二元醇是所述二元醇组分的至少约3重量％，更典型至少约10重量％和再更典型至少约20重量％。而且，这种第一二元醇典型地小于所述二元醇组分的约80重量％，更典型小于约50重量％，并且再更典型小于约30重量％。关于这种第一二元醇，n至少为1，但是优选n为2以上。其中n＝2的第一二元醇的量典型为第一二元醇重量的约0.25重量份至约20.00重量份。其中n＝3的第一二元醇的量典型为第一二元醇的约25.0重量份至约99.5重量份。其中n＝4的第一二元醇的量典型为第一二元醇的约0或0.1重量份至约15重量份。当然，除非另外规定，否则可以使用更高或更低量的整个第一二元醇和特殊量的具有不同n值的第一二元醇。
二元醇组分可以任选包括一定量的一种或多种第二二元醇(例如，第二聚二元醇)，其中R2、R3、R4和R5中的至少一个(并且优选仅一个)，但是还可以两个、三个或全部四个各自是含有1至8个碳原子的烷基。优选的第二二元醇(其可以是一种二元醇或二元醇的混合物)包括R2或R3基团，并且更优选包括R4或R5基团，其包括甲基、乙基、丙基、丁基，或它们的任意组合。而且，优选的第二二元醇包括R2或R3基团，并且更优选包括R4或R5基团，其包括甲基或乙基。还更优选的第二二元醇包括R2或R3基团，并且更优选包括R4或R5基团，其包括甲基。当被包括时，这种第二二元醇是二元醇组分的至少约3重量％，更典型至少约10重量％和还更典型至少约20重量％。而且，这种第二二元醇典型地小于二元醇组分的约80重量％，更典型小于约50重量％，并且还更典型地小于约30重量％。对于这种第二二元醇，n至少为1，但是优选n为2以上。其中n＝2的第二二元醇的量典型地为第二二元醇重量的约0.25重量份至约10.00重量份。其中n＝3的第二二元醇的量典型地为第二二元醇的约25.0重量份至约99.5重量份。其中n＝4的第二二元醇的量典型地为第二二元醇的约0或0.01重量份至约15重量份。当然，除非另外规定，否则可以使用更高或更低量的整个第二二元醇和特殊量的具有不同n值的第二二元醇。
二元醇组分可以任选地包括一定量的一种或多种第三二元醇(例如，第三聚二元醇)，所述第三二元醇是共聚物。这种共聚物可以为嵌段共聚物和/或无规共聚物。因而，第三二元醇中的任何一种(其可以是一种二元醇或二元醇的混合物)将典型地包括一个或多个具有第一构型的式I的第一重复单元，和一个或多个具有第二构型的第二重复单元。具体地，第三二元醇典型地包括至少一种其中R2、R3、R4和R5各自为H的式I的第一重复单元。第三二元醇还典型地包括至少一个第二重复单元，其中R2、R3、R4和R5中的至少一个并且典型地仅一个，但是还可以是两个、三个或全部四个各自是含有1至8个碳原子的烷基。第三二元醇的优选的第二重复单元包括R2或R3基团并且更优选包括R4或R5基团，所述这些基团包括甲基、乙基、丙基、丁基或它们的任意组合。第三二元醇的更优选的第二重复单元包括：包括甲基或乙基的R2或R3基团，并且更优选是包括甲基或乙基的R4或R5基团。第三二元醇的还更优选的第二重复单元包括：包括甲基的R2或R3基团，并且更优选是包括甲基的R4或R5基团。当被包括时，这种第三二元醇是二元醇组分的至少约3重量％，更典型至少约10重量％，并且还更典型至少约20重量％。而且，这种第三二元醇典型地小于所述二元醇组分的约80重量％，更典型小于二元醇组分的约50重量％，并且还更典型小于二元醇组分的约30重量％。对于这种第三二元醇，n至少为2以上。其中n＝2的第三二元醇的量典型地为第三二元醇重量的约0.25重量份至约10.00重量份。其中n＝3的第三二元醇的量典型地为第三二元醇的约25.0重量份至约99.5重量份。其中n＝4的第三二元醇的量典型地为第三二元醇的约0或0.01重量份至约15重量份。当然，除非另外规定，否则可以使用更高或更低量的整个第三二元醇和特殊量的具有不同n值的第三二元醇。
有利地，所述类型中的每一种二元醇，但是特别是第二二元醇和第三二元醇的使用可以令人惊奇地帮助流体获得各种性质。在不受限制的情况下，这种性质可以包括更高的沸点、更低的粘度、更大的润滑性、它们的组合等。优选地，二元醇组分包括(例如，一种或多种)第二二元醇、(例如，一种或多种)第三二元醇，或所述两者。基于流体组合物的总重量，第二二元醇、第三二元醇、或第二二元醇与第三二元醇的组合的量可以大于约5重量％，优选大于约10重量％，并且更优选大于约15重量％。基于流体组合物的总重量，第二二元醇、第三二元醇、或第二二元醇与第三二元醇的组合的量可以小于约90重量％，优选小于约70重量％，更优选小于约50重量％，并且最优选小于约35重量％。当然，可以使用更高或更低量的第二二元醇、第三二元醇，或第二二元醇和第三二元醇的组合。
二元醇组分的合适的R1基为含有1至8个碳原子的烷基。优选的二元醇组分包括包含甲基、乙基、丙基、丁基或它们的任意组合的R1基。
在没有限制的情况下，有用的二元醇(例如，烷氧基二元醇或其它)的实例包括甲氧基三甘醇、甲氧基二甘醇、甲氧基聚乙二醇、乙氧基三甘醇、乙氧基二甘醇、乙氧基四甘醇、丙氧基三甘醇、丁氧基三甘醇(例如，三甘醇单丁醚)、丁氧基二甘醇(例如二甘醇单丁醚)、丁氧基四甘醇、戊氧基二甘醇、戊氧基三甘醇、2-乙基己基二甘醇或它们的任何组合。
二元醇组分的优选二元醇(例如，烷氧基二元醇)包括但不限于甲氧基三甘醇、甲氧基二甘醇、甲氧基聚乙二醇、甲氧基四甘醇、乙氧基聚乙二醇、乙氧基三甘醇、乙氧基二甘醇、乙氧基四甘醇、丁氧基聚乙二醇、丁氧基三甘醇、丁氧基二甘醇、丁氧基四甘醇、三甘醇单己醚、二甘醇单丙醚、三甘醇单丙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、三丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单丁醚、聚丙二醇单丁醚、聚丙二醇单丙醚，或它们的任何组合。更优选的烷氧基二元醇组分包括甲氧基三甘醇、甲氧基二甘醇、甲氧基聚乙二醇、丁氧基三甘醇、丁氧基二甘醇、丁氧基聚乙二醇、三甘醇单己醚、二甘醇单丙醚、三甘醇单丙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、三丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单丁醚、聚丙二醇单丙醚、聚丙二醇单丁醚，或它们的任何组合。最优选的烷氧基二元醇组分包括下列物质中的两种以上的混合物：甲氧基聚乙二醇、丁氧基二甘醇、丁氧基三甘醇、丁氧基聚乙二醇、三甘醇单丙醚、三丙二醇单丙醚、三丙二醇单丁醚、聚丙二醇单丙醚或聚丙二醇单丁醚。
有用的二元醇(例如，烷氧基二元醇等)的其它实例包括但不限于：二甘醇单丙醚、三甘醇单丙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、三丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、三丙二醇单乙醚、三丙二醇单丙醚、三丙二醇单丁醚、聚丙二醇单丙醚、聚丙二醇单丁醚、聚丁二醇单丙醚、聚丁二醇单丁醚，它们的任何组合等。
在不受限制的情况下，制备有用的烷氧基二元醇的方法包括将烯化氧与醇反应以制备烷基二元醇的烷氧化(alkoxilation)反应。
在一个方面中，高纯度烷氧基二元醇在二元醇组分中的使用是优选的。例如，通过使用高纯度烷氧基二元醇，可以实现适当的低温粘度。具体地，可以单独或组合使用高纯度丁氧基三甘醇和丁氧基二甘醇以帮助保持期望的低温粘度。在一个方面中，高纯度烷氧基二元醇的纯度至少为约90％的纯度(即，高纯度烷氧基二元醇由至少约90重量％的具有相同分子结构的分子组成)；至少为约97％的纯度；或至少为约98％的纯度。在一个优选实施方案中，在流体组合物中使用高纯度丁氧基三甘醇和高纯度丁氧基二甘醇，并且高纯度丁氧基三甘醇和高纯度丁氧基二甘醇优选为二元醇组分的至少50重量％，更优选至少75重量％。
流体组合物还可以包含硼酸酯，但是优选包含基于流体组合物的重量的不大于约10重量份的硼酸酯(例如，二元醇硼酸酯)。合适的流体组合物还可以基本上不含，乃至完全不含二元醇硼酸酯。在被利用时，二元醇硼酸酯组分优选包括具有下式的至少一种成分：
式II
Figure GPA00001099215300131
具有重复单元：
Figure GPA00001099215300141
其中R1、R2、R3、R4和R5可以是关于式I规定的基团中的任何一种，并且n可以与关于式I所规定的相同(例如，R1、R2、R3、R4和R5可以各自独立地为H或含有1至8个碳原子的烷基或它们的混合物，并且n可以在1至4的范围内)。这样，二元醇硼酸酯组分可以具有如关于本文中式I所讨论的二元醇组分的第一二元醇、二元醇组分的第二二元醇、二元醇组分的第三二元醇的重复单元中的任何一种或它们的任何组合。还应当理解，不应当将二元醇硼酸酯组分和任何的含硼酸酯的化合物认为是二元醇组分的一部分，而是独立的。
任选的二元醇硼酸酯组分的实例包括烷氧基二元醇硼酸酯组分，例如甲氧基三甘醇硼酸酯、乙氧基三甘醇硼酸酯、丁氧基三甘醇硼酸酯或它们的任何组合，其在2000年11月10日提交的美国专利6,558,569中公开(参见，第3栏，第13-40行)，该美国专利通过引用结合到此。如果硼酸酯组分存在于组合物中，则它优选以大于官能流体的0.01重量份或大于1重量份的量存在，但是它还优选以小于官能流体的约10重量份的量存在。更优选地，硼酸酯组分以小于官能流体的约4重量份的量存在于组合物中。在一个实施方案中，本发明的官能流体组合物基本上不含(小于官能流体的约0.5重量％)或完全不含任何硼酸酯组分。
当二元醇硼酸酯组分处于组合物中时，典型的情况是二元醇基团代表组合物的相当大的部分。这种二元醇基团，如本文中定义的，是式I和式II的连接这些式中的(H)氢原子或(B)硼原子的部分。因而，这种二元醇基团可以描述如下：
式VIII(二元醇基)
Figure GPA00001099215300151
式IV(二元醇基)
Figure GPA00001099215300152
这些二元醇基团可以是整个组合物的至少约50重量％，更典型至少约60重量％，还更典型至少约80重量％，甚至可以是至少约90重量％。
如所指出的，本发明的组合物还考虑一种任选的混合添加剂，其包含一种或多种具有用于改进制动系统的润滑性的磷酸酯(盐)内含物(例如，至少一种磷酸酯)的添加剂。添加剂组分添加剂因而可以包含一种或多种添加剂，所述一种或多种添加剂典型地包括但不是限制性地包括缓蚀剂、稳定剂如pH稳定剂、润滑剂、抗磨剂、防沫剂和抗氧化剂中的一种或任意组合。添加剂组分在存在时，其典型地为官能流体的至少约0.05重量份，更典型为官能流体的至少约0.1重量份，并且还更典型为官能流体的至少约0.3重量份。添加剂组分在存在时，其典型地小于官能流体的约20重量份，更典型地小于官能流体的约15重量份，并且甚至可以小于官能流体的约10重量份。
从以上内容可以意识到，本文中的一种或多种添加剂可以具有磷酸酯(盐)内含物。例如，一种优选的途径是具有拥有磷酸酯(盐)内含物的一种或多种添加剂，所述磷酸酯(盐)内含物以占添加剂组分的至少约0.005，更特别至少约0.01，并且还更特别至少约0.1重量份的量存在。然而，通常期望，包含磷酸酯的一种或多种添加剂的总浓度将小于添加剂组分的约0.7重量份，更特别小于添加剂组分的0.5重量份，并且更特别小于添加剂组分的约0.4重量份。
本发明的混合添加剂可以包括：约5重量份至约75重量份(例如，基于混合添加剂的总重量，约5重量％至约75重量％)的下列各项中的至少一项：(i)第一添加剂，所述第一添加剂包括磷酸的酯，和(ii)第二添加剂，所述第二添加剂包括乙氧基化的磷酸酯和约30重量份至约99重量份(例如，基于混合添加剂的总重量，约30重量％至约99重量％)的两种以上的缓蚀剂，所述缓蚀剂包括下列各项中的至少一项：(a)丙二胺和二甲苯，(b)羟乙基哌嗪，(c)十二碳烯琥珀酸酐，(d)二-(2-乙基己基)磷酸，(e)聚(二乙氧基硅氧烷)，(e)油酸，和(f)丙二醇和硼砂5mol组分。
在一个用于添加剂组分中的优选实施方案中，具有磷酸酯(盐)内含物的一种或多种添加剂包括具有磷酸酯的第一添加剂。磷酸酯可以是芳族磷酸酯、脂族磷酸酯或它们的组合，在没有限制的情况下，磷酸酯可以是芳族磷酸酯，例如磷酸三(甲基苯基)酯(例如，磷酸三甲苯酯)。第一添加剂可以具有在约1.1至约1.25范围内的比重(在20℃)和至少约380℃(例如，约390至约430℃)的闪点。第一添加剂可以表现出小于约-55℃，并且更特别地小于约-45℃的熔点。第一添加剂还可以表现出至少约-25℃，并且更特别地至少约-30℃的熔点。例如，熔点可以在约-55℃至约-25℃，并且更优选约-45℃至-30℃的范围内。第一添加剂可以表现出至少约230℃并且更特别地至少约240℃的沸点(在4mm Hg)。第一添加剂还可以表现出低于约270℃，并且更特别地低于约265℃的沸点(在4mm Hg)。例如，沸点(在4mm Hg)可以在约230℃至约270℃，并且更优选在约240℃至265℃的范围内。第一添加剂可以表现出例如小于约0.5，更特别地小于约0.1mgKOH/kg的酸值，该酸值根据ASTM D974-01测量。
在用于添加剂组分的另一个优选实施方案中，具有磷酸酯(盐)内含物的一种或多种添加剂包括具有烷氧基化的磷酸酯的第二添加剂(或由烷氧基化的磷酸酯组成)。合适的烷氧基化的磷酸酯是(但不是限制性的)乙氧基化的磷酸酯、丙氧基化的磷酸酯等。烷氧基化磷酸酯可以含有一种或多种芳族基(例如，苯基)。示例性乙氧基化的磷酸酯为聚亚乙基苯基醚磷酸酯。第二添加剂可以具有在约1.1至约1.35范围内的比重(在25℃)和至少约120℃(例如，约130至约170℃)的闪点。第二添加剂可以表现出至少约40℃，并且更特别地至少约10℃的凝固点。第二添加剂还可以表现出小于约-50℃，并且更特别地小于约-20℃的凝固点。例如，凝固点可以在约40℃至约-50℃，并且更优选约10℃至约-20℃的范围内。第二添加剂可以表现出至少约110℃，并且更特别地至少约140℃的沸点(在760mm Hg)。第二添加剂还可以表现出低于约190℃，并且更特别地低于约160℃的沸点(在760mm Hg)。例如，沸点(在760mm Hg)可以在约110℃至约190℃，并且更优选约140℃至160℃的范围内。第二添加剂可以表现出在约90至约115，并且更特别地约90至约110范围内的酸值(至第一拐点的KOH量)，所述酸值例如根据ASTM D974-01测量。第二添加剂还可以表现出小于约15％，并且更优选小于约7％的非离子含量。示例性的烷氧基化的磷酸酯为聚亚乙基苯基醚磷酸酯。
具有磷酸酯(盐)内含物的合适的添加剂的实例包括(但不是限制性的)：聚氧乙烯十八烯基醚磷酸酯(例如，CAS编号9004-98-2，CAS编号7664-38-2，或LB-400，其可以商购自Rhodia)，聚氧乙烯月桂基醚磷酸酯(例如，CAS编号39464-66-9或RD-510E，其可以商购自Rhodia)，直链醇乙氧基磷酸酯(例如，
Figure GPA00001099215300173
LK-500，其可以商购自Rhodia)，聚亚乙基苯基醚磷酸酯(例如，CAS编号39464-69-2)在商品名
Figure GPA00001099215300174
LP-700下销售，其可以商购自Rhodia)，二烷基酚磷酸酯(例如，
Figure GPA00001099215300175
RM-510，其可以商购自Rhodia)，或它们的任何组合。
考虑的是，具有磷酸酯(盐)内含物的一种或多种添加剂(例如，第一添加剂、第二添加剂，或所述两者)可以用于改进关于下列各项的润滑性(例如，抗磨性质)：液压驱动系统，例如在美国专利5,152,926(在1990年9月10日提交，参见例如，第3栏第29行至第4栏第29行)中公开的液压驱动系统，该美国专利为了所有目的而通过引用结合在此；具有硅氧烷功能部件的制动系统，例如在美国专利4,744,915(在1987年8月24日提交，参见例如，第2栏第53-68行)中公开的具有硅氧烷功能部件的制动系统，该美国专利为了所有目的而通过引用结合在此。因此，应当理解，可以将本发明结合到液压驱动系统中，这种液压驱动系统例如是通过在封闭的回路中使用加压和运动的流体产生、传送和控制功率应用的系统(例如，制动系统)。此外，应当理解，可以将本发明的具有磷酸酯(盐)内含物的一种或多种添加剂掺入到官能流体中，所述官能流体包含硅氧烷内含物，基本上不含硅氧烷(例如，以基于官能流体的总重量计的小于约5重量％，优选小于约1重量％，更优选小于约0.1重量％的浓度含有硅氧烷)，或不含硅氧烷。
具有磷酸酯(盐)内含物的添加剂可以为磷酸酯、磷酸酯或所述两者。合适的磷酸酯的实例包括磷酸单酯、磷酸二酯、磷酸三酯，和它们的任何组合。磷酸酯可以包括一种或多种磷酸三酯，或可以基本上由一种或多种磷酸三酯组成(例如，基于磷酸酯或含磷酸酯的添加剂的总重量，含有至少90重量％，或至少95重量％)。磷酸酯可以基本上不含或完全不含磷酸三酯，并且含有磷酸单酯、磷酸二酯，或含有磷酸单酯和磷酸二酯。
美国专利4,755,316(在1987年10月23日提交)的表D列出了可以用于本发明官能流体的具有磷酸酯(盐)内含物的添加剂的下列实例：磷酸酯(盐)、磷酸酯(磷酸二甲苯酯)、亚磷酸酯(盐)、硫代磷酸盐(二有机二硫代磷酸锌)、氯化蜡，和卤素取代的磷化合物。具有磷酸酯(盐)内含物的添加剂的另外实例包括在美国专利5,152,926(1990年9月10日提交)中所述的那些，参见例如，第3栏第29行至第4栏第29行。这些添加剂包括：有机磷酸酯(盐)，例如LubrizolTM 1097，其是由Lubrizol Corporation生产的(二烷基二硫代)磷酸锌；SYN-O-ADTM 8478，由Stauffer Chemical Company生产的磷酸三(2，4，6-三-叔丁基苯基)酯/磷酸三苯酯的70％/30％共混物；乙氧基化的磷酸酯(AntaraTM LP-700型)，磷酸酯醇(ZELEC 3337型)，和二烷基二硫代磷酸锌(例如，Lubrizol 5139，5604，5178，5186型)。乙氧基化的磷酸酯可以是磷含量为约4至10％，优选5至7％的水溶性组合物，例如GAF的AntaraTMLP-700(聚氧乙烯苯基醚磷酸酯)。具有磷酸酯(盐)内含物的另外的添加剂包括在美国专利4,744,915(在1987年8月24日提交)中所述的那些，例如第2栏第53-68行，例如磷酸酯酸性酯(phosphate acid ester)、磷酸三辛酯和磷酸三甲氧甲酚酯。
第一添加剂、第二添加剂或所述两者可以以大于总流体组合物的约0.005重量份，优选大于0.010重量份，并且更优选大于约0.03重量份的浓度存在。第一添加剂、第二添加剂或所述两者可以以小于总流体组合物的约2.5重量份，优选小于0.7重量份，并且更优选小于约0.3重量份的浓度存在。例如，第一添加剂、第二添加剂或所述两者可以以流体组合物的约0.005至约0.7重量份的浓度存在。
另外理解的是，一种或多种添加剂可以包括已知的缓蚀剂如链烷醇胺或烷基胺和其它的有机胺，以增加官能流体(例如，含有硼酸酯的官能流体)的低温粘度，这进而导致了更多复杂和昂贵的添加剂的使用，所述添加剂例如为在通过引用结合的于1996年6月20日提交的EP0750033(参见，例如第2页第55行至第3页第56行)和通过引用结合的于1994年3月9日提交的EP0617116(参见，例如第2页第14行至第3页第7行，和第4页第1-16行)中公开的那些。在使用少量的硼酸酯的情况下，流体组合物可以使用已知的缓蚀剂并且仍得到期望的低温粘度。另外，可将增加量的缓蚀剂和添加剂用于在不牺牲低粘度的情况下获得改进的稳定性或耐腐蚀性。当被包括时，缓蚀剂可以以添加剂组分的约0或约0.005至约7，并且更特别地约0.1至约5(例如，约2至约4)重量份的量存在。
可以使用的腐蚀抑制剂的实例包括在EP专利0750033(在1996年6月20日提交)中公开的那些，例如，能够特别中和硼酸酯的胺，含有至少一个烷基、特别是C1至C7烷基，或环烷烃基团、特别是C5至C7环烷烃基团，或再次，特别为C1至C6的烷氧基的胺；乙氧基化的胺，例如二正丁胺，三正丁胺，下列通式的二异丙醇胺：HN(CH2CHOHCH3)2，单环己胺，二环己胺，2-氨基-1-乙醇，下列通式的二乙醇胺：HN(CH2-CH2OH)2，下列通式的单甲醇单丙胺：HN(CH2OH)(CH2CH2CH3)，或二异丙胺；肌氨酸的N-酰基衍生物，例如由Ciba Geigy以名称Sarkosyl 0TM销售的N-油基酰基肌氨酸，苯并三唑，甲苯基三唑，亚磷酸三苯酯，十二碳烯丁二酸酐，双酚A，或聚合的三甲基喹啉。
在EP专利0617116(在1994年3月9日提交)中公开的另外的抑制剂包括分子量在120和300之间(优选在150和250之间)并且具有下式的醚-胺：
Figure GPA00001099215300191
其中R3为具有至少一个醚官能团并且不含醇官能团的直链或支链基团，R为甲基或氢原子，p为1至3的整数，并且q为0至2的整数。使用的醚-胺必须含有作为具有至少一个醚官能团并且不含醇官能团的直链或支链基团的基团R3。基团R3不是环状的。R3可以具有下式：R1-O-R2-，其中R1是优选具有1至5个碳原子的直链或支链烷基，而R2是优选具有2至8个碳原子的直链或支链亚烷基。醚-胺包含至少一个并且优选至少2个衍生自环氧化物的单元。有利地，p+q可以在1至3的范围内。醚-胺中的一些或全部可以具有p+q＝2。此外，还有利的是使用包含85至95重量％的p+q＝2的醚胺和15至5重量％的p+q＝3的醚-胺的混合物。醚-胺通常通过将起始醚-胺与环氧化物例如诸如环氧乙烷、环氧丙烷或所述两者的混合物反应而得到。起始醚-胺可以具有下列通式(A)：R1-O-R2-NH2，其中R1和R2具有与以上相同的含义。得到的醚-胺有利地含有具有下式(B)的胺：
Figure GPA00001099215300201
其中，R1、R2、R、p和q具有与以上(即，与以上式(A))相同的含义。实际上，得到具有式(B)的醚-胺的混合物。期望基本上得到其中R1、R2、R、p和q具有与以上相同的含义的混合物。实际上，得到具有式(B)的醚-胺的混合物。期望基本上得到其中p＝1和q＝1的式(B)的胺。合适的醚-胺的实例为2，2′-[3(甲氧基丙基)亚氨基]双乙醇胺。
可以用于本发明的官能流体组合物中的缓蚀剂的类别的实例包括：脂肪酸例如月桂酸，棕榈酸，硬脂酸或油酸；磷或磷酸(phosphorus orphosphoric acid)与脂族醇的酯；磷酸酯或亚磷酸酯例如磷酸乙酯，磷酸二甲酯，磷酸异丙酯，亚磷酸丁酯，亚磷酸三苯酯和亚磷酸二异丙酯；链烯酸酐例如十二碳烯琥珀酸酐(DDSA)；二-(2-乙基己基)磷酸(DEHPA)；丙二胺和二甲苯组分(例如，包含N，N’二亚水杨基-1，2-丙二胺和二甲苯的Dupont金属去活化剂)；聚(二乙氧基硅氧烷)(例如，PSI-021)；羟乙基哌嗪(例如，二羟乙基哌嗪)；丙二醇和硼砂5mol组分；含氮的杂环化合物如苯并三唑或它的衍生物或任何组合，这样的化合物任选具有1，2，4三唑和/或它的衍生物(参见由Pierre Levesque在1999年2月2日提交的美国专利6,074,992(例如，第2栏第65行至第3栏第12行)和由McPhail等在1965年12月1日提交的GB专利号英国专利1,111,680(例如，第1页第10行至第2页第8行)，所述两项专利都通过引用结合在此)。用作缓蚀剂的其它胺化合物包括烷基胺，例如二-正丁胺和二-正戊胺，环己胺和它们的盐。在本发明的官能流体组合物中特别用作缓蚀剂的胺化合物包括链烷醇胺，优选含有1至3个链烷醇基团并且每一个链烷醇基团含有1至6个碳原子的那些。可有用的链烷醇胺的实例包括单甲醇胺、二甲醇胺和三甲醇胺，单乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺，单丙醇胺、二丙醇胺和三丙醇胺，和单异丙醇胺、二异丙醇胺和三异丙醇胺。
1，2，4三唑及其衍生物的实例包括在由Pierre Levesque于1999年2月2日提交的美国专利6,074,992(第2栏第65行至第3栏第12行)中列出的那些，例如由下式表示的1，2，4三唑或其衍生物：
Figure GPA00001099215300211
其中R和R′相同或不同并且可以为氢、含有1至8个碳原子的烷基，氨基如--NH，--NHR或--NR R′，酰基如-COR，或芳基如苯或甲苯。
在没有限制的情况下，1，2，4三唑及其衍生物的另外实例包括在由McPhail等于1965年12月1日提交的GB专利号英国专利1,111,680(例如，例如第1页第10行至第2页第8行)中列出的那些，例如具有下式的1，2，4-三唑：
其中R1、R2、R3和R4＝氢、烷基、芳基、烷芳基、芳烷基、环烷基、酰基或芳酰基，符号(R4)是指取代基R4连接到三唑环所包含的氮原子中的任何一个，或者如果R4为氢，则是不稳定取代基。因而，以上所述的式例如不仅包括3-取代和3，5-取代-1，2，4-三唑，例如3-氨基-1，2，4-三唑、3-氨基-5-庚基-1，2，4-三唑，还包括酰基化和芳酰基化-1，2，4-三唑，其可以是
Figure GPA00001099215300222
或
Figure GPA00001099215300223
例如，苯甲酰基化-5-苯基-1，2，4-三唑，其可以是
Figure GPA00001099215300224
或
Figure GPA00001099215300225
为了增强官能流体组合物的性能，除一种或多种缓蚀剂以外，所述添加剂组分还可以有利地含有其它添加剂化合物，例如防沫剂、pH稳定剂、抗氧化剂等，这些对于配方设计师而言全都是熟知的。
考虑可以将其它材料配制到本发明的官能流体中，只要注意不将ERBP或WERBP温度降低，并且尤其是不将润滑性降低到可接受水平之下或将低温粘度升高到可接受水平之上即可。例如，基于组合物的总重量，本发明的官能流体可以包括约0或0.10重量份至约30重量份的稀释剂或润滑剂，诸如，例如聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙二醇(例如，单乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、和乙二醇的更高摩尔加合物形成的混合物)、聚(烯化氧)二烷氧基二元醇、硼酸酯共酯，或它们的任何组合。一种优选的润滑剂如聚亚烷基二醇单丁基醚以官能组合物的约10至约30重量份的量，并且更优选以约15至约25重量份的量存在。优选的聚亚烷基二醇单丁基醚(其以大约相等的重量含有两种不同的亚烷基二醇重复单元即氧化乙烯和氧化丙烯，并且n至少为4)的实例在商品名UCONTM 50-HB-260下销售，可以购自陶氏公司(The Dow Company)。
还考虑的是，可以将本发明的教导应用于配制用于获得较低粘度的其它流体，例如在美国专利4,371,448、EP0750033和EP0617116(为了所有的目的而通过引用结合在此)中公开的那些，以实现进一步的润滑性，同时保持可接受的最低ERBP和WERBP温度。
本发明的官能流体可以满足现有技术中对于高性能官能流体的要求，所述高性能官能流体具有高润滑性以降低或消除制动噪声，同时改进制动器寿命。本发明的官能流体包括满足在联邦发动机车辆标准116(FederalMotor Vehicle Standard 116)中给出的关于DOT 3和DOT 4流体的所有要求的制动液，其具有高的沸点(例如，分别高于203℃和230℃的ERBP)，还具有分别低于1500cSt和1800cSt的被降低的在-40℃的运动粘度。本发明的新的官能流体可以满足在联邦发动机车辆标准116(Federal MotorVehicle Standard 116)中给出的关于DOT 3和DOT 4流体的所有要求并且具有改进的润滑性(例如，抗磨性)。
本发明的流体组合物的ERBP为至少约205℃，优选为至少约225℃，更优选为至少约240℃，并且最优选为至少约245℃。流体组合物在-40℃的低温粘度优选小于1500厘泊(cSt)，优选小于约1200或约1100厘泊(cSt)，更优选小于约1000cSt或约900cSt，并且可以小于约850cSt。
实施例配方
如表2中所示的下列实施例没有限制的意图，而是示例本发明的某些优选实施方案。D500是n至少为4、平均分子量为约500的聚乙二醇-丙二醇单甲醚，pusher是n至少为4的聚乙二醇的混合物，PSI-021是可以得自Gelest Inc.(Morrisville，PA，USA)的聚(二乙氧基硅氧烷)，和丁基卡必醇TM溶剂(Butyl CarbitolTM solvent)是可得自美国陶氏化学公司(The DowChemical Co.)(USA)的二甘醇一丁基醚。中间产物1含有约45重量％的丁基卡必醇TM溶剂、约12.5％的单乙二醇、约9.4重量％的Agerite Resin D、约1.25重量％的硝酸钠、约0.65重量％的苯并三唑和约31.2重量％的丁基二乙醇胺。中间体2含有约88重量％的丙二醇和约12重量％的硼酸钠(例如，硼砂5Mol)。
通过实施例，将包括商业DOT 3制动液(比较例1)和新近开发的官能流体(实施例1-3)的表2的官能流体关于润滑性进行评价。这些流体的润滑性性质显示在表3中。表3示出，比较例1具有相对大的创痕宽度和相对高的平均轮齿计数，表示了低的润滑性，而新近开发的流体(实施例1-3)具有比比较例1高的润滑性，并且实施例1具有最高的润滑性(最小的创痕宽度)。实施例1还具有最低的平均轮齿计数。
表2：
Figure GPA00001099215300251
表3：
 流体   测试条件   平均创痕宽度，mm   平均轮齿计数
 比较例1   45.4kg走合，90.9kg负荷进行30分钟   0.5385   19
 实施例1   45.4kg走合，90.9kg负荷进行30分钟   0.1880   0
 实施例2   45.4kg走合，90.9kg负荷进行30分钟   0.3350   8
 实施例3   45.4kg走合，90.9kg负荷进行30分钟   0.2875   5
官能流体的润滑性(例如，抗磨性)可以使用Falex Pin & Vee Block试验机根据更改的ASTM D 2670确定。通过实例，对本发明的组合物评价润滑性。为了此评价的目的，施加100磅的负荷并且保持走合1分钟的时间。将负荷增加并且维持在200磅，进行余下的30分钟的测试持续时间。其后，确定磨损，并且将其记录为Vee Block创痕的测量宽度(例如，平均创痕宽度)，在指定的测试时间间隔期间前进以维持不变的负荷的棘轮机构的轮齿的数量(例如，平均轮齿计数)，或将其记录为上述两者。较高的报告数量(例如，平均创痕宽度和平均轮齿计数)与较高程度的磨损有关。
本发明的官能流体将对液压驱动系统提供改进的润滑性，如从根据更改的ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均创痕宽度、根据更改的ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均轮齿计数或所述两者确定的。官能流体可以表现出至少约0.05，更特别地至少约0.1mm的平均创痕宽度。官能流体还表现出小于约0.45，特别地小于约0.35，并且更特别地小于约0.3mm的平均创痕宽度。例如，平均创痕宽度可以在约0.05至约0.45，更特别地约0.1至0.3mm的范围内。此外，官能流体可以表现出小于约15个，并且更特别地小于约8个的平均轮齿计数。
分析官能流体的配方以测量与DOT 3制动液要求有关的物理性质。物理性质(使用在§571.116以及下列等等找到的联邦发动机车辆标准116(Federal Motor Vehicle Standard 116)所阐述的测试程序)显示在表4中。在实施例2和实施例3中还惊奇地看到，聚乙二醇-丙二醇单烷基醚(例如，平均分子量为约500的聚乙二醇-丙二醇单甲醚)例如D500(例如，浓度为基于官能流体的总重量的约10重量％至约30重量％、更优选约17重量％至约23重量％)、单不饱和脂肪酸如油酸(浓度为基于官能流体的总重量的约0.02重量％至约0.5重量％、优选约0.08重量％至约0.15重量％)、或所述聚乙二醇-丙二醇单烷基醚和单不饱和脂肪酸这两者，还可以与优选处于大于约25重量％，更优选约40重量％至约60重量％的浓度的甲氧基三甘醇结合(并且优选地，与乙氧基化磷酸酯结合，并且更优选地，与聚亚乙基苯基醚磷酸酯如
Figure GPA00001099215300261
LP-700结合)用于官能流体中，所述官能流体具有下列特征的一种或任意组合：小于约0.36mm的平均创痕宽度，小于约10个的轮齿计数，高于约250℃的ERBP，或小于约800cSt(优选小于约780cSt)的在-40℃的粘度。
表4：
  比较例1   实施例1   实施例2   实施例3
  ERBP，℃   249   249   253   253
  在-40℃的粘度，cSt   821   821   776.7   777
本发明的官能流体很好地适于用作多种机械系统(例如，液压升降机、起重机、叉车、推土机、液压推进器、制动系统，它们的组合等)的液压油。这些流体组合物的高的润滑性以及ERBP、WERBP和低温粘度很好地适于运输车辆(例如，固定和旋转翼飞机、火车、1至8级的汽车等)中的制动系统。这些制动系统包括防锁制动系统(ABS)、稳定性控制系统，或它们的组合。因而，本发明包括包含本文中公开的流体组合物的这些系统中的任何一种。
传统汽车制动系统包括可操作地连接到主汽缸的减压机构、气动或液动助力器、制动管线和制动机构。为了操作制动装置(brakes)，操作者按压减压机构，并且主汽缸将压力施加到制动液，制动液通过制动管线传输到制动机构，所述制动机构至少部分地抵抗一个或多个车轮的运动。归因于传统制动液的高粘度，传统制动系统需要助力器泵增大施加到制动液的压力以适当地操作制动机构(例如，以当一个或多个车轮在路面上滑动时，避免碰撞，或它们的组合)。
本发明的制动系统可以包含以上所述的低粘度官能流体、传统较高粘度制动液，或它们的任何组合。优选的制动系统包括基本上由上述低粘度官能流体组成的制动液。此外，本发明的制动系统任选可以包括助力器泵(例如，预充电助力器泵)；然而，助力器泵优选不被包括在制动系统中，因为当前公开的制动液的使用可以使得助力器泵不重要。不使用助力器泵将意味着优于其中需要助力器泵的系统的成本节约。
应当理解，在不背离本发明的范围的情况下，可以对以上配方进行各种成分的替换、添加或移除。而且，考虑的是，以上成分的重量浓度和列出的性质的值可以变化多达或大于所列出的值的5％、10％、25％或50％。例如，值10可以变化10％，其可以导致约9至约11的范围。
将进一步理解的是，多个组分或步骤的功能或结构可以合并到单个的组分或步骤内，或，一个步骤或组分的功能或结构可以分开在多个步骤或组分之中。本发明考虑了所有这些组合。除非另外规定，否则本文中描述的各种结构的尺寸和几何形状不意在限制本发明，并且其它的尺寸或几何形状也是可以的。可以通过单个的成为整体的结构或步骤提供多个结构组分或步骤。备选地，可以将单个成为整体的结构或步骤分成分开的多个组分或步骤。另外，尽管在所示例的实施方案中的仅一个的上下文中已经描述了本发明的特征，但是，对于任何给定的应用，都可以将这种特征与其它实施方案的一个或多个其它特征结合。由以上内容还将意识到的是，本文中的独特结构的制备及其操作还构成根据本发明的方法。本发明还包括由本文中的方法的实施得到的中间和最终产物。“包含(comprising)”或“包括(including)”的使用还考虑“基本上由”引用的特征“组成”或“由”引用的特征“组成”的实施方案。
本文中提供的解释和示例意欲使本领域的其它技术人员熟知本发明、它的原理和它的实际应用。本领域技术人员可以将本发明以它的众多形式更改和应用，从而可以最佳地适应于实际应用的需要。因此，所阐述的本发明的具体实施方案不意在对本发明是穷尽的或限制性的。因此，本发明的范围不应当参考以上描述确定，而是应当参考后附权利要求以及这样的权利要求所授权的等价物的全部范围确定。包括专利申请和出版物的所有的文章和参考文献的公开内容都为了所有目的而通过引用结合。

Claims (36)

1.一种用于在具有金属/橡胶接触部的液压驱动系统中提供润滑性的官能流体组合物，所述官能流体组合物包含：
约50重量份至约99重量份的二元醇组分；和
约0.3重量份至约10重量份的一种或多种添加剂，所述一种或多种添加剂包含磷酸酯(盐)内含物；
其中所述官能流体组合物表现出：根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)测量的平均创痕宽度小于约0.35mm，根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均轮齿计数小于约15个，或同时表现上述这两种情况，并且
其中所述官能流体任选不含硅氧烷；
其中所述一种或多种添加剂包括
(i)第一添加剂，其包括磷酸的酯，
(ii)第二添加剂，其包括乙氧基化的磷酸酯，或
(iii)(i)和(ii)两者。
2.根据权利要求1所述的官能流体组合物，其中所述第一添加剂基本上由磷酸三甲苯酯组成。
3.根据权利要求1或2所述的官能流体组合物，其中所述第二添加剂包括选自由下列各项组成的组中的乙氧基化的磷酸酯：聚氧乙烯十八烯基醚磷酸酯、聚氧乙烯月桂基醚磷酸酯、直链醇乙氧基磷酸酯、聚亚乙基苯基醚磷酸酯、二烷基酚磷酸酯，或它们的任何组合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的官能流体组合物，其中所述第二添加剂包括聚乙二醇苯基醚磷酸酯。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的官能流体组合物，其中所述第二添加剂基本上由聚乙二醇苯基醚磷酸酯组成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的官能流体组合物，其中所述第一添加剂表现出：在约-45℃至约-25℃范围内的熔点，在约230℃至约265℃范围内的沸点(在4mm Hg)，至少约375℃的闪点，在约1.1至约1.25范围内的比重(在25℃)，和，小于约0.5mg KOH/kg所述第一添加剂的酸值。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的官能流体组合物，其中所述第二添加剂表现出：在约90至约115mg KOH/g所述第二添加剂范围内的酸值(至第一拐点的KOH量)和小于约15％的非离子含量。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的官能流体组合物，其中所述第一添加剂、所述第二添加剂或所述第一添加剂和所述第二添加剂这两者以占所述流体组合物的约0.005至约0.7重量份的量存在。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的官能流体组合物，其中所述一种或多种添加剂包括缓蚀剂，所述缓蚀剂以占所述一种或多种添加剂的约0.5重量份至约2重量份的量存在。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的官能流体组合物，其中所述一种或多种添加剂还包含抗氧化剂、防沫剂、pH稳定剂或它们的任何组合。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的官能流体组合物，其中所述二元醇组分包括下式：
Figure FPA00001099215200021
其中R1为H或含有1至8个碳原子的烷基或它们的混合物，所述二元醇组分包括至少一种其中R2、R3、R4和R5中的至少一个为含有1至8个碳原子的烷基的二元醇。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的官能流体组合物，其中所述二元醇组分包括至少一种其中R2、R3、R4和R5各自为H的二元醇。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的官能流体组合物，其中所述二元醇组分包括至少一种这样的二元醇：其具有至少一个其中R2、R3、R4和R5各自为H的第一重复单元和至少一个其中R2、R3、R4和R5中的至少一个(例如，1个、2个、3个或全部4个)各自为含有1至8个碳原子的烷基的第二重复单元。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的官能流体组合物，其中所述至少一种二元醇包括：以占所述二元醇组分的约0.25重量份至约10重量份的量存在的其中n＝2的二元醇和以占所述二元醇组分的约0重量份至约30重量份的量存在的其中n＝4以上的二元醇。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的官能流体组合物，其中所述组合物基本上不含二元醇硼酸酯。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的官能流体组合物，所述官能流体组合物还包含约0.1重量份至约70重量份的二元醇硼酸酯，所述二元醇硼酸酯包括下面的式：
Figure FPA00001099215200031
其中每一个R1、R2、R3、R4和R5独立地为H或含有1至8个碳原子的烷基或它们的混合物，n为1至4。
17.根据权利要求16所述的官能流体组合物，其中n＝3的硼酸酯的量大于所述硼酸酯的约90重量份，n＝2的硼酸酯的量为所述硼酸酯的约0.5重量份至约5.0重量份，而n＝4的硼酸酯的量为所述硼酸酯的约0或0.1重量份至约15重量份。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的官能流体组合物，其中n＝3的二元醇组分的量大于所述二元醇组分的约40重量份，n＝2的二元醇组分的量为所述二元醇组分的约0.5重量份至约5.0重量份，而n＝4以上的二元醇组分的量为所述二元醇组分的约5重量份至约15重量份。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的官能流体组合物，其中所述二元醇组分包含一种或多种高纯度的二元醇组分。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的官能流体组合物，其中：
约0.5重量份至约10重量份的所述二元醇组分具有含有4个碳原子的R1并且n＝2；
约40重量份至约60重量份的所述二元醇组分具有含有1个碳原子的R1并且n＝3；
约5重量份至约15重量份的所述二元醇组分具有含有4个碳原子的R1并且n＝3；
约5重量份至约15重量份的所述二元醇组分具有含有4个碳原子的R1并且n＝4以上；
约0.3重量份至约10重量份的一种或多种添加剂包括磷酸酯(盐)内含物，
其中所述官能流体组合物表现出：根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均创痕宽度在约0.1mm至约0.3mm范围内，根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均轮齿计数小于约8个，或同时表现出上述这两种情况。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的官能流体组合物，其中所述官能流体组合物不含硅氧烷。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的官能流体组合物，其中所述液压驱动系统为制动系统。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的官能流体组合物，其中所述一种或多种添加剂还包括至少一种缓蚀剂，所述至少一种缓蚀剂以占所述添加剂组分的约0.005至约5重量份的量的存在。
24.一种用于在具有金属/橡胶接触部的液压驱动系统中提供润滑性的官能流体组合物，所述官能流体组合物包含：
约50重量份至约99重量份的二元醇组分；和
约0.3重量份至约10重量份的一种或多种添加剂；
其中所述官能流体的特征还在于下列各项中的任一项或两项
i)所述二元醇组分包括浓度为基于所述官能流体的总重量的约10重量％至约30重量％并且平均分子量为约500的聚乙二醇-丙二醇单甲醚；或
ii)所述一种或多种添加剂包括浓度为基于所述官能流体的总重量的约0.02重量％至约0.5重量％的油酸；
其中所述一种或多种添加剂任选含有聚亚乙基苯基醚磷酸酯，所述官能流体任选不含硅氧烷，所述二元醇组分包括以基于所述官能流体的总重量为大于约25重量％的浓度存在的甲氧基三甘醇，并且所述官能流体具有下列特性中的一种或任意组合：小于约0.36mm的平均创痕宽度，小于约10个的平均轮齿计数，大于约250℃的ERBP，小于约800cSt的在-40℃的粘度。
25.一种用于在液压驱动系统中提供润滑性的混合添加剂，所述混合添加剂包含：
约5重量份至约75重量份的下列各项中的至少一项：(i)第一添加剂，其包括磷酸的酯；和，(ii)第二添加剂，其包括乙氧基化的磷酸酯；
约30重量份至约99重量份的两种以上的缓蚀剂，所述缓蚀剂包括下列各项中的至少一项：(a)丙二胺和二甲苯，(b)羟乙基哌嗪，(c)十二碳烯基琥珀酸酐，(d)二-(2-乙基己基)磷酸，(e)聚(二乙氧基硅氧烷)，(e)油酸，和(f)丙二醇和硼砂5mol组分，
其中所述第一添加剂表现出：在约-45℃至约-25℃范围内的熔点，在约230℃至约265℃范围内的沸点(在4mm Hg)，至少约375℃的闪点，在约1.1至约1.25范围内的比重(在25℃)，和小于约0.5mg KOH/kg的酸值，
其中所述第二添加剂表现出在约90至约115范围内的酸值(至第一拐点的KOH量)和小于约15％的非离子含量，并且
其中官能流体组合物包括所述混合添加剂，所述官能流体组合物表现出：根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均创痕宽度小于约0.35mm，根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均轮齿计数小于约15个，或同时表现出上述两种情况。
26.权利要求25所述的混合添加剂，其中所述第一添加剂基本上由磷酸三甲苯酯组成。
27.权利要求25或26所述的混合添加剂，其中所述第二添加剂基本上由聚乙二醇苯基醚磷酸酯组成。
28.一种用于提供润滑性的方法，所述方法包括下列步骤：
将液压驱动系统的一个或多个橡胶部件与官能流体组合物接触，所述官能流体组合物不含硅氧烷并且包含约0.3重量份至约10重量份的一种或多种添加剂，所述一种或多种添加剂包含磷酸酯(盐)内含物，
其中所述官能流体组合物表现出：根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均创痕宽度在约0.05mm至约0.45mm范围内，根据ASTM D 2670(100磅走合1分钟，200磅负荷进行30分钟)的平均轮齿计数小于约15个，或同时表现出上述两种情况。
29.一种制动系统，所述制动系统包括权利要求1至24中任一项所述的流体组合物。
30.根据权利要求29所述的制动系统，其中所述制动系统没有助力器。
31.一种制动系统，所述制动系统包括根据权利要求25至27中任一项所述的混合添加剂。
32.根据权利要求31所述的制动系统，其中所述制动系统没有助力器。
33.权利要求1至24中任一项所述的流体组合物作为制动系统中流体的用途。
34.权利要求1至24中任一项所述的流体组合物作为没有助力器的制动系统中流体的用途。
35.权利要求25至27中任一项所述的混合添加剂作为制动系统中的官能流体的组分的用途。
36.权利要求25至27中任一项所述的混合添加剂作为没有助力器的制动系统中的官能流体的组分的用途。
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