CN104371797A - 用于改进的能量效率的传动流体组合物 - Google Patents

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Abstract

通过其中存在某些指定添加剂而提供具有改进的动力传送性能的传动流体组合物，其提高操作期间变速器的能量效率。本发明进一步提供这类传动流体组合物的生产方法，改进变速器的能量效率的方法和用于传动流体的添加剂浓缩物。

Description

用于改进的能量效率的传动流体组合物
本发明提供传动流体组合物，其经由某些限定的添加剂存在于其中而具有改进的动力传送性能。特别地，本发明提供汽车的传动流体组合物，它们的使用明显提高车辆在操作期间的燃料效率。本发明进一步提供此类传动流体组合物的制造方法，改进变速器的能量效率的方法和传动流体的添加剂浓缩物，及下文描述的其它方面。
来自政治、规章和消费者方面的压力驱使提高现代世界的能量效率。许多应用的机器依靠活动部件之间的合作将动力从驱动单元传送到被驱动单元，并且这种动力传送的效率有助于机器的总能量效率。对更加能量高效的机器的不断追求已经变成许多工业领域中的不变目标。
在汽车领域中，动力传送主要经由车辆的驱动-设备组组件进行。发动机的曲轴通常经由某种形式的离合器与变速器耦合，动力传送跨越该离合器进行以驱动变速器并最终驱动车轮。其它离合器可以存在于变速器内，这取决于车辆的设计和其变速器类型。此类离合器的基本特征是它们跨越离合器片之间的接触高效传送动力的能力。发动机和车轮之间的任何动力传送损失导致车辆的降低的能量效率，例如由更差的燃料效率证实那样。
经由传动流体改进变速器的能量效率提出了不同于改进发动机能量效率的挑战。一般地说，能量损耗在活动的发动机部分中由于摩擦引起。发动机润滑中的通常的目标因此是降低摩擦和，在这种情况下，降低伴随的能量损耗。相比之下，变速器通过经由高摩擦跨越运动表面传送动力来作用。因此，在这些表面之间产生低摩擦的环境将导致表面之间的能量传递损失和伴随的动力传送损失。然而，同时，必须控制磨损。因此，具有离合器摩擦、磨损、疲劳防止和能量效率的有利平衡的有效传动流体的配制是复杂任务，并且不是容易地适用于常规分析的任务。
本领域中仍需要改进的传动流体，它们在使用中导致伴随的动力传送装置提高的能量效率。特别地，本领域中仍需要在车辆运行期间导致车辆燃料效率提高的汽车传动流体。
本领域中描述的这种问题的解决途径涉及通过使用粘度改进剂改进传动流体粘度。通过改变流体的粘滞性能，即降低流体粘度，已经看出在给定情况下燃料效率方面的一些利益。然而，这种效果归因于改变的本体液体粘性的物理影响，并且已经与许多缺点例如机器部件的耐久性和运行的可靠性相联系。
本发明涉及汽车传动流体组合物，其经由某些限定的添加剂存在于其中而具有改进的动力传送性能。特别地，本发明提供汽车的传动流体，它们的使用明确地提高车辆在操作期间的燃料效率。
特别地，本发明已经确定，通过特定形式的聚合反应制得的一类聚α-烯烃聚合物当与一种或多种粘度改进剂和特殊清净剂化合物一起存在时可用作传动流体的性能提高添加剂，其中所述组合的作用是改进流体的动力传送性能。添加剂的这种组合使变速器能够以更大的能量效率运转，例如由车辆在运行期间的燃料效率的提高证实。当按不超过总传动流体组合物的4重量％的量使用时，所述聚α-烯烃作为用于这一目的添加剂显示有利的性能，并且当按占所述总传动流体组合物的1-3重量％的量使用时，显示最佳性能。
作为下文证实的实例，从聚α-烯烃、粘度改进剂和特定清净剂化合物的组合产生的能量效率利益甚至在其中所述流体在对比下的主要粘滞性能(运动粘度和粘度指数)已经被控制保持基本上不变的条件下仍是明显的。因此，看出该添加剂组合的基本效果不依赖于流体粘度本身来起作用。可归因于对本发明重要的添加剂组合的能量效率方面的改进由此归因于不同于通过本领域中已知的途径简单地降低流体粘度的机理。
US-A-2010/0035778提供具有尤其改进的燃料经济性的动力传送流体的组合物，该组合物优选包含添加剂和具有聚α-烯烃共混物的基料。所述添加剂优选尤其包括粘度指数改进剂。这种教导报道了包括具有非常规的粘度性能的聚α-烯烃(PAO)或PAO共混物的基料的使用，并列举了含大约8重量％-大约90重量％的PAO共混物的流体组合物。该组合物的工作实施例含有77.4重量％的PAO共混物，连同粘度改进剂和清净剂添加剂，所述PAO共混物由分别按9.4重量％和68.0重量％的比例的PAO 2cSt和PAO 6cSt组成。这种教导报道了只要选择该PAO共混物使得流体的基础粘度在100℃下大于或等于4.0cSt，则可以使用任何数量PAO。这种教导没有概念上识别由特定聚α-烯烃按添加剂处理水平在传动流体内的使用产生的利益，并同样聚焦于改变的本体粘性作为提高流体性能的手段。
另外，本发明发现包含一种或多种碱土金属清净剂化合物的至少一种清净剂添加剂的另外存在使通过使用所得传动流体组合物实现的能量效率的改进最佳化，特别是使车辆的燃料效率最佳化，其中至少一种碱土金属清净剂化合物为碱土金属水杨酸盐或磺酸盐化合物。优选存在于传动流体组合物中的各碱土金属清净剂化合物为中性或过碱性水杨酸钙化合物，更优选这些水杨酸钙化合物的总量例如以提供具有50-250重量ppm每传动流体组合物重量的钙含量的传动流体组合物。
上文提及的US-A-2010/0035778也未能预见这些特殊清净剂化合物在连同特殊聚α烯烃和粘度改进剂一起使用时增强燃料效率，如通过以下实施例所证明。
另外，作为优选的最佳化，本发明发现与指定聚α烯烃组合使用的粘度改进剂的性质影响通过使用所得传动流体组合物实现的能量效率改进的最佳程度，特别是车辆的燃料效率改进的程度。如下文所述，不同的粘度改进剂证明当在具有相同粘度性能的配制油中对比时与聚α烯烃组合的差示改进。该效率的进一步改进因此可归因于粘度改进剂本身的性质，而不是差示粘度改进效果。
在第一个方面中，因此，本发明提供由以下组分组成的传动流体组合物：
(i)润滑油，或润滑油的共混物；
(ii)粘度改进剂添加剂或粘度改进剂添加剂的共混物；
(iii)聚α-烯烃化合物；和
(iv)一种或多种清净剂添加剂，其中的至少一种包含一种或多种碱土金属清净剂化合物，
其中所述或每种聚α-烯烃化合物(iii)通过α-烯烃原料的金属茂催化的聚合制备，和其中所述聚α-烯烃化合物(iii)在传动流体组合物中的总量不超过所述组合物的4重量％；且
其中至少一种碱土金属清净剂化合物为碱土金属水杨酸盐或磺酸盐化合物。
所述或每种聚α-烯烃化合物(iii)通过其中经由金属茂催化剂的作用使相应的α-烯烃原料聚合的聚合反应制备。此类聚α-烯烃是本身已知的，并且有时在聚合物领域中称作“mPAO”。它们具有不同于衍生自其它催化过程的聚α-烯烃的结构。特别地，金属茂催化剂的作用是使得引起具有窄分子量分布的聚合物产物和体现出高比例的头-尾单体单元加入的结构的形成，即可以认为是基本上理想的聚合物。此类材料的文献还报道了与其它方法相比更有序化的烃侧链型式与更少短侧链。结果是具有更“完美”结构和不同性能的聚合物。
本发明已经确定，当在传动流体组合物中用作性能提高添加剂时，此种聚α-烯烃显示特别的利益。如随后的实施例中所示，此种聚α-烯烃的添加剂利益在占总传动流体组合物的不超过4重量％，优选1-3重量％，最佳地2-3重量％的处理率下看出。此种处理率对应于此类流体中的典型的添加剂处理率，并且不应与作为润滑油本身(有时称作“基料”)或作为基料共混组分的合成聚合物的使用混淆，润滑油本身或基料共混组分涉及引入更大相对量的聚合物构成基础润滑油的本体体积(bulk volume)。
在第二个方面中，本发明提供传动流体组合物的制造方法，所述组合物由以下组分构成：
(i)润滑油，或润滑油的共混物；
(ii)粘度改进剂添加剂或粘度改进剂添加剂的共混物；
(iii)聚α-烯烃化合物，各自通过α-烯烃原料的金属茂催化的聚合制备；和
(iv)一种或多种清净剂添加剂，其中的至少一种包含一种或多种碱土金属清净剂化合物，其中至少一种碱土金属清净剂化合物为碱土金属水杨酸盐或磺酸盐化合物。
所述方法包括以下步骤：
a)获得(通过制造或者其它方式)不含有通过α-烯烃原料的金属茂催化的聚合制得的聚α-烯烃化合物的润滑油或润滑油的共混物；和
b)将以下物质与这种润滑油或润滑油的共混物混合：
(b)(1)粘度改进剂添加剂或粘度改进剂添加剂的共混物(ii)，
(b)(2)总量不超过传动流体组合物的4重量％的聚α-烯烃化合物(iii)，和
(b)(3)一种或多种清净剂添加剂(iv)；
以提供所述传动流体组合物。
特别地，本发明的方法用来制造汽车传动流体，并且具体而言其中步骤b)中的添加改进所得的组合物当用于车辆时提供的动力传送效率，如由车辆在运行期间的燃料效率的提高证实那样。
在第三个方面中，本发明提供改进变速器的能量效率的方法，包括在其中使用第一个方面中所定义的传动流体组合物或在其中使用通过第二个方面的方法获得的传动流体组合物。在本发明的这一方面中，变速器优选是机动车辆的变速器，并且能量效率的改进优选是车辆运行期间的燃料经济性的提高。
在第四个方面中，本发明提供传动流体的添加剂浓缩物，所述浓缩物由以下组分构成适合的载液，(ii)粘度改进剂或粘度改进剂的共混物，和(iii)通过α-烯烃原料的金属茂催化的聚合制得的聚α-烯烃化合物或聚α-烯烃化合物的混合物，和(iv)一种或多种清净剂添加剂，其至少一种包含一种或多种碱土金属清净剂化合物，其中至少一种碱土金属清净剂化合物是碱土金属水杨酸盐或磺酸盐化合物。优选存在于浓缩物中的聚α-烯烃化合物(iii)的总量使得，在将浓缩物按其规定的处理率添加到传动流体中后，所述化合物(iii)占所得的传动流体组合物的至多4重量％。
下文将更详细地描述本发明。
传动流体组合物由四个基本的要素(i)、(ii)、(iii)和(iv)构成。所述组分是：
(i)润滑油，或润滑油的共混物；
(ii)粘度改进剂添加剂或粘度改进剂添加剂共混物；
(iii)通过α-烯烃原料的金属茂催化的聚合制得的聚α-烯烃化合物；和
(iv)一种或多种清净剂添加剂，其中的至少一种包含一种或多种碱土金属清净剂化合物，其中至少一种碱土金属清净剂化合物为碱土金属水杨酸盐或磺酸盐化合物。
重要的是，传动流体组合物中的聚α-烯烃化合物(iii)的总量不超过所述组合物的4重量％，无论引入手段如何。因此，原则上，在本发明实践中可能的是，第一个方面的组合物中的少量的聚α-烯烃(iii)的一些或全部可以经由引入润滑油或油共混物(i)中而导入组合物中。然而，优选的是，润滑油或油共混物组分(i)本身不含有此类聚α-烯烃(iii)，并且这些基本的化合物(iii)改为通过作为离散的添加剂在组合物的制造过程中直接添加而引入到组合物中，或与粘度改进剂添加剂或粘度改进剂添加剂的共混物(ii)混合以形成单一添加剂浓缩物，然后将它们添加到润滑油或油的共混物中。或者，可以将聚α-烯烃化合物(iii)与清净剂添加剂(iv)中的一种或多种混合以形成单一添加剂浓缩物，然后添加到润滑油或油共混物中。
此类聚α-烯烃(iii)当根据本发明使用时的大部分添加剂利益在小于总传动流体组合物的4重量％，更优选占总传动流体组合物的1-3重量％，最佳地2-3重量％的处理率下看出。
润滑油或油共混物(i)构成流体组合物的本体。可用于本发明作为润滑油，或构成油共混物的油衍生自天然润滑油、合成润滑油和它们的混合物。一般而言，天然和合成润滑油各自将具有大约1-大约100mm2/s(cSt)的100℃运动粘度，这取决于所寻求的传动流体的规格或质量，但是典型的应用将要求每种油具有大约2-大约8mm2/s(cSt)的100℃粘度。
天然润滑油包括动物油、植物油(例如蓖麻油和猪油)、石油、矿物油和衍生自煤炭或页岩的油。优选的天然润滑油是矿物油。
适合的矿物油包括所有常用的矿物油基料。这包括化学结构中是环烷型或链烷型的油。它们可以是通过常规方法使用酸、碱、和粘土或其它试剂如氯化铝精炼的油，或它们可以是萃取油(例如用溶剂如苯酚、二氧化硫、糠醛、二氯二乙基醚等进行溶剂萃取而制备的)。它们可以是氢处理的或氢精制的、通过冷却或催化脱蜡工艺脱蜡的或加氢裂化的。矿物油可以由天然原油源制备或由异构化的蜡材料或其它精炼过程的残余物组成。
通常，矿物油将具有2.0mm2/s(cSt)-10.0mm2/s(cSt)的100℃运动粘度。优选的矿物油具有2-8mm2/s(cSt)的运动粘度，最优选的是100℃下具有3-6mm2/s(cSt)的粘度的那些矿物油。
合成润滑油包括烃油和卤代烃油，如低聚的、聚合的和共聚合的烯烃[例如聚丁烯、聚丙烯、丙烯、异丁烯共聚物、氯化聚内烯(polylactenes)、聚(1-己烯)，聚(1-辛烯)、聚-(1-癸烯)等和它们的混合物]；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[如联苯、三联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，以及它们的衍生物、类似物和它们的同系物等。
选自这类合成油的优选的油是第IV组基料，即聚α-烯烃(PAO)，包括α-烯烃的氢化低聚物，尤其是1-癸烯的低聚物，特别是通过自由基方法、齐格勒催化或阳离子、Friedel-Crafts催化制备的那些。
聚α-烯烃通常具有2-20cSt，优选4-8cSt的100℃粘度。它们可以，例如，是含2-16个碳原子的支化链或直链α-烯烃的低聚物，具体实例是聚丙烯、聚异丁烯、聚-1-丁烯、聚-1-己烯、聚-1-辛烯和聚-1-癸烯。包括的是均聚物、互聚物和混合物。
然而，如早先阐明的那样，假如，在本发明范围中，润滑油或润滑油的共混物(i)还由任何聚α-烯烃(iii)构成，即通过α-烯烃原料的金属茂催化的聚合制得的mPAO，则重要的是此类聚α-烯烃(iii)不会共同地占总传动流体组合物的多于4重量％。
优选地，构成润滑油或润滑油的共混物(i)的任何和全部聚α-烯烃不是通过α-烯烃原料的金属茂催化的聚合制得的。
合成润滑油还包括氧化烯聚合物、互聚物、共聚物和它们的其中末端羟基已通过酯化、醚化等改性的衍生物。这类合成油举例为：通过聚合氧化乙烯或氧化丙烯制备的聚氧化烯聚合物；这些聚氧化烯聚合物的烷基和芳基醚(例如平均分子量为1000的甲基-聚异丙二醇醚、分子量为1000-1500的聚丙二醇的二苯醚)；和它们的单-和多-羧酸酯(例如乙酸酯、混合的C3-C8脂肪酸酯和四乙二醇的C12含氧酸二酯)。
另一类适合的合成润滑油包括二羧酸(例如邻苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀酸和链烯基琥珀酸、马来酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富马酸、己二酸、亚油酸二聚物、丙二酸、烷基丙二酸、链烯基丙二酸等)与各种各样的醇(例如丁醇、己醇、十二烷醇、2-乙基己醇、乙二醇、二乙二醇单醚、丙二醇等)的酯。这些酯的具体实例包括己二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、富马酸二正己酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二异辛酯、壬二酸二异癸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二癸酯、癸二酸二(二十烷基)酯、亚油酸二聚体的2-乙基己基二酯，和由1摩尔的癸二酸与2摩尔的四乙二醇和2摩尔的2-乙基己酸反应而形成的复合酯，和类似物。选自这一类合成油的优选类型的油是C4-C12醇的己二酸酯。
可用作合成润滑油的酯还包括由C5-C12单羧酸和多元醇以及多元醇醚如新戊二醇、三羟甲基丙烷季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇等制造的那些。
润滑油可以来源于精炼、再精炼油或它们的混合物。未精炼的油直接由天然源或合成源(例如，煤炭、页岩或含沥青砂沥青)获得，而没有进一步的纯化或处理。未精炼的油的实例包括由蒸馏操作直接获得的页岩油、由蒸馏直接获得的石油、或由酯化方法直接获得的酯油，它们中的每一种然后在没有进一步处理的情况下使用。精炼油与未精炼的油类似，不同在于精炼油在一个或多个纯化步骤中被处理以改进一种或多种性能。适合的纯化技术包括蒸馏、加氢处理、脱蜡、溶剂萃取、酸或碱萃取、过滤和渗滤，所有这些是为本领域技术人员所已知的。再精炼油是通过与用来获得精炼油的那些相似的方法处理用过的油来获得的。这些再精炼油亦称回收或再加工油，并经常通过用于除去废添加剂和油分解产物的技术进行另外处理。
另一类适合的润滑油是由天然气原料的低聚或蜡的异构化制备的那些基料。这些基料可以按许多方法涉及，但是通常它们称为气至液(GTL)或费-托基料。
润滑油(i)可以是一种或多种上述油的共混物，并且天然和合成润滑油的共混物(即，部分合成)特意在本发明之下考虑。
粘度改进剂或粘度改进剂的共混物(ii)可以是当添加到润滑油中时能够改变润滑油粘度以致使得其粘度性质更有利于润滑剂功能的单一化合物或化合物的共混物。通常，润滑油在正被润滑的设备内经历一个范围的运转温度并且，因为粘度是温度依赖性特征，因此必须在整个运转温度范围中维持合适的粘度，以致该油既不在较低的温度下变得太粘性(“稠”)而引起设备中的粘性阻力，又不在较高的温度下变得太稀而不能提供足够润滑。粘度改进剂通常具有在较高的温度提高油的粘度的性能，以致补偿润滑剂基料的自然变稀，同时在较低的温度下具有较小(或没有)增稠效果，以致基本上不导致粘性阻力。另外，当暴露于剪切力及润滑剂在运行期间经历的其它恶化影响中时，优选的粘度改进剂随着时间显示更大的抗活性损失性。
在其最宽方面，适用作本发明组分(ii)的粘度改进剂或粘度改进剂的共混物因此是能够降低润滑油(或润滑油的共混物)中固有的粘度的温度相关性变化的任何粘度改进剂。然而，在本发明实践中，我们发现某些类型的粘度改进剂尤其适于与组分(i)、(iii)和(iv)组合以提供具有本发明优点的传动流体组合物。
因此，粘度改进剂或粘度改进剂的共混物(ii)优选是衍生自一种或多种烯烃或不饱和酯单体的聚合物或聚合物共混物；更优选是衍生自一种或多种烯烃单体，或衍生自一种或多种α,β-不饱和酯单体例如丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯，或衍生自一种或多种烯烃和一种或多种α,β-不饱和酯单体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。
最优选地，粘度改进剂或粘度改进剂的共混物(ii)是选自以下一个或多个组中聚合物的聚合物共混物：
(ii)(a)无规或嵌段聚-丙烯酸烷基酯或聚-甲基丙烯酸烷基酯，或它们的共聚物；
(ii)(b)包含聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯的多价核的星形聚合物，多个臂从所述多价核悬挂，所述臂是含有丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯单体单元的聚合物链；和
(ii)(c)通过一种或多种丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯单体与一种或多种烯烃或聚烯烃单体的共聚制备的梳形聚合物。
组(ii)(a)中的材料是通过使用本领域中已知的技术，例如自由基聚合使一种或多种丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯单体聚合制备的，其中烷基优选含有1-20，更优选1-10个碳原子。此类材料是本领域中已知的并可商购，实例是由Evonik Rohmax USA,Inc.供应的12-075。
组(ii)(b)中的材料是通过使一种或多种丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯单体逐步聚合成核部分，接着与此类单体进一步聚合以形成侧挂臂而制备的，其中烷基优选含有1-30，更优选1-20个碳原子。适合的方法包括原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合。或者，所述臂可以分开地形成并经由在连接基处的反应与核连接。此类材料是本领域中已知的。
组(ii)(c)中的材料最适宜地通过自由基聚合制备。术语“梳状”是聚合物领域中已知的，并且是指具有从主链悬挂的一系列侧链的聚合物的梳状体系结构，这些侧链由丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯单体单元的烷基取代基形成，或由烯烃单体的残基形成，或由这两者形成。
优选地，当梳状聚合物(ii)(c)由一种或多种丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯单体制备时，它通过使一种或多种丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯单体聚合，优选通过自由基聚合形成，其中烷基链含有4-20个碳原子。
优选地，当梳状聚合物(ii)(c)由一种或多种烯烃或聚烯烃单体制备时，它通过使一种或多种含4-20，例如4-12个碳原子的烯烃单体聚合形成。或者，它可以由一种或多种提供相当大尺寸的烷基或链烯基的聚烯烃大分子单体制备，该烷基或链烯基形成所得的梳状聚合物结构的侧链。
更优选，梳状聚合物(ii)(c)通过一种或多种丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯单体与一种或多种烯烃或聚烯烃单体的共聚制备。在此种聚合物中，主链由(甲基)丙烯酸酯和烯烃或聚烯烃单体单元共聚形成，其中所述(甲基)丙烯酸酯单元的烷基酯基和所述烯烃或聚烯烃的残基从所得的主链悬挂下来而形成梳状结构。在此类结构中，丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯单体的烷基优选含有4-20，例如8-18个碳原子；同时共聚单体优选是为所得的共聚物提供较长悬挂链的烯烃或聚烯烃，例如长链α-烯烃或聚烯烃大分子单体例如聚(异丁烯)或氢化聚(丁二烯)。其它烯属不饱和共聚单体可用于制备中，例如苯乙烯或α-β不饱和酯。当存在于润滑油中时，此类聚合物能够在施加能量时显著膨胀(例如当油在运行期间发热时发生)，并且这种热膨胀行为使它们能够夹带更多的油在伸展的梳状结构的流体网络内，并且因此对抗通常随着温度提高而另外发生的油粘度的稀释。此类材料例如，描述于标题为“A New Generation of High PerformanceViscosity Modifiers Based on Comb Polymers”的SAE论文中，作者Stoehr、Eisenberg和Mueller，刊登于SAE Int.J.Fuels Lubr.第1卷，第1期，1511并编号为2008-0102462和US-A-2010/0190671中，该文献描述了它们的性质和制备。
聚α-烯烃化合物(iii)是通过α-烯烃原料的金属茂催化的聚合获得的那些。此类“mPAO”材料是本领域中本身已知的并且例如，连同它们经由金属茂催化的制造方法一起描述在US-A-2007/145924中。在该参考文献中，它们描述为润滑剂基料组分并且主要用来制造高粘度基料共混物。它们例如可由技术人员作为商品以品名“Spectrosyn EliteTM”从ExxonMobilChemical Company和其区域分销机构获得，并且进一步在提交日前在以下网址在“Advanced synthetic basestock”的描述下公开在本领域中：http://www.exxonmobilchemical.com/Chem-English/brands/spectrasyn-elit e-mpao.aspx？ln＝productsservices。Spectrosyn EliteTM作为润滑剂基料的性能优点在该参考文献中描述为剪切稳定性、高和低温性能的粘度指数和在寒冷环境中增加的流动。该参考文献还阐明在mPAO的制造中金属茂催化的使用导致聚合物产物中的特定的分子结构。
在本发明中，聚α-烯烃化合物(iii)按添加剂量与粘度改进剂添加剂或粘度改进剂添加剂共混物(ii)和特定清净剂添加剂(iv)结合用于传动流体组合物中以改进使用所述流体的变速器的能量效率。具有尤其适合于本发明实践的特性的金属茂制得的聚α-烯烃(iii)可以由含一种或多种，优选两种或更多种直链C6-C18α-烯烃的原料制备。优选的聚α-烯烃(iii)是由C6和C18直链α-烯烃的原料混合物或C6和C12α-烯烃的混合物制造的那些。通常让所述原料与活化的金属茂催化剂在本领域中已知的聚合条件下接触，以获得化合物(iii)。
在本发明的优选实施方案和以下跟随的实施例中，本发明使用Spectrosyn EliteTM 150作为聚α-烯烃(iii)。这种材料可作为商品经由根据所公开的说明书的上述来源商购，并具有通过ASTM D445测量的在100℃下156mm2/s的典型运动粘度，和通过ASTM D2270测量的206的典型粘度指数，连同通过ASTM D5950/D97测量的负33℃的倾点。
除了按必要量的基本的金属茂衍生的聚α-烯烃(iii)之外，本发明组合物还可以经由添加剂(iv)而另外含有其它聚α-烯烃。
本发明涉及具有改进的动力传送性能的传动流体组合物。本发明范围内包括的其它较少优选类型的动力传送流体的实例为齿轮油、水力流体、拖拉机用油、通用拖拉机用油等。特别地，本发明提供用于机动车辆的传动流体，其使用确实提高操作期间车辆的燃料效率。因此，本发明传动流体组合物优选为汽车传动流体，例如自动传动流体(下文称为“ATF”)、无极传动流体(“CVTF”)或双离合传动流体(“DCTF”)。
此类流体配制有清净剂添加剂(iv)以符合给定应用，特别是汽车应用的各种性能要求和/或规格。在本说明书内，术语“清净剂添加剂”用来表示包含一种或多种清净剂化合物，和任选的充当传动流体的性能提高添加剂的其它化合物(“组分”)的添加剂。在本领域中，此类清净剂添加剂有时总称为清净剂包或清净剂-抑制剂包，并且可以含有各种其它组分和相互-相容的溶剂或分散介质。
这些其它组分包括其它清净剂、分散剂、抗磨剂、防腐剂、极压添加剂等。它们典型地公开在例如，C.V.Smallheer和R.Kennedy Smith的“Lubricant Additives”，1967，pp.1-11和美国专利4,105,571中。
添加剂(iv)的典型的组分在汽车传动流体中的代表性的量归纳如下：
添加剂 (宽范围)Wt.％ (优选范围)Wt.％
分散剂 0.10-10 2-5
抗磨剂 0.005-5 0.5-3
摩擦改进剂 0.05-5 0.5–3.0
防腐剂 0.01-3 0.02-1
消泡剂 0.001-5 0.001-0.5
倾点下降剂 0.01-2 0.01-1.5
密封溶胀剂 0.1-8 0.5-5
稀释剂 余量 余量
基本的是，至少一种添加剂(iv)包含一种或多种碱土金属清净剂化合物，其中至少一种碱土金属清净剂化合物是碱土金属水杨酸盐或磺酸盐化合物，导致所得的流体的能量效率的进一步改进，如上文中所述那样。
一般用于本发明的基本的清净剂由碱土金属与一种或多种烃基取代的磺酸或水杨酸的油溶性的中性或过碱性盐示例。此种酸的优选的盐出于成本划算、毒理学和环境观点是钙和镁的盐。可用于本发明的优选的盐是钙或镁的中性或过碱性水杨酸盐。
油溶性的中性含金属清净剂是相对于存在于清净剂中的酸性结构部分的量含有化学计量当量的金属的那些清净剂。因此，一般而言，中性清净剂当与它们的过碱性对应物相比时将具有低碱度。
与金属清净剂联系的术语“过碱性”用来指金属盐，其中金属与有机基相比按化学计量更大的量存在。制备过碱性盐的常用的方法包括在大约50℃的温度下加热酸与化学计量过量的金属中和剂例如金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐或硫化物的矿物油溶液，并过滤所得产物。在中和步骤中使用“促进剂”以帮助引入大过量的金属同样是已知的。可用作促进剂的化合物的实例包括酚类物质例如酚、萘酚、烷基酚、硫代酚、硫化烷基酚和甲醛与酚类物质的缩合产物；醇例如甲醇、2-丙醇、辛醇、溶纤剂醇、卡必醇、乙二醇、硬脂醇和环己醇；和胺例如苯胺、亚苯基二胺、吩噻嗪、苯基-β-萘胺和十二烷基胺。制备碱性盐的尤其有效的方法包括将酸与过量的碱性碱土金属中和剂和至少一种醇促进剂混合，并在高温例如60-200℃下使该混合物碳酸化。
适合的含金属清净剂的实例是磺酸钙和磺酸镁的中性和过碱性盐，其中每个磺酸结构部分与芳族核连接，该芳族核又通常含有一个或多个脂族取代基以赋予烃溶解度；和水杨酸钙和水杨酸镁，其中芳族结构部分通常被一个或多个脂族取代基取代以赋予烃溶解度。可以使用两种或更多种不同碱土金属的中性或过碱性盐的混合物。同样，还可以使用两种或更多种不同的酸的混合物的中性和/或过碱性盐(例如一种或多种过碱性水杨酸钙与一种或多种过碱性磺酸钙)。
众所周知，过碱性金属清净剂一般认为是含有过碱性量的无机碱，可能呈微分散体或胶体悬浮液形式。因此，应用于金属清净剂的术语“油溶性”旨在包括金属清净剂，其中该金属清净剂存在并不一定按该术语的严格意义完全或真实油溶性的无机碱，因为此类清净剂当混入基础油时几乎按就像它们完全和全部溶解在油中的相同方式表现。
这些油溶性的中性和过碱性含碱土金属的清净剂的制备方法是本领域技术人员熟知的，并广泛地报道在专利文献中。
如果需要的话，本发明中使用的金属清净剂可以是含碱土金属清净剂的油溶性的硼化中性和/或过碱性碱。制备硼化金属清净剂的方法描述在例如，美国专利号3,480,548；3,679,584；3,829,381；3,909,691；4,965,003；4,965,004中。
用于本发明的优选的金属清净剂是磺酸钙和/或磺酸镁，和钙和/或镁的水杨酸盐。优选地，至少一种这样的碱土金属清净剂化合物是水杨酸钙或磺酸钙化合物。优选地，存在于传动流体组合物中的碱土金属清净剂化合物的总量满足提供具有50-250ppm wt的碱土金属含量的传动流体组合物，相对于传动流体组合物的重量。
更优选，存在于传动流体组合物中的每种碱土金属清净剂化合物是中性或过碱性水杨酸钙化合物。水杨酸盐化合物已经发现与本文描述的添加剂(ii)和(iii)结合是尤其有利的并且有助于本发明的燃料效率优点。
最优选地，存在于传动流体组合物中的每种碱土金属清净剂化合物是中性或过碱性水杨酸钙化合物，并且其中存在的水杨酸钙化合物的总量满足提供具有50-250ppm wt的钙含量的传动流体组合物，基于传动流体组合物的重量，这种量已经发现提供最佳效益增益。
分散剂，特别是表征为无灰分散剂的那些也可用于本发明作为添加剂(iv)的组分。适合的分散剂包括长链(即大于40个碳原子)取代的烃基琥珀酰亚胺和烃基琥珀酰胺，长链(即大于40个碳原子)烃基取代的琥珀酸的混合酯/酰胺，此类烃基取代的琥珀酸的羟基酯，和长链(即大于40个碳原子)烃基取代的酚、甲醛和多元胺的曼尼希缩合产物。还可以使用此类分散剂的混合物。
优选的分散剂是长链烯基琥珀酰亚胺。它们包括用各种胺或胺衍生物形成的无环烃基取代的琥珀酰亚胺，例如专利文献中广泛公开的那些。已经用含磷的无机酸(或其酸酐)和硼化剂处理的链烯基琥珀酰亚胺的使用也适合用于本发明的组合物，因为它们与由物质(如含氟弹性体和含硅弹性体)制造的弹性封条非常更加相容。尤其适合的是由聚异丁烯基琥珀酸酐和亚烷基多元胺例如三亚乙基四胺或四亚乙基五胺形成的聚异丁烯基琥珀酰亚胺，其中聚异丁烯基取代基衍生自具有500-5000(优选800-2500)的数均分子量的聚异丁烯。分散剂可以用本领域技术人员已知的许多试剂后处理(参见，例如美国专利号3,254,025、3,502,677和4,857,214)。
可用于本发明作为添加剂(iv)中的组分的抗磨添加剂典型地是油溶性的含磷化合物，该化合物在本发明的范围中可以广泛地变化并不受化学类型限制。唯一限制是该材料是油溶性的以容许含磷化合物在润滑油体系内的分散和传送到其作用场所。适合的含磷化合物的实例是：亚磷酸酯和硫代亚磷酸酯(其单烷基、二烷基、三烷基和部分水解的类似物)；磷酸酯和硫代磷酸酯；用无机磷例如亚磷酸、磷酸或它们的硫代类似物处理的胺；二硫代二磷酸锌；胺磷酸酯。尤其适合的含磷化合物的实例包括：单正丁基-氢-酸-亚磷酸酯；二-正丁基-氢亚磷酸酯；亚磷酸三苯酯；硫代亚磷酸三苯酯；磷酸三-正丁酯；二甲基十八碳烯基膦酸酯，用H3PO3和H3BO3后处理的900MW聚异丁烯基琥珀酸酐(PIBSA)多元胺分散剂(参见例如，U.S.4,857,214)；(二-2-乙基己基二硫代磷酸)锌。
优选的油溶性含磷化合物是磷酸和亚磷酸的酯。这些材料将包括亚磷酸和磷酸的二-烷基酯、三-烷基酯和三-芳基酯。优选的油溶性含磷化合物是混合亚磷酸硫烷基酯，例如U.S.5,314,633中制备的混合亚磷酸硫烷基酯，该文献引入本文供参考。
本发明的含磷化合物可以按任何有效量用于油中。然而，此类化合物的典型的有效浓度将是将大约5-大约5000ppm磷递送到油中的浓度。优选的浓度范围为成品油中大约10-大约1000ppm的磷且最优选的浓度范围为大约50-大约500ppm。
可用作添加剂(iv)中的组分的优选的摩擦改进剂包含异构化的链烯基取代的琥珀酸酐和多元胺的由结构(I)表征的反应产物，其中结构(I)是：
其中x和y是总和为1-30的独立整数，z是1-10的整数。
形成结构(I)化合物的起始组分是由马来酸酐和内烯烃(即，不是末端不饱和的烯烃并因此不含
结构部分)制备的异构化的链烯基琥珀酸酐。可以将这些内烯烃按原样导入反应混合物，或它们可以通过在高温下使α-烯烃暴露到异构化催化剂中而原位制备。此类材料的制备方法描述在U.S.3,382,172中。异构化的链烯基取代的琥珀酸酐具有显示为结构(II)的结构，其中结构(II)由以下式表示：
其中x和y是总和为1-30的独立整数。
优选的琥珀酸酐由直链α-烯烃用酸性催化剂异构化接着与马来酸酐反应制备。优选的α-烯烃是1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯、1-二十碳烯(1-eicosane)或这些材料的混合物。所述产物还可以由具有同样的碳数(8-20)的内烯烃制备。本发明的优选的材料是由1-十四碳烯(x+y＝9)、1-十六碳烯(x+y＝11)和1-十八碳烯(x+y＝13)或它们的混合物制造的那些。
然后使异构化的链烯基琥珀酸酐进一步与结构(III)的多元胺反应，其中结构(III)由以下式表示：
其中z是1-10，优选1-3的整数。
它们是常用的聚亚乙基胺。当z＝1时，该材料是二亚乙基三胺，当z＝2时，该材料是三亚乙基四胺，当z＝3时，该材料四亚乙基五胺，对于其中z>3的产物，该产物通常称为“多元胺”或PAM。本发明的优选的产物采用二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺或它们的混合物。
通常使异构化的链烯基琥珀酸酐(II)与胺按2:1摩尔比反应以致这两种伯胺转化成琥珀酰亚胺。有时，使用稍微过量的异构化的链烯基琥珀酸酐(II)以确保所有伯胺已经反应。反应的产物显示为结构(I)。
可以通过许多本领域中已知的技术将结构(I)的二-琥珀酰亚胺进一步后处理。这些技术将包括，但不局限于：硼酸化，马来化，用无机酸例如磷酸、亚磷酸和硫酸进行酸处理。这些方法的描述可以参见例如，U.S.3,254,025；U.S.3,502,677；U.S.4,686,054和U.S.4,857,214。
这些优选的摩擦改进剂的其它有用的衍生物是其中结构(I)和(II)的异构化的链烯基已经氢化而形成它们的饱和烷基类似物的那些。结构(I)和(II)的这些饱和型式同样可以如先前所述加以后处理。
虽然任何有效量的结构(I)的化合物和它的衍生物可以用于本发明的添加剂(iv)，但是通常这些有效量将为成品流体的0.5-10，优选2-7，最优选3-6重量％。
本发明添加剂(iv)的各种所选的组分可以呈浓缩物形式组合。通常，浓缩物的活性成分(a.i.)水平将为该浓缩物的20-90％，优选25-80％，最优选35-75重量％。该浓缩物的其余部分是通常由稀释剂或溶剂组成的稀释剂。
本发明的方法提供传动流体组合物的制造，该组合物由以下组分构成：
(v)润滑油，或润滑油的共混物；
(vi)粘度改进剂添加剂或粘度改进剂添加剂的共混物；
(vii)聚α-烯烃化合物，各自通过α-烯烃原料的金属茂催化的聚合制备；和
(viii)一种或多种清净剂添加剂；其中的至少一种包含一种或多种碱土金属清净剂化合物，其中至少一种碱土金属清净剂化合物为碱土金属水杨酸盐或磺酸盐化合物；
该方法包括以下步骤：
a)获得(通过制造或者其它方式)不含有通过α-烯烃原料的金属茂催化的聚合制得的聚α-烯烃化合物的润滑油或润滑油的共混物；和
b)将以下物质与这种润滑油或润滑油的共混物混合：
(b)(1)粘度改进剂添加剂或粘度改进剂添加剂的共混物(ii)，
(b)(2)总量不超过传动流体组合物的4重量％的聚α-烯烃化合物(iii)，和
(b)(3)一种或多种清净剂添加剂(iv)；
以提供所述传动流体组合物。
优选所得组合物为汽车传动流体，更优选步骤b)中的添加改进组合物在用作汽车传动流体时提供的动力传送的效率，如通过在操作期间车辆的燃料效率提高所证明的。
在该方法中，优选将聚α-烯烃化合物(iii)与清净剂添加剂(iv)中的一种或多种混合以形成单一添加剂浓缩物，然后添加到润滑油或润滑油的共混物中。
优选地，在该方法中，与润滑油或润滑油的共混物混合的聚α-烯烃化合物(iii)的总量占传动流体组合物的2-3重量％。
该方法中还优选地，与传动流体组合物混合的每种碱土金属清净剂化合物是中性或过碱性水杨酸钙化合物。最优选地，当与传动流体组合物混合的每种碱土金属清净剂化合物是中性或过碱性水杨酸钙化合物时，与润滑油或润滑油的共混物混合的水杨酸钙化合物的总量满足提供具有50-250ppm wt的钙含量的传动流体组合物，基于传动流体组合物的重量。
本发明进一步提供改进变速器的能量效率的方法，包括在其中使用第一个方面中所限定的传动流体组合物或通过第二个方面的方法获得的传动流体组合物。
优选，在该方法中，变速器为用于机动车辆的变速器，且能量效率的改进是车辆运行期间的燃料经济性的提高。
本发明进一步提供用于传动流体的添加剂浓缩物，所述浓缩物由如下组分组成：合适的载液，(ii)粘度改进剂或粘度改进剂的共混物，和(iii)通过α烯烃原料的金属茂催化的聚合而制备的聚α烯烃化合物或聚α烯烃化合物的混合物，和(iv)一种或多种清净剂添加剂，其中的至少一种包含一种或多种碱土金属清净剂化合物，其中至少一种碱土金属清净剂化合物为碱土金属水杨酸盐或磺酸盐化合物；
其中浓缩物中存在的聚α-烯烃化合物(iii)的总量满足，在按规定处理率向传动流体中添加所述浓缩物后，所述化合物(iii)占所得的传动流体组合物的至多4重量％。
优选地，在添加剂浓缩物中，组合物中的聚α-烯烃化合物(iii)的总量为所述组合物的2-3重量％。
还优选，在添加剂浓缩物中，存在于浓缩物中的各碱土金属清净剂化合物为中性或过碱性水杨酸钙化合物。
在本发明的工艺、方法和浓缩物方面中，对于组分(i)、(ii)、(iii)和(iv)中的每一种的其它选择根据前面相对于第一方面的组合物所述。
实施例：
给出以下实施例作为本发明的特定说明。然而，应当理解本发明不限于实施例中给出的细节。所有份和百分率按所得的传动流体组合物的重量计，除非另有规定。
工作实施例1-聚α-烯烃(iii)的添加剂处理水平的利益
本发明中所限定的金属茂衍生的聚α-烯烃的实质性由对在有和没有这种材料存在的传动流体进行的背靠背试验证实。
根据本发明的工艺方面通过将表1所示的组分共混在一起制备四种汽车传动流体。在每种情况下，组分(i)、(ii)、(iv)是相同的，所述流体仅化学上不同在于存在或不存在聚α-烯烃(iii)。
表1
在这些组合物中，基础润滑油、粘度改进剂、倾点下降剂和清净剂添加剂在每种情况下是相同的，并且共混物不同仅在于这些成分的相对比例并且，在组合物1C和2C的情况下，不同在于没有mPAO。
所述m聚α-烯烃是Spectrosyn EliteTM 150，Exxonmobil ChemicalCompany的商品。所述清净剂添加剂含有过碱性水杨酸钙并另外含有清净剂添加剂包中典型的为分散剂、抗磨剂及其它次要活性组分的其它组分，组合有少量的基油和稀释剂。清净剂添加剂的这些其它组分在每种情况下是相同的。粘度改进剂是可作为Evonik Rohmax USA,Inc的商品获得的12-199，并属于早先相对于适合的粘度改进剂描述的类别(ii)(c)。倾点下降剂是典型的可商购材料并且在每种情况下是相同的。
这些组合物的性能在以下两种实验中试验。
称作“FE-8”试验的工作台试验实验测试使由所述的传动流体润滑的径向推力滚柱轴承组件旋转所要求的扭矩。如下测试所述配制剂的效率：测量使用FE-8径向推力滚柱轴承试验机在各种条件下使圆柱滚子轴承旋转的扭矩。所使用的轴承是15滚柱FAG/INA 81212轴承。将轴承安装在试验装置中，然后预加载荷到60kN。在进行任何测量以前在100℃下以500rpm使轴承运转20小时。
对于每种试验流体，加热试验头直到轴承温度达到40℃。维持这种温度同时，以10rpm使轴承旋转10分钟，然后各自以100rpm和500rpm旋转5分钟。通过在条件的最后1分钟期间将扭矩读数平均计算在每种条件下报道的扭矩。然后将温度提高到80℃，然后最后提高到120℃并用相同程序以三种速度测量扭矩。此后，将装备冷却降至室温并重复整个过程。最终试验结果是在每种温度和速度下两个重复值的平均。
该FE-8试验因此比较用不同流体达到所限定轴承旋转所需要的能量需求。用较低的施加扭矩达到所限定的旋转指示机械系统内的更大能量效率。
根据标准美国联邦试验规程75(“FTP 75”)进行车辆试验实验。在车辆测力计上根据FTP 75中规定的操作循环重复地运行具有六速自动变速器的可商购SUV，并且在每种情况下，对于试验中采用的传动流体观察到的燃料经济性方面的改进相对于参比流体进行报道(报道为％改进)。
该FTP 75提供车辆运行中观察到的燃料经济性的直接测量。正百分率指示与参考样品相比更大的燃料效率。
在FE-8试验中，比较流体组合物1、1C和2C的能量效率。结果示于下表2中。
表2
FE-8扭矩，NM 组合物1 组合物1C 组合物2C
40℃,100rpm 26.3 27.0 27.1
40℃,500rpm 21.2 21.7 21.9
80℃,100rpm 30.2 31.2 30.9
80℃,500rpm 23.3 24.4 24.1
120℃,100rpm 30.1 30.6 30.9
120℃,500rpm 23.1 23.9 24.2
可以看出，在FE-8试验中，组合物1始终要求较低的施加扭矩以实现100和500rpm的旋转，表明组合物1(具有2.5％的聚α烯烃(iii))与组合物1C(和2C)(不具有聚α烯烃(iii))相比改进的能量效率。在该筛选试验中，聚α烯烃(iii)的存在显示关于能量效率的总益处。
特别地，将比较的样品共混以具有相似的运动粘度行为，从而消除粘度差异造成所测得的扭矩差异的可能性。比较组合物1C和2C的结果进一步证实这些样品的KV值方面小的残留差异不造成组合物1和组合物1C之间看出的扭矩差异，这因此必须归因于聚α-烯烃(iii)的效果。例如，组合物2C具有4.69的KV 100，几乎相同于组合物1的KV 100(4.77)，然而在120℃下，组合物2C的扭矩结果甚至高于组合物1C的那些，这指示组合物1获得的更好结果不能通过参考粘度行为本身进行解释。
在FTP 75车辆试验中，将组合物1(聚α-烯烃(iii)，2.5％)与试验参比流体(不含聚α-烯烃(iii))和组合物2(聚α-烯烃(iii)按4％的更高处理率)相比较。整个试验内的燃料经济性的百分率改进对于组合物1为0.86％，相比之下组合物2仅0.42％。因此，聚α-烯烃(iii)在组合物中的燃料效率利益显示在2.5％的处理率下最佳，并且在4％的更高处理率下，燃料效率利益显著地逐渐减少，证实看出的利益是可归因于聚α-烯烃(iii)的添加剂水平比例的利益。
工作实施例2–特定清净剂(iv)的利益
本发明中指定特定清净剂(iv)的燃料效率效果通过其它对比试验加以证实。
根据本发明的工艺方面通过将表3所示的组分共混在一起制备三种其它的汽车传动流体。除表1的组合物1之外还在FTP 75车辆试验中试验这些流体以比较清净剂对本发明配制剂中的燃料效率的效果。
表3
注释：在这些配制剂中，调整清净剂添加剂中稀释剂的量以补偿水杨酸盐或磺酸盐含量的变化，该变化反映在表中记录的‘其它组分’的量的轻微变化。
车辆实验再次根据标准美国联邦试验规程75(“FTP 75”)，使用具有六速自动变速器的相同市售SUV在车辆测力计上进行。每种情况下，与参比流体相比，再次记录关于试验中所用传动流体观察到的燃料经济性的改进(作为％改进)。
组合物1(来自以上实施例1，存在水杨酸钙至100ppm钙的处理率)显示与总FTP 75试验相比0.86％的燃料经济性改进。组合物3(较高水杨酸钙处理率，140ppm钙)显示1.47％的明显更大的改进，而水杨酸钙进一步提高至200ppm钙的处理率(组合物4)导致燃料经济性结果降回0.49％。因此，在140ppm钙的范围内看出最佳的效果，相应地降低该处理率的每一侧。
关于组合物5(相当于组合物1，但将水杨酸钙用磺酸钙取代至100ppm的相同钙处理率)的试验显示与关于组合物1的0.86％相比，0.42％的较低FTP 75燃料经济性优点。因此，磺酸盐和水杨酸盐实例实现与参比流体相比有价值的燃料经济性优点，但水杨酸盐实例显示在相同处理率下的优点，证明水杨酸盐与磺酸盐相比的性能优点。
工作实施例3-与本领域中现有的基料途径的对比
将本发明经由添加剂水平量的特定聚α-烯烃(iii)、清净剂添加剂(iv)和粘度改进剂(ii)达到燃料效率改进的能力与在上面涉及的US-A-2010/0035778中描述的现有技术PAO基料途径相比较。
US-A-2010/0035778(属于GM global technology operations Inc.)举例了包含9.4％(按重量计，基于流体的总重量)的第一聚α-烯烃(PAO 2cSt)和68.0％的第二聚α-烯烃(PAO 6cSt)，连同包含添加剂包3491的专利添加剂加上粘度指数改进剂和酯到占组合物的总计22.6重量％的组合物。该参考文献要求此类组合物的燃料经济性利益。
将本发明组合物1的性能与商业上获得的GM自动传动流体(GMATF 212-B)相比较，后者具有与US-A-2010/0035778的实施例相同的所报道的PAO组成，和同样22.6％的总添加剂含量(Hitec 3941A)。本申请人因此将其视为US-A-2010/0035778中举例的发明的示例。
组合物1在FTP 75试验中的性能已经指明在整个试验内为0.86％的燃料经济性改进。相比之下，GM ATF 212-B样品在相同试验中给出的结果是相对于参考燃料为0.12％的燃料经济性改进。因此，组合物1显示比US-A-2010/0035778中描述的发明好得多的燃料经济性。
US-A-2010/0035778揭示了燃料经济性的技术方案，其要求两种具有不同粘度的PAO的共混物作为传动流体的基料。如上述结果所示，令人惊奇地通过与其它必要组分组合使用仅少(添加)量特殊mPAO(iii)而由本发明组合物得到更大的燃料经济性改进。

Claims (14)

1.由如下组分组成的传动流体组合物：
(i)润滑油或润滑油的共混物；
(ii)粘度改进剂添加剂或粘度改进剂添加剂的共混物；
(iii)聚α烯烃化合物；和
(iv)一种或多种清净剂添加剂，其中的至少一种包含一种或多种碱土金属清净剂化合物，
其中所述或各聚α烯烃化合物(iii)通过α烯烃原料的金属茂催化的聚合制备，且其中传动流体组合物中的聚α烯烃化合物(iii)总量不超过组合物的4重量％；且
其中至少一种碱土金属清净剂化合物为碱土金属水杨酸盐或磺酸盐化合物。
2.根据权利要求1的传动流体组合物，其中组合物中聚α烯烃化合物(iii)的总量为组合物的2-3重量％。
3.根据权利要求1或权利要求2的传动流体组合物，其中存在于传动流体组合物中的各碱土金属清净剂化合物为中性或过碱性水杨酸钙化合物。
4.根据权利要求1-3中任一项的传动流体组合物，其中存在于传动流体组合物中的各碱土金属清净剂化合物为中性或过碱性水杨酸钙化合物，且其中存在的水杨酸钙化合物的总量使得提供具有每传动流体组合物重量50-250重量ppm的钙含量的传动流体组合物。
5.生产传动流体组合物的方法，所述组合物由以下组分组成：
(i)润滑油或润滑油的共混物；
(ii)粘度改进剂添加剂或粘度改进剂添加剂的共混物；
(iii)聚α烯烃化合物，其各自通过α烯烃原料的金属茂催化的聚合制备；和
(iv)一种或多种清净剂添加剂，其中的至少一种包含一种或多种碱土金属清净剂化合物，其中至少一种碱土金属清净剂化合物为碱土金属水杨酸盐或磺酸盐化合物；
方法包括如下步骤：
a)得到(通过生产或者其它方式)不包含通过α烯烃原料的金属茂催化的聚合而制备的聚α烯烃化合物的润滑油或润滑油的共混物；和
b)将如下组分与该润滑油或润滑油的共混物混合：
(b)(1)粘度改进剂添加剂或粘度改进剂添加剂的共混物(ii)，
(b)(2)总量不超过传动流体组合物的4重量％的聚α烯烃化合物(iii)，和
(b)(3)一种或多种清净剂添加剂(iv)；
以提供传动流体组合物。
6.根据权利要求5的方法，其中与润滑油或润滑油的共混物混合的聚α烯烃化合物(iii)的总量为传动流体组合物的2-3重量％。
7.根据权利要求5或权利要求6的方法，其中与传动流体组合物混合的各碱土金属清净剂化合物为中性或过碱性水杨酸钙化合物。
8.根据权利要求5-7中任一项的方法，其中在加入润滑油或油的共混物中以前将聚α烯烃化合物(iii)与一种或多种清净剂添加剂(iv)混合以形成单一添加剂浓缩物。
9.改进变速器的能量效率的方法，其包括在其中使用权利要求1-4任一项中定义的传动流体组合物，或通过权利要求5-8中任一项的方法得到的传动流体组合物。
10.根据权利要求9的方法，其中变速器为用于机动车辆的变速器，且能量效率的改进为操作期间车辆的燃料经济性的提高。
11.用于传动流体的添加剂浓缩物，所述浓缩物由如下组分组成：合适的载液，(ii)粘度改进剂或粘度改进剂的共混物和(iii)通过α烯烃原料的金属茂催化的聚合制备的聚α烯烃化合物或聚α烯烃化合物的混合物，和(iv)一种或多种清净剂添加剂，其中的至少一种包含一种或多种碱土金属清净剂化合物，其中至少一种碱土金属清净剂化合物为碱土金属水杨酸盐或磺酸盐化合物。
12.根据权利要求11的添加剂浓缩物，其中存在于浓缩物中的聚α烯烃化合物(iii)的总量使得在以其指定处理率将浓缩物加入传动流体中以后，所述化合物(iii)构成所得传动流体组合物的至多4重量％。
13.根据权利要求11或权利要求12的添加剂浓缩物，其中存在于浓缩物中的各碱土金属清净剂化合物为中性或过碱性水杨酸钙化合物。
14.根据权利要求11-13中任一项的添加剂浓缩物，其中浓缩物中聚α烯烃化合物(iii)的总量使得在以其指定处理率将浓缩物加入传动流体中以后，所述化合物(iii)构成所得传动流体组合物的2-3重量％。
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