CN104884589A - 润滑油组合物 - Google Patents

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Abstract

作为具有省燃费性能和对齿轮或轴承等的令人满意的耐久性二者的润滑油组合物，特别是可适合用于汽车用齿轮系统的润滑油组合物，提供下述润滑油组合物。润滑油组合物的特征在于包括润滑油基础油和(C)以钼原子含量计为100至1000质量ppm的有机钼化合物，所述润滑油基础油为由以下组分组成的混合基础油：(A)各自具有10mm2/s至100mm2/s的40℃运动粘度的矿物油系基础油和/或合成系基础和(B)具有200mm2/s至600mm2/s的40℃运动粘度和0.3至0.9质量％和硫含量的矿物油系基础油，其中属于组分(B)的基础油的含量为15质量％以上的润滑油基础油。该润滑油组合物的特征还在于具有90mm2/s以下的40℃运动粘度。

Description

润滑油组合物
技术领域
本发明涉及润滑油组合物，特别涉及汽车用齿轮系统用润滑油组合物，更特别涉及安装在汽车上的装备有准双曲面齿轮(hypoid gear)的最终减速机用润滑油组合物。
背景技术
近年来，为了处理环境问题如二氧化碳排放的减少，汽车、和建筑机械或农业机械的省能量化、即省燃费化已成为迫切需要，而且已强烈要求单元如发动机、变速机、最终减速机、压缩机或液压动力单元有利于省能量化。因此，用于这些单元的润滑油需要比以前减少更多的搅拌阻力和摩擦阻力。
润滑油的低粘度化示例为有效的省能量化手段。例如，汽车用自动变速机或无级变速机具有液力变矩器(torque converter)、湿式离合器、齿轮轴承机构、油泵和液压控制系统，而手动变速机或最终减速机单元具有齿轮轴承机构。待用于这些变速机的润滑油的低粘度化可减少在齿轮轴承机构和油泵中的搅拌阻力和摩擦阻力，因此提高动力输送效率，导致汽车燃费的改进。
然而，用于这些变速机和单元的润滑油的低粘度化可引起上述单元和其机构显著缩短疲劳寿命或减少极压性，而且可生成咬合，可能导致变速机或最终减速机单元的一些失灵。
能够使变速机长期维持其各种性能如变速特性的常规的汽车用变速机油的实例包括通过最适化和共混合成油和/或矿物油系基础油、抗磨剂、极压添加剂、金属系清洁剂、无灰分散剂、摩擦调整剂和粘度指数改进剂而生产的那些(例如，参见下列专利文献1至3)。
然而，由于这些组合物全都不是为了改进燃费(fuel economy)，它们运动粘度高并且未充分研究当粘度低时对极压性或金属间摩擦的影响。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开平3-39399号公报
专利文献2：日本专利申请特开平7-268375号公报
专利文献3：日本专利申请特开2000-63869号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明考虑到这些情况而制成并具有提供其即使具有低粘度仍具有充分的极压性和低金属间摩擦系数的润滑油组合物的目的，特别是适合于自动变速机、手动变速机、和无级变速机、特别适合于装备有准双曲面齿轮的最终减速机，具有省燃费性和对齿轮或轴承的充分的极压性二者的润滑油组合物。
用于解决问题的方案
作为为实现上述目的而进行的广泛研究的结果，在以下发现的基础上完成了本发明：用包括特定的低粘度润滑油基础油和特定的高粘度润滑油基础油的组合、和以特定量共混的有机钼化合物的润滑油组合物可实现上述目的。
即，本发明涉及包括润滑油基础油和(C)以钼量计为100至1000质量ppm的有机钼化合物的润滑油组合物，所述润滑油基础油包含(A)具有10mm2/s以上且100mm2/s以下的40℃运动粘度的矿物油系基础油和(B)具有200mm2/s以上且600mm2/s以下的40℃运动粘度且硫含量为0.3至0.9质量％的矿物油系基础油的混合基础油、属于组分(B)的基础油的含量为15质量％以上，所述润滑油组合物具有90mm2/s以下的40℃运动粘度。
本发明还涉及进一步包括(D)以硼量计为100至300质量ppm的含硼化合物的前述润滑油组合物。
本发明还涉及其中(D)含硼化合物为硼酸盐过碱化金属系清洁剂或硼化无灰分散剂(boronated ashless dispersant)的前述润滑油组合物。
本发明还涉及使用润滑油组合物的汽车用齿轮系统的润滑方法，所述润滑油组合物包括润滑油基础油和(C)以钼量计为100至1000质量ppm的有机钼化合物，所述润滑油基础油包含(A)具有10mm2/s以上且100mm2/s以下的40℃运动粘度的矿物油系基础油和(B)具有200mm2/s以上且600mm2/s以下的40℃运动粘度且硫含量为0.3至0.9质量％的矿物油系基础油的混合基础油、属于组分(B)的基础油的含量为15质量％以上，所述润滑油组合物具有90mm2/s以下的40℃运动粘度。
发明的效果
本发明提供适合于自动变速机、手动变速机、和无级变速机、特别适合于装备有准双曲面齿轮的最终减速机，具有省燃费性和对齿轮或轴承的充分的极压性二者的润滑油组合物。本发明还提供使用该润滑油组合物以改进省燃费性和极压性的汽车用齿轮系统的润滑方法。
具体实施方式
以下将描述本发明。
组分(A)，即用于本发明的基础油为选自具有10mm2/s以上且100mm2/s以下的40℃运动粘度的矿物油系润滑油基础油的一种或多种的基础油。
可用于本发明的矿物油系润滑油基础油的实例包括原油的常压蒸馏或减压蒸馏生产的润滑油馏分进行选自溶剂脱沥青、溶剂抽提、加氢裂化(hydrocracking)、溶剂脱蜡、催化脱蜡、氢化精制(hydrorefining)、硫酸处理(sulfuric acid treatment)和粘土处理(clay treatment)的精制工序的任一种或任何适合的组合而生产的链烷系或环烷系矿物油系基础油；正链烷烃；和异链烷烃。
可单独或以任意比组合使用这些基础油。
优选的矿物油系润滑油基础油的实例包括以下基础油：
(1)链烷烃基系原油和/或混合基系原油的常压蒸馏生产的馏出油；
(2)链烷烃基系原油和/或混合基系原油的常压蒸馏残渣油(topped crude)的减压蒸馏生产的全减压瓦斯油(whole vacuum gas oil，WVGO)；
(3)由润滑油的脱蜡工序生产的蜡和/或通过气变液(GTL)工序生产的费托蜡(Fischer-Tropsch wax)；
(4)选自上述油(1)至(3)的一种或多种的混合油的温和加氢裂化(mild-hydrocracking，MHC)生产的油；
(5)选自上述油(1)至(4)的两种或多种的油的混合油；
(6)由油(1)、(2)、(3)、(4)或(5)的脱沥青生产的脱沥青油(DAO)；
(7)由油(6)的温和加氢裂化(MHC)生产的油；和
(8)通过将选自(1)至(7)的两种或多种的油的混合油用作原料油(feedstock)和/或从中回收的润滑油馏分进行正常精制工序并进一步从精制产品中回收润滑油馏分生产的润滑油。
对此处使用的正常精制工序没有特别限制。因此，可使用已常规地用于润滑油基础油的生产的任何精制工序。正常精制工序的实例包括(a)氢化精制工序如加氢裂化和加氢精制(hydrofinishing)，(b)溶剂精制如糠醛抽提，(c)脱蜡如溶剂脱蜡和催化脱蜡，(d)用酸性粘土或活性粘土的粘土精制，和(e)化学品(酸或碱)精制如硫酸处理和氢氧化钠处理。本发明中，任何一种或多种的这些精制工序可以任何组合和任何顺序使用。
其为用于本发明的润滑油基础油的组分(A)的40℃运动粘度的下限为10mm2/s以上，优选15mm2/s以上，更优选20mm2/s以上。上限为100mm2/s以下，优选75mm2/s以下，更优选50mm2/s以下，更优选40mm2/s以下，最优选35mm2/s以下。
具有100mm2/s以下的40℃运动粘度的润滑油基础油的使用使得可生产具有因为其小流体阻力而在润滑位点摩擦阻力更小的润滑油组合物。具有10mm2/s以上的40℃运动粘度的润滑油基础油的使用使得可生产其油膜形成充分因而润滑性更优良、且在高温条件下的基础油的蒸发损失小的润滑油组合物。
对用于本发明的基础油(A)的粘度指数没有特别限制，然而，其优选80以上，更优选90以上，更优选100以上，特别优选110以上。具有80以上的粘度指数的润滑油基础油的使用使得可生产具有优良的疲劳寿命和初期及长期使用后的极压性的组合物。然而，粘度指数优选180以下。这是因为具有大于180的粘度指数的基础油可引起低温时的粘度迅速增加。
本发明中润滑油基础油(A)可单独为一种矿物油系基础油，但出于改进极压性的目的优选两种或多种的矿物油系基础油的混合物。
当混合基础油用作润滑油基础油(A)时，优选组合使用具有40mm2/s以下的40℃运动粘度的基础油(A1)和具有60mm2/s以上的40℃运动粘度的基础油(A2)。
用于本发明的矿物油系润滑油基础油(A1)特别优选选自上述(1)至(8)的基础油进一步进行以下处理而生产的基础油。
即，优选通过将选自上述(1)至(8)的基础油自身或从中回收的润滑油馏分加氢裂化或蜡异构化，并将所得产物自身或通过蒸馏从中回收的润滑油馏分进行脱蜡如溶剂脱蜡或催化脱蜡，接着溶剂精制或溶剂精制后脱蜡如溶剂脱蜡或催化脱蜡而生产的加氢裂化矿物油系基础油和/或蜡异构化异链烷系基础油。
基础油(A1)优选具有优选30mm2/s以下，更优选25mm2/s以下的40℃运动粘度的基础油。然而，基础油(A1)必须具有10mm2/s以上的40℃运动粘度。
基础油(A2)优选具有70mm2/s以上，更优选80mm2/s以上，更优选90mm2/s以上的40℃运动粘度的基础油。优选基础油(A1)与基础油(A2)之间的40℃运动粘度差异较大，这是因为组分(A)将提高粘度指数。然而，混合基础油必须具有10mm2/s以上且100mm2/s以下的40℃运动粘度。
前述基础油(A1)在基础油(A)中的含量优选10质量％以上，更优选20质量％以上，更优选30质量％以上且优选70质量％以下，更优选60质量％以下，更优选55质量％以下。具有10质量％以上的含量的基础油(A1)的基础油的使用提高粘度指数从而改进省燃费性。不优选超过70质量％的含量，这是因为不可预期极压性的提高。
组分(B)，即用于本发明的基础油(高粘度润滑油基础油)为具有200mm2/s以上且600mm2/s以下的40℃运动粘度和0.3至0.9质量％的硫含量的矿物油系基础油。
本发明的润滑油组合物的基础油(B)的40℃运动粘度优选230mm2/s以上。上限优选600mm2/s以下，更优选550mm2/s以下，更优选510mm2/s以下。
具有在上述范围内的40℃运动粘度的基础油(B)的使用可提供优良的疲劳寿命和初期及长期使用后的极压性。不优选低于200mm2/s的40℃运动粘度，这是因为该基础油将不太有效于改进疲劳寿命和初期极压性。然而也不优选高于600mm2/s的40℃运动粘度，这是因为低温时的组合物的粘度将太高。
基础油(B)的硫含量为0.3质量％以上，更优选0.4质量％以上且0.9质量％以下，优选0.8质量％以下，更优选0.7质量％以下，特别优选0.6质量％以下。认为基础油(B)中的含硫化合物有利于疲劳寿命的提高且当硫含量为0.3质量％以上时，基础油(B)将更有利于极压性的提高。不优选基础油(B)具有大于0.9质量％的硫含量，这是因为其将可能劣化组合物的氧化稳定性。
对用于本发明的基础油(B)的粘度指数没有特别限制，然而，其优选80以上，更优选90以上且优选200以下，更优选180以下。基础油(B)具有越高的粘度指数，组合物具有越优良的省燃费性。然而，不优选大于200的粘度指数，这是因为低温时的粘度不利地上升。
对基础油(B)的倾点没有特别限制，然而，出于不劣化低温性能的目的，其优选-10℃以下，更优选-20℃以下，特别优选-30℃以下。具有在上述范围内的粘度指数和倾点的组分(B)的使用使得可生产具有从低温到高温的优良的粘度特性的组合物。
对基础油(B)的％CA没有特别限制，然而，其优选3至10，更优选5至9，这是因为可生产具有优良的疲劳寿命的组合物。
对基础油(B)的％CN没有特别限制，然而，其优选15至40，更优选20至30，这是因为可生产具有优良的疲劳寿命的组合物。
对基础油(B)的％CP没有特别限制，然而，其优选55至100，更优选60至80，更优选65至75，这是因为可生产具有优良的疲劳寿命的组合物。
用作组分(B)的矿物油系润滑油基础油与关于组分(A)中所述的矿物油系润滑油基础油的类型和生产方法相同，但优选通过将选自(1)至(8)的原料油(feedstock)进行选自溶剂精制如糠醛溶剂抽提、脱蜡如溶剂脱蜡和催化脱蜡，和氢化精制如加氢精制的任何一种或多种的步骤而生产的那些。
组分(B)可为选自上述矿物油系润滑油基础油的一种基础油、或者两种或多种的混合基础油。
属于组分(B)的基础油在基础油(A)和(B)的润滑油基础油中的含量必须为15质量％以上，优选17质量％以上，更优选20质量％以上，基于基础油组合物的总质量。同时，基础油(B)的含量优选70质量％以下，更优选50质量％以下。考虑到耐咬合性或耐磨耗性，不优选基础油(B)的含量少于15质量％。
对包括基础油(A)和基础油(B)的润滑油基础油的性状没有特别限制，然而，出于提高省燃费性和极压性的目的，其优选调整如下。
特别地，当组合物用于汽车用齿轮时，包括基础油(A)和(B)的润滑油基础油的40℃运动粘度优选45mm2/s以上，更优选55mm2/s以上，特别优选65mm2/s。同时，上限优选90mm2/s以下，更优选80mm2/s，更优选75mm2/s，特别优选70mm2/s以下。
出于改进极压性的目的，包括基础油(A)和(B)的润滑油基础油的硫含量优选0.05质量％以上，更优选0.1质量％以上，更优选0.15质量％以上，特别优选0.2质量％以上。考虑到氧化稳定性，硫含量优选0.8质量％以下，更优选0.6质量％以下，更优选0.4质量％，特别优选0.3质量％以下。
本发明的润滑油组合物包含有机钼化合物作为组分(C)。
用于本发明的有机钼化合物的实例包括各种有机钼化合物如(C1)含硫有机钼化合物，和(C2)不包含硫作为构成元素的有机钼化合物。
(C1)含硫有机钼化合物的实例包括二硫代磷酸钼和二硫代氨基甲酸钼。
二硫代磷酸钼的实例包括由下式(1)表示的化合物：
上式(1)中，R1、R2、R3和R4可彼此相同或互不同，且可为具有2-30个、优选5-18个、更优选5-12个碳原子的烷基，或为具有6-18个、优选10-15个碳原子的(烷)芳基，且Y1、Y2、Y3和Y4各自独立地为硫或氧。
二硫代氨基甲酸钼的实例包括由式(2)表示的化合物：
式(2)中，R5、R6、R7和R8可彼此相同或互不同，且各自为烃基如具有2-24个、优选4-13个碳原子的烷基，或具有6-24个、优选10-15个碳原子的(烷)芳基，且Y5、Y6、Y7和Y8各自独立地为硫或氧。
除以上示例的那些之外的含硫有机钼化合物的实例包括钼化合物(例如，钼氧化物如二氧化钼和三氧化钼，钼酸如邻钼酸、对钼酸、和硫化(聚)钼酸，这些钼酸的金属盐，钼酸盐如这些钼酸的铵盐，硫化钼如二硫化钼、三硫化钼、五硫化二钼(molybdenum pentasulfide)和聚硫化钼，硫化钼酸，硫化钼酸的金属盐和胺盐，和卤代钼如氯化钼)与含硫有机化合物(例如，烷基(硫代)黄原酸盐，噻二唑(thiaziazole)，疏基噻二唑，硫代碳酸盐(酯)，四烃基秋兰姆二硫化物(tetrahydrocarbylthiuramdisulfide)，双(二(硫代)烃基二硫代膦酸酯)二硫化物(bis(di(thio)hydrocarbyldithiophosphonate)disulfide)，有机(聚)硫化物，和硫化酯)或其它有机化合物的复合物；含硫钼化合物的复合物，该含硫钼化合物如上述硫化钼和硫化钼酸，与以下关于不包含硫作为构成元素(constituent)的有机钼化合物中所述的胺化合物、琥珀酰亚胺、有机酸或醇；和通过硫源、下述不包含硫作为构成元素的钼化合物、与无硫有机化合物反应生产的含硫有机钼化合物，该硫源如硫元素、硫化氢、五硫化二磷(phosphorus pentasulfide)、氧化硫、无机硫化物、烃基(聚)硫化物、硫化烯烃、硫化酯、硫化蜡、硫化羧酸、硫化烷基酚、硫代乙酰胺和硫脲，该无硫有机化合物如以下关于不包含硫作为构成元素的钼化合物中所述的胺化合物、琥珀酰亚胺、有机酸和醇。这些含硫有机钼化合物的更具体实例包括日本专利申请特开昭56-10591号公报中和美国专利No.4,263,152中详细描述的那些。
(C2)不包含硫作为构成元素的有机钼化合物的具体实例包括钼-胺复合物、钼-琥珀酰亚胺复合物、有机酸的钼盐、和醇的钼盐。优选实例包括钼-胺复合物、有机酸的钼盐、和醇的钼盐。
由于它们优良的摩擦减少效果，优选含硫有机钼化合物，最优选二硫代氨基甲酸钼用作本发明的有机钼化合物。
组分(C)，即用于本发明的润滑油组合物的有机钼化合物的含量为100至1000质量ppm，优选200质量ppm以上，更优选400质量ppm以上且优选900质量ppm以下，更优选800质量ppm以下，更优选600质量ppm以下，基于组合物的总质量以钼金属计。当含量小于100质量ppm时，不可预期省燃费效果。同时，当含量大于1000质量ppm时，这是不优选的，因为润滑油组合物可能劣化特别是在高温下的稳定性。
优选地，本发明的润滑油组合物进一步包括以硼量计为100至300质量ppm的含硼化合物作为组分(D)。
组分(D)可为油溶性的含硼化合物。
组分(D)，即含硼化合物的实例包括由金属系清洁剂如碱土金属磺酸盐、碱土金属水杨酸盐、碱土金属酚盐和碱土金属膦酸盐与硼酸盐如碱土金属硼酸盐过碱化而生产的金属系清洁剂。
碱土金属磺酸盐的实例包括碱土金属盐，优选通过磺化烷基芳族化合物生产的烷基芳族磺酸的镁盐和钙盐，特别优选钙盐。
碱土金属水杨酸盐的实例包括具有烷基或烯基的碱土金属的水杨酸盐和/或其(过碱式)碱式盐。碱土金属的实例包括镁、钡和钙。特别优选镁和钙。优选使用一分子中具有一个烷基或烯基的碱土金属的水杨酸盐和/或其(过碱式)碱式盐。
碱土金属酚盐的实例包括烷基酚或具有烷基或烯基的烷基酚硫化物，和烷基酚的曼尼希反应产物的碱土金属盐，特别是镁盐和/或钙盐。特别优选无硫碱土金属酚盐。烷基优选直链状。
硼酸盐的具体实例包括硼酸的碱金属盐，碱土金属盐或铵盐。此处所指的硼酸的实例包括原硼酸，偏硼酸和四硼酸。
硼酸盐过碱化金属系清洁剂的具体实例包括硼酸锂如偏硼酸锂，四硼酸锂，五硼酸锂和过硼酸锂；硼酸钠如偏硼酸钠，二硼酸钠，四硼酸钠，五硼酸钠，六硼酸钠(sodium hexaborate)和八硼酸钠(sodium octaborate)；硼酸钾如偏硼酸钾，四硼酸钾，五硼酸钾，六硼酸钾和八硼酸钾；硼酸钙如偏硼酸钙，二硼酸钙，四硼酸三钙，四硼酸五钙和六硼酸钙；硼酸镁如偏硼酸镁，二硼酸镁，四硼酸三镁，四硼酸五镁和六硼酸镁；和硼酸铵如偏硼酸铵，四硼酸铵，五硼酸铵和八硼酸铵。
可用作本发明的组分(D)的其它添加剂的实例包括具有羟基的化合物如醇和二醇的硼酸酯。具有羟基的化合物具有6个以上、优选12个以上的碳原子的烃基以确保油溶性。
可用作本发明的组分(D)的其它添加剂的进一步实例包括任何硼化无灰分散剂。本发明中，作为组分(D)的硼化无灰分散剂最优选用作硼源。
无灰分散剂的实例包括下列氮化合物，可使用其一种或多种：
(D1)一分子中具有至少一个具有40-400个碳原子的直链状或分支状烷基或烯基的琥珀酰亚胺或其衍生物；
(D2)一分子中具有至少一个具有40-400个碳原子的直链状或分支状烷基或烯基的苄胺或其衍生物；和
(D3)一分子中具有至少一个具有40-400个碳原子的直链状或支化状烷基或烯基的聚胺或其衍生物。
无灰分散剂的烷基或烯基的碳数优选40-400，更优选60-350。如果烷基或烯基的碳数少于40，化合物将趋于劣化在润滑油基础油中的溶解性。然而，如果烷基或烯基的碳数多于400，所得润滑油组合物将劣化低温流动性。烷基或烯基可为直链状或支化状的，但优选烯烃如丙烯、1-丁烯或异丁烯的低聚物或者乙烯和丙烯的共低聚物来源的支化的烷基或烯基。
(D1)琥珀酰亚胺的具体实例包括由式(3)和(4)表示的化合物：
式(3)中，R9为具有40-400、优选60-350个碳原子的烷基或烯基，且p为1-5、优选2-4的整数。
式(4)中，R10和R11各自独立地为具有40-400、优选60-350个碳原子的烷基或烯基，且q为0-4、优选1-3的整数。
琥珀酰亚胺包括单型琥珀酰亚胺(mono-type succinimide)，其中将琥珀酐添加至聚胺的一端，如式(3)所示；和双型琥珀酰亚胺，其中将琥珀酐添加至聚胺的两端，如式(4)所示。润滑油组合物可包含任一种琥珀酰亚胺或其混合物。
对琥珀酰亚胺的生产方法没有特别限制。例如，可使用其中由具有含40-400个碳原子的烷基或烯基的化合物与马来酸酐在100℃至200℃的温度下反应而生产的烷基或烯基琥珀酸与聚胺反应的方法。聚胺的实例包括二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺，和五亚乙基六胺。
(D2)苄胺的具体实例包括由式(5)表示的化合物：
式(5)中，R12为具有40-400、优选60-350个碳原子的烷基或烯基，且r为1-5、优选2-4的整数。
对苄胺的生产方法没有特别限制。它们可通过聚烯烃如丙烯低聚物、聚丁烯、或乙烯-α-烯烃共聚物与苯酚反应以生产烷基酚，然后将烷基酚与甲醛和聚胺如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、或五亚乙基六胺进行曼尼希反应来生产。
(D3)聚胺的具体实例包括由式(6)表示的化合物：
R13-NH-(CH2CH2NH)k-H   (6)。
式(6)中，R13为具有40-400、优选60-350个碳原子的烷基或烯基，且k为1-5、优选2-4的整数。
对聚胺的生产方法没有特别限制。例如，聚胺可通过将聚烯烃如丙烯低聚物、聚丁烯、或乙烯-α-烯烃共聚物氯化并将氯化的聚烯烃与氨或聚胺如乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺和五亚乙基六胺反应来生产。
硼化通常通过使得琥珀酰亚胺与硼酸反应以中和全部或部分剩余氨基和/或亚氨基来进行。
硼化琥珀酰亚胺(boronated succinimide)的生产方法的实例为在日本专利申请特公昭42-8013号公报、特公昭42-8014号公报，和日本专利申请特开昭51-52381号公报、特开昭51-130408号公报中公开的那些。更具体地，硼化琥珀酰亚胺可通过将聚胺和聚丁烯基琥珀酸(酐)与硼化合物如硼酸、硼酸酯或硼酸盐在包括醇类的溶剂、有机溶剂如己烷或二甲苯、或轻质润滑油基础油中混合，并在适合条件下加热混合物来生产。按这种方式生产的硼酸改性的琥珀酰亚胺的硼含量一般为0.1-4.0质量％。
硼酸改性的琥珀酰亚胺的烃基的分子量优选1000以上，更优选1500以上，更优选2000以上。分子量优选5000以下，更优选4000以下。如果分子量小于1000，所得组合物摩擦系数将高因此省燃费不太有效。同时，分子量超过5000，难以合成硼酸改性的琥珀酰亚胺。
本发明的组合物的硼含量优选100质量ppm以上，更优选150质量ppm以上且优选300质量ppm以下，更优选280质量ppm以下，更优选250质量ppm以下，最优选220质量ppm以下，基于组合物的总质量。具有少于100质量ppm的硼含量的组合物将极压性差，同时具有大于300质量ppm的硼含量的组合物归因于添加剂的不利效果将劣化极压性。
由于本发明的组合物用于汽车用齿轮系统，所以该组合物优选包括(E)包含硫化合物和磷化合物的共混物的极压添加剂。具体地，可使用商购可得的添加剂包(additive packages)。这种包的实例包括由The Lubrizol Corporation制造的LZ Anglamol 6043，和由Afton Chemical Corporation制造的Hitec 3434。可根据由齿轮类型或运行状态决定的推荐量添加极压添加剂。
本发明中，将包括基础油(A)和基础油(B)的润滑油基础油、与上述组分(C)或此外的组分(D)和/或组分(E)以特定量的共混使得可生产具有优良的极压性、低温粘度特性和氧化稳定性的齿轮系统用润滑油组合物。然而，为了进一步提高组合物的各种性能，组合物可进一步单独或组合地包含常规的润滑油添加剂如除组分(D)以外的无灰分散剂或金属系清洁剂，摩擦调整剂，除组分(E)以外的极压添加剂和抗磨剂，防锈剂，腐蚀抑制剂，粘度指数改进剂，倾点下降剂，橡胶膨润剂(rubber swelling agent)，消泡剂和着色剂。
可与本发明的润滑油组合物组合使用的除组分(D)以外的无灰分散剂的实例包括在进行硼化以生产硼化无灰分散剂之前的无灰分散剂。
示例为无灰分散剂的含氮化合物衍生物的具体实例包括通过使得任何上述含氮化合物与具有2-30个碳原子的一元羧酸(脂肪酸)、或具有2-30个碳原子的多元羧酸(如草酸、邻苯二甲酸、偏苯三酸和均苯四酸)反应以中和或酰胺化全部或部分的剩余氨基和/或亚氨基而生产的酸改性化合物；通过使得任何上述含氮化合物与硫化合物反应而生产的硫改性化合物；和通过选自上述含氮化合物的酸改性和硫改性的两种或多种改性的组合而生产的改性产物。
可与润滑油组合物组合使用的除组分(D)以外的金属系清洁剂可为通常用作润滑油用金属系清洁剂的任何化合物。这种金属系清洁剂的实例包括碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、碱金属酚盐或碱土金属酚盐、碱金属水杨酸盐或碱土金属水杨酸盐、和碱金属环烷酸盐或碱土金属环烷酸盐。这些金属系清洁剂可单独或组合使用。优选的碱金属包括钠和钾，然而优选的碱土金属包括钙。根据润滑油所需的性能可任意选择这些金属系清洁剂的碱值和含量。
摩擦调整剂的实例包括除其为有机钼化合物如二硫代磷酸钼和二硫代氨基甲酸钼的组分(C)以外的无灰摩擦调整剂如脂族一元醇，脂肪酸或其衍生物，和脂族胺或其衍生物，其各自具有至少一个具有6-30个碳原子的烷基或烯基。
除组分(E)以外的极压添加剂和抗磨剂的实例包括二硫化物类，硫化烯烃类，硫化油脂类，亚磷酸酯，酸性磷酸酯，酸性磷酸酯化合物的胺盐，和各种磷化合物的衍生物，尽管其中一些用作组分(E)。
防锈剂的实例包括烯基琥珀酸、烯基琥珀酸酯、多元醇酯、石油磺酸盐、和二壬基萘磺酸盐。
腐蚀抑制剂的实例包括苯并三唑系、甲苯基三唑系(tolyltriazole-)、噻二唑系和咪唑系化合物。
粘度指数改进剂的实例包括聚甲基丙烯酸酯，烯烃共聚物如乙烯-丙烯共聚物或其氢化物，苯乙烯-二烯共聚物，聚甲基丙烯酸酯和烯烃共聚物的接枝共聚物或其加氢化合物。
消泡剂的实例包括硅酮类如二甲基硅酮和氟硅酮。
尽管这些添加剂的含量可任意选择，但是消泡剂的含量通常为0.0005-1质量％，腐蚀抑制剂的含量通常为0.005-1质量％，其它添加剂各自的含量通常为0.05-15质量％，全部基于组合物的总质量。
本发明的润滑油组合物的40℃运动粘度为90mm2/s以下，优选80mm2/s以下，更优选75mm2/s以下。然而，40℃运动粘度优选20mm2/s以上，更优选40mm2/s以上，更优选50mm2/s以上，最优选60mm2/s以上。
具有20mm2/s以上的40℃运动粘度的本发明的润滑油组合物的油膜形成能力和极压性更优良。然而，具有90mm2/s以下的40℃运动粘度的组合物归因于其减少的流体阻力而在润滑位点的摩擦阻力(摩擦损失)和搅拌阻力小，导致润滑油组合物具有优良的省燃费性。
实施例
下文中，经由以下实施例和比较例更详细地描述本发明，其不应当解释为限制本发明的范围。
(实施例1-6和比较例1-8)
将表1所示的各种润滑油基础油和添加剂共混以制备本发明的润滑油组合物(表1中的实施例1-6)和比较用润滑油组合物(比较例1-8)。各添加剂的含量基于组合物的总质量。
使用下列试验评价各组合物。
(1)高速四球试验(four-ball extreme pressure test)
根据ASTM D 2783“润滑油的极压性测量的标准试验方法(四球法)(Standard Test Method for Measurement of Extreme-Pressure Property ofLubricating Fluids(Four-Ball Method))”使用壳牌四球试验机(Shell four-balltesting machine)进行极压性试验。将一个钢球沿旋转轴固定并将三个钢球放入容器中以使四球相互接触。容器装满样品油。通过沿旋转轴按压球将载荷施加至三球上同时保持轴静止。之后，使旋转轴以1,760±40rpm速度旋转10秒并增加载荷直至发生熔接(welding)以获得最大非咬合载荷，其为测量的磨耗痕径不超过载荷时补偿磨耗痕径的105％的最大载荷。具有较高的最大非咬合载荷的样品评价为极压性优良。
(2)磨耗痕径(wear scar diameter)
根据ASTM D 4172“润滑油的耐磨耗性测量的标准试验方法(四球法)(Standard Test Method for Wear Preventive Characteristics of LubricatingFluid(Four-Ball Method))”使用壳牌四球试验机进行磨耗痕径试验。将一个钢球沿旋转轴固定并将三个钢球放入容器中以使四球相互接触。容器装满样品油。通过沿旋转轴按压球将载荷(392N)施加至三球上同时保持轴静止。之后，在80℃的油温下使旋转轴以1,200rpm速度旋转30分钟。试验之后，测量接触点磨耗痕(wear scar)的直径以评价耐磨耗性。磨耗痕径越小，样品所具有的耐磨耗性越好。
(3)法莱克斯咬合试验(falex seizure test)
根据ASTM D 3233“润滑油的极压性测量的标准试验方法(法莱克斯针和V块法)(Standard Test Methods for Measurement of Extreme Pressure Propertiesof Fluid Lubricants(Falex Pin and Vee Block Methods))”使用法莱克斯型摩擦试验机进行咬合试验。将钢针放在一对V形钢块之间。容器装满样品油。将载荷施加至针上同时保持旋转轴静止。在110℃的油温和290rpm速度下连续增加载荷以测定咬合载荷。咬合载荷越大，样品所具有的极压性越好。
(4)SRV试验(摩擦系数)
根据DIN 51834-2"使用SRV试验机测量润滑油的润滑和磨耗特性的标准试验方法(Standard test method for measuring the friction and wear properties oflubricating oils using the SRV test machine)"使用SRV试验机进行摩擦系数试验。将钢球垂直固定在钢板上，其上注有数滴样品。将载荷(30N)施加至振动轴同时保持轴静止。然后在将样品油保持在60℃的温度的同时以1000μm振幅和50Hz频率将振动轴往复运动(振动)10分钟。每10分钟增加油温10℃以测定100℃温度下的平均摩擦系数值。若样品具有较小的摩擦系数，则评价为优良的。
[表1]
表1所示的物质如下：
基础油A-1：溶剂精制的矿物油(GpI)，Mz 20H(40℃：49.06mm2/s，100℃：6.923mm2/s，VI：96，硫含量：0.14质量％，％CA：7.75，％CN：27.5，％CP：64.7)
基础油A-2：溶剂精制的矿物油(GpI)，TK3095(40℃：95.1mm2/s，100℃：10.9mm2/s，VI：98，硫含量：0.58质量％，％CA：0.6，％CN：36.1，％CP：63.3)
基础油A-3：氢化精制的矿物油(GpIII)，YUBASE4(40℃：19.57mm2/s，100℃：4.23mm2/s，VI：122，硫含量：<10质量ppm，％CP：80.7，％CN：19.3，％CA：0)
基础油B-1：溶剂精制的基础油(GpI)，Mz 150BS(40℃：506.8mm2/s，100℃：32.30mm2/s，VI：95，硫含量：0.42质量％，％CA：8.23，％CN：24.6，％CP：67.2)
基础油B-2：溶剂精制的基础油(GpI)，TK5095(40℃：242.7mm2/s，100℃：20.5mm2/s，VI：99，硫含量：0.57质量％，％CA：5.9，％CN：23.9，％CP：70.2)
有机钼化合物F-1：MoDTC(Mo：10.0质量％)
含硼分散剂G-1：硼化琥珀酰亚胺(B：2.0质量％，N：2.3质量％，Mw：1000)
无硼分散剂H-1：非硼化琥珀酰亚胺(B：0.0质量％，N：2.1质量％，Mw：1000)
性能添加剂C-1：GL-5PKG，(P：1.40质量％，S：22.9质量％)
倾点下降剂D-1：烷基甲基丙烯酸酯共聚物
磨耗痕径：392N，1200rpm，80℃，30min
法莱克斯咬合试验：290rpm，110℃
SRV试验：球盘式(Ball-Disk)，载荷(30N)，试验距离(1000μm)，振幅数(50Hz)，油温(100℃)
产业上的可利用性
本发明的润滑油组合物为具有省燃费性并提供齿轮和轴承令人满意的耐久性的润滑油组合物，因此其特别适合用于汽车用齿轮系统。因此，例如，用于汽车用自动变速机、无级变速机、手动变速机或特别是最终减速机的组合物可减少齿轮轴承机构和油泵的搅拌阻力和摩擦阻力，从而提高动力输送效率，导致汽车燃费的改进。

Claims (4)

1.一种润滑油组合物，其包括润滑油基础油和(C)以钼量计为100至1000质量ppm的有机钼化合物，所述润滑油基础油包含(A)具有10mm2/s以上且100mm2/s以下的40℃运动粘度的矿物油系基础油和(B)具有200mm2/s以上且600mm2/s以下的40℃运动粘度且硫含量为0.3至0.9质量％的矿物油系基础油的混合基础油、属于组分(B)的所述基础油的含量为15质量％以上，所述润滑油组合物具有90mm2/s以下的40℃运动粘度。
2.根据权利要求1所述的润滑油组合物，其进一步包括(D)以硼量计为100至300质量ppm的含硼化合物。
3.根据权利要求2所述的润滑油组合物，其中所述含硼化合物(D)为硼酸盐过碱化金属系清洁剂或硼化无灰分散剂。
4.一种使用润滑油组合物的汽车用齿轮系统的润滑方法，所述润滑油组合物包括润滑油基础油和(C)以钼量计为100至1000质量ppm的有机钼化合物，所述润滑油基础油包含(A)具有10mm2/s以上且100mm2/s以下的40℃运动粘度的矿物油系基础油和(B)具有200mm2/s以上且600mm2/s以下的40℃运动粘度且硫含量为0.3至0.9质量％的矿物油系基础油的混合基础油、属于组分(B)的所述基础油的含量为15质量％以上，所述润滑油组合物具有90mm2/s以下的40℃运动粘度。
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