CN105567379A - 具有改进的材料相容性的动力传输流体 - Google Patents

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Abstract

动力传输流体，包含主要量的润滑油和次要量的添加剂组合物，所述添加剂组合物包含：(a)下式的摩擦改进剂、(b)油溶性磷化合物和(c)无灰分散剂；其中R1和R2可以是相同或不同的并代表含8-20个碳原子的直链或支化、饱和或不饱和烃基；Z代表多氧亚烷基链段或多烷氧基化烷基胺链段。所述摩擦改进为所述流体提供改进的含氟弹性体密封相容性和增强的铜腐蚀相容性。

Description

具有改进的材料相容性的动力传输流体
技术领域
本发明涉及改进动力传输流体，尤其是自动变速器流体(ATF)的材料相容性的组合物和方法。
发明背景
对于改进的总体可靠性和免于维护的持续寻找意味着在车辆内使用的润滑剂，例如发动机油、传动流体、差速器油等都需要能够满足它们的越来越长时期的润滑要求。虽然采用发动机油的实践仍然保持着合理的换油期限，例如5,000或7,500英里，但是传动流体和差速器油的趋势是让它们“无限期(fill-for-life)”，其通常定义为车辆运行大于100,000英里，通常大于150,000英里。这是指此类润滑剂不但必须能够非常长期地提供它们的控制摩擦、磨损、氧化、腐蚀等的基本润滑供能，而且它们还必须是与它们在车辆中接触的材料相容，并且保持相容。在这方面最关键的是在车辆系统中常用作油密封件的弹性材料。
在过去，油密封件由材料例如腈橡胶和它们的氢化类似物、丙烯酸酯和乙烯基改性丙烯酸系聚合物制成。润滑剂配备有密封溶胀剂例如邻苯二甲酸酯、环丁砜衍生物和环烷油以使油密封件溶胀和软化，从而确保有效的允许。归因于上面概述的改进的车辆寿命和降低的维护需求的趋势，许多变速器制造者已经开始使用由更化学惰性的弹性体制成的油密封件。它们中，通常表示为“FKM”密封件或以商标销售的含氟聚合物是最优选的。
虽然含氟聚合物密封件具有许多有利的性能，但是一个常见的问题是当与某些胺化合物或具有胺官能团的化合物接触时它们易于解聚。令人遗憾地，许多有用的润滑添加剂，包括用于自动变速器流体的有用的摩擦改进剂，含有胺官能团并因此可能引起，或促进含氟聚合物密封件的解聚或交联。因此仍需要提供对含氟聚合物材料侵蚀性更小的润滑添加剂。本发明提供含一类摩擦改进剂添加剂的润滑剂配制剂，该摩擦改进剂添加剂显示与含氟聚合物密封件显著改进的相容性。
另外，在现代的变速器中，传动流体通常暴露于含铜部件。这些部件可以是机械部件例如衬套或它们可以是电部件例如伺服电动机和螺线管，或它们可以是线路板。在所有情况下，润滑剂必须与这些部件相容，不引起铜的腐蚀或溶解。本发明中使用的摩擦改进剂与基于含氮结构部分的相似摩擦改进剂相比提供更好的铜相容性。
发明内容
因此，在第一个方面中，本发明提供动力传输流体，其包含主要量的润滑油和次要量的添加剂组合物，所述添加剂组合物包含：
(a)下式的摩擦改进剂：
(b)油溶性磷化合物；和
(c)无灰分散剂；
其中R1和R2可以是相同或不同的并代表含8-20个碳原子的直链或支化、饱和或不饱和烃基；和其中Z代表多氧亚烷基链段或多烷氧基化烷基胺链段。
具体实施方式
在一个优选的实施方案中，摩擦改进剂(a)具有以下结构：
其中Q代表含1-4个碳原子的亚烷基，和其中a是5-15的整数。
在另一个优选的实施方案中，摩擦改进剂(a)具有以下结构：
其中每个Q独立地代表含1-4个碳原子的亚烷基；其中b和c独立地是1-6的整数，和其中R9代表含4-20个碳原子的直链或支化、饱和或不饱和烃基。
对于这两个优选的实施方案，优选Q或每个Q是亚乙基(-CH2-CH2-)。
优选地，R9是烷基。更优选，R9是直链烷基。
对于这两个优选的实施方案，优选R1和R2是烷基，更优选它们是相同的。优选地，R1和R2都是含8-20个碳原子的直链或支化、饱和或不饱和烷基。
优选的摩擦改进剂适宜地通过使长链羧酸例如油酸、硬脂酸、十六烷酸、异硬脂酸和月桂酸与聚亚烷基二醇，优选聚乙二醇(PEG)反应制得。优选的是具有200-800，最优选大约400的分子量的PEG。或者，多烷氧基化烷基胺可以用于代替PEG。适合的材料包括可以从AkzoNobel获得的以商品名销售的那些。优选的多烷氧基化烷基胺是由如下所述的胺制备的那些：该胺具有含12-20个碳原子的烃基，并且基于每一氮原子，其已经与2-12摩尔氧化烯，优选氧化乙烯反应。
摩擦改进剂(a)可以按任何有效量使用，然而它们优选按大约0.1-10.0质量％，优选0.25-7.0质量％，最优选0.5-5.0质量％的量使用，基于流体的质量。
本说明书中使用的术语“烃基”是指含有直接连接到分子的其余部分上的碳原子并且具有烃或主要是烃的性质的基团。可以存在非烃(杂)原子、基团或取代基，只要它们的存在不会改变基团的主要是烃的性质。杂原子的实例包括O、S和N并且含杂原子的基团或取代基的实例包括胺、酮、卤、羟基、硝基、氰基、烷氧基和酰基。优选的是含最多一个或两个杂原子、基团或取代基的烃基。更优选的是纯烃基并且最优选的是脂族基，即烷基或烯基。
油溶性磷化合物(b)可以是任何适合的类型，并且可以是不同化合物的混合物。通常，此类化合物用来提供抗磨损保护。唯一限制是该材料是油溶性的从而容许其在润滑油内的分散和传送到其作用场所。适合的磷化合物的实例是：亚磷酸酯和硫代亚磷酸酯(其单烷基、二烷基、三烷基和水解或部分水解的类似物)；磷酸酯和硫代磷酸酯；用无机磷化合物例如亚磷酸、磷酸或它们的硫代类似物处理的胺；二硫代磷酸锌(ZDDP)；胺磷酸盐。尤其适合的磷化合物的实例包括由以下结构表示的单、二和三-烷基亚磷酸酯：
和由以下结构表示的三-烷基磷酸酯：
其中基团R3、R4和R5可以是相同或不同的并且可以是上文限定的烃基或芳基例如苯基或取代的苯基。另外或备选地，上述结构中的一个或多个氧原子可以被硫原子替代来提供其它适合的磷化合物。
在优选的实施方案中，基团R3和R4和R5(当存在时)是直链烷基例如丁基、辛基、癸基、十二烷基、十四烷基和十八烷基和尤其是含硫醚连接基的相应基团。支化基团也是适合的。组分(b)的非限制性实例包括亚磷酸二丁酯、亚磷酸三丁酯、亚磷酸二-2-乙基己酯、亚磷酸三月桂酯和三硫代亚磷酸三月桂酯和其中基团R3和R4和R5(当存在时)是3-硫庚基、3-硫壬基、3-硫十一烷基、3-硫十三烷基、5-硫十六烷基和8-硫十八烷基的相应的亚磷酸酯。用作组分(b)的最优选的烷基亚磷酸酯是US5,185,090和US5,242,612中描述的那些，该文献全文通过引用并入本文。
虽然可以使用任何有效量的油溶性磷化合物，但是所使用的量通常是满足为动力传输流体提供10-1000，优选100-750，更优选200-500质量份/百万质量份(ppm)元素磷的量，基于流体的质量。
合适作为无灰分散剂(c)的是烃基琥珀酰亚胺、烃基琥珀酰胺、烃基取代的琥珀酸的混合酯/酰胺、烃基取代的琥珀酸的羟基酯和烃基取代的酚、甲醛和多胺的曼尼希缩合产物。多胺和烃基取代的苯基酸的缩合产物也是适合的。还可以使用这些分散剂的混合物。
含碱性氮的无灰分散剂是众所周知的润滑油添加剂并且它们的制备方法在专利文献中进行了全面描述。优选的分散剂是烯基琥珀酰亚胺和琥珀酰胺，其中烯基取代基是优选含大于40个碳原子的长链。这些材料可容易地通过使烃基取代的二元羧酸材料与含胺官能团的分子反应制备。适合的胺的实例是多胺例如多亚烷基多胺、羟基-取代的多胺和多氧亚烷基多胺。优选的是多亚烷基多胺例如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺和五亚乙基六胺。作为平均每分子含5-7个氮原子的混合物的低成本多亚乙基多胺(PAM)可以商品名例如“PolyamineH”、“Polyamine400”、“DowPolyamineE-100”等商购。每分子的氮原子的平均数大于7的混合物也是可获得的。它们通常称作重质多胺或H-PAM。羟基-取代的多胺的实例包括N-羟烷基-亚烷基多胺例如N-(2-羟乙基)乙二胺、N-(2-羟乙基)哌嗪和US4,873,009中所描述的类型的N-羟基烷基化的亚烷基二胺。多氧亚烷基多胺的实例通常包括具有200-2,500的平均分子量的聚氧化乙烯和聚氧化丙烯二胺和三胺。这种类型的产品可以Jeffamine商标获得。
如本领域中已知的那样，胺与烃基取代的二元羧酸材料(合适地，烯基琥珀酸酐或马来酸酐)的反应适宜地通过在油溶液中将所述反应物一起加热而实现。100-250℃的反应温度和1-10小时的反应时间是典型的。反应比可以显著地改变，但是通常，对于每反应当量含胺反应物，使用0.1-1.0当量的二元羧酸单元含量。
尤其优选的无灰分散剂是由聚异丁烯基琥珀酸酐和多亚烷基多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。聚异丁烯基基团衍生自聚异丁烯并优选具有1,500-5,000，例如1,800-3,000范围内的数均分子量(Mn)。如本领域中已知的那样，分散剂可以被后处理(例如用硼化剂或磷的无机酸)。适合的实例在US3,254,025、US3,502,677和US4,857,214中给出。
无灰分散剂(c)可以按任何有效量使用，然而它们通常按大约0.1-10.0质量％，优选0.25-7.0质量％，最优选2.0-5.0质量％的量使用，基于流体的质量。
在一个优选的实施方案中，本发明的动力传输流体还包含一种或多种腐蚀抑制剂。它们用来降低金属例如铜的腐蚀并通常也可以称为金属减活剂或金属钝化剂。适合的腐蚀抑制剂是含氮和/或硫的杂环化合物例如三唑类(例如苯并三唑类)、取代的噻二唑类、咪唑类、噻唑类、四唑类、羟基喹啉类、噁唑啉类、咪唑啉类、噻吩类、吲哚类、吲唑类、喹啉类、苯并噁嗪类、二硫醇类、噁唑类、噁三唑类、吡啶类、哌嗪类、三嗪类和它们中任一种或更多的衍生物。优选的腐蚀抑制剂具有由以下结构表示的两种类型：
可用于本发明的苯并三唑以在上面左手边的结构显示，其中R6不存在或是C1-C20烃基或取代的烃基，其可以是直链或支化、饱和或不饱和的。它可以含有烷基或芳族性质的环结构和/或含有杂原子例如N、O或S。适合的化合物的实例是苯并三唑、烷基-取代的苯并三唑(例如甲苯基三唑、乙基苯并三唑、己基苯并三唑、辛基苯并三唑等)、芳基取代的苯并三唑和烷芳基或芳烷基取代的苯并三唑。优选，所述三唑是苯并三唑或烷基苯并三唑，其中烷基含有1至大约20个碳原子，优选1至大约8个碳原子。苯并三唑和甲苯基三唑是尤其优选的。
可用于本发明的取代的噻二唑在上面右手边结构中显示，衍生自2，5-二巯基-1，3，4-噻二唑(DMTD)分子。DMTD的许多衍生物已经在本领域中被描述过，并且任何这样的化合物可以包括在本发明的流体中。DMTD衍生物的制备已经描述在E.K.Fields″IndustrialandEngineeringChemistry″，49，p.1361-4(1957年9月)中。
US2,719,125、US2,719,126和3,087,937描述了各种2，5-双-(烃二硫)-1，3，4-噻二唑的制备。烃基可以是脂族或芳族烃基，包括环状、脂环族、芳烷基、芳基和烷芳基。
DMTD的其它衍生物也是有用的。它们包括羧酸酯，其中R7和R8经由羰基连接到硫化物硫原子上。含DMTD衍生物的这些硫酯的制备描述在US2,760,933中。通过使DMTD与含至少10个碳原子的α-卤化脂族一元羧酸缩合制备的DMTD衍生物描述在US2,836,564中。这种方法制备DMTD衍生物，其中R7和R8是HOOC-CH(R’)-(R’是烃基)。进一步通过这些末端羧酸基团的酰胺化或酯化制备的DMTD衍生物也是有用的。
由上述结构表征的2-烃基二硫-5-巯基-1，3，4-噻二唑(其中R7＝R′-S-和R8＝H)的制备描述在US3,663,561中。该化合物通过使等摩尔份的烃基硫醇和DMTD或其碱金属硫醇盐氧化偶联制备。该组合物报道为在防止铜腐蚀方面是优异的。该化合物制备中使用的单硫醇由下式表示：
R′SH
其中R′是含1至大约250个碳原子的烃基。过氧化合物、次卤化物(hypohalide)或空气或它们的混合物可以用于促进氧化偶联。单硫醇的具体实例包括，例如，甲硫醇、异丙硫醇、己硫醇、辛硫醇、癸硫醇和长链烷基硫醇。
一类优选的DMTD衍生物是2-烃基二硫-5-巯基-1，3，4-噻二唑和2，5-双-烃基二硫-1，3，4-噻二唑的混合物。这些混合物如上所述制备，不同之处在于，对于每摩尔DMTD使用多于1，但是小于2摩尔的烷基硫醇。此类混合物以商品名Hitec4313销售。
腐蚀抑制剂可以按任何有效量使用，然而它们通常按大约0.001-5.0质量％，优选0.005-3.0质量％，最优选0.01-1.0质量％的量使用，基于流体的质量。
在一个优选的实施方案中，本发明的动力传输流体还包含一种或多种含金属清净剂。它们是在本领域中熟知的，例如是碱金属或碱土金属与以下酸性物质中的一种或多种(或它们的混合物)的油溶性中性或过碱性盐：(1)磺酸，(2)羧酸，(3)水杨酸，(4)烷基酚，(5)硫化烷基酚。从成本效率、毒理学和环境观点来看，这些酸的优选的盐是钠、钾、锂、钙和镁盐。
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，与它们的过碱性对应物相比，中性清净剂具有低碱度。
与金属清净剂联系的术语“过碱性”用来指这样的金属盐，其中金属与有机基相比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如苯酚、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包括，但不限于，如下所述物质的中性和过碱性盐，如，苯酚锂、苯酚钠、苯酚钾、苯酚钙、苯酚镁、硫化的苯酚锂、硫化的苯酚钠、硫化的苯酚钾、硫化的苯酚钙和硫化的苯酚镁，其中每个芳族基团具有一个或多个脂族基团以赋予烃溶解性；磺酸锂、磺酸钠、磺酸钾、磺酸钙和磺酸镁，其中每个磺酸结构部分与芳基核连接，该芳基核又通常含有一个或多个脂族取代基以赋予烃溶解性；水杨酸锂、水杨酸钠、水杨酸钾、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性；含10-2,000个碳原子的水解磷硫化烯烃或含10-2,000个碳原子的水解磷硫化醇和/或脂族取代的酚类化合物的锂、钠、钾、钙和镁盐；脂族羧酸和脂族取代的脂环族羧酸的锂、钠、钾、钙和镁盐；和油溶性有机酸的许多其它相似的碱金属和碱土金属盐。可以使用两种或更多种不同碱金属和/或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酚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被认为是含有过碱化量的无机碱，可能呈微分散体或胶体悬浮液的形式。因此，应用于金属清净剂的术语“油溶性”旨在包括这样的金属清净剂，其中存在在该术语的严格意义上并不一定完全或真正油溶性的无机碱，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。
总体上，本文上面涉及的各种金属清净剂有时被称为中性、碱性或过碱性的含碱金属或碱土金属的有机酸盐。
油溶性的中性和过碱性金属清净剂和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，本发明中使用的含金属清净剂可以是油溶性的硼化中性和/或过碱性的含碱土含金属清净剂。硼化的金属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。
用于本发明的优选金属清净剂是过碱性硫化苯酚钙、过碱性磺酸钙和过碱性水杨酸钙。
含金属清净剂可以按任何有效量使用，然而它们通常按大约0.01-2.0质量％，优选0.05-1.0质量％，最优选0.05-5.0质量％的量使用，基于流体的质量。
在本领域中已知的其它添加剂可以添加到本发明的动力传输流体中。它们包括其它抗磨剂、极压添加剂、抗氧化剂、粘度改进剂等。它们通常公开在例如，C.V.Smallheer和R.KennedySmith的“LubricantAdditives”，pp1-11中和US5,105,571中。
组分(a)、(b)和(c)与其它期望的添加剂一起可以组合形成浓缩物。通常，浓缩物的活性成分(a.i.)水平为该浓缩物的20-90wt％，优选25-80wt％，例如35-75wt％。浓缩物的其余部分是稀释剂。润滑油或相容性溶剂构成适合的稀释剂。
可用于形成本发明流体的润滑油可以具有任何常用的类型。它们包括天然润滑油、合成润滑油和它们的混合物。
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础油料。这包括化学结构是环烷型或链烷型的油。油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制的油，或它们可以是例如用溶剂如苯酚、二氧化硫、糠醛、二氯二乙基醚等进行溶剂萃取而制备的萃取油。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制过程的残余物组成。
通常，矿物油具有2.0mm2/s(cSt)至8.0mm2/s(cSt)的100℃运动粘度。优选的矿物油具有2-6mm2/s(cSt)的运动粘度，最优选的是100℃下具有3-5mm2/s(cSt)的粘度的那些矿物油。
合成润滑油包括烃油和卤-取代的烃油，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。来自这种类别的合成油的优选油是α-烯烃的低聚物，尤其是1-癸烯的低聚物。
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。这类合成油例如为：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1,000的甲基-聚异丙二醇醚、分子量为1,000-1,500的聚丙二醇二苯醚)；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元羧酸(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、亚油酸二聚体、丙二酸、烷基丙二酸、烯基丙二酸等)与各种醇(例如丁醇、己醇、十二醇、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摩尔癸二酸与2摩尔四乙二醇和2摩尔2-乙基己酸反应而形成的复合酯，等。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。
基于硅的油(如聚烷基-、聚芳基-、聚烷氧基-、或聚芳氧基-硅氧烷油和硅酸盐油)是另一类有用的合成润滑油。这些油包括硅酸四乙酯，硅酸四异丙酯，硅酸四(2-乙基己基)酯，硅酸四(4-甲基-2-乙基己基)酯，硅酸四(对叔丁基苯基)酯，六(4-甲基-2-戊氧基)二硅氧烷，聚(甲基)硅氧烷和聚(甲基苯基)硅氧烷等。其它合成润滑油包括含磷的酸的液体酯(例如，磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯和癸基膦酸二乙酯)，聚合四氢呋喃，聚-α-烯烃等。
润滑油可以来源于精制、再精制油或它们的混合物。未精制的油由天然源或合成源(例如，煤炭、页岩或沥青砂沥青)直接获得，没有进一步的纯化或处理。未精制的油的实例包括由干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，然后它们中的每一种都在没有进一步处理的情况下使用。精制油与未精制的油类似，不同在于精制油已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。再精制油是通过与用来获得精制油的方法相似的方法处理所用过的油来获得的。这些再精制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。
由天然气通过例如费-托反应的方法获得的润滑油，有时称为气至液(GTL)基础油料，也可用于本发明。
当润滑油是天然和合成润滑油的混合物(即，部分合成)时，部分合成油组分的选择可以广泛地改变，然而，尤其有用的组合由矿物油和聚-α-烯烃(PAO)组成，聚-α-烯烃尤其是1-癸烯的低聚物。
在一个优选的实施方案中，动力传输流体是自动变速器流体、无级变速器流体或用于双离合变速器的流体。本发明的流体还可以用作齿轮油、液压流体、工业油、动力转向流体、泵油、拖拉机流体，或相似用途。
根据第二个方面，本发明提供配制具有改进的含氟弹性体密封相容性的动力传输流体的方法，该方法包括将主要量的润滑油与次要量的根据第一个方面所限定的添加剂组合物组合。
根据第三个方面，本发明提供配制具有改进的铜腐蚀相容性的动力传输流体的方法，该方法包括将主要量的润滑油与次要量的根据第一个方面所限定的添加剂组合物组合。
在其它方面中，本发明提供根据第一个方面所限定的添加剂组合物用来改进动力传输流体的含氟弹性体密封相容性和/或铜腐蚀相容性的用途。
测定含氟弹性体密封相容性改进的方法将是本领域技术人员已知的。例如，可以将常用于制造用于车辆变速器中的密封件的含氟弹性体材料的样品长时间和在高温线浸在测试流体中以摹拟使用时的条件。然后可以让样品经历机械试验和/或物理测量并与已经暴露于其它流体或没有暴露(对照样品)的样品相比。含氟弹性体密封相容性的提高可以由以下项目中一种或多种证明：例如，与对照样品相比，拉伸强度提高、断裂伸长率提高或体积变化(溶胀)减小。
测定铜腐蚀相容性改进的方法本领域技术人员已知的。例如，可以使用标准铜腐蚀试验ASTMD-130，其中将铜条暴露到测试的流体中保持一段时间，然后在试验结束后测定流体的铜含量。也可以例如使用ASTMD-130试验的改进型，其中改变流体温度和曝露时间。铜腐蚀相容性提高可以通过在所测试的流体中发现的低含量铜或通过与一个或多个对照样品相比铜含量的减小来证明。
现在仅借助非限制性实施例来描述本发明。
实施例FM-1摩擦改进剂的制备
向装有顶部搅拌器和具有冷凝器的DeanStark分水器的二升烧瓶中加入异硬脂酸(2摩尔，568g)和400分子量聚乙二醇‘DowCarbowax400’(1摩尔，400g)和0.2g酯化催化剂(对甲苯磺酸)。然后将混合物的温度在氮气吹扫下提升到190-200℃并维持大约10小时，在此期间放出大约2摩尔(～35g)水。然后将该混合物冷却，得到产物。
实施例FM-2摩擦改进剂的制备
重复实施例FM-1，其中用油酸(2摩尔，568g)替代异硬脂酸。
实施例FM-3摩擦改进剂的制备
重复实施例FM-1，其中用可以从AkzoNobel获得的C-15(～1摩尔，425g)替代聚乙二醇。所获得的产物具有2.82wt％的氮含量。
实施例FM-4摩擦改进剂的制备
重复实施例FM-2，其中用可以从AkzoNobel获得的C-15(～1摩尔，425g)替代聚乙二醇。所获得的产物具有2.89wt％的氮含量。
对比实施例CFM-1摩擦改进剂的制备
重复实施例FM-1的程序，其中使用四亚乙基五胺(1摩尔，189g)和异硬脂酸(3.1摩尔，792g)。在反应过程中放出大约3摩尔水并且最终产物具有6.4wt％的氮含量。CFM-1是自动变速器流体中使用的市售摩擦改进剂的常规类型的实例。
对比实施例CFM-2摩擦改进剂的制备
向装有机械搅拌器、氮气吹扫、DeanStark分水器和冷凝器的一升圆底烧瓶中放置异十八碳烯基琥珀酸酐(1摩尔，352g)。在缓慢的氮气扫描下，将材料搅拌并加热到130℃。立即经由汲取管缓慢地添加四亚乙基五胺(0.46摩尔，87g)。混合物的温度增加到150℃，在此保持2小时。在该加热期间，在分水器中收集8ml水(理论产出率的～50％)。当完成时，将烧瓶冷却并回收产物。产量：427g，氮含量：7.2wt％。CFM-2是自动变速器流体中使用的市售摩擦改进剂的常规类型的实例。
实施例D-1硼酸化PIBSA-PAM分散剂的制备
通过加热100重量份PIB(940Mn；Mw/Mn＝2.5)与13重量份马来酸酐的混合物制备其中琥珀酸酐(SA)与聚异丁烯(PIB)摩尔比(SA∶PIB)为1.04的聚异丁烯基琥珀酸酐(PIBSA)。当温度达到120℃时，经5.5小时以恒定的速率添加10.5重量份氯气，在此期间将温度提升到220℃。然后将反应混合物保持在220℃1.5小时，然后用氮气提取1小时。所得PIBSA的ASTM皂化值为112。产物是90wt％活性成分，其余部分主要是未反应的PIB。
在第二个阶段中，将上面制备的PIBSA(2180g，～2.1摩尔)连同Exxon溶剂150中性油(1925g)一起置于配备有搅拌器和氮气喷入器的容器中。搅拌该混合物并在氮气下加热到149℃，经大约30分钟添加DowE-100多胺，平均每分子含5-7个氮原子的亚乙基多胺(PAM)混合物(200g，～1.0摩尔)。在添加完成后，在氮气下再继续搅拌混合物30分钟(直到再没有水放出)，然后冷却和过滤以回收产物。所获得的产物具有1.56wt％的氮含量。
在最后阶段中，将上面第二阶段的产物(1000g)置于配备有搅拌器和氮气喷入器的容器中。将材料加热到163℃，并经一小时添加硼酸(19.8g)。在添加完成后，在氮气下再继续搅拌混合物2小时，然后冷却并过滤以回收产物。所获得的产物具有1.56wt％的氮含量和0.35wt％的硼含量。
实施例1摩擦试验
将含实施例FM-1、FM-2、FM-3和FM-4的摩擦改进剂的流体连同含对比实施例摩擦改进剂CFM-1和CFM-2的相似流体一起试验。为完整起见，还试验了不含摩擦改进剂的流体。试验的流体的组成在下表1中给出，其中“试验FM”是指摩擦改进剂。使用低速摩擦设备评价摩擦特性。在这一试验中，使摩擦材料小圆盘相对钢圆盘运转以模拟汽车变速器离合器中的环境。以测定的摩擦值相对滑动速度作图，给出摩擦vs.速度曲线。该方法还可以用来测定低速或静摩擦。该试验方法的更多细节可以参见“PredictionofLowSpeedClutchShudderinAutomaticTransmissionsusingtheLowVelocityFrictionApparatus”，R.F.Watts&R.K.Nibert，7thInternationalColloquiumonAutomotiveLubrication，TechnisheAkademieEsslingen(1990)。
摩擦改进剂在流体中的作用是降低静摩擦，因此流体的静摩擦的检测给出该分子在试验中降低摩擦能力的良好评价。
表1.
(＊对于不含摩擦改进剂的流体，使用额外的3.00wt％矿物油)
由低速摩擦设备获得的静摩擦值在下表2中给出。每个试验以4个不同的试验流体温度进行。
表2.
从所获得的结果可以看出，不含任何摩擦改进剂的流体产生非常高的静摩擦值。包括在本发明流体中的摩擦改进剂(FM-1、FM-2、FM-3和FM-4)给出的静摩擦值在两种已知的摩擦改进剂CFM-1和CFM-2中间。这表明本发明的流体显示好的摩擦特性。
实施例2与含氟弹性体的相容性
将实施例1中试验的摩擦改进剂配制到具有下表3所示组成的流体中。如前所述，还试验了不含任何摩擦改进剂的‘空白’样品。将常用于制造车辆变速器中使用的密封件的含氟弹性体材料(标识为V-51的FKM材料)的哑铃形试样浸在试验流体中并在其中在150℃保持336小时。在浸渍后，从流体中取出试样并拉伸直到它们断裂。记录断裂伸长率和拉伸强度。还测定每个试样的体积溶胀。结果提供在下表4中。
表3.
＊对于不含摩擦改进剂的流体，使用额外的2.00wt％基础油料)
表4.
表4中的数据清楚地表明，不含任何摩擦改进剂的流体表现非常好。体积变化小并且断裂伸长率高，极限拉伸强度也是这样。形成对比的是，含已知的摩擦改进剂的流体表现差。含(FM-1、FM-2、FM-3或FM-4)的本发明流体在性能方面非常接近于‘空白’样品并且在FM-1和FM-4的情况下，它们在断裂伸长率和拉伸强度两个方面都优于‘空白’样品。
总体上，进行的试验证实根据本发明的流体提供好的摩擦特性，此外还显示对于含氟弹性体密封件的增强相容性。
实施例3与铜的相容性
将两种质量％的FM-1、FM-2、FM-3和FM-4中的每一种以及相同量的CFM-1和CFM-2各自地溶解在市售API第III组基础油料中。将如此制备的溶液用于根据ASTMD-130程序运行的铜溶解试验，不同之处在于使试验润滑剂与铜试验条在150℃下保持接触24小时。在24小时试验结束时，使用ICP光谱测试每种润滑剂的样品以测定铜含量。结果示于下表5中，其中每种样品中的铜的量以油中铜的重量ppm表示。
表5.
结果表明，与含CFM-1或CFM-2的任一流体相比，含FM-1、FM-2、FM-3和FM-4的流体与铜更相容(由明显减少的铜溶解到流体中证明)。

Claims (13)

1.动力传输流体，包含主要量的润滑油和次要量的添加剂组合物，所述添加剂组合物包含：
(a)下式的摩擦改进剂：
(b)油溶性磷化合物；和
(c)无灰分散剂；
其中R1和R2可以是相同或不同的并代表含8-20个碳原子的直链或支化、饱和或不饱和烃基；和
其中Z代表多氧亚烷基链段或多烷氧基化烷基胺链段。
2.根据权利要求1的流体，其中(a)具有以下结构：
其中Q代表含1-4个碳原子的亚烷基，和其中a是5-15的整数。
3.根据权利要求1的流体，其中(a)具有以下结构：
其中每个Q独立地代表含1-4个碳原子的亚烷基；其中b和c独立地是1-6的整数，和其中R9代表含4-20个碳原子的直链或支化、饱和或不饱和烃基。
4.根据权利要求2或权利要求3的流体，其中Q或每个Q是亚乙基。
5.根据权利要求3或权利要求4的流体，其中R9是烷基。
6.根据上述任一权利要求的流体，其中R1和R2相同。
7.根据上述任一权利要求的流体，其中R1和R2是含4-20个碳原子的直链或支化、饱和或不饱和烷基。
8.根据上述任一权利要求的流体，其中所述流体还包含一种或多种腐蚀抑制剂。
9.根据上述任一权利要求的流体，其中所述流体还包含一种或多种含金属清净剂。
10.根据上述任一权利要求的流体，其是自动变速器流体。
11.配制具有改进的含氟弹性体密封相容性的动力传输流体的方法，所述方法包括将主要量的润滑油与次要量的权利要求1-9中任一项限定的添加剂组合物组合。
12.配制具有改进的铜腐蚀相容性的动力传输流体的方法，所述方法包括将主要量的润滑油与次要量的权利要求1-9中任一项限定的添加剂组合物组合。
13.权利要求1-9中任一项限定的添加剂组合物用来改进动力传输流体的含氟弹性体密封相容性和/或铜腐蚀相容性的用途。
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