CN109477016B - 润滑剂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及润滑剂组合物，其包含基于100重量份润滑剂组合物计至少约60重量份的聚亚烷基二醇基础油组分。所述润滑剂组合物具有在100℃下的运动粘度为约4‑50cSt和在40℃下的运动粘度为约20‑700cSt，各自根据ASTM D445检测。

Description

润滑剂组合物
相关申请的交叉参考
本申请要求2016年6月2日提交的美国临时申请No.62/344,577的优先权，所述申请的全部内容以全文引用的方式并入本文中。
发明领域
本发明总体涉及润滑剂组合物。
背景技术
润滑剂组合物通常需要具有许多性能特性，它们与润滑剂组合物本身和/或与要使用润滑剂组合物的设备(例如车辆)的性能相关。近期，市场和政府规定已经重新强调车辆的燃料效率。因此，仍然需要开发具有改进的燃料效率的润滑剂组合物。
发明概述和优点
本发明提供润滑剂组合物。润滑剂组合物包含基于100重量份润滑剂组合物计至少约60重量份的聚亚烷基二醇基础油组分。所述润滑剂组合物具有在100℃下的运动粘度为约4-50cSt和在40℃下的运动粘度为约20-700cSt，各自根据ASTM D445检测。润滑剂组合物用于提高车辆的燃料效率。
附图简述
图1A是显示润滑剂组合物的某些实施方案的牵引系数数据的线形图。
图1B是显示润滑剂组合物的某些实施方案的牵引系数数据的另一个线形图。
图2A是显示润滑剂组合物的某些实施方案的牵引系数数据的另一个线形图。
图2B是显示润滑剂组合物的某些实施方案的牵引系数数据的另一个线形图。
图3A是显示润滑剂组合物的某些实施方案的燃料效率数据的柱状图。
图3B是显示润滑剂组合物的某些实施方案的燃料效率数据的另一个柱状图。
图3C是显示润滑剂组合物的某些实施方案的燃料效率数据的另一个柱状图。
发明详述
本发明提供润滑剂组合物。润滑剂组合物可以用于各种润滑应用中，并尤其作为润滑剂用于轮轴、传动装置(手动或自动)、分动箱、功率输出器、变速差速器、以及齿轮/车轮。
润滑剂组合物包含聚亚烷基二醇基础油组分。通常，聚亚烷基二醇基础油组分包括一种或多种聚亚烷基二醇。例如，聚亚烷基二醇基础油组分可以包括一种、两种、三种、四种或更多种聚亚烷基二醇。
在某些实施方案中，润滑剂组合物包含约60-98重量份的聚亚烷基二醇基础油组分，基于100重量份的聚亚烷基二醇基础油组分计。或者，润滑剂组合物包含约65-98、约70-98、约75-98、约80-98、约85-98或约95-98重量份的聚亚烷基二醇基础油组分，基于100重量份的润滑剂组合物计。或者，润滑剂组合物包含约60-95、约65-90、约70-90或约70-90重量份的聚亚烷基二醇基础油组分，基于100重量份的润滑剂组合物计。当根据ASTM D445检测时，润滑剂组合物具有在100℃下的运动粘度为约4-50cSt。应当理解的是，在本发明中所提到的任何运动粘度是通过ASTM D445检测的运动粘度。在某些实施方案中，润滑剂组合物具有在100℃下的运动粘度为约4-45cSt，约5-40cSt，约5-35cSt，约5-30cSt，约5-25cSt，约5-20cSt，约5-15cSt或约5-10cSt。
润滑剂组合物也具有在40℃下的运动粘度为约20-700cSt。在某些实施方案中，润滑剂组合物具有在40℃下的运动粘度为约20-660cSt，约20-620cSt，约20-580cSt，约20-540cSt，约20-500cSt，约20-460cSt，约20-420cSt，约20-380cSt，约20-340cSt，约20-300cSt，约20-260cSt，约20-220cSt，约20-180cSt，约20-140cSt，约20-100cSt，或约20-60cSt。在其它实施方案中，润滑剂组合物具有在40℃下的运动粘度为约20-100cSt，约30-90cSt，约40-80cSt，或约50-70cSt。
根据ASTM D2270检测，润滑剂组合物通常具有约170-250的粘度指数。或者，润滑剂组合物可以具有约180-240、约190-230或约200-220的粘度指数。应当理解的是，在本发明中所提到的任何粘度指数是通过ASTM D2270检测的粘度指数。
润滑剂组合物的运动粘度和粘度指数导致润滑剂组合物可以特别用于润滑车辆的轮轴，所以润滑剂组合物也可以称为轮轴润滑剂。相似地，润滑剂组合物的运动粘度和粘度指数导致润滑剂组合物可以特别用于润滑传动装置(手动或自动)、分动箱、分动箱、变速差速器、功率输出器(PTO)、以及齿轮/车轮。另外，本领域技术人员也能理解的是，润滑剂组合物的运动粘度可以使得润滑剂组合物不适用于一些应用，例如旋转螺杆压缩器润滑剂。
在某些实施方案中，润滑剂组合物基本上不含I、II、III和IV类基础油，这些类型是根据American Petroleum Institute(API)Base OilInterchangeability Guidelines中那样分类。在本发明中，“基本上不含I、II、III和IV类基础油”表示润滑剂组合物包含小于总量约5重量份的I、II、III和IV类基础油，基于100重量份的润滑剂组合物计。或者，“基本上不含I、II、III和IV类基础油”表示润滑剂组合物包含小于总量约4、约3、约2或约1重量份的I、II、III和IV类基础油，基于100重量份的润滑剂组合物计。例如，润滑剂组合物可以仍然基本上不含I、II、III和IV类基础油，并当在包含于润滑剂组合物中的添加剂(如下文所述)之一分散在I、II、III和/或IV类基础油中时，含有约4重量份的一种或多种这些油。
关于聚亚烷基二醇基础油组分，在某些实施方案中，聚亚烷基二醇基础油组分是水溶性的。在这些水溶性聚亚烷基二醇基础油组分的实施方案中，聚亚烷基二醇基础油组分包含第一种聚亚烷基二醇和第二种聚亚烷基二醇。一般而言，第一种和第二种聚亚烷基二醇都是从氧化乙烯和氧化丙烯的反应产物形成的无规共聚物。虽然用于第一种和第二种聚亚烷基二醇的氧化乙烯相对于氧化丙烯的比率可以变化，但是氧化乙烯的量足以使得第一种和第二种聚亚烷基二醇成为水溶性的
通常，第一种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为约2-70cSt和在40℃下的运动粘度为约5-200cSt。相似地，第二种聚亚烷基二醇通常具有在100℃下的运动粘度为约约50-220cSt和在40℃下的运动粘度为约150-1,300cSt。一般而言，第二种聚亚烷基二醇在100℃和40℃下的运动粘度大于第一种聚亚烷基二醇在100℃和40℃下的运动粘度。在这些实施方案中，第一种和第二种聚亚烷基二醇的共混物通常建立如上所述的润滑剂组合物的运动粘度和粘度指数。
在某些实施方案中，第一种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为约2-65cSt，约2-60cSt，约2-55cSt，约2-50cSt，约2-45cSt，约2-40cSt，约2-35cSt，约2-30cSt，约2-25cSt，约2-20cSt，约2-15cSt，或约2-10cSt。
在某些实施方案中，第一种聚亚烷基二醇具有在40℃下的运动粘度为约5-180cSt，约5-160cSt，约5-140cSt，约5-120cSt，约5-100cSt，约5-80cSt，约5-60cSt，约5-40cSt，或约20cSt。
在某些实施方案中，第二种聚亚烷基二醇具有在40℃下的运动粘度为约160-1,300cSt，约300-1,250cSt，约450-1,200cSt，约600-1,150cSt，或约750-1,000cSt。
在某些实施方案中，第二种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为约5-180cSt，约5-160cSt，约5-140cSt，约5-120，约5-100cSt，约5-80cSt，约5-60cSt，约5-40cSt，约10-60cSt，约10-50cSt，或约20cSt。
在一个实施方案中，第一种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为约2-30cSt和在40℃下的运动粘度为约10-50cSt。另外，第二种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为约120-200cSt和在40℃下的运动粘度为约800-1,200cSt。
虽然不是必须的，但是润滑剂组合物可以包含基于100重量份润滑剂组合物计的约50-85重量份的第一种聚亚烷基二醇。或者，润滑剂组合物可以包含约55-85重量份、约60-85重量份、约65-85重量份、约70-85重量份、约75-85重量份或约75重量份的第一种聚亚烷基二醇，基于100重量份润滑剂组合物计。
润滑剂组合物可以还包含基于100重量份润滑剂组合物计的约5-35重量份的第二种聚亚烷基二醇。或者，润滑剂组合物可以包含约5-35重量份、约10-30重量份、约10-25重量份、约10-20重量份或约15重量份的第二种聚亚烷基二醇，基于100重量份润滑剂组合物计。
关于聚亚烷基二醇基础油组分，在某些实施方案中，聚亚烷基二醇基础油组分是水不溶性的。在水不溶性聚亚烷基二醇基础油组分的这些实施方案中，聚亚烷基二醇基础油组分包括第三种聚亚烷基二醇和第四种聚亚烷基二醇。一般而言，第三种和第四种聚亚烷基二醇都是从氧化丙烯的反应产物形成的均聚物。因为第三种和第四种聚亚烷基二醇是从氧化丙烯的反应产物形成的均聚物，所以通常认为第三种和第四种聚亚烷基二醇是水不溶性的。另外，应当理解的是，术语“第三种”和“第四种”聚亚烷基二醇不是要求总共有三种或四种聚亚烷基二醇。实际上，“第三种”和“第四种”是用于方便地区分在水不溶性实施方案中的聚亚烷基二和在水溶性实施方案中的聚亚烷基二醇(即第一种和第二种聚亚烷基二醇)。
通常，第三种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为约2-15cSt和在40℃下的运动粘度为约15-70cSt。相似地，第四种聚亚烷基二醇通常具有在100℃下的运动粘度为约10-50cSt和在40℃下的运动粘度为约60-250cSt。一般而言，第四种聚亚烷基二醇在100℃和40℃下的运动粘度大于第三种聚亚烷基二醇在100℃和40℃下的运动粘度。在这些实施方案中，第三种和第四种聚亚烷基二醇的共混物通常建立润滑剂组合物的上述运动粘度和粘度指数。
在某些实施方案中，第三种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为约2-12cSt，约3-11cSt，约4-10cSt，约5-9cSt或约6-8cSt。
在某些实施方案中，第三种聚亚烷基二醇具有在40℃下的运动粘度为约15-65cSt，约15-60cSt，约20-55cSt，约20-50cSt，约20-45cSt或约25-40cSt。
在某些实施方案中，第四种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为约10-45cSt，约10-40cSt，约10-35cSt，约10-30cSt，约10-25cSt或约15-25cSt。
在某些实施方案中，第四种聚亚烷基二醇具有在40℃下的运动粘度为约60-240cSt，约70-220cSt，约75-200cSt，约80-180cSt，约85-160cSt，约90-155cSt，约95-150cSt，约100-145cSt，约105-140cSt，或约110-135cSt。
在一个实施方案中，第三种聚亚烷基二醇具在100℃下的运动粘度为约2-10cSt和在40℃下的运动粘度为约15-35cSt。另外，第四种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为约15-35cSt和在40℃下的运动粘度为约80-160cSt。
虽然不是必须的，但是润滑剂组合物可以包括约5-40重量份的第三种聚亚烷基二醇，基于100重量份的润滑剂组合物计。或者，润滑剂组合物可以包括约10-35、约15-30或约20-25重量份的第三种聚亚烷基二醇，基于100重量份的润滑剂组合物计。
润滑剂组合物可以还包括约40-75重量份的第四种聚亚烷基二醇，基于100重量份的润滑剂组合物计。或者，润滑剂组合物可以包括约45-75、约50-70或约55-65重量份的第四种聚亚烷基二醇，基于100重量份的润滑剂组合物计。
在聚亚烷基二醇基础油组分是水不溶性的实施方案中，润滑剂组合物可以还包括酯基础油。除了作为基础油之外，酯基础油也可以溶解和/或分散添加剂包(如下文所述)。通常，酯是从单羧酸、二所述或多羧酸与一种或多种醇形成的。一般而言，醇是C1-C18醇，并可以是直链或支化的。合适的醇包括、但不限于丁醇、己醇、十二醇、2-乙基己醇和丙基庚醇。可包含在润滑剂组合物中的酯基础油的具体例子包括、但不限于：己二酸二丁基酯，癸二酸二(2-乙基己基)酯，富马酸二正己基酯，癸二酸二辛基酯，壬二酸二异辛基酯，壬二酸二异癸基酯，邻苯二甲酸二辛基酯，邻苯二甲酸二癸基酯，癸二酸双二十烷基酯，亚油酸二聚体的2-乙基己基二酯，和己二酸的二丙基庚醇二酯。
当润滑剂组合物包含酯时，酯的存在量通常是约5-35重量份，约10-30重量份，或约15-25重量份，基于100重量份的润滑剂组合物计。
在一个实施方案中，润滑剂组合物包含约15-25重量份的己二酸二丙基庚醇二酯、约10-35重量份的第三种聚亚烷基二醇和约45-75重量份的第四种聚亚烷基二醇，各自基于100重量份的润滑剂组合物计。在此实施方案中，第三种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为约2-10cSt和在40℃下的运动粘度为约15-35cSt。另外，第四种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为约15-35cSt和在40℃下的运动粘度为约80-160cSt。另外，在此实施方案中，第三种和第四种聚亚烷基二醇都是从氧化丙烯形成的均聚物。另外，在此实施方案中，润滑剂组合物一般用于润滑车辆的轮轴、传动装置(手动或自动)、分动箱、变速差速器、功率输出器(PTO)和/或齿轮/车轮，且同时提高车辆的燃料效率。不限于任何具体理论，认为第三种和第四种聚亚烷基二醇的组合实现了提高的燃料效率。更具体而言，认为第三种和第四种聚亚烷基二醇的共混物的化学性质和运动粘度的组合向润滑剂组合物赋予优异的低温和高温性能，这当润滑剂组合物用于润滑上述车辆部件时能提高润滑剂组合物的燃料效率。
在某些实施方案中，润滑剂组合物显示与常规润滑剂相比改进的燃料效率。当用Minimum Traction Machine(MTM)在斯特里贝克(Stribeck)条件和滑动滚动比率(Slide-Roll Ratio)(SRR)下在40℃和100℃下分析润滑剂组合物时，能观察到这种提高的燃料效率。在某些实施方案中，当在斯特里贝克条件下在1,000mm/s的速度和40℃的温度下检测时，润滑剂组合物具有小于0.030的牵引系数。不限于任何理论，认为聚亚烷基二醇基础油组分的量及其在40℃和100℃下的运动粘度获得了具有改进的燃料效率的润滑剂组合物。尤其是，认为聚亚烷基二醇基础油组分向润滑剂组合物赋予了优异的低温和高温性能，这当润滑剂组合物用于润滑车辆的轮轴、传动装置(手动或自动)、分动箱、变速差速器、功率输出器(PTO)和/或齿轮/车轮时能提高润滑剂组合物的燃料效率。提高的燃料效率是通过滑剂组合物的上述牵引系数证明的。另外，尽管证明了提高的燃料效率，但是润滑剂组合物也具有优良的剪切稳定性和抗氧化性。此外，润滑剂组合物也允许显示与常规润滑剂相比改进(即更低的)的操作温度，这是由于由摩擦产生的热量被最小化，这由相对较低的牵引系数证明。
在一个实施方案中，润滑剂组合物是轮轴润滑剂。在此实施方案中，聚亚烷基二醇基础油组分是水溶性的，并且其存在量是基于100重量份轮轴润滑剂计的至少约80重量份。通常，在此实施方案中，聚亚烷基二醇基础油组分的存在量是基于100重量份轮轴润滑剂计的约80-95重量份。聚亚烷基二醇基础油组分包含约50-85重量份的第一种聚亚烷基二醇，基于100重量份的轮轴润滑剂计。第一种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为约2-30cSt和在40℃下的运动粘度为约10-50cSt。聚亚烷基二醇基础油组分还包括约5-35重量份的第二种聚亚烷基二醇，基于100重量份的轮轴润滑剂计。第二种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为约120-200cSt和在40℃下的运动粘度为约800-1,200cSt。第一种和第二种聚亚烷基二醇的组合使得轮轴润滑剂具有在100℃下的运动粘度为约4-50cSt，在40℃下的运动粘度为约20-300cSt，并且粘度指数为约170-250。另外，此实施方案的轮轴润滑剂也基本上不含I、II、III和IV类基础油。虽然不是必须的，此实施方案的轮轴润滑剂也可以基本上由上述组分和下述添加剂包组成。不限于任何具体理论，认为此实施方案的轮轴润滑剂当用于润滑车辆的轮轴时能提高车辆的燃料效率。更具体而言，认为第一种和第二种聚亚烷基二醇的共混物的化学性质和运动粘度的组合向润滑剂组合物赋予优异的低温和高温性能，这当润滑剂组合物用于润滑车辆的轮轴时能提高润滑剂组合物的燃料效率。
在其它实施方案中，润滑剂组合物是传动润滑剂，分动箱润滑剂，变速差速箱润滑剂，功率输出器润滑剂，和/或齿轮/车轮润滑剂。在这些实施方案中，聚亚烷基二醇基础油组分是水溶性的，其存在量是基于100重量份轮轴润滑剂计的至少约80重量份。通常，在这些实施方案中，聚亚烷基二醇基础油组分的存在量是约80-95重量份，基于100重量份的润滑剂组合物计。聚亚烷基二醇基础油组分包含约50-85重量份的第一种聚亚烷基二醇，基于100重量份的润滑剂组合物计。第一种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为约2-30cSt和在40℃下的运动粘度为约10-50cSt。聚亚烷基二醇基础油组分还包括约5-35重量份的第二种聚亚烷基二醇，基于100重量份的润滑剂组合物计。第二种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为约120-200cSt，和在40℃下的运动粘度为约800-1,200cSt。第一种和第二种聚亚烷基二醇的组合获得了润滑剂组合物，其在100℃下的运动粘度为约4-50cSt，在40℃下的运动粘度为约20-300cSt，并且粘度指数为约170-250。另外，这些实施方案的润滑剂组合物也基本上不含I、II、III和IV类基础油。虽然不是必须的，但是这些实施方案的润滑剂组合物也可以基本上由上述组分和下述添加剂包组成。不限于任何具体理论，认为这些实施方案的润滑剂组合物当用于润滑车辆的传动装置(手动或自动)、分动箱、变速差速器、功率输出器和/或齿轮/车轮时能提高车辆的燃料效率。更具体而言，认为第一种和第二种聚亚烷基二醇的共混物的化学性质和运动粘度的组合向润滑剂组合物赋予优异的低温和高温性能，这当润滑剂组合物用于润滑车辆的传动装置(手动或自动)、分动箱、变速差速器、功率输出器和/或齿轮/车轮时能提高润滑剂组合物的燃料效率。
润滑组合物也可以包含添加剂包。添加剂包包含至少一种添加剂，其能有效地改进润滑剂组合物的至少一种性能和/或要使用润滑剂组合物的设备的性能。在某些实施方案中，添加剂包包含一种或多种选自以下的添加剂：抗氧化剂，腐蚀抑制剂，泡沫控制添加剂，极端压力添加剂，抗磨添加剂，清净剂，金属钝化剂，倾点下降剂，和粘度指数改进剂。虽然不是必须的，但添加剂包和润滑剂组合物一般基本上不含分散剂。在某些实施方案中，添加剂包或添加剂包的一部分可以商品名
Figure BDA0001946765270000091
350从Afton Chemical商购。
应当理解的是，在添加剂包中所含的各添加剂可以与一种或多种其它添加剂在被加入润滑剂组合物之前组合，或者各添加剂可以单独地加入润滑剂组合物。换句话说，添加剂包不要求全部或甚至一部分的添加剂在与聚亚烷基二醇基础油组分组合之间合并。
当润滑剂组合物包含添加剂包时，添加剂包的存在量通常是约2-20、约4-18、约4-16、约4-14或约6-12重量份，基于100重量份的润滑剂组合物计。
关于抗磨添加剂，可以包括本领域公知的任何抗磨添加剂。抗磨添加剂的合适的非限制性例子包括：二烷基二硫代磷酸锌(“ZDDP”)，二烷基二硫代磷酸锌盐，含硫和/或磷和/或卤素的化合物，例如硫化烯烃和植物油、二烷基二硫代磷酸锌，烷基化磷酸三苯酯，磷酸三甲苯酯，磷酸三甲酚酯、氯化石蜡，烷基和芳基二-和三硫醚，单-和二烷基磷酸酯的胺盐，甲基膦酸的胺盐，二乙醇氨基甲基甲苯基三唑，双(2-乙基己基)氨基甲基甲苯基三唑，2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑的衍生物，3-[(二异丙氧基硫膦基)硫基]丙酸乙酯，硫代磷酸三苯酯(三苯基硫代磷酸酯(triphenylphosphorothioate))，硫代磷酸三(烷基苯基)酯及其混合物(例如硫代磷酸三(异壬基苯基)酯)，硫代磷酸二苯基单壬基苯基酯，硫代磷酸异丁基苯基二苯基酯，3-羟基-1,3-硫磷杂环丁烷(thiaphosphetane)3-氧化物的十二烷基胺盐，三硫代磷酸5,5,5-三[异辛基2-乙酸酯]，2-巯基苯并噻唑的衍生物，例如1-[N,N-双(2-乙基己基)氨基甲基]-2-巯基-1H-1,3-苯并噻唑，乙氧基羰基-5-辛基二硫代氨基甲酸酯，含磷的无灰抗磨添加剂，和/或它们的组合。在一个实施方案中，抗磨添加剂是ZDDP。
如果包含的话，抗磨添加剂在润滑剂组合物中的含量可以是约0.1-10重量份，或约0.1-5重量份，或约0.1-4重量份，或约0.1-3重量份，或约0.1-2重量份，或约0.1-1重量份，或约0.1-0.5重量份，基于100重量份的润滑剂组合物计。抗磨添加剂的量可以在上述范围外变化，但是通常整数和分数数值都在上述范围内。另外，应当理解的是，润滑剂组合物可以包含多于一种的抗磨添加剂，在这种情况下抗磨添加剂的总量是在上述范围内。另外，应当理解的是，润滑剂组合物可以包含多于一种的抗磨添加剂，在这种情况下抗磨添加剂的总量是在上述范围内。
相似地，可以包含本领域公知的任何倾点下降剂。倾点下降剂通常选自聚甲基丙烯酸酯和烷基化萘衍生物，以及它们的组合。
如果包含的话，在润滑剂组合物中的倾点下降剂的含量可以是约0.01-5重量份，或约0.01-2重量份，或约0.01-1重量份，或约0.01-0.5重量份，基于100重量份的润滑剂组合物计。倾点下降剂的量可以是在上述范围外变化，但是通常整数和分数数值都在上述范围内。另外，应当理解的是，润滑剂组合物可以包含多于一种的倾点下降剂，在这种情况下的倾点下降剂的总量是在上述范围内。
关于防泡剂，可以包含本领域公知的任何防泡剂。防泡剂通常选自硅氧烷防泡剂，丙烯酸酯共聚物防泡剂，及其组合。
如果包含的话，在润滑剂组合物中的防泡剂的含量可以是约1-1000ppm，或约1-500ppm，或约1-400ppm，基于润滑剂组合物的总重量计。防泡剂的量可以是在上述范围外变化，但是通常整数和分数数值都在上述范围内。另外，应当理解的是，润滑剂组合物可以包含多于一种的防泡剂，在这种情况下的防泡剂的总量是在上述范围内。
如果包含的话，清净剂通常选自高碱性或中性的金属磺酸盐、酚盐和水杨酸盐及其组合。例如，在各种实施方案中，清净剂是选自金属的磺酸盐、酚盐、水杨酸盐、羧酸盐、硫代膦酸盐及其组合。在一个实施方案中，清净剂包含高碱性的金属磺酸盐，例如磺酸钙。在另一个实施方案中，清净剂包含高碱性的金属水杨酸盐，例如水杨酸钙。在另一个实施方案中，清净剂包含烷基酚盐清净剂。
如果使用的话，在润滑剂组合物中的清净剂的量可以是约0.1-35重量份，或约0.1-5重量份，约0.1-3重量份，或约0.1-1重量份，基于100重量份的润滑剂组合物计。清净剂的量可以在上述范围外变化，但是通常整数和分数数值都在上述范围内。另外，应当理解的是，润滑剂组合物可以包含多于一种的清净剂，在这种情况下的清净剂的总量是在上述范围内。
如果使用的话，粘度指数改进剂可以是各种类型。粘度指数改进剂的合适例子包括聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸酯共聚物，聚乙烯基吡咯烷酮，聚丁烯，烯烃共聚物，苯乙烯/丙烯酸酯共聚物，聚醚，以及它们的组合。
如果使用的话，粘度指数改进剂可以按照各种量使用。粘度指数改进剂在润滑剂组合物中的存在量可以是约0.01-5重量份，约0.1-3重量份，或约0.1-1重量份，基于100重量份的润滑剂组合物计。粘度指数改进剂的量可以在上述范围外变化，但是通常整数和分数数值都在上述范围内。另外，应当理解的是，润滑剂组合物可以包含多于一种的粘度指数改进剂，在这种情况下的粘度指数改进剂的总量是在上述范围内。
如果使用的话，抗氧化剂可以是各种类型。合适的抗氧化剂包括：烷基化单酚，烷基硫甲基酚，氢醌和烷基化氢醌，羟基化硫代二苯基醚，亚烷基双酚，O-、N-和S-苄基化合物，羟基苄基化丙二酸酯，三嗪化合物，芳族羟基苄基化合物，苄基膦酸酯，酰基氨基酚，[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸与一元醇或多元醇形成的酯，β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇形成的酯，胺类抗氧化剂，脂族或芳族亚磷酸酯，硫代二丙酸或硫代二乙酸的酯，二硫代氨基甲酸或二硫代磷酸的盐，二硫化脂肪酯、硫化脂肪和硫化烯烃，及其组合。
如果包含的话，抗氧化剂可以按照各种量使用。抗氧化剂在润滑剂组合物中的存在量可以是约0.01-5重量份，约0.1-3重量份，或约0.5-2重量份，基于100重量份的润滑剂组合物计。
本发明还提供提高具有轮轴的车辆的燃料效率的方法。此方法包括提供所述润滑剂组合物。此方法还包括使所述润滑剂组合物与车辆的轮轴接触以提高车辆的燃料效率。
本发明还提供提高具有轮轴、传动装置(手动或自动)、分动箱、变速差速器、功率输出器(PTO)和/或齿轮/车轮的车辆的燃料效率的方法。此方法包括提供所述润滑剂组合物。此方法还包括使所述润滑剂组合物与选自以下的至少一种车辆部件接触以提高车辆的燃料效率：传动装置(手动或自动)，分动箱，变速差速器，功率输出器，齿轮/车轮，及其组合。
在一个实施方案中，本发明的方法还包括提供轮轴润滑剂以提高具有轮轴的车辆的燃料效率。在此实施方案中，轮轴润滑剂的聚亚烷基二醇基础油组分的存在量是至少约60重量份，基于100重量份的轮轴润滑剂计。另外，轮轴润滑剂具有在100℃下的运动粘度为约5-35cSt和在40℃下的运动粘度为约20-300cSt。另外，当在斯特里贝克条件下在1,000mm/s的速度和100℃的温度下检测时，轮轴润滑剂也具有小于0.030的牵引系数。此方法还包括使润滑剂和车辆的轮轴与轮轴润滑剂接触以提高车辆的燃料效率。
实施例
在本发明范围内的两种润滑剂组合物作为润滑剂组合物1和2列在表1中。表1还提供两种对比润滑剂作为对比润滑剂A和B。表1中的用于每种润滑剂的各组分是作为基于100重量份相应润滑剂计的重量份列出。
表1
Figure BDA0001946765270000131
基础油1是氧化乙烯和氧化丙烯的水溶性共聚物，其具有在100℃下的运动粘度为约2-10cSt和在40℃下的运动粘度为约15-25cSt。
基础油2是氧化乙烯和氧化丙烯的水溶性共聚物，其具有在100℃下的运动粘度为约120-200cSt和在40℃下的运动粘度为约900-1,000cSt。
基础油3是氧化丙烯的水不溶性均聚物，其具有在100℃下的运动粘度为约2-10cSt和在40℃下的运动粘度为约30-40cSt。
基础油4是氧化丙烯的水不溶性均聚物，其具有在100℃下的运动粘度为约15-25cSt和在40℃下的运动粘度为约115-140cSt。
基础油5是2-丙基庚醇和己二酸形成的二酯。
基础油6是I类基础油，可从ExxonMobil以商品名Americas CORE150TM商购。
基础油7是I类基础油，可从ExxonMobil以商品名Americas CORE2550TM商购。
基础油8是聚α-烯烃基础油，可从ExxonMobil商购，其具有在100℃下的运动粘度为6cSt。
基础油9是聚α-烯烃基础油，可从ExxonMobil商购，其具有在100℃下的运动粘度为100cSt。
检测润滑剂组合物1-2和对比润滑剂A-B的运动粘度和粘度指数，并列于表1中。
牵引系数是用MTM在斯特里贝克条件下在100℃和40℃的温度下检测的。在100℃和40℃下的结果分别如图1A和1B中所示。
这些结果证明润滑剂组合物1和2具有优异的燃料效率。
在本发明范围内的两种额外润滑剂组合物作为润滑剂组合物3和4列在表2中。表2也提供对比润滑剂作为对比润滑剂C。用于每种润滑剂的各组分是作为基于100重量份相应组合物计的重量份列出。
表2
Figure BDA0001946765270000151
基础油1-5和8如上所述。
基础油10是金属茂催化的聚α-烯烃基础油，可购自ExxonMobil，其具有在100℃下的运动粘度为150cSt。
性能添加剂包含上述性能添加剂。
润滑剂组合物3-4和对比润滑剂C的物理性能也列在表2中。
润滑剂组合物3-4、对比润滑剂C和Emgard 2986的牵引系数是在斯特里贝克条件下和滑动滚动条件下检测的。Emgard 2986是可商购的润滑剂，并用于提供额外的对比润滑剂。首先，用MTM在斯特里贝克条件下在100℃的温度下检测牵引系数。这种在100℃下进行的第一个牵引系数实验的结果如图2A所示。第二，用MTM在滑动滚动比率条件下在100℃的温度下检测牵引系数。这种第二个牵引系数实验的结果如图2B所示。如图2A和2B所示，润滑剂组合物3和4具有优异的燃料效率。
润滑剂组合物3-4、对比润滑剂C和Emgard 2986的燃料效率也用EPA 75/25(市区周期和高速周期)燃料经济和欧洲NEDC周期实验评估。这些实验都是在底盘测功机上用2015Dodge Ram卡车(C 235轮轴)进行。结果如图3A、3B和3C所示。如图3A-3C所示，润滑剂组合物3和4具有优异的燃料效率。
应当理解的是，所附权利要求不限于在详述中描写的那些具体化合物、组合物或方法，这可以在本发明所附权利要求范围内的具体实施方案之间变化。关于在这里用于描述各种实施方案的具体特征或方面的马库什群组，可以由马库什群组的各成员独立于所有其它成员获得不同的、特定的和/或出乎意料的结果。可以独立和/或组合依赖马库什群组的各成员并为所附权利要求书范围内的具体实施方案提供足够的支持。
还要理解的是，赖以描述本公开的各种实施方案的任何范围和子范围独立地并共同地落在所附权利要求书的范围内，并被理解为描述和考虑了包括其内的整数和/或分数值的所有范围，即使在本文中没有明确写出这些值。本领域技术人员容易认识到，所列举的范围和子范围足以描述和实现本公开的各种实施方案，且这样的范围和子范围可进一步描绘成相关的1/2、1/3、1/4、1/5诸如此类。仅举一例，“0.1至0.9”的范围可进一步描绘成下1/3，即0.1至0.3，中间1/3，即0.4至0.6，和上1/3，即0.7至0.9，它们独立地并共同地在所附权利要求书的范围内并可独立地和/或共同地赖以为所附权利要求书范围内的具体实施方案提供足够的支持。此外，关于界定或修饰范围的词语，如“至少”、“大于”、“小于”、“不大于”等，要理解的是，这样的词语包括子范围和/或上限或下限。作为另一实例，“至少10”的范围固有地包括至少10至35的子范围、至少10至25的子范围、25至35的子范围，诸如此类，并且可以独立地和/或共同地依赖各子范围并为所附权利要求书范围内的具体实施方案提供足够的支持。最后，可以依赖所公开的范围内的独立数值并为所附权利要求书范围内的具体实施方案提供足够的支持。例如，“1至9”的范围包括各种独立整数，如3，以及含小数点的独立数值(或分数)，如4.1，可以依赖它们为所附权利要求书范围内的具体实施方案提供足够的支持。另外，在配制剂中包含的溶剂、溶剂用量、聚羧酸盐的选择以及碱性试剂及其粒径和其它固体原料的选择都一般控制配制剂的粘度。
已经通过说明性方式描述本发明，应当理解的是所用的用语用于词语的本身含义，而不起限制作用。在上述描述的基础上可以进行许多改进和改变。本发明也可以按照与上述具体方式不同的方式实施。独立权利要求和从属权利要求(单独引用和多重引用)的所有组合的主题也明确落入考虑范围内。

Claims (18)

1.润滑剂组合物，其包含基于100重量份润滑剂组合物计至少60重量份的聚亚烷基二醇基础油组分，其中所述润滑剂组合物具有在100℃下的运动粘度为4-50cSt和在40℃下的运动粘度为20-700cSt，各自根据ASTM D445检测，
其中(a)在所述聚亚烷基二醇基础油组分是水溶性的情况下，所述聚亚烷基二醇基础油组分包含：
第一种聚亚烷基二醇，其具有在100℃下的运动粘度为2-70cSt和在40℃下的运动粘度为5-200cSt，各自根据ASTM D445检测，和
第二种聚亚烷基二醇，其具有在100℃下的运动粘度为50-220cSt和在40℃下的运动粘度为150-1,300cSt，各自根据ASTM D445检测，
其中所述第二种聚亚烷基二醇在100℃和40℃下的运动粘度大于所述第一种聚亚烷基二醇在100℃和40℃下的运动粘度；
(b)在所述聚亚烷基二醇基础油组分是水不溶性的情况下，所述聚亚烷基二醇基础油组分包含：
第三种聚亚烷基二醇，其具有在100℃下的运动粘度为2-15cSt和在40℃下的运动粘度为15-70cSt，各自根据ASTM D445检测，和
第四种聚亚烷基二醇，其具有在100℃下的运动粘度为10-50cSt和在40℃下的运动粘度为60-250cSt，各自根据ASTM D445检测，
其中所述第四种聚亚烷基二醇在100℃和40℃下的运动粘度大于所述第三种聚亚烷基二醇在100℃和40℃下的运动粘度。
2.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其中：
所述第一种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为2-30cSt和在40℃下的运动粘度为10-50cSt，各自根据ASTM D445检测，和
所述第二种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为120-200cSt和在40℃下的运动粘度为800-1,200cSt，各自根据ASTM D445检测。
3.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其中所述聚亚烷基二醇基础油组分包含：
基于100重量份所述润滑剂组合物计的50-85重量份的所述第一种聚亚烷基二醇，和
基于100重量份所述润滑剂组合物计的5-35重量份的所述第二种聚亚烷基二醇。
4.根据权利要求2所述的润滑剂组合物，其中所述聚亚烷基二醇基础油组分包含：
基于100重量份所述润滑剂组合物计的50-85重量份的所述第一种聚亚烷基二醇，和
基于100重量份所述润滑剂组合物计的5-35重量份的所述第二种聚亚烷基二醇。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的润滑剂组合物，其中所述第一种和第二种聚亚烷基二醇中的至少一种是从氧化乙烯和氧化丙烯的反应产物形成的无规共聚物。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的润滑剂组合物，其中当在斯特里贝克条件下在1,000mm/s的速度和100℃的温度下检测时，所述润滑剂组合物具有小于0.030牵引系数。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的润滑剂组合物，其中当在斯特里贝克条件下在1,000mm/s的速度和40℃的温度下检测时，所述润滑剂组合物具有小于0.020牵引系数。
8.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其中：
所述第三种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为2-10cSt和在40℃下的运动粘度为20-50cSt，各自根据ASTM D445检测，和
所述第四种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为15-35cSt和在40℃下的运动粘度为80-160cSt，各自根据ASTM D445检测。
9.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其中所述聚亚烷基二醇基础油组分包含：
基于100重量份所述润滑剂组合物计的5-40重量份的所述第三种聚亚烷基二醇，和
基于100重量份所述润滑剂组合物计的40-70重量份的所述第四种聚亚烷基二醇。
10.根据权利要求8所述的润滑剂组合物，其中所述聚亚烷基二醇基础油组分包含：
基于100重量份所述润滑剂组合物计的5-40重量份的所述第三种聚亚烷基二醇，和
基于100重量份所述润滑剂组合物计的40-70重量份的所述第四种聚亚烷基二醇。
11.根据权利要求1或8-10中任一项所述的润滑剂组合物，其中所述第三种和第四种聚亚烷基二醇中的至少一种是从氧化丙烯形成的均聚物。
12.根据权利要求8-10中任一项所述的润滑剂组合物，其中当在斯特里贝克条件下在1,000mm/s的速度和100℃的温度下检测时，所述润滑剂组合物具有小于0.030的牵引系数。
13.根据权利要求1或8-10中任一项所述的润滑剂组合物，其还包含二酯。
14.根据权利要求1-4或8-10中任一项所述的润滑剂组合物，其还包含含有选自以下的至少一种添加剂的添加剂包：抗氧化剂、腐蚀抑制剂、泡沫控制添加剂、极端压力添加剂、抗磨添加剂、清净剂和粘度指数改进剂，其中所述润滑剂组合物基本上不含分散剂。
15.根据权利要求1-4或8-10中任一项所述的润滑剂组合物，其基本上不含I、II、III和IV类基础油。
16.根据权利要求1-4或8-10中任一项所述的润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物是轮轴润滑剂。
17.根据权利要求16所述的润滑剂组合物，其中轮轴润滑剂包含：
水溶性的聚亚烷基二醇基础油组分，其存在量是基于100重量份所述轮轴润滑剂计的至少80重量份，所述聚亚烷基二醇基础油组分包含：
第一种聚亚烷基二醇，其含量是基于100重量份所述轮轴润滑剂计的50-85重量份，其中第一种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为2-30cSt和在40℃下的运动粘度为10-50cSt，各自根据ASTM D445检测，和
第二种聚亚烷基二醇，其含量是基于100重量份所述轮轴润滑剂计的5-35重量份，其中第二种聚亚烷基二醇具有在100℃下的运动粘度为120-200cSt和在40℃下的运动粘度为800-1,200cSt，各自根据ASTM D445检测，
其中所述轮轴润滑剂具有在100℃下的运动粘度为4-50cSt和在40℃下的运动粘度为20-300cSt，各自根据ASTM D445检测；
其中所述轮轴润滑剂基本上不含I、II、III和IV类基础油；和
其中根据ASTM D2270检测，所述轮轴润滑剂具有170-250的粘度指数。
18.一种提高具有轮轴的车辆的燃料效率的方法，所述方法包括：
提供根据权利要求1-17中任一项所述的润滑剂组合物作为轮轴润滑剂；
其中轮轴润滑剂具有在100℃下的运动粘度为4-50cSt和在40℃下的运动粘度为20-300cSt，各自根据ASTM D445检测；
其中当在斯特里贝克条件下在1,000mm/s的速度和100℃的温度下检测时，所述轮轴润滑剂具有小于0.030的牵引系数，和
使所述润滑剂与车辆的轮轴接触以提高车辆的燃料效率。
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