CN111194347B - 润滑剂组合物、用于润滑传动装置的用途和传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种减少传动装置中的摩擦振动的润滑剂组合物，该润滑剂组合物包括基础油和具有通式(I)的二胺烷烃单盐
Figure DDA0002443763980000011
其中R(羧酸、胺)是具有16‑24个碳原子的不饱和烃基，R'是氢、具有1‑4个碳原子的烃基或苄基，和/或具有通式(II)的三胺烷烃单盐或双盐
Figure DDA0002443763980000012
其中R(羧酸、胺)是具有12‑24个碳原子的可为饱和或不饱和、直链或支链的烃基，R'是氢、具有1‑4个碳原子的烃基或苄基，或者具有通式(I)和/或(II)的化合物与具有通式(III)的乙氧基化的胺的混合物，

Description

润滑剂组合物、用于润滑传动装置的用途和传动装置
技术领域
本发明涉及润滑剂组合物、该润滑剂组合物用于润滑传动装置(Getriebe)的用途以及传动装置。
背景技术
在汽车工程中已知，为了避免磨损、消散啮合中产生的热量、减少啮合中产生的摩擦并减少粘滑效应而对传动装置中传递力的齿轮(无论是直齿轮还是螺旋齿轮)进行润滑，从而确保其耐用性和功能性(可操作性)。
在此，润滑通过浸渍润滑或强制润滑进行。在使用浸渍润滑的情况下，由于齿轮在运行过程中的旋转，齿轮的齿和齿侧面浸入油底壳中并在此吸收润滑所需的润滑剂量。相反，在强制润滑的情况下，通过主动加油措施将润滑剂引入齿轮的啮合中。
用于该目的的润滑剂组合物的物理化学性质必须使得在齿轮箱中的待润滑的传动齿轮能够安全且持久地执行其力传递功能。为此目的，以如下方式配制对应于上述应用的润滑油或者更确切地说传动装置润滑油：给流变学上合适的基础液(所谓的基础油)掺入多种改善基础油性能的活性成分(所谓的添加剂)。基础油特别包括矿物油、部分合成和合成油以及天然油。
所述添加剂例如用于改善承载能力和磨损保护(高压和抗磨添加剂)、泡沫行为(泡沫抑制剂)、摩擦性能(摩擦改进剂(减摩剂))，用于减少粘滑效应/摩擦振动以及用于改善氧化和腐蚀稳定性(氧化抑制剂、金属钝化剂、防锈剂)。分散剂和清洁剂也用作添加剂。
在差速传动装置(或称为差速器)中，例如在前轮驱动的机动车的情况下转弯时前车区域中会发出嗡嗡声。止推垫圈组件与齿轮差速器(Getriebedifferenzial)的锥齿轮之间的摩擦振动(粘滑)会触发这种噪音。这些噪音由于与车身的连接而被额外地放大，并严重损害驾驶舒适性。
由金属材料例如钢来制造通常由塑料组成的止推垫圈可导致噪音排放的减少。然而，在此用于提供这种止推垫圈的相对较高的成本是不利的。
还已知将添加剂添加到差速传动装置的润滑油中。例如在US20140342962A1中使用了R'N((CH2)2CONHR")2，然而不能实现令人满意的噪音的降低。在US 4,849,119中描述了用作机油添加剂的二胺羧酸盐(或称为二胺羧酸酯)。
US 2798045 A公开了具有基础油和尤其是N-C12-18-烷基丙烯二胺油酸酯的润滑剂。在US 5254277 A中一般性地描述了具有羟胺和烷基二胺羧酸盐(或称为烷基二胺羧酸酯)的润滑剂。
发明内容
本发明现在所要解决的技术问题在于，提供一种润滑剂组合物，该润滑剂组合物防止或至少减少传动装置中的摩擦振动。
该技术问题通过如下技术方案来解决。
根据本发明的润滑剂组合物包括基础油和具有通式(I)的二胺烷烃单盐
Figure GDA0003505102100000021
其中R(羧酸、胺)为具有16-24个碳原子的不饱和烃基，
R'为氢、具有1-4个碳原子的烃基或苄基，
和/或具有通式(II)的三胺烷烃单盐或双盐
Figure GDA0003505102100000022
其中R(羧酸、胺)是具有12-24个碳原子的可为饱和或不饱和、直链或支链的烃基，
R'为氢、具有1-4个碳原子的烃基或苄基，
或者具有通式(I)和/或(II)的化合物与具有通式(III)的乙氧基化胺的混合物，
Figure GDA0003505102100000031
其中R”为具有8-22个碳原子的可为饱和或不饱和、直链或支链的烃基，以及
a和b为2至50，即a和b各自为1到25之间的数字。优选地，a和b为2，即a和b各自为1。a和b可为相同或不同。
根据本发明，所述具有通式(I)、(II)和(III)的化合物也可各自为混合物，其可由所述基团的链长在所示范围内的变化而产生。
优选地，所述润滑剂组合物具有50至99.9重量％的基础油和0.1至1重量％、优选0.1至0.5重量％的具有通式(I)或(II)的化合物。
如果将具有通式(I)和/或(II)的化合物与具有通式(III)的乙氧基化胺组合，则具有通式(I)和/或(II)的化合物为0.1至0.5重量％以及具有通式(III)的化合物为0.1至0.5重量％。
优选地，具有通式(I)的化合物与具有(II)的化合物在不添加具有通式(III)的乙氧基化胺的情况下组合，因为在此可使用较低的浓度，使得能够实现更好的材料相容性、更小的对其他组分的影响和更少的润滑性劣化。
优选地，具有通式(I)的二胺烷烃单盐(或称为二氨基烷烃单盐)为N-(油基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐(或称为N-(油烯基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐，N-(oleyl alkyl)-1,3-propandiamin-oleat)(Akzo-Nobel公司的
Figure GDA0003505102100000032
211)。
优选地，具有通式(II)的三胺烷烃单盐或双盐为动物脂(Talg，牛脂[商])二丙烯三胺油酸盐(Akzo-Nobel公司的
Figure GDA0003505102100000033
312)。
优选地，具有通式(III)的乙氧基化胺为双(2-羟乙基)动物脂胺(具体地，牛脂胺或牛油胺)(Bis(2-hydroxylethyl)Talgamin)(Akzo-Nobel公司的
Figure GDA0003505102100000034
T12)。
优选地，润滑剂组合物为传动装置润滑油，优选用于差速传动装置。
本发明还涉及上述润滑剂组合物在润滑传动装置、优选差速传动装置中的用途。
在用途的范围内，在具有通式(I)的化合物中，除了对于润滑剂组合物给出的定义之外，基团R(羧酸、胺)可以是具有12-24个碳原子的烃基，所述烃基可为饱和或不饱和、直链或支链的。
在根据本发明的润滑剂组合物和根据本发明的润滑剂组合物的用途中，令人惊奇地发现，作为传动装置润滑油具有降低摩擦振动的优异性能。
这些性能特别是在用于差速传动装置时是有利的，使得不会由差速传动装置产生噪音。同时，保证了齿轮的非常好的润滑性，并且在传动装置的同步中确保了足够高的摩擦系数。
在特别优选的实施方式变体中，润滑剂组合物包括选自以下的合成基础油：根据美国石油协会(API)分类的组III的加氢裂化油和/或组IV的聚α烯烃(参见下文)，并且除了根据结构I和II的硫化合物外还包含磷化合物。
组合物在100℃下的运动粘度优选为3.0至18.0mm2/s(厘沲)、特别优选4.0至10.0mm2/s。在上述范围内的粘度特别适用于变速器的润滑。
作为根据本发明的润滑剂组合物的基础油，可使用矿物油、部分合成或合成的油或天然油或它们的混合物。该基础油尤其选自如在美国石油协会(API)的“Base OilInterchangeability Guidelines”中指定的组I至V中的基础油之一，以及选自天然气合成基础油(Gas-to-Liquid-
Figure GDA0003505102100000042
)。下表列出了API基础油组I至V。
Figure GDA0003505102100000041
1组I至III是矿物油基础材料
2ASTM D1552、ASTM D2622、ASTM D3120、ASTM D4294或ASTM D4927
3ASTM D2007
4ASTM D2270
特别优选地，基础油选自组III的加氢裂化油或组IV的PAO。
根据本发明的润滑剂组合物可包括与基础油适配的添加剂。这些尤其包括流动改进剂(粘度指数改进剂)、磨损保护添加剂、抗氧化剂、金属减活剂(金属钝化剂)、防锈剂、分散剂、摩擦改进剂(减摩剂)、泡沫抑制剂和清洁剂。
最后，本发明的主题是一种具有齿轮部的传动装置，该齿轮部用根据本发明的润滑剂组合物润滑。
优选地，传动装置为差速传动装置。
除非在个别情况下另有说明，否则本申请中提到的本发明的各种实施方式可彼此有利地相互组合。
下面通过实施例更详细地解释本发明。
实施例
测试根据本发明的润滑剂组合物在差速传动装置中、特别是在止推垫圈组件与锥齿轮(滑动轴承)的摩擦接触中的摩擦振动行为(粘滑(stick-slip))
为了估计在使用根据本发明的润滑剂组合物和根据现有技术的润滑剂组合物的情况下的传动装置的噪音行为，使用电动试验台，该电动试验台允许驱动轴的水平布置。通过类似于车辆安装位置的水平的部件布置确保了类似的注油情况。
转速和温度可分别在0至1000分钟-1和室温至100℃的范围内自由选择。
使用加速度传感器以1000Hz的测量频率记录并评估取决于润滑剂成分的测试装置的振动强度。
差速器壳通过插座连接到测试台的驱动器。轴法兰之一通过驱动轴以抗扭转的方式(verdrehsicher)固定在测试装置/谐振器上。第二轴法兰可自由旋转。将约三升待测试的润滑剂组合物装入可调温的测试容器中。设置相应的测试温度。在足够的温度控制阶段之后，启动测试台，并开始计算机控制的测试运行，同时记录产生的测试装置的振动。
所有测试均在相同温度下进行。在测试过程中，转速从0rpm增加到约20rpm，又回复为0rpm。根据加速度显示在此出现的测试装置的振动强度，其中获得对称的振动模式。±0.1g的加速度不再是可容忍的，也就是说，没有充分减少振动。
测试结果显示在图1至14中，其中确定的是，根据本发明的润滑剂组合物的所有测试结果带来的加速度显著低于±0.1g。
附图说明
图1涉及根据本发明的润滑剂组合物的第一实施例，该润滑剂组合物具有浓度为0.5重量％的具有通式(I)的化合物，即
Figure GDA0003505102100000061
211，N-(油基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐，
图2涉及根据本发明的润滑剂组合物的第二实施例，该润滑剂组合物具有浓度为0.5重量％的具有通式(I)的化合物，即
Figure GDA0003505102100000062
211，N-(油基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐，
图3涉及根据本发明的润滑剂组合物的第三实施例，该润滑剂组合物具有浓度为0.5重量％的具有通式(I)的化合物，即
Figure GDA0003505102100000063
211，N-(油基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐，
图4涉及根据本发明的润滑剂组合物的第一实施例，该润滑剂组合物具有浓度为0.4重量％的具有通式(I)的化合物，即
Figure GDA0003505102100000064
211，N-(油基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐，
图5涉及根据本发明的润滑剂组合物的第二实施例，该润滑剂组合物具有浓度为0.4重量％的具有通式(I)的化合物，即
Figure GDA0003505102100000065
211，N-(油基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐，
图6涉及根据本发明的润滑剂组合物的一个实施例，该润滑剂组合物具有浓度为0.3重量％的具有通式(I)的化合物，即
Figure GDA0003505102100000066
211，N-(油基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐，
图7涉及根据本发明的润滑剂组合物的一个实施例，该润滑剂组合物具有浓度为0.5重量％的具有通式(II)的化合物，即
Figure GDA0003505102100000067
312，动物脂二丙烯三胺油酸盐，
图8涉及根据本发明的润滑剂组合物的一个实施例，该润滑剂组合物包括具有通式(I)的化合物，即
Figure GDA0003505102100000068
211，N-(油基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐(0.5重量％)，和具有通式(III)的化合物，即
Figure GDA0003505102100000069
T12，双(2-羟乙基)动物脂胺(0.2重量％)，
图9涉及根据本发明的润滑剂组合物的一个实施例，该润滑剂组合物包括具有通式(I)的化合物，即
Figure GDA00035051021000000610
211，N-(油基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐(0.2重量％)，和具有通式(III)的化合物，即
Figure GDA00035051021000000611
T12，双(2-羟乙基)动物脂胺(0.4重量％)，
图10涉及一种润滑剂组合物，该润滑剂组合物具有浓度为0.5重量％的具有通式(III)的化合物，即
Figure GDA0003505102100000071
T12，双(2-羟乙基)动物脂胺，
图11涉及一种润滑剂组合物，该润滑剂组合物具有浓度为0.4重量％的具有通式(III)的化合物，即
Figure GDA0003505102100000072
T12，双(2-羟乙基)动物脂胺，
图12涉及一种润滑剂组合物，该润滑剂组合物具有浓度为0.5重量％的根据现有技术的添加剂
Figure GDA0003505102100000073
TDO。
图13涉及一种润滑剂组合物，该润滑剂组合物包括具有通式(III)的化合物，即
Figure GDA0003505102100000074
T12，双(2-羟乙基)动物脂胺(0.3重量％)，和根据现有技术的添加剂
Figure GDA0003505102100000075
T(0.5重量％)，和
图14涉及一种润滑剂组合物，该润滑剂组合物包括具有通式(III)的化合物即
Figure GDA0003505102100000076
T12，双(2-羟乙基)动物脂胺(0.3重量％)、
Figure GDA0003505102100000078
T(0.3重量％)和具有通式(I)的化合物
Figure GDA0003505102100000077
211(0.2重量％)。
具体实施方式
从图1可以看出，使用包含浓度为0.5重量％的N-(油基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐(
Figure GDA0003505102100000079
211)作为具有通式(I)的化合物的根据本发明的润滑剂组合物在测试运行期间几乎没有噪音或振动。
图2和图3对应于使用相同化合物和浓度的根据图1的测试，其中获得了基本相同的振动图。
对于以0.4重量％的浓度(图4和图5)和以0.3重量％的浓度(图6)使用相同的具有通式(I)的化合物N-(油基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐(
Figure GDA00035051021000000710
211)的测试也是如此。
图7涉及根据本发明的润滑剂组合物的一个实施例，该润滑剂组合物具有浓度为0.5重量％的具有通式(II)的化合物，动物脂二丙烯三胺油酸盐(
Figure GDA00035051021000000711
312)，其中具有与前述附图类似的振动图。
图8和图9示出了根据本发明的润滑剂组合物的有利的测试结果，所述润滑剂组合物分别包括浓度为0.5重量％或0.2重量％的具有通式(I)的化合物N-(油基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐(
Figure GDA00035051021000000712
211)和浓度为0.2重量％或0.4重量％的具有通式(III)的化合物双(2-羟乙基)动物脂胺(
Figure GDA00035051021000000713
T12)。
从图10可以看出，仅设置有浓度为0.5重量％的具有通式(III)的化合物双(2-羟乙基)动物脂胺(
Figure GDA0003505102100000081
T12)的润滑剂组合物不能以期望的方式减少振动。
这同样适用于根据图11使用浓度为0.4重量％的双(2-羟乙基)动物脂胺(
Figure GDA0003505102100000082
T12)、根据图12使用现有技术的浓度为0.5重量％的
Figure GDA0003505102100000083
TDO以及根据图13使用浓度为0.3重量％的双(2-羟乙基)动物脂胺(
Figure GDA0003505102100000084
T12)和现有技术的浓度为0.5重量％的
Figure GDA0003505102100000085
T的测试结果。
相反，根据图14可显示出如下的润滑剂组合物再次获得了减振的有益效果，该润滑剂组合物具有浓度为0.3重量％的双(2-羟乙基)动物脂胺(
Figure GDA0003505102100000086
T12)、0.3重量％的
Figure GDA0003505102100000087
T和0.2重量％的N-(油基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐(
Figure GDA0003505102100000088
211)，即在根据图13的组合物中添加了
Figure GDA0003505102100000089
211。

Claims (15)

1.润滑剂组合物，包括基础油和
具有通式(I)的二胺烷烃单盐
Figure FDA0004071304410000011
其中R为具有16-24个碳原子的不饱和烃基，并且R'为氢、具有1-4个碳原子的烃基或苄基，
和具有通式(III)的乙氧基化胺，
Figure FDA0004071304410000012
其中R”为具有8至22个碳原子的饱和或不饱和、直链或支链的烃基，以及a和b之和为2至50，
其中具有通式(I)的化合物为润滑剂组合物的0.1至0.5重量％以及具有通式(III)的化合物为润滑剂组合物的0.1至0.5重量％。
2.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其特征在于，所述润滑剂组合物还包含通式(II)的三胺烷烃单盐或三胺烷烃双盐
Figure FDA0004071304410000013
其中R是具有12-24个碳原子的饱和或不饱和、直链或支链的烃基，并且
R'为氢、具有1-4个碳原子的烃基或苄基。
3.根据权利要求2所述的润滑剂组合物，其特征在于，具有通式(II)的化合物的R为具有16至24个碳原子的不饱和烃基。
4.根据权利要求1或2所述的润滑剂组合物，其特征在于，具有通式(I)的二胺烷烃单盐为N-(油基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐。
5.根据权利要求2或3所述的润滑剂组合物，其特征在于，具有通式(II)的三胺烷烃单盐或双盐为动物脂二丙烯三胺油酸盐。
6.根据权利要求1或2所述的润滑剂组合物，其特征在于，具有通式(III)的乙氧基化胺为双(2-羟乙基)动物脂胺。
7.根据权利要求1或2所述的润滑剂组合物，其特征在于，a和b各自为1。
8.润滑剂组合物用于润滑传动装置的用途，所述润滑剂组合物包括基础油和
具有通式(I)的二胺烷烃单盐
Figure FDA0004071304410000021
其中R为具有12-24个碳原子的烃基，所述烃基为饱和或不饱和、直链或支链的，并且R'为氢、具有1-4个碳原子的烃基或苄基，
和具有通式(III)的乙氧基化胺，
Figure FDA0004071304410000022
其中R”为具有8至22个碳原子的饱和或不饱和、直链或支链的烃基，以及a和b之和为2至50，
其中具有通式(I)的化合物为润滑剂组合物的0.1至0.5重量％以及具有通式(III)的化合物为润滑剂组合物的0.1至0.5重量％。
9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于，所述润滑剂组合物还包含通式(II)的三胺烷烃单盐或三胺烷烃双盐
Figure FDA0004071304410000031
其中R是具有12-24个碳原子的饱和或不饱和、直链或支链的烃基，并且
R'为氢、具有1-4个碳原子的烃基或苄基。
10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于，具有通式(II)的化合物的R为具有16至24个碳原子的不饱和烃基。
11.根据权利要求8或9所述的用途，其特征在于，具有通式(I)的二胺烷烃单盐为N-(油基烷基)-1,3-丙二胺油酸盐。
12.根据权利要求9或10所述的用途，其特征在于，具有通式(II)的三胺烷烃单盐或双盐为动物脂二丙烯三胺油酸盐。
13.根据权利要求8或9所述的用途，其特征在于，具有通式(III)的乙氧基化胺为双(2-羟乙基)动物脂胺。
14.根据权利要求8或9所述的用途，其特征在于，a和b各自为1。
15.根据权利要求8或9所述的用途，其特征在于，该传动装置为差速传动装置。
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