CN112154199B - 具有增强的fe潜力的工业发动机用润滑组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多功能润滑剂的领域，所述多功能润滑剂可用于机动车辆的各种构件中，特别是可用于发动机、传动装置或液压回路中。本发明涉及至少一种选自二烯和芳族乙烯基化合物的氢化共聚物的改善粘度指数的聚合物在润滑组合物中用于在润滑工业车辆的各种构件的过程中使用所述润滑组合物期间降低所述润滑组合物的粘度的用途，该构件尤其是柴油发动机工业车辆的构件，例如发动机、变速箱和液压回路，所述润滑组合物在其使用过程中经受至少一种热剪切。

Description

具有增强的FE潜力的工业发动机用润滑组合物

技术领域

本发明涉及多功能润滑剂的领域，所述多功能润滑剂可用于机动车辆的各种构件中，特别是可用于车辆的发动机、传动装置或液压回路中。更确切地，本发明涉及工业机械用润滑剂的领域，所述工业机械例如是典型地配备有工业柴油发动机的土木工程机械。本发明特别旨在提出使用改善粘度指数的特定聚合物以开发显示出随时间的增强的“FE(燃料经济性)潜力”或CIFE(不断增长的燃料经济性)的润滑组合物，如下文所解释的。此术语涵盖了在使用过程中其FE潜力提高的润滑剂，这不仅反映在润滑剂的粘度在工业柴油发动机中在其使用的过程中没有显著增加的事实，而且还反映在其低于相同润滑剂在使用前的粘度。

背景技术

润滑组合物也被称为“润滑剂”，通常用于发动机中，其主要目的是减少发动机、传动装置和液压回路中运动的各种金属零件之间的摩擦力。它们还有效防止这些零件(特别是其表面)的过早磨损甚至损坏。

为此，润滑组合物经典地由基础油组成，通常将多种添加剂与该基础油相结合，所述添加剂专用于刺激基础油的润滑性能，例如改善粘度指数的聚合物和改善摩擦的添加剂。

在工业发动机领域中，单一润滑组合物可直接用于多种类型的应用中，尤其是用在机动车辆的各种构件如发动机、传动装置(变速箱和分动箱)、液压回路和其他次级构件中，而无需改变；换句话说，这种流体的组成直接适用于所考虑的各种类型的用途。

因此，多功能润滑组合物从一开始就必须满足特定的粘度限制，该粘度限制与以下事实相关：各种构件的运行导致所述润滑组合物在其使用过程中的特定粘度。换句话说，这些限制迫使力求达到在粘度和作为必然结果的对粘度指数具有影响的聚合物的选择方面进行折衷。

此外，工业柴油发动机经常经受严苛甚至剧烈的使用。

相对于使用多种的单功能油，拥有单一润滑组合物或多功能组合物来润滑车辆的各种构件的事实尤其在保养和存储的便利性、车辆或车辆车队的维护、包装和物流方面具有优势。对于大型土木工程车辆车队来说尤其如此，这些车辆经常在偏僻的工地上使用，并经受恶劣的气候条件，并且没有足够的存储设备。

最后，除了需要对由于工业发动机的结构而引起的这些固有限制以及对构成该发动机的各种构件的单一使用以及对这些发动机的潜在长期使用作出响应之外，还需要找到其粘度在其使用过程中降低的润滑组合物。

已知被称作“Fuel-Eco”(FE)(英文术语为“fuel economy”)的润滑组合物，其使用具有高粘度指数(IV或英文术语为“VI”)和低剪切的聚合物，其尤其已被开发用于润滑例如在土木工程或矿场和采石场中使用的工业设备。这些组合物节省了燃料消耗。

因此，当被使用时，现有技术的润滑剂通常经历粘度的增加，这对润滑剂的FE性质具有负面影响。

在这些具有FE性质的润滑剂的情况下，润滑组合物的粘度降低，因此能够实现FE。但是，这种FE性能不会随时间增强。有效地，流体的粘度由于聚合物的剪切而降低，但这样的代价是在使用中出现烟灰和氧化产物，这增加了润滑剂的总体粘度。

GB1575449公开了共轭二烯和芳族乙烯基化合物的共聚物，其可被用作粘度指数增强剂，特别是因为它改善了润滑组合物的氧化稳定性。

WO 2013/066915公开了一种润滑油组合物，其包含具有润滑粘度的基础油、具有低剪切稳定性指数的粘度改进剂和具有高剪切稳定性指数的粘度改进剂。

这些现有技术文件并不针对在润滑组合物的使用过程中，特别是在应力下、例如在工业车辆(尤其是柴油发动机工业车辆)中使用润滑组合物的过程中通常遇到的剪切应力下改善随时间的FE潜力。

换句话说，需要用于制备多功能润滑组合物的改善粘度指数的聚合物，所述多功能润滑组合物的粘度在工业车辆(特别是柴油发动机工业车辆)的使用过程中降低，并且其粘度在使用后比在使用前的这些相同润滑组合物的粘度要低，并且特别是对于所有三种应用(即发动机、传动装置和液压回路)来说。

由此得出，在使用润滑组合物的过程中可以观察到的与这些性能相对应的粘度的下降随时间而增长。

其制备是本发明范围内所针对的这样的润滑组合物因此可以被称为具有不断增长的FE或CIFE(英文术语为“Continuously Increasing Fuel Economy”)性能的润滑组合物。

在本发明的范围内，所述FE性能也被称为FE潜力(potentiel)或燃料经济性潜力。

发明内容

因此，本发明涉及至少一种选自二烯和芳族乙烯基化合物的氢化共聚物的改善粘度指数的聚合物在润滑组合物中用于在润滑工业车辆的各种构件的过程中使用该润滑组合物期间改善该润滑组合物的燃料经济性潜力的用途，该构件尤其是柴油发动机工业车辆的构件，例如发动机、变速箱和液压回路。

本发明确切地旨在提出至少一种选自二烯和芳族乙烯基化合物的氢化共聚物的改善粘度指数的聚合物用于制备润滑组合物的用途，所述润滑组合物旨在润滑工业车辆的各种构件，该构件尤其是柴油发动机工业车辆的构件，例如发动机、变速箱和液压回路，其特征在于所述润滑组合物的测量的粘度在其用于润滑所述车辆期间降低。

本发明还旨在提出至少一种选自二烯和芳族乙烯基化合物的氢化共聚物的改善粘度指数的聚合物在润滑组合物中用于在润滑工业车辆的各种构件的过程中使用所述润滑组合物期间降低所述润滑组合物的粘度的用途，该构件尤其是柴油发动机工业车辆的构件，例如发动机、变速箱和液压回路，所述润滑组合物在其使用过程中经受至少一种热剪切。

如此获得的润滑组合物可用于润滑工业车辆的各种构件，尤其是工业车辆的发动机，所述工业车辆特别是柴油发动机工业车辆，例如在土木工程(Travaux Publics)或矿场和采石场中使用的机械。所述润滑组合物因而具有适合于每个目标构件(即发动机、变速箱和液压回路)所要求的使用条件的粘度特性分布(profile)。本发明含义内的工业车辆(véhicule industriel)区别于汽车(véhicule automobile)。典型地，使用条件会施加长期的机械应力，例如机械剪切和热剪切。在本发明的范围内，术语“热剪切”是指热应力或热剪切应力。

这种热剪切典型地在暴露于至少70℃、特别是至少90℃、更特别是至少100℃、甚至更特别是70-300℃、例如90-250℃或例如100-200℃时出现。

本发明人发现，润滑组合物中本发明定义的聚合物使得能够降低所述润滑组合物在使用过程中的粘度，并且即使润滑组合物在使用过程中经历至少热剪切并且更特别是热剪切和机械剪切时也如此。

根据本发明的一种特定实施方案，在包括至少热剪切的使用条件下的润滑持续至少24小时、例如至少30小时、或者甚至至少40小时、80小时或120小时。

根据本发明的另一种实施方案，该聚合物被使用，以在动态道路循环(例如针对实验部分的实施例3的发动机测试的步骤2所述)结束时降低润滑组合物的粘度，所述循环尤其是在至少80小时、特别是至少180小时、甚至特别是至少250小时的持续时间。

与所有期望相反，本发明人发现，根据本发明获得的润滑组合物在工业车辆中长期使用结束时所具有的粘度低于新润滑组合物的粘度，并且在正常使用条件下是这种情况。这种正常使用条件例如被理解为有利于剪切应力，并且更特别地不提供任何外部氧，即除了环境空气的氧之外的氧。典型地，将本发明的目标用途与用于改善氧化稳定性的用途区分开。

换句话说，本发明旨在提出至少一种选自二烯和芳族乙烯基化合物的氢化共聚物的改善粘度指数的聚合物在润滑组合物中用于在润滑工业车辆的各种构件的过程中使用所述润滑组合物期间降低所述润滑组合物的粘度的用途，该构件尤其是柴油发动机工业车辆的构件，例如发动机、变速箱和液压回路，所述润滑组合物在其使用过程中经受至少一种热剪切，而未提供外部氧。

因此，下面的实施例表明，作为本发明主题的使用结束时获得的本发明组合物使得在柴油发动机工业车辆中长期使用之后能够保持根据分类SAEJ300的等级。

为了模型化和证明这种性能，本发明人因此特别证明了使用本发明的用于改善粘度指数的共聚物所获得的组合物

(i)在150℃下烘烤504小时后所具有的运动粘度低于烘烤前的组合物的运动粘度，以及

(ii)Bosch-90循环后所具有的运动粘度低于该测试前的组合物的运动粘度，

(iii)使得能够在对工业发动机(尤其是柴油工业发动机)进行的耐久性测试之后实施CIFE。

本发明人还证明了在这两个测试(i)和(ii)期间所述润滑组合物的粘度降低，这尤其如实施例3中所示。

本发明人还证明了在测试(iii)期间所述润滑组合物的粘度降低，这尤其如实施例4中所示，使得能够实现CIFE。

因此，从下面的实施例并且特别是从实施例2也可以看出，二烯和芳族乙烯基化合物的氢化共聚物是唯一的在柴油发动机工业车辆中使用过程中具有这种逐渐降低所述润滑组合物的粘度的性能的用于改善粘度指数的聚合物，并且因而获得能够实现CIFE的润滑组合物。

本发明还涉及包含至少一种基础油和至少一种选自二烯和芳族乙烯基化合物的氢化共聚物的改善粘度指数的聚合物的组合物用于润滑工业车辆的各种构件的用途，该构件尤其是柴油发动机工业车辆的构件，例如发动机、变速箱和液压回路，其特征在于所述润滑组合物的测量的粘度在其用于润滑所述车辆期间降低。

根据本发明的一种实施方案，使用该聚合物，以在150℃下调理润滑组合物504小时之后将润滑组合物的粘度降低至少4％，优选降低至少8％，更优选降低至少10％，优选降低至少12％。

根据本发明的一种实施方案，使用该聚合物，以在动态道路循环(例如针对实验部分的实施例3的发动机测试的步骤2所述)结束时将润滑组合物的粘度降低至少5％，优选降低至少10％，更优选降低至少12％，优选降低至少15％。

本发明还涉及一种用于润滑工业车辆的各种构件的方法，该构件尤其是柴油发动机工业车辆的构件，例如发动机、变速箱和液压回路，尤其是工业车辆的发动机，特别是柴油发动机工业车辆的发动机，该方法包括将所述构件与包含至少一种基础油和至少一种选自二烯和芳族乙烯基化合物的氢化共聚物的改善粘度指数的聚合物的组合物接触，其特征在于，所述润滑组合物的测量的粘度在润滑所述构件期间降低，所述润滑组合物在润滑过程中经历至少一种热剪切，更特别地经历至少一种热剪切和至少一种机械剪切，特别是没有提供外部氧。

如上所述，根据本发明的另一种实施方案，包括至少热剪切的该方法的过程中的润滑持续至少24小时、例如至少30小时、或者甚至至少40小时、80小时或120小时。

如上所述，根据本发明的另一种实施方案，该聚合物使得能够在动态道路循环结束时降低润滑组合物的粘度，该动态道路循环特别是在至少80小时、特别是至少180小时并且甚至更特别是至少250小时的持续时间，例如针对实验部分的实施例3的发动机测试的步骤2所述的。

附图说明

图1示出了在Bosch 90循环测试后(实施例2)在100℃下根据本发明和不根据本发明的组合物的粘度表现。

图2和图3示出了在工业柴油发动机上进行的耐久性测试期间，根据本发明的组合物的CIFE表现，参考实施例3(粘度测量曲线)。

具体实施方式

在本发明的范围内，所考虑的润滑组合物具有由其中X表示5、10或15并且Y表示30或40的式(X)W(Y)所定义的根据SAEJ300分类的等级。

这个SAEJ300分类特别通过测量100℃下的运动粘度来定义新发动机油的粘度等级。

该等级限定了专门用于工业车辆应用的润滑组合物的选择，并且该润滑组合物尤其满足对各种参数的定量的特殊性，所述参数例如是对各种构件的多功能性，启动时的冷粘度，冷泵送性，在低剪切速率下的运动粘度和高温下高剪切速率下的动态粘度。

如果发动机油在100℃下的运动粘度为9.3-12.5cSt，则其为根据SAEJ300的等级30。

如果发动机油在100℃下的运动粘度为12.5-16.3cSt，则其为根据SAEJ300的等级40。

ACEA标准以详细的方式为发动机油定义了一定数量的其他规格，尤其是对于在发动机中经受剪切作用的在用油，要保持一定的粘度水平。

因此，根据序列ACEA E7或E9，在Bosch-90循环测试后，在100℃下测得的等级30和等级40的机油的运动粘度必须分别大于9.3cSt和12.5cSt。

对于等级30的起始油，在根据标准CEC-L-14-A-93的Bosch-90循环测试之后，根据本发明的这些润滑组合物在100℃下的运动粘度大于9.3cSt，优选9.3-12.5cSt。

对于等级40的起始油，在根据标准CEC-L-14-A-93的Bosch-90循环测试之后，根据本发明的这些润滑组合物在100℃下的运动粘度大于13.0cSt，优选13.0-15.0cSt。

通过阅读以下以本发明示例性而非限制性方式给出的描述和实施例，根据本发明的润滑组合物的其他特性、变体和优点将变得更加清楚。

在下文中，表述“在...和...之间”、“从...至...”和“从...至...变化”是等同的，旨在表示包括边界值在内，除非另有说明。

在本发明的范围内，标准CEC-L-14-A-93(或ASTM D6278)定义了代表发动机中剪切条件的测试，称为Bosch-90循环测试。

在本文的后续部分中，无需进一步提及，术语“Bosch-90循环”是指这个标准。

为了表征根据本发明的润滑组合物，申请人定义了发动机的代表性剪切条件。

根据本发明的润滑组合物

改善粘度指数的聚合物，选自二烯和芳族乙烯基化合物的氢化共聚物

在本发明的范围内，该二烯可以是包含4-20个碳原子、优选2-12个碳原子的共轭二烯。

特别地，该二烯可以是包含2-20个碳原子、优选4-12个碳原子的共轭二烯。

优选地，该二烯可以选自丁二烯，异戊二烯，戊间二烯，4-甲基戊-1,3-二烯，2-苯基-1,3-丁二烯，3,4-二甲基-1,3-己二烯和4,5-二乙基-1,3-辛二烯。

有利地，该二烯可以是异戊二烯或丁二烯。

在本发明的范围内，该芳族乙烯基化合物可包含8-16个碳原子。

优选地，该芳族乙烯基化合物(vinyle aromatique)可选自苯乙烯，烷氧基苯乙烯，乙烯基萘和烷基乙烯基萘。典型地，该烷氧基和烷基基团包含1-6个碳原子。

有利地，该芳族乙烯基化合物是苯乙烯。

有利地，根据本发明的聚合物可选自异戊二烯和苯乙烯的氢化共聚物(PISH)，异戊二烯、丁二烯和苯乙烯的氢化共聚物，丁二烯和苯乙烯的氢化共聚物(SBH)及其混合物。

根据一种优选的实施方案，根据本发明的聚合物可选自异戊二烯和苯乙烯的氢化共聚物(PISH)，丁二烯和苯乙烯的氢化共聚物(SBH)及其混合物。

根据这种优选实施方案，用于本发明的共聚物不是异戊二烯、丁二烯和苯乙烯的共聚物。仍然根据这种优选实施方案，用于本发明的共聚物不是三元共聚物。

例如，用于本发明目的的异戊二烯和苯乙烯的氢化共聚物以及异戊二烯、丁二烯和苯乙烯的氢化共聚物被描述于专利申请EP 2 363 454中，并且如在EP 2 363 454中描述的这些聚合物的结构和定义被并入本专利申请的说明书中。

在本发明的范围内，二烯和苯乙烯的氢化共聚物可以是嵌段共聚物或星型共聚物。

在本发明的范围内，根据本发明的聚合物可具有约10000至700000、优选约30000至500000的数均分子量。如在本文使用的术语“数均分子量”是指氢化后通过凝胶渗透色谱法(GPC)和聚合物标准物测得的数均重量。

根据一种优选的实施方案，PISH和SBH共聚物不包含分别除了氢化异戊二烯和苯乙烯以及氢化丁二烯和苯乙烯的单体以外的任何单体。

根据一种特定的实施方案，该聚合物是异戊二烯和苯乙烯的氢化共聚物(PISH)。

例如，在适用于本发明的PISH共聚物中，可以提及具有下式(I)或(II)的共聚物：

其中R1、R2、R3和R4：异戊二烯/苯乙烯/异戊二烯共聚物(氢化)，l、m、n和o彼此独立地是大于或等于0的整数，使得该共聚物的数均摩尔质量为10000-700000。

这些式(II)的共聚物是所谓星型共聚物(英文为star copolymers)，它根据本领域技术人员已知的技术通过使异戊二烯/苯乙烯/异戊二烯嵌段共聚物与二乙烯基苯反应然后氢化来获得。

出于本发明的目的，作为异戊二烯和苯乙烯的氢化共聚物(PISH)或异戊二烯、丁二烯和苯乙烯的氢化共聚物可以特别提及由Infineum公司以名称线性SV154、星型SV300(纯的或稀释为SV301的形式)、星型SV260(纯的或稀释为SV 261的形式)以及由Lubrizol公司以Lz 7306出售的那些。

根据一种特定的实施方案，该聚合物是丁二烯和苯乙烯的氢化共聚物(SBH)。

例如，在适用于本发明的SBH共聚物中，可以提及具有下式(I’)或(II’)的共聚物：

其中R1’、R2’、R3’和R4’：丁二烯/苯乙烯/丁二烯共聚物(氢化)，l、m、n和o彼此独立地是大于或等于0的整数，使得该共聚物的数均摩尔质量为10000-700000。

这些式(II’)的共聚物是所谓星型共聚物(英文为star copolymers)，其通过使丁二烯/苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物与二乙烯基苯反应然后氢化而获得。

作为SBH共聚物，可以特别提及由Lubrizol公司以名称Lz 7408(纯的或稀释为Lz7418A的形式)或由Afton Chemicals公司以Hitec 6005出售的那些。

因此，根据本发明的一种特定实施方案，异戊二烯和苯乙烯的氢化共聚物(PISH)以及丁二烯和苯乙烯的氢化共聚物(SBH)是星型的。

尤其是，根据本发明的润滑组合物中改善粘度指数的一种或多种聚合物的含量相对于该润滑组合物的总重量计为0.1％-10％重量，优选0.1％-8％重量，更优选0.1％-5％重量，甚至更优选0.1％-2％重量。这个量应理解为是聚合物的活性材料的量。实际上，在本发明的范围内使用的聚合物可以是在矿物油或合成油中的分散体的形式或者纯的形式。

同样特别地，根据本发明使用的组合物可以包含稀释在基础油中的1％-25％重量、优选2％-20％重量、更优选4％-20％重量的一种或多种改善粘度指数的聚合物，相对于该组合物的总重量计。

使如上定义的共聚物的含量适合用于润滑组合物中是本领域技术人员的任务。

因而，根据一种特定的实施方案，本发明还涉及包含至少一种基础油和至少一种选自异戊二烯和苯乙烯的氢化共聚物(PISH)和丁二烯和苯乙烯的氢化共聚物(SBH)的改善粘度指数的聚合物的组合物用于润滑工业车辆的各种构件的用途，该构件尤其是柴油发动机工业车辆的构件，例如发动机、变速箱和液压回路，尤其是工业车辆的发动机，特别是柴油发动机工业车辆的发动机，其特征在于，所述润滑组合物的测量的粘度在其用于润滑所述车辆期间降低，所述润滑组合物在其使用过程中经历至少一种热剪切，更特别地经历至少一种热剪切和至少一种机械剪切，特别是没有提供外部氧。

如上定义的共聚物可以与一种或多种特别是如下定义的基础油混合，以形成即用型润滑组合物。可替代地，它们可以单独添加或作为与一种或多种其他添加剂的混合物添加，所述添加剂如下文所定义，作为旨在添加到基础油混合物中以改善润滑组合物性能的添加剂。

根据本发明的一种实施方案，根据本发明的用途的特征在于，该润滑组合物包含第I至V组、更特别是第II或III组的基础油，以及任选的添加剂包和任选的倾点改进剂。

基础油

根据本发明的润滑剂配制剂中使用的基础油是属于根据API分类的第I至V组(表A)的矿物、合成或天然来源的油(单独或作为混合物使用)，或根据ATIEL分类的它们的等同物，或者它们的混合物,其特性之一是对剪切不敏感，即它们的粘度在剪切下不改变。

表A

矿物基础油包括通过如下方式获得的所有类型的基础油：大气压和真空蒸馏原油，然后进行精制操作如溶剂萃取，脱盐(désalphatage)，溶剂脱石蜡，加氢处理，加氢裂化，加氢异构化和加氢精制。

合成基础油可以是羧酸和醇的酯或聚α-烯烃或聚亚烷基二醇。用作基础油的聚α-烯烃例如由包含4-32个碳原子的单体(例如由癸烯、辛烯或十二碳烯)获得，并且其在100℃下的粘度根据标准ASTM D445为1.5-15mm².s^-1。它们的平均分子量根据ASTM D5296通常为250至3000。

聚亚烷基二醇通过包含2-8个碳原子、特别是2-4个碳原子的环氧烷的聚合或共聚而获得。

还可以使用合成油和矿物油的混合物。

对于生产根据本发明的润滑组合物的各种润滑基础油的使用通常没有限制，除了它们必须具有适用于工业车辆的各种构件(例如发动机、变速箱和液压回路，尤其是工业车辆的发动机)的性能，尤其是粘度、粘度指数、硫含量、抗氧化性。当然，它们还必须不影响与它们组合的油所提供的性能。

根据一种特定的实施方案，其用途作为本发明主题的本发明润滑组合物使用第II组的基础油。

它们在根据本发明的润滑组合物中占至少50％重量、特别是至少60％重量并且更特别地是60％-90％重量，相对于该组合物的总重量计。

添加剂

根据本发明的组合物还可以包含添加剂或“添加剂包”(根据在多功能润滑组合物领域中常规使用的术语)。

在根据本发明的润滑剂配制剂中使用的添加剂包是常规的并且也是本领域技术人员已知的，并且满足尤其由ACEA(Association des Constructeurs Européens d’Automobiles)和/或API(American Petroleum Institute)定义的性能水平。

根据本发明的润滑组合物因而可包含一种或多种选自以下的添加剂：摩擦改进添加剂，抗磨添加剂，极压添加剂，清净添加剂，抗氧化添加剂，不同于二烯与芳族乙烯基化合物的氢化共聚物的粘度指数(VI)改进剂，倾点下降添加剂(PPD)，分散剂，消泡剂，增稠剂，以及它们的混合物。

就摩擦改进添加剂而言，它们可以选自提供金属元素的化合物和无灰分的化合物。

在提供金属元素的化合物当中，可以提及过渡金属如Mo、Sb、Sn、Fe、Cu、Zn的络合物，其配体可以是包含氧、氮、硫或磷原子的烃化合物。

无灰分的摩擦改进添加剂通常是有机来源的，并且可选自脂肪酸和多元醇的单酯，烷氧基化胺，烷氧基化脂肪胺，脂肪环氧化物，硼酸脂肪环氧化物，脂肪胺或脂肪酸甘油酯。根据本发明，脂肪化合物包含至少一个包含10-24个碳原子的烃基。

根据一种有利的变化形式，根据本发明的润滑组合物包含至少一种尤其基于钼的摩擦改进添加剂。

尤其是，基于钼的化合物可以选自二硫代氨基甲酸钼(Mo-DTC)、二硫代磷酸钼(Mo-DTP)及其混合物。

根据一种特别的实施方案，根据本发明的润滑组合物包含至少一种Mo-DTC化合物和至少一种Mo-DTP化合物。润滑组合物可尤其包含1000-2500ppm的钼含量。

有利地，这种组合物使得能够实现额外的燃料经济性。

有利地，根据本发明的润滑组合物可包含相对于润滑组合物总重量计为0.01-5％重量、优选0.01-5％重量、更尤其是0.1-2％重量或者甚至更尤其是0.1-1.5％重量的摩擦改进添加剂，有利地包括至少一种基于钼的摩擦改进添加剂。

就抗磨添加剂和极压添加剂而言，它们更特别地专门用于保护摩擦表面，这通过形成吸附在这些表面上的保护膜来实现。有各种各样的抗磨添加剂。

特别适合于本发明润滑组合物的是选自以下的抗磨添加剂：多硫化物添加剂，含硫的烯烃添加剂或磷-硫添加剂，例如烷基硫代磷酸金属盐，尤其是烷基硫代磷酸锌，并且更具体地是二烷基二硫代磷酸锌或ZnDTP。优选的化合物具有式Zn((SP(S)(OR)(OR’))₂，其中R和R’相同或不同，独立地表示烷基基团，优选包含1-18个碳原子。

有利地，根据本发明的润滑组合物可包含相对于组合物总重量计为0.01-6％重量、优选0.05-4％重量、更优选0.1-2％重量的抗磨添加剂和极压添加剂。

就抗氧化添加剂而言，它们基本上专用于延缓使用中的润滑组合物的降解。这种降解可尤其表现为由于污泥的存在或润滑组合物粘度增加而导致的沉积物的形成。它们尤其用作氢过氧化物的结构破坏剂或自由基抑制剂。在常用的抗氧化添加剂当中，可以提及酚类抗氧化剂，胺类抗氧化添加剂，磷硫抗氧化添加剂。这些抗氧化添加剂中的一些(例如磷硫抗氧化添加剂)可能是灰分生成剂。酚类抗氧化添加剂可以是无灰分的，或者可以是中性或碱性金属盐的形式。抗氧化添加剂可特别选自空间位阻酚，空间位阻酚酯和包含硫醚桥的空间位阻酚，二苯胺，被至少一个C₁-C₁₂烷基基团取代的二苯胺，N,N'-二烷基-芳基二胺，及其混合物。

优选地，空间位阻酚选自包含酚基团的化合物，其带有醇官能团的碳的至少一个邻位碳被至少一个C₁-C₁₀烷基基团、优选C₁-C₆烷基基团、优选C₄烷基基团、优选叔丁基基团取代。

胺化化合物是可以使用的另一类别的抗氧化添加剂，其任选地与酚类抗氧化添加剂组合使用。胺化化合物的实例是芳族胺，例如式NR⁵R⁶R⁷的芳族胺，其中R⁵代表任选取代的脂族基团或芳族基团，R⁶代表任选取代的芳族基团，R⁷代表氢原子、烷基基团、芳基基团或式R⁸S(O)_zR⁹的基团，其中R⁸代表亚烷基基团或亚烯基基团，R⁹代表烷基基团、烯基基团或芳基基团并且z代表0、1或2。

硫化烷基酚或其碱金属和碱土金属盐也可被用作抗氧化添加剂。

根据本发明的润滑组合物可包含本领域技术人员已知的所有类型的抗氧化添加剂。有利地，该润滑组合物包含至少一种无灰分的抗氧化添加剂。

还有利地，根据本发明的润滑组合物包含相对于该组合物的总重量计为0.1-2％重量的至少一种抗氧化添加剂。

就所谓的清净添加剂而言，它们通常使得能够通过溶解氧化和燃烧的副产物来减少金属部件表面上沉积物的形成。

可用于根据本发明的润滑组合物中的清净添加剂通常是本领域技术人员已知的。清净添加剂可以是包含亲脂性长烃链和亲水性顶端的阴离子化合物。相关的阳离子可以是碱金属或碱土金属的金属阳离子。

清净添加剂优选选自羧酸的碱金属或碱土金属盐，磺酸盐，水杨酸盐，环烷酸盐和酚盐。碱金属和碱土金属优选为钙，镁，钠或钡。这些金属盐通常包含化学计量或过量(因而其量大于化学计量)的金属。这因而涉及过碱性清净添加剂；赋予清净添加剂以过碱性特性的过量金属则通常为不溶于基础油的金属盐的形式，例如碳酸盐，氢氧化物，草酸盐，乙酸盐，谷氨酸盐，优选碳酸盐。

根据本发明的润滑组合物可包含相对于该润滑组合物的总重量计为0.5-8％重量、优选0.5-4％重量的清净添加剂。

有利地，根据本发明的润滑组合物可包含小于4％重量的一种或多种清净添加剂，尤其是小于2％重量，特别地小于1％重量，或者甚至不含清净添加剂。

就倾点下降添加剂(也被称作试剂“PPD”，对应英文“Pour Point Depressant”)而言，它们能够通过减缓石蜡晶体的形成来改善根据本发明的润滑组合物的冷行为。

作为倾点下降添加剂的实例，可以提及聚甲基丙烯酸烷基酯，聚丙烯酸酯，聚芳基酰胺，聚烷基酚，聚烷基萘和烷基化聚苯乙烯。

关于分散剂，它们确保由在润滑组合物使用时形成的氧化副产物所构成的不溶性固体污染物保持悬浮和排出。它们可选自Mannich碱、琥珀酰亚胺及其衍生物。

尤其是，根据本发明的润滑组合物可包含相对于组合物总重量计为0.2-10％重量的分散剂。

不同于二烯与芳族乙烯基化合物的氢化共聚物的额外的粘度指数(VI)改进剂也可存在于本发明的润滑组合物中。这些粘度指数(VI)改进剂可在本发明组合物中的存在量应不干扰本发明所寻求的效果，即CIFE效果。这些额外的粘度指数(VI)改进剂、尤其是粘度指数改进聚合物使得能够确保良好的冷性能和高温下的最小粘度。作为粘度指数改进聚合物的实例，可提及聚合物酯，烯烃如乙烯或丙烯的均聚物或共聚物，聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯(PMA)。

特别地，根据本发明的润滑组合物可包含相对于该润滑组合物的总重量计为1-15％重量的额外的粘度指数改进添加剂。

消泡添加剂可选自极性聚合物，例如聚甲基硅氧烷或聚丙烯酸酯。

特别地，根据本发明的润滑组合物可包含相对于该润滑组合物的总重量计为0.01-3％重量的消泡添加剂。

准备掺入润滑组合物中的添加剂包包含20％-30％重量的由基础油构成的稀释剂。相对于根据本发明的润滑组合物的重量，添加剂包的重量百分比为至少5％，稀释剂包括在这个百分比中。

根据一种实施方案，根据本发明的润滑组合物包含相对于组合物的重量计为10％-25％重量、特别是10％-20％并且更特别地是13％-18％重量的添加剂包。

根据本发明的润滑组合物的表征

优选地，根据本发明的组合物具有在100℃下9.3-16.3cSt的运动粘度，通过标准ASTM D445(等级SAE 30和40)测量。

根据一种特定的实施方案，根据本发明的润滑组合物的根据SAEJ300分类的等级选自5W30、10W30、10W40和15W40。

根据一种特定的实施方案，根据本发明的组合物具有140-165的粘度指数VI。

在本发明的范围内，粘度指数根据标准ASTM D2270-93测量，如在以下实施例1中的情况。

根据本发明的一种特定实施方案，作为本发明主题的用途的特征还在于，当在下述测试中使用所述润滑组合物时，相对于在所述测试中使用所述润滑组合物之前的初始运动粘度，所述润滑组合物的测量的运动粘度降低至少0.5mm²/s，优选降低至少0.6mm²/s，甚至更优选降低至少0.8mm²/s，例如降低至少1mm²/s：

将150g润滑组合物放入通风炉中，该通风炉在150℃下加热504小时。测试结束后，取润滑组合物的样品，并根据标准ASTM D445-97在100℃下测量该组合物的运动粘度(mm²/s)。

在实施例2中给出了在热稳定性测试后观察到的本发明组合物的这种运动粘度降低的实例。

共聚物用于制备润滑组合物的用途

根据本发明的润滑组合物特别有益地用作工业车辆的各种构件的的润滑剂，所述构件例如是发动机、传动系统(变速箱和分动箱)、液压回路和其他次级构件，并且尤其是工业车辆发动机，特别是柴油发动机。

由于它们的粘度性能，它们不仅能够润滑这些各种构件，而且还能够延长换油之间的间隔并节省燃料。

用于制备润滑组合物的方法

可根据本领域技术人员已知的常规方法来制备根据本发明的润滑组合物。

现在将通过以下给出的实施例描述本发明，这些实施例当然是通过非限制性说明本发明的方式给出的。

实施例

实施例1：润滑组合物的制备

下表1示出了根据本发明的润滑组合物(CL)和对比组合物(CC)的细节，它们的含量以质量百分比表示，并且还有它们的理化特性。

通过在环境温度下简单混合以下成分来获得润滑组合物：

⁽¹⁾ 基础油1是第I组的基础油(根据标准ASTM D445测量的在100℃下的运动粘度＝5.30mm²/s)，例如可从TOTAL公司以商品名“150NS”购得。

⁽²⁾ 基础油2是第II组的基础油(根据标准ASTM D445测量的在100℃下的运动粘度＝4.10mm²/s)，例如可从Chevron公司以商品名“100R”购得。

基础油3是第II组的基础油(根据标准ASTM D445测量的在100℃下的运动粘度＝6.4mm²/s)，例如可Chevron公司以商品名“220R”购得。

⁽³⁾常规的添加剂包，至少包含分散剂，清净剂，抗磨剂，抗氧化剂和摩擦改进剂

⁽⁴⁾倾点下降添加剂，它是常规的聚甲基丙烯酸酯聚合物，可从Evonik公司以商品名

购得，

⁽⁵⁾聚合物1(本发明之外)是可从Ineos公司以商品名“

H300”购得的聚异丁烯聚合物，

⁽⁶⁾聚合物2是氢化的苯乙烯-丁二烯聚合物，可从Lubrizol公司以商品名“

7418”购得，

⁽⁷⁾聚合物3是氢化的苯乙烯-丁二烯聚合物，可从Afton公司以商品名“

6005”购得，

⁽⁸⁾聚合物4是星型的氢化的异戊二烯-苯乙烯聚合物，可从Infineum公司以商品名“

301”购得，

⁽⁹⁾聚合物5是星型的氢化的异戊二烯-苯乙烯聚合物，可从Infineum公司以商品名“

261”购得，

⁽¹⁰⁾聚合物6是线性的氢化的异戊二烯-苯乙烯聚合物，可从Infineum公司以商品名“

154”购得，

⁽¹¹⁾聚合物7是氢化的异戊二烯-苯乙烯聚合物，可从Lubrizol公司以商品名“

7306”购得，

⁽¹²⁾聚合物8是聚甲基丙烯酸酯聚合物，可从Evonik公司以商品名“

6-950”购得，

⁽¹³⁾聚合物9是聚甲基丙烯酸酯聚合物，可从Evonik公司以商品名“

6-850”购得，

⁽¹⁴⁾聚合物10是聚甲基丙烯酸酯聚合物，可从Sanyo Chemical公司以商品名“

V10-70”购得。

表1

实施例2：能够说明其使用过程中粘度降低的对比的粘度行为

进行本实施例的目的在于揭示从粘度指数增强聚合物中进行选择，以制备具有CIFE性能的润滑组合物，所述CIFE性能为本发明的目标。

进行的测试如下：

-150℃下的热稳定性

将150g润滑组合物置于通风炉中，该通风炉在150℃下加热504小时。此测试结束后，获取该润滑组合物的样品，并根据标准ASTM D445-97测量在100℃下的该组合物的运动粘度(mm²/s)。

在下表2中测量和汇集了首先进行如上所述的热稳定性测试的如

表1中所述的对比组合物和根据本发明的组合物的运动粘度。

表2

从这些结果可以看出，相对于在稳定性测试之前测量的运动粘度，根据本发明的组合物在热稳定性测试后根据标准ASTM D445-97测量的在100℃下的运动粘度随时间而降低。

从这些结果还可以看出，相对于在稳定性测试之前测量的运动粘度，对比组合物在热稳定性测试后根据标准ASTM D445-97测量的在100℃下的运动粘度随时间而增加。

这些结果说明了根据本发明的组合物随时间的粘度降低的变化，因此，根据本发明所要求的行为，即根据本发明的组合物在热剪切过程中粘度随时间而降低，与之相反，对比组合物在热剪切过程中观察到粘度增加。

这些结果还表明聚合物化学性质在热剪切期间对润滑组合物的粘度特性分布的影响。

具体地，与本发明以外的聚合物相反，根据本发明的聚合物使得能够获得在热剪切期间粘度降低的组合物，而当本发明以外的聚合物处于润滑组合物中时，则无法在热剪切期间降低所述组合物的粘度；恰恰相反，所述组合物的粘度增加。

-机械稳定性

在Bosch 90循环测试后剪切的油在100℃下的粘度测量(KV100℃ Bosch 90循环)

实施例1中所述的组合物经历机械剪切(Bosch 90循环喷油器测试)。

图1示出了组合物的粘度随Bosch循环数而降低的现象。

这个图还示出了根据本发明所要求的行为，包括在机械剪切之后的行为。

作为实施例2的一般结论，在热剪切和机械剪切之后，观察到仅根据本发明的润滑组合物的粘度值低于剪切之前相同组合物的粘度值。

因此，在热和机械稳定性测试之后，根据本发明的组合物的运动粘度不会随时间增加，而恰恰相反是随时间降低。这表明根据本发明的组合物对应于CIFE性能。特别地，组合物的粘度增加得越多，发动机的各种润滑的构件消耗的能量就越多，因此消耗的燃料也就越多。

实施例3：发动机测试

针对实施例1中所述的润滑组合物进行发动机测试。

测试原理

发动机测试在Volvo D11€5发动机(440ch)上进行，对于其来说机油热管理有意设置在油箱温度为118℃，以代表热运行条件，并且因而促进通过热效应的润滑组合物的剪切。

每个润滑剂组合物测试的特征如下：

-步骤1：新鲜油，在WHSC归一化循环(World Harmonized Stationary Cycle，13个稳定模式点，满负荷状态)上测量燃料消耗。

-步骤2：润滑组合物在耐久性循环中的老化，其在于在发动机测试台上再现代表道路使用(由重型车辆OEM在真实条件下记录)的动态道路循环。该测试持续300小时。测试道路循环的动力通过机械作用有利于测试的润滑组合物的剪切。在整个耐久性测试中以动态模式监控燃料消耗，作为指导。在测试过程中采集中间油样以进行各种测量(尤其是在100℃下的运动粘度，如图2和3中所示)。

-步骤3：在耐久性测试后，根据WHSC归一化循环再次测量存在于测试发动机中的润滑组合物，以表征耐久性测试后的燃料消耗。将13个测量模式点中每个点的燃料消耗结果(状态/负载)与从步骤1获得的结果进行对比，以评价测试的润滑组合物的CIFE性能。

因而正是从步骤3获得的结果表征了测试的润滑组合物相对于在相同条件下(步骤1、2、3)测试的参比润滑剂的CIFE潜力。在整个发动机领域都可以节省燃料。

结果

在WHSC循环的耐久性测试之前和之后评价组合物CL2。图2示出了在发动机测试期间该组合物CL2在100℃下的粘度的测量曲线。相对于耐久性测试前的油，针对经历耐久性测试的剪切的油所测量的燃料消耗节省了0.87％。相对于用于区分两种产品的方法阈值(0.34％)，这种节省是显著的。

然后根据相同标准评价对比润滑组合物CC5。

所述对比润滑组合物在下表3中详述：

含量以质量百分比表示。

表3

由指数定义的组分的含义是在实施例1中给出的含义。

相对于耐久性测试前的油，针对经过耐久性测试的剪切的油测量燃料的过量消耗为0.25％。图3显示了该对比组合物在发动机测试期间在100℃下的粘度的测量曲线。

这个实施例非常清楚地表明，与包含改善粘度指数的另一种类型的聚合物的润滑组合物相比，根据本发明的润滑组合物(即包含至少一种选自二烯和芳族乙烯基化合物的氢化共聚物的用于改善粘度指数的聚合物的润滑组合物)在粘度方面并且更特别地在本发明范围内所要求的满足CIFE特性方面的表现差异。

实施例4：能够说明其在变速箱和液压回路中使用过程中粘度降低的对比的粘度 行为

进行本实施例的目的在于揭示从粘度指数增强聚合物中进行选择，以制备当它们在变速箱和液压回路中使用时具有CIFE性能的润滑组合物。

已知的是，变速箱和液压回路中占主导的温度低于发动机中的温度，并且通常不超过110℃。还已知与发动机的情况相比，变速箱和液压回路的换油间隔更长。因此，在较低温度下并在与换油间隔对应的时间段内进行的这种热稳定性测试使得能够揭示本发明的组合物在变速箱和液压回路中的粘度表现。

进行的测试如下：

-在80℃下的热稳定性

将150g润滑组合物放入80℃加热的通风炉中1008小时。此测试结束后，获取该润滑组合物的样品，并根据标准ASTM D445-97测量在100℃下该组合物的运动粘度(mm²/s)。

-在100℃下的热稳定性

将150g润滑组合物放入100℃加热的通风炉中1008小时。此测试结束后，获取该润滑组合物的样品，并根据标准ASTM D445-97测量在100℃下该组合物的运动粘度(mm²/s)

在下表4中测量和汇集了首先进行如上所述的热稳定性测试的如表1中所述的对比组合物和根据本发明的组合物的运动粘度。

表4

从这些结果可以看出，相对于在稳定性测试之前测量的运动粘度，根据本发明的组合物在热稳定性测试后根据标准ASTM D445-97测量的在100℃下的运动粘度随时间而降低。

从这些结果还可以看出，相对于在稳定性测试之前测量的运动粘度，对比组合物在热稳定性测试后根据标准ASTM D445-97测量的在100℃下的运动粘度随时间而保持恒定。

这些结果说明了根据本发明的组合物随时间的粘度降低的变化，因此，根据本发明所要求的行为，即根据本发明的组合物在热剪切过程中粘度随时间而降低，与之相反，对比组合物在热剪切过程中观察到粘度保持不变。

这些结果还表明聚合物化学性质在热剪切期间对润滑组合物的粘度特性分布的影响。

具体地，与本发明以外的聚合物相反，根据本发明的聚合物使得能够获得在热剪切期间粘度降低的组合物，而当本发明以外的聚合物处于润滑组合物中时，则无法在热剪切期间降低所述组合物的粘度。

总之，在热剪切之后，观察到仅根据本发明的润滑组合物的粘度值低于剪切之前相同组合物的粘度值。

因此，这表明，当根据本发明的组合物被用在变速箱和液压回路中时，该组合物对应于CIFE性能。特别地，组合物的粘度增加得越多，变速箱和液压回路的各种润滑的构件消耗的能量就越多，因此消耗的燃料也就越多。

实施例5：

根据标准CEC-L-45-A-99，根据本发明的组合物CL1和CL2经历3小时和20小时的KRL剪切测试。该测试代表了变速箱的剪切条件(当其进行20小时的时间段时)和液压回路的条件(当其进行3小时的时间段时)。测试前和测试后的粘度是在100℃和40℃下测量的(标准ASTM D445-97)，并汇集于下表5中，其中粘度以mm²/s表示。

	CL1	CL2
			KV 100℃，在KRL测试之前	12.3	12.4
KV 100℃，在KRL 3h测试之后	9.1	9.0
			KV 100℃，在KRL 20h测试之后	8.3	8.2
KV 40℃，在KRL测试之前	84.2	84.9
			KV 40℃，在KRL 3h测试之后	59.8	59.4
KV 40℃，在KRL 20h测试之后	54.0	53.2

表5

从这些结果可以看出，相对于在剪切测试之前测量的运动粘度，根据本发明的组合物在KRL剪切测试后根据标准ASTM D445-97测量的在100℃下的运动粘度随时间而降低。

这些结果说明了根据本发明的组合物随时间的粘度降低的变化，因此，根据本发明所要求的行为，即根据本发明的组合物在剪切过程中粘度随时间而降低，所述剪切例如是润滑组合物在变速箱和液压回路中经受的剪切，所述变速箱和液压回路尤其是工业车辆、特别是柴油发动机工业车辆的变速箱和液压回路。

Claims (15)

1.至少一种选自二烯和芳族乙烯基化合物的氢化共聚物的改善粘度指数的聚合物作为唯一的粘度指数改进剂在润滑组合物中用于在润滑工业车辆的各种构件的过程中使用所述润滑组合物期间降低所述润滑组合物的粘度的用途，所述润滑组合物在其使用过程中经受至少一种热剪切。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，该二烯选自包含4-20个碳原子的共轭二烯。

3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，该芳族乙烯基化合物包含8-16个碳原子。

4.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，该共聚物是嵌段共聚物或星型共聚物。

5.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，该共聚物选自异戊二烯和苯乙烯的氢化共聚物(PISH)，异戊二烯、丁二烯和苯乙烯的氢化共聚物，丁二烯和苯乙烯的氢化共聚物(SBH)及其混合物。

6.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，润滑组合物中改善粘度指数的一种或多种聚合物的活性材料含量相对于该润滑组合物的总重量计为0.1％-10％重量。

7.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，该润滑组合物还包含一种或多种选自以下的添加剂：摩擦改进添加剂，抗磨添加剂，极压添加剂，清净添加剂，抗氧化添加剂，不同于二烯与芳族乙烯基化合物的氢化共聚物的粘度指数(VI)改进剂，倾点下降添加剂(PPD)，分散剂，消泡剂，增稠剂，以及它们的混合物。

8.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，该润滑组合物具有在100℃下的运动粘度为9.3-16.3cSt，通过标准ASTM D445测量。

9.根据权利要求1所述的用途，用于在润滑工业车辆的各种构件的过程中使用该润滑组合物期间改善该润滑组合物的燃料经济性潜力的用途。

10.根据权利要求1所述的用途，其中该润滑组合物在其使用期间还经受机械剪切。

11.根据权利要求1所述的用途，其中该聚合物是异戊二烯和苯乙烯的氢化共聚物(PISH)。

12.根据权利要求11所述的用途，其中该异戊二烯和苯乙烯的氢化共聚物(PISH)具有下式(I)或(II)：

其中R1、R2、R3和R4：氢化的异戊二烯/苯乙烯/异戊二烯共聚物，

l、m、n和o彼此独立地是大于或等于0的整数，使得该共聚物的数均摩尔质量为10000-700000。

13.根据权利要求1所述的用途，其中该聚合物是丁二烯和苯乙烯的氢化共聚物(SBH)。

14.根据权利要求13所述的用途，其中该丁二烯和苯乙烯的氢化共聚物(SBH)具有下式(I’)或(II’)：

其中R1’、R2’、R3’和R4’：氢化的丁二烯/苯乙烯/丁二烯共聚物，

l、m、n和o彼此独立地是大于或等于0的整数，使得该共聚物的数均摩尔质量为10000-700000。

15.润滑工业车辆的各种构件的方法，该方法包括将所述构件与包含至少一种基础油和至少一种选自二烯和芳族乙烯基化合物的氢化共聚物的改善粘度指数的聚合物作为唯一的粘度指数改进剂的润滑组合物接触，其特征在于，所述润滑组合物的测量的粘度在润滑所述构件期间降低，所述润滑组合物在润滑过程中经历至少一种热剪切。

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