CN114096646A - 含磷化合物在用于电动或混合动力车辆推进系统的润滑剂中作为非腐蚀性极压和抗磨添加剂的用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及至少一种不含硫和胺官能团的含磷化合物在旨在用于电动或混合动力车辆的推进系统的润滑组合物中作为极压和抗磨添加剂的用途。本发明还涉及包含至少一种不含硫和胺官能团的含磷化合物作为极压和抗磨添加剂的润滑组合物用于润滑和任选地冷却电动或混合动力车辆的推进系统、尤其用于润滑和冷却电动或混合动力车辆的电动机和功率电子器件的用途。

Description

含磷化合物在用于电动或混合动力车辆推进系统的润滑剂中 作为非腐蚀性极压和抗磨添加剂的用途

技术领域

本发明涉及润滑组合物的领域，更特别地涉及用于电动或混合动力车辆的推进系统的润滑组合物的领域。本发明更特别地涉及不含硫和胺官能团的含磷化合物在这些润滑剂中作为有利地为“非腐蚀性”的极压和抗磨添加剂的用途。

背景技术

针对减少CO₂排放并且还针对减少能量消耗的国际标准的演变迫使汽车制造商提出内燃机的替代解决方案。

汽车制造商确认的解决方案之一是用电动机代替内燃机。针对减少CO₂排放的研究因此已导致一定数量的汽车公司开发电动车辆。

在本发明含义中的术语“电动车辆”是指包括电动机作为唯一的推进装置的车辆，而混合动力车辆包括内燃机和电动机作为组合推进装置。

在本发明含义中的术语“推进系统”是指包括推进车辆所必需的机械部件的系统。电动车辆的推进系统因而更具体地包括电动机，包括功率电子器件的转子-定子组件(专用于速度调节)、传动装置和电池。

通常，需要在车辆中使用也被称为“润滑剂”的润滑组合物，其主要目的在于减小车辆推进系统的不同部件之间的摩擦力，特别是减小发动机中运动的金属部件之间的摩擦力。这些润滑组合物还可有效防止这些部件(尤其对其表面)的过早磨损甚至损坏。

为此目的，润滑组合物典型地由一种或多种基础油组成，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，但也为其提供补充的性能。

特别地，考虑所谓“抗磨”添加剂以减少推进系统的部件的磨损，尤其是发动机的机械部件的磨损，并且因而防止发动机的耐久性下降。

存在各种各样的抗磨添加剂，在这些抗磨添加剂中可提及例如二巯基噻二唑，多硫化物，尤其是含硫烯烃，磷酸胺，或者磷硫添加剂，例如烷基硫代磷酸金属盐，尤其是烷基硫代磷酸锌，并且更特别地是二烷基二硫代磷酸锌或ZnDTP。

遗憾的是，目前在车辆发动机的润滑剂中使用的抗磨添加剂如二巯基噻二唑、二硫代磷酸锌或多硫化物具有腐蚀性的缺点。此外，离子添加剂如二烷基二硫代磷酸金属盐会降低流体的电绝缘能力。

在电动或混合动力车辆的推进系统中，腐蚀问题可被证明是特别关键的。特别地，腐蚀可导致在定子转子对的绕组、推进系统中的传感器、液压系统中的电磁阀以及位于电动机转子和定子之间的轴承(通常基于铜)处的劣化风险并且因而对腐蚀特别敏感，或者在推进系统中存在的垫圈或清漆处的劣化风险。因此，在使用用于电动或混合动力车辆的驱动系统的润滑剂的情况下，防止腐蚀风险至关重要。

此外，为了能够冷却电动或混合动力车辆的推进系统，润滑剂必须是一种良好的电绝缘体，以避免现有的电气元件出现任何故障。特别地，导电润滑剂可能会引起定子转子绕组处电流泄漏的风险，这因而会降低推进系统的效率，并可能导致电气元件过热，甚至会导致损害系统。因此，在使用用于电动或混合动力车辆的驱动系统的润滑剂的情况下，润滑剂具有良好的电绝缘性能以及它们的非腐蚀性能是至关重要的。

发明内容

本发明的目的特别在于提出一种措施用于改善旨在用于电动或混合动力车辆的推进系统的润滑剂的抗磨性能，同时消除在常规使用的抗磨损系统的情况中遇到的腐蚀问题。

更特别地，本发明人发现，通过使用不含硫和胺官能团的含磷化合物作为极压和抗磨添加剂，可以获得一种用于电动或混合动力车辆的推进系统的润滑组合物，该润滑组合物表现出改善的抗磨性能，而且不会引起腐蚀作用。

因此，本发明根据其第一方面涉及至少一种不含硫和胺官能团的含磷化合物在旨在用于电动或混合动力车辆的推进系统的润滑组合物中作为极压和抗磨添加剂的用途。

“极压和抗磨添加剂”被理解为是指下述这样的化合物：当被用在润滑组合物中时，特别是被用在用于电动或混合动力车辆的驱动系统的润滑组合物中时，该化合物使得能够改善该组合物的抗磨性能，即使是在严苛的压力和/或温度条件下。

组合物的抗磨性能可更特别地根据标准ASTM D2670进行评价。

本发明根据其另一方面还涉及包含至少一种不含硫和胺官能团的含磷化合物作为极压和抗磨添加剂的润滑组合物用于润滑和任选地冷却电动或混合动力车辆的推进系统、尤其用于润滑和冷却电动或混合动力车辆的电动机和功率电子器件(électronique depuissance)的用途。

如以下实施例中所示，本发明人观察到，与胺化和/或含硫的含磷抗磨添加剂不同，这类不含硫和胺官能团的含磷极压和抗磨添加剂、特别是磷酸三芳基酯类型的含磷极压和抗磨添加剂当它们与金属表面、尤其是与电动或混合动力车辆中的推进系统的金属表面接触时不会引起腐蚀。

化合物的腐蚀性(或腐蚀)能力可根据下述测试评价：该测试利用了预定直径的铜线的电阻值随该铜线浸入组合物中的持续时间的变化研究，该组合物在非腐蚀性介质中、例如在一种或多种基础油中包含所述待测试的化合物。将此电阻的值的变化与被测试的线的直径的变化直接相关。因此，在本发明的范围内，化合物在如下情况下时被认为是“非腐蚀性的”：研究的铜线在浸入包含所述化合物的组合物中80小时后直径损失小于或等于0.5μm，尤其是在浸入包含所述化合物的组合物中20小时后直径损失小于或等于0.2μm。

润滑剂的介电性能尤其通过电阻率和介电损耗(tanδ)表示，可根据标准IEC60247测量。

电阻率表示材料抵抗电流循环的能力。它以欧姆-米(Ω.m)表示。电阻率越大，润滑剂的导电性越低。

损耗角δ是施加的电压与交流电之间相位差的补角。这个因子反映了由于焦耳效应造成的能量损失。热效应因而与δ值直接相关。

旨在用于车辆传动装置中的润滑剂在环境温度下通常具有大约为一的tanδ值。tanδ值越低，润滑剂的电绝缘性越大。

有利地，根据本发明用作极压和抗磨添加剂的所述含磷化合物选自磷酸酯或亚磷酸酯，特别是磷酸三芳基酯或亚磷酸三芳基酯，优选磷酸三(烷基-芳基)酯或亚磷酸三(烷基-芳基)酯，并且有利地是磷酸三苯酯或亚磷酸三苯酯。

在用于电动或混合动力车辆的推进系统的润滑组合物中，一种或多种根据本发明的不含硫和胺官能团的含磷化合物的引入使得能够有利地改善该组合物的极压和抗磨性能，而不会引起腐蚀效应，而腐蚀效应对电动或混合动力车辆的运行可是特别有害的。

根据本发明的组合物因而同时表现出良好的极压和抗磨性能，同时是非腐蚀性的。其因而被证明特别有利地用于如根据本发明所考虑的在在电动或混合动力车辆的推进系统中的应用，在该系统中防止腐蚀风险且同时具有良好的介电性能是至关重要的。

根据本发明的组合物还具有易于配制的优点。特别地，通过使用一种或多种非腐蚀性的根据本发明的含磷化合物作为极压和抗磨添加剂，从而使得能够消除在这些润滑剂中使用所谓“抗腐蚀”的额外添加剂，这些额外添加剂旨在抑制尤其由于使用腐蚀性添加剂而引起的腐蚀作用。

本发明的目的还在于一种用于润滑电动或混合动力车辆的推进系统的方法，该方法包括至少一个下述步骤：使所述系统的至少一个机械部件与包含至少一种不含硫和胺官能团的含磷化合物作为极压和抗磨添加剂的润滑组合物接触。

有利地，根据本发明的润滑组合物用于润滑电动或混合动力车辆中的电动机本身，特别是位于电动机转子和定子之间的轴承，和/或传动装置(transmission)，特别是减速器(réducteur)。

通过阅读作为本发明的非限制性说明的方式给出的以下描述和实施例，使用根据本发明的不含硫和胺官能团的含磷化合物的其他特性、变体和优点将变得更加清楚。

在本文本的其余部分中，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。

附图说明

[图1]示意性地表示电动或混合动力车辆的推进系统。

具体实施方式

详细说明

根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂

如前所述，本发明在于在用于电动或混合动力车辆的驱动系统的润滑剂中使用一种或多种不含硫和胺官能团的含磷化合物作为极压和抗磨添加剂。

在本文本的其余部分中，除非另有说明，否则术语“根据本发明的含磷添加剂(或化合物)”将用于表示根据本发明用作极压和抗磨添加剂的不含硫和胺官能团的所述一种或多种含磷化合物。

本发明含义中的“不含硫”旨在表征根据本发明考虑的极压和抗磨添加剂不包含硫原子的事实。

本发明含义中的“不含胺官能团”旨在表征根据本发明考虑的极压和抗磨添加剂不包含胺官能团的事实，换言之不包含任何伯、仲、叔或季胺基团。

优选地，根据本发明考虑的极压和抗磨添加剂不包含氮原子。

不含硫和胺官能团的根据本发明的含磷化合物使得能够赋予组合物极压和抗磨性能。

有利地，根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂不是腐蚀性的，换言之当它们与金属表面、特别是与电动或混合动力车辆中的推进系统的部件的金属表面接触时不会产生腐蚀作用。

根据本发明使用的含磷极压和抗磨添加剂可更特别地选自磷酸的衍生物，并且更特别地选自磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯、次膦酸酯和氧化膦。

更特别地，根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂可具有下式(I)：

[化学式1]

其中s为0或1；并且

基团X彼此独立地表示基团-OR’或R’，其中R’表示优选具有1-24个碳原子的烃基基团，

条件是，当s为0时，三个基团X表示基团-OR’，并且当s为1时，三个基团X中的至少两个表示基团-OR’。

根据一种特别的实施方案，根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂选自亚磷酸酯，并且更特别地符合上式(I)，其中s为0。

根据另一种特别的实施方案，根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂选自膦酸酯，并且更特别地符合上式(I)，其中s为1并且三个基团X中的两个表示基团-OR’。

根据另一种特别的实施方案，根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂选自磷酸酯，并且更特别地符合上式(I)，其中s为1并且三个基团X表示基团-OR’。

优选地，上式(I)中的烃基基团R’彼此独立地选自：

-线性或支化的烷基基团，优选具有C₁-C₂₄；

-线性或支化的烯基基团，优选具有C₂-C₁₈；

-烷氧基-烷基基团，优选具有C₁-C₂₄；

-环烷基基团，优选具有C₃-C₈；

-芳基基团，优选具有C₆-C₁₀；

所述基团本身可任选地被一个或多个烃基基团取代，更特别地被一个或多个烷基、烯基、烷氧基烷基、环烷基和/或芳基基团取代。

在本发明的范围内：

-“烷基”是指线性或支化的饱和脂族基团；例如，C_x-C_z烷基表示线性或支化的x-z个碳原子的饱和碳链；

-“烯基”是指线性或支化的不饱和脂族基团；例如，C_x-C_z烯基表示线性或支化的x-z个碳原子的不饱和碳链；

-“烷氧基-烷基”是指带有至少一个烷氧基基团的烷基基团。烷氧基基团是基团-OR，其中R表示烷基基团；

-“环烷基”是指环状的烷基基团；例如，C_x-C_z环烷基表示x-z个碳原子的环状碳基团，例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基；

-“芳基”是指单环或多环的芳族基团，特别包含6-10个碳原子。作为芳基基团的实例，可提及苯基或萘基基团。

根据一种优选的实施方案，根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂选自下式(I’)的磷酸酯：

[化学式2]

其中R₁、R₂和R₃彼此独立地表示优选具有1-24个碳原子的烃基基团，特别地如上所定义。

优选地，R₁、R₂和R₃彼此独立地选自优选C₂-C₁₈的线性或支化的烷基基团；优选C₃-C₈的环烷基基团；以及优选C₆-C₁₀的芳基基团；所述环烷基和芳基基团可任选地被一个或多个线性或支化的烷基基团取代。

根据一种特别的实施方案，根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂具有上式(I’)，其中R₁、R₂和R₃是相同的，优选如上所定义。

根据这种实施方案，根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂可有利地选自磷酸三芳基酯，尤其是磷酸三(烷基-芳基)酯，优选选自磷酸三苯酯。

根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂优选具有下式(II)：

[化学式3]

其中基团R彼此独立地表示C₁-C₁₀、特别是C₃-C₈的线性或支化的烷基基团，并且n彼此独立地表示0、1或2。

优选地，n＝1且R表示对位的基团，优选地，C₃-C₆的优选支化的烷基基团，例如异丙基基团。

优选地，根据本发明的含磷抗磨添加剂具有式(II)，其中基团-(R)_n是相同的。

根据另一种优选的实施方案，根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂选自下式(I”)的亚磷酸酯：

[化学式4]

其中R₄、R₅和R₆彼此独立地表示优选具有1-24个碳原子的烃基基团，特别地如上所定义。

优选地，R₄、R₅和R₆彼此独立地选自优选C₂-C₁₈的线性或支化的烷基基团；优选C₃-C₈的环烷基基团；以及优选C₆-C₁₀的芳基基团；所述环烷基和芳基基团可任选地被一个或多个线性或支化的烷基基团取代。

根据一种特别的实施方案，根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂具有上式(I’)，其中R₄、R₅和R₆是相同的，优选如上所定义。

根据这种实施方案，根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂可有利地选自亚磷酸三芳基酯，尤其是亚磷酸三(烷基-芳基)酯，优选选自亚磷酸三苯酯。

优选地，根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂具有下式(II’)：

[化学式5]

其中基团R彼此独立地表示C₁-C₁₀、特别是C₃-C₈的线性或支化的烷基基团，并且n彼此独立地表示0、1或2。

优选地，n＝1且R表示对位的基团，优选地，C₃-C₆的优选支化的烷基基团，例如异丙基基团。

优选地，根据本发明的含磷抗磨添加剂具有式(II’)，其中基团-(R)_n是相同的。

有利地，根据本发明的含磷抗磨添加剂选自磷酸三(异丙基苯基)酯(CAS 68937-41-7)和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(CAS 31570-04-4)。

应理解，在本发明的范围内，根据本发明考虑的含磷极压和抗磨添加剂可采用至少两种尤其如上所定义的含磷化合物的混合物的形式。

根据本发明使用的含磷化合物可在市场上获得，或者根据本领域技术人员已知的合成方法来制备。

尤其如上所定义的根据本发明考虑的该一种或多种含磷极压和抗磨添加剂可在用于电动或混合动力车辆的推进系统的润滑组合物中以相对于该润滑组合物的总质量计为0.01％-10％质量、优选0.1％-5％质量、更优选0.5％-3％质量的比率使用。

根据一种特别优选的实施方案，根据本发明使用的该一种或多种含磷极压和抗磨添加剂是磷酸三芳基酯，特别具有如上定义的式(II)，并且优选地以相对于该润滑组合物的总质量计为0.01％-10％质量、优选0.1％-5％质量、更优选0.5％-3％质量的比率使用。

根据另一种特别优选的实施方案，根据本发明使用的该一种或多种含磷极压和抗磨添加剂是亚磷酸三芳基酯，特别具有如上定义的式(II’)，并且优选地以相对于该润滑组合物的总质量计为0.01％-10％质量、优选0.1％-5％质量、更优选0.5％-3％质量的比率使用。

优选地，根据本发明考虑的润滑组合物包含小于10％质量、特别是小于5％质量、甚至是不含胺化和/或含硫的抗磨添加剂，特别是胺化和/或含硫的含磷添加剂。

有利地，根据本发明考虑的润滑组合物包含小于7.5％质量、特别是小于3％质量、甚至是不含与根据本发明考虑的不含硫和胺官能团的含磷添加剂不同的抗磨添加剂。

润滑组合物

除了一种或多种尤其如上所定义的根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂之外，根据本发明使用的组合物可包含一种或多种基础油，以及润滑组合物中通常考虑的其他添加剂。

基础油

适用于本发明的润滑组合物因而可包含一种或多种基础油。

这些基础油可选自润滑油领域中常规使用的基础油，例如矿物油，合成油或天然油，动物或植物油或其混合物。

它可以是多种基础油的混合物，例如两种、三种或四种基础油的混合物。

根据本发明考虑的润滑组合物中的基础油可尤其是属于根据API分类中定义的类别的第I至V组的矿物或合成来源的油(或根据ATIEL分类的它们的等同物)(在下表1中示出)或者它们的混合物。

[表1]

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

还可以使用可能是生物来源的合成油和矿物油的混合物。

对于使用不同的基础油制备根据本发明使用的组合物来说通常没有限制，除了它们应具有适合用于电动或混合动力车辆的推进系统的性能，特别是在粘度、粘度指数或抗氧化性方面的性能。

根据本发明使用的组合物中的基础油还可以选自合成油，例如羧酸和醇的某些酯，聚α-烯烃(PAO)，以及通过含2-8个碳原子、特别是2-4个碳原子的环氧烷烃的聚合或共聚获得的聚亚烷基二醇(PAG)。

用作基础油的PAO例如由包含4-32个碳原子的单体获得，例如由辛烯或癸烯获得。PAO的重均分子量可有相当大地变化。优选地，PAO的重均分子量小于600Da。PAO的重均分子量还可以为从100至600Da，从150至600Da，或者甚至为从200至600Da。

有利地，根据本发明使用的组合物中的该一种或多种基础油选自聚α-烯烃(PAO)、聚亚烷基二醇(PAG)、羧酸和醇的酯及其混合物。

优选地，根据本发明使用的组合物中的该一种或多种基础油选自第III、IV或V组的油及其混合物，优选第III组的基础油。

根据一种替代实施方案，根据本发明使用的组合物中的该一种或多种基础油可选自第II组的基础油。

调节适用于本发明的组合物中使用的基础油含量在本领域技术人员的能力范围之内。

根据本发明考虑的润滑组合物可包含相对于其总质量计为至少50％质量的基础油，特别是60-99％质量、并且更特别是70-98％质量、优选80-97％质量的基础油。

额外的添加剂

适用于本发明的润滑组合物还可进一步包含除根据本发明考虑的含磷极压和抗磨添加剂之外的适合用在电动或混合动力车辆的推进系统的润滑剂中的任何类型的添加剂。

应理解，所用添加剂的性质和用量的选择要不对润滑组合物的性能、特别是由根据本发明的所述含磷极压和抗磨添加剂所赋予的性能产生不利影响。

电动或混合动力车辆的推进系统的润滑和/或冷却领域的本领域技术人员已知的此类添加剂可选自摩擦改进剂、粘度指数改进剂、除根据本发明的含磷极压和抗磨添加剂之外的极压添加剂、清净剂、分散剂、抗氧化剂、倾点降低剂、消泡剂及其混合物。

有利地，适用于本发明的组合物包含至少一种选自抗氧化剂、清净剂、分散剂、倾点降低添加剂、消泡剂及其混合物的额外的添加剂。

这些添加剂可单独地和/或以混合物的形式引入，类似于市场上已经为商用车辆发动机润滑剂配制剂提供的那些，其性能水平如由ACEA(Association des ConstructeursEuropéens d’Automobiles)和/或API(American Petroleum Institute)定义，这是本领域技术人员众所周知的。

适用于本发明的润滑组合物可包含至少一种摩擦改进添加剂。该摩擦改进添加剂可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。

适用于本发明的润滑组合物可包含相对于该组合物的总重量计为0.01-2％重量或0.01-5％质量、优选0.1-1.5％重量或0.1-2％重量的摩擦改进添加剂。

根据本发明使用的润滑组合物可包含至少一种抗氧化添加剂。

该抗氧化添加剂通常使得能够延缓使用中的组合物的降解。这种降解可尤其表现为沉积物的形成、污泥的存在或组合物粘度的增加。

该抗氧化添加剂特别地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添加剂，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。抗氧化剂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。

根据本发明优选地，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NR⁴R⁵R⁶的芳族胺，其中R⁴代表任选取代的脂族基团或芳族基团，R⁵代表任选取代的芳族基团，R⁶代表氢原子、烷基基团、芳基基团或式R⁷S(O)_zR⁸的基团，其中R⁷代表亚烷基基团或亚烯基基团，R⁸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。

另一类别的抗氧化添加剂是铜化合物，例如硫代磷酸铜或二硫代磷酸铜，铜和羧酸的盐，二硫代氨基甲酸盐，磺酸盐，酚盐，乙酰丙酮铜。也可以使用铜I和II的盐，琥珀酸酐或酸盐。

根据本发明使用的润滑组合物可包含本领域技术人员已知的任何类型的抗氧化添加剂。

有利地，根据本发明使用的润滑组合物包含至少一种无灰分的抗氧化添加剂。

根据本发明使用的润滑组合物可包含相对于该组合物的总重量计为0.5-2％重量的至少一种抗氧化添加剂。

适用于本发明的润滑组合物还可包含至少一种清净添加剂。

清净添加剂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。

可用于根据本发明使用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基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，环烷酸盐以及酚盐。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。这因而涉及高碱性清净添加剂；赋予清净添加剂以高碱性特性的过量金属则通常为油不溶性金属盐的形式，例如碳酸盐，氢氧化物，草酸盐，乙酸盐，谷氨酸盐，优选碳酸盐。

适用于本发明的润滑组合物可例如包含2-4％重量的清净添加剂，相对于该组合物的总重量计。

根据本发明使用的润滑组合物还可包含至少一种分散剂。

该分散剂可选自Mannich碱、琥珀酰亚胺及其衍生物。

根据本发明使用的润滑组合物可包含例如0.2-10％重量的分散剂，相对于该组合物的总重量计。

适用于本发明的润滑组合物还可包含至少一种消泡剂。

该消泡剂可选自有机硅。

适用于本发明的润滑组合物可包含0.01-5％质量、优选0.1-2％质量的消泡剂，相对于该组合物的总重量计。

适用于本发明的润滑剂组合物还可包含至少一种倾点降低添加剂(也被称作试剂“PPD”，对应英文“Pour Point Depressant”)。

通过减缓石蜡晶体的形成，倾点降低添加剂通常改善组合物的冷行为。作为倾点降低添加剂的实例，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。

关于此类润滑组合物的配制，可将所述一种或多种根据本发明的含磷抗磨添加剂加入基础油或基础油混合物中，然后加入其他补充的添加剂。

另外可选地，所述一种或多种根据本发明的含磷抗磨和极压添加剂可被添加到预先存在的常规润滑制剂中，所述常规润滑制剂尤其包含一种或多种基础油和任选的额外添加剂。

另外可选地，所述一种或多种根据本发明的含磷抗磨和极压添加剂可与一种或多种额外的添加剂组合，并且由此形成的添加剂“包”可被添加到基础油或基础油的混合物中。

有利地，根据本发明使用的润滑组合物具有根据标准ASTM D445在100℃下测量的1-15mm²/s、特别是3-10mm²/s的运动粘度。

有利地，根据本发明使用的润滑组合物具有根据标准ASTM D445在40℃下测量的3-80mm²/s、特别是15-70mm²/s的运动粘度。

有利地，根据本发明使用的润滑组合物可具有式(X)W(Y)所定义的根据SAEJ300分类的等级，其中X表示0或5；Y表示4-20、特别是4-16或4-12的整数。

有利地，根据本发明使用的润滑组合物具有在90℃下测量的5-10000Mohm.m、优选6-5000Mohm.m的电阻率。

还有利地，根据本发明使用的润滑组合物具有在90℃下测量的0.01-30、优选0.02-25、更优选0.02-10的介电损耗。

根据一种优选的实施方案，根据本发明配制的润滑组合物包含以下物质，甚至由以下物质组成：

-基础油或基础油混合物，优选选自第III组的基础油、第IV组或第V组的基础油；

-一种或多种特别如上定义的不含硫和胺官能团的含磷化合物，优选磷酸三芳基酯类型的，尤其符合如上定义的式(II)；

-任选地，一种或多种额外的添加剂，选自抗氧化剂、清净剂、分散剂、倾点降低添加剂、消泡剂及其混合物。

优选地，根据本发明配制的润滑组合物包含以下物质，甚至由以下物质组成：

-0.1-5％质量、特别是0.5-3％质量的一种或多种不含硫和胺官能团的含磷化合物，优选选自尤其符合如上定义的式(II)的磷酸三芳基酯，以及尤其符合如上定义的式(II’)的亚磷酸三芳基酯，更优选选自磷酸三(异丙基苯基)酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯；

-50-99.5％质量、特别是60-99％质量的一种或多种基础油，优选选自第III组的基础油、第IV组或第V组的基础油及其混合物；和

-任选地，0.1-5％质量的一种或多种添加剂，选自抗氧化剂、清净剂、分散剂、倾点降低添加剂、消泡剂及其混合物；

所述含量相对于所述润滑组合物的总质量来表示。

应用

如前所述，如上所定义的根据本发明配制的组合物被用作用于电动或混合动力车辆的推进系统、特别是电动或混合动力车辆中的电动机和功率电子器件的润滑剂。

因而，本发明涉及使用一种或多种不含硫和胺官能团的含磷化合物作为极压和抗磨添加剂、优选作为唯一的极压和抗磨添加剂的如上定义的组合物用于润滑电动或混合动力车辆的推进系统、特别是用于润滑电动或混合动力车辆的电动机和功率电子器件的用途，该含磷化合物特别如上所定义，优选是磷酸三芳基酯类型的，尤其符合如上定义的式(II)。

本发明因而涉及一种或多种尤其如上所定义的不含硫和胺官能团的含磷化合物作为润滑组合物中的添加剂的用途，用于同时减少磨损并且不引起在以下位置处的腐蚀：电动或混合动力车辆的推进系统的部件，尤其是定子和转子的绕组，推进系统中的传感器，液压系统中的电磁阀，以及电动或混合动力车辆中的位于电动机转子和定子之间的轴承和/或传动装置，尤其是减速器。

如图1中示意性所示，电动或混合动力车辆的推进系统尤其包括电动机部分(1)、电池(2)和传动装置，特别是减速器(3)。

电动机典型地包括连接到定子(13)和转子(14)的功率电子器件(11)。定子包括线圈，特别是铜线圈，其被供应交流电。这会产生旋转磁场。转子本身包括线圈、永磁体或其他磁性材料，并通过该旋转磁场而旋转。

轴承(12)通常被集成在定子(13)和转子(14)之间。传动装置(尤其是减速器(3))使得能够降低电动机输出端的旋转速度并调适传递到车轮的速度，因此可以同时控制车辆的速度。

轴承(12)尤其承受高机械应力并且会引起疲劳磨损的问题。因而必须对轴承进行润滑以增加其使用寿命。同样，减速器也承受高摩擦应力，因而必须适当地润滑以避免其过快损坏。

因而，本发明特别涉及如上所述的组合物用于润滑电动或混合动力车辆的电动机、特别用于润滑位于电动机的转子和定子之间的轴承的用途。

本发明还涉及如上所述的组合物用于润滑电动或混合动力车辆中的传动装置、特别是减速器的用途。

有利地，根据本发明的组合物因而可用于润滑电动或混合动力车辆的推进系统的各种部件，特别是电动或混合动力车辆中的位于电动机的转子和定子之间的轴承和/或传动装置，尤其是减速器。

有利地，如上所述，根据本发明的润滑组合物具有优异的极压和抗磨性能，同时是非腐蚀性的。

本发明根据其另一方面还涉及一种用于润滑电动或混合动力车辆的推进系统的至少一个部件、特别是位于电动机的转子和定子之间的轴承；和/或传动装置、尤其是减速器的方法，包括至少一个使至少所述部件与如上所述的组合物接触的步骤。

本发明因而提出一种用于同时减少磨损并且不引起在以下位置处的腐蚀的方法：电动或混合动力车辆的推进系统的至少一个部件，特别是位于电动机的转子和定子之间的轴承；和/或传动装置，尤其是减速器，所述方法包括至少一个使至少所述部件与如上所述的组合物接触的步骤。

针对根据本发明使用的组合物及其用途所描述的全部特性和优选项也适用于此方法。

还可证明有利的是确保推进系统的各种部件的电绝缘。

因此，根据一种特别的实施方案，根据本发明的组合物除了润滑性能之外还可具有良好的电绝缘性能。

根据这种实施方案，根据本发明的组合物可同时用于润滑电动或混合动力车辆的推进系统的一个或多个部件，特别用于润滑发动机的传感器和电磁阀，轴承，还有位于电动机转子和定子处的绕组，或者润滑传动装置，尤其是齿轮(engrenages)，传感器，电磁阀或减速器(见于电动或混合动力车辆中)，并且用于电绝缘所述推进系统的至少一个部件，尤其是电池，发动机或功率电子器件。

在这种实施方案的变体的范围内，根据本发明考虑的润滑组合物有利地具有根据标准ASTM D445在100℃下测量的2-8mm²/s、优选3-7mm²/s的运动粘度。

应理解，上述用途可进行组合，上述组合物可同时用作润滑剂、电绝缘体以及用于电动或混合动力车辆的电动机、电池和传动装置的冷却流体。

根据本发明，根据本发明的组合物的特定的、有利的或优选的特性能够定义同样特定的、有利的或优选的根据本发明的用途。

现在将借助于当然以本发明的非限制性的说明方式给出的以下实施例来描述本发明。

实施例

评价以下的各种组合物：

-组合物C1，包含符合本发明的含磷化合物A：磷酸三(异丙基苯基)酯；

-组合物C2，包含符合本发明的含磷化合物B：亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯；

-组合物C3，包含不符合本发明的已知作为极压和抗磨化合物的含磷硫化合物C：硫代磷酸三苯酯；和

-组合物C4，包含不符合本发明的已知作为抗磨化合物的磷酸胺化合物的混合物D，以标号Irgalube 349销售；

-组合物C5，包含不符合本发明的已知作为抗磨化合物的二巯基噻二唑化合物的混合物E；

-组合物C6，包含不符合本发明的已知作为抗磨化合物的二烷基二硫代磷酸锌化合物的混合物F。

除了上述化合物中的每一种，组合物C1至C6还包含第III组的基础油。

组成和用量(以质量百分比表示)在下表2中示出。

[表2]

组成

C1

C2

C3

C4

C5

C6

基础油

98％

98％

98％

98％

98％

98％

含磷化合物A

2％

-

-

-

-

-

含磷化合物B

-

2％

-

-

-

-

含磷硫化合物C

-

-

2％

-

-

-

磷酸胺的混合物D

-

-

-

2％

-

-

二巯基噻二唑的混合物E

-

-

-

-

2％

-

二烷基二硫代磷酸锌化合物的混合物F

-

-

-

-

-

2％

腐蚀能力的评价

评价方法

组合物的腐蚀(或腐蚀性)能力可根据下述测试评价：该测试利用了预定直径的铜线的电阻值随该铜线浸入组合物中的持续时间的变化研究。将此电阻的值的变化与被测试的线的直径的变化直接相关。在本发明的范围内，所选线的直径为70μm。

在本情况下，将铜线浸入含有20mL待测试的组合物(组合物C1和C2是根据本发明的组合物并且组合物C3至C6是用于对比的组合物)的试管中。

线的电阻借助于欧姆表测量。

测量电流为1mA。

使待测试的组合物的温度达到150℃。

铜线的电阻由这个等式(1)计算：

[数学式1]

其中R是电阻，ρ是铜的电阻率，L是线长度，S是截面积。

在这个等式(1)中，ρ和L是常数。因而，电阻R与浸入的线的截面积成反比。

线的直径由截面积计算(2)：

[数学式2]

其中D是线直径。

将等式(2)代入(1)中，以给出电阻与直径之间的关系(3)：

[数学式3]

因此，当线被待测试的组合物腐蚀时，线的直径减小，从而导致电阻值增加。

通过监测电阻，可以监测线直径的变化，这是浸入的线所经历的腐蚀的情况的形象化表征。

线直径的损失因而直接从测量的电阻来计算。

当测量的电阻为无穷大时，则表示存在开路。这因而意味着线已断裂，这定义了非常严重的腐蚀。

结果

结果汇总在下表3中，并以μm(直径损失)表示。获得的值越低，所评价的组合物的抗腐蚀性能越好。

组合物在如下情况下时被认为是“非腐蚀性的”：研究的铜线在浸入组合物中80小时后直径损失小于或等于0.5μm，尤其是在浸入组合物中20小时后直径损失小于或等于0.1μm。

[表3]

从这些结果可以明显看出，与含硫或胺化的含磷抗磨添加剂不同，根据本发明的不含硫和胺官能团的含磷添加剂的添加不伴随腐蚀作用。

Claims (10)

1.至少一种不含硫和胺官能团的含磷化合物在旨在用于电动或混合动力车辆的推进系统的润滑组合物中作为极压和抗磨添加剂的用途。

2.根据权利要求1所述的用途，其中该不含硫和胺官能团的含磷化合物选自磷酸的衍生物，特别选自磷酸酯、膦酸酯、次膦酸酯、亚磷酸酯和氧化膦，并且更特别地选自下式(I)的化合物：

其中s为0或1；并且

基团X彼此独立地表示基团-OR’或R’，其中R’表示优选具有1-24个碳原子的烃基基团，

条件是，当s为0时，三个基团X表示基团-OR’，并且当s为1时，三个基团X中的至少两个表示基团-OR’。

3.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述不含硫和胺官能团的含磷化合物选自磷酸酯，特别具有下式(II)：

其中基团R彼此独立地表示C₁-C₁₀、特别是C₃-C₈的线性或支化的烷基基团，并且n彼此独立地表示0、1或2；优选地，n为1且R表示对位的基团，优选地，C₃-C₆的尤其支化的烷基基团；特别地，所述不含硫和胺官能团的含磷化合物是磷酸三(异丙基苯基)酯。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的用途，其中所述不含硫和胺官能团的含磷化合物选自亚磷酸酯，特别具有下式(II’)：

其中基团R彼此独立地表示C₁-C₁₀、特别是C₃-C₈的线性或支化的烷基基团，并且n彼此独立地表示0、1或2；优选地，n为1且R表示对位的基团，优选地，C₃-C₆的尤其支化的烷基基团；特别地，所述不含硫和胺官能团的含磷化合物是亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。

5.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述一种或多种不含硫和胺官能团的含磷化合物以相对于该组合物的总质量计为0.01％-10％质量、优选0.1％-5％质量、更优选0.5％-3％质量的含量存在。

6.根据前述权利要求中任一项所述的用途，所述润滑组合物包含至少一种选自聚亚烷基二醇、聚α烯烃、羧酸和醇的酯及其混合物的基础油。

7.包含至少一种不含硫和胺官能团的含磷化合物作为极压和抗磨添加剂的润滑组合物用于润滑和任选地冷却电动或混合动力车辆的推进系统、尤其用于润滑和冷却电动或混合动力车辆的电动机和功率电子器件的用途。

8.根据前一个权利要求所述的用途，其中该含磷化合物如权利要求2-4中任一项所定义。

9.根据权利要求7或8所述的用途，用于润滑电动或混合动力车辆的位于电动机转子和定子之间的轴承，和/或传动装置，特别是减速器。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的用途，其中该润滑组合物包含以下物质，甚至由以下物质组成：

-0.1-5％质量、特别是0.5-3％质量的一种或多种不含硫和胺官能团的含磷化合物，优选选自磷酸三芳基酯以及亚磷酸三芳基酯，更优选选自磷酸三(异丙基苯基)酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯；

-50-99.5％质量、特别是60-99％的一种或多种基础油，优选选自第III组的基础油、第IV组或第V组的基础油及其混合物；和

-任选地，0.1-5％质量的一种或多种添加剂，选自抗氧化剂、清净剂、分散剂、倾点降低添加剂、消泡剂及其混合物；

所述含量相对于所述润滑组合物的总质量来表示。

Images