CN114375321A - 润滑剂组合物的脱气 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在润滑电动车辆或混合动力车辆的至少一个运动部件时,至少一种聚有机硅氧烷用于将包含至少一种基础油的润滑剂组合物脱气的应用。
Description
技术领域
本发明涉及用于车辆,特别是用于电动车辆或混合动力车辆的润滑剂组合物领域。更具体而言,涉及从润滑剂组合物中释放空气以减少通过起泡造成的损耗并增加车辆,特别是电动车辆或混合动力车辆的产出。
背景技术
润滑剂组合物用于保护和润滑接触表面,也可用于传输动力。
通常,在车辆中需要使用润滑剂组合物,也称为“润滑剂”,其主要目的是减少车辆推进系统不同部件之间的摩擦力,特别是发动机内运动金属部件之间的摩擦力。这些润滑剂组合物在防止这些部件,特别是其表面的早期磨损甚至损坏方面额外有效。
车辆推进系统通常以高转速运行。因此,使用的润滑剂组合物即使在高转速下也必须保持良好的性能和良好的性质。
特别地,当在车辆中使用时,特别是在经受高转速的部件处,空气可能会进入润滑剂组合物的核芯部。必须特别区分润滑剂组合物的充气现象和润滑剂组合物的起泡现象。
特别地,润滑剂组合物的充气可能是由于高速机械传动装置的起泡而造成损耗的原因。这些通过起泡造成的损耗也可能是车辆产出损耗的原因。这些损耗的基础是油的充气现象,它转化为空气进入整个润滑剂流体体积。相反,起泡现象的特征在于仅在表面上即在润滑剂流体/空气界面处包含空气。因此,在推进系统中观察到的湍流阶段,这种集成在流体总体积中的空气阻碍了车辆的最佳产出。
文献EP1634940公开了接枝聚硅氧烷作为油类消泡和脱气剂的应用。
文献FR2170827公开了在液体化合物中使用有机硅化合物来去除气泡。
文献CN1066662公开了八甲基环四硅氧烷类消泡剂的制备方法。
文献CN1064884公开了组合使用二甲基硅氧烷和丙烯酸酯共聚物以减少油中的气泡。
文献WO2015187440公开了使用包含硅油和二氧化硅颗粒的消泡剂。
LEPRINCE等人的文献《Influence of aerated lubricants on gear churninglosses-an engineering model》,Tribology Transactions,Vol 54,No 6,1Nov 2011,pp929-938,检查了影响通过起泡造成的损耗的参数。
这六份文件中没有一份建议在润滑电动车辆或混合动力车辆推进系统中的至少一个运动部件时,使用聚有机硅氧烷来释放包含至少一种基础油的润滑剂组合物中的空气。然而,这些类型的车辆在应力(特别是高转速)方面涉及特定的甚至极端的条件,需要高性能的空气释放添加剂。
本发明精确地提出提供一种添加剂,其允许从润滑剂组合物中释放空气,特别是在湍流阶段,即当它经受强旋转速度时,例如在润滑电动车辆或混合动力车辆的变速器时。
发明内容
更具体地,本发明涉及在润滑电动车辆或混合动力车辆的推进系统的至少一个运动部件时,使用至少一种聚有机硅氧烷从包含至少一种基础油的润滑剂组合物中释放空气。
在一个实施方式中,润滑剂组合物表现出根据标准NF ISO 12152测量的润滑剂组合物中空气体积的初始变化低于6%,优选低于5%。
在一个实施方式中,所述聚有机硅氧烷选自聚二甲基硅氧烷。
在一个实施方式中,相对于润滑剂组合物的总重量,所述润滑剂组合物包含0.0005至2重量%,优选0.001至1.5重量%,更优选0.05至1重量%的聚有机硅氧烷。
在一个实施方式中,所述基础油在100℃下的运动粘度为4至50mm2/s。
在一个实施方式中,相对于润滑剂组合物的总重量,所述润滑剂组合物包含至少70重量%,优选80至99重量%,更优选85至95重量%的一种或多种基础油。
在一个实施方式中,润滑剂组合物用于减少车辆,优选电动车辆或混合动力车辆的润滑系统中的起泡损耗。
在一个实施方式中,润滑剂组合物用于减少因起泡造成的损耗。
在一个实施方式中,所述至少一个运动部件是以1000至15000rpm、优选1300至12000rpm、更优选5000至10000rpm的速度旋转的部件。
在一个实施方式中,车辆是电动车辆或混合动力车辆,并且所述润滑系统包括轴承中的至少一个元件,所述轴承位于电动车辆或混合动力车辆的电动机的转子和定子以及变速器之间。
本发明中的“推进系统”是指包括推进车辆所需的机械部件的系统。因此,对于电动汽车,推进系统特别包括电动机,或电力电子设备的转子-定子组件(专用于速度调节)、变速器(也称为减速器)和电池。
本发明中的“电动车辆”意指包括电动机作为唯一推进装置的车辆,与包括内燃机和电动机作为组合推进装置的混合动力车辆相反。
通过阅读以下描述和为说明本发明而给出的非限制性实施例,实施本发明的其他特征、变体和优点将变得更加明显。
在文本的其余部分中,“在……和……之间”、“从……到……”和“从……变化到……”的表述是等效的,除非另有说明,否则意味着包括上下限。
除非另有说明,表述“包括一个”应理解为“包括至少一个”。
附图说明
[图1]显示了作为时间(以分钟表示)的函数的润滑剂组合物中空气分散的变化(以%表示)。
[[图2]显示了用于检查实施例2的通过起泡造成的损耗的试验台。
[图3]显示了作为温度(以℃表示)的函数的起泡造成的损耗(以W表示)的检测。
[图4]显示了作为温度(以℃表示)的函数的起泡造成的损耗(以W表示)的检测。
[图5]显示了作为温度(以℃表示)的函数的组合物的通气量(以%表示)。
具体实施方式
本发明涉及至少一种聚有机硅氧烷在润滑车辆的至少一个运动部件时从包含至少一种基础油的润滑剂组合物中释放空气的应用。
聚有机硅氧烷
在本发明的一个实施方式中,聚有机硅氧烷选自其中烷基通常具有1-24个碳原子,优选1-12个碳原子,更优选1-6个碳原子的聚烷基硅氧烷。
在本发明的一个实施方式中,用于本发明的聚有机硅氧烷选自聚二甲基硅氧烷。
在本发明的一个实施方式中,将用于本发明的聚有机硅氧烷,优选聚烷基硅氧烷添加到润滑剂组合物中,使得所得润滑剂组合物的根据标准NF ISO 12152(2012)测量的空气体积的初始变化低于或等于6%,优选低于或等于5%。
在本发明的一个实施方式中,用于本发明的聚有机硅氧烷在25℃下的运动粘度为1000至100000mm2/s,优选5000至75000mm2/s,更优选10000至50000mm2/s.
在一个实施方式中,用于本发明的聚有机硅氧烷选自线性聚有机硅氧烷、环状聚有机硅氧烷、环状线性聚有机硅氧烷及其混合物。
在一个实施方式中,聚有机硅氧烷在本发明中以与二氧化硅的混合物形式使用,其含量通常使得二氧化硅含量相对于润滑剂组合物的总重量(在添加聚有机硅氧烷和二氧化硅后获得)为0.001至1.5重量%,优选0.002至1重量%。
本发明的聚有机硅氧烷是最初以其消泡性能而已知的化合物并且是可商购的。
在本发明的一个优选实施方式中,聚有机硅氧烷占润滑剂组合物的总重量的0.0005至2重量%,优选0.001至1.5重量%,更优选0.002至1重量%。
基础油
因此用于本发明的润滑剂组合物可以包含一种或多种基础油。
这些基础油可以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、动物油或植物油,或它们的混合物。
它们可以是几种基础油的混合物,例如两种、三种或四种基础油的混合物。
在本发明中考虑的润滑剂组合物的基础油可以特别是属于下表1中给出的API分类(或其在ATIEL分类中的等效物)中定义的类别的I至V组的矿物或合成来源的油,或其混合物。
[表1]
矿物基础油包括通过原油常减压蒸馏,然后进行诸如溶剂萃取、脱沥青、溶剂脱蜡、加氢处理、加氢裂化、加氢异构化和加氢精制等精炼操作而获得的所有类型的基础油。
也可以使用可能来源于生物的合成油和矿物油的混合物。
通常,对于使用不同的基础油来制备用于本发明的组合物没有限制,除了它们必须具有适合用于电动车辆或混合动力车辆的推进系统中的性质,特别是在粘度、粘度指数或氧化稳定性方面。
用于本发明的组合物的基础油还可以选自合成油,例如一些羧酸和醇的酯、聚α烯烃(PAO)和聚亚烷基二醇(PAG),其通过具有2至8个碳原子,特别是2至4个碳原子的氧化亚烷基的聚合或共聚获得。
用作基础油的PAO例如从具有4至32个碳原子的单体,例如从辛烯或癸烯中获得。PAO的重均分子量可以在相当大的范围内变化。优选地,PAO的重均分子量低于600Da。PAO的重均分子量也可以在100-600Da、150-600Da或进一步200-600Da的范围内。
有利地,用于本发明的组合物的基础油选自聚α烯烃(PAO)、聚亚烷基二醇(PAG)以及羧酸和醇的酯。
在一个可另选的实施方式中,用于本发明的组合物的基础油可以选自II或III组的基础油。
调整用于根据本发明的组合物的基础油的含量在本领域技术人员的能力范围内。
所考虑的本发明的一种润滑剂组合物可以包含相对于总重量为至少70重量%的基础油,优选75重量%至99重量%的基础油,更优选80重量%至98重量%的基础油基础油,进一步优选相对于总重量为85重量%至95重量%的一种或多种基础油。
附加添加剂
适用于本发明的润滑剂组合物还可包含所有类型的添加剂,这些添加剂适用于车辆,优选电动车辆或混合动力车辆的推进系统的润滑剂中。
电动车辆或混合动力车辆的推进系统的润滑和/或冷却领域的技术人员已知的所述添加剂可选自摩擦改进剂、清净剂、抗磨添加剂、极压添加剂、分散剂、抗氧化剂、倾点抑制剂、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摩擦改进剂、粘度指数改进剂、清净剂、极压添加剂、分散剂、抗氧化剂、倾点下降剂、消泡剂及其混合物的附加添加剂。
这些添加剂可以单独添加和/或以类似于商业润滑油制剂的混合物的形式添加,该制剂可用于具有例如欧洲汽车制造商协会(ACEA)或美国石油协会(API)定义的性能水平的车辆发动机,对于技术人员来说是众所周知的。
适用于本发明的润滑剂组合物可包含至少一种摩擦改进添加剂。摩擦改进剂可以选自提供金属元素的化合物和无灰化合物。在提供金属元素的化合物中,可以提及过渡金属如Mo、Sb、Sn、Fe、Cu、Zn的络合物,其中的配体可以是包含氧、氮、硫或磷原子的烃化合物。无灰摩擦改性添加剂通常是有机来源的并且可以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、脂肪硼酸酯环氧化物、甘油脂肪酸酯或脂肪胺。在本发明中,脂肪化合物包含至少一个具有10至24个碳原子的烃基。
适用于本发明的润滑剂组合物可包含相对于组合物总重量的0.01至2重量%或0.01至5重量%,优选0.1至1.5重量%或0.1至2重量%的摩擦改性添加剂。
用于本发明的润滑剂组合物可以包含至少一种抗氧化添加剂。
抗氧化添加剂通常允许组合物在使用中的延迟劣化。这种劣化可以特别转化为沉积物的形成、污泥的存在或组合物粘度的增加。
抗氧化添加剂尤其充当自由基清除剂或氢过氧化物分解剂。在常用的抗氧化添加剂中,可以提及酚类抗氧化添加剂、胺类抗氧化添加剂、硫-磷抗氧化添加剂。一些所述抗氧化添加剂,例如硫磷抗氧添加剂会产生灰分。酚类抗氧化剂添加剂可以是无灰的,也可以是中性或碱性金属盐的形式。抗氧化剂添加剂可以特别选自位阻酚、位阻酚酯和包含硫醚桥的位阻酚、二苯胺、被至少一个C1-C12烷基取代的二苯胺、N,N'-二烷基-芳基-二胺及其混合物。
优选地,在本发明中,空间位阻酚选自包含酚基的化合物,其中带有醇官能团的碳的至少一个邻位碳被至少一个C1-C 10烷基,优选C1-C6烷基,更优选C4烷基,进一步优选叔丁基取代。
胺化合物是另一类能够使用的抗氧化剂添加剂,任选与酚类抗氧化剂添加剂组合使用。胺化合物的实例是芳族胺,例如式NR4R5R6的芳族胺,其中R4是任选取代的脂族基团或芳族基团,R5是任选取代的芳族基团,R6是氢原子、烷基、芳基或式R7S(O)zR8的基团,其中R7为亚烷基或亚烯基,R8为烷基、烯基或芳基且z为0、1或2。
硫化烷基-酚或其碱金属或碱土金属盐也可用作抗氧化剂添加剂。
另一类抗氧化剂添加剂是含铜化合物的添加剂,例如硫代或二硫代磷酸铜、铜和羧酸、二硫代氨基甲酸、磺酸、酚的盐、乙酰丙酮铜。也可以使用铜I和II盐、琥珀酸或酸酐的盐。
用于本发明的润滑剂组合物可以包含技术人员已知的任何类型的抗氧化添加剂。
有利地,用于本发明的润滑剂组合物包含至少一种无灰抗氧化剂添加剂。
相对于组合物的总重量,用于本发明的润滑剂组合物可以包含0.5重量%至2重量%的至少一种抗氧化剂添加剂。
在一个具体实施方式中,用于本发明的润滑剂组合物不含芳族胺类型或空间位阻酚类型的抗氧化剂添加剂。
适用于本发明的润滑剂组合物还可包含至少一种清净剂添加剂。
清净剂添加剂通常通过溶解二次氧化和燃烧产物来减少金属部件表面上沉积物的形成。
能够用于本发明的润滑剂组合物中的清净剂添加剂通常是技术人员已知的。清净剂添加剂可以是包含长的亲脂烃链和亲水头的阴离子化合物。缔合阳离子可以是碱金属或碱土金属的金属阳离子。
清净剂添加剂优选选自羧酸、磺酸、水杨酸、环烷酸和酚的碱金属或碱土金属盐。碱金属和碱土金属优选是钙、镁、钠或钡。
这些金属盐通常包含化学计量量或过量的金属,因此其量大于化学计量量。它们是高碱性清净剂添加剂;为清净剂添加剂提供高碱性性质的过量金属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剂组合物可以包含例如相对于组合物的总重量为2至4重量%的清净剂添加剂。
此外,用于本发明的润滑剂组合物可以包含至少一种与本发明中定义的琥珀酰亚胺类型的化合物不同的分散剂。
分散剂可选自曼尼希碱、琥珀酰亚胺,例如聚异丁烯琥珀酰亚胺类型。
相对于组合物的总重量,用于本发明的润滑剂组合物可以包含例如0.2-10重量%的不同于本发明中定义的琥珀酰亚胺类型的化合物的分散剂。
适用于本发明的润滑剂组合物还可包含至少一种抗磨和/或极压添加剂。
存在多种抗磨添加剂。优选地,对于本发明的润滑剂组合物,抗磨添加剂选自硫磷添加剂,例如金属烷基硫代磷酸盐,特别是烷基硫代磷酸锌,更特别是二烷基二硫代磷酸锌或ZnDTP。优选的化合物具有式Zn((SP(S)(OR2)(OR3))2,其中R2和R3相同或不同,各自独立地为烷基,优选具有1至18个碳原子的烷基。
磷酸胺也是能够用于本发明组合物的抗磨添加剂。然而,这些添加剂产生的磷会对汽车催化系统产生毒害,因为这些添加剂会产生灰分。这些影响可以通过用不贡献磷的添加剂(例如多硫化物,特别是硫化烯烃)部分地取代磷酸胺来最小化。
相对于组合物的总重量,适用于本发明的润滑剂组合物可包含0.01至15重量%,优选0.1至10重量%,更优选1至5重量%的抗磨剂。
适用于本发明的润滑剂组合物可以进一步包含至少一种与本发明中定义的聚有机硅氧烷添加剂不同的消泡剂。
消泡剂可以选自聚丙烯酸酯或蜡。
相对于组合物的总重量,适用于本发明的润滑剂组合物可以包含0.01至2重量%或0.01至5重量%,优选0.1至1.5重量%或0.1至2重量%的消泡剂。
适用于本发明的润滑剂组合物还可包含至少一种倾点下降剂(PPD)。
通过减缓石蜡晶体的形成,倾点下降剂通常会改善组合物的低温性能。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、聚烷基苯酚、聚烷基萘、烷基化聚苯乙烯。
就所述润滑剂组合物的制剂而言,可以将所述空气释放添加剂添加到基础油或基础油混合物中,之后可以添加其他附加添加剂。
作为选择,可以将所述空气释放添加剂添加到常规的预先存在的润滑剂制剂中,该制剂尤其包含一种或多种基础油、一种或多种附加添加剂。
作为选择,本发明的所述空气释放添加剂可以与一种或多种附加添加剂组合,并且由此形成的添加剂“包”被添加到基础油或基础油混合物中。
用于本发明的润滑剂组合物
有利地,用于本发明的润滑剂组合物在100℃根据标准ASTM D445测量的运动粘度为4-50mm 2/s,特别是5-40mm 2/s。
有利地,用于本发明的润滑剂组合物在40℃根据标准ASTM D445测量的运动粘度为3至450mm 2/s,特别是10至400mm 2/s,更优选为15至70mm 2/s。
在本发明的一个有利实施方式中,本发明所用润滑剂组合物在90℃测量的电阻率值在5和10000Mohm.m之间,优选在6和5000Mohm.m之间。
在本发明的一个有利实施方式中,本发明所用润滑剂组合物在90℃测量的介电损耗值在0.01和30之间,优选在0.02和25之间,更优选在0.02和10之间。
有利地,用于本发明的润滑剂组合物根据SAEJ300分类的等级可由式(X)W(Y)定义,其中X为0或5;Y为4~20的整数,特别是4~16或4~12的整数。
在一个具体实施方式中,用于本发明的润滑剂组合物包含以下,或甚至由以下组成:
-基础油或基础油混合物,优选选自聚α烯烃(PAO)、聚亚烷基二醇(PAG)、羧酸和醇的酯、优选选自聚α烯烃(PAO)的II组基础油和III组基础油,和III组的基础油;
-一种或多种聚有机硅氧烷,优选选自聚烷基硅氧烷,例如聚二甲基硅氧烷;
-任选地,一种或多种选自摩擦改进剂、粘度指数改进剂、清净剂、分散剂、抗磨和/或极压添加剂、抗氧化剂、倾点下降剂、消泡剂及其混合物的附加添加剂。
在一个具体实施方式中,用于本发明的润滑剂组合物以下,或甚至由以下组成:
-0.0005-2重量%,优选0.001-1.5重量%,更优选0.002-1重量%的聚有机硅氧烷,优选聚二甲基硅氧烷;
-至少70重量%,优选80至99.95重量%的基础油,优选选自聚α烯烃(PAO)、聚亚烷基二醇(PAG)、羧酸和醇的酯、II组基础油和组III基础油,更优选选自聚α烯烃(PAO)、II组基础油和III组基础油;
-任选0.1至5重量%的一种或多种选自摩擦改进剂、粘度指数改进剂、清净剂、分散剂、抗磨和/或极压添加剂、抗氧化剂、倾点下降剂、消泡剂及其混合物的添加剂;含量表示为相对于所述润滑剂组合物的总重量。
应用
本发明的主题是至少一种聚有机硅氧烷在润滑车辆的至少一个运动部件时从包含至少一种基础油的润滑剂组合物中释放空气的应用。
在本发明的含义中,“空气释放”是指可以减少存在于润滑剂组合物中的空气体积的作用。空气释放与以减少润滑剂组合物表面上的泡沫为目标的消泡不同。
在本发明中,“运动部件”是指可以是旋转部件的部件。
在本发明的一个实施方式中,运动部件是旋转部件,其速度通常为1000至15000rpm,优选为1300至12000rpm,更优选为5000至10000rpm。
在本发明的一个实施方式中,旋转部件是齿轮箱的小齿轮。
发明人已经发现,当润滑剂组合物在运动时,例如当用于润滑可能经受高旋转速度的部件时,聚有机硅氧烷允许润滑剂组合物核芯中的空气体积显著减少。
更具体地,有机硅氧烷允许加速润滑剂组合物的空气释放过程。
在一个实施方式中,根据标准NF ISO 12152(2012)测量的用于本发明的润滑剂组合物的空气体积的初始变化低于或等于6%,优选低于或等于5%,和/或根据标准NF ISO12152(2012)测量的用于本发明的润滑剂组合物放置1分钟后空气的体积变化低于或等于4%,优选低于或等于3%,更优选低于或等于2%。
在本发明的一个实施方式中,润滑剂组合物用于润滑选自齿轮箱、变速器、马达、减速器中的至少一种元件。
因此,在本发明的一个优选实施方式中,润滑剂组合物用于润滑电动车辆或混合动力车辆的推进系统,特别是在减速器处。
有利地,润滑剂组合物用于润滑电动车辆或混合动力车辆的推进系统的不同部分,特别是电动或混合动力汽车的定位在电动机的转子和定子之间的轴承和/或变速器,特别是减速器。
在一个实施方式中,用于本发明的聚有机硅氧烷允许通过在车辆、优选电动车辆或混合动力车辆的润滑系统中而减少起泡引起的损耗。通常,用于本发明的聚有机硅氧烷允许减少至少10%或甚至至少15%的通过起泡引起的损耗。
起泡引起的损耗通常对应于通过在润滑剂组合物浴中运动(通常是旋转)中的部件拖动而引起的功率损耗。
在一个实施方式中,用于本发明的聚有机硅氧烷允许增加车辆产出。
在另一方面,本发明因此涉及包含至少一种基础油和至少一种聚有机硅氧烷的润滑剂组合物在车辆运动部件的润滑系统的应用,以增加所述车辆的产出。
针对本发明中使用的润滑剂组合物,包括聚有机硅氧烷及其应用所描述的所有特征和偏好也适用于该增加产出的应用。
在另一方面,本发明进一步涉及一种从用于润滑车辆的至少一个运动部件的润滑剂组合物中释放空气的方法,所述方法包括在所述润滑剂组合物中使用至少一种聚有机硅氧烷。
在一个实施方式中,空气释放方法通常包括将润滑剂组合物放置成与要在所述车辆中运动的部件接触的步骤。
因此,在本发明的一个特定实施方式中,空气释放方法应用于旨在润滑电动车辆或混合动力车辆的推进系统的润滑剂组合物中,特别是位于电动机的转子和定子之间的轴承;和/或变速器,尤其是减速器。
对本发明中使用的润滑剂组合物,包括聚有机硅氧烷及其应用所描述的所有特征和偏好也适用于这种空气释放方法。
在一个方面,本发明还涉及一种在车辆推进系统,优选电动车辆或混合动力车辆的润滑系统中减少起泡引起的损耗的方法,所述方法包括使包含至少一种基础油和至少一种聚有机硅氧烷的润滑剂组合物接触所述车辆的推进系统的至少一部分。
通常,减少通过起泡造成的损耗的方法包括优选将通过起泡引起的损耗减少至少10%、有利地减少至少15%的步骤。
对本发明中使用的润滑剂组合物,包括聚有机硅氧烷及其应用所描述的所有特征和偏好也适用于该方法以减少通过起泡造成的损耗。
在本发明中,本发明的组合物的特定、有利或优选的特征允许定义本发明的应用,这些应用也是特定的、有利的或优选的。
现在通过以下实施例来描述本发明,这些实施例显然是作为说明给出的,而不是限制本发明。
实施例
实施例1
用以下成分制备润滑剂组合物:
-基础油:在100℃下的动态粘度为40mm2/s,在40℃下的动态粘度为400mm2/s;
-聚有机硅氧烷:聚二甲基硅氧烷,在烃类溶剂基质中4重量%的活性材料;
-用于传动应用的添加剂包,并且特别包含抗磨和极压添加剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂、分散剂。
考虑到在这个标准化测试中使用的相对较低的转速,在这个实施例中使用高粘度的基础油。
下表2将测试的组合物共同分组,百分比以相对于组合物总重量的重量%表示。
[表2]
CC1 | CC2 | Inv1 | Inv2 | Inv3 | |
基础油 | 100% | 98% | 99.8% | 99.95% | 97.8% |
聚有机硅氧烷 | - | - | 0.2% | 0.05% | 0.2% |
添加剂包 | - | 2% | - | - | 2% |
根据标准NF ISO 12152(2012),使用表2中的组合物来确定组合物的空气释放。测试原理如下:一组齿轮在规定的油温下以恒定的速度(转速为1400rpm,切向速度为4m/s)在测试润滑剂中旋转一段固定的时间(本例中为30℃)。发动机关闭后,通过区分油气分散和表面泡沫来确定测试润滑剂的体积增加。
在整个测试过程中,浸入到齿宽中间的齿轮组在旋转时将空气夹带到润滑剂组合物中。由于阿基米德的推力,这种以气泡形式夹带的空气自发地到达外部。因此,在旋转阶段,持续存在曝气/空气释放平衡。
因此,观察到初始空气的减少意味着空气释放过程的加速。
图1显示了油-气分散随时间的变化,初始值为0分钟,至多5分钟。
如图1中的结果所示,使用聚有机硅氧烷允许从润滑剂组合物中释放空气,特别是聚有机硅氧烷允许加速润滑剂组合物的空气释放过程。特别地,润滑剂组合物Inv1、Inv2和Inv3显示出4%的初始空气变化,而不含聚有机硅氧烷的润滑剂组合物CC1和CC2显示出8%的初始空气变化。应当注意,聚有机硅氧烷添加剂的空气释放不受通常用于变速器应用的润滑剂组合物中的添加剂包(组合物Inv3)的存在的干扰。
实施例2:
用以下成分制备润滑剂组合物:
-基础油:III组基础油,在100℃下的动态粘度为8mm2/s,在40℃下的动态粘度为44mm2/s;
-聚有机硅氧烷:聚二甲基硅氧烷,在烃类溶剂基质中4重量%的活性材料。
考虑到本试验中使用较高转速,本实施例中使用了较低粘度的基础油。
下表3将测试组合物共同分组,百分比以相对于组合物总重量的重量%表示。
[表3]
CC3 | Inv4 | |
基础油 | 100% | 99.95% |
聚有机硅氧烷 | - | 0.05% |
在图2所示的试验台上测定了这些组合物CC3和Inv4的通过起泡造成的损耗。该试验台由一个电动机组成,该电动机通过齿形带传动装置而驱动轴旋转(最大速度为7150rpm)。在该驱动轴的末端,将小齿轮定位在油浴中旋转,从而获得鼓泡现象。可以在不同的速度和浸入油浴中测试几种类型的齿轮。位于油槽下方的加热条允许在高达150℃的温度升幅进行测试。流体的温度由浸入浴中的热电偶给出。
位于驱动轴上的扭矩计(精度为±0.002Nm)允许测量阻力扭矩,并且通过旋转速度可以确定起泡消耗的功率。从传感器测量的扭矩中减去轴承的摩擦扭矩,获得仅因起泡而耗散的功率。
轴转速为6000rpm,所选小齿轮的节圆半径为79.5mm,其给出的切向速度为50m/s。所选小齿轮具有3mm模块,测试是在相对浸入0.5的情况下进行的,相对浸入对应于小齿轮中间高度/中间宽度的浸入。
图3说明了作为温度(℃)的函数的两种测试组合物的通过起泡造成的损耗(以瓦特为单位)。
如图3中的结果所示,使用聚有机硅氧烷可以减少通过起泡造成的损耗,特别是聚有机硅氧烷在40和70℃之间可以减少约20%的通过起泡造成的损耗,在80℃之后甚至更高。
从这两个实施例得出结论,需要指出的是,通过添加聚有机硅氧烷添加剂所允许的加速空气释放具有两个积极效果。首先,如实施例1所示,通过该添加剂观察到润滑剂组合物中空气分散的体积减少,这意味着流体动力阻力的减少,因此在40和70℃之间确定减少约20%的通过起泡造成的损耗。其次,空气量的这种减少还可以防止在80℃下通过起泡造成的损耗急剧上升,因此得出以下事实,即含有添加剂(Inv4)的制剂的通过起泡造成的损耗显示出随温度变化的恒定斜率。
实施例3:
用以下成分制备润滑剂组合物:
-基础油:III组基础油,100℃下的动态粘度为4mm2/s;
-聚有机硅氧烷A:聚二甲基硅氧烷,在烃类溶剂基质中4重量%的活性物质,还含有5重量%的固体二氧化硅;
-聚有机硅氧烷B:聚二甲基硅氧烷,在烃溶剂基质中4重量%的活性物质。
下表4将测试的组合物共同分组,百分比以相对于组合物总重量的重量%表示。
[表4]
CC4 | Inv5 | Inv6 | |
基础油 | 100% | 99.95% | 99.95% |
聚有机硅氧烷A | - | 0.05% | - |
聚有机硅氧烷B | - | - | 0.05% |
以与实施例2中相同的方式,在更宽的温度范围(从20至100℃)内测定这些组合物的通过起泡造成的损耗。
图4显示了测试组合物的作为温度(℃)的函数的通过起泡造成的损耗(以瓦特为单位)。
如图4中的结果所示,与不含聚有机硅氧烷的相同油相比,在油中使用聚有机硅氧烷可以减少通过起泡造成的损耗,这种减少在60℃或之后的高温下更加明显,甚至在80℃或之后更是如此。
按照实施例1中描述的方法在不同温度下确定空气量。在该实施例中,仅确定“初始”空气变化。
图5显示了作为温度函数的测试组合物的空气释放。
如图5中的结果所示,与不含聚有机硅氧烷的相同油相比,向油中添加聚有机硅氧烷使得所得润滑剂组合物中的空气量显著减少。
Claims (9)
1.至少一种聚有机硅氧烷用于在润滑电动车辆或混合动力车辆的推进系统的至少一个运动部件时从包含至少一种基础油的润滑剂组合物中释放空气的应用。
2.根据权利要求1所述的应用,其中,所述润滑剂组合物表现出的根据标准NF ISO12152测量的润滑剂组合物中空气体积的初始变化低于6%,优选低于5%。
3.根据前述权利要求中任一项所述的应用,其中,所述聚有机硅氧烷选自聚二甲基硅氧烷。
4.根据前述权利要求中任一项所述的应用,其中,相对于润滑剂组合物的总重量,所述润滑剂组合物包含0.0005至2重量%,优选0.001至1.5重量%,更优选0.05至1重量%的聚有机硅氧烷。
5.根据前述权利要求中任一项所述的应用,其中,所述基础油在100℃下的运动粘度为4至50mm2/s。
6.根据前述权利要求中任一项所述的应用,其中,相对于润滑剂组合物的总重量,所述润滑剂组合物包含至少70重量%,优选80至99重量%,更优选85至95重量%的一种或多种基础油。
7.根据前述权利要求中任一项所述的应用,其用于减少车辆润滑系统中的起泡损耗。
8.根据前述权利要求中任一项所述的应用,其中,所述至少一个运动部件是以1000至15000rpm、优选1300至12000rpm、更优选5000至10000rpm的速度旋转的部件。
9.根据前述权利要求中任一项所述的应用,其中,所述润滑系统包括轴承中的至少一个元件,所述轴承位于电动车辆或混合动力车辆的电动机的转子和定子以及变速器之间。
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