CN117836395A - 润滑汽车或工业齿轮的方法 - Google Patents
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Abstract
所公开的技术涉及一种用于汽车或工业齿轮以及轴和轴承的润滑剂组合物,该汽车或工业齿轮油含有具有润滑粘度的油,任选的磷酸盐和/或硫代磷酸盐化合物,特定的硫化烯烃,金属硫代磷酸盐化合物诸如二烷基二硫代磷酸锌、噻二唑官能化分散剂或它们的混合物和含羟烷基胺的增效剂,以及涉及一种通过用该汽车或工业齿轮油润滑此类汽车或工业齿轮来提高汽车或工业齿轮操作效率和温度的方法。
Description
背景技术
所公开的技术涉及一种用于汽车或工业齿轮以及轴和轴承的润滑剂组合物,该汽车或工业齿轮油含有具有润滑粘度的油,特定的硫化烯烃,含羟烷基胺的增效剂,金属硫代磷酸盐化合物诸如二烷基二硫代磷酸锌、噻二唑官能化分散剂或它们的混合物和任选的磷酸盐或硫代磷酸盐化合物,以及涉及一种通过用该汽车或工业齿轮油润滑此类汽车或工业齿轮来提高汽车或工业齿轮操作效率和温度的方法。
传动系统动力传输装置(诸如齿轮或变速器)提出极具挑战性的技术问题和解决方案,以满足多种并且经常冲突的润滑要求,同时提供耐用性和清洁度。
初始设备制造商和润滑剂制造商共同的目标是提高操作效率。初始设备制造商可能专注于使用机械加工方法来降低表面粗糙度以致力于提高操作效率并降低功率损耗。这些机械加工方法包括珩磨、顶部抛光和振动抹光。另选地,润滑剂制造商通常在努力优化操作效率时以优化流变性和摩擦为目标。当前的机械加工方法对于大规模汽车齿轮生产的实施而言可为昂贵并且费时的。因此,希望通过改变流体特性来提高操作效率,而不是依赖于机械过程来实现此目标。
2019年6月11日授予Douglass等人的US 10,316,712教导使用各种添加剂来降低添加制造制品的粗糙度以最大化能效的方法。'712专利中的数据表明,许多不同的添加剂可用以降低表面粗糙度,并且实际上,即使是未添加添加剂的润滑油也可降低表面粗糙度。'712专利没有教导如何向润滑油提供任何其它益处,例如,诸如提供在ASTM D7452、ASTM D6121、ASTM D4172或ASTM D5704中必需的性能。
虽然表面粗糙度和牵引系数的测量经常用作用于了解润滑流体对提高效率的贡献的预测工具,但确定操作效率的更直接的途径是记录电动机驱动的轴效率台架在其执行驱动循环时的功率损耗。对于提高再现性和可重复性而言,台架测试优于车辆测试。操作效率通过以下等式与功率损耗相关:效率%=[(功率输入-功率损耗)/功率输入]*100%。效率或功率损耗也可能与操作温度有关,如文献中已经报道的(Barton,W.等人,“粘度调节剂对齿轮油效率和耐用性的影响:第二部分(Impact of Viscosity Modifiers on Gear OilEfficiency and Durability:Part II)”,国际汽车工程师学会(SAE International)01-0299,2013,第295-309页,doi:10.4271/2013-01-0299,US 8,435,932,US 6,303,547)。操作温度与操作效率密切相关。操作效率低下会产生热量,该热量导致更高的操作温度。因此,当在更高效的系统中产生的热量更少时,可以观察到更低的操作温度。能够最小化功率损耗和操作温度从而提高流体效率的润滑剂溶液在技术上和商业上都是有益的。
发明内容
发现使用特定的硫化烯烃混合物、含羟烷基胺的增效剂连同金属烷基硫代磷酸盐化学物质、噻二唑官能化分散剂或它们的混合物,和任选的胺烷基(硫代)磷酸盐化学物质在最小化功率损耗和降低操作温度方面是令人惊讶地有益的。
因此,本技术的一个方面涉及一种汽车或工业齿轮油,其包含具有润滑粘度的油,0.01重量%至10重量%的硫化烯烃,100ppm至10,000ppm、或150ppm至9,000ppm、或200ppm至8,000ppm、或250ppm至7,000ppm、或300ppm至5,000ppm、或600ppm至3,000ppm的含羟烷基胺的增效剂和以下中的至少一种:0.1重量%至2重量%、或0.2重量%至1.9重量%、或0.2重量%至1重量%、或1.0重量%至1.8重量%的金属烷基硫代磷酸盐,0.1重量%至8重量%、或0.3重量%至4重量%、或0.35重量%至3重量%的噻二唑官能化分散剂或它们的混合物。润滑剂可任选地包含0.5重量%至2.0重量%的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
该硫化烯烃可以是含有二至六个碳原子的烯烃在催化剂存在的情况下在超大气压下与硫化氢和硫反应的反应产物。在一个实施方案中,该硫化烯烃可以是式R1-Sx-R2的硫化烯烃的混合物,其中R1和R2分别来源于含有2至6个碳原子的烯烃,并且x是介于1与10之间的整数,条件是该硫化烯烃将具有约10重量%至约50重量%的硫含量。
含羟烷基胺的增效剂可包括具有结构I的那些:
其中:
R5为C4至C30烃基基团;R3和R4单独地为H或C1至C6烃基基团。
该汽车或工业齿轮油中的该金属烷基硫代磷酸盐可以包括二烷基二硫代磷酸锌。在一些实施方案中,该二烷基二硫代磷酸锌可以为仲二烷基二硫代磷酸锌。
噻二唑官能化分散剂可以为通过包括将噻二唑化合物与分散剂基质加热、反应或络合的方法制备的混合物。
在实施方案中,该任选的胺烷基(硫代)磷酸盐可以简单地是胺烷基磷酸盐。在其它实施方案中,该任选的胺烷基(硫代)磷酸盐可以是胺烷基硫代磷酸盐。在另外的实施方案中,该任选的胺烷基(硫代)磷酸盐可包括胺磷酸盐和胺烷基硫代磷酸盐两者的组合。在实施方案中,该任选的胺烷基硫代磷酸盐可以为二烷基二硫代磷酸盐。
在一个实施方案中,该润滑剂可以包含胺磷酸盐,该胺磷酸盐是在烷基焦磷酸盐结构中具有至少约30摩尔%的磷原子的基本上无硫烷基磷酸胺盐。在一些实施方案中,此类无硫烷基磷酸盐中至少约80摩尔%的烷基基团可以是约3至约12个碳原子的仲烷基基团。在一些实施方案中,此类无硫烷基磷酸盐中至少约25摩尔%的烷基基团可以是约3至约12个碳原子的伯烷基基团。
该汽车或工业齿轮油也可以含有其它添加剂。在一个实施方案中,该汽车或工业齿轮油可以包含向组合物提供约0.75重量%至约5重量%的总硫水平的量的其它含硫添加剂。在一个实施方案中,该汽车或工业齿轮油可具有约0.01重量%至约0.5重量%、或0.02重量%至约0.4重量%、或约0.08重量%至约0.3重量%、或约0.1重量%至约0.25重量%、或甚至约0.02重量%至约0.10重量%,或约0.025重量%至约0.07重量%的总磷水平。
本技术的另一方面涵盖一种通过向传动系统动力传输装置供应所描述的汽车或工业齿轮油并操作该传动系统动力传输装置来润滑该传动系统动力传输装置的方法。该传动系统动力传输装置可以是例如轴、轴承、变速器或齿轮。
具体实施方式
下面将通过非限制性说明的方式描述各种优选特征和实施方案。本发明的一个方面是一种汽车或工业齿轮油,其含有(a)具有润滑粘度的油,(b)硫化烯烃或其混合物,(c)含羟烷基胺的增效剂和(d)以下组分中的至少一种:(i)金属烷基硫代磷酸盐,(ii)噻二唑官能化分散剂或(iii)它们的混合物以及任选地,(e)至少一种胺烷基(硫代)磷酸盐。
具有润滑粘度的油
公开的技术的一种组分为具有润滑粘度的油,也被称为基础油。基础油可选自《美国石油学会(API)基础油可互换性指南(American Petro-leum Institute(API)Base OilInterchangeability Guidelines)》(2011)的I类-V类中的基础油中的任一种,即
I类、II类和III类为矿物油基础原料。可使用其它一般公认类别的基础油,即使未被美国石油协会(API)正式归类:II+类,指粘度指数为110-119并且挥发性低于其它II类油的II类物质;和III+类,指粘度指数大于或等于130的III类物质。具有润滑粘度的油可包含天然油或合成油以及它们的混合物。可使用矿物油和合成油的混合物,例如聚α烯烃油和/或聚酯油。
在一个实施方案中,根据ASTM D445,该具有润滑粘度的油在100℃下具有1.5mm2/s至7.5mm2/s、或2mm2/s至7mm2/s、或2.5mm2/s至6.5mm2/s、或3mm2/s至6mm2/s的运动粘度。在一个实施方案中,具有润滑粘度的油包含根据ASTM D445在100℃下的运动粘度为1.5至7.5或其它前述范围中的任一个的聚α-烯烃。
硫化烯烃
本技术中使用的硫化烯烃涵盖混合物,这些混合物的组成在撇开用于制备它们的反应的情况下不容易进行描述。通常,硫化烯烃是约80%的硫原子的范围介于2或3与8之间,大多数以约3个和5个或3个和4个碳原子为中心的多硫化物,主要是二叔丁基多硫化物。混合物一般可以由下式表示:R1-Sx-R2,其中R1和R2分别来源于含有2至6个碳原子的烯烃,并且x是介于1与10之间、或2至9、或3至8、或3至7的整数,条件是硫化烯烃将具有约10重量%至约50重量%的硫含量。
更具体地,硫化烯烃是含有二至六个碳原子的烯烃在催化剂存在的情况下在超大气压下与硫化氢和硫反应的反应产物。
可以通过本发明的方法硫化的烯属化合物在性质上是多样的并且可以是经取代的或未经取代的。如果/当烯烃被取代时,取代基的性质通常不是本技术的关键方面并且任何此类取代基都是有用的,只要该取代基与润滑环境相容或者可以与润滑环境相容并且在设想的反应条件下不干扰即可。因此,不设想在所用反应条件下如此不稳定以致有害地分解的经取代的化合物。然而,诸如酮基或醛的某些取代基可以期望地进行硫化。合适的取代基的选择在本领域技术范围内或者可以通过常规测试确定。典型的此类取代基包括上述部分中任一者以及酯、羧酸根、羟基、脒、氨基、磺酰基、亚磺酰基、磺酸根、硝基、磷酸根、亚磷酸根、碱金属巯基等。
可以制备硫化烯烃的示例烯烃可以含有2至30个碳原子。在一些情况下,这些烯烃可以含有二至16个碳原子。通常,这些烯烃可以含有二至六个碳原子。硫化烯烃也可以由含有三至五个碳原子的烯烃制备。该烯烃可以是丁烯。该烯烃也可以是异丁烯。戊烯也可以用作该烯烃。该烯烃也可以是异戊烯。该烯烃也可以是二异丁烯。适用于本文的硫化烯烃可以由任何前述烯烃的混合物制备。
在用于制备硫化烯烃的方法中至关重要的另外两种试剂硫和硫化氢是众所周知的并且是可商购的。通常使用所有这些试剂的商业来源,并且通常与之相关的杂质可能存在而不会产生不利结果。
每摩尔烯属化合物的硫和硫化氢的量分别为约0.3摩尔当量-2.0摩尔当量和约0.1摩尔当量-1.5摩尔当量。优选的范围分别为约0.5摩尔当量-1.5摩尔当量和约0.4摩尔当量-1.25摩尔当量并且最期望的范围分别为约0.7摩尔当量-1.2摩尔当量和约0.4摩尔当量-0.8摩尔当量。
进行硫化反应的温度范围通常为约50℃-350℃。优选的范围为约100℃-200℃,其中约125℃-180℃是特别合适的。该反应在超大气压下进行;这可能并且通常是自生压力(即,在反应过程期间自然产生的压力),但也可能是外部施加的压力。在反应期间产生的确切压力取决于如系统的设计和操作、反应温度以及反应物和产物的蒸气压等因素并且在反应过程期间可能会发生变化。
在反应混合物中掺入可用作硫化催化剂的材料通常是有利的。这些材料可以是酸性的、碱性的或中性的。有用的中性材料和酸性材料包括诸如“Super Filtrol”的酸化粘土、对甲苯磺酸、二烷基-二硫代磷酸和诸如五硫化二磷的硫化磷。优选的催化剂是碱性材料。这些碱性材料可以是诸如氢氧化钠、氧化钙和硫化钠的无机氧化物和盐。然而,最期望的碱性催化剂是包括氨和胺的氮碱。胺包括伯烃基胺、仲烃基胺和叔烃基胺,其中烃基基团是烷基、芳基、芳烷基、烷芳基等并含有约1-20个碳原子。合适的胺包括苯胺、苄胺、二苄胺、十二烷胺、叔丁胺、2-乙基己基胺、萘胺、牛脂胺、N-乙基二丙胺、N-苯基苄胺、N,N-二乙基丁胺、间甲苯胺和2,3-二甲苯胺。也有用的是诸如吡咯烷、N-甲基吡咯烷、哌啶、吡啶和喹啉的杂环胺。
优选的碱性催化剂包括氨和在烷基基团中具有约1-8个碳原子的伯烷基胺、仲烷基胺或叔烷基胺。这种类型的代表性胺是甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、二异丙胺、二正丁胺、三正丁胺、双-2-乙基己基胺、2-乙基己基胺、三仲己胺和三正辛胺。可以使用这些胺的混合物,以及氨和胺的混合物。
所用催化材料的量通常为烯属化合物的约0.05重量%-2.0重量%。在优选的氨和胺催化剂的情况下,每摩尔烯烃约0.0005-0.5摩尔是优选的,并且约0.001-0.1摩尔是特别期望的。
硫化烯烃的确切化学性质尚不确定,最方便的是根据它们的制备方法来描述它们。然而,似乎当由含有少于7个碳原子的烯烃制备时,它们可包括一些二硫化物,但主要是三硫化物和四硫化物,并且可包括一些五硫化物。这些硫化组合物的硫含量足以递送主要为三硫化和四硫化的烯烃。硫含量通常为约10重量%-50重量%,或甚至约15重量%-50重量%,或20重量%-48重量%或25重量%-46重量%。在一些实施方案中,硫含量可以为约30重量%-50重量%或40重量%-50重量%。在一些实施方案中,这些硫化组合物的硫含量可为约18重量%-32重量%,或20重量%-30重量%。
前述硫化烯烃是本领域已知的并且进一步的细节可可见于例如U.S.4,119,549;U.S.4,191,659和U.S.4,344,854中。
前述硫化烯烃可与C4Sx(C4Sy)bC4的低聚多硫化物区分开来,其中b可以是0至8,并且x和y可以是1至3,诸如通过例如美国专利第2,708,199号和第3,697,499号中教导的方法制备的那些。简而言之,此类低聚多硫化物是通过形成1摩尔至2摩尔烯烃和卤化硫之间的加合物,然后任选地在游离硫存在的情况下使加合物与碱金属硫化物反应来制备的。
汽车或工业齿轮油中硫化烯烃的量可以为0.01重量%至10重量%。硫化烯烃的替代量可以为0.1重量%至8重量%、或0.2重量%至6重量%或0.5重量%至5重量%。存在的硫化烯烃的量可以适合于以0.5重量%至3重量%的硫量向润滑剂调配物提供硫。该量也可以适合于向润滑剂调配物提供0.75重量%至2.75重量%的硫。该量也可以适合于向润滑剂调配物提供1重量%至2.5重量%的硫。
如同胺烷基(硫代)磷酸盐一样,本领域技术人员将理解硫化烯烃通常包括各种单独化学物种的混合物。本领域普通技术人员将理解,本文中提及的硫化烯烃涵盖可以通过所描述的合成制备的此类化合物的混合物。
含羟烷基胺的增效剂
该润滑剂还将包括至少一种含羟烷基胺的增效剂,其含量为约25ppm至约10,000ppm,或约50ppm至约9,000ppm,或甚至约75ppm至约8,000ppm,或甚至100ppm至7,000ppm,或甚至200ppm至4000ppm,或甚至300ppm至3000ppm,或400ppm至2500ppm,或700ppm至2000ppm。适用于润滑剂的含羟烷基胺的增效剂包括具有结构I的那些:
结构I
其中:
R5为C4至C30烃基基团;R3和R4单独地为H或C1至C6烃基基团。
在一个实施方案中,羟烷基胺可以为二椰油烷基胺(或二椰油胺)与乙醇酸的反应产物。
在一个实施方案中,羟烷基胺可以衍生自羧酸或其反应性等效物与氨基醇的反应,其中羟烷基胺含有至少两个烃基基团,每个烃基基团含有至少6个碳原子。在国际公布WO04/007652第8段和第9段至第13段中公开了此类羟烷基胺的更详细描述。
在一个实施方案中,羟烷基胺可以为烷氧基化醇。在美国专利申请2005/0101497的第19段和第20段中描述了合适的烷氧基化醇的详细描述。在美国专利5,641,732的第7栏第15行至第9栏第10行中也描述了烷氧基化胺。
在一个实施方案中,羟烷基胺可以为如美国专利5,534,170的第37栏第19行至第39栏第38行中所定义的羟基胺化合物。任选地,羟基胺可被硼酸化,在美国专利5,534,170的第39栏第39行至第40栏第8行中描述了此类产物。
其他合适的烷氧基化胺化合物包括以商标“ETHOMEEN”已知并可从阿克苏贝尔获得的商业烷氧基化脂肪胺。这些ETHOMEENTM材料的代表性示例是ETHOMEENTMC/12(双[2-羟乙基]-椰油胺);ETHOMEENTMC/20(聚氧乙烯-[10]椰油胺);ETHOMEENTMS/12(双[2-羟乙基]-大豆胺);ETHOMEENTMT/12(双[2-羟乙基]-牛脂胺);ETHOMEENTMT/15(聚氧乙烯-[5]牛脂胺);ETHOMEENTM0/12(双[2-羟乙基]油胺);ETHOMEENTM18/12(双[2-羟乙基]-十八烷基胺);ETHOMEENTM18/25(聚氧乙烯[15]十八烷基胺)。美国专利4,741,848中也描述了脂肪胺和乙氧基化脂肪胺
在一个实施方案中,羟烷基胺是双(2-羟乙基)牛脂烷基胺,已知为商标名ETHOMEENTMT/12。
金属烷基硫代磷酸盐化合物
汽车或工业齿轮油还可包含金属烷基硫代磷酸盐化合物。金属烷基硫代磷酸盐化合物可由下式表示:
其中R25和R26独立地为氢、烃基或它们的混合物,其条件是R25和R26中的至少一者为烃基,优选地具有1至30或2至20,并且在一些情况下,2至15个碳原子的烷基或环烷基。在某些实施方案中,R25和R26可为2至8个碳原子,或甚至3至6个碳原子的仲烷基基团,诸如,例如衍生自4-甲基戊-2-醇或异丙醇的那些。在一些实施方案中,R25和R26可以是3个碳原子的仲烷基基团。在一些实施方案中,R25和R26可以是6个碳原子的仲烷基基团。
M为金属,并且n为等于M的可用化合价的整数。M为一价、二价或三价,优选地二价,更优选地,二价过渡金属,并且最优选地锌。
金属烷基硫代磷酸盐的示例包括异丙基甲基戊基二硫代磷酸锌、异丙基异辛基二硫代磷酸锌、二(环己基)二硫代磷酸锌、异丁基2-乙基己基二硫代磷酸锌、异丙基2-乙基己基二硫代磷酸锌、异丁基异戊基二硫代磷酸锌、异丙基正丁基二硫代磷酸锌、二(己基)二硫代磷酸钙、二(壬基)二硫代磷酸钡、二(异丁基)二硫代磷酸锌、异丙基仲丁基二硫代磷酸锌、异丙基二硫代磷酸锌、异丙基4-甲基戊-2-醇二硫代磷酸锌、4-甲基戊-2-醇二硫代磷酸锌、异丙基甲基戊基二硫代磷酸铜、异丙基异辛基二硫代磷酸铜、二(环己基)二硫代磷酸铜、异丁基2-乙基己基二硫代磷酸铜、异丙基2-乙基己基二硫代磷酸锌铜、异丁基异戊基二硫代磷酸铜、异丙基正丁基二硫代磷酸铜、二(己基)二硫代磷酸钙、二(壬基)二硫代磷酸钡、二(异丁基)二硫代磷酸铜、异丙基仲丁基二硫代磷酸铜、异丙基二硫代磷酸铜、异丙基4-甲基戊-2-醇二硫代磷酸铜、4-甲基戊-2-醇二硫代磷酸铜或它们的混合物。
金属烷基硫代磷酸盐可为二烷基二硫代磷酸锌。二烷基二硫代磷酸锌可以描述为伯二烷基二硫代磷酸锌或仲二烷基二硫代磷酸锌,这取决于其制备中使用的醇的结构。在一些实施方案中,汽车或工业齿轮油可以包含伯二烷基二硫代磷酸锌。在一些实施方案中,汽车或工业齿轮油可以包含仲二烷基二硫代磷酸锌。在一些实施方案中,汽车或工业齿轮油可以包含伯二烷基二硫代磷酸锌和仲二烷基二硫代磷酸锌的混合物。
来自金属烷基硫代磷酸盐的金属,诸如锌,可以以约0.02重量%至约0.095重量%锌、或约0.025重量%至0.085重量%或甚至约0.03重量%至约0.075重量%锌的浓度供应。此类水平可以与约0.15重量%至约0.8重量%、约0.2重量%至0.75重量%或甚至约0.25重量%至约0.70重量%的金属烷基硫代磷酸盐浓度相关联。
来自金属烷基硫代磷酸盐的金属,诸如锌,可以以约0.02重量%至约0.2重量%锌、或约0.025重量%至0.19重量%或甚至约0.03重量%至约0.18重量%锌或甚至约0.03重量%至约0.12重量%锌的浓度供应。此类水平可以与约0.2重量%至约2重量%、或约0.25重量%至1.9重量%或甚至约0.3重量%至约1.8重量%的金属烷基硫代磷酸盐浓度相关联。
在实施方案中,金属烷基硫代磷酸盐可提供0.01重量%或0.02重量%至约0.095重量%磷、或约0.022重量%至0.085重量%或甚至约0.025重量%至约0.075重量%磷。
在实施方案中,金属烷基硫代磷酸盐可提供0.01重量%或0.02重量%至约0.2重量%磷,或约0.022重量%至0.19重量%,或甚至约0.025重量%至约0.18重量%磷。
噻二唑官能化分散剂
汽车或工业齿轮油还可包含噻二唑官能化分散剂。噻二唑官能化分散剂可以为通过包括将噻二唑化合物与分散剂基质加热、反应或络合的方法制备的混合物。虽然所得混合物可能不是完全已知的或容易分析的,但据信噻二唑化合物可与分散剂共价键合、盐化、络合或以其他方式增溶。
由含噻二唑的分散剂贡献给完全配制的流体的硫的ppm浓度为30ppm至2480ppm、90ppm至1240ppm、110ppm至930ppm、500ppm至900ppm或600ppm至800ppm。
噻二唑官能化分散剂以润滑组合物的约0.1重量%至约8重量%,或约0.3重量%至约4重量%,或约0.35重量%至约3重量%的范围存在于润滑组合物中。
噻二唑化合物
噻二唑的示例包括2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、或其低聚物、经烃基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、经烃基硫取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑或其低聚物。经烃基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑的低聚物通常通过在2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑单元之间形成硫-硫键以形成所述噻二唑单元中的两种或更多种噻二唑单元的低聚物来形成。
在不同的实施方案中,烃基取代基上的碳原子数包括约1个至约30个、约2个至约20个或约3个至约16个的范围。在一个实施方案中,噻二唑化合物,例如经烃基取代的巯基噻二唑(以及未取代的物质)通常在约25℃下基本上可溶于非极性介质,诸如具有润滑粘度的油。因此,趋于促进溶解度的烃基取代基中的碳原子总数将通常为约8个或更多,或约10个或更多,或至少约12个。如果存在多个烃基取代基,则通常每个取代基将含有约8个或更少的碳原子。在一个实施方案中,噻二唑化合物,例如经烃基取代的巯基噻二唑(以及未取代的物质)通常在约25℃下基本上不溶于非极性介质,诸如具有润滑粘度的油。因此,趋于促进溶解度的烃基取代基中的碳原子总数将通常小于约8个、或约6个、或约4个。如果存在多个烃基取代基,则通常每个取代基将含有约4个或更少的碳原子。
术语“基本上不溶”意指噻二唑化合物(例如二巯基噻二唑(DMTD)化合物)在室温(约25℃)下通常可在油中溶解至小于约0.1重量%、或小于0.01重量%或约0.005重量%的程度。可评价溶解度的具有润滑粘度的合适烃油为ChevronTMRLOP 100N油。将特定量的DMTD或取代的DMTD与油混合,并且可以通过观察例如储存1周后的澄清度相对于残余沉积物的外观来评价溶解度。
适合的噻二唑化合物的示例包括以下中的至少一种:二巯基噻二唑、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、3,5-二巯基-1,2,4-噻二唑、3,4-二巯基-1,2,5-噻二唑或4-5-二巯基-1,2,3-噻二唑。通常,通常利用容易获得的物质,诸如2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑或经烃基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑或经烃基硫取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑,其中2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑由于可获得性而最常被利用。在若干实施方案中,烃基取代基上的碳原子数包括约1至约30个、约2至约25个、约4至约20个、约6至约16个或约8至约10个。
其它有用的噻二唑化合物包括2-烷基二硫代-5-巯基-1,3,4-噻二唑、2,5-双(烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2-烷基-羟基苯基甲硫基-5-巯基-1,3,4-噻二唑、以及它们的混合物。
其它合适的噻二唑化合物的示例包括2-辛基二硫代-5-巯基-1,3,4-噻二唑、2-壬基二硫代-5-巯基-1,3,4-噻二唑、2-十二烷基二硫代-5-巯基-1,3,4-噻二唑或2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑。合适的2,5-双(烷基-二硫代)-1,3,4-噻二唑的示例包括2,5-双(叔辛基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(叔壬基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(叔癸基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(叔十一烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(叔十二烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(叔十三烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(叔十四烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(叔十五烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(叔十六烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(叔十七烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(叔十八烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(叔十九烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑、或2,5-双(叔二十烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑、或其低聚物。在一个实施方案中,经烃基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑包括2,5-双(叔辛基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(叔壬基二硫代)-1,3,4-噻二唑或2,5-双(叔癸基二硫代)-1,3,4-噻二唑中的至少一种。
在一个实施方案中,噻二唑化合物包括2,5-双(叔辛基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(叔壬基二硫代)-1,3,4-噻二唑或2,5-双(叔癸基二硫代)-1,3,4-噻二唑中的至少一种。
分散剂基质
分散剂基质包括琥珀酰亚胺分散剂(例如,N-取代的长链烯基琥珀酰亚胺)、曼尼希分散剂、含酯分散剂、脂肪烃基单羧酸酰化剂与胺或氨的缩合产物、烷基氨基酚分散剂、烃基-胺分散剂、聚醚分散剂、聚醚胺分散剂、含有分散剂官能团的粘度改性剂(例如,含有分散剂官能团的聚合物粘度指数改性剂(VM))或它们的混合物。在一个实施方案中,分散剂基质包括琥珀酰亚胺分散剂、含酯分散剂或曼尼希分散剂。
在一个实施方案中,噻二唑官能化分散剂通过将包含以下组分的成分一起加热来制备:
(i)分散剂基质;
(ii)噻二唑化合物;
(iii)任选地硼酸化剂;和
(iv)任选地磷酸化合物,所述加热足以提供(i)、(ii)、(iii)和任选地(iv)
以及任选地(v)的产物,其可溶于具有润滑粘度的油中。
硼酸化剂包含各种形式的硼酸(包括偏硼酸、HBO2、原硼酸、H3BO3和四硼酸、H2B4O7)、氧化硼、三氧化硼和硼酸烷基酯,诸如具有式(RO)xB(OH)y的那些,其中x为约1至约3且y为约0至约2,x与y之和为3,并且其中R为包含约1个至约10个碳原子的烷基基团。在一个实施方案中,硼化合物可以为碱金属硼酸盐或混合的碱金属硼酸盐和碱土金属硼酸盐。这些金属硼酸盐通常是本领域已知的水合颗粒金属硼酸盐。在一个实施方案中,金属硼酸盐包括混合的碱金属硼酸盐和碱土金属硼酸盐。这些金属硼酸盐可商购获得。
磷酸化合物通常含有氧原子和/或硫原子作为其组成元素,并且通常为磷酸或酸酐。该组分包括亚磷酸、磷酸、连二磷酸、多磷酸、三氧化磷、四氧化磷、五氧化二磷(P2O5)、硫代磷酸(H3PS4)、一硫代磷酸(H3PO3S)、二硫代磷酸(H3PO2S2)、三硫代磷酸(H3PO2S3)和P2S5。其中,通常使用亚磷酸和磷酸或它们的酸酐。另外,也可使用磷酸化合物的盐,诸如胺盐。也可将这些磷酸化合物中的多种一起使用。磷酸化合物通常是磷酸或亚磷酸或它们的酸酐。
在其他实施方案中,磷酸化合物包括具有+3或+5的磷氧化的含磷化合物,诸如磷酸盐、膦酸盐、次膦酸盐或氧化膦。这些合适的磷酸化合物的更详细描述在美国专利第6,103,673号第9栏第64行至第11栏第8行中给出。
在一个实施方案中,噻二唑官能化分散剂可以是如美国专利第4,136,043号的实施例26至35中所述制备的琥珀酰亚胺。美国专利第4,136,043号中公开的类型的分散剂可衍生自通过氯介导的方法制备的聚异丁烯琥珀酸酐。典型地,由氯介导的方法制备的分散剂具有约50摩尔%至约100摩尔%,或约60摩尔%至约100摩尔%的具有碳环的分散剂分子。
在一个实施方案中,分散剂可衍生自通过“烯”反应制备的聚异丁烯琥珀酸酐。“烯”反应机理和一般反应条件概述于《Maleic Anhydride》,第147页至第149页,由B.C.Trivedi和B.C.Culbertson编,并由Plenum Press于1982年出版。
当通过“烯”反应制备分散剂基质时,约0摩尔%至小于约50摩尔%,或约0摩尔%至小于约30摩尔%的分散剂分子含有碳环。
在一个实施方案中,噻二唑官能化分散剂可以为含酯分散剂。噻二唑官能化分散剂通常通过使聚异丁烯琥珀酸酐与多元醇或它们的混合物反应来制备。多元醇包括例如季戊四醇。
在一个实施方案中,噻二唑官能化分散剂通过使聚异丁烯琥珀酸酐与多元醇和胺两者反应来制备。合适的胺的示例包括多胺,诸如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺,或在一个实施方案中,多胺蒸馏塔底物。
胺烷基(硫代)磷酸盐
所公开技术润滑剂可包括至少一种胺烷基(硫代)磷酸盐。如本文所用,括号中包括“硫代”意指磷酸盐可含有或可不含有硫原子。
在一个实施方案中,胺烷基(硫代)磷酸盐可包括胺磷酸盐,即,基本上无硫的磷酸盐。通过基本上无硫意指不故意将硫加到胺磷酸盐中,并且优选地胺磷酸盐完全不含硫。然而,应认识到,在生产情况下,可发生一些硫污染,在胺磷酸盐中产生一些硫。在某种程度上,胺磷酸盐含有一些硫污染,如果硫不影响胺磷酸盐的基本特征,那么这类污染的化合物仍被认为是基本上不含硫的。一般来说,硫污染水平可低于小于2.5重量%,或1重量%、0.1重量%或0.01重量%认为基本上无硫。
在一个实施方案中,相较于正磷酸盐(或单体磷酸盐)结构,胺磷酸盐可包含至少30摩尔%的处于烷基焦磷酸酯结构中的磷原子。处于焦磷酸酯结构中磷原子的百分比可为30摩尔%至100摩尔%、或40摩尔%至90摩尔%或50摩尔%至80摩尔%或55摩尔%至70摩尔%或55摩尔%至65摩尔%。剩余量的磷原子可处于正磷酸酯结构,或可部分地由未反应的磷酸或其它磷物质组成。在一个实施方案中,至多60摩尔%或至多50摩尔%的磷原子处于单烷基正磷酸酯盐结构或二烷基正磷酸酯盐结构。
在一个实施方案中,如以焦磷酸盐形式存在的胺磷酸盐可部分地由式(I)的半中和盐和/或如式(II)的完全中和盐表示。
在实践中胺磷酸盐的中和程度,即,磷酯酸的-OH基团的盐化程度可为50%至100%,或80%至99%,或90%至98%,或93%至97%,或约95%。也可存在这些物质的变体,诸如式(I)或式(II)的变体,其中在(I)中的-OH基团被另一个-OR1基团替代,或其中一个或多个-OR1基团被-OH基团替代,或其中R1基团被含磷基团替代,即包含第三磷结构代替末端R1基团的那些基团。说明性变体结构可包括以下:
式(I)和(II)的结构示出为完全无硫的物质,因为磷原子与氧而不是硫原子键合。但是,小摩尔分数的O原子有可能被S原子取代,诸如0%至5%或0.1%至4%或0.2%至3%或0.5%至2%。
这些焦磷酸盐可与以下通式结构的正磷酸盐区别开
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其任选地也可以如上文所指示的量存在。
胺磷酸盐还可包括一定量的偏酯,包括正磷酸盐结构的单酯和二酯以及焦磷酸盐结构的二酯。
在式(I)和(II)中,每个R1独立地为具有3至12个碳原子的烷基基团。烷基基团可为伯或仲基,或伯和仲的混合物。在某些实施方案中,至少80摩尔%,或至少85%、90%、95%或99%的R1烷基基团将为仲烷基基团。在某些实施方案中,至少25摩尔%,或至少30摩尔%、40摩尔%、50摩尔%、60摩尔%、70摩尔%、80摩尔%或90摩尔%或甚至99摩尔%的R1烷基基团将为伯烷基基团。
在一些实施方案中,烷基基团将具有3或4至12个碳原子,或3至8,或4至6,或5至10,或6至8个碳原子。烷基基团可以是直链、支链、环状或芳香族的。此类基团包括2-丁基、2-戊基、3-戊基、3-甲基-2-丁基、2-己基、3-己基、环己基、4-甲基-2-戊基,以及具有6、7、8、9、10、11或12个碳原子的其它此类仲基团和它们的异构体,以及丙基、丁基、异丁基、戊基、3-甲基丁基、2-甲基丁基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、苯乙基,以及具有3、4、5、6、7、8、9、10、11或12个碳原子的其它此类伯基团和它们的异构体。在一些实施方案中,烷基基团将在基团的α-位处具有甲基支链,示例为4-甲基-2-戊基(也被称为4-甲基戊-2-基)基团。
胺烷基(硫代)磷酸盐也可为胺烷基硫代磷酸盐,其中烷基硫代磷酸盐由式(R'O)2PSSH表示,其中每个R'独立地为烃基基团,其含有约3个至约30个,优选地约3个至至多约18个,或约3个至至多约12个,或至多约8个碳原子。示例性R'基团可包括异丙基、异丁基、正丁基、仲丁基、各种戊基、正己基、甲基异丁基羰基、庚基、2-乙基己基、异辛基、壬基、山嵛基、癸基、十二烷基和十三烷基。示例性的低级烷基苯基R'基团包括丁基苯基、戊基苯基、庚基苯基等。R'基团的混合物的示例包括:1-丁基和1-辛基;1-戊基和2-乙基-1-己基;异丁基和正己基;异丁基和异戊基;2-丙基和2-甲基-4-戊基;异丙基和仲丁基;以及异丙基和异辛基。
在一个实施方案中,胺烷基硫代磷酸盐的烷基硫代磷酸盐可与环氧化物或多元醇(诸如甘油)反应。此反应产物可单独使用,或进一步与磷酸、酸酐或低级酯反应。环氧化物通常为脂肪族环氧化物或环氧苯乙烯。有用的环氧化物的例子包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧辛烷、环氧十二烷、环氧苯乙烯等。环氧乙烷和环氧丙烷是优选的。二醇可为具有2个至约12个,或约2个至约6个,或者2个或3个碳原子的脂肪族二醇。二醇包括乙二醇、丙二醇等。烷基硫代磷酸酯、二醇、环氧化物、无机磷试剂以及其反应方法在美国专利第3,197,405号和第3,544,465号中有描述,其公开内容以引用的方式并入本文中。
胺组分–关于这些胺烷基(硫代)磷酸盐,该胺烷基(硫代)磷酸盐的胺组分可由R2 3N表示,其中每个R2独立地为氢或烃基基团或含酯基团或含醚基团,条件是至少一个R2基团为烃基基团或含酯基团或含醚基团(即,不是NH3)。合适的烃基胺包括具有1至18个碳原子或3至12个或4至10个碳原子的伯胺,诸如甲胺、乙胺、丙胺、异丙胺、丁胺及其异构体、戊胺及其异构体、己胺及其异构体、庚胺及其异构体、辛胺及其异构体,诸如异辛胺和2-乙基己胺,以及高级胺。其他伯胺包括正辛胺和正癸胺,以及十二烷基胺、脂肪胺、正十二烷基胺、正十四烷基胺、正十六烷基胺、正十八烷基胺和油胺。其它有用的脂肪胺包括可商购的脂肪胺,诸如胺(可购自伊利诺斯州芝加哥的阿克苏化学公司(Akzo Chemicals,Chicago,Ill)的产品),诸如/>C、/>O、/>OL、/>T、HT、/>S和/>SD,其中字母名称涉及脂肪基团,诸如椰油基、油基、牛脂或硬脂基。
可使用的仲胺包括二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、二庚胺、甲基乙胺、乙基丁胺、双-2-乙基己胺、N-甲基-1-氨基-环己烷、2C和乙基戊胺。仲胺可以是环胺,诸如哌啶、哌嗪和吗啉。
合适的叔胺包括三正丁胺、三正辛胺、三-癸胺、三-月桂胺、三-十六烷胺和二甲基油胺(DMOD)。可使用三异癸胺或三癸胺(tridecyla-mine)以及它们的异构体。
胺的混合物的示例包括(i)在叔烷基伯基上具有11至14个碳原子的胺、(ii)在叔烷基伯基上具有14至18个碳原子的胺,或(iii)在叔烷基伯基上具有18至22个碳原子的胺。叔烷基伯胺的其它示例包括叔丁胺、叔己胺、叔辛胺(诸如1,1-二甲基己胺)、叔癸胺(诸如1,1-二甲基辛胺)、叔十二烷基胺、叔十四烷基胺、叔十六烷基胺、叔十八烷基胺、叔二十四烷基胺和叔二十八烷基胺。在一个实施方案中,有用的胺混合物包括“81R”或“JMT”。/>81R和/>JMT(两者均由Dow Chemical生产和销售)可以分别为C11至C14叔烷基伯胺和C18至C22叔烷基伯胺的混合物。
在其它实施方案中,胺可为含酯胺,诸如N-烃基取代的γ-或δ-氨基(硫代)酯,其因此为仲胺。含酯胺可例如通过将通常具有支链烃基的伯胺与烯系不饱和酯或硫代酯迈克尔加成(Michael addition),或例如通过将5-氧基取代的硫代的羧酸或5-氧基取代的硫代羧酸的酯的还原胺化来制备。它们也可通过5-卤素取代的羧酸或5-卤素取代的硫代羧酸的酯的胺化,或通过2-氨基取代的己二酸的酯的还原胺化,或通过2-氨基己二酸的酯的烷基化来制备。
任何类型的胺都将反应以中和磷酯组分上的(一个或多个)酸性基团,以制备胺烷基(硫代)磷酸盐。
在一个实施方案中,胺烷基(硫代)磷酸盐可为式(I)或(II)的磷酸胺,或其变体,其中胺为2-乙基己胺。
在一个实施方案中,胺烷基(硫代)磷酸盐可为式(I)或(II)的胺磷酸盐,或其变体,其中胺为N-烃基取代的或氨基(硫代)酯。γ-δ-
在一个实施方案中,胺烷基(硫代)磷酸盐可为胺烷基硫代磷酸盐,该胺烷基硫代磷酸盐为C14至C18烷基化二烷基二硫代磷酸与Primene 81RTM(由陶氏公司(Dow)生产和出售)的反应产物,该Primene 81RTM是C11至C14叔烷基伯胺的混合物。
在实施方案中,胺烷基(硫代)磷酸盐可包括胺磷酸盐的组合、胺烷基硫代磷酸盐的组合,和胺磷酸盐与胺烷基硫代磷酸盐的组合。
汽车或工业齿轮油中胺烷基(硫代)磷酸盐的量可以是0.01重量%至5重量%。胺烷基(硫代)磷酸盐的替代量可以是0.2重量%至3重量%、或0.6重量%至2重量%、或甚至0.7重量%至1.75重量%、或0.2重量%至1.2重量%、或0.5重量%至2.0重量%、或0.55重量%至1.4重量%、或0.6重量%至1.3重量%、或0.7重量%至1.2重量%、或1重量%至2重量%、或甚至1.5重量%至2重量%、或1.2重量%至1.8重量%或甚至1.8重量%至2.2重量%。量可适合于向润滑剂调配物提供磷的量为200份/百万重量份(ppm)至3000份/百万重量份(ppm)、或400ppm至2000ppm、或300ppm至2000ppm、或600ppm至1500ppm、或700ppm至1100ppm、或900ppm至1900ppm、或1100ppm至1800ppm、或1200ppm至1600ppm或1500ppm至2000ppm。
技术人员应理解,胺烷基(硫代)磷酸盐将通常包含各种单独的化学物种的混合物。本领域普通技术人员将理解本文中提及的胺烷基(硫代)磷酸盐涵盖如可通过所描述的合成方法制备的此类化合物的混合物。
其它添加剂
例如,汽车或工业齿轮油中可以存在常规量的其它材料,这些其它材料包括例如粘度调节剂、分散剂(包括官能化分散剂,诸如硼酸化分散剂)、倾点添加剂、极压剂、消泡剂、铜抗腐蚀剂(诸如二巯基噻二唑化合物)、铁抗腐蚀剂、摩擦调节剂、染料、香料、任选的洗涤剂和抗氧化剂以及颜色稳定剂。
如本文所使用的汽车或工业齿轮油是指具有足够水平的添加剂以润滑工业齿轮或传动系统动力传输装置的汽车或工业齿轮油,该传动系统动力传输装置包括诸如齿轮的汽车齿轮、轴承或轴,或变速器。在这方面,基于硫和磷的水平,汽车或工业齿轮油可以与诸如发动机油润滑剂的其它润滑剂区分开来。基于汽车或工业齿轮油的重量,汽车或工业齿轮油可以具有约0.75重量%至约5重量%的总硫水平。在一些实施方案中,总硫水平可为约0.8重量%至约4重量%、或甚至约0.9重量%至约3.5重量%或约1重量%至约3重量%。
汽车或工业齿轮油还可以具有约0.01重量%至约0.5重量%、或0.03重量%至约0.35重量%或甚至约0.05重量%至约0.3重量%的总磷水平。
汽车或工业齿轮油还可以具有约1ppm至约500ppm,或约5ppm至约450ppm,或甚至约10ppm至约400ppm,或约25ppm至约350ppm,或甚至约50ppm至约300ppm的总硼水平。
磷可以例如从上文所讨论的胺烷基(硫代)磷酸盐或其它含磷化合物被引入汽车或工业齿轮油中。此类其它含磷化合物可以包括例如亚磷酸盐或膦酸盐。适合的亚磷酸酯或膦酸酯包括具有至少一个含有3或4或更多、或8或更多、或12或更多个碳原子的烃基基团的那些。亚磷酸酯可以为经单烃基取代的亚磷酸酯、经二烃基取代的亚磷酸酯或经三烃基取代的亚磷酸酯。膦酸酯可为经单烃基取代的膦酸酯、经二烃基取代的膦酸酯或经三烃基取代的膦酸酯。
在一个实施方案中,亚磷酸酯为不含硫的,即亚磷酸酯不为硫代亚磷酸酯。
亚磷酸酯或膦酸酯可由下式表示:
其中至少一个R可为含有至少3个碳原子的烃基基团,并且其它R基团可为氢。在一个实施方案中,R基团中的两个为烃基基团,并且第三个为氢。在一个实施方案中,每个R基团为烃基基团,即亚磷酸酯为经三烃基取代的亚磷酸酯。该烃基基团可为烷基、环烷基、芳基、无环基或它们的混合物。
在本领域中,膦酸酯(即,式XI,R=烃基)也可以称为亚磷酸酯。当式XII中的一个R基团是H基团时,该化合物通常被认为是亚磷酸酯,但这种化合物通常可以存在于式XI和XII的互变异构体之间,并且因此也可以称为膦酸酯或亚磷酸酯。为了便于参考,本文所用的术语亚磷酸酯将被认为包括亚磷酸酯和膦酸酯两者。
R烃基基团可为直链或支链的,通常为直链的,并且可为饱和或不饱和的。
在一个实施方案中,其它含磷化合物可为C3-8烃基亚磷酸酯或其混合物,即其中每个R可独立地为氢或具有3至8、或4至6个碳原子、典型地4个碳原子的烃基基团。典型地,C3-8烃基亚磷酸酯包括二丁基亚磷酸酯。
在一个实施方案中,含磷化合物可为C12-22烃基亚磷酸酯或其混合物,即其中每个R可独立地为氢或具有12至24、或14至20个碳原子、典型地16至18个碳原子的烃基基团。典型地,C12-22烃基亚磷酸酯包括C16-18烃基亚磷酸酯。R3、R4和R5的烷基基团的示例包括辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十八烯基、十九烷基、二十烷基或它们的混合物。亚磷酸C12-22烃基酯可以以汽车或工业齿轮油的约0.05重量%至约4.0重量%、或汽车或工业齿轮油的约0.05重量%至约3重量%、或约0.05重量%至约1.5重量%、或约0.05重量%至约1重量%或约0.1重量%至约0.5重量%、或约0.7重量%至约1.4重量%存在于汽车或工业齿轮油中。
在一些实施方案中,其它含磷化合物可包括C3-8烃基亚磷酸酯和C12至C24烃基亚磷酸酯两者。
在一个实施方案中,亚磷酸酯包含(a)单体磷酸或其酯与(b)至少两种亚烷基二醇的反应产物,至少两种亚烷基二醇为:第一亚烷基二醇(i),其具有呈1,4或1,5或1,6关系的两个羟基基团,以及第二亚烷基二醇(ii),其是烷基取代的1,3-丙二醇。
含硫的亚磷酸酯可包括例如由式[R1O(OR2)(S)PSC2H4(C)(O)OR4O]nP(OR5)2-n(O)H表示的物质,其中R1和R2各自独立地为具有3至12个碳原子或6至8个碳原子的烃基基团,或其中R1和R2与相邻的O原子和P原子一起形成含有2至6个碳原子的环;R4为具有2至6个碳原子或2至4个碳原子的亚烷基基团;R5为氢或具有1至约12个碳原子的烃基基团;并且n为1或2。亚磷酸C12-22烃基酯可以以汽车或工业齿轮油的约0.05重量%至约1.5重量%、或约0.7重量%至约1.4重量%或汽车或工业齿轮油的约0.1重量%至约1.0重量%存在于汽车或工业齿轮油中。
在一个实施方案中,另一种含磷化合物可为含磷酰胺。含磷酰胺可以通过二硫代磷酸与不饱和酰胺反应制备。不饱和酰胺的示例包含丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、巴豆酰胺等。磷酸和不饱和酰胺的反应产物可以进一步与连接或偶联化合物(诸如甲醛或多聚甲醛)反应。含磷酰胺在本领域中是已知的并且公开于美国专利第4,670,169号、第4,770,807号和第4,876,374号中,这些专利的关于磷酰胺及其制备的公开内容以引用方式并入本文。
汽车或工业齿轮油还可以包含防锈剂。防锈剂包括具有胺基团、醚基团、羟基基团、羧酸、酯或盐基团或含氮杂环基团中的一者或多者的有机化合物。示例包括脂肪胺诸如油胺、羟基胺诸如异丙醇胺;羟基胺与脂肪酸的缩合物(诸如妥尔油脂肪酸与二乙醇胺或N-羟乙基乙二胺的产物)、羧酸、酯和盐(诸如烷基取代的琥珀酸、酯和胺或铵盐,例如琥珀酸和环氧丙烷的单酯或双酯)以及具有多官能团的化合物。后者的示例包括具有酰胺和酸官能团的肌氨酸衍生物(例如,R1CO--NR2--CH2--COOH)。具有含氮杂环的材料包括诸如甲苯基三唑的三唑化合物和三嗪盐。其它防锈剂包括乙氧基化苯酚。其它防锈剂包括可以通过蜡或油的部分氧化形成的各种氧化材料。示例包括石蜡油氧化物、蜡氧化物和石油氧化物。其它防锈剂包括诸如长链烯基酰胺硼酸酯的有机硼化合物。又其它防锈剂包括诸如磺酸钠和烷基苯磺酸钠的碱金属磺酸盐。
其它防锈剂包括诸如酒石酸、柠檬酸、苹果酸、乳酸、草酸、乙醇酸、羟基丙酸和羟基戊二酸的羟基酸的酯。这些的示例包括酯,这些酯包括由C6-12醇或C6-10醇或C8-10醇形成酒石酸酯(即,特别是二酯),例如酒石酸异十三烷基酯、酒石酸2-乙基己基酯,和C12-14直链醇/C13支链醇的混合酒石酸酯(例如,80:20至95:5比率或90:10比率)。此类材料的酰胺和酰亚胺也可以是有用的。
又其它防锈剂包括聚醚。这些包括聚环氧烷,诸如聚环氧乙烷、聚环氧丙烷以及环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物。此类聚醚的一端可以用诸如丁基基团的烷基基团封端。这种类型的材料是可商购的并且被认为是丁基封端的聚环氧丙烷或丁基封端的环氧乙烷-环氧丙烷共聚物。如果此类材料在链的一端含有羟基基团,那么这些材料也可以称为聚醚醇或聚醚多元醇。
在一个实施方案中,防锈剂可以是聚醚。在其它实施方案中,防锈剂可以是脂肪胺、羟胺与脂肪酸的缩合物、羧酸、酯或盐、肌氨酸衍生物、三唑化合物、乙氧基化苯酚、部分氧化的蜡或油、长链烯基酰胺硼酸酯、羟基酸的酯或磺酸钠中的一者或多者。
防锈剂可以以汽车或工业齿轮油的0.02重量%至2重量%存在并且在另选的实施方案中以0.05重量%至1重量%或0.1重量%至0.5重量%或0.1重量%至0.2重量%存在。
根据ASTM D445,汽车或工业齿轮油在100℃下可具有介于2cSt与25cSt之间的运动粘度。根据ASTM D445,汽车或工业齿轮油在100℃下可具有介于2cSt与15cSt之间的运动粘度。根据ASTM D445,汽车或工业齿轮油在100℃下可具有介于2cSt与12cSt之间的运动粘度。根据ASTM D445,汽车或工业齿轮油在100℃下可具有介于2cSt与9cSt之间的运动粘度。根据ASTM D445,汽车或工业齿轮油在100℃下可具有介于2cSt与7cSt之间的运动粘度。根据ASTM D445,汽车或工业齿轮油在100℃下可具有介于2cSt与6cSt之间的运动粘度。根据ASTM D445,汽车或工业齿轮油在100℃下可具有介于2cSt与5cSt之间的运动粘度。根据ASTM D445,汽车或工业齿轮油在100℃下可具有介于3cSt与6.5cSt之间的运动粘度。根据ASTM D445,汽车或工业齿轮油在100℃下可具有介于3cSt与5.5cSt之间的运动粘度。
所公开的技术总体上提供了一种通过向汽车或工业齿轮提供汽车或工业齿轮油并操作汽车或工业齿轮来最小化汽车或工业齿轮的功率损耗并降低其操作温度的方法。
本技术还提供了一种通过用汽车或工业齿轮油润滑齿轮并操作齿轮来提高齿轮的操作效率的方法。具体地,本技术提供了一种通过用汽车或工业齿轮油润滑新齿轮并操作该齿轮来提高该齿轮的操作效率的方法。“新齿轮”是指先前未在操作中使用过的齿轮。在先前在本文所教导的组合物之外的流体下操作的使用过的齿轮中,效率也可以得到提高。
具体地,所公开的技术提供了一种润滑传动系统动力传输装置的方法,该方法包括向其供应如本文所描述的汽车或工业齿轮油,即,含有以下的汽车或工业齿轮油:(a)具有润滑粘度的油;(b)本文所讨论的硫化烯烃;(c)含羟烷基胺的增效剂,和(d)以下组分中的任一者:(i)金属烷基硫代磷酸盐,(ii)噻二唑官能化分散剂或(iii)它们的混合物,或在一些情况下,(a)具有润滑粘度的油;(b)本文所讨论的硫化烯烃;(c)含羟烷基胺的增效剂;(d)以下组分中的任一者:(i)金属烷基硫代磷酸盐,(ii)噻二唑官能化分散剂或(iii)它们的混合物、和(e)胺烷基(硫代)磷酸盐,并且操作该传动系统动力传输装置并持续足够长的时间段,以允许汽车或工业齿轮油以受控的方式比典型的齿轮润滑剂更大程度地最小化该传动系统动力传输装置的功率损耗并降低其操作温度。可以在使用汽车或工业齿轮油的情况下的装置操作期间测量功率损耗的这种降低。
传动系统动力传输装置可以包括至少两个齿轮,如在车辆的变速箱(例如,手动变速器)中或在轴或差速器中,或在其它传动系统动力传输装置中。传动系统动力传输装置还可以包括轴承。轴承的滚动元件在设计上可以是圆柱形的或球。经润滑的齿轮可以包括正齿轮或行星齿轮以及双曲面齿轮(amboid)或螺旋锥齿轮或更常见的准双曲面齿轮,诸如,例如驱动轴中的那些准双曲面齿轮。轴可以具有2:1至8:1的齿轮比,并且齿圈的直径可以是大约13cm至64cm。轴可以结合开放式差速器或某种类型的牵引使能装置。轴可以是具有一个或多个驱动轴的传动系统的一部分,诸如串联或三联轴设计,其中轴可以与动力分配器联接在一起。这些轴的应用包括轻型车辆、中型车辆和重型车辆(例如,职业或长途运输服务),并且可以用于公路或越野。轴可以来自传统的石油动力车辆,可以来自电力驱动车辆,或它们的混合动力车辆。电力驱动轴可将电动机、电力电子设备和变速器组合在一个单元中,直接向车辆的轴提供动力。
润滑剂应该能够满足在传动系统动力传输装置的正常操作中对它所预期的其它方面。
如本文所用,术语“缩合产物”旨在涵盖酯、酰胺、酰亚胺和其它此类材料,它们可通过酸或酸的反应等价物(例如,酸卤化物、酸酐或酯)与醇或胺的缩合反应来制备,无论是否实际进行缩合反应以直接产生产物。因此,例如,特定的酯可通过酯交换反应而不是直接通过缩合反应来制备。所得产物仍被认为是缩合产物。
除非另有说明,否则所述每种化学组分的量不包括任何溶剂或稀释油,这些溶剂或稀释油通常可存在于商业物质中,即以活性化学品为基础。然而,除非另有说明,否则本文提及的每种化学品或组合物应被解释为商品级物质,其可含有异构体、副产物、衍生物和通常理解为存在于商品级中的其它此类物质。
如本文所用,术语“烃基取代基”或“烃基基团”以其普通含义使用,这是本领域技术人员众所周知的。具体地,它是指具有直接与分子的其余部分连接的碳原子并且主要具有烃特性的基团。烃基基团的示例包括:
·烃取代基,即脂族(例如烷基或烯基)、脂环族(例如环烷基、环烯基)取代基和经芳族、脂族和脂环族取代的芳族取代基,以及环状取代基,其中环通过分子的另一部分完成(例如,两个取代基一起形成环);
·取代的烃取代基,即含有非烃基团的取代基,在本发明的上下文中,这些非烃基团不改变取代基的主要烃性质(例如卤素(特别是氯和氟)、羟基、烷氧基、巯基、烷基巯基、硝基、亚硝基和硫氧基);
·杂取代基,即在本发明的上下文中,虽然具有主要烃的特性,但为在原本由碳原子组成的环或链中包含碳以外的原子的取代基,并且其包括如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基等的取代基。杂原子包括硫、氧和氮。通常,对于烃基基团中的每十个碳原子,将存在不超过两个或不超过一个非烃取代基;另选地,烃基基团中可不存在非烃取代基。
已知本文所述的物质中的一些物质可在最终调配物中相互作用,使得最终调配物的组分可不同于最初添加的那些。例如,金属离子(例如清净剂的金属离子)可迁移至其它分子的其它酸性或阴离子位点。由此形成的产物,包括将本发明的组合物用于其预期的用途时形成的产物,可能不容易描述。然而,所有此类修改和反应产物都包括在本发明的范围内。本发明包括通过混合上述组分制备的组合物。
参考以下实施例可更好地理解本发明。
实施例
根据下表1和2中的配方制备了一系列完全调配的汽车齿轮油。
表1:
样品1 | 样品2 | 样品3 | 样品4 | 样品5 | |
VM | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 |
铜腐蚀抑制剂 | 0.154 | 0.154 | 0.154 | 0.154 | 0.154 |
抗磨剂 | 1.54 | 1.54 | 1.54 | 1.54 | 1.54 |
分散剂 | 0.84 | 0.84 | 0.84 | 0.84 | 0.84 |
仲ZDDP | 0.27 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | 0.27 |
硫化烯烃 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
消泡剂 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 |
摩擦调节剂 | 0.126 | 0.126 | 0.126 | 0.126 | 0.126 |
化合物1 | 0.184 | ||||
化合物2 | 0.16 | ||||
化合物3 | 0.061 | ||||
化合物4 | 0.14 |
样品1-样品5的调配物是相同的,不同的是添加的含羟烷基胺的增效剂列于表中。化合物的特性如下表1A中所示。
表1A
化合物# | 化合物化学物质 |
化合物1 | 双(2-羟乙基)牛脂烷基胺 |
化合物2 | 油基丙二胺 |
化合物3 | N,N-二乙氨基乙醇 |
化合物4 | 油胺 |
样品1含有所列的羟烷基胺。样品2含有烷基二胺。样品3不含任何羟烷基胺或相关的羟基或胺化合物。样品4和样品5含有叔烷醇胺和简单的烃基胺。虽然添加的羟基/胺增效剂和/或比较胺的重量百分比从一种调配物到下一种调配物有所不同,但所列出的羟基/胺增效剂和/或比较胺以相同的摩尔浓度添加到成品流体(0.052mmol)中。
根据以下指南和程序对这些流体中的每种流体完成轴效率测试:
所用的轴得自北美I级供应商。每个效率测试在使用新轴并且没有温度控制的情况下进行。使温度随时间推移自稳定。表2是表示包括4个不同小齿轮速度和5个不同小齿轮负载的16组条件的速度-负载标测图。
表2
阶段 | 速度(小齿轮,rpm) | 负载(小齿轮,Nm) | 阶段时间(分钟) |
1 | 2000 | 100 | 30 |
2 | 1000 | 200 | 30 |
3 | 1500 | 200 | 30 |
4 | 2000 | 200 | 30 |
5 | 500 | 300 | 20 |
6 | 1000 | 300 | 20 |
7 | 1500 | 300 | 20 |
8 | 2000 | 300 | 20 |
9 | 500 | 400 | 20 |
10 | 1000 | 400 | 20 |
11 | 1500 | 400 | 20 |
12 | 2000 | 400 | 20 |
13 | 500 | 500 | 20 |
14 | 1000 | 500 | 20 |
15 | 1500 | 500 | 20 |
16 | 2000 | 500 | 20 |
测试按顺序运行通过每个阶段1-16。在流体已经经历一次所有16个阶段之后,一次循环完成。将测试重复10次循环。在每个阶段之后测量并记录功率损耗和流体温度。此处报告的功率损耗和温度数据适用于程序的第7、11和16阶段。如果操作温度达到160℃,则在该阶段的剩余部分施加冷却水以保持温度不高于160℃。阶段16将流体暴露于最高速度和最高负载条件。因为它是最高功率阶段,所以它比其它阶段更显著地示出了功率损耗和操作温度的差异。报告每种流体的第1次循环、第3次循环和第10次循环的数据。所选择的测试在指定情况下以一式两份或一式三份运行。
功率损耗和操作温度的最小化是最期望的。
在每个数据组中,含有羟烷基胺的增效剂的样品1表现出最低的功率损耗和最低的操作温度。
以上提及的每篇文献以引用方式并入本文,包括要求其优先权的任何先前申请,无论是否上文具体列出。任何文献的提及并不是承认该文献符合现有技术或构成任何司法管辖区技术人员的一般知识。除了在实施例中或在它处以其他方式明确指出外,本说明书中指定材料量、反应条件、分子量、碳原子数等的所有数值量应理解为任选地由字词“约”修饰。应当理解,本文所述的量、范围和比例的上限和下限可独立地组合。类似地,本发明每种要素的范围和量可与任何其他要素的范围或量一起使用。
如本文所用,与“包含”、“含有”或“特征在于”同义的过渡术语“包括”是包括性或开放式的,而并不排除另外的、未列举的要素或方法步骤。然而,在本文对“包含”的每一次使用中,意在使该术语还涵盖作为替代实施方案的短语“基本上由……组成”和“由……组成”,其中,“由……组成”排除未指出的任何要素或步骤,并且“基本上由……组成”允许包括不实质上影响所考虑的组合物或方法的必要或基本和新颖特性的另外的未叙述的要素或步骤。当应用于权利要求的元素时,表述“由……组成”或“基本上由……组成”旨在限制由该元素表示的类型的所有物质,尽管在权利要求中的其它地方存在“包含”。
一种汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油包含a)具有润滑粘度的油;b)0.01重量%至10重量%的硫化烯烃,该硫化烯烃包括式R1-Sx-R2的硫化烯烃的混合物,其中R1和R2分别来源于含有2至6个碳原子的烯烃,并且x是介于1与10之间的整数,条件是该硫化烯烃将具有约10重量%至约50重量%的硫含量;c)25ppm至10,000ppm的含羟烷基胺的增效剂,和d)以下组分中的至少一种:(i)0.1重量%至2重量%的金属烷基硫代磷酸盐,(ii)0.1重量%至8重量%的噻二唑官能化分散剂,(iii)(i)和(ii)的混合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该具有润滑粘度的油包括I类油。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该具有润滑粘度的油包括II类油。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该具有润滑粘度的油包括III类油。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该具有润滑粘度的油包括III+类油。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该具有润滑粘度的油包括IV类油。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该具有润滑粘度的油包括V类油。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中根据ASTM D445,该具有润滑粘度的油在100℃下具有1.5mm2/s至7.5mm2/s的运动粘度。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中根据ASTM D445,该具有润滑粘度的油在100℃下具有2mm2/s至7mm2/s的运动粘度。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中根据ASTM D445,该具有润滑粘度的油在100℃下具有2.5mm2/s至6.5mm2/s的运动粘度。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中根据ASTM D445,该具有润滑粘度的油在100℃下具有3mm2/s至6mm2/s的运动粘度。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该具有润滑粘度的油包括聚α烯烃。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该至少一种含羟烷基胺的增效剂以约25ppm至约10,000ppm存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该至少一种含羟烷基胺的增效剂以约50ppm至约9,000ppm存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该至少一种含羟烷基胺的增效剂以约75ppm至约8,000ppm存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该至少一种含羟烷基胺的增效剂以约100ppm至7,000ppm存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该至少一种含羟烷基胺的增效剂以约100ppm至10,000ppm存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该至少一种含羟烷基胺的增效剂以约150ppm至9,000ppm存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该至少一种含羟烷基胺的增效剂以约200ppm至8,000ppm存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该至少一种含羟烷基胺的增效剂以约250ppm至7,000ppm存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该至少一种含羟烷基胺的增效剂以约300ppm至5,000ppm存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该至少一种含羟烷基胺的增效剂以约600ppm至3,000ppm存在。
根据前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中含羟烷基胺的增效剂包含结构I的烷醇胺、基本上由其组成、由其组成:
其中:
R5为C4至C30烃基基团;R3和R4单独地为C1至C10烷基基团。
根据前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中含羟烷基胺的增效剂包含二椰油烷基胺(或二椰油胺)与乙醇酸的反应产物。
根据前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中含羟烷基胺的增效剂包括羧酸或其反应性等价物与氨基醇的反应产物,其中该羟烷基胺含有至少两个烃基基团,每个烃基基团含有至少6个碳原子。
根据前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该含羟烷基胺的增效剂包括双[2-羟乙基]-椰油胺。
根据前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该含羟烷基胺的增效剂包括聚氧乙烯-[10]椰油胺。
根据前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该含羟烷基胺的增效剂包括双[2-羟乙基]-大豆胺。
根据前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该含羟烷基胺的增效剂包括双[2-羟乙基]-牛脂胺。
根据前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该含羟烷基胺的增效剂包括聚氧乙烯-[5]牛脂胺。
根据前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该含羟烷基胺的增效剂包括双[2-羟乙基]油胺。
根据前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该含羟烷基胺的增效剂包括双[2-羟乙基]-十八烷基胺。
根据前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该含羟烷基胺的增效剂包括聚氧乙烯[15]-十八烷基胺。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃的R1和R2分别来源于含有3至5个碳原子的烯烃。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃的R1和R2中的至少一者分别来源于丁烯。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃的R1和R2中的至少一者分别来源于异丁烯。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃的R1和R2中的至少一者分别来源于戊烯。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃的R1和R2中的至少一者分别来源于异戊烯。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃的R1和R2中的至少一者分别来源于二异丁烯。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃的R1和R2中的至少一者分别来源于前述烯烃中的任一种烯烃的混合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃中每摩尔烯属化合物的硫和硫化氢的量分别为约0.3克原子-2.0克原子和约0.1摩尔-1.5摩尔。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃中每摩尔烯属化合物的硫和硫化氢的量分别为约0.5克原子-1.5克原子和约0.4摩尔-1.25摩尔。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃中每摩尔烯属化合物的硫和硫化氢的量分别为约0.7克原子-1.2克原子和约0.4摩尔-0.8摩尔。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃以0.1重量%至8重量%存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃以0.2重量%至6重量%存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃以0.5重量%至5重量%存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃向该齿轮油提供0.5重量%至3重量%的硫。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃向该齿轮油提供0.75重量%至2.75重量%的硫。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃向该齿轮油提供1重量%至2.5重量%的硫。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃的硫含量为10重量%-50重量%。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃的硫含量为15重量%-50重量%。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃的硫含量为20重量%-48重量%。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃的硫含量为25重量%-46重量%。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃的硫含量为30%-50%。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃的硫含量为40重量%-50重量%。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃的硫含量为18重量%-32重量%。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该硫化烯烃的硫含量为20重量%-30重量%。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含0.01重量%至5.0重量%的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含0.2重量%至3重量%的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含0.6重量%至2重量%的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含0.7重量%至1.75重量%的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含0.2重量%至1.2重量%的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含0.5重量%至2.0重量%的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含0.55重量%至1.4重量%的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含0.6重量%至1.3重量%的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含0.7重量%至1.2重量%的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含1重量%至2重量%的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含1.5重量%至2重量%的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含1.2重量%至1.8重量%的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含1.8重量%至2.2重量%的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含适合于以200ppm至3000ppm的量向该齿轮油提供磷的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含适合于以400ppm至2000ppm的量向该齿轮油提供磷的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含适合于以300ppm至2000ppm的量向该齿轮油提供磷的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含适合于以600ppm至1500ppm的量向该齿轮油提供磷的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含适合于以700ppm至1100ppm的量向该齿轮油提供磷的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含适合于以900ppm至1900ppm的量向该齿轮油提供磷的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含适合于以1100ppm至1800ppm的量向该齿轮油提供磷的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含适合于以1200ppm至1600ppm的量向该齿轮油提供磷的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含适合于以1500ppm至2000ppm的量向该齿轮油提供磷的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该胺烷基(硫代)磷酸盐包括胺磷酸盐。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该胺磷酸盐包括基本上无硫烷基磷酸胺盐,其中至少约30摩尔%的磷原子处于烷基焦磷酸盐结构中并且至少约80摩尔%的烷基基团为约3至约12个碳原子的仲烷基基团。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该胺磷酸盐包括基本上无硫烷基磷酸胺盐,其中至少约30摩尔%的磷原子处于烷基焦磷酸盐结构中并且此类无硫烷基磷酸盐中至少约25摩尔%的烷基基团可以是约3至约12个碳原子的伯烷基基团。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该胺包括2-乙基己胺。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该胺烷基(硫代)磷酸盐包括胺烷基硫代磷酸盐。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该胺烷基硫代磷酸盐的烷基硫代磷酸盐包括二烷基二硫代磷酸盐。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该胺包括C8至C20烷基胺。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该金属烷基硫代磷酸盐由下式表示
其中R25和R26独立地是氢、烃基基团或它们的混合物,条件是R25和R26中的至少一者是烃基基团。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该金属烷基硫代磷酸盐,其中R25和R26独立地是氢、烷基或环烷基基团或它们的混合物,条件是R25和R26中的至少一者是具有1至30个碳原子的烷基或环烷基基团。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该金属烷基硫代磷酸盐,其中R25和R26独立地是氢、烷基或环烷基基团或它们的混合物,条件是R25和R26中的至少一者是具有2至20个碳原子的烷基或环烷基基团。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该金属烷基硫代磷酸盐,其中R25和R26独立地是氢、烷基或环烷基基团或它们的混合物,条件是R25和R26中的至少一者是具有2至15个碳原子的烷基或环烷基基团。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该金属烷基硫代磷酸盐,其中R25和R26独立地是氢、烷基或环烷基基团或它们的混合物,条件是R25和R26中的至少一者是具有2至8个碳原子的仲烷基基团。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该金属烷基硫代磷酸盐,其中R25和R26独立地是氢、烷基或环烷基基团或它们的混合物,条件是R25和R26中的至少一者是具有3至6个碳原子的仲烷基基团。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该金属烷基硫代磷酸盐包括二烷基二硫代磷酸锌。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌包括仲二烷基二硫代磷酸锌、基本上由其组成或由其组成。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌的烷基包含3至6个碳原子。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌的烷基包含3个碳原子。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌的烷基包含6个碳原子。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌向该汽车或工业齿轮油提供0.02重量%至0.2重量%的锌。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌向该汽车或工业齿轮油提供0.02重量%至0.095重量%的锌。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌向该汽车或工业齿轮油提供0.025重量%至0.085重量%的锌。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌向该汽车或工业齿轮油提供0.03重量%至0.075重量%的锌。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌以0.15重量%至0.8重量%存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌以0.2重量%至0.75重量%存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌以0.25至0.70存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌向该汽车或工业齿轮油提供0.025重量%至0.19重量%的锌。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌向该汽车或工业齿轮油提供0.03重量%至0.18重量%的锌。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌以0.2重量%至2重量%存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌以0.25重量%至1.9重量%存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该二烷基二硫代磷酸锌以0.3重量%至1.8重量%存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂以0.3重量%至4重量%存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂以0.35重量%至3重量%存在。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂通过一起加热包含以下组分的成分制备:(i)分散剂基质;(ii)噻二唑化合物;任选地(iii)选自1,3二酸和1,4二酸的芳族化合物的二羧酸,(iv)任选地硼酸化剂;和(v)任选地磷酸化合物,所述加热足以提供(i)、(ii)、(iii)和任选地(iv)以及任选地(v)的产物,其可溶于具有润滑粘度的油。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂通过选自噻二唑化合物与分散剂基质加热、反应和络合的方法制备。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的分散剂基质包含琥珀酰亚胺分散剂、基本上由其组成、由其组成。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的分散剂基质包含曼尼希分散剂、基本上由其组成、由其组成。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的分散剂基质包含含酯分散剂、基本上由其组成、由其组成。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的分散剂基质包含脂肪烃基单羧酸酰化剂与胺或氨的缩合产物、基本上由其组成、由其组成。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的分散剂基质包含烷基氨基酚分散剂、基本上由其组成、由其组成。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的分散剂基质包含烃基胺分散剂、基本上由其组成、由其组成。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的分散剂基质包含聚醚分散剂、基本上由其组成、由其组成。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的分散剂基质包含聚醚胺分散剂、基本上由其组成、由其组成。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的分散剂基质包含含有分散剂官能团的粘度改性剂、基本上由其组成、由其组成。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的分散剂基质包含前述分散剂中任一者、基本上由其组成、由其组成或它们的混合物。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的分散剂基质包含琥珀酰亚胺分散剂、基本上由其组成、由其组成,并且其中约0mol%或0.1mol%至小于约50mol%的琥珀酰亚胺分散剂分子含有碳环。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的噻二唑包含二巯基噻二唑、基本上由其组成、由其组成。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的噻二唑包含2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、基本上由其组成、由其组成。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的噻二唑包含3,5-二巯基-1,2,4-噻二唑、基本上由其组成、由其组成。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的噻二唑包含3,4-二巯基-1,2,5-噻二唑、基本上由其组成、由其组成。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该噻二唑官能化分散剂的噻二唑包含4-5-二巯基-1,2,3-噻二唑、基本上由其组成、由其组成。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该分散剂基质与该噻二唑官能化分散剂的噻二唑化合物的重量比在大于约0.1至约10的范围内。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该分散剂基质与该噻二唑官能化分散剂的噻二唑化合物的重量比在大于约0.1至约9的范围内。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,该汽车或工业齿轮油还包含2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中润滑剂包含约0.75重量%至约5重量%的总硫水平。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该润滑剂包含约0.8重量%至约4重量%的总硫水平。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该润滑剂包含0.9重量%至约3.5重量%的总硫水平。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该润滑剂包含1重量%至约3重量%的总硫水平。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该润滑剂包含约0.01重量%至约0.5重量%的总磷水平。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该润滑剂包含约0.03重量%至约0.35重量%的总磷水平。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该润滑剂包含约0.05重量%至约0.3重量%的总磷水平。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该润滑剂包含约1ppm至约500ppm的总硼水平。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该润滑剂包含约5ppm至约450ppm的总硼水平。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该润滑剂包含约10ppm至约400ppm的总硼水平。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该润滑剂包含约25ppm至约350ppm的总硼水平。
根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油,其中该润滑剂包含约50ppm至约300ppm的总硼水平。
一种最小化传动系统动力传输装置中的功率损耗的方法,该方法包括向该传动系统动力传输装置提供根据任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油并操作该传动系统动力传输装置。
根据任一前述句子所述的方法,其中该传动系统动力传输装置包括轴。
根据任一前述句子所述的方法,其中该传动系统动力传输装置包括轴承。
根据任一前述句子所述的方法,其中该传动系统动力传输装置包括齿轮。
一种最小化齿轮的操作温度的方法,该方法包括用根据涉及上述汽车或工业齿轮油的任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油润滑该齿轮并操作该齿轮。
一种提高齿轮的操作效率的方法,该方法包括用根据涉及上述汽车或工业齿轮油的任一前述句子所述的汽车或工业齿轮油润滑该齿轮并操作该齿轮。
虽然为了说明本发明的目的已示出了某些代表性实施方案和细节,但对于本领域的技术人员来说,显然,在不脱离本发明范围的情况下仍可进行各种变化和修改。就这一点而言,本发明的范围仅由以下权利要求书限定。
Claims (15)
1.一种汽车或工业齿轮油,所述汽车或工业齿轮油包含:
a.具有润滑粘度的油;
b.0.01重量%至10重量%的硫化烯烃,所述硫化烯烃包括式R1-Sx-R2的硫化烯烃的混合物,其中R1和R2分别来源于含有2至6个碳原子的烯烃,并且x是介于1与10之间的整数,条件是所述硫化烯烃将具有约10重量%至约50重量%的硫含量,
c.100ppm至10,000ppm的含羟烷基胺的增效剂,和
d.以下中的至少一种:
i.0.1重量%至2重量%的金属烷基硫代磷酸盐,
ii.0.1重量%至8重量%的噻二唑官能化分散剂,
iii.(i)和(ii)的混合物。
2.根据权利要求1所述的汽车或工业齿轮油,其中所述含羟烷基胺的增效剂包含式I的烷醇胺、基本上由其组成、由其组成:
其中:
R5为C4至C30烃基基团;R3和R4单独地为C1至C6烃基基团。
3.根据权利要求1所述的汽车或工业齿轮油,其中所述羟烷基胺包括双(2-羟乙基)牛脂烷基胺。
4.根据权利要求1所述的汽车或工业齿轮油,所述汽车或工业齿轮油还包含0.01重量%至5.0重量%的胺烷基(硫代)磷酸盐化合物。
5.根据任一前述权利要求所述的汽车或工业齿轮油,其中所述金属烷基硫代磷酸盐包括二烷基二硫代磷酸锌。
6.根据权利要求5所述的汽车或工业齿轮油,其中所述二烷基二硫代磷酸锌包括仲二烷基二硫代磷酸锌、基本上由其组成或由其组成。
7.根据权利要求5或6所述的汽车或工业齿轮油,其中所述二烷基二硫代磷酸锌向所述汽车或工业齿轮油提供0.02重量%至0.2重量%的锌。
8.根据权利要求1所述的汽车或工业齿轮油,其中所述硫化烯烃包括式R1-Sx-R2的硫化烯烃的混合物,其中R1和R2分别来源于含有3至5个碳原子的烯烃,并且x是介于3与7之间的整数,条件是所述硫化烯烃将具有约40重量%至约50重量%的硫含量。
9.根据前述权利要求中任一项所述的汽车或工业齿轮油,其中所述噻二唑官能化分散剂通过一起加热包含以下组分的成分制备:(i)分散剂基质;(ii)噻二唑化合物;(iii)任选地硼酸化剂;和(iv)任选地磷酸化合物,所述加热足以提供(i)、(ii)和任选地(iii)以及任选地(iv)的产物,所述产物可溶于具有润滑粘度的油。
10.根据前述权利要求中任一项所述的汽车或工业齿轮油,其中所述润滑剂包含约0.75重量%至约5重量%的总硫水平。
11.根据前述权利要求中任一项所述的汽车或工业齿轮油,其中所述润滑剂包含约0.01重量%至约0.5重量%的总磷水平。
12.根据前述权利要求中任一项所述的汽车或工业齿轮油,其中所述润滑剂包含约1ppm至约500ppm的总硼水平。
13.一种最小化传动系统动力传输装置中的功率损耗的方法,所述方法包括向所述传动系统动力传输装置提供根据任一前述权利要求所述的汽车或工业齿轮油并操作所述传动系统动力传输装置。
14.一种最小化齿轮的操作温度的方法,所述方法包括用根据权利要求1至11所述的汽车或工业齿轮油润滑所述齿轮并操作所述齿轮。
15.一种提高齿轮的操作效率的方法,所述方法包括用根据权利要求1至11所述的汽车或工业齿轮油润滑所述齿轮并操作所述齿轮。
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