DE112015002841T5 - Getriebe-Schmieröl-Zusammensetzung - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung stellt eine Schmieröl-Zusammensetzung für Getriebe bereit, die Kraftstoff-Einsparungseigenschaften verbessert und auch in der Metall-Ermüdungsbeständigkeit und Wärmebeständigkeit ausgezeichnet ist. Die Schmieröl-Zusammensetzung umfasst ein schmierendes Grundöl, umfassend (A) ein Mineral-Grundöl mit einer kinematischen Viskosität bei 100°C von 1,5 mm2/s oder höher und 3,5 mm2/s oder niedriger, einem Pour-point von –25°C oder niedriger, einem Viskositätsindex von 105 oder größer, einer %CP von 85 oder größer, einer %CN von 2 oder größer und 20 oder weniger und einer %CA von 3 oder weniger in einer Menge von 50 bis 97 Masseprozent auf der Basis der Masse der gesamten Grundölzusammensetzung; und (B) ein Monoester-basiertes Grundöl mit einer kinematischen Viskosität bei 100°C von 2 mm2/s oder höher und 10 mm2/s oder niedriger in einer Menge von 3 bis 10 Masseprozent auf der Basis der Masse der gesamten Grundölzusammensetzung; und (C) einen Schwefel-enthaltenden Phosphitester, wiedergegeben durch nachstehende Formel (I), in einer Menge von 150 bis 400 Masse-ppm als Phosphor auf der Basis der Masse der gesamten Schmierölzusammensetzung und wobei die Zusammensetzung eine kinematische Viskosität bei 100°C von 2,5 mm2/s oder höher und 4,0 mm2/s oder niedriger aufweist:worin R eine Schwefel-enthaltende Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt, und R1 Wasserstoff, eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Schwefel-enthaltende Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt.
Description
- Technisches Gebiet
- Die vorliegende Erfindung betrifft Schmieröl-Zusammensetzungen, insbesondere eine Schmieröl-Zusammensetzung mit ausgezeichneten Viskositäts-Temperatur-Charakteristika und Antiverschleiß/Trenn-Eigenschaften, und auch Metallermüdungs-Verhinderungs-Eigenschaften und insbesondere eine Schmieröl-Zusammensetzung für Getriebe, die für Automatik-Getriebe und/oder stufenlose Getriebe von Kraftfahrzeugen, Baumaschinen, Landmaschinen und dergleichen geeignet sind.
- Technischer Hintergrund
- Üblicherweise wurde von Schmierölen, die für Automatik-Getriebe, Handschalt-Getriebe oder Verbrennungsmotoren eingesetzt werden, gefordert, dass sie in verschiedenen Beständigkeit-bedingten Eigenschaften, wie Wärmeoxidationsstabilität, Antiverschleiß-Eigenschaften, Antiermüdungs-Eigenschaften oder dergleichen, erhöht sind und in Viskositäts-Temperatur-Charakteristika verbessert sind, um so die Kraftstoff-Einsparungseigenschaften und Niedertemperatur-Viskositäts-Charakteristik zu verbessern, wie Verminderung der Niedertemperatur-Viskosität und Verbesserung der Niedertemperatur-Fluidität. Um diese Eigenschaften zu verbessern, wurde ein Schmieröl verwendet, dessen Grundöl mit verschiedenen Additiven, wie einem Antioxidans, einem Dispersant-Reinigungsmittel, einem Antiverschleißmittel, einem Reibungsmodifizierungsmittel, einem Dichtungsquellmittel(n), einem Viskositätsindex-Verbesserer, einem Entschäumer(n), einem Färbemittel und dergleichen, vermischt wird.
- Seit einiger Zeit wird von Getrieben und Motoren gefordert, dass sie bei erhöhter Nutzleistung kraftstoffeffizient, klein und leicht sind. Es wurde versucht, Getriebe so zu verbessern, dass sie im Kraftübertragungsvermögen in Verbindung mit der erhöhten Nutzleistung der Motoren, mit welchen die Getriebe in Kombination verwendet werden, verbessert sind. Von für solche Getriebe zu verwendenden Schmierölen wurde deshalb gefordert, dass sie hohe Schmierfähigkeit halten und Eigenschaften besitzen, um den Verschleiß oder die Ermüdung von Oberflächen von Lagern und Zahnrädern zu verhindern, während sie in der Produkt-Viskosität und Grundöl-Viskosität vermindert sind, sowie Trenn-Eigenschaften besitzen. Um die Kraftstoff-Einsparungseigenschaften von einem Schmieröl zu verbessern, wurde im Allgemeinen eine Technik angewendet, bei der die Viskositäts-Temperatur-Charakteristika durch Vermindern der Grundöl-Viskosität und Erhöhen der Menge an Viskositätsindex-Verbesserer verbessert werden. Die Verminderung in der Grundöl-Viskosität senkt jedoch die Antiermüdungs-Eigenschaften. Deshalb wurde die Entwicklung von einem Schmieröl stark gewünscht, welches nicht nur gute Kraftstoff-Einsparungseigenschaften, sondern auch Antiverschleiß/Trenn-Eigenschaften und Antiermüdungs-Eigenschaften erzielen kann.
- Unter diesen Umständen wurde bekanntlich ein Grundöl mit guten Niedertemperatur-Eigenschaften oder ein Grundöl mit einer hohen Viskosität in Kombination angewendet oder ein Phosphor- oder Schwefel-basiertes Extremdruck-Additiv wurde in einer geeigneten Menge zugemischt, um nicht nur die Kraftstoff-Einsparungseigenschaften, sondern auch die Niedertemperatur-Viskositäts-Charakteristik und Antiermüdungs-Eigenschaften zu verbessern (siehe zum Beispiel nachstehende Patentdokumente 1 bis 3).
- Jedoch sind die in diesen Patentdokumenten offenbarten Techniken nicht ausreichend, um die Viskositäts-Temperatur-Charakteristika und Niedertemperatur-Eigenschaften sowie Antiermüdungs-Eigenschaften und Trenn-Eigenschaften zu verbessern. Es wurde deshalb gefordert, eine Schmieröl-Zusammensetzung zu entwickeln, welche alle diese Eigenschaften und Charakteristika aufweist, jedoch ohne Probleme bei anderen Eigenschaften.
- Zitaten-Liste
- Patent-Literatur
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- Patent-Literatur 1:
Japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. 2004-262979 - Patent-Literatur 2:
Japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. 11-286696 - Patent-Literatur 3:
Japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. 2003-514099 - Kurzdarstellung der Erfindung
- Technisches Problem
- Im Hinblick auf diese derzeitigen Situationen hat die vorliegende Erfindung eine Aufgabe, eine Schmieröl-Zusammensetzung für Getriebe bereitzustellen, die ausgezeichnete Kraftstoff-Einsparungseigenschaften sowie ausgezeichnete Antiermüdungs-Eigenschaften und Antiverschleiß/Trenn-Eigenschaften aufweist und die insbesondere für Automatik-Getriebe und stufenlose Getriebe geeignet ist.
- Lösung des Problems
- Im Ergebnis umfangreicher Untersuchungen und Forschungen, die durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung ausgeführt wurden, wurde die vorliegende Erfindung auf der Basis der Erkenntnis vollendet, dass eine spezielle Grundöle und Additive umfassende Schmieröl-Zusammensetzung in den Kraftstoff-Einsparungseigenschaften und Antiverschleiß/Trenn-Eigenschaften ausgezeichnet ist und die Metall-Ermüdungsbeständigkeit verbessern kann.
- Das heißt, die vorliegende Erfindung stellt eine Schmieröl-Zusammensetzung für Getriebe bereit, umfassend ein schmierendes Grundöl, umfassend (A) ein Mineral-Grundöl mit einer kinematischen Viskosität bei 100°C von 1,5 mm2/s oder höher und 3,5 mm2/s oder niedriger, einem Pour-point von –25°C oder niedriger, einem Viskositätsindex von 105 oder größer, einer %CP von 85 oder größer, einer %CN von 2 oder größer und 20 oder weniger und einer %CA von 3 oder weniger in einer Menge von 50 bis 97 Masseprozent auf der Basis der Masse der gesamten Grundölzusammensetzung; und (B) ein Monoester-basiertes Grundöl mit einer kinematischen Viskosität bei 100°C von 2 mm2/s oder höher und 10 mm2/s oder niedriger in einer Menge von 3 bis 10 Masseprozent auf der Basis der Masse der gesamten Grundölzusammensetzung; und (C) einen Schwefel-enthaltenden Phosphitester, wiedergegeben durch nachstehende Formel (I), in einer Menge von 150 bis 400 Masse-ppm als Phosphor auf der Basis der Masse der gesamten Schmierölzusammensetzung und wobei die Zusammensetzung eine kinematische Viskosität bei 100°C von 2,5 mm2/s oder höher und 4,0 mm2/s oder niedriger aufweist:worin R eine Schwefel-enthaltende Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt, und R1 Wasserstoff, eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Schwefel-enthaltende Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt.
- Die vorliegende Erfindung stellt auch die vorangehende Schmieröl-Zusammensetzung für Getriebe bereit, die weiterhin (D) ein Polysulfid und/oder ein Thiadiazol umfasst.
- Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
- Die Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hat ausgezeichnete Viskositäts-Temperatur-Charakteristika und Antiverschleiß/Trenn-Eigenschaften und ist in den Metallermüdungs-Verhinderungs-Eigenschaften überlegen. Die Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist deshalb für Automatik-Getriebe und stufenlose Getriebe von Kraftfahrzeugen, Baumaschinen, Landmaschinen und dergleichen geeignet.
- Beschreibung von Ausführungsformen
- Die vorliegende Erfindung wird nachstehend genauer beschrieben.
- Die Getriebe-Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung (kann hierin nachstehend als ”die Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung” bezeichnet werden) umfasst Komponente (A), welche ein Mineral-Grundöl mit einer kinematischen Viskosität bei 100°C von 1,5 mm2/s oder höher und 3,5 mm2/s oder niedriger ist.
- Komponente (A) hat eine kinematische Viskosität bei 100°C von vorzugsweise 2 mm2/s oder höher, bevorzugter 2,5 mm2/s oder höher, bevorzugter 2,7 mm2/s oder höher und vorzugsweise 3,3 mm2/s oder niedriger, bevorzugter 3,1 mm2/s oder niedriger.
- Wenn die kinematische Viskosität bei 100°C von Komponente (A) 3,5 mm2/s übersteigt, würde die erhaltene Zusammensetzung in der Viskositäts-Temperatur-Charakteristik und der Niedertemperatur-Viskositäts-Charakteristik vermindert sein. Während, wenn die kinematische Viskosität bei 100°C niedriger als 1,5 mm2/s ist, würde die erhaltene Zusammensetzung in Metallermüdungs-Verhinderungs-Eigenschaften und Wärmebeständigkeit auf Grund von unzureichender Ölfilmbildung an zu schmierenden Stellen schlecht sein und würde im Verdampfungsverlust des schmierenden Grundöls hoch sein.
- Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Mineral-Grundöl (A) hat einen Viskositätsindex von 105 oder größer, vorzugsweise 110 oder größer, bevorzugter 120 oder größer, besonders bevorzugt 125 oder größer und vorzugsweise 160 oder weniger, bevorzugter 150 oder weniger, bevorzugter 140 oder weniger, insbesondere bevorzugt 135 oder weniger, besonders bevorzugt 130 oder weniger. Wenn der Viskositätsindex niedriger als 105 ist, kann die erhaltene Zusammensetzung nicht solche Viskositäts-Temperatur-Charakteristika erhalten, dass sie Kraftstoff-Einsparungseigenschaften zeigen kann. Wenn der Viskositätsindex 160 übersteigt, erhöht sich die Menge von n-Paraffin in dem schmierenden Grundöl und somit wird die erhaltene Zusammensetzung in der Viskosität bei Niedertemperaturen schnell angestiegen sein und Funktionen als ein Schmieröl verlieren.
- Komponente (A) hat einen Pour-point von –25°C oder niedriger, vorzugsweise –27,5°C oder niedriger, bevorzugter –30°C oder niedriger, bevorzugter –35°C oder niedriger, besonders bevorzugt –40°C oder niedriger. Keine besondere Begrenzung wird der unteren Grenze auferlegt, welche jedoch vorzugsweise –50°C oder höher ist, weil, wenn sie zu niedrig ist, würde der Viskositätsindex vermindert sein, und im Hinblick auf ökonomische Effizienz in einem Entwachsungsverfahren. Eine Schmieröl-Zusammensetzung mit ausgezeichneter Niedertemperatur-Viskositäts-Charakteristik kann durch Einstellen des Pour-points von Komponente (A) auf –25°C oder niedriger erzeugt werden. Wenn der Pour-point auf unter –50°C erniedrigt ist, würde die erhaltene Zusammensetzung keinen ausreichenden Viskositätsindex erhalten.
- Obwohl entweder Lösungsmittel-Entwachsen oder katalytisches Entwachsen als Entwachsungsverfahren verwendet werden kann, ist katalytisches Entwachsen mit der Aufgabe zum weiteren Verbessern der Niedertemperatur-Viskositäts-Charakteristik bevorzugt.
- Die %CP von Komponente (A) ist vorzugsweise 85 oder größer, bevorzugter 90 oder größer mit der Aufgabe zum weiteren Steigern der Wärme/Oxidationsstabilität und Viskositäts-Temperatur-Charakteristika.
- Die %CA von Komponente (A) ist vorzugsweise 3 oder weniger, bevorzugter 2 oder weniger, bevorzugter 1 oder weniger. Wenn die %CA 3 übersteigt, würde die erhaltene Zusammensetzung in der Wärme/Oxidationsstabilität vermindert sein.
- Die %CN von Komponente (A) ist vorzugsweise 20 oder weniger, bevorzugter 15 oder weniger, bevorzugter 10 oder weniger und vorzugsweise 2 oder größer, bevorzugter 3 oder größer, bevorzugter 5 oder größer, insbesondere bevorzugt 7 oder größer mit der Aufgabe zum weiteren Erstrecken der Metall-Ermüdungsbeständigkeit.
- Der Flammpunkt des verwendeten schmierenden Grundöls der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise 175°C oder höher, bevorzugter 180°C oder höher, bevorzugter 185°C oder höher, insbesondere bevorzugt 190°C oder höher. Wenn der Flammpunkt niedriger als 175°C ist, würde er Sicherheitsprobleme bei der Anwendung bei höheren Temperaturen verursachen.
- Der in der vorliegenden Erfindung angeführte Flammpunkt bedeutet der Flammpunkt, gemessen gemäß JIS K 2265 (Open-Cup-Flammpunkt).
- Keine besondere Begrenzung wird dem Anilinpunkt von Komponente (A) auferlegt, welcher jedoch vorzugsweise 90°C oder höher, bevorzugter 95°C oder höher, bevorzugter 100°C oder höher, insbesondere bevorzugt 103°C oder höher ist, weil eine Schmieröl-Zusammensetzung mit ausgezeichneter Niedertemperatur-Viskositäts-Charakteristik und Ermüdungsbeständigkeit erzeugt werden kann. Keine besondere Begrenzung wird der oberen Grenze des Anilinpunkts auferlegt, welche deshalb 130°C übersteigen kann, als ein Aspekt, ist jedoch vorzugsweise 130°C oder niedriger, bevorzugter 120°C oder niedriger, bevorzugter 110°C oder niedriger, weil Komponente (A) bei der Löslichkeit von Additiven oder Ölrückstand und Verträglichkeit mit Dichtungsmaterialien besser sein würde.
- Keine besondere Begrenzung wird dem Schwefel-Gehalt von Komponente (A) auferlegt, welcher jedoch vorzugsweise 0,1 Masseprozent oder weniger, bevorzugter 0,05 Masseprozent oder weniger, bevorzugter 0,01 Masseprozent oder weniger ist. Besonders bevorzugt ist Schwefel im Wesentlichen nicht enthalten.
- Keine besondere Begrenzung wird dem Stickstoff-Gehalt von Komponente (A) auferlegt. Jedoch ist Stickstoff in einer Menge von vorzugsweise 5 Masse-ppm oder weniger, bevorzugter 3 Masse-ppm oder weniger enthalten, wünschenswerterweise ist er im Wesentlichen nicht enthalten, mit dem Ziel des Erzeugens einer Zusammensetzung mit ausgezeichneter Wärme/Oxidationsstabilität.
- Der in der vorliegenden Erfindung angeführte Schwefel-Gehalt und Stickstoff-Gehalt bedeutet die Werte, gemessen gemäß ASTM D4951.
- Keine besondere Begrenzung wird dem Verfahren zur Erzeugung von Komponente (A) auferlegt, solange wie es die vorstehend-beschriebenen Eigenschaften aufweist. Jedoch schließen spezielle Beispiele des in der vorliegenden Erfindung verwendeten schmierenden Grundöls jene, erzeugt durch Unterziehen eines Rohmaterials, ausgewählt unter den nachstehenden Grundölen (1) bis (8) und/oder einer daraus gewonnenen Schmierölfraktion, einem gegebenen Raffinierungsverfahren und Gewinnen der Schmierölfraktion ein:
- (1) ein Destillatöl, erzeugt durch atmosphärische Destillation von einem Paraffin-Basis-Rohöl und/oder einem gemischten-Basis-Rohöl;
- (2) ein Ganzvakuumgasöl (WVGO), erzeugt durch Vakuumdestillation des getoppten Rohstoffs von einem Paraffin-Basis-Rohöl und/oder einem gemischten-Basis-Rohöl;
- (3) ein Wachs, erzeugt durch Entwachsen von Schmieröl (Paraffingatsch) und/oder ein synthetisches Wachs, erzeugt durch ein Gas-zu-Flüssig(GTL)-Verfahren (Fischer-Tropsch-Wachs, GTL-Wachs);
- (4) ein gemischtes Öl von einem oder mehreren Typen, ausgewählt aus Grundölen (1) bis (3) und/oder ein Öl, erzeugt durch mildes Hydrocracken des gemischten Öls;
- (5) ein gemischtes Öl von zwei oder mehreren Typen, ausgewählt aus Grundölen (1) bis (4);
- (6) ein entasphaltiertes Öl, erzeugt durch Entasphaltieren von Grundöl (1), (2) (3), (4) oder (5);
- (7) ein Öl, erzeugt durch Hydrocracken von Grundöl (6); und
- (8) ein gemischtes Öl von zwei oder mehreren Typen, ausgewählt aus Grundölen (1) bis (7).
- Das vorstehend erwähnte gegebene Raffinierungsverfahren ist vorzugsweise Hydroraffinieren, wie Hydrocracken oder Hydrofinishen, Lösungsmittel-Raffinieren, wie Furfuralextraktion, Entwachsen, wie Lösungsmittel-Entwachsen und katalytisches Entwachsen, Ton-Raffinieren mit saurem Ton oder Aktivton oder chemisches (Säure- oder Alkali-)Raffinieren, wie Schwefelsäure-Behandlung und Natriumhydroxid-Behandlung. In der vorliegenden Erfindung kann jedes eine oder mehrere von diesen Raffinierungsverfahren in beliebiger Kombination und beliebiger Reihenfolge verwendet werden.
- Das in der vorliegenden Erfindung verwendete schmierende Grundöl ist insbesondere bevorzugt das nachstehende Grundöl (9) oder (10), erzeugt durch Unterziehen eines Grundöls, ausgewählt aus den vorstehend-beschriebenen Grundölen (1) bis (8) oder einer daraus gewonnenen Schmierölfraktion, einer speziellen Behandlung:
- (9) ein hydrogecracktes Mineralöl, erzeugt durch Hydrocracken eines Grundöls, ausgewählt aus Grundölen (1) bis (8), oder eine Schmierölfraktion, gewonnen aus dem Grundöl, und Unterziehen des erhaltenen Produkts oder einer daraus durch Destillation gewonnenen Schmierölfraktion einer Entwachsungs-Behandlung, wie Lösungsmittel- oder katalytisches Entwachsen, gegebenenfalls gefolgt von Destillation; oder
- (10) ein hydroisomerisiertes Mineralöl, erzeugt durch Hydroisomerisieren eines Grundöls, ausgewählt aus Grundölen (1) bis (8), oder eine Schmierölfraktion, gewonnen aus dem Grundöl, und Unterziehen des erhaltenen Produkts oder einer daraus durch Destillation gewonnenen Schmierölfraktion einer Entwachsungs-Behandlung, wie Lösungsmittel- oder katalytisches Entwachsen, gegebenenfalls gefolgt von Destillation.
- Wenn das schmierende Grundöl (9) oder (10) hergestellt wird, schließt das Entwachsungsverfahren vorzugsweise katalytisches Entwachsen mit dem Ziel von weiterem Steigern der Wärme/Oxidationsstabilität und Niedertemperatur-Viskositäts-Charakteristik und auch Antiermüdungs-Eigenschaften der erhaltenen Schmieröl-Zusammensetzung ein.
- Falls erforderlich, kann ein Lösungsmittel-Raffinierungsverfahren und/oder ein Hydrofinish-Verfahren zu geeignetem Zeitpunkt nach Herstellung des schmierenden Grundöls (9) oder (10) ausgeführt werden.
- Wenn katalytisches Entwachsen (Katalysator-Entwachsen) ausgeführt wird, wird ein hydrogecracktes/hydroisomerisiertes Öl mit Wasserstoff in Gegenwart von einem geeigneten Entwachs-Katalysator unter wirksamen Bedingungen umgesetzt, um den Pour-point zu senken. In dem katalytischen Entwachsen wird ein Teil von einer Substanz mit hohem Siedepunkt in dem gecrackten/isomerisierten Produkt zu einer Substanz mit niedrigem Siedepunkt umgewandelt und die Substanz mit niedrigem Siedepunkt wird von einer schwereren Grundölfraktion getrennt, um Grundölfraktionen zu destillieren, wodurch zwei oder mehrere Arten von schmierenden Grundölen erzeugt werden. Trennung von der Substanz mit niedrigem Siedepunkt kann vor dem Herstellen des vorgesehenen schmierenden Grundöls oder während der Destillation ausgeführt werden.
- Komponente (A) kann ein Typ von Mineralöl oder ein Gemisch von zwei oder mehreren Typen von Mineralölen sein, ist jedoch vorzugsweise ein Typ von Mineralöl, um so die Verdampfbarkeit zu unterdrücken und auch den Flammpunkt vor dem Absenken zu unterdrücken.
- Der Gehalt von Komponente (A) in der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Grundöl-Zusammensetzung ist 50 bis 97 Masseprozent, vorzugsweise 55 Masseprozent oder mehr, bevorzugter 60 Masseprozent oder mehr, bevorzugter 70 Masseprozent oder mehr, insbesondere bevorzugt 80 Masseprozent oder mehr. Wenn der Gehalt von Komponente (A) in der Grundöl-Zusammensetzung weniger als 50 Masseprozent ist, würde die erhaltene Schmieröl-Zusammensetzung in den Metallermüdungs-Verhinderungs-Eigenschaften und Wärmebeständigkeit schlecht sein.
- Zusätzlich zu Komponente (A) umfasst die Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung Komponente (B) als ein schmierendes Grundöl, das ein Monoester-basiertes Grundöl mit einer kinematischen Viskosität bei 100°C von 2 mm2/s oder höher und 10 mm2/s oder niedriger ist.
- Komponente (B) hat eine kinematische Viskosität bei 100°C von notwendigerweise 2 bis 10 mm2/s, vorzugsweise 2,5 mm2/s oder höher. Die obere Grenze ist vorzugsweise 8 mm2/s oder niedriger, bevorzugter 6 mm2/s oder niedriger, bevorzugter 5 mm2/s oder niedriger, insbesondere bevorzugt 4 mm2/s oder niedriger, besonders bevorzugt 3 mm2/s oder niedriger. Wenn die kinematische Viskosität bei 100°C von Komponente (B) 10 mm2/s übersteigt, würde die erhaltene Schmieröl-Zusammensetzung in den Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften und Niedertemperatur-Viskositäts-Charakteristik schlecht sein. Während die kinematische Viskosität bei 100°C niedriger als 2 mm2/s ist, würde die erhaltene Schmieröl-Zusammensetzung in den Metallermüdungs-Verhinderungs-Eigenschaften und Trageigenschaften schlecht sein, auf Grund der unzureichenden Ölfilmbildung an zu schmierenden Stellen und würde im Verdampfungsverlust von dem schmierenden Grundöl hoch sein.
- Keine besondere Begrenzung wird dem Viskositätsindex von Komponente (B) auferlegt, jedoch ist die untere Grenze vorzugsweise 100 oder größer, bevorzugter 120 oder größer, bevorzugter 140 oder größer, bevorzugter 160 oder größer, insbesondere bevorzugt 170 oder größer, besonders bevorzugt 180 oder größer. Als ein Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Viskositätsindex 220 oder größer sein, ist jedoch vorzugsweise 220 oder weniger, bevorzugter 210 oder weniger, bevorzugter 200 oder weniger, insbesondere bevorzugt 190 oder weniger im Hinblick auf ausgezeichnete Löslichkeit mit Komponente (A). Die Verwendung von Komponente (B) mit einem Viskositätsindex von 100 oder größer macht es möglich, eine Schmieröl-Zusammensetzung mit ausgezeichneten Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften und Niedertemperatur-Viskositäts-Charakteristik herzustellen.
- Das Monoester-basierte Grundöl als Komponente (B) ist ein Grundöl, umfassend einen Ester von einem einwertigen Alkohol und einer einbasigen Säure.
- Der einwertige Alkohol kann jeder von jenen mit 1 bis 24, vorzugsweise 1 bis 12, bevorzugter 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, sein und solche Alkohole können gerad-kettig oder verzweigt und gesättigt oder ungesättigt sein. Spezielle Beispiele der Alkohole mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen schließen Methanol, Ethanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Propanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Butanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Pentanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Hexanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Heptanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Octanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Nonanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Decanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Undecanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Dodecanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Tridecanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Tetradecanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Pentadecanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Hexadecanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Heptadecanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Octadecanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Nonadecanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Eicosanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Heneicosanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Tricosanol, gerad-kettiges oder verzweigtes Tetracosanol und Gemische davon ein.
- Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendende einbasige Säure ist eine Fettsäure mit 2 bis 24 Kohlenstoffatomen, die gerad-kettig oder verzweigt und gesättigt oder ungesättigt sein kann. Spezielle Beispiele der einbasigen Säure schließen gesättigte Fettsäuren, wie Essigsäure, Propionsäure, gerad-kettige oder verzweigte Butansäure, gerad-kettige oder verzweigte Pentansäure, gerad-kettige oder verzweigte Hexansäure, gerad-kettige oder verzweigte Heptansäure, gerad-kettige oder verzweigte Octansäure, gerad-kettige oder verzweigte Nonansäure, gerad-kettige oder verzweigte Decansäure, gerad-kettige oder verzweigte Undecansäure, gerad-kettige oder verzweigte Dodecansäure, gerad-kettige oder verzweigte Tridecansäure, gerad-kettige oder verzweigte Tetradecansäure, gerad-kettige oder verzweigte Pentadecansäure, gerad-kettige oder verzweigte Hexadecansäure, gerad-kettige oder verzweigte Heptadecansäure, gerad-kettige oder verzweigte Octadecansäure, gerad-kettige oder verzweigte Nonadecansäure, gerad-kettige oder verzweigte Eicosansäure, gerad-kettige oder verzweigte Heneicosansäure, gerad-kettige oder verzweigte Docosansäure, gerad-kettige oder verzweigte Tricosansäure und gerad-kettige oder verzweigte Tetracosansäure; ungesättigte Fettsäuren, wie Acrylsäure, gerad-kettige oder verzweigte Butensäure, gerad-kettige oder verzweigte Pentensäure, gerad-kettige oder verzweigte Hexensäure, gerad-kettige oder verzweigte Heptensäure, gerad-kettige oder verzweigte Octensäure, gerad-kettige oder verzweigte Nonensäure, gerad-kettige oder verzweigte Decensäure, gerad-kettige oder verzweigte Undecensäure, gerad-kettige oder verzweigte Dodecensäure, gerad-kettige oder verzweigte Tridecensäure, gerad-kettige oder verzweigte Tetradecensäure, gerad-kettige oder verzweigte Pentadecensäure, gerad-kettige oder verzweigte Hexadecensäure, gerad-kettige oder verzweigte Heptadecensäure, gerad-kettige oder verzweigte Octadecensäure, gerad-kettige oder verzweigte Nonadecensäure, gerad-kettige oder verzweigte Eicosensäure, gerad-kettige oder verzweigte Heneicosensäure, gerad-kettige oder verzweigte Docosensäure, gerad-kettige oder verzweigte Tricosensäure und gerad-kettige oder verzweigte Tetracosensäure und Gemische davon ein. Unter diesen einbasigen Säuren sind gesättigte Fettsäuren mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, ungesättigte Fettsäuren mit 3 bis 22 Kohlenstoffatomen und Gemische davon bevorzugt, weil sie die Schmierfähigkeit und Behandelbarkeit erhöhen können. Bevorzugter sind gesättigte Fettsäuren mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, ungesättigte Fettsäuren mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen und Gemische davon. Im Hinblick auf die Oxidationsstabilität sind gesättigte Fettsäuren mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen bevorzugt.
- Das als Komponente (B) in der vorliegenden Erfindung verwendete Monoester-basierte Grundöl kann aus nur einem Typ der vorstehenden veresterten Verbindungen oder einem Gemisch von zwei oder mehr Typen von diesen Verbindungen zusammengesetzt sein.
- Keine besondere Begrenzung wird der Dichte von Komponente (B) auferlegt, welche jedoch vorzugsweise 0,80 g/cm3 oder höher, bevorzugter 0,82 g/cm3 oder höher, bevorzugter 0,84 g/cm3 oder höher, insbesondere bevorzugt 0,85 g/cm3 oder höher, besonders bevorzugt 0,86 g/cm3 oder höher, ist. Keine besondere Begrenzung wird der oberen Grenze auferlegt. Als ein Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die obere Grenze 1,0 g/cm3 oder höher sein, ist jedoch vorzugsweise 1,0 g/cm3 oder niedriger, bevorzugter 0,95 g/cm3 oder niedriger, bevorzugter 0,92 g/cm3 oder niedriger, insbesondere bevorzugt 0,90 g/cm3 oder niedriger im Hinblick auf ausgezeichnete Löslichkeit mit Komponente (A). Die Verwendung von Komponente (B) mit einer Dichte von 0,80 g/cm3 oder höher macht es möglich, alle Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften und Niedertemperatur-Eigenschaften und Antiverschleiß-Eigenschaften und Antiermüdungs-Eigenschaften bei einem höheren Niveau zu erreichen. Wenn die Dichte von Komponente (B) niedriger als 0,80 g/cm3 ist, würde die erhaltene Schmieröl-Zusammensetzung in den Metallermüdungs-Verhinderungs-Eigenschaften und Trageigenschaften auf Grund der unzureichenden Ölfilmbildung an zu schmierenden Stellen schlecht sein.
- In Bezug auf den Säurewert von Komponente (B) wird der oberen Grenze davon keine besondere Begrenzung auferlegt, welche jedoch vorzugsweise 5 mgKOH/g oder niedriger, bevorzugter 3 mgKOH/g oder niedriger, bevorzugter 2 mgKOH/g oder niedriger, insbesondere bevorzugt 1,5 mgKOH/g oder niedriger, besonders bevorzugt 1,0 mgKOH/g oder niedriger ist. Als ein Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Säurewert 0,2 mgKOH/g oder niedriger sein, ist jedoch vorzugsweise 0,2 mgKOH/g oder höher, bevorzugter 0,5 mgKOH/g oder höher im Hinblick auf ökonomische Herstellungs-Effizienz. Die Verwendung von Komponente (B) mit einem Säurewert von 5 mgKOH/g oder niedriger macht es möglich, eine Schmieröl-Zusammensetzung mit ausgezeichneter Oxidationsstabilität herzustellen.
- Der Gehalt von Komponente (B) in der Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist notwendigerweise 3 bis 10 Masseprozent, vorzugsweise 4 Masseprozent oder mehr, 7 Masseprozent oder weniger auf der Basis der Gesamtmasse des schmierenden Grundöls. Die Verwendung von Komponente (B) in einer Menge von 10 Masseprozent oder weniger erhöht die Oxidationsstabilität und Metallermüdungs-Verhinderungs-Eigenschaften der erhaltenen Schmieröl-Zusammensetzung. Wenn der Gehalt von Komponente (B) weniger als 3 Masseprozent ist, können die Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften, Niedertemperatur-Viskositäts-Charakteristik und Antiermüdungs-Eigenschaften nicht, wie gefordert erhalten werden.
- Solange wie Komponente (A) und Komponente (B) als Hauptkomponenten in der Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können im Allgemeinen für ein Schmieröl (andere als Komponenten (A) und (B)) verwendete Mineral-Grundöle und/oder synthetische Grundöle in Kombination mit Komponenten (A) und (B) verwendet werden.
- Beispiele für solche Mineral-Grundöle schließen jene, verschieden von Komponente (A), ein. Spezielle Beispiele für solche synthetischen Grundöle schließen Polybutene und hydrierte Verbindungen davon; Poly-α-olefine, wie 1-Octenoligomer, 1-Decenoligomer und 1-Dodecenoligomer oder hydrierte Verbindungen davon; aromatische synthetische Öle, wie Alkylnaphthaline und Alkylbenzole; und Gemische davon ein.
- Unter diesen synthetischen Ölen sind bevorzugt Poly-α-olefine, wie 1-Octenoligomere, 1-Decenoligomer und 1-Dodecenoligomere und hydrierte Verbindungen davon.
- Wenn andere Grundöle als Komponenten (A) und (B) als schmierende Grundöle in der vorliegenden Erfindung damit gemischt werden, ist der Gehalt der anderen Grundöle 0 bis 47 Masseprozent, vorzugsweise 40 Masseprozent oder weniger, bevorzugter 30 Masseprozent oder weniger, bevorzugter 20 Masseprozent oder weniger, insbesondere bevorzugt 10 Masseprozent oder weniger, besonders bevorzugt 0 Masseprozent auf der Basis der Gesamtmasse des schmierenden Grundöls.
- Das in der vorliegenden Erfindung verwendete schmierende Grundöl ist ein gemischtes Grundöl von Komponente (A) und Komponente (B) oder ein Grundöl, umfassend ein solches gemischtes Grundöl und weiter das vorstehend-beschriebene Mineral-Grundöl und/oder synthetische Grundöl. Ein gemischtes Grundöl von Komponente (A) und Komponente (B) hat eine kinematische Viskosität bei 40°C von vorzugsweise 18 mm2/s oder niedriger, bevorzugter 16 mm2/s oder niedriger, bevorzugter 14 mm2/s oder niedriger, insbesondere bevorzugt 12 mm2/s oder niedriger, besonders bevorzugt 10 mm2/s oder niedriger. Das gemischte Grundöl hat eine kinematische Viskosität bei 40°C von vorzugsweise 3 mm2/s oder höher, bevorzugter 5 mm2/s oder höher, bevorzugter 7 mm2/s oder höher, insbesondere bevorzugt 8 mm2/s oder höher.
- Wenn das in der vorliegenden Erfindung verwendete schmierende Grundöl ein Grundöl, umfassend das gemischte Grundöl von Komponente (A) und Komponente (B) und weiter anderes Mineral-Grundöl und/oder synthetisches Grundöl, ist, hat das schmierende Grundöl eine kinematische Viskosität bei 40°C von vorzugsweise 18 mm2/s oder niedriger.
- Keine besondere Begrenzung wird der kinematischen Viskosität bei 100°C von einem gemischten Grundöl von Komponenten (A) und (B) auferlegt, welche jedoch vorzugsweise 3,5 mm2/s oder niedriger, bevorzugter 3,2 mm2/s oder niedriger, bevorzugter 3,0 mm2/s oder niedriger, insbesondere bevorzugt 2,9 mm2/s oder niedriger, besonders bevorzugt 2,8 mm2/s oder niedriger ist. Die kinematische Viskosität bei 100°C des gemischten Grundöls ist vorzugsweise 2 mm2/s oder höher, bevorzugter 2,2 mm2/s oder höher, bevorzugter 2,3 mm2/s oder höher, insbesondere bevorzugt 2,5 mm2/s oder höher. Der Viskositätsindex des gemischten Grundöls ist vorzugsweise 100 oder größer, bevorzugter 105 oder größer, bevorzugter 110 oder größer, insbesondere bevorzugt 115 oder größer, besonders bevorzugt 120 oder größer.
- Komponente (C) der Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist ein Schwefel-enthaltender Phosphitester, wiedergegeben durch nachstehende Formel (I):
- In Formel (I) stellt R eine Schwefel-enthaltende Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen dar, und R1 stellt Wasserstoff, eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Schwefel-enthaltende Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen dar.
- Beispiele für die Schwefel-enthaltende Kohlenwasserstoffgruppe schließen Kohlenwasserstoffgruppen, enthaltend eine Thioether-Bindung (-CH2-S-CH2-) in deren Hauptkette oder verzweigten Kette ein.
- Die Schwefel-enthaltende Hydrocarbyl- oder Kohlenwasserstoffgruppe hat eine Kohlenstoffanzahl von 4 bis 20, vorzugsweise 6 bis 18, bevorzugter 8 bis 16.
- Beispiele für die Kohlenwasserstoffgruppe schließen Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylcycloalkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Alkylaryl- und Arylalkylgruppen ein.
- Spezielle Beispiele der Alkylgruppe schließen Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert-Butyl, verschiedene Pentyle, verschiedene Hexyle, verschiedenen Heptyle, verschiedene Octyle, verschiedene Nonyle, verschiedene Decyle und verschiedene Dodecylgruppen ein. Diese Alkylgruppen können gerad-kettig oder verzweigt sein.
- Ein Beispiel der Cycloalkylgruppe schließt eine Cyclohexylgruppe ein.
- Beispiele der Alkylcycloalkylgruppe schließen Methylcyclohexyl-, Ethylcyclohexyl- und Propylcyclohexylgruppen ein. Die Alkylgruppe kann gerad-kettig oder verzweigt sein.
- Beispiele der Alkenylgruppe schließen jene ein, die gerad-kettig oder verzweigt sein kann und die Position, von welcher die Doppelbindung variieren kann, wie Butenyl-, Pentenyl-, Hexenyl-, Heptenyl-, Octenyl-, Nonenyl-, Decenyl-, Undecenyl-, Dodecenyl-, Tridecenyl-, Tetradecenyl-, Pentadecenyl-, Hexadecenyl-, Heptadecenyl- und Octadecenylgruppen.
- Beispiele der Arylgruppe schließen jene ein, wie Phenyl- und Naphthylgruppen.
- Beispiele der Arylalkylgruppe schließen jene ein, von welchen die Alkylgruppen gerad-kettig oder verzweigt sein können, mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie Benzyl-, Phenylethyl-, Phenylpropyl-, Phenylbutyl-, Phenylpentyl- und Phenylhexylgruppen.
- Besonders bevorzugt sind Alkylgruppen.
- Die Schwefel-enthaltende Kohlenwasserstoffgruppe ist vorzugsweise eine Kohlenwasserstoffgruppe, welche die vorstehend-beschriebene Kohlenwasserstoffgruppe ist, enthaltend eine Thioetherbindung (-CH2-S-CH2-) in ihrer Hauptkette oder verzweigten Kette, bevorzugter eine Alkylgruppe, enthaltend eine Thioetherbindung, zum Beispiel eine Gruppe, wiedergegeben durch Formel (1):
-(CH2)m-S-(CH2)n-CH3 (1) - Spezielle Beispiele der Schwefel-enthaltenden Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen schließen -(CH2)2-S-(CH2)6-CH3, -(CH2)2-S-(CH2)7-CH3, -(CH2)2-S-(CH2)8-CH3, -(CH2)2-S-(CH2)9-CH3, -(CH2)2-S-(CH2)10-CH3, -(CH2)2-S-(CH2)11-CH3, -(CH2)2-S-(CH2)12-CH3, -(CH2)3-S-(CH2)6-CH3, -(CH2)3-S-(CH2)7-CH3, -(CH2)3-S-(CH2)8-CH3, -(CH2)3-S-(CH2)9-CH3, -(CH2)3-S-(CH2)10-CH3, -(CH2)3-S-(CH2)11-CH3, -(CH2)3-S-(CH2)12-CH3, -(CH2)4-S-(CH2)6-CH3, -(CH2)4-S-(CH2)7-CH3, -(CH2)4-S-(CH2)8-CH3, -(CH2)4-S-(CH2)9-CH3, -(CH2)4-S-(CH2)10-CH3, -(CH2)4-S-(CH2)11-CH3 und -(CH2)4-S-(CH2)12-CH3 ein.
- Unter diesen Gruppen sind -(CH2)2-S-(CH2)8-CH3 (3-Thiaundecyl) und -(CH2)2-S-(CH2)12-CH3 (3-Thiapentadecyl) besonders bevorzugt.
- Spezielle Beispiele von bevorzugten Verbindungen für Komponente (C) schließen 3-Thiopentylhydrogenphosphit und 3-Thioundecylhydrogenphosphit ein.
- Der Gehalt von Komponente (C) in der Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist 150 Masse-ppm oder mehr, vorzugsweise 180 Masse-ppm oder mehr, bevorzugter 200 Masse-ppm oder mehr als Phosphor auf der Basis der Masse der gesamten Schmierölzusammensetzung, um ausgezeichnete Extremdruck-Eigenschaften und Ermüdungsbeständigkeit zu verleihen. Während der Gehalt auch 400 Masse-ppm oder weniger, vorzugsweise 380 Masse-ppm oder weniger, insbesondere bevorzugt 350 Masse-ppm oder weniger ist. Komponente (C), enthalten in einer Menge von weniger als 150 Masse-ppm als Phosphor, würde weniger wirksam auf Extremdruck-Eigenschaften oder Ermüdungsbeständigkeit sein. Während Komponente (C), enthalten in einer Menge von mehr als 400 Masse-ppm, die Oxidationsstabilität der erhaltenen Zusammensetzung und die Haltbarkeit von Harzmaterialien, wie Nylon, verschlechtern würde und die Ermüdungsbeständigkeit negativ beeinflussen würde.
- Vorzugsweise umfasst die Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung weiter ein Polysulfid und/oder ein Thiadiazol als Komponente (D).
- Beispiele für das Polysulfid schließen sulfurisierte Fette und Öle, sulfurisierte Olefine und Dihydrocarbylpolysulfide ein.
- Beispiele der sulfurisierten Fette und Öle schließen Öle, wie sulfurisiertes Schmalz, sulfurisiertes Rapssamenöl, sulfurisiertes Rizinusöl, sulfurisiertes Sojaöl, und sulfurisiertes Reiskleieöl; disulfurisierte Fettsäuren, wie sulfurisierte Ölsäure; und sulfurisierte Ester, wie sulfurisiertes Ölsäuremethyloleat, ein.
- Beispiele des sulfurisierten Olefins schließen Verbindungen ein, wiedergegeben durch Formel (2):
R1-Sx-R2 (2). - In Formel (2) stellt R1 eine Alkenylgruppe mit 2 bis 15 Kohlenstoffatomen dar, stellt R2 eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 2 bis 15 Kohlenstoffatomen dar und x ist eine ganze Zahl von 1 bis 8, vorzugsweise 2 oder größer, insbesondere bevorzugt 4 oder größer.
- Die Verbindungen können durch Umsetzen eines Olefins mit 2 bis 15 Kohlenstoffatomen oder eines Dimers bis Tetramers davon mit Schwefel oder einem Schwefelungsmittel, wie Schwefelchlorid, erzeugt werden.
- Ein solches Olefin ist vorzugsweise Propylen, Isobuten oder Diisobuten.
- Das Dihydrocarbylpolysulfid ist eine Verbindung, wiedergegeben durch Formel (3):
R3-Sy-R4 (3). - In Formel (3) stellen R3 und R4 jeweils unabhängig eine Alkyl(einschließlich Cycloalkyl)-gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Arylalkyl- oder Alkylarylgruppe mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen dar und können gleich oder verschieden voneinander sein, und y ist eine ganze Zahl von 2 bis 8.
- Spezielle Beispiele von R3 und R4 schließen Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert-Butyl, verschiedene Pentyle, verschiedene Hexyle, verschiedene Heptyle, verschiedene Octyle, verschiedene Nonyle, verschiedene Decyle, verschiedene Dodecyle, Cyclohexyl-, Phenyl-, Naphthyl-, Tolyl-, Xylyl-, Benzyl- und Phenethylgruppen ein.
- Bevorzugte Beispiele des Dihydrocarbylpolysulfids schließen Dibenzylpolysulfid, Di-tert-nonylpolysulfid, Didodecylpolysulfid, Di-tert-butylpolysulfid, Dioctylpolysulfid, Diphenylpolysulfid und Dicyclohexylpolysulfid ein.
- Komponente (D), d. h. in der vorliegenden Erfindung verwendete Polysulfide, sind vorzugsweise sulfurierte Olefine, besonders bevorzugt jene, wiedergegeben durch Formel (2), worin x eine ganze Zahl von 4 bis 8 ist.
- In der vorliegenden Erfindung verwendete Komponente (E) ist vorzugsweise ein Thiadiazol. Keine besondere Begrenzung wird der Struktur des Thiadiazols auferlegt. Jedoch schließen Beispiele des Thiadiazols 1,3,4-Thiadiazol-Verbindungen, wiedergegeben durch Formel (4), 1,2,4-Thiadiazol-Verbindungen, wiedergegeben durch Formel (5), und 1,4,5-Thidiazol-Verbindungen, wiedergegeben durch Formel (6), ein:
- In Formeln (4) bis (6) können R1, R2, R3, R4, R5 und R6 gleich oder verschieden voneinander sein und sind jeweils unabhängig Wasserstoff oder eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, und g, h, i, j, k und l sind jeweils unabhängig eine ganze Zahl von 0 bis 8. Beispiele für die Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen schließen Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylcycloalkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Alkylaryl- und Arylalkylgruppen ein.
- Die Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann verschiedene Additive, falls erforderlich, zu einem Ausmaß enthalten, dass sie die ausgezeichneten Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften und Niedertemperatur-Eigenschaften, Antiermüdungs-Eigenschaften und Trenn-Eigenschaften nicht schädigen würden. Keine besondere Begrenzung wird solchen Additiven auferlegt und somit können beliebige Additive, die herkömmlicherweise auf dem Gebiet der Schmieröle verwendet werden, in die Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung gemischt werden. Spezielle Beispiele von solchen Schmieröl-Additiven schließen aschefreie Dispersionsmittel, metallische Detergenzien, Antioxidantien, Extremdruck-Additive, Antiverschleißmittel, Reibungsmodifizierungsmittel, Korrosionsinhibitoren, Rostinhibitoren, Demulgatoren, Metalldesaktivatoren und Entschäumer ein. Beliebiges eines oder eine Kombination von beliebigen zwei von diesen Additiven kann verwendet werden.
- Das aschefreie Dispersionsmittel kann ein beliebiges aschefreies Dispersionsmittel sein, das gewöhnlich in einem Schmieröl verwendet wird. Spezielle Beispiele schließen Stickstoff-enthaltende Verbindungen ein, die pro Molekül mindestens eine gerad-kettige oder verzweigte Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 40 bis 400 Kohlenstoffatomen und Derivate davon, Alkenylsuccinicimide und boronierte Produkte davon aufweisen. Eine oder mehrere beliebige Arten, ausgewählt aus diesen aschefreien Dispersionsmitteln, können in die Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung gemischt werden.
- Beispiele der metallischen Detergenzien schließen Sulfonat-Detergenzien, Salicylat-Detergenzien und Phenat-Detergenzien ein. Beliebige von normalem Salz, basischem Salz oder überbasischen Salzen von diesen Detergenzien mit einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall können mit der Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung vermischt werden. Bei Verwendung können eine oder mehrere beliebige Arten, ausgewählt aus diesen aschefreien Dispersionsmitteln, mit der Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung vermischt werden.
- Beispiele des Antioxidans schließen aschefreie Antioxidanzien, wie Phenol-basierte und Amin-basierte und metallische Antioxidanzien, wie Kupfer-basierte und Molybdän-basierte, ein.
- Beispiele des Reibungsmodifizierungsmittels schließen aschefreie Reibungsmodifizierungsmittel, wie jene von Fettsäureester-, aliphatischen Amin- und Fettsäureamid-basierten und metallischen Reibungsmodifizierungsmitteln, wie Molybdändithiocarbamaten und Molybdändithiophosphaten, ein.
- Beispiele des Korrosionsinhibitors schließen Verbindungen der Benzotriazol-, Tolyltriazol-, Thiadiazol- und Imidazol-Typen ein.
- Beispiele des Rostinhibitors schließen Erdölsulfonate, Alkylbenzolsulfonate, Dinonylnaphthalinsulfonate, Alkenylbernsteinsäureester und mehrwertige Alkoholester ein.
- Beispiele des Demulgators schließen Polyalkylenglycol-basierte nicht-ionische Tenside, wie Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylphenylether und Polyoxyethylenalkylnaphthylether ein.
- Beispiele des Metalldesaktivators schließen Imidazoline, Pyrimidin-Derivate, Benzotriazole und Derivate davon, 2-(Alkyldithio)benzimidazol und β-(o-Carboxybenzylthio)propionitril ein.
- Beispiele des Entschäumers schließen Siliconöl mit einer 25°C kinematischen Viskosität von 0,1 bis niedriger als 100 mm2/s, Alkenylbernsteinsäure-Derivate, Ester von polyhydroxyaliphatischen Alkoholen und Lang-Ketten-Fettsäuren, Methylsalicylat und o-Hydroxybenzylalkohol ein.
- Wenn diese Additive in der Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthalten sind, sind sie in einer Menge von vorzugsweise 0,1 bis 20 Masseprozent auf Basis der Masse der gesamten Zusammensetzung enthalten.
- Die Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält im Wesentlichen keinen Viskositätsindex-Verbesserer. Dies bedeutet, dass die Zusammensetzung überhaupt keinen Viskositätsindex-Verbesserer enthält oder auch wenn sie es tut, einen Viskositätsindex-Verbesserer in einer sehr viel geringeren Menge als eine typische Menge enthält, bei welcher von einem Viskositätsindex-Verbesserer erwartet wird, dass er seine Wirkung zeigt (2 bis 10 Masseprozent). Insbesondere ist der Viskositätsindex-Verbesserer in einer Menge von vorzugsweise 1,0 Masseprozent oder weniger, bevorzugter 0,5 Masseprozent oder weniger enthalten und ist besonders bevorzugt überhaupt nicht enthalten. Wenn der Gehalt des Viskositätsindex-Verbesserers 1,0 Masseprozent übersteigt, würde er die Viskosität auf Grund der Scherwirkung bei der Anwendung vermindern und dies ist in Bezug auf das Beibehalten der Minimum-Viskosität von einem Schmieröl, Kraftstoff-Einsparungseigenschaften bei dem Maximum zu zeigen, nicht bevorzugt.
- Beispiele des Viskositätsindex-Verbesserers schließen Viskositätsindex-Verbesserer vom nicht-Dispersant-Typ oder Dispersant-Typ ein. Spezielle Beispiele der Viskositätsindex-Verbesserer vom nicht-Dispersant-Typ schließen ein: Homopolymere oder Copolymere von einem oder mehreren Typen von Monomer, ausgewählt aus Alkylacrylaten und Alkylmethacrylaten mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, Olefinen mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, Styrol, Methylstyrol, Maleinsäureanhydridester und Maleinsäureanhydridamid und hydrierte Verbindungen davon.
- Beispiele der Viskositätsindex-Verbesserer vom Dispersant-Typ schließen ein: Copolymere von Homopolymeren oder Copolymere von einem oder mehreren Monomeren, ausgewählt aus Dimethylaminomethylmethacrylat, Diethylaminomethylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacylat, Diethylaminoethylmethacrylat, 2-Methyl-5-vinylpyridin, Morpholinomethylmethacrylat, Morpholinoethylmethacrylat, N-Vinylpyrrolidon oder hydrierte Verbindungen der Homopolymere oder Copolymere, in welche eine Sauerstoff-enthaltende Gruppe eingeführt ist und Monomer-Komponenten von dem Viskositätsindex-Verbesserer vom nicht-Dispersant-Typ und hydrierte Verbindungen davon.
- Ebenso wie der Viskositätsindex-Verbesserer enthält die Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise im Wesentlichen keinen Pour-point-Erniedriger. Dies bedeutet, dass die Zusammensetzung überhaupt keinen Pour-point-Erniedriger enthält oder einen Pour-point-Erniedriger in einer sehr viel geringeren Menge als eine typische Menge enthält, bei welcher von einem Pour-point-Erniedriger erwartet wird, dass er seine Wirkung zeigt (0,01 bis 3 Masseprozent). Insbesondere ist der Pour-point-Erniedriger in einer Menge von 0,005 Masseprozent oder weniger, vorzugsweise 0,001 Masseprozent oder weniger auf der Basis der Gesamtmasse der Zusammensetzung enthalten und ist besonders bevorzugt überhaupt nicht enthalten. Wenn der Gehalt des Pour-point-Erniedrigers 0,005 Masseprozent übersteigt, würde er die Viskosität veranlassen, auf Grund der Scherwirkung bei Anwendung zu vermindern und ist bezüglich des Haltens der Minimum-Viskosität von einem Schmieröl nicht bevorzugt, Kraftstoff-Einsparungseigenschaften bei dem Maximum zu zeigen.
- Die kinematische Viskosität bei 100°C der Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist notwendigerweise 2,5 mm2/s oder höher und 4,0 mm2/s oder niedriger, vorzugsweise 2,7 mm2/s oder höher und 3,3 mm2/s oder niedriger.
- Wenn die kinematische Viskosität bei 100°C niedriger als 2,5 mm2/s ist, würde sie Probleme in der Ölfilm-Beständigkeit an zu schmierenden Stellen und Verdampfbarkeit verursachen. Während wenn die kinematische Viskosität bei 100°C 4,0 mm2/s übersteigt, würden der erhaltenen Zusammensetzung Kraftstoff-Einsparungseigenschaften fehlen.
- Keine besondere Begrenzung wird dem Viskositätsindex der Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung auferlegt, welcher jedoch vorzugsweise 120 oder größer, bevorzugter 140 oder größer im Hinblick auf Kraftstoff-Einsparungseigenschaften ist.
- Die Brookfield(BF)-Viskosität bei –40°C der Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise 15000 mPa·s oder niedriger, bevorzugter 10000 mPa·s oder niedriger, bevorzugter 8000 mPa·s oder niedriger, insbesondere bevorzugt 5000 mPa·s oder niedriger, besonders bevorzugt 4000 mPa·s oder niedriger. Wenn die Brookfield(BF)-Viskosität bei –40°C 15000 mPa·s übersteigt, würde die erhaltene Zusammensetzung beim viskosen Widerstand nach Starten des Motors hoch sein und somit einen Abbau in den Kraftstoff-Einsparungseigenschaften verursachen.
- Die hierin angeführte Brookfield-Viskosität bedeutet den Wert, gemessen gemäß ASTM D2983.
- Die Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist eine Schmieröl-Zusammensetzung mit ausgezeichneten Antiverschleiß-Eigenschaften und Antiermüdungs-Eigenschaften und auch ausgezeichneter Niedertemperatur-Fluidität und somit als ein Öl für ein Automatik-Getriebe und ein Öl für ein stufenloses Getriebe besonders geeignet.
- Weiterhin ist die Schmieröl-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung auch ausgezeichnet in den Eigenschaften für Getriebeöle, die von jenen vorstehend beschriebenen verschieden sind und wird somit geeignet als ein Schmieröl für Automatik-Getriebe, Handschalt-Getriebe, Differenzial-Getriebe von Kraftfahrzeugen, Baumaschinen, Landmaschinen und dergleichen verwendet. Weiterhin kann die Schmieröl-Zusammensetzung geeignet als Schmieröl verwendet werden, von dem gefordert wird, dass es Antiverschleiß-Eigenschaften, Antiermüdungs-Eigenschaften und Niedertemperatur-Viskositäts-Charakteristik aufweist, wie ein Getriebeöl zur industriellen Verwendung, ein Schmieröl für Benzin-Motoren, Diesel-Motoren und Gas-Motoren von Kraftfahrzeugen, wie zwei- und vier-rädrige Kraftfahrzeuge, Stromgeneratoren und Schiffe, ein Turbinenöl und ein Kompressoröl.
- Beispiele
- Hierin anschließend wird die vorliegende Erfindung mit Hilfe der nachstehenden Beispiele und Vergleichs-Beispiele, welche nicht als den Umfang der Erfindung begrenzend aufgefasst werden sollten, genauer beschrieben.
- (Beispiele 1 bis 7 und Vergleichs-Beispiele 1 bis 11)
- Wie in Tabelle 1 angeführt, wurden Schmieröl-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung (Beispiele 1 bis 7) und jene zum Vergleich (Vergleichs-Beispiele 1 bis 11) hergestellt. Die kinematische Viskosität, Viskositätsindex, Niedertemperatur-Viskositäts-Charakteristik, Antiermüdungs-Eigenschaften und Falex-Festfress-Eigenschaften wurden für jede der erhaltenen Zusammensetzungen gemessen. Die Ergebnisse werden auch in Tabelle 1 angeführt.
- (1) Niedertemperatur-Viskositäts-Charakteristik
- Die Brookfield-Viskosität (BF-Viskosität) bei –40°C von jeder der Schmieröl-Zusammensetzungen wurde gemäß ASTM D2983 gemessen. In diesem Test bedeutet eine niedrige BF-Viskosität, dass die Zusammensetzung in der Niedertemperatur-Fluidität ausgezeichnet ist.
- (2) Antiermüdungs-Eigenschaften
- Die Ermüdungsbeständigkeit bis zum Pitting wurde für jede Zusammensetzung unter den nachstehenden Bedingungen unter Verwendung einer Hoch-Temperatur-Walz-Kontakt-Ermüdungs-Test-Maschine gemessen. Die Ermüdungsbeständigkeit wurde durch 50% kumulative Ausfallwahrscheinlichkeit angezeigt.
- In dem Walz-Ermüdungs-Tester wurde ein Druckkugellager (NSK Druckkugellager 51305, 3 Kugeln wurden verwendet) als ein Teststück verwendet. Die Test-Bedingungen waren: Kontaktdruck: 5,9 GPa, Umdrehungszahl: 1500 U/min, Öltemperatur: 120°C.
- (3) Falex-Festfress-Test bzw. Falex-Trenn-Test
- Die Festfresslast von jeder Schmieröl-Zusammensetzung wurde bei einer Geschwindigkeit von 290 U/min bei einer Öltemperatur von 100°C unter Verwendung einer Falex-Test-Maschine gemäß ASTM D3233 gemessen. In diesem Test bedeutet eine größere Festfresslast, dass die Zusammensetzung in den Trenn-Eigenschaften ausgezeichnet ist.
- Wie aus den in Tabelle 1 angeführten Ergebnissen deutlich wird, sind die Schmieröl-Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgezeichnet in den Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften, der Niedertemperatur-Viskositäts-Charakteristik, den Antiermüdungs-Eigenschaften und den Trenn-Eigenschaften. [Tabelle 1][Tabelle 1] (Fortsetzung)
Grundöl A-1: Mineralöl [100°C kinematische Viskosität: 2,84 mm2/s, 40°C kinematische Viskosität: 10,4 mm2/s, Viskositätsindex: 125, Anilinpunkt: 114°C, %CP: 91,8, %CN 8,2, %CA: 0, Pour-point: –30,0°C, S-Gehalt: 1 Masse/ppm oder weniger, N-Gehalt: 3 Masse/ppm oder weniger, Flammpunkt 194°C]
Grundöl A-2: Mineralöl [100°C kinematische Viskosität: 2,74 mm2/s, 40°C kinematische Viskosität: 10,2 mm2/s, Viskositätsindex: 109, Anilinpunkt: 104°C, %CP: 76,5, %CN 22,6, %CA: 0,9, Pour-point: –27,5°C, S-Gehalt: 1 Masse/ppm oder weniger, N-Gehalt: 3 Masse/ppm oder weniger, Flammpunkt 176°C]
Grundöl A-3: Mineralöl [100°C kinematische Viskosität: 2,08 mm2/s, 40°C kinematische Viskosität: 6,87 mm2/s, Viskositätsindex: 96, Anilinpunkt: 89°C, %CP: 63, %CN 31, %CA: 6, Pour-point: –25°C, S-Gehalt: 800 Masse/ppm, N-Gehalt: 20 Masse/ppm, Flammpunkt 168°C]
Grundöl B-1: Monoester [Monoester von 08 Alkohol und Fettsäure) [Dichte: 0,87 g/cm3, 100°C kinematische Viskosität: 2,68 mm2/s, 40°C kinematische Viskosität: 8,2 mm2/s, 0°C kinematische Viskosität: 30,8 mm2/s, Viskositätsindex: 182, Pour-point: –40°C, Säurewert: 1,0 mgKOH]
Grundöl B-2: Polyolester (Neopentylglycoldiester) [Dichte: 0,90 g/cm3, 100°C kinematische Viskosität: 5,9 mm2/s, 40°C kinematische Viskosität: 24,0 mm2/s, 0°C kinematische Viskosität: 127 mm2/s, Viskositätsindex: 206, Pour-point: –30°C, Säurewert: 1,0 mgKOH]Phosphitester-1 3-Thiopentylhydrogenphosphit Phosphitester-2 3-Thioundecylhydrogenphosphit Phosphitester-3 Dibutylhydrogenphosphit Aschefreies Dispersionsmittel-1 Succinimid, worin N 0,7 Masse-%, B 0,4 Masse-%, Alkenylgruppe Molekulargewicht 6000 Aschefreies Dispersionsmittel-2 Succinimid, worin N 1,5 Masse-%, Alkenylgruppe Molekulargewicht 2000 Ca-Detergent Sulfonat-Detergent, worin Calcium-Gehalt 10 Masse-% ist Antioxidans-1 Amin-basiertes Antioxidans, Stickstoff-Gehalt 4 Masse-% Antioxidans-2 Phenol-basiertes Antioxidans Schwefel-basiertes Additiv 1,3,4-Thiadiazol-Verbindung: Stickstoff-Gehalt 7 Masse-%, Schwefel-Gehalt 36%
Claims (2)
- Schmieröl-Zusammensetzung für Getriebe, umfassend: ein schmierendes Grundöl, umfassend: (A) ein Mineral-Grundöl mit einer kinematischen Viskosität bei 100°C von 1,5 mm2/s oder höher und 3,5 mm2/s oder niedriger, einem Pour-point von –25°C oder niedriger, einem Viskositätsindex von 105 oder größer, einer %CP von 85 oder größer, einer %CN von 2 oder größer und 20 oder weniger und einer %CA von 3 oder weniger in einer Menge von 50 bis 97 Masseprozent auf der Basis der Masse der gesamten Grundölzusammensetzung; und (B) ein Monoester-basiertes Grundöl mit einer kinematischen Viskosität bei 100°C von 2 mm2/s oder höher und 10 mm2/s oder niedriger in einer Menge von 3 bis 10 Masseprozent auf der Basis der Masse der gesamten Grundölzusammensetzung; und (C) einen Schwefel-enthaltenden Phosphitester, wiedergegeben durch nachstehende Formel (I), in einer Menge von 150 bis 400 Masse-ppm als Phosphor auf der Basis der Masse der gesamten Schmierölzusammensetzung und wobei die Zusammensetzung eine kinematische Viskosität bei 100°C von 2,5 mm2/s oder höher und 4,0 mm2/s oder niedriger aufweist:worin R eine Schwefel-enthaltende Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt, und R1 Wasserstoff, eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Schwefel-enthaltende Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt.
- Schmieröl-Zusammensetzung für Getriebe nach Anspruch 1, weiterhin (D) ein Polysulfid und/oder ein Thiadiazol umfassend.
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