DE112019005587T5

DE112019005587T5 - Schmierölzusammensetzung

Info

Publication number: DE112019005587T5
Application number: DE112019005587.9T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Sakata; Shuujirou Ootsuki; Takafumi Iba
Original assignee: DIC Corp; Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2018-11-09
Filing date: 2019-08-01
Publication date: 2021-09-30
Also published as: US20210371764A1; JP6857317B2; WO2020095489A1; JPWO2020095489A1; US11499113B2; CN112930388A

Abstract

Eine Schmierölzusammensetzung mit hoher thermischer Stabilität, Korrosionsbeständigkeit und Extremdruckleistung wird bereitgestellt. Die vorliegende Erfindung wurde durch die Erkenntnis vervollständigt, dass eine Schmierölzusammensetzung, die ein bestimmtes primäres aliphatisches Polysulfid enthält, eine ausgezeichnete thermische Stabilität und Extremdruckleistung aufweist.Schmierölzusammensetzung, enthaltend ein Basisöl und ein Zusatzmittel, wobei ein aliphatisches Polysulfid als Zusatzmittel 1 bis 10 Gew.-% der Schmierölzusammensetzung ausmacht und ein primäres aliphatisches Polysulfid 1 bis 50 Gew.-% des aliphatischen Polysulfids ausmacht.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schmierölzusammensetzung.
Stand der Technik
In den letzten Jahren gab es eine starke Nachfrage nach Automobilen mit höherer Kraftstoffeinsparung und Effizienz zum Zweck der effektiven Nutzung von Erdölressourcen und der Reduzierung der Kohlendioxidemission. Daher gibt es auch eine starke Nachfrage nach Schmierölzusammensetzungen mit höherer Kraftstoffeinsparung und Effizienz für den Einsatz in Fahrzeugantriebseinheiten von Automobilen und Industriemaschinen.
Im Allgemeinen werden Schwefelverbindungen zu Schmierölzusammensetzungen hinzugefügt, um die Reibung mit Metallen zu verringern. In ihrer Rolle setzen Schwefelverbindungen eine bestimmte Anzahl von Schwefelradikalen in Schmierölzusammensetzungen frei und bilden einen reibungsarmen Film auf der Metalloberfläche. In den letzten Jahren ist auch in Getriebeölen ein Bedarf an Schwefelverbindungen entstanden, die stabile Schwefelradikale im Bereich von einer niedrigen Temperatur bis zu einer hohen Temperatur freisetzen. Um eine stabile Anzahl von Schwefel radikalen bei hoher Temperatur zu erzeugen, können jedoch Schwefelradikale bei niedriger Temperatur übermäßig freigesetzt werden und ein Problem der Leistungsverschlechterung von Schmierölen verursachen.
Verbesserungen sind aus Umweltsicht wegen des Rostens der Zielmetalle und der Emission in die Umwelt erforderlich. Darüber hinaus hat ein in der Patentliteratur 1 beschriebenes Herstellungsverfahren eine geringe Ausbeute und erfordert eine große Menge an Wasser im Produktreinigungsprozess (Dechlorierung). (Zitierte Literatur 1).
Bei der Anwendung von Schmierölen für Metalle werden leicht Schwefelatome freigesetzt. So kam es zu unerwünschten Korrosionsproblemen von Kupferlegierungen, die in Apparaten verwendet werden. (Zitierte Literatur 2).
Obwohl ein Verfahren zur Herstellung von Dodecanthiol als Extremdruck-Zusatzmittel beschrieben wurde, verwendet das Herstellungsverfahren einen Katalysator, hat eine geringe Produktivität und weist viele Probleme bei der Produktivität auf. (Zitierte Literatur 3).
Zitierliste
Patentliteratur

PTL 1 : Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 63-110289
PTL 2 : Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 11-071343
PTL 3 : ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. (Übersetzung der PCT-Anmeldung) Nr. 2007-520535

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Ein Ziel, das durch die vorliegende Erfindung erreicht werden soll, ist die Bereitstellung einer Schmierölzusammensetzung mit hoher thermischer Stabilität, Korrosionsbeständigkeit und Extremdruckleistung.
Lösung des Problems
Als Ergebnis umfangreicher Studien zur Erreichung des obigen Ziels haben die Erfinder die vorliegende Erfindung vervollständigt, indem sie herausgefunden haben, dass eine Schmierölzusammensetzung, die ein bestimmtes primäres aliphatisches Polysulfid enthält, eine ausgezeichnete thermische Stabilität und Extremdruckleistung aufweist.
Im Einzelnen stellt die vorliegende Erfindung Folgendes bereit.

(1) Schmierölzusammensetzung, die ein Basisöl und ein Zusatzmittel enthält, wobei ein aliphatisches Polysulfid als ein Zusatzmittel 1 bis 10 Masse-% der Schmierölzusammensetzung ausmacht, und ein primäres aliphatisches Polysulfid 1 bis 50 Masse-% des aliphatischen Polysulfids ausmacht.
(2) Schmierölzusammensetzung, wobei das aliphatische Polysulfid zusätzlich zu dem primären aliphatischen Polysulfid mindestens ein aliphatisches Polysulfid enthält, das aus sekundären aliphatischen Polysulfiden und tertiären aliphatischen Polysulfiden ausgewählt ist.
(3) Schmierölzusammensetzung, wobei das primäre aliphatische Polysulfid 70% oder mehr eines primären aliphatischen Polysulfids mit einer Schwefelkettenlänge im Bereich von 1 bis 4 enthält.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann eine Schmierölzusammensetzung bereitstellen, die Schmierfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Wärmebeständigkeit erfüllen kann.
Beschreibung der Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden im Detail beschrieben.
[Schmierölzusammensetzung]
Eine Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Schmierölzusammensetzung, die ein Basisöl und ein Zusatzmittel enthält,
wobei ein aliphatisches Polysulfid als Zusatzmittel 1 bis 10 Masse-% der Schmierölzusammensetzung ausmacht, und
ein primäres aliphatisches Polysulfid 1 bis 50 Masse-% des aliphatischen Polysulfids ausmacht.
[Basisöl]
Eine Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein Basisöl. Das Basisöl kann ein Mineralöl oder ein synthetisches Öl sein.
Das Mineralöl kann ein atmosphärischer Rückstand sein, der durch atmosphärische Destillation eines Rohöls auf Paraffinbasis, auf Naphthenbasis oder auf Zwischenproduktbasis hergestellt wird; ein Destillatöl, das durch Vakuumdestillation des atmosphärischen Rückstandes hergestellt wird; oder ein Mineralöl, das durch Reinigen des Destillatöls durch mindestens eines der Verfahren Lösungsmitteldeasphaltierung, Lösungsmittelextraktion, Hydrocracken, Lösungsmittelentparaffinierung, katalytische Entparaffinierung oder Hydroraffinierung hergestellt wird, z.B. leichtes Neutralöl, mittleres Neutralöl, schweres Neutralöl, Bright Stock oder ein Mineralöl, das durch Isomerisierung eines durch das Fischer-Tropsch-Verfahren hergestellten Wachses (GTL-Wachs) hergestellt wird.
Das Mineralöl kann ein Mineralöl der Gruppe 1, 2 oder 3 der Basisölkategorie des American Petroleum Institute (API) sein, und ist bevorzugt ein Mineralöl der Gruppe 2 oder 3, um die Schlammbildung weiter zu unterdrücken und die Stabilität hinsichtlich der Viskositätseigenschaften, des oxidativen Abbaus und dergleichen zu gewährleisten.
Beispiele für das synthetische Öl umfassen Poly-α-Olefine, wie Polybuten, Ethylen-α-Olefin-Copolymere, α-Olefin-Homopolymere und -Copolymere; verschiedene Esteröle, wie Polyolester, zweibasige Säureester und Phosphatester; verschiedene Ether, wie Polyphenylether; Polyglykole; Alkylbenzole und Alkylnaphthaline.
Das Basisöl kann das Mineralöl allein oder eine Kombination aus zwei oder mehreren der Mineralöle sein oder in Kombination mit einem oder mehreren der synthetischen Öle verwendet werden.
Das Basisöl kann eine beliebige Viskosität haben und hat unter dem Gesichtspunkt einer geeigneten Viskosität bei 100°C bevorzugt eine kinematische Viskosität von 1 mm²/s oder mehr, bevorzugter 1,5 mm²/s oder mehr, noch bevorzugter 2 mm²/s oder mehr. Die Obergrenze liegt bevorzugt bei 50 mm²/s oder weniger, bevorzugter 40 mm²/s oder weniger, noch bevorzugter 30 mm²/s oder weniger. In der vorliegenden Spezifikation wird die kinematische Viskosität mit einem Glaskapillarviskosimeter gemäß JIS K 2283: 2000 gemessen. Ein Basisöl mit einer kinematischen Viskosität und einem Viskositätsindex in den oben genannten Bereichen ist für eine Schmierölzusammensetzung für Getriebe besser geeignet und hat verbesserte Antiblockier-Eigenschaften und Kupferkorrosionsbeständigkeit.
Der Gehalt an Basisöl, bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung, sollte angemessen sein und beträgt typischerweise 50 Masse-% oder mehr, bevorzugt 60 Masse-% oder mehr, bevorzugter 65 Masse-% oder mehr, noch bevorzugter 70 Masse-% oder mehr, unter dem Gesichtspunkt der verbesserten Antiblockier-Eigenschaften und der Kupferkorrosionsbeständigkeit. Die Obergrenze liegt bevorzugt bei 97 Masse-% oder weniger, bevorzugter bei 95 Masse-% oder weniger, noch bevorzugter bei 93 Masse-% oder weniger.
[Zusatzmittel]
Eine Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält charakteristischerweise ein aliphatisches Polysulfid. Ohne das aliphatische Polysulfid kann eine Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung die gewünschten Antiblockier-Eigenschaften nicht erfüllen. Der Zusatz eines aliphatischen Polysulfids beschleunigt jedoch die Metallkorrosion. Insbesondere wird zur Verbesserung der Antiblockier-Eigenschaften häufig der Schwefelgehalt des aliphatischen Polysulfids erhöht, um die Schwefelkettenlänge des Polysulfids zu vergrößern. Dies erhöht die Anzahl der freigesetzten Schwefelradikale, neigt aber dazu, schon bei niedrigen Temperaturen Schwefelradikale zu erzeugen, was oft zu einer höheren Korrosivität führt. Andererseits ist bekannt, dass die thermische Stabilität eines aliphatischen Polysulfids auch stark von der Anzahl der Kohlenstoffatome beeinflusst wird, die an ein Kohlenstoffatom binden, an das Schwefel gebunden ist. Die Wärmebeständigkeit ist am höchsten in der primären Form mit einem gebundenen Kohlenstoffatom und am niedrigsten in der tertiären Form mit drei gebundenen Kohlenstoffatomen. Auch die Anzahl der freigesetzten Schwefelradikale steigt und sinkt entsprechend. Es wurde also festgestellt, dass neben dem Schwefelgehalt auch die Struktur des an Schwefel gebundenen Kohlenstoffs in einem geeigneten Bereich modifiziert werden kann, um die Anzahl der freigesetzten Schwefelradikale entsprechend einzustellen. Primäre Polysulfide haben eine hohe Wärmebeständigkeit, und eine Mischung aus primären Polysulfiden hat eine höhere Leistung als die, die aus der Summe der Leistungen der einzelnen primären Polysulfide angenommen wird. Zum Beispiel könnte selbst eine kleine Menge der Mischung die Antiblockier-Eigenschaften stark verbessern.
Aliphatische Polysulfide sind schwefelhaltige Verbindungen, die durch die Formel 1 dargestellt werden. C_xH_(2x+1)-S_y-C_zH_(2z+1) (1)
In der Formel (1) stehen x und z für 2 bis 24. X und z können gleich oder verschieden sein und sind aus Sicht der Hesrtellung bevorzugt gleich.
Es kann auch eine Polysulfidmischung verwendet werden, die zwei oder mehr verschiedene aliphatische Polysulfide enthält. Ein aliphatisches Polysulfid mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen macht bevorzugt 50% oder mehr, bevorzugter 70% oder mehr, noch bevorzugter 85% oder mehr der Polysulfidmischung aus. Am meisten bevorzugt besteht die Polysulfidmischung vollständig aus aliphatischen Polysulfiden mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen.
Eine Polysulfidmischung, die zwei oder mehr aliphatische Polysulfide mit unterschiedlichen y im Bereich von 1 bis 8 in der Formel (1) enthält, kann ebenfalls verwendet werden. Ein aliphatisches Polysulfid mit einer Schwefelkettenlänge im Bereich von 1 bis 4 macht bevorzugt 70% oder mehr, besonders bevorzugt 85% oder mehr, der Polysulfidmischung aus. Am meisten bevorzugt besteht die Polysulfidmischung vollständig aus aliphatischen Polysulfiden mit einer Schwefelkettenlänge im Bereich von 1 bis 4.
Zu den aliphatischen Polysulfiden gehören primäre, sekundäre und tertiäre Polysulfide, die auf der Struktur von C_xH_(2x+1) und C_zH_(2z+1) basieren.
Das primäre Polysulfid kann Diethylpolysulfid, Di-n-butylpolysulfid, Di-n-hexylpolysulfid, Di-n-octylpolysulfid, Di-n-nonylpolysulfid, Di-n-dodecylpolysulfid oder Di-n-octadecylpolysulfid sein.
Das sekundäre Polysulfid kann Bishex-2-yl-Polysulfid, Bisoct-2-yl-Polysulfid, Bisdec-2-yl-Polysulfid oder Bisdodec-2-yl-Polysulfid sein.
Das tertiäre Polysulfid kann Bis-2-methyleth-2-yl-Polysulfid, Bis-2-methylpent-2-yl-Polysulfid, Bis-2-methylhept-2-yl-Polysulfid, Bis-2-methylnon-2-yl-Polysulfid oder Bis-2-methylundec-2-yl-Polysulfid sein.
Der primäre Polysulfidgehalt des aliphatischen Polysulfids in der Schmierölzusammensetzung beträgt unter dem Gesichtspunkt der Leistungsverbesserungswirkung bevorzugt 1% oder mehr, bevorzugter 10% oder mehr, noch bevorzugter 30% oder mehr. Ein Gehalt an primärem Polysulfid von mehr als 50% führt jedoch zu einer übermäßig hohen Wärmebeständigkeit und Leistungsverschlechterung. Der Gehalt an primärem Polysulfid beträgt daher bevorzugt 50% oder weniger, bevorzugter 45% oder weniger.
Jedes aliphatische Polysulfid, das die obigen Anforderungen erfüllt, kann in einer Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Es ist besonders bevorzugt, ein aliphatisches Polysulfid zu verwenden, das 70% oder mehr eines primären Polysulfids mit einer Schwefelkettenlänge im Bereich von 1 bis 4 enthält.
Das aliphatische Polysulfid, das in einer Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann eine Mischung aus den oben beschriebenen primären, sekundären und tertiären Polysulfiden oder eine Mischung aus Polysulfiden mit unterschiedlichen Kohlenstoffketten sein. Beispiele sind n-Butyl-2-methyl-2-yl-Polysulfid, n-Octyl-2-methylpentyl-2-yl-Polysulfid, Hex-2-yl-2-methylpent-2-yl-Polysulfid und n-Dodecyl-2-methylundec-2-yl-Polysulfid. Diese Verbindungen können nach einem beliebigen Verfahren hergestellt werden, sie können nach einem herkömmlichen Verfahren synthetisiert werden und werden aus Sicht der Korrosionskontrolle bevorzugt ohne Chlorverunreinigungen hergestellt. Aus der Sicht der Wirtschaftlichkeit, des Aussehens und des Geruchs ist es bevorzugt, hauptsächlich ein Polysulfid zu verwenden, das aus Olefin, Schwefel, Schwefelwasserstoff und dergleichen synthetisiert wird.
Aliphatische Polysulfide zur Verwendung in einer Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung können allein oder in Kombination verwendet werden. Sekundäre Polysulfide haben eine höhere thermische Stabilität als tertiäre Polysulfide. Daher kann eine Kombination aus einem primären Polysulfid und einem sekundären Polysulfid oder eine Kombination aus einem primären Polysulfid, einem sekundären Polysulfid und einem tertiären Polysulfid eher als eine Kombination aus einem primären Polysulfid und einem tertiären Polysulfid eine kontinuierliche thermische Zersetzung bewirken und wird bevorzugt. Obwohl das Verhältnis von einem sekundären Polysulfid zu einem tertiären Polysulfid nicht besonders begrenzt ist, führt ein höheres Verhältnis des tertiären Polysulfids zu einer deutlich geringeren thermischen Stabilität. Daher beträgt das Verhältnis des tertiären Polysulfids zu den sekundären und tertiären Polysulfiden bevorzugt 50% oder weniger.
In der vorliegenden Erfindung macht das aliphatische Polysulfid 1 bis 10 Masse-%, bevorzugt 1 bis 8 Masse-%, noch bevorzugter 1 bis 5 Masse-%, der Schmierölzusammensetzung aus. Wenn der Gehalt an aliphatischem Polysulfid in der Schmierölzusammensetzung weniger als 1 Masse-% beträgt, kann die beabsichtigte Antiblockier-Leistung nicht erzielt werden. Wenn der Gehalt an aliphatischem Polysulfid mehr als 10 Masse-% beträgt, wird die Anzahl der Schwefelradikale beim Erwärmen übermäßig erhöht, und die Korrosionsbeständigkeit verschlechtert sich.
Eine Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders beschränkt, vorausgesetzt, dass die Schmierölzusammensetzung ein Basisöl und ein aliphatisches Polysulfid enthält. Beispielsweise können die folgenden Zusatzmittel je nach Verwendungszweck und Leistung in Kombination verwendet werden: ein Öligkeitsmittel, ein Antiverschleißmittel, ein Hochdruckmittel, ein weiteres Korrosionsschutzmittel, ein Korrosionsinhibitor, ein Antischaummittel, ein Reinigungs-/Dispergiermittel, ein Stockpunktsenker, ein Viskositätsindexverbesserer, ein Antioxidans, ein Emulgator, ein Demulgator, ein Fungizid, ein Reibungsmodifikator und ein Tensid.
Die Folgenden sind konkrete Beispiele für verschiedene Zusatzmittel. Beispiele für das Öligkeitsmittel sind langkettige Fettsäuren (Ölsäure). Beispiele für das Verschleißschutzmittel beinhalten Phosphorverbindungen, wie Phosphatester und Metalldithiophosphatsalze. Beispiele für das Extremdruckmittel beinhalten schwefelorganische Verbindungen und organische Halogenide. Beispiele für das andere Korrosionsschutzmittel beinhalten Carbonsäuren, Amine, Alkohole und Ester. Beispiele für den Korrosionsinhibitor beinhalten Stickstoffverbindungen (Benzotriazol etc.) und schwefel- und stickstoffhaltige Verbindungen (1,3,4-Thiadiazolyl-2,5-bisdialkyldithiocarbamat). Beispiele für das Antischaummittel beinhalten Silikonöl und Metallseifen. Beispiele für das Reinigungs-/Dispergiermittel beinhalten neutrale und basische Metallsulfonate und -phenate (Metallsalzformen), Succinimide, Ester und Benzylamin-Copolymere. Beispiele für das Stockpunktsenkungsmittel sind Kondensate von chloriertem Paraffin und Naphthalin oder Phenol, Polyalkylacrylate und -methacrylate, Polybuten, Polyalkylstyrole und Poly(vinylacetat). Beispiele für den Viskositätsindexverbesserer sind Polymethacrylate, Polyisobutylen, Olefin-Copolymere und Polyalkylstyrole. Beispiele für das Antioxidans sind Amine, gehinderte Phenole, Zinkthiophosphat und Trialkylphenole. Beispiele für den Emulgator sind Salze und Ester der Schwefelsäure, Sulfonsäure und Phosphorsäure, Fettsäurederivate, Aminderivate, quartäre Ammoniumsalze und Polyoxyethylenaktivatoren. Beispiele für den Demulgator sind quartäre Ammoniumsalze und sulfonierte Öle. Beispiele für das Fungizid sind phenolische Verbindungen, Formaldehyd-Donor-Verbindungen und Salicylanilid-Verbindungen.
Eine Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein einheitliches Gemisch aus einem Basisöl, einem aliphatischen Polysulfid und einem weiteren Zusatzmittel, die nach einem beliebigen Verfahren gemischt werden. Die Mischung kann zur Homogenisierung im Temperaturbereich von 30°C bis 60°C erhitzt werden.
Eine Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann in jeder Anwendung verwendet werden, z.B. als Schmiermittelzusammensetzung, als Kfz-Schmieröl zur Verwendung in Verbrennungsmotoren, Antriebsausrüstung, wie etwa Automatikgetriebe, Puffer und Servolenkung, und Getriebe, als Metallbearbeitungsflüssigkeit zur Verwendung in der Metallbearbeitung, wie Schneiden, Schleifen und Kunststoffbearbeitung, oder als Hydraulikflüssigkeit, die eine Kraftübertragungsflüssigkeit zur Verwendung in der Kraftübertragung, Kraftsteuerung und Pufferoperationen in hydraulischen Systemen, wie hydraulische Maschinen und Geräte ist. Insbesondere bei der Verwendung als Getriebeöl kann eine Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung einen geringeren Quellungsgrad eines Dichtungsmittels (Chloroprenkautschuk, Nitrilkautschuk usw.) in einem Getriebe bewirken als herkömmliche Produkte und kann daher in geeigneter Weise in Anwendungen verwendet werden, die einen Kontakt mit dem Dichtungsmittel beinhalten.
[Andere Zusatzmittel]
Eine Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann je nach Bedarf ein anderes gebräuchliches Zusatzmittel enthalten, ohne dass die Vorteile der vorliegenden Erfindung verloren gehen.
Beispiele für solch ein anderes Zusatzmittel sind Öle, Antiverschleißmittel, Hochdruckmittel, Korrosionsschutzmittel, Korrosionsinhibitoren, Viskositätsindexverbesserer, Antioxidantien, Reiniger auf Metallbasis, Dispergiermittel und Antischaummittel.
Beispiele für die Öligkeitsmittel sind langkettige Fettsäuren (Ölsäure). Beispiele für Verschleißschutzmittel sind Phosphatester und Metalldithiophosphatsalze. Beispiele für die Hochdruckmittel umfassen schwefelorganische Verbindungen, wie geschwefelte Fette und Öle und geschwefelte Ester, organische Halogenide, Phosphatester, saure Phosphatester und aminneutralisierte Produkte davon. Beispiele für andere Antikorrosionsmittel sind Carbonsäuren, Amine, Alkohole und Ester. Beispiele für die Korrosionsinhibitoren sind Stickstoffverbindungen (Benzotriazol usw.) und Verbindungen, die Schwefel und Stickstoff enthalten (1,3,4-Thiadiazolyl-2,5-bisdialkyldithiocarbamat und 2,5-Bis(alkyldithio)-1,3,4-thiadiazol). Beispiele für die Viskositätsindexverbesserer umfassen Polymere, einschließlich Poly(meth)acrylate, wie Polymere und Copolymere von (Meth)acrylaten, wie Alkyl(meth)acrylate, Olefinpolymere, wie Ethylen-Propylen-Copolymere und Polybutylen, und Styrolpolymere, wie Polyalkylstyrole, Styrol-Dien-Copolymere und Styrol-Isopren-Copolymere. Beispiele für die Antioxidantien umfassen Amin-Antioxidantien, wie Diphenylamin-Antioxidantien und Naphthylamin-Antioxidantien, und phenolische Antioxidantien, wie monophenolische Antioxidantien, diphenolische Antioxidantien und gehinderte phenolische Antioxidantien.
Beispiele für Reiniger auf Metallbasis sind Metallsulfonate, Metallphenolate und Metallsalicylate, und Beispiele für das Metall sind Alkalimetalle, wie etwa Natrium und Kalium, und Erdalkalimetalle, wie etwa Magnesium, Calcium und Barium.
Beispiele für Dispergiermittel sind andere Dispergiermittel als die Succinimid-Dispergiermittel, z. B. aschefreie Dispergiermittel, wie Benzylamine, borhaltige Benzylamine, Succinatester und ein- und zweiwertige Carbonsäureamide beispielsweise Fettsäuren und Bernsteinsäure.
Beispiele für Antischaummittel sind Silikonöl, Fluorsilikonöl und Fluoralkylether.
Zusätzlich zu den anderen Zusatzmitteln kann eine Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Stockpunktsenkungsmittel, ein Antiverschleißmittel, ein Hochdruckmittel, einen Reibungsmodifikator, ein Antikorrosionsmittel und einen Metalldeaktivator enthalten. Eine Verbindung mit mehreren Funktionen der anderen Zusatzstoffe (z. B. eine Verbindung mit den Funktionen eines Antiverschleißmittels und eines Hochdruckmittels) kann ebenfalls verwendet werden. Insbesondere wird erwartet, dass eine Phosphorverbindung, die als Hochdruckmittel oder Antiverschleißmittel verwendet wird, z. B. ein Phosphatester, die Hochdruckleistung von Zusatzmitteln auf Schwefelbasis verbessert.
Als weiteres Zusatzmittel kann auch ein handelsübliches Zusatzmittelpaket verwendet werden, das eine Vielzahl von Zusatzmitteln enthält.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die anderen Zusatzmittel allein oder in Kombination verwendet werden.
Der Gehalt an anderem Zusatzmitteln kann je nach Art des Zusatzmittels entsprechend angepasst werden, ohne dass die Vorteile der vorliegenden Erfindung verloren gehen. Wenn ein anderes Zusatzmittel enthalten ist, liegt der Gehalt an dem anderem Zusatzmittel typischerweise im Bereich von 0,01 bis 15 Masse-%, bevorzugt 0,05 Masse-% oder mehr, bevorzugter 0,1 Masse-% oder mehr, noch bevorzugter 0,3 Masse-% oder mehr, besonders bevorzugt 0,5 Masse-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung. Die Obergrenze beträgt bevorzugt 15 Masse-% oder weniger, bevorzugter 12 Masse-% oder weniger, noch bevorzugter 10 Masse-% oder weniger.
(Verfahren zur Herstellung einer Schmierölzusammensetzung)
Eine Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch ein beliebiges Verfahren hergestellt werden, zum Beispiel durch ein Verfahren, das den Schritt des Mischens eines Basisöls mit dem obigen aliphatischen Polysulfid einschließt.
Falls erforderlich, kann ein Viskositätsindexverbesserer oder ein Korrosionsinhibitor zusammen mit den oben genannten anderen Zusatzmitteln für Schmieröle hinzugefügt werden.
Im obigen Schritt sind die Angelegenheiten in Bezug auf das Basisöl und das aliphatische Polysulfid wie oben beschrieben, und geeignete Komponenten und Komponentengehalte sind ebenfalls wie oben beschrieben.
Der Viskositätsindexverbesserer kann in Form einer Lösung zugegeben werden, die eine Harzkomponente des Viskositätsindexverbesserers, gelöst in einem Verdünnungsöl, enthält. Die Lösung hat typischerweise eine Harzkonzentration im Bereich von 10 bis 50 Masse-%. Die zugegebenen Komponenten werden bevorzugt nach einem bekannten Verfahren gerührt und gleichmäßig dispergiert.
[Verschiedene physikalische Eigenschaften der Schmierölzusammensetzung]
Eine Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung hat bei 100 °C bevorzugt eine kinematische Viskosität von 1,5 mm²/s oder mehr, bevorzugter 5 mm²/s oder mehr, noch bevorzugter 50 mm²/s oder mehr. Die obere Grenze ist bevorzugt 30 mm²/s oder weniger, bevorzugter 20 mm²/s oder weniger. Eine kinematische Viskosität im obigen Bereich ist für eine Schmierölzusammensetzung für Getriebe besser geeignet und führt zu verbesserten Antiblockier-Eigenschaften und Kupferkorrosionsbeständigkeit.
Die Schweißkraft (Weld Load) einer Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung im Shell-Vierkugel-Test beträgt bevorzugt 3000 N oder mehr, bevorzugter 4000 N oder mehr, noch bevorzugter 4500 N oder mehr. Die Schweißkraft im Shell-Vierkugel-Test wird nach einem in den Beispielen beschriebenen Verfahren gemessen. Wie oben beschrieben, hat eine Schmierölzusammensetzung für Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung eine hohe Schweißkraft im Shell-Vierkugel-Test und hat gute Antiblockier-Eigenschaften.
[Anwendungen der Schmierölzusammensetzung]
Wie oben beschrieben, hat eine Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung gute Antiblockier-Eigenschaften und Kupferkorrosionsbeständigkeit und ist geeignet für die Schmierung von Getrieben für Kraftfahrzeuge, wie etwa Benzinautos, Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge, Getriebe für Bau-, Landwirtschafts- und Tiefbaumaschinen und Antriebseinheiten von Industriemaschinen. Die Schmierölzusammensetzung für Antriebsaggregate gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine gute Kupferkorrosionsbeständigkeit auf und eignet sich daher für den Einsatz in Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen, die mit elektrischen Komponenten, wie Elektromotoren und elektrischen Generatoren, ausgestattet sind, insbesondere in Getrieben für Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge, bei denen Elektromotoren durch Öl gekühlt werden. Bei den Getrieben kann es sich um Schaltgetriebe, Automatikgetriebe oder stufenlose Getriebe handeln. Obwohl eine Schmierölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung für mechanische Antriebseinheiten, wie z. B. Getriebe, verwendet wird, kann die Schmierölzusammensetzung auch in anderen Anwendungen als den mechanischen Antriebseinheiten verwendet werden, z. B. in Benzinmotoren, Dieselmotoren, anderen Verbrennungsmotoren, Automobilgetrieben, anderen Industriegetrieben für allgemeine Maschinen und Maschinen, die mit einem Körperlager oder einem Wälzlager ausgestattet sind, wie z. B. hydraulische Maschinen, Turbinen, Kompressoren, Werkzeugmaschinen und Schneidmaschinen.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Beispiele 1 bis 11, Vergleichsbeispiele 1 bis 5
Die Schmierölzusammensetzungen wurden mit den in Tabelle 1 aufgeführten Rezepturen (Masse-%) hergestellt. Die Zugabe der Zusatzmittel und des Basisöls kann in einer beliebigen Reihenfolge und nach einem beliebigen Verfahren erfolgen. Die Zusatzmittel können dem Basisöl zugegeben werden, oder es kann eine vorher hergestellte Mischung der Zusatzmittel dem Basisöl zugegeben werden. Insbesondere bei einer vorher hergestellten Mischung der Zusatzmittel wird die Phosphorverbindung bevorzugt als letztes zugegeben, um Nebenreaktionen zu unterdrücken. Die Schmierölzusammensetzungen wurden mit den folgenden Verfahren getestet, um ihre physikalischen Eigenschaften zu bewerten. Tabelle 1 zeigt die Bewertungsergebnisse.
[Schwefelgehalt]
Der Schwefelgehalt des aliphatischen Polysulfids wurde mit dem Verfahren JIS K 2541-7 Rohöl und Erdölprodukte - Bestimmung des Schwefelgehalts - Teil 7: Wellenlängendispersives Röntgenfluoreszenzverfahren (Kalibrierkurvenverfahren) gemessen.
Die Gehalte an verschiedenen Schwefelkettenlängen des aliphatischen Polysulfids wurden mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie bestimmt.
Die spezifischen Bedingungen sind im Folgenden beschrieben.
< HPLC-Messbedingungen>
Messgerät: LC-06A, hergestellt von Shimadzu Corporation
Säule: INTERSIL-C8 4,5 µm 250 mm x 4,6 mm
Detektor: UV 210 nm
Eluent: Acetonitril/Wasser (Volumenverhältnis) = 85/15, Flussrate 1 ml/min
[Schweißkraft]
Die Schweißkraft wurde im Shell-Vierkugel-Test gemessen. Spezifische Bedingungen sind unten beschrieben.
Experimentelles Verfahren: ASTM D2596. Als Testkugeln werden Kohlenstoffstahlkugeln mit einem Durchmesser von 1/2 Zoll verwendet. Die Testkugeln werden mit 1770 U/min gedreht. Die Last, bei der die Testkugeln zusammenschmelzen, wird als Schweißkraft aufgezeichnet.
[Wärmebeständigkeit]
Die thermische Zersetzungskurve wurde mittels thermogravimetrischer Analyse (TGA) gemessen, und die 50%ige thermische Zersetzungstemperatur wurde als Wärmebeständigkeitstemperatur angenommen.
Messgerät: Thermoplus EVO2 TG-DTA, hergestellt von Rigaku Corporation
Messbedingungen: Messbereich Raumtemperatur bis 500°C, Heizrate 5°C/min
[Korrosion von Kupferblech]
Die Korrosion von Kupferblech wurde mit JIS K 2513 Erdöl Produkte - Korrosivität gegenüber Kupfer - Kupferstreifentest gemessen. Die Messtemperatur betrug 121°C, und die Messzeit betrug 3 Stunden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 63110289 [0006]
JP 11071343 [0006]

Claims

Schmierölzusammensetzung, umfassend: ein Basisöl und ein Zusatzmittel, wobei ein aliphatisches Polysulfid als ein Zusatzmittel 1 bis 10 Masse-% der Schmierölzusammensetzung ausmacht, und ein primäres aliphatisches Polysulfid 1 bis 50 Masse-% des aliphatischen Polysulfids ausmacht.
Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das aliphatische Polysulfid zusätzlich zu dem primären aliphatischen Polysulfid mindestens ein aliphatisches Polysulfid enthält, das aus sekundären aliphatischen Polysulfiden und tertiären aliphatischen Polysulfiden ausgewählt ist.
Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das primäre aliphatische Polysulfid 70% oder mehr eines primären aliphatischen Polysulfids mit einer Schwefelkettenlänge im Bereich von 1 bis 4 enthält.