DE69327453T3

DE69327453T3 - Verwendung von anorganischen phosphorverbindungen als friktionsverbesserer in schmiermittelzusammensetzungen für flüssigkeitskupplungen oder flüssigkeitsbremsen

Info

Publication number: DE69327453T3
Application number: DE69327453T
Authority: DE
Inventors: Kuniaki Nippon Cooper Company Yokkaichi-shi KAGA
Original assignee: Afton Chemical Japan Corp
Current assignee: Afton Chemical Japan Corp
Priority date: 1992-08-18
Filing date: 1993-08-18
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2013-08-19
Also published as: WO1994004637A1; DE69327453D1; EP0622444B2; EP0622444A1; EP0622444A4; EP0622444B1; DE69327453T2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer anorganischen Phosphorverbindung zur Verbesserung der Friktionseigenschaften einer Schmiermittelzubereitung für eine Flüssigkeitskupplung oder Flüssigkeitsbremse.
Eine Flüssigkeitskupplung oder Flüssigkeitsbremse eines Kraftübertragungsgeräts, wie z. B. einem Automatikgetriebe für ein Automobil, eine Landwirtschaftsmaschine, eine Konstruktions- bzw. Baumaschine oder andere industrielle Maschinen, überträgt eine Antriebskraft durch Steuerung der Friktionseigenschaften einer Platte auf der Antriebsseite und einer Platte auf der angetriebenen Seite, wobei die Friktions- bzw. Reibungseigenschaften des zur Schmierung eingesetzten Schmiermittels eine sehr wichtige Bedeutung haben. Eine Flüssigkeitskupplung wird in der folgenden Beschreibung als exemplarisches Erklärungsbeispiel herangezogen. Da ungeeignete Friktionseigenschaften einen Kraftübertragungsverlust in der Kupplung verursachen und den Bedienungskomfort der Maschine stark beeinflussen, ist es für das Schmiermittel wichtig, geeignete Friktionseigenschaften aufzuweisen.
Die Friktionskontrolle einer Flüssigkeitskupplung dieser Art beinhaltet drei Friktions- bzw. Reibungskoeffizienten, das heißt den dynamischen Friktionskoeffizienten, den Friktionskoeffizient bezüglich des Losbrechens und den Haftrei bungskoeffizienten, und üblicherweise ist es zur Friktionsregulierung dieser Art der Flüssigkeitskupplung erforderlich, das Kraftübertragungsmoment zu erhöhen (hinsichtlich des Friktionskoeffizienz als dynamischer Friktionskoeffizient bezeichnet und üblicherweise als μd ausgedrückt, im folgenden als μd bezeichnet) und gleichzeitig das Friktionsübertragungsmoment am Schaltpunkt der Flüssigkeitskupplung zu ernidrigen (hinsichtlich des Friktionskoeffizienten als Friktionskoeffizient des Lesbrechens bezeichnet und üblicherweise als μ0 ausgedrückt, im folgenden als μ0 bezeichnet). Wenn das Verhältnis von μ0/μd 1 übersteigt, wird ein Übertragungsschock erzeugt, der Unbehagen bei Geschwindigkeitsveränderungen verursacht (wenn die Kupplung eingesetzt wird). Ist das Verhältnis 1 oder kleiner, wird kein Übertragungsschock erzeugt und es werden Übertragungseigenschaften erhalten, die den Komfort nicht beeinträchtigen.
Die Kraftübertragungskapazität der Flüssigkeitskupplung ist auch von Bedeutung; in diesem Zusammenhang ist es wichtig, das Haftreibungsmoment zu erhöhen (als Haftreibungskoeffizient bezeichnet und als μs ausgedrückt, um diesen zu unterscheiden vom Friktionskoeffizienten des Losbrechens, im folgenden als μs bezeichnet).
Da diese Friktionskoeffizienten weitgehend vom eingesetzten Schmiermittel abhängen, wurde normalerweise ein Friktionsmodifikator etc. verwendet, um das Verhältnis von μ0/μd auf 1 oder weniger zu reduzieren, allerdings verursacht die Zugabe des Friktionsmodifikators etc. gleichzeitig das Problem der Erniedrigung von μs. Es ist deshalb bei den betrachteten geschmierten Maschinen wichtig, ein Schmiermittel zu erhalten, das in der Lage ist, das μ0/μd-Verhältnis auf 1 oder weniger zu reduzieren und μs soweit wie möglich zu erhöhen, um dadurch den Übertragungsschock zu eliminieren und eine höhere Übertragungskapazität zu erzielen.
Das Schmiermittel muss gute Haltbarkeit bzw. Beständigkeit in einer Langzeitverwendung bei gleichzeitig geringer, alterungsbedingter Veränderung des Friktionskoeffizienten zeigen und den Transmissionsschock über eine lange Zeitspanne hinweg unterdrücken; allerdings ist die Zugabe einer großen Menge eines Friktionsmodifikators etc. zur Erzielung dieses Effekts mit dem Problem einer Erniedrigung von μs verknüpft. Wie vorstehend beschrieben, stehen das μ0/μd-Verhältnis und μs in einer gegenläufigen Relation zueinander und dementsprechend wurden hierzu, wie im folgenden beschrieben, eine Vielzahl von Ausführungen und Erfindungen gemacht.
Eine Sperrkupplung wird seit kurzem in einem Automatikgetriebe für ein Auto verwendet, um den Kraftstoffverbrauch und den Kraftverlust in einem Drehmomentwandler zu reduzieren und so wurde das Schmiermittel mit einem noch komplizierteren Faktor belegt. Das spezifische Problem im Fall der Sperrkupplung ist eine Vibration, die als Schaudern (shudder) bezeichnet wird. Die Friktionseigenschaften bei unterschiedlichen Umdrehungen haben eine wichtige Bedeutung bei der Vibrationsunterdrückung und die Schmiermittelzubereitung muss so gewählt werden, dass zu einem Zeitpunkt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit geändert wird, ein solches Verhältnis zwischen der Änderungen des Friktionskoeffizienten (μ) und der Änderung der Schlupfgeschwindigkeit (v) vorliegt, das heißt dμ/dv ≥ 0.
Die Zugabe des Friktionsmodifikators etc. zur Realisierung von dμ/dv ≥ 0 bewirkt normalerweise eine Erniedrigung des Haftreibungskoeffizienten (μs). Weiterhin ist es wahr scheinlicher, dass die Vibration bei relativ niedriger Temperatur auftritt und deshalb muss das oben beschriebene Verhältnis dμ/dv ≥ 0 bei einer niedrigen Temperatur erzielt werden; allerdings ist der Friktionskoeffizient normalerweise in der Art und Weise temperaturabhängig, dass er bei einer Erhöhung der Schmiermitteltemperatur abfällt. Obwohl die Vibrationsunterdrückung bei niedriger Temperatur, z. B. 40°C, durch Beimischen einer großen Menge an Friktionsmodifikator etc. oder durch Beimischen eines sehr wirksamen Friktionsmodifikators unter zu starker Berücksichtigung der Vibrationsunterdrückung realisiert wird, sinkt der Friktionskoeffizient im Arbeitstemperaturbereich von 80°C bis 120°C übermäßig stark ab und dadurch nimmt die Drehmomentübertragungskapazität in der Sperrkupplung ab, was zum Problem des leichtgängigen Schlupfs führt. Es ist deshalb wünschenswert, dass der Friktionskoeffizient keine Temperaturabhängigkeit zeigt. Auch die Beständigkeit bzw. Haltbarkeit wird für die Vibrationsunterdrückung in der Sperrkupplung benötigt. Dementsprechend wird im bisherigen Stand der Technik die Beimischung einer großen Menge an Friktionsmodifikator benötigt, was eine Erniedrigung des Haftreibungskoeffizienten verursacht.
Wie oben erwähnt, zeigen die Friktionseigenschaften ein entgegengesetztes Verhalten und deshalb wurde bisher eine Vielzahl an Friktionsmodifikatoren, Detergentien, Phosphorsäureestern etc. verwendet. Zum Beispiel schlägt die japanische Patentanmeldung (offengelegt) Nr. 173097/1985 (entsprechend der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 46635/1990) eine Schmiermittelzubereitung vor, umfassend (A) einen Phosphorsäureester mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen oder ein Aminsalz davon und (B) eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Sorbitanfettsäureester, einem Glyzerinfettsäureester, einer Palmkernölfettsäure, einer Kokosnussölfettsäure, einer Verbindung der allgemeinen Formel (RCOO)₂Zn, einem Gemisch aus einem Fett und Öl und einer Fettsäure und einem Reaktionsprodukt eines Polyalkylenpolyamins und einer Fettsäure besteht.
Eine Reihe von japanischen Patentanmeldungen (offengelegt) der Nrn. 39395/1991, 39396/1991, 39397/1992, 39398/1991 und 39399/1991 schlagen die Verwendung einer Kombination von (A) einer Verbindung, ausgewählt aus einem Phosphorsäureester, einem Phosphonsäureester und einem Aminsalz davon mit jeweils 4 bis 30 Kohlenstoffatomen und (B) einem tertiären Amin, einer aliphatischen Dicarbonsäure, einem primären Zinkthiophosphat, einem Succinimid, überbasischem Magnesium, Calciumsulfonat oder ähnlichem, um die Friktionseigenschaften zu verbessern.
All diese Techniken verwenden zur Verbesserung des Friktionsverhaltens ein Aminsalz einer organischen Phosphorsäure mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen.
Diese konventionellen Schmiermittelzubereitungen sind jedoch nicht nur hinsichtlich ihres Friktionsverhaltens, sondern auch ihrer Haltbarkeit nach wie vor unbefriedigend und müssen verbessert werden. Im bisherigen Stand der Technik wird genauer eine sehr wirksame Verbindung als Friktionsmodifikator oder eine große Menge eines Friktionsmodifikators verwendet, um die Vibration der Sperrkupplung zu verhindern. Die Verwendung eines solchen Friktionsmodifikators verschlechtert jedoch den Haftreibungskoeffizienten (μs) oder das Friktionskontrollvermögen kann während der Verschlechterung oder des Verbrauchs von Friktionsmodifikator nicht aufrechterhalten werden, was dazu führt, dass keine befriedigende Haltbarkeit gewährleistet werden kann. Weiterhin ist im Hinblick auf die oxidative Stabilität und die korrodierende Wirkung gegenüber Kupfer keine befriedigende Arbeitsweise gewährleistet.
Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer anorganischen, Phosphorverbindung, die Schwefelatome und/oder Sauerstoffatome als seine Konstituierenden Elemente enthält oder eines Aminsalzes davon, um die Friktionseigenschaften einer Schmiermittelzubereitung für eine Flüssigkeitskupplung oder Flüssigkeitsbremse zu verbessern, wie in Anspruch 1 definiert.
Die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendete Schmiermittelzubereitung genügt den folgenden Bedingungen: (1) das μ0/μd-Verhältnis wird reduziert, um jeglichen Schock, verursacht durch eine Geschwindigkeitsveränderung, zu eliminieren, (2) μs wird soweit wie möglich erhöht, um die Drehmomentübertragungseigenschaften zu verbessern, und (3) die Vibration einer Sperrkupplung wird verhindert, solange alle Friktionskoeffizienten keine Temperaturabhängigkeit aufweisen.
Die Schmiermittelzubereitung zeigt nicht nur ausgezeichnete Ausgangseigenschaften, sondern ist auch im Hinblick auf das Verhindern von Vibrationen der Sperrkupplung beständig bzw. haltbar.
Die gemäß der Erfindung verwendete anorganische Phosphorverbindung enthält bevorzugt ein Schwefelatom und/oder ein Sauerstoffatom als seine konstituierenden Elemente oder ist ein Aminsalz davon.
Das gemäß der Erfindung verwendete Schmiermittel enthält mindestens eine organische Polyolverbindung mit mindestens zwei Hydroxylgruppen in einem Molekül.
Die oben beschriebene Schmiermittelzubereitung für eine Flüssigkeitskupplung oder Flüssigkeitsbremse kann weiterhin ein aschefreies Dispergiermittel mit einem Stickstoffatom umfassen.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Schmiermittelzubereitung umfasst als grundlegende Komponente typischerweise ein Grundöl. Das Grundöl ist insofern nicht in besonderer Weise eingeschränkt, als es ein üblicherweise für Schmiermittel verwendetes Grundöl ist und ein synthetisches Öl, ein Mineralöl oder ein Gemisch davon sein kann. Das Grundöl hat bevorzugt eine kinematische Viskosität von 1 × 10^–6 bis 8 × 10^–5 m²/s (1 bis 80 cSt (Centistokes)), mehr bevorzugt 2 × 10^–6 bis 5 × 10⁵ m²/s (2 bis 50 cSt), bei 100°C. Beispiele für das Mineralöl beinhalten ein Mineralöl auf Paraffinbasis, ein Mineralöl auf Naphthenbasis und ein Mineralöl auf Paraffin-Naphthen-Basis, sowie weiterhin kann ein nach der üblichen Methode entparaffiniertes Mineralöl oder ein derart modifiziertes Mineralöl, dass ein hoher Viskositätsindex daraus resultiert, verwendet werden.
Beispiele für das synthetische Schmieröl beinhalten zahlreiche synthetische Öle wie Poly-α-olefin, ein niedermolekulares Ethylen/α-Olefin-Copolymer, Polybuten, einen zweibasischer Säureester, Polyglykol, einen sterisch gehinderten Ester, Alkylbenzol und Polyether. Ein Mischöl des oben beschriebenen Mineralöls und des synthetischen Öls kann auch verwendet werden.
Die anorganische Phosphorverbindung, die ein Sauerstoffatom und/oder ein Schwefelatom als seine konstituierenden Elemente enthalten kann, umfasst die im Folgenden aufgeführten.
Beispiele sind Phosphonsäure, Phosphorsäure, Hypophosphorsäure, Phosphortrioxid, Phosphortetroxid, Phosphorpentoxid, Tetrathiophosphorsäure (H₃PS₄), Monothiophosphorsäure (H₃PO₃S), Dithiophosphorsäure (H₃PO₂S₂), Trithiophosphorsäure (H₃PO₂S₃) und P₂S₅. Unter diesen sind die Phosphonsäure und die Phosphorsäure bevorzugt. Ein Aminsalz einer anorganischen Phosphorverbindung kann auch bevorzugt verwendet werden. Beispiele von Aminen, die für das Aminsalz verwendet werden können, umfassen primäre, sekundäre und tertiäre Amine und im besonderen sind Amine mit einer tertiären Alkylgruppe, z. B. diejenigen, welche tertiäre Kohlenstoffatome als zu Stickstoffatomen benachbarte Kohlenstoffatome enthalten, noch spezieller diejenigen, die R-C(CH₃)₂-NH₂ (worin R eine Alkylgruppe mit 16–22 Kohlenstoffatomen ist) entspricht, bevorzugt. Es ist auch möglich, eine Vielzahl dieser anorganischen Phosphorverbindungen zusammen zu verwenden.
Die anorganische Phosphorverbindung ist hinsichtlich der molaren Menge an Phosphor bevorzugt in einer Menge von 0,005 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, bevorzugt von 0,01 Gew.-% bis 0,05 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Schmierölzubereitung, enthalten, und innerhalb dieses Bereichs kann die Wirkung der vorliegenden Erfindung erzielt werden.
Beispiele für die organische Polyolverbindung mit mindestens zwei Hydroxylgruppen in einem Molekül beinhalten 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,2-Hexandiol, 2,4-Hexandiol, 2,4-Octandiol und 1,3-Dodecandiol.
Ein Triol, Tetraol oder höherwertiger Alkohol können als einfache Substanz oder als teilweise veresterte Verbindung des Alkohols, wie z. B. als Monoester-, Diester- oder Triesterverbindung verwendet werden. Speziell, wenn aus Triol gebildetes Glyzerin oder Trimethylol verwendet wird, wird der Ester einer Carbonsäure mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen, bevorzugt einer Fettsäure mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, verwendet. Industriell liegt der Ester üblicherweise als Gemisch von Mono-, Di- und Triestern vor und es wird bevorzugt, diesen durch molekulare Destillation etc. zu destillieren und raffinieren, um ihn in ein Gemisch aus Diestern und Monoestern oder bevorzugt in einen Monoester höherer Reinheit zu überführen. Ein Ester eines Polyalkohols wie einem Tetraol kann auch verwendet werden und es kann auch ein Gemisch von Di-, Tri- und Tetraestern, gebildet mit den oben beschriebenen Säuren, verwendet werden, um mindestens zwei Hydroxylgruppen in einem Molekül zu belassen. Bei Verwendung eines Polyalkohols kann eine Alkylarylgruppe verwendet werden oder es kann ein Carbonsäureester mit einer Alkylarylgruppe gebildet werden, um die Löslichkeit im Grundöl zu erhöhen. Ein Polyalkohol mit einer Estergruppe kann in Form eines Thioesters vorliegen. In dem Hydroxylgruppen enthaltenden Polyol ist eine der Hydroxylgruppen relativ zur anderen Hydroxylgruppe bevorzugt in α-, β- oder γ-Position. Es können zwei oder mehrere verschiedene Verbindungen, die diese Hydroxylgruppen enthalten, verwendet werden.
Die Polyolverbindung, die mindestens zwei Hydroxylgruppen in einem Molekül enthält, ist bevorzugt in einer Menge von 0,01 Gew.-% bis 4 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Schmiermittelzubereitung, enthalten und in diesem Bereich können die Wirkungen der vorliegenden Erfindung realisiert werden.
Falls gewünscht, kann die Schmiermittelzubereitung zusätzlich zu den oben beschriebenen, essentiellen Verbindungen üblich eingesetzte Additive zur Verbesserung der schmiermittelgerechten Arbeitsweise enthalten, wie z. B. ein Antioxidans, ein Detergens-Dispergiermittel, ein Höchstdruckmittel, einen Friktionsmodifikator, ein Mittel zur Verbesserung der Schmiergüte, ein Antiverschleißmittel, einen Korrosionsinhibitor, ein Rostschutzmittel, ein Gummiquellungsmittel, ein Entschäumungsmittel, einen Stopp-Punkt-Erniedriger und einen Viskositätsindexverbesserer.
Als Antioxidans wird ein Antioxidans auf Phenolbasis, ein Antioxidans auf aromatischer Aminbasis, ein Zinkdithiophosphat etc. verwendet und spezielle Beispiel desselben enthalten 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol, 4,4'-Methylenbis(2,6-di-tert-butylphenol), Phenyl-α-naphthylamin, Dialkyldiphenylamin, Zinkdi-2-ethylhexyldithiophosphat, Zinkdiamyldithiocarbamat und Pinenpentasulfid. Das Antioxidans wird in einer Menge von 0,01 Gew.-% bis 2 Gew.-%, bevorzugt von 0,05 Gew.-% bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Schmiermittelzubereitung, zugegeben.
Das Detergens-Dispergiermittel kann ein aschefreies Dispergiermittel, ein metallisches Detergens oder ein aschefreies, borhaltiges Dispergiermittel sein. Spezielle Beispiele derselben umfassen aschefreie Dispergiermittel vom Alkenylsuccinimid- und Benzylamintyp, borhaltige polyisobutenylsuccinimid- und borhaltige benzylaminartige, aschefreie Dispergiermittel, Metallsulfonat, Metallphenolat und Metallsalicylat. Das metallische Detergens bezeichnet diejenigen, welche ein Metall wie Magnesium, Calcium oder Barium umfassen. Das Detergens-Dispergiermittel wird in einer Menge von 0,01 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Schmiermittelzubereitung, zugegeben.
Beispiele für den Friktionsmodifikator umfassen eine Aminverbindung, wie Oleyldiethanolamin, Dodecyldiethanolamin, Dodecyldipropanolamin, Oleylamin, Hexadecylamin, Dodecyldiethylamin, Dodecylethanolamin und ein Gemisch davon, ein Amid wie Ölsäureamid, Dodecylcarbonsäurediethanolamid, Dodecylcarbonsäurepropanolamid, Ölsäurediethanolamid, Ölsäurepropanolamid, Hexadecylcarbonsäurediethanolamid, Hexadecylcarbonsäurepropanolamid und ein Gemisch davon und N-Hydroxyethyloleylimidazolin.
Die oben beschriebenen Additive, die kein Antioxidans, Detergens-Dispergiermittel und Friktionsmodifikator sind, werden in solch einer Menge wie bei der Zugabe zur Modifikation eines Schmiermittels für eine Flüssigkeitskupplung oder eine Flüssigkeitsbremse zugegeben.
Die vorliegende Erfindung wird nun bezugnehmend auf Beispiele beschrieben. Die zugegebenen Mengen in den Beispielen sind in Gew.-%.
BEISPIELE
Die Bewertung der im folgenden beschriebenen Leistung der Schmiermittelzubereitung wird in Übereinstimmung mit der folgenden Testmethode durchgeführt.
(1) SAE Nr. 2 Friktionsprüfvorrichtung
Die Bewertung wurde mit dieser Prüfvorrichtung unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
Scheibe: Papierscheibe für Automatikgetriebe
Platte: Stahlplatte für Automatikgetriebe
Drehzahl des Motors: 3000 U/Min.
Die Messungen wurden durchgeführt, indem man den Wert bei 1200 U/Min. (als μ1200 in der untenstehenden Tabelle aufgeführt) als den dynamischen Friktionskoeffizienten (μd) und den Friktionskoeffizienten am Schaltpunkt des Getriebes als Friktionskoeffizienten des Losbrechens (μ0) verwendet.
Kolbendruck: 276 kPa (40 psi)
Schmiermitteltemperatur: 120°C
Der maximale Friktionskoeffizient am Schaltpunkt bei 0,7 U/Min. wurde als Haftreibungskoeffizient (μs) gemessen.
Die höheren Werte von μd und μs wurden als die besseren angesehen. Diejenigen, welche μ0/μd ≤ 1,0 genügten, waren stärker bevorzugt.
Das Schmiermittel, das eine alterungsbedingte Veränderung des Friktionskoeffizienten zeigte, war nicht bevorzugt und um dies zu beziffern, wurde folgende Gleichung verwendet, wobei μs bei 500 Zyklen als μs(500) und μs bei 10.000 Zyklen als μs(10.000) definiert wurde: μs(10. 000) – μs(500) = ΔμsΔμd wird ebenso für μd angenommen.
Niedrigere Werte von Δμs und Δμd wurden dementsprechend als besser angesehen.
(2) LVFA (Einzelplatten-Niedriggeschwindigkeits-Friktionsprüfvorrichtung)
Die Bewertung wurde im Hinblick auf das Verhindern von Vibrationen einer Sperrkupplung unter Verwendung einer Einzelplatten-Niedriggeschwindigkeits-Friktionsprüfvorrichtung durchgeführt. Es wurde das Verhältnis Friktionskoeffizient – Schlupfgeschwindigkeit (im folgenden als μ-v-Kennwert bezeichnet) bei feststehender Temperatur erhalten.
Scheibe: Papierscheibe für Automatikgetriebe (eine Scheibe)
Platte: Stahlplatte für Automatikgetriebe (eine Platte)
Oberflächendruck: 10 kg/cm²
Schmiermitteltemperatur: 40°C, 100°C
Drehzahl des Motors:
Die Drehzahl wurde in einem Bereich von 1 bis 100 U/Min. periodisch variiert.
Die Drehzahl wurde variiert, um den Friktionskoeffizienten (μ) in Abhängigkeit von der Schlupfgeschwindigkeit (v) zu bestimmen; bei dμ/dv ≥ 0 wurde die Vibration verhindert und die Beurteilung war gut.
Aus zweckdienlichen Gründen wurde der Friktionskoeffizient bei der Drehzahl von 1 U/Min. als μ1 und der Friktionskoeffizient bei 50 U/Min. als μ50 definiert. Das μ1/μ50-Verhältnis wurde als Index eingesetzt. Das Schmiermittel, welches μ1/μ50 ≤ 1 genügte, wurde in der Weise betrachtet, dass es eine bevorzugte Fähigkeit zur Vibrationsverhinderung aufweist.
Je geringer die Schmiermitteltemperatur beim LVFA, umso schwieriger ist die Verhinderung der Vibration und es ist wahrscheinlich, dass das μ1/μ50-Verhältnis als ein Index der Friktionseigenschaften bei μ1/μ50 ≥ 1 liegt. Obwohl μ1/μ50 ≤ 1 in der Nähe des praktizierten Arbeitstemperaturbereichs von 80°C bis 120°C leicht zu erreichen ist, verursacht andererseits die Erniedrigung des Absolutwertes von μ1 in nachteiliger Art und Weise einen Schlupf der Kupplung. Generell zeigt der Wert von μ eine Temperaturabhängigkeit und wird mit zunehmender Temperatur kleiner und es wird ein Schmiermittel ohne Temperaturabhängigkeit gefordert. Deshalb wurde das Verhältnis μ1 (40°C)/μ1(100°C) = μ1(T) als Index, der die Temperaturabhängigkeit aufzeigt, benutzt, wobei der Friktionskoeffizient bei 1 U/Min. und 40°C als μl(40°C) und der Friktionskoeffizient bei 1 U/Min. und 100°C als μ1(100°C) eingesetzt und wobei ein Wert von μ1(T) nahe 1 als gut eingestuft wurde.
Für die Bewertung der Haltbarkeit bezüglich der Verhinderung von Vibrationen wurde die Bewertung der μ-v-Kennzahlen in LVFA für das getestete Schmiermittel nach 10.000 Zyklen im Friktionstest SAE Nr. 2 durchgeführt, wobei eine neue Scheibe und eine neue Platte verwendet wurden. Das μ1/μ50-Verhältnis des neuen und des gebrauchten Schmiermittels wurden verglichen und das Schmiermittel, das einen geringeren Unterschied bezüglich des Verhältniswertes aufwies, wurde derart eingestuft, dass es eine gute Haltbarkeit besitzt.
(3) Oxidationsstabilitätstest:
Der Test wurde bei 165,5°C über 120 Stunden in Übereinstimmung mit dem Oxidationsstabilitätstest eines Schmiermittels für eine interne Verbrennungsmaschine durchgeführt (JIS K-2514).
Kupferkorosionstest:
Es wurde die eluierte Kupfermenge nach einer Behandlung bei 150°C über 16 Stunden in Übereinstimmung mit BIS K-2513 gemessen und die Auswertung wurde gemacht, um anschließend die Korrosion zu beurteilen.
BEISPIEL 1 UND VERGLEICHSBEISPIELE 1 BIS 6

Proben, die jeweils die folgende Zusammensetzung haben, wurden durch weitere Zugabe, zusätzlich zu den unten genannten Additiven und den in den entsprechenden Tabellen beschriebenen Additiven, eines Mineralöls auf Paraffinbasis mit einer kinematischen Viskosität von 4,2 × 10^–6 m²/s (4,2 cSt) bei 100°C als Restbestandteil, der auf 100 Gew.-% auffüllt, zubereitet, in das der Phosphor so zugegeben wurde, dass die molaren Mengen an Phosphor in den Zubereitungen gleich waren, und die oben beschriebene Bewertung wurde durchgeführt. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt. In den Tabellen werden die Gesamt eigenschaften durch O für hervorragend, durch O für gut, Δ für annehmbar und durch x für inakzeptabel angegeben.

Formulierung der Schmiermittelzubereitung	Gew.-%
Polybutenylsuccinimid (HITEC 644: hergestellt durch Ethyl Petroleum Additives Inc.)	4,0
Antioxidans auf Phenolbasis (HiTEC 4728: hergestellt durch Ethyl Petroleum Additives Inc.)	0,5
N-Hydroxyethyloleylimidazolin	0,02

langkettiges Hydroxyethylamin (Ethomeen T-12: hergestellt von Akzo Chem. Inc.)	0,1
geschwefelte Fette und Öle (Sulperm 10S: hergestellt von Keil Products Division der Ferro Corporation)	0,5
Tolyltriazol	0,04
Caprylsäure	0,05
Calciumphenolat (Oloa 216: hergestellt von Chevron Chemical Co.)	0,05
Entschäumungsmittel auf Siliconbasis (zugefügt, um den 8 ppm im Testöl in Form von elementarem Silizium Rechnung zu tragen.)
Acrylat-Copolymer (PC-1244: hergestellt von Monsanto Co.)	0,02
dispersionsartiges Polymethacrylat	6,0
in jeder Tabelle gezeigte Verbindungen	in jeder Tabelle gezeigte Mengen
Mineralöl auf Paraffinbasis (kinematische Viskosität bei 100°C: 4,2 × 10^–6 m²/s (4,2 cSt)	Rest (insgesamt 100)

In den Beispielen wurde Orthophosphorsäure als anorganische Phosphorverbindung und Monolaurylglyzerid als Polyol verwendet.
Durch Vergleich von Beispiel 1 mit den Vergleichsbeispielen 1, 3, und 5 ist ersichtlich, dass die Proben, welche die anorganische Phosphorverbindung enthalten, ein hohes μd und μs, das niedrigste μ0/μd-Verhältnis und niedriges Δμs und Δμd, die die alterungsbedingte Änderung des Friktionskoeffizient kennzeichnen, aufweisen, was offenbart, dass diese am geeignetsten sind. Andere Proben zeigen ein hohes μ0/μd-Verhältnis und auch ein hohes Δμs und Δμd, was offenbart, dass diese schlecht sind.
Die Wirkung von Monolaurylglyzerid als Polyol wird durch die Bewertung der nach LVFA im Friktionstest SAE Nr. 2 verwendeten Schmiermittel bestätigt, wobei dies bedeutet, dass das μ1/μ50-Verhältnis ohne Monolaurylglyzerid 1 überschreitet und, wie aus μ1(T) ersichtlich, eine Temperaturabhängigkeit auftritt.
Daraus lässt sich schlussfolgern, dass die gleichzeitige Anwesenheit von einer anorganischen Phosphorverbindung und Monolaurylglyzerid ideale Friktionseigenschaften bedingt, wie z. B. hohes μd und μs und ein niedriges μ0/μd-Verhältnis in den SAE Nr. 2 Friktionseigenschaften und μ1/μ50 unter 1 und μ1(T) am nächsten bei 1 in den μ-v-Kennzahlen gemäß LVFA für das eingesetzte Öl.
Beispiel 2 UND VERGLEICHSBEISPIELE 7 BIS 10
Die Schmiermittelzubereitungen wurden in der gleichen Art und Weise hergestellt wie die Schmiermittelzubereitungen der Beispiel und der Vergleichbeispiele 1 bis 6, außer der Zugabe von 0,1 Gew.-% Borsäure.
Die Zusammensetzung jeder Probe ist in Tabelle 3 gezeigt; die Bewertung als Schmiermittelzubereitung wurde in der gleichen Art und Weise wie oben durchgeführt und deren Resultate werden in Tabelle 3 und 4 gezeigt.
Aus dem Vergleich des Beispiels 2 und der Vergleichsbeispiele 7 bis 10 ist ersichtlich, dass die Proben bei, gleichzeitiger Anwesenheit einer organischen Phosphorverbindung und Monolaurylglyzerid wie in Beispiel 2 bezüglich der Friktionseigenschaften im SAE Nr. 2 Test zufriedenstellend sind und Haltbarkeit und Temperaturabhängigkeit im LVFA-Test erhalten werden.
BEISPIELE 3 BIS 8
Die Schmiermittelzubereitungen wurden in der gleichen Art und Weise hergestellt wie die Schmiermittelzubereitungen des oben aufgeführten Beispiels 2 und die Vergleichsbeispiele 7 bis 10, außer der Änderung des Friktionsmgdifikators zu einer Polyolverbindung in zahlreiche andere. Die Zusammensetzung jeder Schmiermittelzubereitung wird in Tabelle 5 und die Resultate werden in den Tabellen 5 und 6 gezeigt.
Aus den Beispielen 3 bis 8 ist ersichtlich, dass Proben, die eine anorganische Phosphorverbindung der vorliegenden Erfindung und 2,4-Hexandiol, 2,4-Octandiol, Monobutylglyzerid, Monolaurylglyzerid oder Dioleylpentaerythritolester enthalten, ein niedriges μ0/μd-Verhältnis ausweisen, während sie ein hohes μs beibehalten. Weiterhin ist das μ1/μ50-Verhältnis nach LVFA des im Friktionstest SAE Nr. 2 verwendeten Schmiermittels niedrig und es tritt keine Temperaturabhängigkeit auf.
BEISPIEL 9 UND VERGLEICHSBEISPIELE 11 BIS 14
Die in Tabelle 3 gezeigten Schmiermittelzubereitungen wurden bezüglich der Oxidationsstabilität nach ISOT verglichen. Die Zusammensetzungen jeder Probe und die Resultate werden unten in Tabelle 7 gezeigt.
Wie aus der Tabelle hervorgeht, ist es bei Zugabe der anorganischen Phosphorverbindung die Oxidationsstabilität gut bei einer geringen Erhöhung der kinematischen Viskosität und der absoluten Säurezahl. Je geringer die eluierte Kupfermenge umso besser, und Proben, die die Phosphorverbindung enthielten, zeigten gute Ergebnisse.
BEISPIEL 10 UND VERGLEICHSBEISPIELE 15 BIS 18
Dieselben Schmiermittelzubereitungen wie in Beispiel 9 und den Vergleichsbeispielen 11 bis 14 wurden einem Korrosionstest an Kupferplatten unterworfen.
Die Zusammensetzung jeder Schmiermittelzubereitung und die Testresultate werden unten in Tabelle 8 gezeigt.
Auch im Korrosionstest der Kupferplatte ist die eluierte Kupfermenge gering, wenn die anorganische Phosphorverbindung zugegeben wird, was die Überlegenheit der Zugabe aufzeigt.
MÖGLICHKEIT EINER VERWENDUNG IN DER INDUSTRIE
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Schmiermittelzubereitung weist hervorragende Friktionseigenschaften in einer Flüssigkeitskupplung und einer Flüssigkeitsbremse auf, liefert im besonderen ein hohes μd (dynamischer Friktionskoeffizient) und ein hohes μs (Haftreibungskoeffizient), zeigt eine gute Vibrationsverhinderung in einer für Automatikgetriebe verwendeten Sperrkupplung, ist mit einer guten Haltbarkeit zur Vibrationsverhinderung ausgestattet, zeigt also ausgezeichnete Eigenschaften als Schmiermittelzubereitung für eine Flüssigkeitskupplung oder Flüssigkeitsbremse, besitzt weiterhin temperaturunabhängige Friktionskoeffizienten und arbeitet ausreichend wirksam als Schockabsorberöl, Kraftsteuerungsöl, Hydrauliksuspensionsöl etc.

Claims

Verwendung einer anorganischen Phosphorverbindung, die Schwefelatome und/oder Sauerstoffatome als Bestandteile enthalten kann, oder eines ihrer Aminsalze, zur Erhöhung des Haftreibungskoeffizienten (μ_s) auf 0,122 oder darüber, und zur Verringerung des Verhältnisses des Friktionskoeffizienten des Losbrechens (μ_o) zum dynamischen Friktionskoeffizienten (μd), so dass μ₀/μ_d ≤ 1,1, gemessen bei 120°C im SAE Nr. 2 Reibungstest, wie hierzu zuvor beschrieben, von Schmiermittelzusammensetzungen für Flüssigkeitskupplungen oder Flüssigkeitsbremsen, umfassend mindestens eine organische Polyolverbindung, die mindestens zwei Hydroxylgruppen in einem Molekül aufweist.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Schmiermittelzusammensetzung ein Basisöl umfasst, das mindestens ein Mineralöl und/oder mindestens ein synthetisches Schmieröl ist, ausgewählt aus Poly-α-olefinen, Ethylen-α-olefin-Copolymeren mit niedrigem Molekulargewicht, Polybutenen, zweibasischen Säureestern, Polyglykolen, sterisch gehinderten Estern, Alkylbenzolen und Polyethern.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Polyolverbindung(en), die mindestens zwei Hydroxylgruppen in einem Molekül enthalten, in einer Menge von 0,01 Gew.% bis 4 Gew.-% vorliegen.
Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schmiermittelzusammensetzung ein Stickstoffatome enthaltendes aschefreies Dispergiermittel enthält.
Verwendung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Basisöl eine kinematische Viskosität von 1 × 10^–6 bis 8 × 10^–5 m²/s (1 bis 80 cst (Centistokes)) bei 100°C hat.
Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die anorganische Phosphorverbindung ausgewählt wird aus Phosphorigesäure, Phosphorsäure, Hypophosphorsäure, Phosphortrioxid, Phosphortetraoxid, Phosphorpentoxid, Phosphortetrathionsäure (H₃PS₄), Phosphormonothionsäure (H₃PO₃S), Phosphordithionigesäure (H₃PO₂S₃), Phosphortrithionigesäure (H₃PO₂S₃) und Phosphorpentasulfid (P₂S₅).
Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Aminsalz einer organischen Phosphorverbindung verwendet wird.
Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schmiermittelzusammensetzung zusätzlich mindestens ein Additiv umfasst, ausgewählt aus Antioxidantien, Detergensdispergieemitteln, Hochdruckmitteln, Friktonsmodifizierungsmittel, Ölverbesserer, Mittel zur Erhöhung der Abriebfestigkeit, Korrosionsinhibitoren, Rostverhinderungsmittel, Guminischäumungsmittel, Entschäumungsmittel, Stockpunktserniedriger und Viskositätsindexverbesserer.
Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Menge der anorganischen Phosphorverbindung 0,005 Gew.-% bis 0,1 Gew.-% der molaren Menge Phosphor, bezogen auf die gesamte Zubereitung, beträgt.