DE69413636T2

DE69413636T2 - Reibungsmodifizierende Zusammensetzungen und ihre Verwendung

Info

Publication number: DE69413636T2
Application number: DE69413636T
Authority: DE
Inventors: Rolfe J. St. Louis Mo 63108 Hartley; Hiroko Brentwood Mo 63144 Ohtani
Original assignee: Afton Chemical Corp
Current assignee: Afton Chemical Corp
Priority date: 1993-08-20
Filing date: 1994-08-19
Publication date: 1999-04-08
Anticipated expiration: 2014-08-20
Also published as: DE69413636D1; US5344579A; CA2130373C; CA2130373A1; EP0639633A1; EP0639633B1; AU672122B2; AU7038194A; JPH07150165A

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft die Reibungsmodifikation zwischen einer Vielzahl von Oberflächen, die Kraft durch reibendes Ineinandergreifen übertragen. Insbesondere betrifft diese Erfindung die Verbesserung der Leistung reibungsmäßig miteinander in Verbindung zu bringender Oberflächen, die während des Betriebs unter tatsächlichen Betriebsbedingungen periodisch miteinander in reibende Verbindung gebracht werden, wie z. B. in einer Naßkupplung oder einem Naßbremssystem.

Hintergrund

Es gibt zahlreiche Situationen, in denen es notwendig oder wünschenswert ist, Reibungsmodifikatoren in Schmiermittelzusammensetzungen einzusetzen, um die Reibungseigenschaften zwischen den beiden gleitenden Oberflächen, die reibend miteinander in Verbindung gebracht werden können, nach Wunsch zu steuern. Beispielsweise kann die Lebensdauer von Automatikgetrieben dadurch verlängert werden, daß man Schmiermittel, die geeignete Reibungsmodifiziersysteme enthalten, wählt und verwendet. Jedoch besteht trotz Verbesserung in der Technik der Reibungsmodifikation Bedarf nach verbesserten Reibungsmodifiziersystemen, die im wesentlichen konstante Reibungseigenschaften zwischen einem Reibungsflächenpaar, die periodisch reibend miteinander in Verbindung gebracht werden, wie z. B. beim Betrieb von Kupplungen für Automatikgetriebe und Kraftübertragungsapparaten, herstellen und aufrechterhalten können. Insbesondere besteht Bedarf an Reibungsmodifiziersystemen, die einen im wesentlichen konstanten statischen Losbrechungskoeffizienten der Reibung (us) zwischen solchen Reibungs flächen herstellen und aufrechterhalten können. Darüber hinaus besteht Bedarf nach Reibungsmodifiziersystemen, die außerdem ein im wesentlichen konstantes Verhältnis zwischen (i) dem dynamischen Reibungskoeffizienten solcher Reibungsflächen bei niedriger Geschwindigkeit (uo) und (ii) dem (mittleren) dynamischen Reibungskoeffizienten (ud) solcher Reibungsflächen aufrechterhalten kann.
Der statische Losbrechungskoeffizient der Reibung spiegelt die relative Tendenz ineinandergreifender Teile wie Kupplungspackungen, -bänder und -zylinder, unter Belastung zu schlupfen, wider. Wenn dieser Wert zu niedrig ist, kann der Schlupf die Fahreigenschaften und Sicherheit eines Fahrzeugs, in dem ein solcher Apparat verwendet wird, beeinträchtigen. Ähnlich sollte das Verhältnis des dynamischen Reibungskoeffizienten bei niedriger Geschwindigkeit (oder des Reibungskoeffizienten am Ende des Ineinandergreifens reibender Oberflächen) zum (mittleren) dynamischen Reibungskoeffizienten während langer Betriebszeiten in mit solchen Apparaten ausgerüsteten Fahrzeugen konstant gehalten werden, um das Schaltgefühl entsprechend lange zu erhalten. Getriebefluids mit konstanten Reibungseigenschaften sind aus DE-A-20 23 698 bekannt. Dort werden Schmiermitteladditiv-Zusammensetzungen offenbart, die (1) ein aliphatisches-(oxyxyalkylen)-tertiäres Amin und/oder (2) ein 1-Oxyalkyl-2-alkylimidazolin enthalten.
Die Entwicklung wirksamer Reibungsmodifikatoren ist eine empirische Technik, in der es nur wenige oder gar keine Anhaltspunkte gibt, und wo Vorhersagen bezüglich der Betriebsfähigkeit neuer ungetesteter Systeme unzuverlässig sind. Deshalb kann man erst, wenn ein vorgeschlagenes neues System getestet wurde und sich für den beabsichtigten Zweck als wirksam erwiesen hat, zutreffende Aussagen über die Auswirkung angemessener Abwand lungen in der Zusammensetzung dieses Systems machen.

Die Erfindung

Wir haben jetzt herausgefunden, daß die vorstehend beschriebene Nachfrage nach einem neuen Reibungsmodifiziersystem, das einen im wesentlichen konstanten statischen Losbrechungskoeffizienten zwischen einem Paar Reibungsflächen, die periodisch reibend miteinander in Verbindung stehen, herstellen und aufrechterhalten kann, gedeckt werden kann. Es hat sich auch gezeigt, daß dieses System ein im wesentlichen konstantes Verhältnis zwischen (i) dem dynamischen Reibungskoeffizienten solcher Reibungsflächen bei niedriger Geschwindigkeit und (ii) dem mittleren dynamischen Reibungskoeffizienten solcher Reibungsflächen aufrechterhalten kann. Folglich stellt diese Erfindung die Reibungseigenschaften zur Verfügung, die beispielsweise für Schaltkupplungen einer neuen Generation von Automatikgetrieben erforderlich sind.
Mit dieser Erfindung haben wir herausgefunden, daß durch die Kombination zweier wesentlicher Additivkomponenten ein Reibungsmodifiziersystem zur Verfügung gestellt werden kann, das die zur Deckung der vorstehend beschriebenen Nachfrage erforderlichen Eigenschaften aufweist. Keine der Additivkomponenten allein kann diesen Bedarf decken. Somit wirken die Additive bei gemeinsamer Verwendung auf eine unbekannte Weise zusammen, um ein vorteilhaftes Ergebnis zu erreichen, das keine der Komponenten allein erreichen kann.
In einer ihrer Ausführungsformen stellt diese Erfindung somit eine Schmiermitteladditiv-Zusammensetzung zur Verfügung, die mindestens folgende Bestandteile enthält:
a) ein hydroxyalkylaliphatisches Imidazolin, in dem die Hydroxyalkylgruppe 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthält und die aliphatische Gruppe eine acyclische Hydrocarbylgruppe ist, die 10 bis 25 Kohlenstoffatome enthält,
b) ein di-(hydroxyalkyl)-aliphatisches tertiäres Amin, wobei die Hydroxyalkylgruppen gleich oder verschieden sein können und jeweils 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthalten und die aliphatische Gruppe eine acyclische Hydrocarbylgruppe ist, die 10 bis 25 Kohlenstoffatome enthält,
wobei die Bestandteile a) und b) in einem Molverhältnis im Bereich von 0,005 bis 0,50 Mol, bevorzugt 0,02 bis 0,1 Mol a) pro Mol b) vorliegen. In einer anderen Ausführungsform stellt diese Erfindung eine Schmiermittelzusammensetzung zur Verfügung, die eine größere Menge mindestens eines Öls von Schmierviskosität und eine reibungsmodifizierende Menge aus der vorstehenden Kombination der Bestandteile a) und b) enthält. Eine weitere Ausführungsform besteht aus einem Verfahren zur Aufrechterhaltung eines im wesentlichen konstanten statischen Losbrechungskoeffizienten der Reibung zwischen einem Paar Reibungsflächen, die periodisch miteinander in reibender Verbindung stehen. Bei diesem Verfahren werden diese Reibungsflächen mit einer Schmiermittelzusammensetzung in Kontakt gebracht, die eine größere Menge mindestens eines Öls von Schmierviskosität und eine reibungsmodifizierende Menge der Kombination aus den Bestandteilen a) und b) im vorstehend beschriebenen Verhältnis enthält. Diese und weitere Ausführungsformen der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen näher erläutert.

Komponente a)

Die hydroxyalkyl-aliphatischen Imidazoline, die sich zur Verwendung in der Erfindung eignen, sind dadurch gekennzeichnet, daß sie in der 1er-Stellung auf dem Ring eine Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und in der benachbarten 2er-Stellung auf dem Ring eine nicht cyclische Hydrocarbylgruppe mit 10 bis 25 Kohlenstoffatomen aufweisen. Die Hydroxylgruppe der Hydroxyalkylgruppe kann zwar in einer beliebigen Stellung sein, befindet sich jedoch vorzugsweise auf dem β-Kohlenstoffatom, wie z. B. bei 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl oder 2-Hydroxybutyl. Typischerweise ist die aliphatische Gruppe eine gesättigte oder olefinisch ungesättigte Hydrocarbylgruppe. Wenn sie olefinisch ungesättigt ist, kann die aliphatische Gruppe eine, zwei oder drei solche Doppelbindungen enthalten. Die Komponente a) kann eine einzige im wesentlichen reine Verbindung oder ein Gemisch aus Verbindungen sein, in dem die aliphatische Gruppe durchschnittlich 10 bis 25 Kohlenstoffatome aufweist. Vorzugsweise hat die aliphatische Gruppe 15 bis 19 Kohlenstoffatome oder durchschnittlich 15 bis 19 Kohlenstoffatome. Am meisten bevorzugt hat die aliphatische Gruppe 17 oder durchschnittlich 17 Kohlenstoffatome. Die aliphatische(n) Gruppe(n) kann bzw. können gerad- oder verzweigtkettige Gruppen sein, wobei im wesentlichen geradkettige Gruppen bevorzugt werden. Eine besonders bevorzugte Verbindung ist 1-Hydroxyethyl-2-heptadecenylimidazolin (CAS- Nr. 27136-73-8).
Somit ist klar, daß die Komponente a) eine einzelne Verbindung oder ein Gemisch aus Verbindungen sein kann, die die vorstehend beschriebenen strukturellen Kriterien erfüllen.

Komponente b)

Diese Komponente hat ein Stickstoffatom, an das zwei Hydroxyalkylgruppen und eine nicht cyclische Hydrocarbylgruppe mit 10 bis 25 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 13 bis 19 Kohlenstoffatomen gebunden sind. Die Hydroxyalkylgruppen dieser tertiären Amine können gleich oder voneinander verschieden sein, aber jede weist 2 bis 4 Kohlenstoffatome auf. Die Hydroxylgruppen können sich in jeder beliebigen Stellung der Hydroxyalkylgruppen befinden, sind jedoch bevorzugt in der β-Stellung. Vorzugsweise sind die beiden Hydroxyalkylgruppen in der Komponente b) gleich und sind am meisten bevorzugt 2-Hydroxyethylgruppen. Die aliphatische Gruppe dieser tertiären Amine kann gerad- oder verzweigtkettig und gesättigt oder olefinisch ungesättigt sein. Wenn sie ungesättigt ist, enthält sie typischerweise eine bis drei olefinische Doppelbindungen. Die Komponente b) kann einen einzigen Typ der aliphatischen Gruppe oder ein Gemisch aus Verbindungen mit unterschiedlichen aliphatischen Gruppen aufweisen, in denen die durchschnittliche Anzahl der Kohlenstoffatome in den vorstehenden Bereich von 10 bis 25 Kohlenstoffatomen fällt. Beispiele für Aminverbindungen, die sich für Komponente b) eignen, sind in US-A-4,795,583 offenbart.
Aus den vorstehenden Ausführungen geht klar hervor, daß die Komponente b) eine einzelne Verbindung oder ein Gemisch aus Verbindungen sein kann, die die vorstehend beschriebenen strukturellen Kriterien erfüllen.

Weitere Additivkomponenten

Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mindestens ein öllösliches phosphorhaltiges aschefreies Dispergiermittel, das in einer solchen Menge vorliegt, daß das Verhältnis von Phosphor im asche freien Dispergiermittel zur Komponente b) im Bereich von 0,1 bis 1,0 Gewichtsteil Phosphor pro Gewichtsteil der Komponente b) liegt, und/oder mindestens ein öllösliches borhaltiges aschefreies Dispergiermittel, das in einer solchen Menge vorliegt, daß das Verhältnis von Bor im aschefreien Dispergiermittel zur Komponente b) im Bereich von 0,03 bis 0,3 Gewichtsteile Bor pro Gewichtsteil der Komponente b) liegt. Noch bevorzugter enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mindestens ein öllösliches phosphor- und borhaltiges aschefreies Dispergiermittel in einer solchen Menge, daß das Verhältnis des Phosphors im aschefreien Dispergiermittel zur Komponente b) im Bereich von 0,1 bis 0,5 Gewichtsteil Phosphor pro Gewichtsteil der Komponente b) liegt und das Verhältnis von Bor im aschefreien Dispergiermittel zur Komponente b) im Bereich von 0,05 bis 0,15 Gewichtsteil Bor pro Gewichtsteil der Komponente b) liegt.
Die vorstehenden Phosphor- und/oder borhaltigen aschefreien Dispergiermittel können durch Phosphorylieren und/oder Borieren eines aschefreien Dispergiermittels mit basischem Stickstoff und/oder mindestens einer Hydroxylgruppe im Molekül, wie z. B. eines Succinimiddispergiermittels, eines Bernsteinsäurester-Dispergiermittels, eines Bernsteinsäureesteramid-Dispergiermittels, eines Mannich-Base-Dispergiermittels, eines Hydrocarbylpolyamin-Dispergiermittels, oder eines polymeren Polyamin-Dispergiermittels hergestellt werden.
Die Polyaminsuccinimide, in denen die Bernsteinsäuregruppe einen Hydrocarbylsubstituenten mit mindestens 30 Kohlenstoffatomen enthält; sind z. B. in US-A-3,172,892, 3,202,678, 3,216,936, 3,219,666, 3,254,025, 3,272,746 und 4,234,435 beschrieben. Die Alkenylsuccinimide können durch herkömmlichen Verfahren hergestellt werden, z. B. durch Erhitzen eines Alkenylbernsteinsäure anhydrids, einer -säure, eines -säureesters, eines -säurehalogenids oder eines -niedrigalkylesters mit einem Polyamin, das mindestens eine primäre Aminogruppe aufweist. Das Alkenylbernsteinsäureanhydrid kann auf einfache Weise durch Erhitzen eines Gemischs aus Olefin und Maleinsäureanhydrid auf 180 bis 220ºC hergestellt werden. Das Olefin ist vorzugsweise ein Polymer oder Copolymer eines niederen Monoolefins wie Ethylen, Propylen, 1-Buten, Isobuten u. ä. Die bevorzugtere Quelle für die Alkenylgruppe ist Polyisobuten mit einem GPC zahlenmittleren Molekulargewicht von bis zu 10.000 oder höher, vorzugsweise im Bereich von 500 bis 2.500 und am meisten bevorzugt im Bereich von 800 bis 1.200.
Der hier verwendete Begriff "Succinimid" umfaßt das fertige Reaktionsprodukt aus der Reaktion zwischen einem oder mehreren Polyaminreaktanten und einer mit Kohlenwasserstoff substituierten Bernsteinsäure bzw. einem -anhydrid (oder einem ähnlichen Bernsteinsäureacylierungsmittel) und schließt auch Verbindungen ein, in denen das Produkt zusätzlich zur Imidbindung des Typs, der bei der Reaktion einer primären Aminogruppe und einer Anhydridkomponente entsteht, auch Amid-, Amidin- und/oder Salzbindungen aufweisen.
Alkenylbernsteinsäureester und Diester mehrwertiger Alkohole mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen können zur Herstellung der phosphor- - und/oder borhaltigen aschefreien Dispergiermittel verwendet werden, Repräsentative Beispiele sind in US-A- 3,331,776, 3,381,022 und 3,522,179 beschrieben. Der Alkenylbernsteinsäureanteil dieser Ester entspricht dem Alkenylbernsteinsäureanteil der vorstehend beschriebenen Succinimide.
Geeignete Alkenylbernsteinsäureesteramide zur Herstellung der phosphorylierten und/oder borierten aschefrei en Dispergiermittel sind beispielsweise in den Patenten US-A-3,184,474, 3,576,743, 3,632,511, 3,804,763, 3,836,471, 3,862,981, 3,936,480, 3,948,800, 3,950,341, 3,957,854, 3,957,855, 3,991,098, 4,071,54E~ und 4,173,540 beschrieben.
Phosphorylier- und/oder borierbare Hydrocarbylpolyamin- Dispergiermittel werden im allgemeinen durch Umsetzung eines aliphatischen oder alicyclischen Halogenids (oder eines Halogenidgemischs) mit durchschnittlich mindestens 40 Kohlenstoffatomen mit einem oder mehreren Aminen, vorzugsweise Polyalkylenpolyaminen hergestellt. Beispiele für solche Hydrocarbylpolyamindispergiermittel sind in US-A-3,275,554, 3,394,576, 3,438,757, 3,454,555, 3,565,804, 3,671,511 und 3,821,302 beschrieben.
Im allgemeinen sind die mit Hydrocarbyl substituierten Polyamine hydrocarbyl-N-substituierte Polyamine mit hohem Molekulargewicht, die basischen Stickstoff im Molekül enthalten. Die Hydrocarbylgruppe hat typischerweise ein zahlenmittleres Molekulargewicht im Bereich von 750 bis 10.000, häufiger im Bereich von 1.000 bis 5.000, und wird von einem geeigneten Polyolefin abgeleitet. Bevorzugte mit Hydrocarbyl substituierte Amine oder Polyamine werden aus Isobutenylchloriden und Polyamiden mit 2 bis 12 Aminstickstoffatomen und 2 bis 40 Kohlenstoffatomen hergestellt.
Mannich-Polyamindispergiermittel, die zur Herstellung des phosphorylierten und/oder borierten aschefreien Dispergiermittels verwendet werden können, sind ein Reaktionsprodukt eines Alkylphenols, typischerweise mit einem langkettigen Alkylsubstituenten auf dem Ring, mit einem oder mehreren aliphatischen Aldehyden mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen (vor allem Formaldehyd und dessen Derivate) und Polyaminen (vor allem Polyalkylenpolyami nen). Beispiele für Mannich-Kondensationsprodukte und Verfahren für ihre Herstellung sind in US-A-2,459,112, 2,962,442, 2,984,550, 3,036,003, 3,166,516, 3,236,770, 3,368,972, 3,413,347, 3,442,808, 3,448,047, 3,454,497, 3,459,661, 3,493,520, 3,539,633, 3,558,743, 3,586,629, 3,591,598, 3,600,372, 3,634,515, 3,649,229, 3,697,574, 3,703,536, 3,704,308, 3,725,277, 3,725,480, 3,726,882, 3,736,357, 3,751,365, 3,756,953, 3,793,202, 3,798,165, 3,798,247, 3,803,039, 3,872,019, 3,904,595, 3,957,746, 3,980,569, 3,985,802, 4,006,089, 4,011,380, 4,025,451, 4,058,468, 4,083,699, 4,090,854, 4,354,950 und 4,485,023 beschrieben.
Die bevorzugten Kohlenwasserstoffquellen für die Herstellung der Mannich-Polyamindispergiermittel sind solche, die von im wesentlichen gesättigten Erdölfraktionen und Olefinpolymeren abgeleitet werden,. vorzugsweise Polymeren von Monoolefinen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen. Die Kohlenwasserstoffquelle enthält im allgemeinen mindestens 40 und vorzugsweise mindestens 50 Kohlenstoffatome, die dem Dispergiermittel im wesentlichen Öllöslichkeit verleihen. Die Olefinpolymere mit einem zahlenmittleren GPC-Molekulargewich: zwischen 600 und 5.000 werden bevorzugt, weil sie leicht reagieren und preiswert sind. Es können jedoch auch Polymere mit höherem Molekulargewicht verwendet werden. Besonders geeignete Kohlenwasserstoffquellen sind Isobutylenpolymere.
Die bevorzugten Mannich-Base-Dispergiermittel für diese Anwendung sind aschefreie Mannich-Base-Dispergiermittel, die durch Kondensation eines Molanteils von mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituiertem Phenol mit 1 bis 2,5 Mol Formaldehyd und 0,5 bis 2 Mol Polyalkylenpolyamin hergestellt werden.
Polymere Polyamindispergiermittel, die sich zur Her stellung phosphorylierter und/oder borierter aschefreier Dispergiermittel eignen, sind Polymere, die basische Amingruppen und ölsolubilisierende Gruppen (z. B. Alkylseitengruppen mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen enthalten.) Solche Materialien werden durch Interpolymere veranschaulicht, die aus verschiedenen Monomeren wie Decylmethacrylat, Vinyldecylether oder Olefinen mit relativ hohem Molekulargewicht mit Aminoalkylacrylaten und Aminoalkylacrylamiden hergestellt werden. Beispiele polymerer Polyamindispergiermittel sind in US-A- 3,329,658, 3,449,250, 3,493,520, 3,519,565, 3,666,730, 3,687,489 und 3,702,300 beschrieben.
Die verschiedenen vorstehend beschriebenen Typen aschefreier Dispergiermittel können durch in US-A-3,184,411, 3,342,735, 3,403,102, 3,502,607, 3,511,780, 3,513,093, 3,531,093, 4,615,826, 4,648,980, 4,857,214 und 5,198,133 beschriebene Verfahren hergestellt werden.
Verfahren, die man zur Borierung der verschiedenen vorstehend beschriebenen Typen aschefreier Dispergiermittel einsetzen kann, sind in US-A-3,087,936, 3,254,025, 3,281,428, 3,282,955, 2,284,409, 2,284,410, 3,338,832, 3,344,069, 3,533,945, 3,658,836, 3,703,536, 3,718,663, 4,455,243 und 4,652,387 beschrieben.
Bevorzugte Verfahren zur Phosphorylierung und Borierung der vorstehend angesprochenen aschefreien Dispergiermittel sind in US-A-4,857,214 und 5,198,133 erläutert.
In den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch verschiedene andere Additivkomponenten vorhanden sein, die ihnen weitere wünschenswerte Eigenschaften verleihen. Das heißt, es kann jedes Additiv verwendet werden, solange es (a) mit den fertigen erfindungsgemäßen flüssigen Zusammensetzungen kompatibel und darin löslich ist bzw. zumindest als lagerstabile Dispersion darin existieren kann, (b) nicht zu der Höchstmenge von 100 ppm Metall in der fertigen ölhaltigen flüssigen Zusammensetzung beiträgt und (c) die viskosimetrischen Eigenschaften oder die Stabilität, die in der fertigen funktionellen Fluidzusammensetzung erforderlich ist, nicht beeinträchtigt oder die Leistung der fertigen Zusammensetzung auf andere Weise negativ beeinflußt.
Nachstehend sind Beispiele für die Additivtypen beschrieben, die in den erfindungsgemäßen Kraftübertragungsfluids verwendet werden können.
Verwendet werden können z. B. Mittel zur Verbesserung der Dichtungsleistung (Elastomerkompatibilität) wie Dialkyldiester. Typisch dafür sind (a) die Adipate, Azelate und Sebacate von C&sub8;-C&sub1;&sub3;-Alkanolen (oder Mischungen davon) und (b) die Phthalate von C&sub4;-C&sub1;&sub3;-Alkanolen oder Mischungen davon) oder Kombinationen aus (a) und (b). Beispiele für solche Substanzen umfassen die n-Octyl-, 2-Ethylhexyl-, Isodecyl- und Tridecyldiester von Adipinsäure, Azelainsäure und Sebacinsäure, sowie die n-Butyl-, Isobutyl-, Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl-, Dodecyl- und Tridecyldiester von Phthalsäure. Ebenfalls geeignet sind aromatische Kohlenwasserstoffe geeigneter Viskosität wie Panasol AN-3 N, Produkte wie Lubrizol 730, Polyolester wie Emery 2935, 2936 und 2939 Ester von der Emery-Gruppe der Henkel Corporation und Hatcol 2352, 2962, 2925, 2938, 2939, 2970, 3178 und 4322 Polyester von der Hatco Corporation.
Die Zusammensetzungen können einen oder mehrere Oxidationshemmer enthalten, z. B. eines oder mehrere phenolische Antioxidantien, Antioxidantien aus einem aromatischen Amin, geschwefelte phenolische Antioxidantien und organische Phosphite. Beispiele sind unter anderem 2,6-Di-tert-butylphenol, flüssige Gemische von tertiä ren butylierten Phenolen, 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol, flüssige Mischungen tertiärer butylierter Phenole, 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol, 4,4'-Methylenbis(2,6-di-tert-butylphenol), 2,2'-Methylenbis(4-methyl-6-tert-butylphenol), gemischte, mit Methylen verbrückte Polyalkylphenole, 4,4'-Thiobis(2-methyl-6-tertbutylphenol), N,N'-Di-sec-butyl-phenylendiamin, 4-Isopropylaminodiphenylamin, Phenyl-α-naphthylamin und Phenyl-β-naphthylämin.
Korrosionshemmer umfassen einen anderen Additivtyp, der in den fertigen Additivzusammensetzungen und -ölen verwendet werden kann. Beispiele dafür sind unter anderem Dimer- und Trimersäuren wie solche, die aus Tallölfettsäuren, Ölsäure, Linolsäure u. ä. hergestellt werden. Produkte dieses Typs umfassen die Dimer- und Trimersäuren, die unter der Marke HYSTRENE von der Humco Chemical Division der Witco Chemical Corporation und unter der Marke EMPOL von Emery Chemicals vertrieben werden. Andere geeignete Korrosionshemmer umfassen die Korrosionshemmer aus Alkenylbernsteinsäure und Alkenylbernsteinsäureanhydrid, wie z. B. Tetrapro; eenylbernsteinsäure, Tetrapropenylbernsteinsäureanhydrid, Tetradecenylbernsteinsäure, Tetradecenylbernsteinsäureanhydrid, Hexadecenylbernsteinsäure, Hexadecenylbernsteinsäureanhydrid u. ä. Ebenfalls geeignet sind die Halbester von Alkenylbernsteinsäuren mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen in der Alkenylgruppe mit Alkoholen wie den Polyglykolen. Andere geeignete Korrosionshemmer umfassen Etheramine, Säurephosphate, Amine, polyethoxylierte Verbindungen wie ethoxylierte Amine, ethoxylierte Phenole und ethoxylierte Alkohole, Imidazoline, Aminobernsteinsäuren oder Derivate u. ä.
Auch schaumbremsende Mittel können in den erfindungsgemäßen fertigen Ölen und Additivzusammensetzungen verwendet werden. Dazu gehören Silikone, Polyacrylate, oberflächenaktive Mittel u. ä.
Kupferkorrosionshemmer stellen eine weitere Additivklasse dar, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden kann. Solche Verbindungen umfassen Thiazole, Triazole und Thiadiazole, Beispiele für solche Verbindungen umfassen Benzotriazol, Tolyltriazol, Octyltriazol, Decyltriazol, Dodecyltriazol, 2-Mercaptobenzothiazol, 2,5-Dimercapto-1,3,4-thiadiazol, 2-Mercapto-5-hydrocarbylthio-1,3,4-thiadiazole, 2-Mercapto-5-hydrocarbyldithio-1,3,4,-thiadiazole, 2,5-Bis(hydrocarbylthio)-1,3,4-thiadiazole und 2,5-Bis- (hydrocarbyldithio)-1,3,4-thiadiazole.
Ergänzende Reibungsmodifiziermittel können möglicherweise verwendet werden. Allerdings sollte man solche ergänzende Substanzen mit großer Sorgfalt auswählen, um sicher zu gehen, daß diese Materialien die ausgezeichneten Reibungseigenschaften nicht beeinträchtigen, die durch das in jeder Situation anwendbare erfindungsgemäße Reibungsmodifiziersystem verliehen werden. Mögliche Materialien, die für ihre Eignung als ergänzende Reibungsmodifiziermittel in der Anwendung der Erfindung verwendet werden können, umfassen ethoxylierte aliphatische Amine, deren Struktur sich von der der hier zur Verwendung als Komponente (b) definierten Materialien unterscheidet, aliphatische Amine, aliphatische Fettsäureamide, aliphatische Carbonsäuren, aliphatische Carbonsäureester, aliphatische Carbonsäureesteramide, aliphatische Phosphonate, aliphatische Phosphate, aliphatische Thiophosphonate, aliphatische Thiophosphate usw., in denen die aliphatische Gruppe üblicherweise mehr als acht Kohlenstoffatome enthält, um die Verbindung entsprechend öllöslich zu machen. Ebenfalls geeignet sind aliphatische substituierte Succinimide, die durch Umsetzung einer oder mehrerer aliphatischer Bernsteinsäuren oder Bernsteinsäureanhydride mit Ammoniak hergestellt werden.
Metallhaltige Detergenzien wie geschwefelte Calciumphenate, geschwefelte Magnesiumphenate, Calciumsulfonate, Magnesiumsulfonate usw. können ebenfalls verwendet werden. Wie vorstehend bereits ausgeführt, sollte dann, wenn ein öllösliches oder in Öl dispergierbares Phenat oder Sulfonat verwendet wird, der Anteil so gewählt werden, daß das fertige Fluid nicht mehr als 100 ppm Metall und vorzugsweise nicht mehr als 50 ppm Metall enthält.
Aschefreie Dispergiermittel können entweder anstelle von oder zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen bevorzugten phosphorylierten aschefreien Dispergiermitteln, bevorzugten borierten aschefreien dispergiermitteln und/oder besonders bevorzugten phosphorylierten und borierten aschefreien Dispergiermitteln verwendet werden. Geeignete öllösliche aschefreie Dispergiermittel, die auf Wunsch verwendet werden können, wenn weder phosphorylierte oder borierte Substanzen verwendet werden, umfassen solche nicht phosphorylierten und nicht borierten aschefreien Dispergiermittel, die in den folgenden US-Patenten beschrieben sind:
Nos. 2,459,112; 2,962,442; 2,984,550; 3,036,003; 3,166,516; 3,172"892; 3,184,474;
3,202,678; 3,216,936; 3,219,666; 3,236,770; 3,254,025; 3,272,746; 3,275,554; 3,329,658;
3,331,776; 3,368,972; 3,381,022; 3,394,576; 3,413,347; 3,438,757; 3,442,808; 3,448,047;
3,449,250; 3,454,497; 3,454,555; 3,459,661; 3,493,520; 3,519,565; 3,522,179; 3,539,633;
3,558,743; 3,565,804; 3,576,743; 3,586,629; 3,591,598; 3,600,372; 3,632,511; 3,634,515;
3,649,229; 3,666,730; 3,671,511; 3,687,849; 3,697,574; 3,702,300; 3,703,536; 3,704,308;
3,725,277; 3,725,480; 3,726,882; 3,736,357; 3,751,365; 3,756,953; 3,793,202; 3,798,165;
3,798,247; 3,803,039; 3,804,763; 3,821,302; 3,836,471; 3,862,981; 3,872,019; 3,904,595;
3,936,480; 3,948,800; 3,950,34 i; 3,957,746; 3,957,854; 3,957,855; 3,980,569; 3,985,802;
3,991,098; 4,006,089; 4,011,380; 4,025,451; 4,058,468; 4,071,548; 4,083,699; 4,090,854;
4,173,540; 4,234,435; 4,354,950; und 4,485,023.
Weitere Komponenten, die ebenfalls vorliegen können, sind Mittel zur Verbesserung des Schmiervermögens wie geschwefelte Fette, geschwefeltes Isobutylen, Dialkylpolysulfide und mit Schwefel verbrückte Phenole wie Nonlyphenolpolysulfid. Färbemittel, Mittel zur Senkung des Pourpoints, Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex, Mittel zur Freisetzung von Luft und viele andere bekannte Additivtypen könne ebenfalls in den hergestellten fertigen Zusammensetzungen verwendet und/oder in der Durchführung dieser Erfindung verwendet werden.
Bei der Wahl eines der vorstehenden bei Bedarf verwendeten Additive ist es wichtig, daß die gewählte(n) Komponente(n) in dem Additivpaket und der fertigten ölhaltigen flüssigen Zusammensetzung (ATF usw.) löslich oder stabil dispergierbar ist bzw. sind, mit den anderen Komponenten der Zusammensetzung kompatibel sind und die Leistungseigenschaften der Zusammensetzung wie Reibung, Viskosität und/oder Scherstabilität, die in der fertigen ölhaltigen Gesamtzusammensetzung erforderlich oder zumindest erwünscht sind, nicht wesentlich beeinträchtigen.
Im allgemeinen werden die Additivkomponenten in den ölhaltigen Flüssigkeiten in kleineren Mengen verwendet, die ausreichen, um die Leistungscharakteristika und Eigenschaften des Basisfluids zu verbessern. Somit schwanken die Mengen abhängig von solchen Faktoren wie den Viskositätscharakteristika des verwendeten Basisfluids, den im fertigen Fluid erwünschten Viskositätseigenschaften, den Betriebsbedingungen, unter denen das fertige Fluid eingesetzt werden soll, und den im fertigen Fluid erwünschten Leistungseigenschaften. Im allgemeinen sind jedoch folgende Konzentrationen (in Gew.-%) der zusätzlichen Komponenten (Wirkstoffen) in den Basisfluids beispielhaft:
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die vorstehende Beschreibung von Additiven, die in den Ölen und Konzentrationen vorliegen können, unter keinen Umständen so ausgelegt werden darf, daß dadurch die Zusammensetzung oder der Typ des Schmieröls oder der funktionellen Fluidzusammensetzung, die bei der Durchführung der Erfindung verwendet werden können, stillschweigend oder ausdrücklich eingeschränkt werden. Die einzige Anforderung an das Öl besteht darin, daß es ein phosphorhaltiges Dispergiermittel enthalten muß, das ggfs. (d. h. vorzugsweise, aber nicht unbedingt) auch Bor enthält, und daß die Ölzusammensetzung für ihren beabsichtigten Zweck geeignet ist. Der Rest der Komponenten in dem fertigen Öl von Schmierviskosität liegt im Rahmen des Fachwissens und der Erfahrung von Herstellern von Schmiermitteln und ihrer Additivzulieferer.
Selbstverständlich können die einzelnen Komponenten getrennt oder auf Wunsch auch in verschiedenen Unterkombinationen in das Basisfluid eingemischt werden. Normalerweise ist die Reihenfolge der Mischschritte nicht kritisch. Darüber hinaus können solche Komponenten in Form getrennter Lösungen in einem Verdünner gemischt werden. Bevorzugt werden die Komponenten jedoch in Form eines Additivkonzentrats gemischt, da dies den Mischvorgang erleichtert, das Risiko von Mischfehlern verringert und die Kompatibilitäts- und Löslichkeitseigenschaften, die das Gesamtkonzentrat verleiht, nutzt.
Die Reibungsmodifikation von Naßkupplungssystemen wird normalerweise auf einem SAE Reibungsapparat Nr. 2 bewertet. In diesem Test werden der Motor und das Schwungrad der Reibungsmaschine (die mit dem zu testenden Fluid gefüllt ist) auf eine konstante Geschwindigkeit beschleunigt. Dann wird der Motor ausgeschaltet und die Geschwindigkeit des Schwungrads durch Betätigen der Kupplung auf null verringert. Anschließend werden die Kupplungsscheiben freigegeben, das Schwungrad erneut bis auf eine konstante Geschwindigkeit beschleunigt und die in die Testflüssigkeit getauchte Kupplung erneut betätigt. Dieses Verfahren wird mehrfach wiederholt, wobei jede Betätigung der Kupplung als Zyklus bezeichnet wird.
Während der Betätigung der Kupplung wird das Drehmoment der Reibung als Funktion der Zeit aufgezeichnet. Die erhaltenen Reibungsdaten sind entweder die Drehmomentspuren selbst oder die daraus berechneten Reibungskoeffizienten. Die Form der erwünschten Drehmomentspur wird von den KFZ-Herstellern vorgegeben. Eine Möglichkeit, diese Form mathematisch auszudrücken, besteht in der Bestimmung des Reibungskoeffizienten (a), wenn die Geschwindigkeit des Schwungrades in der Mitte zwischen der gewählten konstanten Maximalgeschwindigkeit und null liegt (dieser Koeffizient der Reibungsmessung wird hier als (mittlerer) dynamischer Reibungskoeffizient (ud) bezeichnet) und (b) wie dann, wenn das Schwungrad sich null Umdrehungen nähert (dieser Koeffizient der Reibungsmessung wird hier als dynamischer Reibungskoeffizient bei niedriger Geschwindigkeit (uo) bezeichnet). Dieser Reibungskoeffizient kann dann dazu verwendet werden, um das sogenannte Verhältnis von "Statik zu Dynamik" oder den sog. "Rooster Tail" (Hahnenschwanz) zu bestimmen, das aus uo/ud ausgedrückt wird. In diesem Fall ist der typische optimale Wert 1. Je mehr das Verhältnis uo/ud 1 übersteigt, desto kürzer und härter fallen die Schaltungen des Getriebes aus. Wenn das Verhältnis uo/ud dagegen unter 1 sinkt, besteht zunehmend die Gefahr, daß die Kupplung beim Schalten schlupft.
Neben der Bestimmung des mittleren dynamischen Reibungskoeffizienten (ud) und des dynamischen Reibungskoeffizienten bei niedriger Geschwindigkeit (uo) wird auch der statische Losbrechungskoeffizient der Reibung (us) bestimmt. Dies erreicht man durch Rotieren der Zusammensetzungsscheiben unter Belastung bei geringer Geschwindigkeit, während die Stahlreaktionsscheiben blockiert und damit am Drehen gehindert werden. Der Reibungskoeffizient wird dann gemessen, bis es zum glatten Schlupf kommt; der beobachtete statische Losbrechungskoeffizient der Reibung wird als us aufgezeichnet. Je höher der Wert us ist, desto geringer ist das Risiko eines Schlupfs der Kupplung bei niedrigen Geschwindigkeiten. Folglich würden die am besten geeigneten Formulierungen für automatische Getriebe sowohl einen Wert uo/ud nahe 1 und einen hohen Wert für us aufweisen.
Zwar können eine Anzahl automatischer Getriebefluids die Zielwerte von us und uo/ud erreichen, doch nach einer bestimmten Anzahl von Zyklen wird es zunehmend schwieriger, solche Zielwerte aufrechtzuerhalten. Die Fähigkeit eines ATF, solche erwünschten Reibungseigenschaften aufrechtzuerhalten, ist seine Reibungsbeständigkeit. Je größer die Reibungsbeständigkeit eines ATF desto besser.
Die spezifischen Bedingungen des japanischen Reibungstests sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1 - Bedingungen des japanischen Reibungstests
*S. Stahlscheibe; F: Reibungsscheibe
Tabelle 2 zeigt die spezifischen Bedingungen für den Kupplungshaltbarkeitstest für den Ford MERCON®. Tabelle 2 - Bedingungen für den Ford. MERCON® Kupplungshaltbarkeitstest
Beispielhafte Zusammensetzungen, die sich für die Durchführung der Erfindung eignen, sind in den folgenden Beispielen 1 bis 6 beschrieben, in denen alle Teile und Prozentsätze nach Gewicht angegeben sind. Die Komponente a) ist 1-Hydroxyethyl-2-hexadecenylimidazolin, und die Komponente b) ist Bis(2-Hydroxyethyl)talgamin. Das Polyisobutenylsuccinimid enthält sowohl Phosphor als auch Bor und wird im wesentlichen wie in Beispiel 1A von US-A-4,857,214 beschrieben hergestellt. Das zur Herstellung des in den Beispielen 1 und 2 und den Vergleichsbeispielen A und B verwendeten phosphorylierten und borierten Polyisobutenlysuccinimids eingesetzte Succinimid hat ein Molverhältnis von Acylierungsmittel zu Polyamin von ungefähr 2,0 : 1, während das zur Herstellung des in den Beispielen 3, 4, 5, 6 und Ver gleichsbeispiel C verwendeten phosphorylierten und borierten Polyisobutenylsuccinimids eingesetzte Succinimid ein Verhältnis von Acylierungsmittel zu Polyamin von ungefähr 1,6 : 1 aufweist. Der Kupferkorrosionshemmer ist 2-tert-Dodecyldithio-5-mercapto-1,3,4-thiodiazol, der Schaumbremser Dimethylsilikonöl, das als 4%ige Lösung ein einem Verdünneröl verwendet wird, und das Basismineralöl Exxon FN 1391.
In den folgenden Beispielen werden folgende eigentumsrechtlich geschützte Additivkomponenten verwendet:
- SUL-PERM 10S, erhältlich von der Keil Chemical Division der Ferro Corporation, ist ein geschwefelter Fettsäureester mit einem Schwefelgehalt von 10 Gew.-%.
- Naugalube 438L, erhältlich von der Uniroyal Chemical Company, ist ein nonyliertes Diphenylaminantioxidans, der überwiegend dinonyliertes 4,4'-Diphenylamin enthält.
- OLOA 216C, erhältlich von der Chevron Chemical Company, Oronite Division, ist ein Calciumhydroxidsalz eines geschwefelten Alkylphenats mit einer nominellen TBN von 150.
- PC-1244, erhältlich von der Monsanto Chemical Company als M544, ist ein oberflächenaktives Mittel, das überwiegend aus einem Acrylatpolymer besteht.
- Mazawet 77, erhältlich von der Mazer Chemical Company, ist ein Alkylpolyoxyalkylenether.
- TOMAH PA-14, erhältlich von der Exxon Chemical Company ist 3-Decyloxypropylamin.
- Pluronic L-81, erhältlich von BASF, ist ein Polyoxypropylen-Polyoxyethylen-Blockcopolymer.
- Acryloid 1263, erhältlich von der Firma Rohm & Haas, ist ein Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex aus einem Polymethacrylathester- Copolymer.

Beispiel 1

Komponenten

Komponente a) 0,003
Komponente b) 0,120
Phosphoryliertes und boriertes aschefreies Dispergiermittel 3,771
Sul-Perm 10S 0,480
Kupferkorrosionshemmer 0,040
Schaumbremser 0,060
Naugalube 438L 0,261
OLOA 216C 0,050
Octansäure 0,050
Tomah PA-14 0,050
Pluronic L-81 0,010
Mazawet 77 0,050
PC 1244 0,030
Verdünneröl 1,198
Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex 5,800
Roter Farbstoff 0,025
Mineralöl 88,002

Beispiel 2

Komponenten

Komponente a) 0,003
Komponente b) 0,120
Phosphoryliertes und boriertes aschefreies Dispergiermittel 3,771
Kupferkorrosionshemmer 0,040
Schaumbremser 0,060
Naugalube 438L 0,261
OLOA 216C 0,050
Octansäure 0,050
Tomah PA-14 0,050
Pluronic L-81 0,010
Mazawet 77 0,050
PC 1244 0,030
Verdünneröl 1,708
Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex 5,800
Roter Farbstoff 0,025
Mineralöl 87,975

Beispiel 3

Komponenten

Beispiel 4

Komponenten

Komponente a) 0,007
Komponente b) 0,120
Phosphoryliertes und boriertes aschefreies Dispergiermittel 3,771
Sul-Perm 10S 0,480
Kupferkorrosionshemmer 0,040
Schaumbremser 0,060
Naugalube 438L 0,261
OLOA 216C 0,050
Octansäure 0,050
Tomah PA-14 0,050
Pluronic L-81 0,010
Mazawet 77 0,050
PC 1244 0,030
Verdünneröl 1,221
Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex 5,800
Roter Farbstoff 0,025
Mineralöl 87,975

Beispiel 5

Komponenten

Komponente a) 0,015
Komponente b) 0,120
Phosphoryliertes und boriertes aschefreies Dispergiermittel 3,771
Sul-Perm 10S 0,480
Kupferkorrosionshemmer 0,040
Schaumbremser 0,060
Naugalube 438L 0,261
OLOA 216C 0,050
Octansäure 0,050
Tomah PA-14 0,050
Pluronic L-81 0,010
Mazawet 77 0,050
PC 1244 0,030
Verdünneröl 1,213
Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex 5,800
Roter Farbstoff 0,025
Mineralöl 87,975

Beispiel 6

Komponenten

Komponente a) 0,030
Komponente b) 0,120
Phosphoryliertes und boriertes aschefreies Dispergiermittel 3,771
Sul-Perm 10S 0,480
Kupferkorrosionshemmer 0,040
Schaumbremser 0,060
Naugalube 438L 0,261
OLOA 216C 0,050
Octansäure 0,050
Tomah PA-14 0,050
Pluronic L-81 0,010
Mazawet 77 0,050
PC 1244 0,030
Verdünneröl 1,198
Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex 5,800
Roter Farbstoff 0,025
Mineralöl 88,002

Vergleichsbeispiel A

Komponenten

Komponente a) keine
Komponente b) 0,150
Phosphoryliertes und boriertes aschefreies Dispergiermittel 3,771
Sul-Perm 10S 0,480
Kupferkorrosionshemmer 0,040
Schaumbremser 0,060
Naugalube 438L 0,261
OLOA 216C 0,050
Octansäure 0,050
Tornah PA-14 0,050
Pluronic L-81 0,010
Mazawet 77 0,050
PC 1244 0,030
Verdünneröl 1,198
Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex 5,800
Roter Farbstoff 0,025
Mineralöl 87,975

Vergleichsbeispiel B

Komponenten

Komponente a) keine
Komponente b) 0,300
Phosphoryliertes und boriertes aschefreies Dispergiermittel 3,771
Kupferkorrosionshemmer 0,040
Schaumbremser 0,020
Naugalube 438L 0,261
OLOA 216C 0,050
Octansäure 0,050
Tomah PA-14 0,050
Pluronic L-81 0,010
Mazawet 77 0,050
PC 1244 0,030
Verdünneröl 1,568
Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex 5,800
Roter Farbstoff 0,025
Mineralöl 87,975

Vergleichsbeispiel C

Komponenten

Komponente a) keine
Komponente b) 0,120
Phosphoryliertes und boriertes aschefreies Dispergiermittel 3,771
Sul-Perm 10S 0,480
Kupferkorrosionshemmer 0,040
Schaumbremser 0,060
Naugalube 438L 0,261
OLOA 216C 0,050
Octansäure 0,050
Tomah PA-14 0,050
Pluronic L-81 0,010
Mazawet 77 0,050
PC 1244 0,030
Verdünneröl 1,228
Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex 5,800
Roter Farbstoff 0,025
Mineralöl 87,975
Die typischen Daten des japanischen Testverfahrens sind in den Tabellen 3 und 4 zusammengefaßt. In Tabelle 3 sind die Daten für uo/ud für 1000 Zyklen und am Ende des Tests (5000 Zyklen) für die Zusammensetzungen der Beispiele 1 bis 6 und die Vergleichsbeispiele A bis C aufgeführt. Tabelle 4 zeigt die us Werte für die gleichen Zusammensetzungen an den gleichen Punkten des Testzyklus. Tabelle 3 - uo/ud Daten beim japanischen Testverfahren Tabelle 4 - us Daten beim japanischen Testverfahren
Die Daten in Tabelle 3 und 4 zeigen, daß die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen während des Tests keine wesentlichen Rückgänge in uo/ud und us aufwiesen, während dies bei anderen Zusammensetzungen durchaus der Fall war. Die Zusammensetzungen von Beispiel 2 und 3 waren besonders wirksam, wenn es um die Erhaltung im wesentlichen konstanter Werte während des Tests ging.
Typische Daten aus dem Test mit dem Reibungshaltbarkeitstestverfahren für Ford MERCON® Kupplungen sind in Tabelle 5 und 6 zusammengefaßt. Tabelle 6 gibt die uo/ud-Ergebnisse bei 31000 Zyklen und bei Testende (15.000 Zyklen) für die Zusammensetzungen der Beispiele 1 und 3 im Vergleich zu Vergleichsbeispiel A. Tabelle 6 zeigt die us-Werte für die gleichen Zusammensetzungen in den gleichen Testzyklusintervallen. Tabelle 5 - uo/ud-Daten unter Verwendung des Ford MERCON® Testverfahrens Tabelle 6 - us - Daten unter Verwendung des Ford MERCON® Testverfahrens
*bei 3.000 Zyklen gemessen.
Die Ergebnisse in Tabelle 5 und 6 zeigen, daß selbst beim längeren Ford MERCON® Testverfahren (15.000 Zyklen) die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in uo/ud und us wesentlich gleichmäßiger waren als nicht erfindungsgemäße Verbindungen.
Der in der vorstehenden Beschreibung verwendete Begriff öllöslich bedeutet, daß die fragliche Komponente im gewählten Basisöl soweit löslich ist, daß sie sich bei normalen Temperaturen darin bis zu einer Konzentration auflöst, die der zur Erzielung der beabsichtigten Wirkung erforderlichen Minimalkonzentration zumindest gleichwertig ist. Vorzugsweise liegt die Löslichkeit einer solchen Komponente im gewählten Basisöl über solchen Minimalkonzentrationen, obwohl es nicht erforderlich ist, daß die Komponente in allen Verhältnissen im Basisöl löslich ist. Bestimmte nützliche Additive lösen sich nicht vollständig in Basisölen auf, sondern werden vielmehr in Form stabiler Suspensionen oder Dispersionen im Öl verwendet. Öle, die solche dispergierten Additive enthalten, können auch bei der Durchführung der Erfindung verwendet werden, vorausgesetzt sie beeinträchtigen die Leistung oder den Nutzen der Zusammensetzung, in der sie verwendet werden, nicht signifikant. Wenn man die Wahl hat, ist es vorzuziehen, irgendein Öl zu verwenden, in dem alle Komponenten öllöslich sind. Dies ist jedoch für die Durchführung der Erfindung nicht unbedingt notwendig.

Claims

1. Schmiermitteladditiv-Zusammensetzung, enthaltend mindestens folgende Bestandteile:

a) ein hydroxyalkylaliphatisches Imidazolin, in dem die Hydroxyalkylgruppe 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthält und die aliphatische Gruppe eine acyclische Hydrocarbylgruppe, enthaltend 10 bis 25 Kohlenstoffatome, ist; und

b) ein di-(hydroxyalkyl)-aliphatisches tertiäres Amin, wobei die Hydroxyalkylgruppen gleich oder verschieden sein können und jeweils 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthalten und die aliphatische Gruppe eine acyclische Hydrocarbylgruppe, enthaltend 10 bis 25 Kohlenstoffatome, ist;

wobei die Bestandteile a) und b) in einem Molverhältnis im Bereich von 0,005 bis 0,50 Mol a) pro Mol b) vorliegen.

Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der die aliphatische Gruppe des Bestandteils a) eine Alkenylgruppe, und die Hydroxyalkyllgrugpe des Bestandteils a) eine β-Hydroxyalkylgruppe ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, in der die Hydroxyalkylgruppe des Bestandteils a) eine β-Hydroxyethylgruppe ist.

4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der die aliphatische Gruppe des Bestandteils a) im Bereich von 15 bis 19 Kohlenstoffatome auf weist.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, in der die aliphatische Gruppe des Bestandteils a) im wesentlichen 17 Kohlenstoffatome aufweist.

6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in der die Hydroxyalkylgruppen des Bestandteils b) gleich sind und jede eine β-Hydroxyalkylgruppe ist.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, in der jede Hydroxyalkylgruppe des Bestandteils b) eine β-Hydroxyethylgruppe ist.

8. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in der die aliphatische Gruppe des Bestandteils b) im Bereich von 13 bis 19 Kohlenstoffatome auf weist.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der der Bestandteil a) 1-Hydroxyethyl- 2-heptadecenylimidazolin und der Bestandteil b) Bis-(2-hydroxyethyl)-talgalkylamin ist.

10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, in der das Verhältnis des Bestandteils a) pro Mol des Bestandteils b) im Bereich von 0,02 bis 0,10 Mol liegt.

11. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die außerdem mindestens ein öllösliches, phosphorhaltiges, aschefreies Dispergiermittel in einer Menge umfaßt, daß das Verhältnis von Phosphor in dem aschefreien Dispergiermittel zum Bestandteil b) im Bereich von 0,1 bis 1,0 Gew.-Teile Phosphor pro Gewichtsteil des Bestandteils b) vorliegt.

12. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die außerdem mindestens ein öllösliches, borhaltiges, aschefreies Dispergiermittel in einer Menge umfaßt, daß das Verhältnis von Bor in dem aschefreien Dispergiermittel zum Bestandteil b) im Bereich von 0,03 bis 0,3 Gew.-Teile Bor pro Gewichtsteil des Bestandteils b) vorliegt.

13. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, die außerdem mindestens ein öllösliches, Phosphor und Bor enthaltendes, aschefreies Dispergiermittel in einer Menge umfaßt, daß das Verhältnis von Phosphor in dem aschefreien Dispergiermittel zum Bestandteil b) im Bereich von 0,1 bis 0,5 Gew.-Teile Phosphor pro Gewichtsteil des Bestandteils b) liegt, und das Verhältnis von Bor in dem aschefreien Dispergiermittel zum Bestandteil b) im Bereich von 0,05 bis 0,15 Gew.-Teile Bor pro Gewichtsteil des Bestandteils b) vorliegt.

14. Schmiermittelzusammensetzung, umfassend eine Hauptmenge mindestens eines Öls mit Schmiermittelviskosität und einer reibungsmodifizierenden Menge einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.

15. Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 14, in der das Öl mit Schmiermittelviskosität ein Mineralöl ist.

16. Verfahren zur Aufrechterhaltung eines im wesentlichen konstanten statischen Losbrechungskoeffizienten der Reibung zwischen einem Paar von Reibungsflächen, die periodisch miteinander in reibender Verbindung stehen, wobei die Flächen mit einer Schmiermittelzusammensetzung nach den Ansprüchen 14 oder 15 kontaktiert werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Reibungsflächen Reibungsflächen eines Automatikgetriebes sind.