DE69819076T2

DE69819076T2 - Schmierölzusammensetzung zum Verschaffen von schwingungsdämpfenden Eigenschaften

Info

Publication number: DE69819076T2
Application number: DE69819076T
Authority: DE
Inventors: Toshiki Ichihara-shi Ikeda; Toshihiko Ichihara-shi Ichihashi; Hiroshi Ichihara-shi Shirasawa
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2018-05-28
Also published as: DE69819076D1; EP0882781A2; EP0882781B1; EP0882781A3; US6048826A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmierölzusammensetzung, und genauer gesagt, eine, die günstig für ein Schmieröl für automatische und kontinuierlich-variable Getriebe, die mit einer nassen Kupplung ausgestattet sind, und ebenfalls für Stoßdämpferöl, Servolenkungsöl, hydraulisches Fluid und dergleichen für Gleitbauteile, ist, bestehend aus einem organischen Material und einem anorganischen Material.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Nasse Kupplungen werden in Wandlerüberbrückungsvorrichtungen und Mehrstufen-Getriebevorrichtungen verwendet, die in Drehmomentwandlern für herkömmliche automatische Getriebe einzubauen sind, und einige Typen von solchen nassen Kupplungen werden nunmehr nicht nur für automatische Getriebe, sondern ebenfalls für kontinuierlich-variable Getriebe verwendet.
Wenn jedoch solche nassen Kupplungen gesperrt werden, vibrieren diese häufig oder geben einen Stoß, was den Fahrern ein unangenehmes Gefühl gibt. Ständige Vibration und Stoß werden als "Rupfen" bezeichnet, was Fahrern in starkem Maße ein unangenehmes Gefühl gibt, und es häufig schwierig macht, ein sicheres Fahren fortzusetzen. Es ist bekannt, dass die Reibungscharakteristik von Schmieröl, welches in Kupplungen vorliegt, ein kritischer Faktor in Bezug auf das Rupfen ist (siehe PETROTEC 19, (3), 233 (1966) etc.). In diesem Zusammenhang wird gesagt, dass Schmieröl für Kupplungen vorzugsweise durch eine Zunahme seines Reibungskoeffizienten mit Zunahme der Gleitgeschwindigkeit gekennzeichnet ist. Wenn jedoch die bevorzugte Reibungscharakteristik des Schmieröls nur innerhalb eines kurzen Zeitraums vorliegt, muss das eingesetzte Schmieröl häufig durch ein frisches ausgetauscht werden. Wenn dies so ist, könnten Getriebe, welche ein solches Schmieröl verwenden, nicht gut ihre intrinsischen Charakteristika zeigen.
Aus den oben genannten Gründen ist in starkem Maße eine Schmierölzusammensetzung erwünscht, die in der Lage ist, eine gute Reibungscharakteristik während eines langen Zeitraums zu zeigen, oder welche eine Schmierölzusammensetzung mit einer langen Lebensdauer bezüglich der Verhinderung des Rupfens ist.
Die WO-A-9004625 betrifft Schmierölzusammensetzungen, welche für die Verwendung als Kraftübertragungsfluid geeignet sind, umfassend das Reaktionsprodukt einer Fettsäure, gewählt aus geradkettigen oder verzweigtkettigen Säuren, und einem Polyamin.
Die WO-A-9515368 und US-A-5 356 547 betrifft Schmierölzusammensetzungen, welche Dithiocarbamat und ein organisches Amid, wie Oleoamid und Lauramid, umfassen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Basierend auf dem oben angemerkten Betrachtungsstandpunkt wurde die vorliegende Erfindung hervorgebracht, und ihr Ziel ist die Bereitstellung einer Schmierölzusammensetzung mit einem ausgezeichneten Vermögen des Verhinderns vom Rupfen und mit einer langen Lebensdauer der Verhinderung des Rupfens.
Wir, die Erfinder der vorliegenden Anmeldung, haben gewissenhaft Studien unternommen und haben als ein Ergebnis herausgefunden, dass das Ziel der Erfindung in wirksamer Weise erreicht werden kann, indem zu Basisöl Additive aus einer Dithiocarbamatverbindung und einem Kondensat einer besonderen Fettsäure und eines Amins hinzugesetzt werden. Auf der Basis dieser Erkenntnis haben wir die vorliegende Erfindung bewerkstelligt.
Genauer gesagt, sieht die Erfindung eine Schmierölzusammensetzung vor, die ein Basisöl und Additive aus (A) Dithiocarbamatverbindung und (B) einem Kondensat einer verzweigtkettigen Fettsäure mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen und einem Amin, und gegebenenfalls (C) einem Antioxidans vom Amin-Typ umfasst.
WEGE DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nun werden die Wege der Durchführung der Erfindung nachfolgend beschrieben.
Die Schmierölzusammensetzung der Erfindung umfasst ein Mineralöl und/oder ein synthetisches Öl als Basisöl. Das Mineralöl und das synthetische Öl werden nicht spezifisch definiert, können jedoch jedwede gängigen sein, welche allgemein als Basisöl von gängigem Schmieröl verwendet werden. Gleichwohl sind jene mit einer dynamischen Viskosität bei 100°C von 1 bis 50 mm²/s, stärker bevorzugt von 2 bis 15 mm²/s, bevorzugt. Wenn das Basisöl eine zu hohe dynamische Viskosität besitzt, ist ihre Niedrigtemperatur-Viskosität in ungünstiger Weise niedrig; wenn jedoch im Gegensatz seine dynamische Viskosität zu gering ist, ist ein solches ebenfalls ungünstig, da das Basisöl mit einer solch zu niedrigen dynamischen Viskosität zu einer Zunahme bezüglich der Reibung in Gleitbauteilen, wie Schaltungslagern und Kupplungen von automatischen Getrieben, führt. Der Prozentanteil C_A des Basisöls beträgt vorzugsweise nicht größer als 20, stärker bevorzugt nicht größer als 10, im Hinblick auf seine Antioxidationsstabilität. Der Pour-Punkt (Gießpunkt) des Basisöls, welcher der Index für seine Niedrigtemperatur-Fluidität ist, ist nicht in spezifischer Weise definiert, jedoch liegt er wünschenswerter Weise nicht höher als –10°C, stärker bevorzugt nicht höher als –15°C.
Verschiedene Typen von solchem Mineralöl und synthetischen Öl sind bekannt, und jedwede wünschenswerten können in Übereinstimmung mit dem Ziel in selektiver Weise verwendet werden. Das Mineralöl schließt z. B. paraffinische Mineralöle, naphthenische Mineralöle und Intermediat-Mineralöle ein. Als spezifische Beispiele, auf die Bezug genommen wird, sind leichte neutrale Öle, neutrale Öle mit mittlerer Dichte, schwere neutrale Öle und Bright-Stock-Arten bzw. raffinierte Rückstandsfraktionen, welche durch Lösungsmittelreinigung oder Hydrierungsreinigung herzustellen sind. Von diesen sind leichte neutrale Öle oder neutrale Öle mit mittlerer Dichte von paraffinischen Mineralölen bevorzugt.
Auf der anderen Seite schließt das synthetische Öl z. B. Polyolefine, -Olefin-Copolymere, Polybutene, Alkylbenzole, Polyolester, dibasische Säureester, Polyoxyalkylenglykole, Polyoxyalkylenglykolester, Polyoxyalkylenglykolether, gehinderte Ester und Siliconöle ein. Von diesen sind Polyolefine und Polyester bevorzugt.
Diese Basisöle können einzeln oder als Kombination verwendet werden. Kombinationen von Mineralölen und synthetischen Ölen sind ebenfalls anwendbar.
Bei der Erfindung wird das Basisöl vorzugsweise mit einem Viskositätsindex-Verbesserer kombiniert, Zum Beispiel kann das Basisöl mit vorzugsweise bis zu 30 Gew.-%, stärker bevorzugt mit 0,1 bis 25 Gew.-%, noch stärker bevorzugt mit 0,5 bis 20 Gew.-%, in Bezug auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eines Viskositäts-Index-Verbesserers kombiniert werden. Als Viskositäts-Index-Verbesserer zur Verwendung hierin sind olefinische (Co)polymere, wie Ethylen-Propylen-Copolymere, und ebenfalls Polymethacrylate und Polyisobutylene bevorzugt. Im Hinblick auf ihre Niedrigtemperaturcharakteristika sind Polymethacrylate besonders bevorzugt. Polymethacrylate zur Verwendung hierin besitzen vorzugsweise ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 10.000 bis 1.000.000, stärker bevorzugt von 10.000 bis 100.000, noch stärker bevorzugt von 10.000 bis 70.000, im Hinblick auf ihre Scherstabilität. Vorzugsweise besitzt das Basisöl, kombiniert mit beliebigen oben erwähnten Viskositäts-Index-Verbesserern, einen Viskositäts-Index (VI) von nicht weniger als 130, stärker bevorzugt von nicht weniger als 160, im Hinblick auf die Niedrigtemperatur-Ausgangseigenschaften der diese umfassenden Schmierölzusammensetzung.
Nun wird auf die Additive (A) bis (C) zu dem Basisöl nachfolgend Bezug genommen.
Komponente (A)
Die Dithiocarbamatverbindung der Komponente (A), welche die Schmierölzusammensetzung der Erfindung ausmacht, kann jedwede bekannte sein, einschließlich z. B. Metalldithiocarbamate (z. B. Molybdän-, Wolfram-, Zink-, Kupfer-, Nickel-, Eisen-, Cadmium-, Silber-, Blei-, Antimon-, Zinn- und Wismuthdithiocarbamate), und Verbindungen aus zwei Molekülen von Dithiocarbaminsäure, wie sie über eine Alkylengruppe, wie Methylen, miteinander verbunden sind. Dithiocarbamatverbindungen sind als Abriebinhibitoren und Antioxidanzien bekannt. In der Zusammensetzung der Erfindung wirkt die Dithiocarbamatverbindung als ein Mittel zur Beibehaltung der Reibungscharakteristik der Zusammensetzung.
Die Komponente (A) kann aus einer oder mehreren Dithiocarbamatverbindungen, und zwar einzeln oder kombiniert, bestehen.
Die Menge der Komponente (A) in der Zusammensetzung liegt zwischen 0,05 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise von 0,1 bis 0,8 Gew.-%, in Bezug auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Wenn die Menge kleiner als 0,05 Gew.-% ist, könnte die Komponente (A) kaum ihr Vermögen zeigen, die Reibungscharakteristik der Zusammenset zung beizubehalten. Wenn andererseits die Menge der Komponente (A) größer als 1 Gew.-% ist, wird die Antioxidationsstabilität der Zusammensetzung schlecht sein.
Komponente (B)
Die Komponente (B), welche die Schmierölzusammensetzung der Erfindung aufbaut, ist ein Kondensat einer verzweigtkettigen Fettsäure mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen und einem Amin.
Die verzweigtkettige Fettsäure mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen kann entweder gesättigt oder ungesättigt sein und schließt z. B. Isolaurinsäure, Isomyristinsäure, Isostearinsäure, Isoarachinsäure, Isobehensäure, Isolindelinsäure, Isomyristoleinsäure, Isosomalinsäure, Isooleinsäure und Iso-erucasäure sein.
Auf der anderen Seite schließt das mit der Fettsäure umzusetzende Amin z. B. Polyalkylenpolyamine, wie Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Pentaethylenhexamin, Hexaethylenheptamin, Heptaethylenoctamin, Dipropylentriamin, Tetrapropylenpentamin und Hexabutylenheptamin; und Alkanolamine, wie Monoethanolamin und Diethanolamin, ein.
Von diesen sind eine Kombination von Isostearinsäure und Tetraethylenpentamin und eine Kombination von Isooleinsäure und Diethanolamin bevorzugt.
Die Komponente (B) kann aus einer oder mehreren von solchen Fettsäuren, entweder einzeln oder kombiniert, bestehen.
Die Menge der Komponente (B) in der Zusammensetzung liegt zwischen 0,05 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise von 0,2 bis 1 Gew.-%, in Bezug auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Wenn ihre Menge kleiner als 0,05 Gew.-% ist, wird die Komponente (B) nur schlecht ihr Vermögen zeigen, die Reibungscharakteristik der Zusammensetzung zu verbessern. Andererseits, wenn die Menge der Komponente (B) größer als 2 Gew.-% ist, wird der Reibungsfaktor der Zusammensetzung zu viel gesenkt werden, wodurch es Getriebeprobleme gibt.
Das Ziel der Erfindung wird erreicht durch Zugabe der Komponenten (A) und (B) zu einem Basisöl. Vorzugsweise wird jedoch das Antioxidans vom Amin-Typ der Komponente (C) weiterhin der die Komponenten (A) und (B) und ein Basisöl umfassenden Zusammensetzung hinzugesetzt, wodurch die Lebensdauer bezüglich der Ver hinderung des Rupfens der Zusammensetzung weiter verbessert wird. Demzufolge ist die Zusammensetzung, welche die Komponenten (A), (B) und (C) und ein Basisöl umfasst, eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
Komponente (C)
Das Antioxidans vom Amin-Typ schließt z. B. Monoalkyldiphenylamine, wie Monooctyldiphenylamin und Monononyldiphenylamin; Dialkyldiphenylamine, wie 4,4'-Dibutyldiphenyt- amin, 4,4'-Dipentyldiphenylamin, 4,4'-Dihexyldiphenylamin, 4,4'-Diheptyldiphenylamin, 4,4'-Dioctyldiphenylamin, 4,4'-Dinonyldiphenylamin und 4,4'-Octyltertbutyldiphenylamin; Polyalkyldiphenylamine, wie Tetrabutyldiphenylamin, Tetrahexyldiphenylamin, Tetraoctyldiphenylamin und Tetranonyldiphenylamin; und Naphthylamine, wie Naphthylamin, Phenylnaphthylmin, Butylphenylnaphthylamin, Pentylphenylnaphthylamin, Hexylphenylnaphthylamin, Heptylphenylnaphthylamin, Octylphenylnaphthylamin und Nonylphenylnaphthylamin ein. Von diesen sind Dialkyldiphenylamine und Naphthylamine bevorzugt.
Die Komponente (C) kann aus einem oder mehreren von solchen Antioxidanzien vom Amin-Typ, entweder einzeln oder kombiniert, bestehen.
Die Menge der Komponente (C) in der Zusammensetzung liegt vorzugsweise bei bis zu 2 Gew.-%, stärker bevorzugt zwischen 0,05 und 2 Gew.-%, noch stärker bevorzugt zwischen 0,2 und 1 Gew.-%, in Bezug auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Wenn die Menge kleiner als 0,05 Gew.-% ist, wird die Komponente (C) nur schlecht ihr Vermögen zeigen, die Zusammensetzung davor zu schützen, oxidiert zu werden. Wenn auf der anderen Seite die Komponente (C) in der Zusammensetzung in einer Menge von mehr als 2 Gew.-% vorliegt, wird ihr Effekt nicht mehr weiter erhöht.
Die Schmierölzusammensetzung der Erfindung kann erhalten werden, indem die Komponenten (A) und (B) und gegebenenfalls die Komponente (C) einem Basisöl hinzugesetzt wird. Nach Bedarf kann die Zusammensetzung zusätzlich jedwede bekannten Additive, wie Antioxidans (ausgenommen Antioxidanzien vom Amin-Typ), Detergenz-Dispergiermittel, Metallinaktivator und Entschäumungsmittel enthalten, um die Eigenschaften weiter zu verbessern. Die Menge dieser Additive in der Zusammensetzung liegt vorzugsweise zwischen 0,05 und 15 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewischt der Zusammensetzung.
Nun wird die vorliegende Erfindung genauer nachfolgend in Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben, welche jedoch den Umfang der Erfindung nicht beschränken sollen.
Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten Proben wurden bezüglich ihrer Eigenschaften gemäß den unten erwähnten Verfahren getestet.
(1) Vermögen der Verhinderung vom Rupfen:
Das Verhältnis von μl/μ50 wurde gemäß dem Verfahren zum Testen von Eigenschaften von Fluiden für automatische Getriebe (JASO M349-95) erhalten, um das Vermögen zur Verhinderung des Rupfens von Proben zu evaluieren.
Testbedingung:

Öltemperatur: 40°C
Oberflächendruck: 1,00 ± 0,05 MPa
μl: Reibungskoeffizient bei einer Gleitgeschwindigkeit von 0,006 m/s
μ50: Reibungskoeffizient bei einer Gleitgeschwindigkeit von 0,030 m/s

(2) Lebensdauer bezüglich der Verhinderung des Rupfens:
Eine Probenöl wurde gemäß JIS K2514 veraltert (Test zur Antioxidationsstabilität von Schmieröl für Maschinen mit innerer Verbrennung), woraufhin die Reibungscharakteristik der veralterten Probe in vorbestimmten Intervallen für eine vorbestimmte Zeitdauer gemäß JASO M349-95 gemessen wurde. Die Zeit, in der das μ-Verhältnis der Probe einen Wert von mehr als 1, 0 erreichte, wurde gemessen und stellte die Lebenszeit der Probe dar.
Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 7:
Wie in Tabelle 1 unten gezeigt, wurden additive Komponenten einem Basisöl hinzugesetzt, um verschiedene Schmierölzusammensetzungen der Beispiele und Vergleichsbeispiele herzustellen. Diese Proben wurden bezüglich ihrer Eigenschaften gemäß den oben erwähnten Verfahren getestet. Die erhaltenen Daten sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1-1
Tabelle 1-2
Die in der Tabelle 1 gezeigten Daten der Beispiele und Vergleichsbeispiele verifizieren das folgende:

➀ Die Proben der Beispiele besitzen ein Verhältnis m, das in dem Bereich von 0,84 bis 0,87 fällt, was unter 1 liegt, und ihr Vermögen der Verhinderung des Rupfens ist gut.
➁ In dem vorbestimmten Test fand man heraus, dass die Proben der Beispiele eine Lebensdauer des Verhinderns des Rupfens von 192 Stunden oder länger besaßen, was länger war als für die Probe des Vergleichsbeispiels 2, und zwar um das 2-fache oder mehr. Bei dem praktischen Einsatz in Kraftfahrzeugen könnten die Probe der Beispiele eine befriedigende längere Lebensdauer des Verhinderns des Rupfens aufweisen.
➂ Das Verhältnis μ der frischen Probe vom Vergleichsbeispiel 1, welche nicht die Komponente (B) aufwies, ist größer als 1 , wenn sie mit dem Wert der frischen Proben von Beispiel 1 verglichen wird. Deshalb ist das Vermögen des Verhinderns eines Rupfens der Probe von Vergleichsbeispiel 1 schlecht.
➃ Die frische Probe vom Vergleichsbeispiel 2, welche die Komponente (A) nicht aufwies, war gut, da sie ein Verhältnis μ von 0,82 besaß. Gleichwohl war die Lebensdauer der Probe des Vergleichsbeispiels 2 kurz, und sie betrug 1/4 der Lebensdauer der Probe von Beispiel 1 .
➄ Das Verhältnis μ der frischen Probe vom Vergleichsbeispiel 3, welches nicht die Komponenten (A) und (B) aufwies, ist größer als 1, wenn der Wert mit dem der frischen Probe von Beispiel 4 verglichen wird. Deshalb ist das Vermögen des Verhinderns vom Rupfen der Probe von Vergleichsbeispiel 3 schlecht.
➅ Das Verhältnis μ der frischen Probe vom Vergleichsbeispiel 4, welche die Komponente und (B) nicht aufwies, ist größer als 1, wenn sie mit dem Wert der frischen Probe von Beispiel 4 verglichen wird. Deshalb ist das Vermögen des Verhinderns von einem Rupfen der Probe vom Vergleichsbeispiel 4 schlecht.
➆ Die frische Probe vom Vergleichsbeispiel 5, welche die Komponente (A) nicht aufwies, war gut, da sie ein Verhältnis μ von 0,84 besaß. Gleichwohl war die Lebensdauer der Probe vom Vergleichsbeispiel 5 kurz, und sie lag bei 1/3 der Lebensdauer der Probe von Beispiel 4.
➇ Die frische Probe vom Vergleichsbeispiel 6, welche ein Glycerid anstelle der Komponente (B) enthielt, war gut, da sie ein Verhältnis von 0,85 aufwies. Gleichwohl ist ihre Lebensdauer sehr kurz.
➈ Die frische Probe von Vergleichsbeispiel 7, welche Tricresylphosphat anstelle der Komponente (A) enthält, war gut, da sie ein Verhältnis μ von 0,85 zeigte. Gleichwohl war ihre Lebensdauer sehr kurz.

Wie vorstehend im Detail erwähnt, besitzt die Schmierölzusammensetzung der Erfindung ein ausgezeichnetes Vermögen des Verhinderns eines Rupfens, und ihr gutes Vermögen hält lange an.

Claims

Schmierölzusammensetzung, welche ein Basisöl und Additive aus (A) 0,05 bis 1 Gew.-%, in Bezug auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, einer Dithiocarbamatverbindung und (B) 0,05 bis 2 Gew.-%, in Bezug auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eines Kondensats einer verzweigtkettigen Fettsäure mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen und einem Amin, gewählt aus Polyalkylen-Polyaminen oder Alkanolaminen, umfasst.
Schmierölzusammensetzung gemäß Anspruch 1, in der das Basisöl einen Viskositätsindex-Verbesserer umfasst.
Schmierölzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, welche ferner (C) ein Antioxidans vom Amin-Typ umfasst.
Schmierölzusammensetzung gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, in der die Komponente (B) ein Kondensat von Isostearinsäure und Tetraethylenpentamin ist.
Schmierölzusammensetzung gemäß Anspruch 1, in der das Basisöl bis zu 30 Gew.-%, in Bezug auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, des Viskositätsindex-Verbesserers ausmacht.
Schmierölzusammensetzung gemäß Anspruch 1 , welche ferner (C) 0,05 bis 2 Gew.-%, in Bezug auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eines Antioxidans vom Amin-Typ umfasst.
Schmierölzusammensetzung gemäß Anspruch 2, welche ferner (C) 0,05 bis 2 Gew.-%, in Bezug auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eines Antioxidans vom Amin-Typ umfasst.
Verwendung einer Schmierölzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, welche auf die nassen Kupplungen eines kontinuierlich variablen Getriebes oder automatischen Getriebes zur Verhinderung eines Rupfens aufgetragen wird.
Verwendung einer Schmierölzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, welche auf die Gleitbauteile von Stoßdämpfern zur Verhinderung eines Rupfens aufgetragen wird.