JP2007332377A - 摩擦特性の強化されたパワートランスミッション液 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】このパワートランスミッション液には、(a)基油および(b)添加剤組成物が含まれ、この組成物中には(i)少なくとも一つの無灰分散剤;(ii)パワートランスミッション液組成物中に約100ppm以上の金属をもたらす金属性清浄剤;(iii)摩擦低減量のイミダゾリン;(iv)スクシンイミド摩擦低減剤;および(v)(iii)以外の非ヒドロキシ第3アミン摩擦低減剤が含まれる。
【選択図】なし
Description
摩擦特性に悪影響を与えるような物理的また化学的な変化に耐える流体の能力を意味する。開示されたパワートランスミッション液は、滑り(slipping)トルクコンバーター、ロックアップトルクコンバーター、スターティングクラッチ、および/または一つ以上のシフトクラッチなどを備えたトランスミッションなどの、潤滑油に日常的に高い応力がかかるトランスミッション中での使用に適している。このようなトランスミッションには四速、五速、六速、七速、または八速のトランスミッション、あるいは無段変速トランスミッション(チェーン、ベルト、およびディスクタイプ)などがある。この流体はまた、自動マニュアルおよびデュアルクラッチトランスミッションを含むマニュアルトランスミッション中でも使用される。
(1)炭化水素置換基、すなわち脂肪族(例えばアルキルまたはアルケニル)置換基、脂環式(例えばシクロアルキル、シクロアルケニル)置換基、また芳香族、脂肪族、および脂環基によって置換された芳香族置換基、また環が分子の別の部分によって完成されている(例えば二つの置換基が一緒になって脂環式ラジカルを形成している)ような環状置換基;
(2)置換された炭化水素置換基、すなわち、本発明の状況下で、主に炭化水素である置換基を変化させないような、非炭化水素基(例えばハロ(特にクロロおよびフルオロ)、ヒドロキシ、アルコキシ、メルカプト、アルキルメルカプト、ニトロ、ニトロソ、およびスルホキシ)を含んだ置換基;
(3)ヘテロ置換基、すなわち、主に炭化水素の特性を有しながら、本発明の状況下で、そうでなければ炭素原子から成る環または鎖の中に炭素以外の原子を含んでいるような置換基。ヘテロ原子には硫黄、酸素、および窒素があり、またピリジル、フリル、チエニルおよびイミダゾリルのような置換基が含まれる。ヒドロカルビル基中、炭素原子10個につき通常二つ以下、別の例では一つ以下の非炭化水素置換基が存在する。一般的にはヒドロカルビル基中に非炭化水素置換基は存在しない。
、スクシンイミド摩擦低減剤、およびイミダゾリン以外の非ヒドロキシ第3級アミン摩擦低減剤が含まれる。
当添加剤組成物の重要な成分に、次の一般式で表されるイミダゾリンがある:
本明細書に記載の流体と添加剤組成物には、少なくとも一つの油溶性無灰分散剤が含有される。例えばこのような組成物には、分散剤中の窒素の量に対する無灰分散剤中のリンの量が、窒素1.0に対してリン約0.1から約1.0、分散剤中の窒素の量に対する無灰分散剤中のホウ素の量が、窒素1.0に対してホウ素約0.05から約0.5となるような量で存在する、少なくとも一つの油溶性のリン含有およびホウ素含有無灰分散剤が含有されている。
号、3,254,025号、3,272,746号、および4,234,435号に記載の、ポリアミンスクシンイミドが挙げられるが、これに限定はされない。アルケニルスクシンイミドは、アルケニルコハク酸無水物、酸、酸−エステル、酸ハロゲン化物、あるいは低級アルキルエステルを、少なくとも一つの第一級アミノ基を含有するポリアミンとともに加熱するような、従来の方法によって形成される。アルケニル無水コハク酸は、オレフィンと無水マレイン酸の混合物を約180℃から220℃まで加熱することによって容易に生成される。このオレフィンは、望ましくは、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテンなどのような低級モノオレフィンのポリマー、あるいはコポリマーである。GPC数平均分子量が約10,000まで、一般的には約500から約2,500の間のポリイソブテンは、さらに好適なアルケニル基源である。
上述のリン酸化および/またはホウ素化された無灰分散剤に加え、本開示の実施例には、アルケニルコハク酸またはその無水物とアンモニアから調製されたスクシンイミド摩擦低減剤が含まれる。アルケニルコハク酸のアルケニル基は、短鎖アルケニル基であり、例えばこのアルケニル基に含まれる炭素数は約12から約36である。さらに、このスクシンイミドはC12から約C36の脂肪族ヒドロカルビルスクシンイミドである。さらなる例では、このスクシンイミドはC16から約C28の脂肪族ヒドロカルビルスクシンイミドから成る。またさらなる例では、このスクシンイミドはC18から約C24の脂肪族ヒドロカルビルスクシンイミドから成る。このスクシンイミドは、参照することにより本明細書に組み込まれている、欧州特許第0 020 037号に記載されているように、無水コハク酸とアンモニアから調製される。
パワートランスミッション液のその他の成分に、上述のイミダゾリン成分以外の非ヒドロキシアミン摩擦低減剤がある。摩擦低減剤は、低滑り速度での表面間(たとえばトルクコンバータークラッチまたはシフトクラッチ部材)の摩擦を低減するために、オートマチックトランスミッション液中で使用される。結果として右上がり斜線(positive
slope)の摩擦−vs.−速度(μ−v)曲線が得られ、クラッチの円滑な操作が得られ、シャダー、ノイズ、およびシフト困難が最小化される。
金属含有あるいは灰形成清浄剤は、堆積物を低減あるいは除去する清浄剤、および酸中和剤あるいは防錆剤の両方として機能し、そのため磨耗および腐食を低減する。清浄剤は通常、極性のヘッドと疎水性の長いテールから成り、このとき極性のヘッドは酸性有機化合物の金属塩から成る。この塩には実質的に化学量論的な量の金属が含有されており、通常正塩あるいは中性塩と呼ばれ、また一般的に全塩基数あるいはTBN(ASTM D2896によって測定された)が0から約150である。酸化物あるいは水酸化物のような超過量の金属化合物を二酸化炭素のような酸性ガスと反応させることによって、大量の金属塩基が含まれ得る。結果として得られる過塩基性の清浄剤は、無機金属塩基(例えば水和炭酸塩)の中心を取り巻く、中和された清浄剤のミセルを含む。このような過塩基性の清浄剤のTBNは150以上、また一般的には約250から約450である。
よび過塩基性のカルシウムフェネートあるいはマグネシウムフェネート、TBNが50から450の硫化フェネート、およびTBNが130から350の中性あるいは過塩基性のサリチル酸カルシウムあるいはサリチル酸マグネシウムである。このような塩の混合物もまた使用することができる。少なくとも一つの過塩基性の清浄剤が存在することが望ましい。
基油は、任意の好適な基油から成る。例えば基油は、天然潤滑油、天然潤滑油の混合物、合成潤滑油、合成潤滑油の混合物、および/または天然潤滑油と合成潤滑油の混合物から成る。天然潤滑油または天然潤滑油の混合物は、鉱油、植物油、ガス・ツー・リキッドオイルストック、および/またはそれらの混合物から成る。合成潤滑油または合成潤滑油の混合物は、アルファオレフィンのオリゴマー、エステル、フィッシャー・トロプシュプロセスのようなガス・ツー・リキッドプロセスから得られたオイル、および/またはそれらの混合物の一つから成る。この基油の動的粘性は、100℃で約2cStから約10cStである。
パワートランスミッション液にはまた、酸化防止剤、耐磨耗剤/極圧添加剤、腐食防止剤、消泡剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、および希釈油などのような、オートマチックトランスミッション液調合物中で使用される従来の添加剤が含まれることもある。
パワートランスミッション液には酸化防止剤化合物が含まれている。酸化防止剤には、中でも、フェノール系酸化防止剤、芳香族アミン酸化防止剤、硫化フェノール系酸化防止剤、および有機亜リン酸塩などが含まれる。フェノール系酸化防止剤の例としては、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、第3級ブチル化フェノールの液体混合物、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−t−ブチルフェノール)、混合メチレン−架橋ポリアルキルフェノール、および4,4’−チオビス(2−メチル−6−t−ブチルフェノール)、N,N’−ジ−sec−ブチル−フェニレンジアミン、4−イソプロピルアミノジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、および環上アルキル化ジフェニルアミンが挙げられる。立体的に込み合った第3級ブチル化フェノール、ビスフェノール、および桂皮酸誘導体、またそれらの組み合わせは、特に好適な酸化防止剤である。また特に好適な酸化防止剤に、アルキル化ジフェニルアミンがある。本明細書に記載のトランスミッション液中の酸化防止剤の量は、パワートランスミッション液の総重量に基づき、約0.01重量%から約3.0重量%である。
本明細書に記載のトランスミッション液には、一つ以上の耐磨耗剤/極圧添加剤が含まれる。このような化合物には、チアゾール、トリアゾールおよびチアジアゾール、また硫化脂肪酸およびオレフィンが含まれる。例としては、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、オクチルトリアゾール、デシルトリアゾール、ドデシルトリアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプト−5−ヒドロカルビルチオ−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプト−5−ヒドロカルビルジチオ−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(ヒドロカルビル
チオ)−1,3,4−チアジアゾール、および2,5−ビス(ヒドロカルビルジチオ)−1,3,4−チアジアゾールが挙げられるが、これらに限定はされない。
上記のパワートランスミッション液中で使用されるオプションの粘度指数向上剤は、スチレン−マレイン酸エステル、ポリアルキルメタクリレート、およびオレフィンコポリマー粘度指数向上剤を含むがこれらに限定されることのない、市販の製品の中から選択される。前述の製品の混合物もまた、分散剤および分散剤−酸化防止剤・粘度指数向上剤と同様に使用される。
発泡防止剤は、本明細書に記載の組成物中で使用するのに適した、もう一つの成分である。発泡防止剤は、シリコーン、シロキサン、ポリアクリレート、界面活性剤、およびそれらの混合物の中から選択される。本明細書に記載のトランスミッション液中の消泡剤の総合量は、パワートランスミッション液の総重量に基づき、約2ppm Si重量%から約20ppm Si重量%、またはパワートランスミッション液の総重量に基づき、シリコンを含有しない発泡防止剤50ppmから1000ppmである。
パワートランスミッション液中に含まれるのに適した別の種類の添加剤に、防錆剤または腐食防止剤がある。各種の既知の防錆剤または防錆添加剤がトランスミッション液中で使用されることが知られており、また開示された実施例に基づいた流体中での使用にも適している。3−デシルオキシプロピルアミン、およびポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンブロックコポリマーのようなアルキルポリオキシアルキレンエーテル、オキシア
ルキルアミンは特に有用である。
流体の低温特性を改良するため、一つ以上の流動点降下剤がパワートランスミッション液中に含まれる。有用な流動点降下剤の例は、ポリメタクリレート;ポリアクリレート;ポリアクリルアミド;ハロパラフィンワックスと芳香族化合物との縮合生成物;ビニルカルボキシレートポリマー;およびジアルキルフマレート、脂肪酸のビニルエステル、およびアルキルビニルエーテルのターポリマーなどである。本開示の目的およびその調製技術に有用な流動点降下剤は、関連する開示について参照することによって本明細書に組み込まれている、米国特許第2,387,501号、2,015,748号、2,655,479号、1,815,022号、2,191,498号、2,666,746号、2,721,877号、2,721,878号、および3,250,715号に記載されている。
1. (a)基油および(b)添加剤組成物から成り、この組成物中には(i)少なくとも一つの無灰分散剤;(ii)パワートランスミッション液組成物中に約100ppm以上の金属をもたらす金属性清浄剤;(iii)摩擦低減量のイミダゾリン;(iv)スクシンイミド摩擦低減剤;および(v)(iii)以外の非ヒドロキシ第3アミン摩擦低減剤が含まれている、パワートランスミッション液組成物。
2. 基油が天然潤滑油、天然潤滑油の混合物、合成潤滑油、合成潤滑油の混合物、または天然潤滑油と合成潤滑油の混合物から成る、上記1に記載の流体。
3. 合成潤滑油あるいは合成潤滑油の混合物がアルファオレフィンのオリゴマー、エステル、フィッシャー・トロプシュプロセスのようなガス・ツー・リキッドプロセスから得られたオイル、またはそれらの混合物から成る、上記2に記載の流体。
4. 無灰分散剤がホウ素化/リン酸化された分散剤から成る、上記1に記載の流体。
5. 分散剤が約0.1重量%から約0.7重量%のホウ素から成る、上記1に記載の流体。
6. 無灰分散剤が、分子量約700amuから約3000amuのポリイソブチレンから得られたヒドロカルビル置換のスクシンイミドを含む、上記1に記載の流体。
7. 添加剤組成物が約20重量%から約65.0重量%の分散剤を含む、上記1に記載の流体。
8. さらにヒドロカルビル置換のスクシンイミドを含み、このヒドロカルビル基の分子量が約500amuから約1200amuである、上記1に記載の流体。
9. 金属性清浄剤が、過塩基性カルシウムスルホン酸塩清浄剤、過塩基性カルシウムフェネート清浄剤、およびそれらの混合物から成るグループの中から選択された清浄剤から成る、上記1に記載の流体。
10. 添加剤組成物が約1.0重量%から約10.0重量%のスクシンイミド摩擦低減剤から成る、上記9に記載の流体。
11. 添加剤組成物中のイミダゾリンの量が約0.05重量%から約1.0重量%である、上記1に記載の流体。
12. さらに硫化脂肪酸から成る、上記1に記載の流体。
13. さらに酸化防止剤、腐食防止剤、金属不活性剤、消泡剤、粘度指数向上剤、防錆剤、および流動点降下剤の少なくともひとつから成る、上記1に記載の流体。
14. イミダゾリンがC18−C22の不飽和脂肪酸ヒドロキシアルキルイミダゾリンから成る、上記1に記載の流体。
15. 上記1に記載の流体であり、滑りトルクコンバーター、ロックアップトルクコンバーター、スターティングクラッチおよび一つ以上のシフトクラッチの一つ以上を使用したトランスミッションでの使用に適した流体。
16. (a)少なくとも一つの無灰分散剤;(b)基油および添加剤組成物を含有した完全に配合されたトランスミッション液に約100ppm超の金属をもたらす金属性清浄剤;(c)摩擦低減量のヒドロキシアルキルイミダゾリン;(d)スクシンイミド摩擦低減剤;および(e)(c)以外の非ヒドロキシ第3級アミン摩擦低減剤を含む添加剤組成物を基油に加える、トランスミッションにおける摩擦耐久性を向上させる方法。
17. 無灰分散剤がホウ素化/リン酸化された分散剤を含む、上記16に記載の方法。
18. 無灰分散剤が、分子量約1300amuから約3000amuのポリイソブチレンから得られたヒドロカルビル置換のスクシンイミドを含む、上記16に記載の方法。
19. 添加剤組成物が約20重量%から約65重量%の分散剤を含む、上記16に記載の方法。
20. 金属性清浄剤が、過塩基性カルシウムスルホン酸塩清浄剤、過塩基性カルシウムフェネート清浄剤、およびそれらの混合物から成るグループの中から選択された清浄剤から成る、上記16に記載の方法。
21. 添加剤組成物が約1.0重量%から約10.0重量%のスクシンイミド摩擦低減剤から成る、上記16に記載の方法。
22. 添加剤組成物中のイミダゾリンの量が約0.05重量%から約1.0重量%であ
る、上記16に記載の方法。
23. イミダゾリンがC18−C22の不飽和脂肪酸ヒドロキシアルキルイミダゾリンを含む、上記16に記載の方法。
24. さらに硫化脂肪酸を含む、上記16に記載の方法。
25. 次の成分から成る添加剤組成物を包含する潤滑粘性のオイルを含む潤滑組成物をトランスミッションに加えることを含む、トランスミッションの潤滑方法:
(a)少なくとも一つの無灰分散剤;
(b)潤滑組成物に約100ppm超の金属をもたらす金属性清浄剤;
(c)摩擦低減量のC18−C22の不飽和脂肪酸イミダゾリン;
(d)スクシンイミド摩擦低減剤;および
(e)(c)以外の非ヒドロキシ第3級アミン摩擦低減剤。
26. 無灰分散剤がホウ素化/リン酸化された分散剤を含む、上記25に記載の方法。
27. 無灰分散剤が、分子量約1300amuから約3000amuのポリイソブチレンから得られたヒドロカルビル置換のスクシンイミドと、分子量約300amuから約1000amuのポリイソブチレンから得られたヒドロカルビル置換のスクシンイミドを含む、上記25に記載の方法。
28. 添加剤組成物が約20重量%から約65重量%の分散剤を含む、上記27に記載の方法。
29. 金属性清浄剤が、過塩基性カルシウムスルホン酸塩清浄剤、過塩基性カルシウムフェネート清浄剤、およびそれらの混合物から成るグループの中から選択された清浄剤を含む、上記25に記載の方法。
30. 添加剤組成物が約1.0重量%から約10.0重量%のスクシンイミド摩擦低減剤を含む、上記25に記載の方法。
31. 添加剤組成物中のイミダゾリンの量が約0.05重量%から約1.0重量%である、上記25に記載の方法。
32. イミダゾリンがヒドロキシアルキルイミダゾリンを含む、上記25に記載の方法。
33. さらに、酸化防止剤、腐食防止剤、金属不活性剤、消泡剤、粘度指数向上剤、防錆剤、極圧添加剤、および流動点降下剤の少なくとも一つを含む、上記25に記載の方法。
34. パワートランスミッション液用の添加剤濃縮物であり、少なくとも一つの無灰分散剤;パワートランスミッション液組成物中に約100ppm超の金属をもたらす金属性清浄剤;摩擦低減量のイミダゾリン;スクシンイミド摩擦低減剤;およびイミダゾリン以外の非ヒドロキシ第3級アミン摩擦低減剤を含む添加剤濃縮物。
35. 無灰分散剤がホウ素化/リン酸化された分散剤を含む、上記34に記載の添加剤濃縮物。
36. 分散剤が約0.1重量%から約2.0重量%のホウ素を含む、上記34に記載の添加剤濃縮物。
37. 無灰分散剤が、分子量約1300amuから約3000amuのポリイソブチレンから得られたヒドロカルビル置換のスクシンイミドを含む、上記34に記載の添加剤濃縮物。
38. 添加剤組成物が約20重量%から約65重量%の分散剤を含む、上記34に記載の添加剤濃縮物。
39. ヒドロカルビル基の分子量が約500amuから約1200amuであるヒドロカルビル置換のスクシンイミドをさらに含んだ、上記34に記載の添加剤濃縮物。
40. 金属性清浄剤が、過塩基性カルシウムスルホン酸塩清浄剤、過塩基性カルシウムフェネート清浄剤、およびそれらの混合物から成るグループの中から選択された清浄剤を含む、上記34に記載の添加剤濃縮物。
41. 添加剤組成物が約1.0重量%から約10.0重量%のスクシンイミド摩擦低減剤を含む、上記34に記載の添加剤濃縮物。
42. 添加剤組成物中のイミダゾリンの量が約0.05重量%から約1.0重量%である、上記34に記載の添加剤濃縮物。
43. さらに硫化脂肪酸を含む、上記34に記載の添加剤濃縮物。
44. さらに、酸化防止剤、腐食防止剤、金属不活性剤、消泡剤、粘度指数向上剤、防錆剤、極圧添加剤、および流動点降下剤の少なくとも一つを含む、上記34に記載の添加剤濃縮物。
45. イミダゾリンがC18−C22の不飽和脂肪酸ヒドロキシアルキルイミダゾリンを含む、上記34に記載の添加剤濃縮物。
Claims (7)
- (a)基油および(b)添加剤組成物から成り、この組成物中には(i)少なくとも一つの無灰分散剤;(ii)パワートランスミッション液組成物中に約100ppm超の金属をもたらす金属性清浄剤;(iii)摩擦低減量のイミダゾリン;(iv)スクシンイミド摩擦低減剤;および(v)(iii)以外の非ヒドロキシ第3級アミン摩擦低減剤が含まれている、パワートランスミッション液組成物。
- 無灰分散剤が、分子量約700amuから約3000amuのポリイソブチレンから得られたヒドロカルビル置換のスクシンイミドを含む、請求項1に記載の流体。
- 添加剤組成物が約20重量%から約65.0重量%の分散剤を含む、請求項1に記載の流体。
- さらにヒドロカルビル置換のスクシンイミドを含み、このヒドロカルビル基の分子量が約500amuから約1200amuである、請求項1に記載の流体。
- (a)少なくとも一つの無灰分散剤;(b)基油および添加剤組成物を含有した完全に配合されたトランスミッション液に約100ppm超の金属をもたらす金属性清浄剤;(c)摩擦低減量のヒドロキシアルキルイミダゾリン;(d)スクシンイミド摩擦低減剤;および(e)(c)以外の非ヒドロキシ第3級アミン摩擦低減剤を含む添加剤組成物を基油に加える、トランスミッションにおける摩擦耐久性を向上させる方法
- (a)少なくとも一つの無灰分散剤;
(b)潤滑組成物に約100ppm超の金属をもたらす金属性清浄剤;
(c)摩擦低減量のC18−C22の不飽和脂肪酸イミダゾリン;
(d)スクシンイミド摩擦低減剤;および
(e)(c)以外の非ヒドロキシ第3級アミン摩擦低減剤;
を含む添加剤組成物を包含する潤滑粘性のオイルを含む潤滑組成物をトランスミッションに加えることを含むトランスミッションの潤滑方法。 - パワートランスミッション液用の添加剤濃縮物であり、少なくとも一つの無灰分散剤;パワートランスミッション液組成物中に約100ppm超の金属をもたらす金属性清浄剤;摩擦低減量のイミダゾリン;スクシンイミド摩擦低減剤;およびイミダゾリン以外の非ヒドロキシ第3級アミン摩擦低減剤を含む添加剤濃縮物。
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