專利名稱：動(dòng)力傳遞液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有改善耐用性能的動(dòng)力傳遞液。更具體的是，本發(fā)明描述了傳遞液添加劑，該添加劑用于改善作為時(shí)間的函數(shù)的傳遞液的抗磨性能。通常，傳遞液的其它成分的抗磨性能隨時(shí)間而逐漸衰減，該添加劑對(duì)這種傳遞液抗磨性能的損失起到補(bǔ)償作用。
背景技術(shù)：
動(dòng)力傳遞液里混入各種添加劑致力于改善和控制傳遞液的摩擦性能。人們已經(jīng)注意到各種添加劑的摩擦性能都傾向于隨時(shí)間而逐漸衰減。而這樣會(huì)導(dǎo)致不希望的傳動(dòng)裝置性能，比如滑動(dòng)扭矩轉(zhuǎn)換離合器的震動(dòng)、自動(dòng)傳動(dòng)裝置中動(dòng)摩擦的不穩(wěn)定、和連續(xù)可變傳動(dòng)中傳動(dòng)帶的囊音，因此，本領(lǐng)域需要一種添加劑，該添加劑可以穩(wěn)定和改善傳遞液隨時(shí)間的摩擦性能，以補(bǔ)償傳遞液以別的方式隨時(shí)間的摩擦性能的損失，從而延長(zhǎng)傳遞液的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明所配制的動(dòng)力傳遞液可以改善其摩擦耐用性，從而延長(zhǎng)傳遞液的使用壽命。
在一種實(shí)施方案中，提供了一種具有改善性能的動(dòng)力傳遞液組合物。該傳遞液可以包括基礎(chǔ)油、無(wú)灰分散劑和油溶性叔胺。
另外，還描述了制備此類傳遞液和向裝置如車輛中加此類傳遞液的方法。
已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明所述的傳遞液比傳統(tǒng)傳遞液的摩擦耐用性能更好；實(shí)踐證明，上述優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)傳遞液的靜摩擦和動(dòng)摩擦之比隨時(shí)間延長(zhǎng)傳遞液不斷老化而顯著降低來(lái)得以證實(shí)。
無(wú)論是前面的概述，還是接下來(lái)的詳細(xì)描述都僅僅是示范和解釋，目的都是進(jìn)一步解釋本發(fā)明的內(nèi)容。
自動(dòng)傳遞液中通常添加各種添加劑，包括無(wú)灰分散劑和摩擦改進(jìn)劑。自動(dòng)傳遞液中一個(gè)常見的問(wèn)題是添加劑改善摩擦的效果隨老化而減弱。這會(huì)導(dǎo)致滑動(dòng)扭矩轉(zhuǎn)換離合器的震動(dòng)、自動(dòng)傳動(dòng)中動(dòng)摩擦的不穩(wěn)定、或連續(xù)可變傳動(dòng)中傳動(dòng)帶的震音。
在本發(fā)明所公開的一些實(shí)施方案中，給出了一種添加劑組合物，其可以延長(zhǎng)傳遞液的壽命，賦予傳遞液令人滿意的摩擦性能。通過(guò)使用一種最初(在抗摩擦方面)相當(dāng)惰性的化合物和一種無(wú)灰分散劑，可以持久改善滑動(dòng)扭矩轉(zhuǎn)換器的抗震動(dòng)性能、自動(dòng)傳動(dòng)中的動(dòng)摩擦、和連續(xù)可變傳動(dòng)中的抗震音性能。在正常的工作條件下，當(dāng)這種傳遞液處于氧化和熱降解條件下時(shí)，傳遞液就會(huì)降解，并且會(huì)降低它的摩擦性能。
但是，經(jīng)證明，按照本發(fā)明處理傳遞液可以有利地避免或者減少這種退化。這樣，傳遞液里混入一種添加劑，該添加劑剛開始是相當(dāng)(抗磨)惰性的，但它是在工作條件下轉(zhuǎn)化為一種活性狀態(tài)，從而在動(dòng)力傳動(dòng)裝置中產(chǎn)生適當(dāng)?shù)男阅芴卣?，比如滑?dòng)扭矩轉(zhuǎn)換器的抗震動(dòng)特性、自動(dòng)傳動(dòng)中的動(dòng)摩擦特性、和連續(xù)可變傳動(dòng)中的抗震音特性。這樣，本發(fā)明所用的添加劑可以同步補(bǔ)償配方中其它組分的降解。結(jié)果是，在動(dòng)力傳動(dòng)裝置中使用這種傳遞液能夠長(zhǎng)時(shí)間保持好的摩擦性能。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的動(dòng)力傳遞液可包括基礎(chǔ)油及包含無(wú)灰分散劑和油溶性脂族叔胺組分的添加劑組合物。此處所用的術(shù)語(yǔ)“油溶性”包括它的普通含義，其為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。比如，它指在約25℃時(shí)，在石蠟基礦物油中能夠使溶解濃度至少為約0.1重量％，在約100℃下，該石蠟基礦物油的粘度為約4～約16厘沲。
油溶性脂族叔胺組分可以包括下式的油溶性脂族叔胺 R1可以是含約1～約4個(gè)碳原子的烷基或烯基，R2和R3可以是分別含約8～約100個(gè)碳原子，優(yōu)選約10～約50個(gè)碳原子，更優(yōu)選約12～約30個(gè)碳原子的長(zhǎng)鏈的基本線性的脂族基團(tuán)。作為另外一個(gè)例子，R1可以是一種烷基，比如甲基。另外，R2和R3可以分別是烷基、烯基、或烷氧基烷基(盡管它們也可以是炔基、烷硫基烷基、鹵代烷基、鹵代烯基等脂族基團(tuán))，并且它們可以包含多達(dá)約30、約50、或者甚至約100個(gè)碳原子，也可以只包含約8、約10、或者約12個(gè)碳原子。形成的長(zhǎng)鏈?zhǔn)灏房梢允怯腿苄缘?，即在約25℃時(shí)，在石蠟基礦物油中能夠使溶解濃度至少為約0.1重量％，在約100℃下，該石蠟基礦物油的粘度為約4～約16厘沲，優(yōu)選為約4-6厘沲。
R2和R3的實(shí)例包括不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸。合適的不飽和脂肪酸包括棕櫚酸、油酸、蓖麻油酸、巖芹酸、11-十八碳烯酸、亞油酸、亞麻酸、oseostearic、十八碳-9，11，13-三烯-4-酮酸、十八烷四烯酸、塔日酸、順(式)9-二十碳烯酸、花生四烯酸、鯨蠟烯酸、等等，以及可從動(dòng)物油和植物油獲得的其它脂肪酸酯，比如妥爾油、亞麻子油、橄欖油、蓖麻油、花生油、菜子油、魚油、鯨蠟油、椰子油、豬油、豆油及它們的混合物。合適的飽和脂肪酸包括二十四酸、二十三酸、二十二酸、二十一烷酸、花生酸、十九酸、硬脂酸、十七酸、棕櫚酸、十五酸、十四酸、十二酸、十三酸、十一酸以及它們的混合物。
正如前面所提及的，上式的胺類組分在降低傳遞液摩擦性能方面最初是基本隋性的。在這方面，不受理論制約，認(rèn)為添加劑從最初的對(duì)影響摩擦性能基本隋性的狀態(tài)能轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N可以改善摩擦性能的狀態(tài)，比如在一種氧化機(jī)理作用下或在氧化應(yīng)力和熱應(yīng)力作用下。
合適的脂族叔胺包括從AKzo Nobel購(gòu)買的商標(biāo)名稱為ARMEEN的甲胺類產(chǎn)品，比如二椰油酸甲胺，商標(biāo)名稱為ARMEEN M2C，這種物質(zhì)含有至少約96％的叔胺，其粘度在60℃時(shí)為約7mPa.s；以及一種二(氫化動(dòng)物脂)甲胺，商標(biāo)名稱為ARMEEN M2HT，這種物質(zhì)含有至少約96％的叔胺，其粘度在60℃時(shí)為10mPa.s。
油溶性脂族叔胺在動(dòng)力傳遞液中的量可以在約0.05wt％～約8wt％之間。在另一個(gè)實(shí)施例中，油溶性脂族叔胺在動(dòng)力傳遞液中的量可以在約0.5wt％～約1.5wt％之間。
根據(jù)本發(fā)明所公開的內(nèi)容，適用于配制傳遞液組合物的基礎(chǔ)油可以選自任一種合成油或天然油或其混合物。天然油可包括動(dòng)物油和植物油(如蓖麻油、豬油)，及礦物油，如液體石油和溶劑處理過(guò)的或者酸處理過(guò)的石蠟型、環(huán)烷型或石蠟-環(huán)烷混合型礦物油，以及礦物油和植物油的混合物。通常基礎(chǔ)油的動(dòng)力粘度在100℃下為例如約2～約15cSt，在另一實(shí)施例中，為約2～約10cSt。
合成油可以包括α-烯烴的低聚物、酯、經(jīng)Fischer-Tropsch法衍生的油、氣液原料及其混合物中的一種或多種。合成基礎(chǔ)油可以包括羧酸與聚乙二醇和醇類的烷基酯，聚α-烯烴，包括聚丁烯，烷基苯，有機(jī)磷酸酯，聚硅油。合成油可以包括烴油，如聚合的和共聚的烯烴(如聚丁烯、聚丙烯、丙烯-異丁烯共聚物等等)；聚(1-己烯)、聚(1-辛烯)、聚(1-癸烯)等等，以及它們的混合物；烷基苯(比如十二烷基苯、十四烷基苯、二壬基苯、二(2-乙基己基)苯等等)；聚苯(比如聯(lián)苯、三聯(lián)苯、烷基化聚苯等等)；烷基化苯醚和烷基化苯硫醚，以及它們的衍生物、同類物和同系物等等。
因此可用于制備此處所述的傳遞液組合物的基礎(chǔ)油可選自美國(guó)石油協(xié)會(huì)(API)基礎(chǔ)油互換難則中的I-V類中的任一種基礎(chǔ)油?；A(chǔ)油的分類如下所示

II-III類基礎(chǔ)油指礦物基礎(chǔ)油無(wú)灰分散劑無(wú)灰分散劑可以從本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的無(wú)灰分散劑中任選一種。無(wú)灰分散劑可以包括烴基琥珀酰亞胺、烴基琥珀酰胺、多元醇酯、混合的烴基取代的琥珀酸酯/酰胺，及烴基取代酚、甲醛和多胺的曼尼期(Mannich)縮合產(chǎn)物中的一種或多種。合適的無(wú)灰分散劑可以包括這樣的無(wú)灰分散劑，如琥珀酰亞胺分散劑、曼尼期堿分散劑和聚合多胺分散劑。
烴基取代的琥珀?；瘎┯脕?lái)制備烴基取代的琥珀酰亞胺。烴基取代的琥珀酰化劑包括，但不僅限于，烴基取代的琥珀酸、烴基取代的琥珀酸酐、烴基取代的琥珀酰鹵化物(例如酰氟和酰氯)，和烴基取代的琥珀酸與低級(jí)醇(例如那些最多含約7個(gè)碳原子的醇)的酯，即烴基取代的化合物能夠起羧基?；瘎┑淖饔谩?br> 烴基取代的?；瘎┛梢酝ㄟ^(guò)具有適當(dāng)分子量的聚烯烴或氯化聚烯烴與馬來(lái)酸酐反應(yīng)制備而得。相似的羧基反應(yīng)物可用來(lái)制備酰化劑。這樣的反應(yīng)物可以包括，但不僅限于，馬來(lái)酸、富馬酸、蘋果酸、酒石酸、衣康酸、衣康酸酐、檸康酸、檸康酸酐、甲基富馬酸、乙基馬來(lái)酸酐、二甲基馬來(lái)酸酐、乙基馬來(lái)酸、二甲基馬來(lái)酸、己基馬來(lái)酸等等，包括相應(yīng)的酰鹵化物和較低級(jí)的脂肪酸酯。
烯烴的分子量取決于取代的琥珀酸酐的預(yù)定用途。通常，取代的琥珀酸酐可以帶有一個(gè)具有約8～約500個(gè)碳原子的烴基。但是，用來(lái)制備潤(rùn)滑油分散劑的取代的琥珀酸酐可以帶有一個(gè)具有約40～約500個(gè)碳原子的烴基。
馬來(lái)酸酐和烯烴的摩爾比的變化范圍很大。例如，摩爾比可以為約5∶1到約1∶5，或者例如，摩爾比為約1∶1到為3∶1。諸如聚異丁烯這樣的烯烴的數(shù)均分子量可以是約500～約7000，或者在另一個(gè)實(shí)施例中，是約800～約3000，或者更高。馬來(lái)酸酐可以以超過(guò)化學(xué)計(jì)量的量使用，例如，每摩爾烯烴約1.1至約3摩爾馬來(lái)酸酐。沒有反應(yīng)的馬來(lái)酸酐能夠從最終的反應(yīng)混合物中蒸發(fā)出去。
多烯基琥珀酸酐可以在諸如催化加氫這樣的傳統(tǒng)還原條件下被轉(zhuǎn)化為多烷基琥珀酸酐。對(duì)催化加氫而言，一種適宜的催化劑是例如負(fù)載在碳上的鈀。同樣，多烯基琥珀酰亞胺可以在相似的還原條件下被轉(zhuǎn)化為多烷基琥珀酰亞胺。
在此使用的琥珀酸酐上的多烷基或多烯基取代基通常可以經(jīng)由聚烯烴制得，聚烯烴可以是單烯烴，特別是1-單烯烴，如乙烯、丙烯和丁烯的聚合物或共聚物。使用的單烯烴可以有約2至約24個(gè)碳原子，或者在另一個(gè)實(shí)施例中約3～約12個(gè)碳原子。其它合適的單烯烴包括丙烯、丁烯、異丁烯、1-辛烯和1-癸烯。從這些單烯烴制備而得的聚烯烴包括聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯，和從1-辛烯及1-癸烯制得的聚α烯烴。
在一些實(shí)施方案中，無(wú)灰添加劑可以含有一種或者多種胺的烯基琥珀酰亞胺，胺中至少有一個(gè)能形成酰亞胺基的伯氨基。烯基琥珀酰亞胺可以經(jīng)由諸如加熱烯基琥珀酸酐、酸、酸-酯、酰鹵化物，或者低級(jí)烷基酯和至少含一個(gè)伯氨基的胺的傳統(tǒng)方法制得。將聚烯烴和馬來(lái)酸酐的混合物加熱至約180℃～約220℃可以很容易地制得烯基琥珀酸酐。聚烯烴可以是低級(jí)單烯烴如乙烯、丙烯、異丁烯等的聚合物或共聚物，通過(guò)凝膠滲透色譜法(GPC)測(cè)定聚烯烴的數(shù)均分子量為約300～約3000。
用于形成無(wú)灰分散劑的胺可包括任一種胺，該胺中至少有一個(gè)可以反應(yīng)生成酰亞胺基的伯氨基和至少另一個(gè)伯氨基或仲氨基和/或至少一個(gè)羥基。一些代表性的例子是N-甲基-丙二胺、N-十二烷基丙二胺、N-氨丙基哌嗪、乙醇胺、N-乙醇乙二胺等等。
合適的胺可以包括亞烷基多胺，諸如丙二胺、二亞丙基三胺、二-(1，2-亞丁基)三胺和四-(1，2-亞丙基)五胺。在另一實(shí)施例中包括亞乙基多胺，其可以用式H2N(CH2CH2NH)nH表示，其中n是指約1～約10的整數(shù)。它們包括乙二胺、二亞乙基三胺(DETA)、三亞乙基四胺(TETA)、四亞乙基五胺(TEPA)、五亞乙基六胺(PEHA)等等，也包括上述物質(zhì)的混合物，在這種情況下，n是指混合物的平均值。這樣的亞乙基多胺在端部有一個(gè)伯氨基，因此它們可以形成單烯基琥珀酰亞胺和雙烯基琥珀酰亞胺。從市場(chǎng)上可購(gòu)得的亞乙基多胺混合物可含少量支鏈類物質(zhì)和環(huán)狀物質(zhì)，如N-氨基乙基哌嗪、N，N′-雙(氨基乙基)哌嗪、N，N′-雙(哌嗪基)乙烷，和類似化合物。商品混合物可以含有從二亞乙基三胺到四亞乙基五胺之間的大約所有組合物。多烯基琥珀酸酐和多亞烷基多胺的摩爾比可為約1∶1到約3∶1。
在一些實(shí)施方案中，無(wú)灰分散劑可以包括多亞乙基多胺，如三亞乙基四胺或四亞乙基五胺與烴取代的羧酸或酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物，其中烴取代的羧酸或酸酐是由具有合適分子量的聚烯烴如聚異丁烯與不飽和聚羧酸或酸酐，如馬來(lái)酸酐、馬來(lái)酸、富馬酸等反應(yīng)而成，包括兩種或兩種以上這些物質(zhì)的混合物。
也適用于制備此處所述的分散劑的多胺包括N-芳基苯二胺，例如N-苯基苯二胺，如N-苯基-1，4-苯二胺、N-苯基-1，3-苯二胺和N-苯基-1，2-苯二胺；氨基噻唑類物質(zhì)，如氨基噻唑、氨基苯并噻唑、氨基苯并噻二唑和氨基烷基噻唑；氨基咔唑；氨基吲哚；氨基吡咯；氨基吲唑啉酮；氨基巰基三唑；氨基啶；氨基烷基咪唑，比如1-(2-氨基乙基)咪唑，1-(3-氨基丙基)咪唑；和氨基烷基嗎啉，如4-(3-氨基丙基)嗎啉。在美國(guó)專利4,863,623和5,075,383里更詳細(xì)地描述了這些多胺。此類多胺能夠?yàn)樽罱K產(chǎn)品提供另外的益處，如抗磨損和抗氧化。
另外用來(lái)形成烴基取代的琥珀酰亞胺的多胺包括那些分子中至少有一個(gè)伯氨基或仲氨基和至少一個(gè)叔氨基的多胺，如美國(guó)專利5,634,951和5,725,612所教導(dǎo)地那樣。合適的多胺的實(shí)例包括N，N，N″，N″-四烷基二亞烷基三胺(兩個(gè)端叔氨基和一個(gè)中心仲氨基)、N，N，N′，N″-四烷基三亞烷基四胺(一個(gè)端叔氨基，兩個(gè)中間叔氨基和一個(gè)端伯氨基)、N，N，N′，N″，N″-五烷基三亞烷基四胺(一個(gè)端叔氨基，兩個(gè)中間叔氨基和一個(gè)端仲氨基)、三(二烷基氨基烷基)氨基烷基甲烷(三個(gè)端叔氨基和一個(gè)中間叔氨基)，以及類似的化合物，其中烷基是相同的或者不同的，通常每個(gè)烷基含不超過(guò)約12個(gè)碳原子，在另一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)烷基含有約1～約4個(gè)碳原子。在又一個(gè)實(shí)施例中，這些烷基可以是甲基和/或乙基。這種類型的多胺反應(yīng)物可包括二甲氨基丙胺(DMAPA)和N-甲基哌嗪。
合適的羥基胺可以包括含至少一個(gè)能與烴基取代的琥珀酸或酸酐反應(yīng)的伯胺或仲胺的化合物、低聚物或者聚合物。適用于此的羥基胺的實(shí)例包括氨基乙基乙醇胺(AEEA)、氨基丙基二乙醇胺(APDEA)、乙醇胺、二乙醇胺(DEA)、部分丙氧基化己二胺(例如HMDA-2PO或HMDA-3PO)、3-氨基-1，2-丙二醇、三(羥甲基)氨基甲烷和2-氨基-1，3-丙二醇。
胺與烴基取代的琥珀酸或琥珀酸酐的摩爾比可以在約1∶1到約3.0∶1之間。胺與烴基取代的琥珀酸或琥珀酸酐摩爾比的另一個(gè)實(shí)例可以在大約1.5∶1到約2.0∶1之間。
上述分散劑也可以經(jīng)過(guò)后處理，例如用馬來(lái)酸酐和硼酸對(duì)分散劑進(jìn)行處理，如按Scattergood的美國(guó)專利5,789,353所描述的那樣；或者用壬基酚、甲醛和/或乙醇酸對(duì)分散劑進(jìn)行處理，如按DeGonia等的美國(guó)專利5,137,980所描述的那樣。
曼尼期堿分散劑可以是烷基酚與一種或多種含約1～約7個(gè)碳原子的脂族醛(例如甲醛及其衍生物)和多胺(例如多亞烷基多胺)的反應(yīng)產(chǎn)物，其中烷基酚的環(huán)上通常有一個(gè)長(zhǎng)鏈烷基取代基。例如，曼尼期堿無(wú)灰分散劑可以由大約1摩爾比例的長(zhǎng)鏈烴取代酚與約1～約2.5摩爾的甲醛和約0.5～約2摩爾的多亞烷基多胺縮合而成。
用來(lái)制備曼尼期多胺分散劑的烴源可以衍生自基本飽和的石油餾分和烯烴聚合物，例如具有約2～約6個(gè)碳原子的單烯烴的聚合物。烴源通常可以含例如至少約40個(gè)碳原子，在另一個(gè)實(shí)施例中，至少約50個(gè)碳原子，以便為分散劑提供足夠的油溶性。合適的烴源可以包括異丁烯聚合物和異丁烯與一種萃余液I物流的混合物制得的聚合物。
合適的曼尼期堿分散劑可以是曼尼期堿無(wú)灰分散劑，其是由大約1摩爾比例的長(zhǎng)鏈烴取代酚與約1～約2.5摩爾的甲醛和約0.5～約2摩爾的多亞烷基多胺縮合而成。
適合作為無(wú)灰分散劑的聚合多胺分散劑是含堿性氨基和油溶性基團(tuán)(例如至少有約8個(gè)碳原子的側(cè)基)的聚合物。這樣的物質(zhì)為例如由各種單體諸如甲基丙烯酸癸酯、乙烯基癸醚或者較高分子量的烯烴與丙烯酸氨基烷基酯以及氨基烷基丙烯酰胺形成的互聚物。在美國(guó)專利3,329,658；3,449,250；3,493,520；3,519,565；3,666,730；3,687,849；和3,702,300中描述了幾例聚合多胺分散劑。聚合多胺可以包括烴基多胺，其中烴基由異丁烯和上述萃余液I物流的聚合產(chǎn)物組成。也可以使用聚異丁烯(“PIB”)胺和P-多胺。
制備上述無(wú)灰分散劑的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，在專利文獻(xiàn)中也有報(bào)道。例如，合成前面所述的各類無(wú)灰分散劑的方法在下列美國(guó)專利中都有描述2,459,112；2,962,442，2,984,550；3,036,003；3,163,603；3,166,516；3,172,892；3,184,474；3,202,678；3,215,707；3,216,936；3,219,666；3,236,770；3,254,025；3,271,310；3,272,746；3,275,554；3,281,357；3,306,908；3,311,558；3,316,177；3,331,776；3,340,281；3,341,542；3,346,493；3,351,552；3,355,270；3,368,972；3,381,022；3,399,141；3,413,347；3,415,750；3,433,744；3,438,757；3,442,808；3,444,170；3,448,047；3,448,048；3,448,049；3,451,933；3,454,497；3,454,555；3,454,607；3,459,661；3,461,172；3,467,668；3,493,520；3,501,405；3,522,179；3,539,633；3,541,012；3,542,680；3,543,678；3,558,743；3,565,804；3,567,637；3,574,101；3,576,743；3,586,629；3,591,598；3,600,372；3,630,904；3,632,510；3,632,511；3,634,515；3,649,229；3,697,428；3,697,574；3,703,536；3,704,308；3,725,277；3,725,441；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；3,836,471；3,862,981；3,872,019；3,904,595；3,936,480；3,948,800；3,950,341；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；4,485,023；5,137,980，和Re 26,433，在這引入這些專利作為參考。
另一種合適的無(wú)灰分散劑的例子是硼酸化的分散劑。硼酸化的分散劑可以通過(guò)將分子中含有堿性氮和/或至少一個(gè)羥基的無(wú)灰分散劑進(jìn)行硼酸化而形成，例如琥珀酰亞胺無(wú)灰分散劑、琥珀酰胺分散劑、琥珀酸酯分散劑、琥珀酸酯-酰胺分散劑、曼尼期堿分散劑或者烴基胺或者多胺分散劑。
硼酸化的分散劑可以含有至少一個(gè)聚亞烷基部分。在另一個(gè)實(shí)施例中，硼酸化的分散劑可以包括至少兩個(gè)聚亞烷基部分。聚亞烷基部分的重均分子量為約300～約3000。例如，聚亞烷基部分的重均分子量為約1300～約2100。在另一個(gè)實(shí)施例中，聚亞烷基部分的重均分子量可以是約2100。聚亞烷基部分可以包括一個(gè)聚丁烯基。以下美國(guó)專利描述了用于硼酸化上述各種無(wú)灰分散劑的方法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；4,652,387；和4,857,214。
硼酸化的分散劑可以包括用硼處理的高分子量分散劑，以便硼酸化的分散劑包含最高達(dá)2wt％的硼。在另一個(gè)實(shí)施例中，硼酸化的分散劑可以含有約0.8wt％或更少量的硼。另一實(shí)施例中，硼酸化的分散劑可以含有約0.1～約0.7wt％的硼。在另一個(gè)實(shí)施例中，硼酸化的分散劑可以含有約0.25～約0.7wt％的硼。在另一個(gè)實(shí)施例中，硼酸化的分散劑可以含有約0.35～約0.7wt％的硼。為了便于處理，分散劑可以溶解在適宜粘度的油中。應(yīng)該理解為此處給出的重量百分比是相對(duì)于純的且沒有任何稀釋油加入的分散劑而言。
分散劑可以和有機(jī)酸、酸酐和/或醛/酚的混合物進(jìn)行進(jìn)一步反應(yīng)。例如這樣的處理可以增加分散劑與彈性體密封件的相容性。硼酸化的分散劑可進(jìn)一步包括硼酸化的分散劑的混合物。在另一個(gè)實(shí)施例中，硼酸化的分散劑可以包括含氮分散劑和/或可不含磷。
合適的分散劑可以是磷酰化分散劑。例如，曼尼期或者琥珀酰亞胺分散劑可以和磷化合物，例如含磷酸反應(yīng)。合適的含磷酸包括例如磷酸(H3PO3)、亞磷酸氫二丁酯(DBHP)、二烷基二硫代磷酸等等。另外，琥珀酰亞胺分散劑，如聚異丁烯琥珀酸酐，可以經(jīng)過(guò)磷酸化和/或硼酸化以提供合適的分散劑。
動(dòng)力傳液遞中分散劑的存在量可以是大約0.1wt％～約10wt％。另外，動(dòng)力傳遞液可包含大約2wt％～約7wt％的分散劑。另外，在一些實(shí)施方案中，動(dòng)力傳遞液可以包含大約3wt％～約5wt％的分散劑。另外，動(dòng)力傳遞液中可以含有足夠量的硼酸化的分散劑，以使最終傳遞液中的硼含量最高可以達(dá)到1900重量份/百萬(wàn)重量份(ppm)，以使例如最終傳遞液中的硼含量可以是大約50～約500ppm。
可供選擇的組分除了上述無(wú)灰分散劑和油溶性脂族叔胺外，動(dòng)力傳遞液還可包括在自動(dòng)傳遞液配方中使用的傳統(tǒng)類型的添加劑。這些添加劑包括，但不限于，摩擦改性劑、抗氧劑、極壓添加劑、防腐劑、抗磨劑、金屬鈍化劑、消泡劑、傾點(diǎn)下降劑、加氣劑、金屬清潔劑和/或密封膨脹劑。
用于配制在此討論的組合物的添加劑可以單獨(dú)混入到基礎(chǔ)油中，或者以各種輔助組合物的方式混入其中。但是，優(yōu)選采用一種添加劑濃縮物(即添加劑加稀釋劑，如烴溶劑)同時(shí)混合所有組分。使用添加劑濃縮物會(huì)有利地利用使用添加劑濃縮物形式時(shí)組分組合所提供的相容性。同時(shí)使用濃縮物可以減少混合時(shí)間和降低發(fā)生調(diào)和誤差的可能性。
本文公開的動(dòng)力傳遞液可以包括適用于任何傳動(dòng)應(yīng)用，比如一種分段自動(dòng)傳動(dòng)或者手動(dòng)傳動(dòng)裝置的傳遞液。另外，本發(fā)明中的動(dòng)力傳遞液適用于帶有滑動(dòng)變扭器、鎖定變扭器、啟動(dòng)離合器和/或一個(gè)或者多個(gè)變速離合器的傳動(dòng)裝置。這樣的傳動(dòng)裝置包括四-、五-、六-和七-速傳動(dòng)，及連續(xù)變速傳動(dòng)裝置(鏈?zhǔn)?、帶式或者轉(zhuǎn)盤式)。它們也可以被用在手動(dòng)傳動(dòng)裝置中，包括自動(dòng)手動(dòng)和雙離合傳動(dòng)裝置。
在這方面，在向動(dòng)力傳遞液中添加脂族叔胺組分前，動(dòng)力傳遞液可以含有下列組分

本發(fā)明還涉及包含本發(fā)明動(dòng)力傳遞液的傳動(dòng)裝置以及包含發(fā)動(dòng)機(jī)和該傳動(dòng)裝置的車輛。
本發(fā)明還涉及改善動(dòng)力傳遞液摩擦耐用性的方法，包括向基礎(chǔ)油中添加包含無(wú)灰分散劑和本發(fā)明所述油溶性脂族叔胺組分的添加劑組合物。
附圖簡(jiǎn)述

圖1A為傳遞液測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1B是對(duì)圖1A中傳遞液測(cè)試裝置的速度分布的圖解說(shuō)明。
圖2舉例說(shuō)明了對(duì)比傳遞液樣品的摩擦分布。
圖3舉例說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的第一種傳遞液樣品的摩擦分布。
圖4舉例說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的第二種傳遞液樣品的摩擦分布。
圖5舉例說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的第三種傳遞液樣品的摩擦分布。
圖6舉例說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的第四種傳遞液樣品的摩擦分布。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例對(duì)按本發(fā)明實(shí)施方案制備的動(dòng)力傳遞液樣品就摩擦的改善效果進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)。傳遞液樣品的摩擦特性用環(huán)狀試驗(yàn)裝置上的LFW-1滑塊進(jìn)行測(cè)試，其中，傳遞液樣品裝在圖1A所示的LFW-1試驗(yàn)裝置1上的環(huán)和滑塊之間。
裝置1上裝備有滑塊2、不銹鋼環(huán)4和測(cè)力器5，滑塊2上有由紙摩擦材料構(gòu)成的接觸表面3。在滑塊2上施加負(fù)載6，由于環(huán)4的轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的阻力通過(guò)測(cè)力器5來(lái)測(cè)試。環(huán)的較下部分浸在待測(cè)傳遞液樣品7中。
施加在滑塊上的負(fù)荷大約是27.2kg，在121℃下，環(huán)相對(duì)于滑塊的旋轉(zhuǎn)在約40s的加速循環(huán)中從大約0加速到大約0.5m/s，然后又從約0.5m/s減速到0。環(huán)旋轉(zhuǎn)的速度曲線如圖1B所示。
測(cè)試循環(huán)期間滑塊和環(huán)之間的摩擦，對(duì)新傳遞液樣品和老化的傳遞液樣品進(jìn)行多方面的測(cè)試，給出了與傳遞液樣品摩擦耐用性相關(guān)的信息。在熱降解溫度下，把傳遞液樣品放在一個(gè)氧化浴里一段時(shí)間，如在170℃下氧化100～200h，使傳遞液老化。然后比較最終的摩擦性能測(cè)試值，或者摩擦耐用性。在低速(接近0)下測(cè)試到的摩擦平均值為μ靜態(tài)，而在中心位置(最大速度)測(cè)試到的為μ動(dòng)態(tài)。
圖2顯示了油基傳遞液基準(zhǔn)樣品(表1中的樣品#1)的摩擦特性測(cè)試曲線，該傳遞液含有無(wú)灰添加劑，但并未經(jīng)過(guò)使其包括本發(fā)明中的油溶性脂族叔胺成分的處理。曲線A代表傳遞液老化前的摩擦特性，曲線B代表傳遞液經(jīng)歷了上述老化條件后的摩擦特性。
圖2中顯示的數(shù)據(jù)是通過(guò)使用環(huán)試驗(yàn)裝置上的LFW-1滑塊，并如上述老化傳遞液而得到的。
圖3顯示了油基傳遞液基準(zhǔn)樣品(表1中的樣品#2)的摩擦特性測(cè)試曲線，該傳遞液含有無(wú)灰添加劑并經(jīng)過(guò)處理包括油溶性脂族叔胺成分(0.5wt％)。曲線C代表傳遞液老化前的摩擦性能，曲線D代表如上所述老化后的摩擦性能。
圖3中顯示的數(shù)據(jù)是通過(guò)使用環(huán)試驗(yàn)裝置上的LFW-1滑塊，并如上述老化傳遞液而得到的。
圖4顯示了油基傳遞液基準(zhǔn)樣品(表1中的樣品#3)的摩擦特性測(cè)試曲線，該傳遞液含有無(wú)灰添加劑并經(jīng)過(guò)處理包括油溶性脂族叔胺成分(1.0wt％)。曲線E代表傳遞液老化前的摩擦性能，曲線F代表如上所述老化后的摩擦性能。
圖4中顯示的數(shù)據(jù)是通過(guò)使用環(huán)試驗(yàn)裝置上的LFW-1滑塊，并如上述老化傳遞液而得到的。
圖5顯示了油基傳遞液基準(zhǔn)樣品(表1中的樣品#4)的摩擦特性測(cè)試曲線，該傳遞液含有無(wú)灰添加劑并經(jīng)過(guò)處理包括油溶性脂族叔胺成分(4.0wt％)。曲線G代表傳遞液老化前的摩擦性能，曲線H代表如上所述老化后的摩擦性能。
圖5中顯示的數(shù)據(jù)是通過(guò)使用環(huán)試驗(yàn)裝置上的LFW-1滑塊，并如上述老化傳遞液而得到的。
圖6顯示了油基傳遞液基準(zhǔn)樣品(表1中的樣品#5)的摩擦特性測(cè)試曲線，該傳遞液含有無(wú)灰添加劑，并且經(jīng)過(guò)處理包括本發(fā)明中的油溶性脂族叔胺成分(4.0wt％)。曲線I代表傳遞液老化前的摩擦特性，曲線J代表如上所述老化后的摩擦特性。
圖6中顯示的數(shù)據(jù)是通過(guò)使用環(huán)試驗(yàn)裝置上的LFW-1滑塊，并如上述老化傳遞液而得到的。
表1添加油溶性脂族叔胺對(duì)摩擦的改善效果

從表1所示的數(shù)據(jù)可知，靜態(tài)與動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)的比值數(shù)值較低，說(shuō)明傳遞液有較好的摩擦耐用性，上述比值優(yōu)選小于約1，例如0.939。因此所有代表根據(jù)本發(fā)明處理的傳遞液的傳遞液樣品在摩擦耐用性方面都優(yōu)于對(duì)照樣品。
在本說(shuō)明書的許多地方，參考了大量的美國(guó)專利。所有這些引用的文獻(xiàn)被全部清楚地引入到本申請(qǐng)中，如同在此全部列出一樣。
考慮到在此公開的對(duì)發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明及實(shí)施例，本發(fā)明的其它實(shí)施方案對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的。在通篇說(shuō)明書及權(quán)利要求書中用到的“一種”可以指一種或一種以上。除非特別指明，所有表明組分?jǐn)?shù)量，性能如分子量、百分比、比例、反應(yīng)條件以及在說(shuō)明書及權(quán)利要求書中所用到的數(shù)字均應(yīng)該理解為在所有情況下都以“約”作為修飾。因此，除非另外指明，在說(shuō)明書和權(quán)利要求書中所例的數(shù)字參數(shù)均是近似的，可以依據(jù)本發(fā)明所要求達(dá)到的預(yù)期性能而改變。至少，而且不想把本申請(qǐng)等同的技術(shù)方案限制到權(quán)利要求要求保護(hù)的范圍，只要按照?qǐng)?bào)道的有意義的數(shù)字的數(shù)目并且運(yùn)用常規(guī)的舍入技巧，每個(gè)數(shù)字參數(shù)應(yīng)該至少可以得到解釋。雖然闡述本發(fā)明廣闊范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是大概的，但本發(fā)明的特定實(shí)施例中所列的數(shù)值還是盡可能的精確。但是，任何數(shù)值，因它們各自試驗(yàn)檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，必然固有地含有某些誤差。應(yīng)該認(rèn)為，說(shuō)明書和實(shí)施例僅僅是想舉例說(shuō)明而已，下面的權(quán)利要求表明了本發(fā)明真正的保護(hù)范圍和精神實(shí)質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力傳遞液組合物，包括(a)一種基礎(chǔ)油和(b)一種添加劑組合物，包括一種無(wú)灰分散劑和一種油溶性脂族叔胺組分，其中油溶性脂族叔胺組分包括下式的油溶性脂族叔胺 其中R1基團(tuán)包括具有約1～約4個(gè)碳原子的烷基或烯基，R2和R3基團(tuán)分別包括具有約8～約100個(gè)碳原子的烷基、烯基、烷氧基烷基、炔基、烷硫基烷基、鹵代烷基和鹵代烯基中的任一種。
2.一種含有權(quán)利要求1所述的傳遞液的傳動(dòng)裝置。
3.含有發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的車輛，該傳動(dòng)裝置包括權(quán)利要求1所述的傳遞液。
4.一種改善傳遞液摩擦耐用性的方法，包括通過(guò)向基礎(chǔ)油中添加包含下列組分的添加劑組合物制備傳遞液一種無(wú)灰分散劑和一種油溶性脂族叔胺組分，其中油溶性脂族叔胺組分包括下式的油溶性脂族叔胺 其中R1基團(tuán)包括具有約1～約4個(gè)碳原子的烷基或烯基，R2和R3基團(tuán)分別包括具有約8～約100個(gè)碳原子的烷基、烯基、烷氧基烷基、炔基、烷硫基烷基、鹵代烷基和鹵代烯基中的任一種。
全文摘要
一種具有改善性能的動(dòng)力傳遞液組合物。該傳遞液可以包括一種基礎(chǔ)油和一種添加劑組合物，其中添加劑組合物包括一種無(wú)灰分散劑和一種油溶性脂族叔胺。最終的傳遞液可具有改善的耐用性能。
文檔編號(hào)C10M133/00GK1660979SQ20051005424
公開日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2005年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月27日
發(fā)明者L·D·薩托夫, K·亞特蘇納米 申請(qǐng)人:雅富頓公司