專利名稱：齒輪油組合物，其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明廣義涉及適合用作潤滑油、特別是用作齒輪油的組合物背景。齒輪油用于工業(yè)用途及移動設(shè)備如汽車、拖拉機(jī)等(統(tǒng)稱為“設(shè)備”)中。當(dāng)用于 某些用途如牽引驅(qū)動器時，齒輪油是作為移動部件之間的油膜存在的。在牽引驅(qū)動器應(yīng)用 中，動力通過齒輪油膜傳輸。在一些應(yīng)用，如末級減速齒輪的準(zhǔn)雙曲面齒輪中，非常希望在 齒輪間形成/保留厚油膜。油膜厚度增加到足夠水平可保護(hù)摩擦表面不受損壞，大大提高 齒輪和/或軸承疲勞壽命和載荷耐受性特性。牽引系數(shù)是移動載荷所需的力除以該載荷。該系數(shù)的值表示潤滑劑膜被剪切的容 易程度。希望齒輪油具有低牽引系數(shù)，因為牽引系數(shù)越低，因潤滑劑剪切而耗散的能量越 少。除了具有低牽引系數(shù)之外，對于齒輪油重要的是具有高的壓力-粘度系數(shù)。壓 力-粘度系數(shù)(“PVC”)是指當(dāng)所有其它因素(材料、溫度、幾何結(jié)構(gòu)、速度、載荷)恒定時 置于動態(tài)載荷區(qū)處的油膜上的載荷(壓力)與該載荷處的油膜厚度(粘度)之間的關(guān)系。 根據(jù)如美國齒輪制造商協(xié)會(AGMA)信息表AGMA 925-A03中所提到的數(shù)學(xué)估算在特定條件 組(彈性流體動力學(xué)狀態(tài)，也稱作EHL或EHD狀態(tài))下齒輪油的壓力-粘度系數(shù)對于油膜 厚度是固定值。希望齒輪油具有高PVC值。在大量專利公開和申請中，即US 2006/0289337, US2006/020185U US2006/0016721、US2006/0016724、US2006/0076267、US2006/020185、US2006/013210、 US2005/0241990、US2005/0077208, US2005/0139513、US2005/0139514、US2005/0133409、 US2005/0133407、US2005/0261147、US2005/0261146、US2005/0261145、US2004/0159582、 US7018525、US7083713、美國專利申請?zhí)?11/400570、11/535165 和 11/613936 中，替代烴產(chǎn) 品即費托基礎(chǔ)油是由進(jìn)料是費托合成所回收的含蠟進(jìn)料的方法來生產(chǎn)的，上述專利文件并 入本文引為參考。所述方法包括完全或部分加氫異構(gòu)化脫蠟步驟，使用雙功能催化劑或可 選擇性將鏈烷烴異構(gòu)化的催化劑。通過在異構(gòu)化區(qū)于加氫異構(gòu)化條件下將含蠟進(jìn)料與加氫 異構(gòu)化催化劑接觸來實現(xiàn)加氫異構(gòu)化脫蠟。費托合成產(chǎn)品可通過眾所周知的方法如工業(yè)化的SASOL 淤漿相費托技術(shù)、 工業(yè)化的SHELL 中間餾分合成(SMDQ工藝或者通過未工業(yè)化的EXXON 先進(jìn)氣體 轉(zhuǎn)化(AGC-21)工藝來獲得。這些及其它工藝方法的詳情例如描述于EP-A-776959、 EP-A-668342、美國專利號 4，943，672,5, 059，299,5, 733，839 和 RE39073 以及美國公開申請 號 2005/0227866、W0-A-9934917、W0-A-9920720 和 W0-A-05107935。費托合成產(chǎn)品通常包 括1-100甚或100以上個碳原子的烴且一般包括鏈烷烴、烯烴和含氧產(chǎn)物。費托法是一種 能生產(chǎn)清潔替代烴產(chǎn)品的可行方法。需要具有低的牽引系數(shù)、高的壓力-粘度系數(shù)和最佳膜厚性能的含替代烴產(chǎn)品的 齒輪油組合物。發(fā)明概述
一方面，本發(fā)明涉及包含如下組分的齒輪油組合物a)基礎(chǔ)油，所述基礎(chǔ)油包含 至少一種具有連續(xù)碳原子數(shù)且環(huán)烷屬碳少于10wt% (n-d-M法測定)的異構(gòu)化基礎(chǔ)油與 100°C下運動粘度為3-120mm2/S且粘度指數(shù)至少為60的礦物油的協(xié)同混合物；b)0. 001到 30wt%的至少一種添加劑，選自牽引系數(shù)降低劑、分散劑、粘度改進(jìn)劑、降傾點劑、消泡劑、 抗氧劑、防銹劑、金屬鈍化劑、極壓劑、摩擦改進(jìn)劑和它們的混合物；其中所述異構(gòu)化基礎(chǔ)油 是以使齒輪油組合物具有15mm7s下牽引系數(shù)低于0. 030的協(xié)同量存在的。在另一方面，本發(fā)明涉及改進(jìn)齒輪油牽引系數(shù)性能的方法，所述方法包括向通 常用于制備所述齒輪油的基礎(chǔ)油中加入?yún)f(xié)同量的至少一種具有15mm2/s下牽引系數(shù)低于 0. 030的齒輪油用異構(gòu)化基礎(chǔ)油，其中所述異構(gòu)化基礎(chǔ)油具有連續(xù)碳原子數(shù)且環(huán)烷屬碳少 于10wt% (n-d-M法測定)。在一個實施方案中，以所述齒輪油組合物的總重量計，加到基 礎(chǔ)油基料中的足量異構(gòu)化基礎(chǔ)油范圍為20-80wt%。附圖簡述

圖1為比較在不同溫度下實施例1-5的齒輪組合物的壓力-粘度系數(shù)的曲線圖。圖2為比較不同溫度下實施例1-5的齒輪組合物的膜厚度的曲線。發(fā)明詳述說明書全文將使用下列術(shù)語，意思如下，除非另有說明?！百M托衍生的”意思是產(chǎn)物、餾分或進(jìn)料來源于或是產(chǎn)自于費托過程某一階段。本 文所用術(shù)語“費托基礎(chǔ)油”可與“FT基礎(chǔ)油”、“FTB0”、“GTL基礎(chǔ)油”(GTL 氣變液)或“費 托衍生基礎(chǔ)油”互換使用。本文所用術(shù)語“異構(gòu)化基礎(chǔ)油”是指通過含蠟進(jìn)料異構(gòu)化制成的基礎(chǔ)油。本文所用術(shù)語“含蠟進(jìn)料”包括至少40wt%正構(gòu)鏈烷烴。在一個實施方案中，含 蠟進(jìn)料包括多于50wt%正構(gòu)鏈烷烴。在另一個方案中，含蠟進(jìn)料包括多于75wt%正構(gòu)鏈烷 烴。在一個實施方案中，含蠟進(jìn)料還有很低的氮和硫水平，如氮和硫總合低于25ppm，或者在 其它實施方案中低于20ppm。含蠟進(jìn)料的實例包括疏松石蠟、脫油疏松石蠟、精制腳子油、含 蠟潤滑劑提余油、正構(gòu)鏈烷烴蠟、NAO蠟、產(chǎn)自化工廠工藝過程的蠟、脫油的石油衍生蠟、微 晶蠟、費托蠟和它們的混合物。在一個實施方案中，含蠟進(jìn)料的傾點高于50°C，在另一個實 施方案中高于60°C?！斑\動粘度”是在重力下流體流動時運動阻力的測量值mm7s，采用ASTM D445-06 測定?！罢扯戎笖?shù)”(VI)是一個經(jīng)驗的、無單位數(shù)值，表示溫度變化對油品運動粘度的影 響。油的VI越高，則其粘度隨溫度而變化的傾向就越低。粘度指數(shù)按ASTM D2270-04測定。冷啟動模擬機(jī)法表觀粘度(CCS VIS)是以毫帕秒mPa. s為單位的測量值，測定低 溫和高剪切下潤滑基礎(chǔ)油的粘度性質(zhì)。CCS VIS是按ASTM D 5四3_04測定。基礎(chǔ)油的沸程分布以wt %表示，是采用模擬蒸餾法(SIMDIS)按ASTM D 6352-04 “氣相色譜法測定沸程從174到700°C的石油餾分的沸程分布”測定的。“Noack揮發(fā)度”是按油質(zhì)量定義的，以表示，當(dāng)油在250°C下加熱，以恒定的 空氣流將其帶出60分鐘時的損失量，按照ASTM D5800-05程序B測定。布氏粘度是用來測定冷溫操作時潤滑劑的內(nèi)流體摩擦力，可按ASTM D2983-04法 測定。
“傾點”是在小心控制的條件下基礎(chǔ)油樣品將要開始流動的溫度，可按ASTM D 5950-02所述進(jìn)行測定?！白匀紲囟取笔且后w與空氣接觸時會自動點燃的溫度，可按ASTM 659-78進(jìn)行測定?！癓n”是指以e為底的自然對數(shù)?！盃恳禂?shù)”是一個固有的潤滑劑性能指標(biāo)，以無量綱的摩擦力F與法向力N之 比表示，摩擦力是一種抵抗或阻礙滑動或滾動表面間運動的機(jī)械力。牽引系數(shù)可用PCS儀 器有限公司的MTM牽引力測量系統(tǒng)來測定，該系統(tǒng)配有一個直徑19mm拋光球(SAE AISI 52100鋼)，與一個直徑46mm的平坦拋光圓盤((SAE AISI 52100鋼)成220角度。鋼球 和圓盤獨立以3米/秒的平均滾動速度測量，滑動與滾動比為40%，載荷為20牛頓。滾動 比的定義為球和盤之間滑動速度差除以球和盤的平均速度，即滾動比=(速度1-速度2)/ ((速度1+速度2)/2)。本文所用術(shù)語“連續(xù)碳原子數(shù)”的意思是基礎(chǔ)油具有整個碳數(shù)范圍即碳數(shù)中間的 每一個數(shù)的烴分子分布。例如，基礎(chǔ)油具有烴分子范圍從C22到C36或從C30到C60中間的 每一碳數(shù)?；A(chǔ)油的烴分子彼此相差連續(xù)的碳原子數(shù)，因此含蠟進(jìn)料也具有連續(xù)碳原子數(shù)。 例如，費托合成反應(yīng)時，碳原子源是C0，此時烴分子每次累積一個碳原子。石油衍生的含蠟 進(jìn)料具有連續(xù)碳原子數(shù)。與聚α-烯烴(PAO)基油相反，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的分子有更線形的 結(jié)構(gòu)，包括帶有較短支鏈的較長骨架。經(jīng)典教科書描述PAO為星形分子，特別是三癸烷，例 示說明為三個癸烷分子連接到中心點處。盡管星形分子是理論上的，不過PAO分子比構(gòu)成 本文所公開的異構(gòu)化基礎(chǔ)油的烴分子具有更少的和更長的支鏈。“帶有環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子”意思為任何單環(huán)或稠合多環(huán)飽和烴基的分子或含單 環(huán)或稠合多環(huán)飽和烴基作為一或多個取代基的分子?！皫в袉苇h(huán)烷屬官能團(tuán)的分子”意思為任何3-7元碳環(huán)的單環(huán)飽和烴基的分子或者 任何用一個3-7元碳環(huán)的單環(huán)飽和烴基取代的分子。“帶有多環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子”意思為任何兩或三個稠環(huán)的稠合多環(huán)飽和烴環(huán)基 團(tuán)的分子、任何用一或多個有兩或三個稠環(huán)的稠合多環(huán)飽和烴環(huán)基團(tuán)取代的分子或任何用 多于一個3-7元碳環(huán)的單環(huán)飽和烴基取代的分子。帶有環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子、帶有單環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子和帶有多環(huán)烷屬官能團(tuán)的 分子以重量百分?jǐn)?shù)報告，是采用場電離質(zhì)譜(FIMS)、用于測芳烴的HPLC-UV和用于測烯烴 的質(zhì)子NMR相結(jié)合來測定的，本文將進(jìn)一步全面描述。Oxidator BN測定模擬應(yīng)用中潤滑油的響應(yīng)。值越高或是說吸收1升氧氣的時 間越長表明穩(wěn)定性越好。Oxidator BN可用Dornte型氧氣吸收設(shè)備來測定(R. W. Dornte 白勺"Oxidation of White Oils", Industrial and Engineering Chemistry，28 卷，26 頁， 1936)，測定條件是340下1大氣壓的純氧，以IOOg油吸收1000ml O2的小時數(shù)來報告。在 Oxidator BN試驗中，每IOOg油使用0.8g催化劑。催化劑是模擬所用曲柄軸箱油的平均金 屬分析的可溶性金屬環(huán)烷酸鹽混合物。添加劑包是每IOOg油80 μ mol雙聚丙烯苯基二硫 代磷酸鋅。分子表征可采用本領(lǐng)域公知的場電離質(zhì)譜(FIMS)和n-d-M分析(ASTM D3238-95 (2005再審核))的方法進(jìn)行。在FIMS中，基礎(chǔ)油表征為烷烴和含有不同不飽和 數(shù)的分子。含有不同不飽和數(shù)的分子可包括環(huán)烷烴、烯烴和芳烴。若芳烴以較多含量存在，則它們在FIMS分析中將辨識為4-不飽和。當(dāng)烯烴以較多量存在時，它們在FIMS分析中 將辨識為1-不飽和。FIMS分析中的1-不飽和、2-不飽和、3-不飽和、4-不飽和、5-不飽 和及6-不飽和之總和，減去通過質(zhì)子NMR得到的烯烴wt %，再減去通過HPLC-UV得到的芳 烴wt%，就是具有環(huán)烷屬官能團(tuán)分子的總重量百分?jǐn)?shù)。若沒有測出芳烴含量，則假定少于0.且不包括在具有環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子總重量百分?jǐn)?shù)的計算值中。具有環(huán)烷屬官能 團(tuán)的分子總重量百分?jǐn)?shù)是帶有單環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子重量百分?jǐn)?shù)和帶有多環(huán)烷屬官能團(tuán) 重量百分?jǐn)?shù)之和。分子量是用ASTM D2503-92 (2002再審核)法測定的。所述方法采用熱電測量蒸 氣壓法(VPO)。在樣品體積不足的情況下，可采用替代方法ASTM D2502-04，且要標(biāo)明用此方法。密度是用ASTM D4052_96(2002再審核)法測定的。將樣品引入振蕩樣品管并將 因管質(zhì)量改變而引起的振蕩頻率變化值與校正數(shù)據(jù)結(jié)合來確定樣品的密度。烯烴的重量百分?jǐn)?shù)可按本文所指定的步驟用質(zhì)子-NMR法測定。在大多數(shù)試驗中， 烯烴是常規(guī)烯烴，即那些有氫連接雙鍵碳的烯烴類型的分布混合物，例如是α、亞乙烯基、 順式、反式和三取代的烯烴，可檢測出的烯丙基與烯烴積分之比在1-2. 5之間。當(dāng)這一比值 超過約3時，就表明存在較高百分?jǐn)?shù)的三或四取代烯烴，必須要作出其它的假設(shè)以計算在 樣品內(nèi)的雙鍵數(shù)量。所述步驟如下Α)制備5-10%測試烴于氘氯仿中的溶液；B)獲得至少 12ppm光譜寬度的常態(tài)質(zhì)子光譜并精確地參考化學(xué)位移(ppm)軸，所使用的這一儀器必需 具有充足的增益范圍，以便在沒有過載接受器/ADC的情況下獲得信號，例如當(dāng)采用30度脈 沖時，該儀器必需具有65000的最小信號數(shù)字化動態(tài)范圍。在一個方案中，儀器的動態(tài)范圍 至少為260000 ；C)測量以下區(qū)間的積分強(qiáng)度6. 0-4. 5ppm(烯烴),2. 2-1. 9ppm(烯丙基)，1.9-0. 5ppm(飽和物)；D)用ASTM D2503-92 (2002再審核)方法確定測試物的分子量，進(jìn)行 如下計算1.飽和烴的平均分子式；2.烯烴的平均分子式；3.總的積分強(qiáng)度(=所有積分 強(qiáng)度之和)；4.每個樣品氫的積分強(qiáng)度(=總的積分/在化學(xué)式內(nèi)氫的數(shù)量)；5.烯烴氫的 數(shù)量(=烯烴積分/每個氫的積分)；6.雙鍵的數(shù)量(=烯烴氫X烯烴式中的氫/2)；和 7.通過質(zhì)子NMR得到的烯烴wt 100X雙鍵的數(shù)量X典型烯烴分子中的氫數(shù)量/典型 測試物分子中的氫數(shù)量。在此試驗中，當(dāng)烯烴百分?jǐn)?shù)的結(jié)果較低，即少于約15wt%時，通過 質(zhì)子NMR計算步驟D得到烯烴wt %效果很好。在一個實施方案中，用HPLC-UV來測定芳族物百分?jǐn)?shù)。在一個實施方案中，所做的 試驗是用 Hewlett Packard 1050 Series Quaternary Gradient 高效液相色譜(HPLC)系 統(tǒng)，與HP 1050 Diode-Array UV-Vis檢測器連接，該檢測器與HP化學(xué)工作站對接。根據(jù)其 UV光譜圖及其洗脫時間確認(rèn)高度飽和基礎(chǔ)油中各芳族物類型。用于此分析的氨基柱主要基 于其環(huán)數(shù)(或是說雙鍵數(shù))來區(qū)分芳族物分子。因此，含有單環(huán)芳族物的分子首先洗脫，然 后是多環(huán)芳族物，按每分子中雙鍵數(shù)遞增的順序洗脫。對于有類似雙鍵特征的芳族物，環(huán)上 只有烷基取代基的芳族物比有環(huán)烷烴取代基的芳族物更快地洗脫出來。由UV吸收光譜對 各種基礎(chǔ)油芳烴進(jìn)行明確辨別，可以看出其峰電子躍遷相對于純模型化合物類似物都向紅 色偏移且偏移程度與環(huán)系上烷基和環(huán)烷基取代的量有關(guān)。在該芳族物的適合保留時間窗內(nèi) 對由每一通類化合物最優(yōu)波長制得的色譜圖求積分確定洗脫的芳族化合物的量。通過人工 評價不同時間洗脫化合物的各吸收光譜并根據(jù)其與模型化合物吸收光譜的定性相似度將其分入適合的芳族物類來確定各芳族物類的保留時間窗界限。HPLC-UV校正。在一個方案中，即使在含量很低的情況下，也可用HPLC-UV鑒定這 些類型的芳族化合物，例如多環(huán)芳烴通常比單環(huán)芳烴的吸收強(qiáng)10至200倍。烷基取代對吸 收有約20%的影響?？赏ㄟ^垂直下降法確定在272nm共洗脫的1-環(huán)和2-環(huán)芳烴的積分界 限。先基于與所述取代芳烴類似物最接近的光譜峰吸收由純模型化合物混合物構(gòu)建Beer's Law曲線確定每通類芳烴與波長有關(guān)的響應(yīng)因子。通過假設(shè)各類芳烴的平均分子量約等于 總基礎(chǔ)油試樣的平均分子量來計算芳烴的重量百分濃度。NMR分析。在一個方案中，通過長持續(xù)時間的碳13NMR分析確認(rèn)提純的單芳烴標(biāo)準(zhǔn) 樣品中含至少一個芳族官能團(tuán)的分子的總重量百分?jǐn)?shù)。將NMR結(jié)果由％芳族碳轉(zhuǎn)換成％芳 族分子(與HPLC-UV和D 2007 一致)，已知高度飽和基礎(chǔ)油中95-99%的芳烴是單環(huán)芳烴。 在另一個通過NMR精確測定低含量的所有帶至少一個芳族官能團(tuán)分子的試驗中，對標(biāo)準(zhǔn)D 5292-99 (2004再審核)方法進(jìn)行改進(jìn)達(dá)到500 1 (按ASTM標(biāo)準(zhǔn)實驗E 386)的最低碳靈 敏度。采用在有10-12mm Nalorac探針的400_500MHz NMR上進(jìn)行持續(xù)15小時的試驗。用 Acorn PC積分軟件定義基線的形狀并一致地進(jìn)行積分。支化度是指烴中烷基支鏈的數(shù)量。支化和支化位置可用碳-13 (13C)按下面九步 法來測定1)用DEPT Pulse序列確定CH支化中心和CH3支化終止點(Doddrel 1, D. T.； D. T. Pegg ；M. R. Bendall, Journal of Magnetic Resonance 1982，48，323 ·) ;2)用 APT pulse序列證實缺少引起多個支化的碳(季碳)(Patt，S. L. J. N. Shoolery, Journal of Magnetic Resonance 1982，46，535ff. ) ；3)用表列值和計算值將各種支化碳共振分配給 指定支化位置禾口長度(Lindeman, L. P. , Journal of Qualitative Analytical Chemistry 43,1971 1245ff ；Netzel, D. A.，et. al.，F(xiàn)uel, 60，1981，307 ·) ；4)通過比較甲基 / 烷基 指定碳的集合強(qiáng)度與單一碳強(qiáng)度(等于混合物中每分子的總積分/碳數(shù))來估算不同碳 位置處相對支化密度。對于2-甲基支化來說，末端甲基和支化甲基兩者在相同的共振位置 出現(xiàn)，在估算支化密度前將強(qiáng)度除以二。如果4-甲基支化部分被計算和列表，為了避免雙 重計算，必需扣除它對4+甲基的貢獻(xiàn)力)計算平均碳數(shù)，平均碳數(shù)是將樣品的分子量除以 14 (CH2的化學(xué)式重量)來確定的；6)每分子的支化數(shù)是步驟4中發(fā)現(xiàn)的支鏈之和；7)由每 分子的支化數(shù)目(步驟6)乘以100除以每分子的碳數(shù)來估算每100個碳原子的烷基支化的 數(shù)目力)用1H NMR分析法估算支化指數(shù)(Bi)，以液體烴組合物中NMR估算的總氫中甲基氫 (化學(xué)遷移范圍0. 6-1. 05ppm)的百分?jǐn)?shù)表示；9)用"C NMR估算支化接近度(BP)，以液體烴 組合物中NMR估算的總碳中重復(fù)的亞甲基碳一距端基或支化4或更多個碳(由NMR29. 9ppm 處的信號所代表)一的百分?jǐn)?shù)表示?？捎萌魏胃道锶~變換NMR波譜儀進(jìn)行測量，例如用有 7. OT或更大磁體的波譜儀進(jìn)行測量。用質(zhì)譜法、UV或NMR測量證實沒有芳族碳后，將"C NMR 研究的譜寬限于飽和碳區(qū)域，0-80ppm相對于TMS (四甲基硅烷)。25_50wt%于氯仿_dl中 的溶液用30度脈沖來激發(fā)，接著是1. 3秒探測時間。為了使非均勻強(qiáng)度數(shù)據(jù)最小化，在激發(fā) 脈沖前的6秒延遲過程中使用寬帶質(zhì)子逆門解偶。樣品摻入0.03-0. 05M Cr(acac)3(三(乙 酰丙酮)-鉻(III))作為馳豫試劑。DEPT和APT序列按文獻(xiàn)描述進(jìn)行，Varian或Bruker 操作手冊中描述的有微小差異。DEPT是通過極化轉(zhuǎn)移的無失真增強(qiáng)。DEPT 45序列給出鍵 聯(lián)到質(zhì)子上的所有碳信號。DEPT 90只顯示CH碳。DEPT 135表示向上的CH和CH3及相位 相差180度(向下)的CH2。APT是本領(lǐng)域公知的與碳結(jié)合質(zhì)子試驗。它使所有的碳可見，但若CH和CH3向上，則季碳和CH2向下。用13C-NMR測定樣品的支化性質(zhì)，在計算中使用如 下假設(shè)全部樣品為異構(gòu)鏈烷烴。不飽和度可用場電離質(zhì)譜(FIMQ來測定。齒輪油組合物在兩組分即異構(gòu)化基礎(chǔ)油組分和礦物油組分的協(xié)同共混物的基礎(chǔ) 油基料中包括0. 001-30wt%的任選添加劑，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的量足以使齒輪油組合物具有理 想的牽引系數(shù)、膜厚度和壓力-粘度系數(shù)性質(zhì)。組分A 異構(gòu)化基礎(chǔ)油在一個實施方案中基礎(chǔ)油基料的組分A包含至少一種異 構(gòu)化基礎(chǔ)油(或異構(gòu)化基礎(chǔ)油的調(diào)和物)，其產(chǎn)物本身、其餾分或其進(jìn)料來源于或是產(chǎn)于來 自費托過程的含蠟進(jìn)料異構(gòu)化過程某些階段(“費托衍生基礎(chǔ)油”)。在另一個實施方案中， 所述基礎(chǔ)油包含至少一種由基本為鏈烷屬蠟進(jìn)料(“含蠟進(jìn)料”)制成的異構(gòu)化基礎(chǔ)油。在 第三個實施方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油包含由基本為鏈烷屬蠟進(jìn)料所生產(chǎn)的產(chǎn)品與由來自費托 過程的蠟進(jìn)料生產(chǎn)的產(chǎn)品的混合物。費托衍生的基礎(chǔ)油公開于大量專利文獻(xiàn)，包括美國專利號6080301、6090989和 6165949 和美國專利公開號 US2004/0079678A1、US20050133409、US2006(^89337。費托過程 是一個催化化學(xué)反應(yīng)，其中一氧化碳和氫氣轉(zhuǎn)化為各種形式的液體烴，包括輕質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)物 和含蠟反應(yīng)產(chǎn)物，二者基本上都是鏈烷烴。在一個實施方案中，組分A包含具有連續(xù)碳原子數(shù)和環(huán)烷屬碳少于IOwt% (n-d-M 法測定)的基礎(chǔ)油。在還有一個方案中，由含蠟進(jìn)料制成的異構(gòu)化基礎(chǔ)油的100°c運動粘度 在1.5和3. 5mm2/s之間。在一個實施方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油是通過一個在足以使基礎(chǔ)油具有如下特征的條 件下進(jìn)行加氫異構(gòu)化脫蠟操作的方法制成的a)帶有至少一個芳族官能團(tuán)的所有分子的 重量百分?jǐn)?shù)少于0. 30，b)帶有至少一個環(huán)烷屬官能團(tuán)的所有分子的重量百分?jǐn)?shù)多于10，c) 帶有單環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子重量百分?jǐn)?shù)與帶有多環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子重量百分?jǐn)?shù)之比大 于20和d)粘度指數(shù)大于觀\1^(1001運動粘度)+80。在另一個方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油是由一個使用包含貴金屬加氫組分的擇形中孔徑 分子篩在600-750下(315-399°C)下進(jìn)行高鏈烷屬蠟加氫異構(gòu)化的方法制成的。在此方法 中，加氫異構(gòu)化反應(yīng)條件控制為使蠟進(jìn)料中沸點高于700下(37ΓΟ化合物成為沸點低于 700 0F (3710C )化合物的轉(zhuǎn)化率維持在10和50wt%之間。所得異構(gòu)化基礎(chǔ)油的100°C運 動粘度在ι. O和3. 5mm2/s之間和Noack揮發(fā)度少于50wt%?；A(chǔ)油包含多于3wt%的帶 有環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子和少于0. 30wt%的芳烴。在一個實施方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的Noack揮發(fā)度小于由下式計算的量 1000X (100°C下運動粘度Γ2 7。在另一個方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的Noack揮發(fā)度小于由下 式計算的量900X(10(TC下運動粘度Γ2 8。在第三個方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的100°C運動 粘度> 1. 808mm2/s和Noack揮發(fā)度小于由下式計算的量1. 286+20 (kvlOO) 5+551. 8e七10 °，其中kvlOO是100°C下運動粘度。在第四個方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的100°C運動粘度小于 4. 0mm2/s和Noack揮發(fā)度在0和100之間。在第五個方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的運動粘 度在1. 5和4. 0mm2/s之間和Noack揮發(fā)度小于由下式計算的Noack揮發(fā)度160-40 (100°C 下運動粘度)。在一個實施方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的100°C運動粘度在2.4-3.8mm2/s范圍內(nèi)和 Noack揮發(fā)度小于下式定義的量900X (100°C下運動粘度)_2 8_15)。對于在2. 4-3. 8mm2/s范圍內(nèi)的運動粘度，公式900X (100°C下運動粘度)_28-15)所提供的Noack揮發(fā)度要低于 公式160-40 (100°C下運動粘度)的。在一個實施方案中，組分A中的異構(gòu)化基礎(chǔ)油是由高鏈烷屬蠟加氫異構(gòu)化的方法 制成的，所述方法的反應(yīng)條件是使基礎(chǔ)油的100°c運動粘度為3. 6-4. 2mm2/s、粘度指數(shù)大于 130、wt % Noack揮發(fā)度小于12、傾點低于_9°C。在一個實施方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的苯胺點()高于200且低于或等于下式所定 義的值36XLn (以mm2/S為單位的100°C運動粘度)+200。在一個實施方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的自燃溫度(AIT)高于下式所定義的AIT: AIT(°C ) = 1. 6X (以mm2/S為單位的40°C運動粘度)+300。在第二個方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ) 油的AIT高于3^°C，和粘度指數(shù)大于^XLn(100°C下以mm2/s為單位的運動粘度)+100。在一個實施方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油具有較低的牽引系數(shù)，具體地說，其牽引系數(shù)低 于下式計算量牽引系數(shù)=0. 009XLn(以mm2/S為單位的運動粘度)-0. 001，其中公式中的 運動粘度是在牽引系數(shù)測量時的運動粘度且在2和50mm2/S之間。在一個實施方案中，異構(gòu) 化基礎(chǔ)油在運動粘度為15mm2/s和滑移/滾動比為40%時測定的牽引系數(shù)小于0. 023(或小 于0.021)。在另一個方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油在運動粘度為15mm2/s和滑移/滾動比為40% 時測定的牽引系數(shù)小于0.017。在另一個方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)大于150和在運 動粘度為15mm7s和滑移/滾動比為40%時測定的牽引系數(shù)小于0. 015。在一些實施方案中，組分A包含具有低牽引系數(shù)及較高運動粘度和較高沸點的 異構(gòu)化基礎(chǔ)油。在一個實施方案中，基礎(chǔ)油的牽引系數(shù)小于0.015和50wt%沸點高于 5650C (1050)。在另一個方案中，基礎(chǔ)油的牽引系數(shù)小于0.011和ASTM D 6352-04測定的 5Owt%沸點高于 582°C (1080)。在一些實施方案中，具有低牽引系數(shù)的異構(gòu)化基礎(chǔ)油還顯示了獨特的支化性質(zhì) (NMR測定)，包括支化指數(shù)小于或等于23. 4，支化接近度大于或等于22. 0，和游離碳指數(shù)在 9和30之間。在一個實施方案中，用ASTM D 3238-95 (2005再審核)的n-d_M分析法測定， 基礎(chǔ)油含至少環(huán)烷屬碳，在另一個方案中，至少5wt%環(huán)烷屬碳。在一個實施方案中，在組分A中的異構(gòu)化基礎(chǔ)油是用以下方法生產(chǎn)的，其中中間 餾分油異構(gòu)體包含鏈烷烴組分且支化度為每100個碳少于7個烷基支鏈，和其中基礎(chǔ)油包 含支化度為每100個碳少于8個烷基支鏈且少于20wt%的烷基支鏈?zhǔn)窃?位的鏈烷烴組 分。在另一個方案中，F(xiàn)T基礎(chǔ)油的傾點低于_8°C，100°C運動粘度至少為3. 2mm2/s，和粘度 指數(shù)大于由公式=22XLn(100°C運動粘度)+132計算的粘度指數(shù)。在一個實施方案中，基礎(chǔ)油包含多于10wt%和少于70wt%的所有帶環(huán)烷屬官能 團(tuán)的分子，且?guī)в袉苇h(huán)烷屬官能團(tuán)的分子重量百分?jǐn)?shù)與帶有多環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子重量百 分?jǐn)?shù)之比大于15。在一個實施方案中，組分A的平均分子量在600和1100之間，和分子中平均支化 度為每100個碳原子有6. 5和10個之間的烷基支鏈。在另一個方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的運 動粘度約在8和25mm2/s之間和分子中平均支化度為每100個碳原子有6. 5和10個之間 的烷基支鏈。在一個實施方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油是由高鏈烷屬蠟在氫氣/進(jìn)料比為712. 4-3562 升H2/升油的條件下進(jìn)行加氫異構(gòu)化的方法獲得的，所述基礎(chǔ)油中帶有環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子總重量百分?jǐn)?shù)多于10，且?guī)в袉苇h(huán)烷屬官能團(tuán)的分子重量百分?jǐn)?shù)與帶有多環(huán)烷屬 官能團(tuán)的分子重量百分?jǐn)?shù)之比大于15。在另一個方案中，基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)大于由公 式J8XLn(100°C運動粘度)+95計算的量。在第三個方案中，基礎(chǔ)油包括低于0. 30wt% 的芳烴，帶有環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子總重量百分?jǐn)?shù)多于10，且?guī)в袉苇h(huán)烷屬官能團(tuán)的分 子重量百分?jǐn)?shù)與帶有多環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子重量百分?jǐn)?shù)之比大于20，和粘度指數(shù)大 于觀乂1^(1001運動粘度)+110。在第四個方案中，基礎(chǔ)油進(jìn)一步具有100°C運動粘度 大于6mm2/S。在第五個方案中，基礎(chǔ)油含有芳烴重量百分?jǐn)?shù)低于0. 05和粘度指數(shù)大于 觀\1^(1001運動粘度)+95。在第六個方案中，基礎(chǔ)油含有低于0.30wt%的芳烴，帶有環(huán) 烷屬官能團(tuán)的分子重量百分?jǐn)?shù)大于100°C運動粘度(mm2/s)乘以3，且?guī)в袉苇h(huán)烷屬官能團(tuán) 的分子與帶有多環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子之比大于15。在一個實施方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油含2和10%之間的環(huán)烷屬碳(n-d-M法測定)。 在一個實施方案中，基礎(chǔ)油的100°c運動粘度為1. 5-3. 0mm2/S和2-3wt%的環(huán)烷屬碳。在另 一個方案中，100°C運動粘度為1.8-3. 5mm2/s和2.的環(huán)烷屬碳。在第三個方案中， 100°C運動粘度為3-6mm2/s和2. 7-5wt%的環(huán)烷屬碳。在第四個方案中，100°C運動粘度為 10-30mm2/s和多于5. 2wt%的環(huán)烷屬碳。在一個實施方案中，組分A是平均分子量大于475、粘度指數(shù)大于140和烯烴少于 IOwt%的異構(gòu)化基礎(chǔ)油。此基礎(chǔ)油引入齒輪油組合物時能改進(jìn)混合物的釋氣性和低泡性。在一個實施方案中，組分A包含美國專利號7，214，307和美國專利公開號 US20060016724中公開的白油。在一個實施方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油是具有100°C運動粘度在 1. 5cSt和36mm2/s之間、粘度指數(shù)大于由公式粘度指數(shù)=觀XLn(100°C運動粘度)+95計 算的值，帶有環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子在5和少于18wt%之間，帶有多環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子少 于1. 2wt%，傾點低于0°C，和Saybolt色度為+20或更高。在一個實施方案中，用于組分A的異構(gòu)化基礎(chǔ)油的運動粘度<M0°C范圍為 80-110mm2/s,運動粘度@100°C范圍為10-16mm2/S，粘度指數(shù)為140-160，傾點范圍為 O0C —400C .，平均分子量為650-725，和硫含量少于Ippm.。組分B-礦物油組分B為礦物油或礦物油混合物。礦物油可為任何鏈烷屬油和環(huán) 烷屬油或它們的混合物?？赏ㄟ^將常壓蒸餾或真空蒸餾原油所生成的潤滑油餾分進(jìn)行一或 多步精煉加工如溶劑脫浙青、溶劑萃取、加氫裂解、溶劑脫蠟、催化脫蠟、加氫精制、硫酸處 理和粘土處理而得到礦物油。在一個實施方案中，用作組分B的礦物油可含有一定量合成油如聚-α-烯烴、乙 烯-α -烯烴共聚物和酯基合成油，其含量占齒輪油組合物總重量的50wt%或更低。在一個實施方案中，組分B為100°C下運動粘度為3-120mm2/S且粘度指數(shù)為至少 60的礦物油(或礦物油和/或烴基合成油的調(diào)和物)。在另一實施方案中，組分B為100°C 下運動粘度為2. 3-3. 4mm2/s且由ASTM D3238 (R2000)定義的％ Cp為70或更高的礦物油， ASTM D3238是一種通過ndM法計算石油中碳分布及結(jié)構(gòu)基團(tuán)分析的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法。在又一 實施方案中，組分B為40°C下運動粘度小于80mm2/S的基礎(chǔ)油基料，包含100°C下運動粘度 為3. 5-7mm2/s的“低粘度”礦物油或者和/或合成油與100°C下運動粘度為20-52mm2/S的 “高粘度”礦物基油和/或烴基合成油的混合物。在一個實施方案中，基礎(chǔ)油基料含有足量的礦物油和異構(gòu)化基礎(chǔ)油以使基礎(chǔ)油基料的100°C運動粘度在10和15mm2/s之間；40°C運動粘度在95和110mm2/s之間；和粘度指 數(shù)在95和175之間。其它仵詵組分將異構(gòu)化基礎(chǔ)油摻入齒輪油組合物中能使組合物不需要現(xiàn)有技術(shù) 中牽引系數(shù)降低劑(traction reducer)就具有低牽引系數(shù)。但是，在一個實施方案中，可 將少量如0. 5-10wt%的牽引系數(shù)降低劑摻入所述齒輪油組合物中。牽引系數(shù)降低劑的實 例包括ExxonMobil的Norpar流體(包括正構(gòu)鏈烷烴)、Isopar流體(包括異構(gòu)鏈烷烴)、 Exxsol流體(包括脫芳的烴流體)、Varsol流體(包括脂族烴流體)和它們的混合物。在一個實施方案中，齒輪油組合物包括0.01到30wt%的一或多種選自分散劑、粘 度指數(shù)改進(jìn)劑、降傾點劑、消泡劑、抗氧劑、防銹劑、金屬鈍化劑、極壓劑、摩擦改進(jìn)劑等的添 加劑，以滿足各種不同特性，例如與摩擦性、氧化穩(wěn)定性、清凈性和消泡性等有關(guān)的特性。分散劑的實例包括基于聚丁烯基琥珀酰亞胺、聚丁烯基琥珀酰胺、芐胺、琥 珀酸酯，琥珀酸酯-酰胺及其硼衍生物的分散劑。使用時，無灰分散劑的用量一般為 0.05-7wt%。在一個實施方案中，分散劑選自由多亞乙基多胺如三乙四胺五胺與分子量約 700-1400的聚烯烴與不飽和多羧酸或酸酐如馬來酸酐反應(yīng)制得的烴取代酸酐進(jìn)行反應(yīng)的 產(chǎn)物。金屬清凈劑的實例包括含有鈣、鎂、鋇等的磺酸鹽、酚鹽、水楊酸鹽的金屬清凈劑。 在使用金屬清凈劑時，一般以0. 05-5wt%的量摻入?？寡鮿┑膶嵗ǖ幌抻诎坊寡鮿缤榛亩桨?、苯基-α -萘胺和烷 基化的苯基-χ-萘胺；酚基抗氧劑，如2，6- 二叔丁基苯酚、4，4‘-亞甲基雙-(2，6- 二叔丁 基苯酚)和3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸異辛酯；硫基抗氧劑，如3，3'-硫代二 丙酸二月桂酯和二硫代磷酸鋅。在使用時，抗氧劑以0. 05-5wt%的量摻入。任選可以IO-IOOppm的量摻入消泡劑。消泡劑的實例包括但不限于二甲基聚硅氧 烷、聚丙烯酸酯及其氟衍生物和全氟聚醚。防銹劑可以0-30wt%的量使用。實例包括脂肪 酸、烯基丁二酸半酯、脂肪酸皂、烷基磺酸鹽、多元醇/脂肪酸酯、脂肪酸胺、氧化石蠟和烷 基聚氧乙烯醚。摩擦改進(jìn)劑可以0.05-5wt%的量摻入。實例包括但不限于基于有機(jī)鉬基化合物、 脂肪酸、高級醇、脂肪酸酯、硫化酯、磷酸酯、酸式磷酸酯、酸性亞磷酸酯和磷酸酯的胺鹽?？鼓┖?或極壓劑可以0. I-IOwt. %的量摻入?？鼓┖?或極壓劑的實例包 括無金屬的含硫物質(zhì)，包括硫化烯烴、二烷基多硫化物、二芳基多硫化物、硫化的脂肪和油、 硫化脂肪酸酯、三硫酮(trithione)、硫化的C2-C8單烯烴低聚物、硫代磷酸化合物、硫化萜 烯、硫代氨基甲酸酯化合物、硫代碳酸酯化合物、亞砜、亞磺酸硫醇酯等。其它實例包括無金 屬的含磷耐磨和/或極壓添加劑，例如磷酸的酯、磷酸和磷酸酯的胺鹽、以及上述物質(zhì)的部 分和全部硫代類似物。在一個實施方案中，組合物包括酸式磷酸酯作為抗磨劑，該試劑具有 式R1O (R2O) P (0) 0H,其中Ii1為氫或烴基且&為烴基。可以0. 05-10wt%的量摻入降傾點劑。實例包括但不限于乙烯/乙酸乙烯酯共聚 物、氯化鏈烷烴與萘的縮合物、氯化鏈烷烴與苯酚的縮合物、聚甲基丙烯酸酯、聚烷基苯乙 烯、氯化蠟-萘縮合物、乙酸乙烯酯-富馬酸酯共聚物等。在一個實施方案中，組合物進(jìn)一步包括量為10-25wt%的至少一種聚氧化亞烷基 二醇、聚氧化亞烷基二醇醚和酯作為增溶劑。實例包括二元酸(例如鄰苯二甲酸、丁二酸、烷基丁二酸、烯基丁二酸、馬來酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富馬酸或己二酸或亞油酸二聚 物)與醇(例如丁醇、己醇、2—乙基己醇、十二醇、乙二醇、二甘醇單醚或丙二醇)的酯；和 5-18個碳原子的單羧酸與多元醇(例如新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇或 三季戊四醇)的酯；聚氧化亞烷基二醇酯；和磷酸酯。在一個實施方案中，組合物進(jìn)一步包括至少一種金屬鈍化劑，且有時尤其是銅鈍 化劑。實例包括噻唑、三唑和噻二唑。所述噻唑和噻二唑的具體實例包括2-巰基_1，3， 4-噻二唑、2-巰基-5-烴基硫代-1，3，4-噻二唑、2-巰基-5-烴基二硫代-1，3，4-噻二唑、 2，5-雙-(烴基硫代)-1，3，4-噻二唑和2，5-雙-(烴基二硫代)-1，3，4-噻二唑。其它適 用的銅腐蝕抑制劑包括咪唑啉、上述物質(zhì)，等等。在一個實施方案中，組合物進(jìn)一步包括至少一種粘度改進(jìn)劑，其量為 0. 50-10wt%。粘度改進(jìn)劑的實例包括但不限于聚甲基丙烯酸酯型聚合物、乙烯-丙烯共聚 物、苯乙烯一異戊二烯共聚物、水合苯乙烯一異戊二烯共聚物、聚異丁烯和它們的混合物。 在一個實施方案中，所述粘度改進(jìn)劑為重均分子量為25000-150000且剪切穩(wěn)定性指數(shù)小 于5的聚甲基丙烯酸酯與重均分子量為500000-1000000且剪切穩(wěn)定性指數(shù)為25-60的聚 甲基丙烯酸酯的共混物。本發(fā)明齒輪油組合物的特征在于使用協(xié)同量的異構(gòu)化基礎(chǔ)油使組合物具有低的 牽引系數(shù)、高的壓力-粘度系數(shù)和最佳的膜厚度性質(zhì)。在一個實施方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的 協(xié)同量范圍為20-75wt% (以齒輪油總重量計)。在第二個實施方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的協(xié) 同量范圍為25-65wt%。在第三個實施方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的協(xié)同量范圍為25-60wt%。 在第四個實施方案中，異構(gòu)化基礎(chǔ)油的協(xié)同量至少為50wt%。在第五個實施方案中，異構(gòu)化 基礎(chǔ)油的協(xié)同量范圍為50-65wt%。在一個實施方案中，齒輪油組合物包括25-70wt% (以齒輪油總重量計)的40°C 運動粘度為70-120mm7S、100°C運動粘度為12-16mm2/s和粘度指數(shù)為150-160的異構(gòu)化基 礎(chǔ)油與25-75wt%& 40°C運動粘度為40-120mm7s、100°C運動粘度為10-14mm2/s.和粘度 指數(shù)為80-120的II類中性基礎(chǔ)油的調(diào)和物。性能在一個實施方案中，由礦物油與異構(gòu)化基礎(chǔ)油協(xié)同組合的齒輪油組合物 具有15mm2/s下牽引系數(shù)低于0. 030，80°C下壓力粘度系數(shù)高于15. OGPa—1，80°C下膜厚度 大于175nm。在另一個實施方案中，齒輪油的膜厚度90°C下至少為160nm或100°C下為 130nm。在第三個實施方案中，齒輪油組合物的壓力粘度系數(shù)在70-100°C溫度范圍內(nèi)至少為 lSAGPa—1。在第四個實施方案中，齒輪油組合物15mm2/s下的牽引系數(shù)低于0.030。在一個用作汽車齒輪油的實施方案中，所述組合物符合指定粘度等級的SAE J306 的規(guī)格要求。例如，在SAE J-306規(guī)格要求的條件下，20小時試驗之后，SAE 90齒輪油在 IOO0C (212 0F )下測定的粘度必須超過13. 5cSt0在又一實施方案中，組合物至少符合工業(yè)規(guī)格SAE J2360, API GL_5和API MT-I 以及軍用規(guī)格MIL-PRF-2105E之一要求的質(zhì)量水平。制備方法配制齒輪油配方所用的添加劑可分別或以各種次級組合方式混入基礎(chǔ) 油調(diào)和物中。在一個方案中，使用添加劑濃縮液(即添加劑+稀釋劑如烴溶劑)將所有組 分同時混入。使用添加劑濃縮液帶來的好處是形成添加劑濃縮液時通過各個組分的組合而 提供了互溶性。
在另一個實施方案中，是通過在適當(dāng)溫度如60°C下將基礎(chǔ)油與添加劑混合至均相 的方法來制成組合物。_ 所述組合物適用于任何系統(tǒng)，包括含任何類型的齒輪和滾動元件軸承的零 件或部件。在一個實施方案中，所述組合物用作潤滑工業(yè)齒輪例如直齒輪和傘齒輪、螺旋齒 輪和螺旋傘齒輪、準(zhǔn)雙曲面齒輪、蝸桿等的齒輪油。在另一實施方案中，所述組合物用于汽 車/移動設(shè)備用途和部件中，包括飛行器推進(jìn)系統(tǒng)、飛行器變速裝置、風(fēng)輪機(jī)齒輪、汽車驅(qū) 動機(jī)構(gòu)、變速裝置、分動箱和汽車、卡車及其它機(jī)器中的差動器。在還一個實施方案中，組合 物用于風(fēng)輪機(jī)、塑料擠出機(jī)齒輪箱和發(fā)電系統(tǒng)或是紙張、鋼鐵、油、紡織、木材、水泥工業(yè)使 用的高載荷齒輪箱等。實施例提供以下實施例作為本發(fā)明各個方面的非限定性說明。除非另有說明，實 施例中的各組分如下(并在表1中以表示)GTL 是費托衍生基礎(chǔ)油，得自 CA San Ramon 的 Chevron Corporation，所用 FTBO 基礎(chǔ)油的性質(zhì)示于表2。RLOP 是 Chevron 600R II 類重質(zhì)中性油，得自 Chevron Corporation。添加劑X為從各種來源購得的工業(yè)齒輪含硫磷極壓添加劑。運動粘度、折光指數(shù)和密度是采用本領(lǐng)域公知方法和設(shè)備測量的基礎(chǔ)油基料調(diào) 和物的性質(zhì)。實施例中齒輪油牽引系數(shù)采用本領(lǐng)域公知的方法和設(shè)備進(jìn)行測量/計算， 例如美國專利號6691551號中公開的牽引系數(shù)測量設(shè)備或Santotrac設(shè)計的用于在至少 300000psi高壓條件下彈性流體動力學(xué)(EHD)狀態(tài)進(jìn)行測量的Twin-Disc機(jī)。EHL膜厚度使用本領(lǐng)域已知的方法，例如美國齒輪制造商協(xié)會(AGMA)信息表AGMA 925公式65進(jìn)行計算，其中EHL膜厚度根據(jù)組分的操作溫度確定。油膜厚度由油對接觸入 口處表面的形狀、溫度和速度的響應(yīng)來決定。所述厚度強(qiáng)烈依賴于夾帶速度和油粘度。壓 力-粘度系數(shù)(“PVC”)量化了齒輪油生成EHL膜的能力，其可通過已知方法測量。PVC可 通過使用高壓裝置評定壓力與粘度的函數(shù)關(guān)系來直接測量，或通過光學(xué)干涉儀測量膜厚度 來間接測定。PVC是所繪制的粘度與壓力對數(shù)曲線的斜率。實驗結(jié)果確認(rèn)加入異構(gòu)化基礎(chǔ)油有助于改進(jìn)齒輪油組合物的牽引系數(shù)，使?fàn)恳?數(shù)至少降低10%，15°C下達(dá)到0. 030以下，對含25-75wt%異構(gòu)化基礎(chǔ)油的組合物，該值為 0. 028或更低。數(shù)據(jù)確認(rèn)在先有技術(shù)的齒輪油組合物基礎(chǔ)油基料如含礦物油的基礎(chǔ)油基料 中引入足量異構(gòu)化基礎(chǔ)油能提供具有所期望的低牽引系數(shù)(例如低于0. 030)和高壓力粘 度系數(shù)或PVC(如65°C或更高溫度(齒輪部件的典型溫度)下大于15. 0)的最佳性質(zhì)齒輪 油組合物。圖1和2是齒輪油實施例的膜厚度(校正的折光指數(shù))和壓力-粘度系數(shù)與溫度 的關(guān)系曲線。從圖2看到，基本由先有技術(shù)的II類中性油構(gòu)成的齒輪油組合物顯示出較緩 和的PVC曲線，呈現(xiàn)向下的趨勢，在100°C處達(dá)到14. 5GPB-1或更低。而基本由異構(gòu)化基礎(chǔ)油 構(gòu)成的齒輪油組合物在60-100°C范圍內(nèi)表現(xiàn)出比基于II類的油更低的PVC值，其PVC值在 整個60-100°C范圍內(nèi)都低于14. SGPa^SOt時PVC值為12. SGPa"10將異構(gòu)化油與少量先 有技術(shù)基礎(chǔ)油進(jìn)行組合(如75% GTL和25% RLOP 600R)所提供的PVC值僅比GTL基齒輪 油的有微小增加。但是，含較高量先有技術(shù)基礎(chǔ)油的組合物在60-100°C范圍內(nèi)呈現(xiàn)出顯著 的PVC值改進(jìn)，約80°C下最高值高于le.SGPa—1。如圖所示，這些組合物顯示了極好的協(xié)調(diào)效應(yīng)，80°C和100°C下測定的PVC值高于僅有異構(gòu)化基礎(chǔ)油或僅有RLOP的齒輪油的相應(yīng)值。 甚至含II類中性油和少量異構(gòu)化基礎(chǔ)油(如25% GTL和75% RLOP 600R)的組合物也能 觀察到很大的協(xié)調(diào)效應(yīng)(即組合物在60-80°C整個范圍內(nèi)呈現(xiàn)協(xié)同增強(qiáng)PVC值的效果)。表 權(quán)利要求
1.齒輪油組合物，包含a)基礎(chǔ)油，所述基礎(chǔ)油包含至少一種具有連續(xù)碳原子數(shù)且用n-d-M法測定的環(huán)烷屬碳 少于IOwt%的異構(gòu)化基礎(chǔ)油與100°C下運動粘度為3-120mm2/s且粘度指數(shù)至少為60、優(yōu)選 大于觀χ Ln(以mm2/S為單位的100°C運動粘度)+300的礦物油的混合物；其中所述異構(gòu)化基礎(chǔ)油中帶環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子總重量百分?jǐn)?shù)大于10，和帶單環(huán)烷 屬官能團(tuán)的分子重量百分?jǐn)?shù)與帶多環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子重量百分?jǐn)?shù)之比大于15，和wt. % Noack揮發(fā)度在0和100之間，和自燃溫度(AIT)高于式1. 6x(以mm2/S為單位的40°C運 動粘度)+300所定義的值，b)0.001到30wt%的至少一種添加劑，選自牽引系數(shù)降低劑、分散劑、粘度改進(jìn)劑、降 傾點劑、消泡劑、抗氧劑、防銹劑、金屬鈍化劑、極壓劑、摩擦改進(jìn)劑和它們的混合物；其中所述異構(gòu)化基礎(chǔ)油以協(xié)同量存在以使所述齒輪油組合物在滑動/滾動比為40% 且在15mm2/S下牽引系數(shù)低于0. 030，且優(yōu)選低于0. 028，和80°C下壓力粘度系數(shù)至少為 15. OGPa^10
2.權(quán)利要求1的組合物，其中按所述齒輪油組合物總重量計，所述異構(gòu)化基礎(chǔ)油的存 在量在20-75wt%范圍內(nèi)，優(yōu)選按所述齒輪油組合物總重量計，以25-70wt%范圍內(nèi)的量存 在，且更優(yōu)選按齒輪油組合物總重量計以25-60wt%范圍內(nèi)的量存在。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中80°C下所述齒輪油組合物的膜厚度至少為175nm，優(yōu)選 90°C下至少為160nm或100°C下至少130nm。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中所述異構(gòu)化基礎(chǔ)油的運動粘度@40°C.在80-110mm2/s范 圍，運動粘度@100°C為10-16mm2/S，粘度指數(shù)為140-160，傾點在0到_40°C范圍，平均分子 量為 650-725，和含硫量低于 lppm，100°C運動粘度為 2. 3-3. 4mm2/s，和 ASTM D 3238 (R2000) 所定義的％ Cp為70或更高。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中所述礦物油的40°C運動粘度低于80mm2/s、包含至少一種 100°C運動粘度為3. 5"7mm2/s的礦物油和合成油與至少一種100°C運動粘度為20-52mm2/s 礦物油和合成油的混合物。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中所述礦物油是40°C運動粘度為80-120mm7S、100°C運動 粘度為10-14mm2/S和粘度指數(shù)為80-120的I I類中性基礎(chǔ)油。
7.權(quán)利要求1的組合物，其中所述異構(gòu)化基礎(chǔ)油是由平均分子量在600和1100之間、 分子中的平均支化度在每100個碳原子6. 5和10個烷基支鏈之間的含蠟進(jìn)料制備的費托 衍生基礎(chǔ)油。
8.權(quán)利要求1的組合物，其中所述異構(gòu)化基礎(chǔ)油的自燃溫度(AIT)高于3^TC和在運 動粘度為15mm7s且滑動/滾動比為40%時測定的牽引系數(shù)低于0. 023。
9.權(quán)利要求1的組合物，其中所述異構(gòu)化基礎(chǔ)油是由使用包含貴金屬加氫組分的擇形 中孔徑分子篩在約600-750下進(jìn)行高鏈烷屬蠟加氫異構(gòu)化的方法制成的和其中所述異構(gòu) 化基礎(chǔ)油的Noack揮發(fā)度小于50wt%。
10.權(quán)利要求1的組合物，其中所述異構(gòu)化基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)大于下式所定義的值 沘父1^(1001運動粘度)+95。
11.權(quán)利要求1的組合物，其中所述異構(gòu)化基礎(chǔ)油100°c運動粘度>1.808mm7s和 Noack 揮發(fā)度低于式1. 286+20 (kvl00)_L5+551. 8e_kvl°° 所定義的值，其中 kvlOO 是 100°Cg動粘度
12.權(quán)利要求1的組合物，其中所述異構(gòu)化基礎(chǔ)油包括大于3wt %的帶有環(huán)烷屬官能團(tuán)的分子和少于0. 30wt %芳烴，優(yōu)選帶環(huán)烷屬官能團(tuán)的 總分子多于IOwt%和少于70wt%。
13.權(quán)利要求1的組合物，其中所述異構(gòu)化基礎(chǔ)油的Noack揮發(fā)度低于由式 160-40 (100°C運動粘度)所定義的值。
14.改進(jìn)齒輪油組合物的牽引性能的方法，所述方法包括向包含至少一種100°C運動 粘度為3-120mm2/s和粘度指數(shù)至少60的基礎(chǔ)油基料中加入?yún)f(xié)同量的至少一種異構(gòu)化基礎(chǔ) 油以使所述齒輪油組合物在滑滾比40%和15mm2/S下牽引系數(shù)低于0. 030,8020牛頓負(fù) 荷和1. lm/s滾動速度下壓力粘度系數(shù)大于15. 0，和80°C下膜厚度大于175nm ；其中所述異 構(gòu)化基礎(chǔ)油具有連續(xù)碳原子數(shù)且用n-d-M法測定的環(huán)烷屬碳少于10%。
15.改進(jìn)齒輪油牽引性能的方法，所述方法包括制備包含協(xié)同量的異構(gòu)化基礎(chǔ)油的基 礎(chǔ)油以使齒輪油在滑滾比40%及15mm2/S下牽引系數(shù)低于0. 030，80°C下壓力粘度系數(shù)大 于15. 0，和80°C下膜厚度大于175nm ；其中所述異構(gòu)化基礎(chǔ)油具有連續(xù)碳原子數(shù)且用n-d-M 法測定的少于10%環(huán)烷屬碳。
全文摘要
提供齒輪油組合物，所述組合物包括協(xié)同量的具有連續(xù)碳原子數(shù)且經(jīng)n-d-M法測定少于10wt％環(huán)烷屬碳的基礎(chǔ)油，以使齒輪油組合物在15mm2/s下牽引系數(shù)低于0.030和80℃下壓力粘度系數(shù)至少15.0。在一個方案中，足量異構(gòu)化基礎(chǔ)油的范圍為齒輪油組合物總重量的20-80wt％。
文檔編號C10N30/06GK102057024SQ200980120775
公開日2011年5月11日 申請日期2009年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月4日
發(fā)明者A·G·希, T·米勒 申請人:雪佛龍美國公司