無級變速機用潤滑油組合物的制作方法
【專利摘要】提供無級變速機用潤滑油組合物，所述組合物顯示出低粘度的同時，維持在機器整個使用期間潤滑油組合物所需的粘度，并維持高的金屬間摩擦系數(shù)以確保高動力傳送力并提供變速機所需的濕式離合器摩擦特性和防抖性。所述組合物還實現(xiàn)歸因于低牽引系數(shù)的改進的燃料經(jīng)濟性。所述組合物中，(B)磷系化合物、(C)水楊酸鈣和/或磺酸鈣、(D)硼改性的無灰分散劑、和(E)摩擦調(diào)整劑，各自以特定的量包含于進行調(diào)整以致飽和環(huán)狀組分基于基礎(chǔ)油總質(zhì)量的質(zhì)量百分比(EC(質(zhì)量％))與40℃下的運動粘度(V40(mm2/s))的乘積(EC×V40)等于或小于500，且100℃下的運動粘度為3.6-4.1mm2/s的基礎(chǔ)油中。所述潤滑油組合物具有5.2-5.6mm2/s的100℃下的運動粘度和等于或大于165的粘度指數(shù)。
【專利說明】無級變速機用潤滑油組合物

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無級變速機用潤滑油組合物，更具體地涉及具有提高的燃料節(jié)約性、 適合于汽車的金屬帶式無級變速機的潤滑油組合物。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，為了處理環(huán)境問題如二氧化碳排放的減少，汽車和建筑機械、農(nóng)業(yè)機械的 能量節(jié)約即燃料節(jié)約已變?yōu)槠惹行枰?，且已強烈地要求系統(tǒng)如發(fā)動機、變速機、最終減速機 (final reduction gears)、壓縮機或液壓動力單元為能量節(jié)約做出貢獻。
[0003] 作為節(jié)約變速機的燃料的手段之一，一直在不斷地擴大無級變速機的使用。這是 為了通過在最有效的驅(qū)動條件下驅(qū)動內(nèi)燃機來最大化燃料經(jīng)濟。
[0004] 此外，無級變速機已通過輕量小型化變得高效率化。伴以該高效率化，已要求用于 變速機的潤滑油具有燃料節(jié)約性。對于這個要求，通常已采取其中潤滑油進一步降低粘度 或抑制低溫時的粘度增加以減少在轉(zhuǎn)矩變換器、濕式離合器、齒輪軸承機構(gòu)和油泵中的攪 拌阻力或摩擦阻力的措施。
[0005] 然而，因為用于無級變速機的潤滑油還用作液壓控制系統(tǒng)的介質(zhì)，過度低粘度化 引起一些缺陷如歸因于油膜厚度不足的磨耗或咬合的潤滑不良、和由來自控制閥或油泵的 漏油引起的充分液壓產(chǎn)生的失敗。一般將高分子量添加劑即粘度指數(shù)改進劑添加至基礎(chǔ)油 中以抑制粘度增加，特別是在低溫下的。然而，盡管油保持其為新油時的適當?shù)恼扯龋叻?子量添加劑的添加引起添加劑無法保持適當粘度的問題，因為隨著潤滑油的使用，其受到 剪切并減少粘度。
[0006] 照慣例，已提供自動變速機油，其作為整體組合物的粘度低以提高燃料效率，但增 加基礎(chǔ)油的粘度以保持性質(zhì)如剪切穩(wěn)定性和潤滑油壽命等，而且還增加高溫高剪切（high temperature high shear，HTHS)粘度以提高油膜保持性，并提供具有優(yōu)異耐磨耗性、耐縱 搖性（anti-pitching properties)、剪切穩(wěn)定性和低溫粘度特性的組合物（參照例如以下 的專利文獻1)。然而，所述油無法滿足近來進一步節(jié)約燃料的要求。
[0007] 引文列表
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :日本專利申請?zhí)亻_2009-096925號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明要解決的問題
[0011] 考慮到上述現(xiàn)狀，本發(fā)明已實現(xiàn)并具有提供無級變速機用潤滑油組合物的目的， 所述無級變速機用潤滑油組合物具有足夠低以顯示出燃料節(jié)約性的粘度，但維持在系統(tǒng)的 整個使用期間潤滑油組合物所需的粘度以及較高金屬間摩擦系數(shù)以確保高動力傳送力，并 提供變速機所需的濕式離合器摩擦特性和防抖性（anti-shudder properties)，以及具有 低牽引系數(shù)以實現(xiàn)進一步改進的燃料節(jié)約性。
[0012] 用于解決問題的方案
[0013] 作為實現(xiàn)上述目的而進行的廣泛研宄的結(jié)果，基于通過包括選擇的特定基礎(chǔ)油和 特定添加劑的組合的潤滑油組合物能夠?qū)崿F(xiàn)該目的的發(fā)現(xiàn)而完成本發(fā)明。
[0014] S卩，本發(fā)明涉及無級變速機用潤滑油組合物，所述無級變速機用潤滑油組合物包 括進行調(diào)整以致飽和環(huán)狀組分基于基礎(chǔ)油總質(zhì)量的質(zhì)量百分比（EC(質(zhì)量％ ))與40°C下 的運動粘度（￥40(臟2/8))的乘積出0\￥40)為500以下，且100°0下的運動粘度為3.6臟 2/ s至4. ImmVs的基礎(chǔ)油，（B)以磷元素含量計為0. 01質(zhì)量％至0. 03質(zhì)量％的磷系化合物， (C)以鈣元素含量計為0. 03質(zhì)量％至0. 05質(zhì)量％的水楊酸鈣和/或磺酸鈣，在所述潤滑 油組合物中磷和鈣的元素比（P/Ca)為0.3至0.7,（D)以硼元素含量計為0.001質(zhì)量％至 0.008質(zhì)量％的硼改性的無灰分散劑，和（E)以基于所述組合物的總質(zhì)量為0.01質(zhì)量％至 2質(zhì)量％的量的摩擦調(diào)整劑，所述潤滑油組合物具有5. 2mm2/s至5. 6mm2/s的100°C下的運 動粘度和165以上的粘度指數(shù)。
[0015] 發(fā)明的效果
[0016] 本發(fā)明的無級變速機用潤滑油組合物具有足夠低以顯示出燃料節(jié)約性的粘度，但 維持在系統(tǒng)的整個使用期間潤滑油組合物所需的粘度以及較高金屬間摩擦系數(shù)以確保高 動力傳送力，并提供變速機所需的濕式離合器摩擦特性和防抖性，以及具有低牽引系數(shù)以 實現(xiàn)進一步改進的燃料節(jié)約性。

【具體實施方式】
[0017] 以下將詳細描述本發(fā)明。
[0018] 用于本發(fā)明的基礎(chǔ)油為進行調(diào)整以致飽和環(huán)狀組分基于基礎(chǔ)油總質(zhì)量的質(zhì)量百 分比（EC(質(zhì)量％ ))與40°C下的運動粘度（V40(mm2/s))的乘積（ECXV40)為500以下，且 l〇〇°C下的運動粘度為3. 6mm2/s至4. ImmVs的基礎(chǔ)油，且可為礦物油系潤滑油基礎(chǔ)油、合成 系潤滑油基礎(chǔ)油或其混合物。
[0019] 可用于本發(fā)明的礦物油系潤滑油基礎(chǔ)油的實例包括可通過使由原油的常壓蒸餾 或減壓蒸餾而生產(chǎn)的潤滑油餾分進行選自溶劑脫瀝青、溶劑提取、加氫裂化、溶劑脫蠟、催 化脫賭、氫化精制、硫酸處理（sulfuric acid treatment)和粘土處理（clay treatment)的 精制工序的任一種或任何適合組合來精制的鏈烷烴系或環(huán)烷系的礦物油系潤滑油基礎(chǔ)油； 正鏈烷烴；和異鏈烷烴?？蓡为毣蛞匀我獗冉M合使用這些基礎(chǔ)油。
[0020] 優(yōu)選的礦物油系潤滑油基礎(chǔ)油的實例包括以下基礎(chǔ)油：
[0021] (1)鏈烷烴基系原油和/或混合基系原油的常壓蒸餾生產(chǎn)的餾出油；
[0022] (2)鏈烷烴基系原油和/或混合基系原油的常壓蒸餾殘渣油的減壓蒸餾生產(chǎn)的餾 出油（whole vacuum gas oil，WVGO);
[0023] (3)由潤滑油脫蠟工序生產(chǎn)的蠟和/或通過GTL工序生產(chǎn)的費托蠟 (Fischer-Tropsch wax)；
[0024] (4)選自上述油（1)至（3)的一種以上的油的溫和加氫裂化 (mild-hydrocracking，MHC)生產(chǎn)的油；
[0025] (5)選自上述⑴至（4)的兩種以上的油的混合油；
[0026] (6)由油（1)、（2)、（3)、⑷或（5)的脫瀝青生產(chǎn)的脫瀝青油（DAO);
[0027] (7)由油（6)溫和加氫裂化（MHC)生產(chǎn)的油；和
[0028] (8)通過選自⑴至（7)的兩種以上的油的混合油用作原料油，和/或從中回收的 潤滑油餾分進行普通精制工序并進一步從精制產(chǎn)物中回收潤滑油餾分而生產(chǎn)的潤滑油；
[0029] 對此處所用的普通精制工序沒有特別限制。因此，可使用常規(guī)上已用于潤滑油基 礎(chǔ)油的生產(chǎn)的任何精制工序。普通精制工序的實例包括（a)氫化精制工序如加氫裂化和加 氫精制，（b)溶劑精制如糠醛提取，（c)脫蠟如溶劑脫蠟和催化脫蠟，（d)用酸性粘土或活性 粘土的粘土精制和（e)化學品（酸或堿）精制如硫酸處理和氫氧化鈉處理。本發(fā)明中，任 何一種以上的這些精制工序可以任何組合和順序使用。
[0030] 用于本發(fā)明的礦物油系潤滑油基礎(chǔ)油特別優(yōu)選由選自上述（1)至（8)的基礎(chǔ)油進 一步進行以下處理而生產(chǎn)的基礎(chǔ)油。
[0031] 即，優(yōu)選的為通過將選自上述（1)至（8)的基礎(chǔ)油本身，或從中回收的潤滑油餾分 加氫裂化或蠟異構(gòu)化，并將所得產(chǎn)物本身或從中回收的潤滑油餾分進行脫蠟如溶劑脫蠟或 催化脫蠟接著溶劑精制，或者在接著溶劑精制后脫蠟如溶劑脫蠟或催化脫蠟而生產(chǎn)的加氫 裂化礦物油和/或蠟異構(gòu)化的異鏈烷烴系基礎(chǔ)油。
[0032] 可用于本發(fā)明的合成系潤滑油基礎(chǔ)油的實例包括聚_α -烯烴及其氫化化合物； 異丁烯低聚物及其氫化化合物；異鏈烷烴；烷基苯；烷基萘；二酯如二（十三烷基）戊二 酸醋（ditridecyl glutarate)、己二酸二-2-乙基己醋、己二酸二異癸醋、二（十三燒基） 己二酸醋（ditridecyl adipate)和二-2-乙基己基癸二酸醋；多元醇醋如三輕甲基丙燒 辛酸醋（trimethylolpropane caprylate)、三輕甲基丙燒壬酸醋（trimethylolpropane pelargonate)、季戊四醇 2_ 乙基己酸醋（pentaerythritol2_ethylhexanoate)、和季戊 四醇壬酸醋（pentaerythritol pelargonate);聚亞氧燒基乙二醇（polyoxyalkylene glycol);二燒基二苯基醚；和聚苯醚。
[0033] 優(yōu)選的合成系潤滑油基礎(chǔ)油為聚-α -烯烴。聚-α -烯烴的典型實例包括具有 2-32個、優(yōu)選6-16個碳原子的α -烯烴的低聚物或共低聚物，如1-辛烯低聚物、1-癸烯低 聚物、乙烯-丙烯共低聚物，及其氫化化合物。
[0034] 用于本發(fā)明的組分（A)，即潤滑油基礎(chǔ)油具有3. 6mm2/s至4. lmm2/s、優(yōu)選3. 8mm2/ s以上且4. OmmVs以下的100°C下的運動粘度。具有4. ImmVs以下的100°C下的運動粘度 的潤滑油基礎(chǔ)油的使用使得可生產(chǎn)因其小流體阻力而在潤滑位點具有較小摩擦阻力的潤 滑油組合物。具有3. 6mm2/s以上的KKTC下的運動粘度的潤滑油基礎(chǔ)油的使用使得可生產(chǎn) 其中油膜形成充分因此潤滑性較優(yōu)異且在升溫條件下基礎(chǔ)油的蒸發(fā)損失較少的潤滑油組 合物。
[0035] 實現(xiàn)本發(fā)明的燃料節(jié)約性的改進效果的因素之一為牽引系數(shù)的減少。影響牽引系 數(shù)的主要因素之一為基礎(chǔ)油的飽和環(huán)狀組分。飽和環(huán)狀組分越多，牽引系數(shù)可能越高。另 一主要因素為基礎(chǔ)油粘度。
[0036] 基礎(chǔ)油粘度越低對燃料節(jié)約性越有利，但如果基礎(chǔ)油具有太低的粘度，其引起各 種不利影響，因此基礎(chǔ)油要求具有在上述范圍內(nèi)的粘度。因此，因為牽引系數(shù)主要受基礎(chǔ)油 的粘度和飽和環(huán)狀組分的影響，用于本發(fā)明的潤滑油基礎(chǔ)油具有飽和環(huán)狀組分基于基礎(chǔ)油 總質(zhì)量的質(zhì)量百分比（EC(質(zhì)量％))與40°C下的運動粘度（V40(mm 2/s))的乘積（ECXV40) 必需為500以下，優(yōu)選470以下，更優(yōu)選450以下，特別優(yōu)選400以下，最優(yōu)選350以下以減 小牽引系數(shù)。
[0037] 飽和環(huán)狀組分為根據(jù)ASTM D2786試驗法的測量值，且單位換算為質(zhì)量百分比。
[0038] 對用于本發(fā)明的潤滑油基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)沒有特別限制，然而其優(yōu)選100以上， 更優(yōu)選110以上，特別優(yōu)選130以上，最優(yōu)選135以上且優(yōu)選160以下。具有大于100的粘 度指數(shù)的潤滑油基礎(chǔ)油的使用使得可生產(chǎn)顯示出從低溫至高溫的優(yōu)異粘度特性并具有低 牽引系數(shù)的組合物。具有大于160的粘度指數(shù)的潤滑油基礎(chǔ)油的使用將惡化低溫下的粘度 特性。
[0039] 對用于本發(fā)明的潤滑油基礎(chǔ)油的硫含量沒有特別限制，然而其優(yōu)選100質(zhì)量ppm 以下，更優(yōu)選10質(zhì)量ppm以下，特別優(yōu)選1質(zhì)量ppm以下。組分⑷的硫含量的減少使得 可生產(chǎn)具有較優(yōu)異的氧化穩(wěn)定性的組合物。
[0040] 用于本發(fā)明的組分（A)，即潤滑油基礎(chǔ)油特別優(yōu)選單獨（Al)由包含50質(zhì)量％以上 的蠟的原料油加氫裂化和催化脫蠟生產(chǎn)的基礎(chǔ)油，或基礎(chǔ)油（Al)和（A2)加氫裂化和催化 脫蠟的基礎(chǔ)油的混合物。
[0041] 用于生產(chǎn)（Al)由包含50質(zhì)量％以上的蠟的原料油加氫裂化和催化脫蠟生產(chǎn)的基 礎(chǔ)油的原料油的蠟含量優(yōu)選60質(zhì)量％以上，特別優(yōu)選80質(zhì)量％以上。
[0042] (Al)基礎(chǔ)油和（A2)基礎(chǔ)油的混合物包含（Al)基礎(chǔ)油的量優(yōu)選20質(zhì)量％以上， 更優(yōu)選40質(zhì)量％以上，特別優(yōu)選70質(zhì)量％以上，最優(yōu)選90質(zhì)量％以上，基于基礎(chǔ)油的總質(zhì) 量。包含20質(zhì)量％以上的（Al)基礎(chǔ)油的混合物使得可生產(chǎn)具有175以上的粘度指數(shù)并因 為還可減少牽引系數(shù)而顯示出優(yōu)異的燃料節(jié)約性的組合物。
[0043] 這是因為，當與構(gòu)成基礎(chǔ)油的分子結(jié)構(gòu)中具有相同碳數(shù)的支鏈相比較時，（Al)基 礎(chǔ)油的亞甲基鏈的長度比（A2)基礎(chǔ)油的長，因此具有其有較高粘度指數(shù)并減少牽引系數(shù) 的性質(zhì)。所述性質(zhì)優(yōu)于上述聚-烯烴系合成油的那些。
[0044] 用于本發(fā)明的潤滑油組合物的組分（A)，即潤滑油基礎(chǔ)油為調(diào)整為具有3. 6mm2/s 至4. ImmVs的100°C下的運動粘度的潤滑油基礎(chǔ)油，并優(yōu)選為選自以下（Aa)和（Ab)的一 種或兩種以上的混合物。
[0045] (Aa)具有 I. 5mm2/s 至低于 3. 5mm2/s，優(yōu)選 I. 9mm2/s 至 3. 2mm2/s，更優(yōu)選 2. 2mm2/s 至2. 9mm2/s的100°C下的運動粘度的礦物油系基礎(chǔ)油；和
[0046] (Ab)具有 3. 5mm2/s 至低于 7mm2/s，優(yōu)選 3. 6mm2/s 至 4. 5mm2/s 的 100°C 下的運動 粘度的礦物油系基礎(chǔ)油。
[0047] 應了解到（Aa)基礎(chǔ)油和（Ab)基礎(chǔ)油為（Al)基礎(chǔ)油（A2)基礎(chǔ)油任一種。
[0048] 具有不同粘度的基礎(chǔ)油的混合物的使用可不管相同的粘度而提高所得組合物的 粘度指數(shù)，因此可改進燃料節(jié)約性。
[0049] 本發(fā)明的潤滑油組合物可包含磷系化合物作為組分（B)。
[0050] 對磷系化合物沒有特別限制，如果其每個分子中包含磷即可，其可為例如，全部具 有1-30個碳原子的烴基的磷酸單酯類、磷酸二酯類、磷酸三酯類、亞磷酸單酯類、亞磷酸二 酯類、亞磷酸三酯類、硫代磷酸單酯類、硫代磷酸二酯類、硫代磷酸三酯類、硫代亞磷酸單酯 類、硫代亞磷酸二酯類、硫代亞磷酸三酯類，這些酯的鹽類及胺類或烷醇胺類或金屬鹽類如 這些酯的鋅鹽。
[0051] 具有1-30個碳原子的烴基的實例包括烷基、環(huán)烷基、烯基、烷基取代的環(huán)烷基、芳 基、烷基取代的芳基、和芳烷基。一種以上的基團可包括于化合物中。這些烴基可為在主鏈 上包含硫的那些。
[0052] 本發(fā)明中，磷系化合物優(yōu)選具有4-20個碳原子的烷基或6-12個碳原子的（烷） 芳基的亞磷酸酯或磷酸酯。
[0053] 可選地，磷系化合物更優(yōu)選為選自具有4-20個碳原子的烷基的亞磷酸酯和具有 6-12個碳原子的（烷）芳基的亞磷酸酯的一種或兩種以上的混合物。
[0054] 此外，磷系化合物更優(yōu)選為具有6或7個碳原子的（烷）芳基的亞磷酸酯如苯基 亞磷酸醋（phenylphosphite)，和/或具有4-8個碳原子的燒基的亞磷酸醋。這些磷系添加 劑中，最優(yōu)選二丁基亞磷酸酯。
[0055] 所述烷基可為直鏈但更優(yōu)選支化的。這是因為較少碳原子或支化的烷基導致較高 金屬間摩擦系數(shù)。
[0056] 用于本發(fā)明的組分（B)，即磷系化合物優(yōu)選（B-I)由式（1)表示的磷系化合物：
[0057]

【權(quán)利要求】
1. 一種無級變速機用潤滑油組合物，其包括進行調(diào)整以致飽和環(huán)狀組分基于基礎(chǔ)油總 質(zhì)量的質(zhì)量百分比（EC(質(zhì)量％ ))與40°C下的運動粘度（V40(mm2/s))的乘積（ECXV40) 為500以下，且100°C下的運動粘度為3. 6mm2/s至4. lmm2/S的基礎(chǔ)油，（B)以磷元素含量 計為〇. 01質(zhì)量％至〇. 03質(zhì)量％的磷系化合物，（C)以鈣元素含量計為0. 03質(zhì)量％至0. 05 質(zhì)量％的水楊酸鈣和/或磺酸鈣，在所述潤滑油組合物中磷和鈣的元素比（P/Ca)為0.3至 〇. 7,（D)以硼元素含量計為0.001質(zhì)量％至0.008質(zhì)量％的硼改性的無灰分散劑，和（E)以 基于所述組合物的總質(zhì)量為0. 01質(zhì)量％至2質(zhì)量％的量的摩擦調(diào)整劑，所述潤滑油組合物 具有5. 2mm2/s至5. 6mm2/s的100°C下的運動粘度和165以上的粘度指數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速機用潤滑油組合物，其中所述組分（E)為脂肪酸酯 系摩擦調(diào)整劑和/或脂肪酸酰胺系摩擦調(diào)整劑。
【文檔編號】C10N30/02GK104487557SQ201380038760
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月20日
【發(fā)明者】大沼田靖之, 菖蒲紀子, 福水崇裕, 山下實, 小川仁志, 西之園純一 申請人:吉坤日礦日石能源株式會社