牵引油组合物制造技术

本发明专利技术利用拥有适当粘度／分子量分布的简单的二甲基硅油来改进环脂烃油的低温特性。向环脂烃油中加入二甲基硅油可提高其低温性能，同时不会降低所需的流体弹性动力剪切强度特性。结合有环脂烃油的低粘度二甲基硅油润滑油适用于无级变速器和其他牵引驱动变速器，可提供良好的低温流动性和高流体弹性动力剪切强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】牵引油组合物相关申请案交叉检索本申请案要求2005年8月4日申请的美国临时申请案60/705,353，和2005年8 月16日申请的美国临时申请案60〃09,671，和2006年4月13日申请的美国临时申 请案60〃91，852的优先权，所有三个临时申请案的全部内容通过引用完整地结合到 本文中。所属领域本专利技术属于低粘度二甲基硅油领域，这种油适用于无级变速器油，该无级变速 器油能提供平衡的优良低温流动性和高流体弹性动力(EHD)剪切强度。
技术介绍
无级变速器(牵引驱动装置)油与标准(齿轮的)变速(即自动变速)油有相 似的作用，其必须充当润滑剂、冷却剂，并在某些情况作为液压油。牵引油或无级 变速器(IVT)油的附加作用是将扭矩从输入设备通过润滑薄膜传递到输出设备， 润滑膜在光滑的滚动-传递滑动旋转组件间的接触点形成。所以该油需要在滚动-滑 动驱动组件间的接触区域的高剪切应力EHD条件下显示出高剪切强度，而接触区域 通过IVT油形成的薄膜隔开并润滑。该油在接触点的抗剪切(剪切强度)作用为油 组合物提供扭矩传递能力。适用于户外应用的大多数设备采用的无级变速器的润滑油需要在良好的低温流 动性和高EHD剪切强度之间达成关键的平衡；尤其是在高温和低接触应力的组合下 的剪切强度。环脂烃一般具有较佳的剪切强度特性，但其低温特性比起普通的用于 制造优良润滑剂的烃基油来说却很弱。可以将其他低温特性好的油合并进来，以提 高混合物的低温特性，但是一般来说这样会导致剪切强度特性的显着损失。已经发 现，简单的低粘度二甲基硅油就可以令这些特性达到比较理想的平衡。上述这个理念的一个根据，即用硅油提高环脂油的低温特性并非初为人知。已经有许多报道介绍用于这种目的，特别是用于牵引油的多种含有脂族、环脂族和芳 香族的硅油。但是，还没有发现有引用简单的二甲基硅油作为低温改良剂的报道。 一个原因可能是大多数二甲基硅油的烃溶解性一般较弱，从而导致其应用上的限制。 因此，其他专利技术者主要精力集中在含有除甲基外其他官能基的硅油上，以尽量避免 明显的不兼容问题。或者是回归旧法，向牵引油配方中加入第三种组分油，比如混 合物中的芳香烃或酯，来解决二甲基硅油在烃油中的兼容性问题。这些牵引油大体上由环脂烃结合二甲基硅油作为基油组成，可向其中加入额外的添加剂，形成全配方的用于无级变速器油的自动变速器油。这些添加剂包括抗氧 化剂、防磨损剂、极压剂、清洁剂、分散剂、防沫剂、防锈剂、摩擦改进剂和粘度 改进剂等添加剂。用于本专利技术这一目的的硅油除甲基以外大体上还可由少于10%的 其他适用官能基、长链脂族基、环脂族基或芳香基，或除甲基外的这些官能基的组 合构成，以进一步提高性能和全混合牵引驱动或无级变速器油的性能。先前技术无级变速器一般需要在良好的低温流动性和高EHD剪切强度之间达成关键的 平衡，尤其是在高温和低接触应力的组合条件下。环脂烃一般具有较佳的剪切强度 特性，但是低温特性很弱。可以将其他低温特性好的油合并进来，以提高混合物的 低温特性，但是一般来说这样会导致剪切强度特性的显着损失。大多数传统的二甲基硅油组成成分显示出较弱的烃可溶性，从而导致使用上的 限制。所以，这些传统的二甲基硅油要与除所有或大部分甲基以外的其他官能基共 享，以避免不兼容问题。含有硅油的混合脂族、环脂族和芳香族已经用于牵引油；但是在本专利技术之前， 将简单的二甲基硅油用作低温流动性改良剂还没有被用于变速器的应用中。如Groenhof在发表于1984年5月的美国4449415号专利中，说明通常硅氧烷的牵引系 数过低，不能用于牵引驱动设备，此文献以参考的形式并入本文。此外Groenhof文 献说明了有关30-100重量百分比的三甲基硅氧末端嵌段的硅氧垸油和30-70重量百 分比的环脂烃或环脂烃混合物的使用。1986年3月25日发表的Groenhof的美国 4577523号专利指出聚硅氧烷牵引油适用于低温条件下，此文献以参考的形式并入 本文。Fey等人2003年8月发表的美国6602830号专利和2003年9月23日发表的美国6623399号专利，说明了有机油和硅氧烷组合物的混合物的使用，因为有机油 在低温条件下会变得非常粘稠，这两份文献以参考的形式并入本文。下列参考文献报道了加入第三种油，例如混合物中含有芳香烃或酯，以溶解烃 油中的二甲基硅油的有关细节Kulik等人于1980年2月26日发表的美国4190546 号专利。该第三种油利用了环垸烃，(环脂烃)或其混合物加上助溶剂和硅油，其中 需要助溶剂以确保硅油和环烷烃油完全互溶。经过高度氢化处理的环垸基油具有适当的低温粘度和还算较高的EHD剪切强 度特性，且成本相对较低。这些特征令这类油成为适合供牵引驱动装置和无级变速 器油使用的候选烃油。虽然这些油在极低温下有流动性，但它们有一个缺点，即其 粘度在更低温下比常见的炼自石油的并有更多的脂族结构或组分分子的烃基油高。 所以经过高度氢化处理的环烷基油最好是进行低温粘度改进，让粘度达到一个适合 于户外设备应用的牵引驱动油的水平。人们进行了许多尝试，包括酯、芳香族化合 物和硅树脂的使用。通常用于这一目的的硅树脂相对复杂，拥有多种烷基和芳香基 官能团及分支结构。除基油外，这些牵引驱动油的调配和普通变速器油非常相似，都利用抗氧化剂、 防磨损剂、极压剂、清洁剂、分散剂、防沫剂、防锈剂、摩擦改进剂和粘度改进剂 等添加剂。添加剂包并不限于这些特定种类的添加剂，也并不需要囊括所有上述的 添加剂。也可以加入少量基本原料微调所需性能特征或油的特性，但这并不是必需 的。此外，用于本专利技术这一目的的硅油除甲基以外还可含有多达10%但不含10%的 其他适用官能基、长链脂族基、环脂族基或芳香基，或这些官能基的组合，以进一 步提高性能和全混合牵引驱动或无级变速器油的性能。
技术实现思路
本专利技术利用有适当粘度/分子量分布的简单的二甲基硅油，将其加入以改进环脂 烃的低温特性。向环脂烃加入二甲基硅油改进了其低温特性，但不会损害必需的 EHD剪切强度特性。拥有适当的粘度/分子量分布的简单的二甲基硅油良好地发挥了显着改进包括 环烷基油在内的环脂烃油低温特性的作用，而不会损害所需的EHD剪切强度(牵引)特性。二甲基硅油的优选粘度范围在77下时大约在>5至<50厘司之间(或在10(TC 时大约在2-30厘司之间)。未发现更高粘度的二甲基硅油(在77。F时50厘司或更高) 适用于这类润滑剂，因为其在低温下(-20。C或(TF及以下)混溶程度不理想。此外，产物的低温粘度量通过少量的低粘度二甲基硅油得到实质性的改进，而 不会降低混合油的EHD剪切强度(牵引系数)。本技术可将原本在IO(TC时粘度为3.5-6.0厘司的全配方无级变速器油调配为-20 'C时布氏粘度为IOO泊或更低。-201:时布氏粘度大约为20泊的无级变速器油，若 根据该混合方法制成，不会损害EHD剪切强度特性。二甲基硅油的优选粘度范围在77下时小于20厘司，更优选是约5-15厘司，(或 10(TC时约2-20厘司)。更高粘度(77下时20厘司或更高)的二甲基硅油不能在所 需的-2(TC或更低的低温下完全混溶，且不适合于改进本专利技术应用的的环脂烃。适当选择二甲基硅油的粘度等级/分子量分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种牵引油，用于牵引驱动系统中，该系统具有至少两个可相对转动的组件，彼此成扭矩传递关系，并具有所述牵引油，布置在所述组件的牵引表面上，改进包含采用所述的牵引油，该油大体上包括：　环脂烃；和　在７７°Ｆ时粘度小于５０厘司的二甲基硅油。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：TR福伯斯，
申请(专利权)人：爱士兰许可与知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]