齿轮流体制造技术

一种用于极压应用的齿轮流体组合物，该组合物包括一种基础油组分和一种摩擦改进剂混合物。所述混合物由烷基膦酸二酯、烷基膦酸单酯以及磷酸偏酯的胺盐提供，所述烷基膦酸二酯具有如图通式，其中Ｒ↑［１］为具有约８至约２４个碳原子的烃基，Ｒ↑［２］和Ｒ↑［３］独立地选自具有约１至约８个碳原子的烃基；所述的烷基膦酸单酯具有如图通式，其中Ｒ↑［４］为具有约８至约２４个碳原子的烃基，Ｒ↑［５］选自氢和约１至约８个碳原子的烃基；以及所述磷酸偏酯的胺盐具有通式如图，其中每个Ｒ↑［６］和Ｒ↑［８］是烃基，Ｒ↑［７］为氢或烃基，并且其中（ｉ）与（ｉｉ）的比为约３至约５．５。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开涉及齿轮和动力传动流体，该流体具有改进的特性，特别是用于极限压力应用。这里公开的流体可以包括在汽车和机械工业中广泛应用于齿轮和传动应用中的流体和添加剂。
技术介绍
汽车工业已经发展了新的和先进的差速齿轮和传动系统。这些新的系统经常涉及高的能量需求。因此，必须发展零件保护技术以适合这些先进系统的日益增加的能量需求。一个齿轮装置的例子是限滑差速器。在多数车辆中提供限滑差速器以克服经常发生的两个驱动轮胎或轮之一基本没有牵引力的状态。这可能是在松软的土壤中、沙地、淤泥或冰上。在标准的开放差速器中，失去牵引力的驱动轮胎接收的所有的动力传动系扭矩，但是旋转不能在期望的方向驱动车辆。在限滑差速器中，一个机构采用两驱动轮瓜分或均分由动力传动系传递的部分扭矩。通过瓜分可获得的转矩，具有一些牵引力的车轮接收足够的扭矩，进而使车辆向期望的方向移动。此外，高性能车辆具有如此高的扭矩以至于在转向的情况下一个车轮上的扭矩会超过有效牵引，因此，性能受损。限滑差速器在两轮间分配扭矩，进而提高了车辆性能。限滑差速器具有多种机构以提供从小齿轮到驱动轴的扭矩传递。一种常用的机构是多盘湿式离合器，该离合器从差速架传递扭矩至侧齿轮。这些多盘离合器通常包括具有一种材料或护面材料的一组摩擦盘和一组钢盘。一组盘通过一些装置连接至差速架，而另一组盘通过类似装置连接至侧齿轮。由于侧齿轮驱动车轴，扭矩从而被传递到车轴进而传递到车辆的车轮和轮胎。这样给车辆一个驱动力。在操作中，当车辆转弯或当一个车轮上的牵引力减少或消失时，限滑差速器摩擦盘和钢制离合器盘相对于彼此以不同的转速旋转。离合器盘的相对转动速度可以处于从接近零转至每分钟几百转的非常高的转速范围内。离合器盘在多数情况下通过将这两组盘推到一起的偏动簧片力以及差速器齿轮组分离力来运行。限滑差速器需要具有合适摩擦特性的用于后桥的润滑剂，并且所述摩擦特性持续足够的行驶里程或耐久时间。合适的摩擦特性是摩擦系数随着转速的增加而升高，随着转速的降低而降低。为了提供合适的摩擦特性和寿命，特定的添加剂可以以顶处理方式被添加到齿轮润滑剂中。这些添加剂可以从范围很广的摩擦改进剂和相关化合物中选择。但是，一种特别有效的添加剂在顶处理中不会溶解。出于此目的，术语“齿轮流体”用于包括，但不限于，上述的齿轮和传动装置系统及其应用。根据本专利技术配制的齿轮流体被适当地配制以保护金属与金属接触状态下的变速器和齿轮驱动元件。但是，提供这种改进性能的添加剂难以在用于添加至流体中的浓缩物中保持溶解。在一实施方案中，提供了一种用于极压应用的齿轮流体组合物。该齿轮流体包括一种基础油成分和一种摩擦改进剂混合物。该摩擦改进剂包括(i)至少一种具有以下通式的烷基膦酸二酯 其中R1为具有约8至约24个碳原子的烃基，R2和R3独立地选自具有约1至约8个碳原子的烃基；(ii)至少一种具有以下通式的烷基膦酸单酯 其中，R4为具有约8至约24个碳原子的烃基，R5选自氢和约1至约8个碳原子的烃基；以及(iii)至少一种通过以下通式表示的磷酸偏酯的胺盐 其中每个R6和R8独立地为烃基，R7为氢或烃基，并且其中(i)与(ii)的比在约3至约5.5的范围内。在一种优选的实施方式中，其中所述基础油组分包括一种烷基化的萘掺混组分。更优选地，其中所述的基础油组分包括单烷基化的萘。在另一种优选的实施方式中，其中所述的烷基膦酸二酯选自十八烷基膦酸二甲基酯、十八烯基膦酸二甲基酯、2-乙基癸基膦酸二乙基酯、1-丁基十六烷基膦酸乙基丙基酯、十八烷基膦酸甲基乙基酯、二十烷基膦酸甲基丁基酯、三十六烷基膦酸二甲基酯。在另外一种优选的实施方式中，其中所述烷基膦酸单酯由所述烷基膦酸二酯得到。在还有一种优选的实施方式中，其中所述胺盐由酸式磷酸2-乙基己基酯得到。在一种优选的实施方式中，其中所述胺盐由油胺得到。在一种优选的实施方式中，所述的添加剂组合物包括以重量计约1％-约10％的膦酸的单酯和二酯。在一种优选的实施方式中，所述的添加剂组合物包括以重量计约10％-约30％的磷酸的胺盐。在一种优选的实施方式中，所述的添加剂组合物包括以重量计约50％-约70％的基础油组分。在一种优选的实施方式中，所述的添加剂组合物进一步包括抗氧化剂、抗磨剂、防沫剂以及粘度指数改进剂。本专利技术还涉及一种包括有效量的权利要求1所述的添加剂组合物的齿轮流体。优选地，其中所述的齿轮流体包括以重量计约3％至约6％的所述添加剂组合物。本专利技术还涉及一种包括如权利要求1所述的添加剂组合物的轴。优选地，其中所述轴包括限滑差速器。在所述的添加剂组合物的一种优选的实施方式中，所述添加剂组合物被作为顶处理流体应用到限滑轴中。在另一实施方案中，提供了一种改进摩擦改进剂成分在摩擦改进剂添加剂包中的溶解性的方法。该方法包括将至少一种具有如下通式的烷基膦酸二酯 与至少一种具有如下通式的烷基膦酸单酯， 以及至少一种具有如下通式的磷酸偏酯的胺盐混合 其中R1和R4选自含有约8至约24个碳原子的烃基，R2、R3和R5独立地选自氢和具有约1至约8个碳原子的烃基；R6和R8独立地为烃基，R7为氢或烃基。在混合物中烷基膦酸二酯与单酯的比为约3至约5.5，并且烷基膦酸二酯的总酸值(TAN)至多为约15。上述组分以足够稳定所有烷基膦酸二酯和单酯的量被掺入基础油组分中。在一种优选的实施方式中，其中所述基础油组分包括一种烷基化的萘掺混组分。优选地，其中所述基础油组分包括单烷基化的萘。在一种优选的实施方式中，其中所述烷基膦酸二酯选自十八烷基膦酸二甲基酯、十八烯基膦酸二甲基酯、2-乙基癸基膦酸二乙基酯、1-丁基十六烷基膦酸乙基丙基酯、十八烷基膦酸甲基乙基酯、二十烷基膦酸甲基丁基酯、三十六烷基膦酸二甲基酯。在一种优选的实施方式中，其中所述胺盐由酸式磷酸2-乙基己基酯得到。在一种优选的实施方式中，其中所述胺盐由油胺得到。在所述方法的一种优选的实施方式中，包括将以重量计约1％-约10％的烷基膦酸二酯与以重量计约0.5％-约1.5％的烷基膦酸单酯和以重量计约10％-约30％的磷酸偏酯的胺盐混入基础油组分中。在所述方法的一种优选的实施方式中，包括将以重量计约50％-约70％的基础油组分与烷基膦酸单酯、烷基膦酸二酯以及磷酸偏酯的胺盐混合。本专利技术还涉及一种由所述的方法制造的顶处理添加剂包。本专利技术还涉及一种改进齿轮流体的摩擦性能的方法，包括给齿轮流体提供添加剂包，所述添加剂包包括一种基础油组分和一种摩擦改进剂混合物，该摩擦改进剂混合物包括(i)至少一种具有以下通式的烷基膦酸二酯 其中R1为具有约8至约24个碳原子的烃基，R2和R3独立地选自具有约1至约8个碳原子的烃基；(ii)至少一种具有以下通式的烷基膦酸单酯 其中，R4为具有约8至约24个碳原子的烃基，R5选自氢和约1至约8个碳原子的烃基；以及(iii)至少一种由以下通式表示的磷酸偏酯的胺盐 其中每个R6和R8独立地为烃基，R7为氢或烃基，并且其中(i)与(ii)的比在约3至约5.5的范围内。在所述的方法的一种优选的实施方式中，其中所述添加剂包适合用于限滑差速器。在所述的方法的一种优选的实施方式中，其中所述齿轮流体包括占整个齿轮流体重量的约0.03％至约0.5％重量的烷基膦酸二酯。在所述的方法的一种优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿轮添加剂组合物，包括：（ａ）一种基础油组分；以及（ｂ）一种摩擦改进剂混合物，包括：（ｉ）至少一种具有以下通式的烷基膦酸二酯：＊＊＊其中，Ｒ↑［１］为具有约８至约２４个碳原子的烃基，Ｒ↑［２］和Ｒ↑［３］独立地选自具有约１至约８个碳原子的烃基；（ｉｉ）至少一种具有以下通式的烷基膦酸单酯：＊＊＊其中，Ｒ↑［４］为具有约８至约２４个碳原子的烃基，Ｒ↑［５］选自氢和约１至约８个碳原子的烃基；以及（ｉｉｉ）至少一种通过以下通式表示的磷酸偏酯的胺盐：＊＊＊其中每个Ｒ↑［６］和Ｒ↑［８］独立地为烃基，Ｒ↑［７］为氢或烃基，并且其中（ｉ）与（ｉｉ）的比为约３至约５．５。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C惠特，
申请(专利权)人：雅富顿公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]