具有优良摩擦性能的润滑油组合物制造技术

技术编号:9058401 阅读:138 留言:0更新日期:2013-08-21 21:36
本发明专利技术涉及具有优良摩擦性能的润滑剂组合物,所述组合物包括润滑油和至少一种具有摩擦减低性能的添加剂,该摩擦减低性能的添加剂是嵌段共聚物,其中该嵌段共聚物包括疏水链段P和极性链段D,其中所述疏水链段由单体组合物的聚合反应而获得,该单体组合物包括a)基于用于制备疏水链段的单体组合物的重量计,0到40重量%的一种或多种式(I)的烯属不饱和酯化合物,b)基于用于制备疏水链段的单体组合物的重量计,50到100重量%的一种或多种式(II)的烯属不饱和酯化合物c)基于用于制备疏水链段的单体组合物的重量计,0到50重量%的共聚单体,并且其中极性链段可用式(III)表示,其中R和R1-R7如说明书所定义。

【技术实现步骤摘要】
具有优良摩擦性能的润滑油组合物本申请是申请号为200480008699.0的中国专利申请的分案申请。本专利技术涉及具有优良摩擦性能的润滑油组合物,制备该润滑油组合物的方法,及其用途。现代变速器、发动机或液压泵的效率不仅依赖于机器零件的性质,还在很大程度上依赖于所用润滑剂的摩擦性能。对于这种润滑剂的开发,特别重要的是了解所用润滑剂组分在成膜和摩擦方面的作用,其中,选择合适的添加剂例如可能导致运输工具的发动机平均燃料消耗降低几个百分点。在此,作为特别有效的润滑剂成分可以提及具有特别低粘度并因而具有低固有摩擦的基础油,以及有机摩擦减低剂(摩擦改进剂)。这种趋势的一个例子是最新一代所谓低负荷发动机油SAE级5W-20、SAE5W-30或SAE0W-20,在手动或自动变速器用油方面也可以类似找到这种例子。在开发能节省发动机燃料的润滑剂的同时,使用摩擦减低性添加剂变得更为重要:现代变速器和泵的外壳在其尺寸上明显更小,其被更差地冷却,且齿轮和轴承都必须承担更高负荷。因此,其运行温度远高于从前。结果是,两个相对移动的表面之间的摩擦接触具有减小的膜厚度,润滑剂和其中含有的添加剂必须能在这种混合摩擦条件下确保低的摩擦损失,并且保护表面不受磨损。根据现有技术认为,典型的油溶性摩擦减低性润滑剂添加剂或者吸附在摩擦接触的金属表面上,或者形成所谓的反应层。前者通常由长链羧酸及其盐、酯、醚、醇、胺、酰胺和酰亚胺组成。这种摩擦改进剂的作用方式被认为是极性基团的排列,并相关地在摩擦接触中的表面上成膜。在真正的油膜失效时,这种薄膜阻止固体的接触。然而,极性相互作用如偶极-偶极相互作用或者氢桥键的实际机理和影响却没有最终弄清楚。典型的形成反应层的摩擦改进剂是例如饱和脂肪酸酯、磷酸酯和三磷酸酯、黄原酸酯或含硫脂肪酸。所述种类还包括在摩擦接触中的摩擦学应力条件下不形成固体的而是形成具有高承载能力的液体的反应产物的化合物。其例子可提及不饱和脂肪酸、二羧酸的偏酯、二烷基邻苯二甲酸酯和磺化烯烃混合物。这种摩擦减低性添加剂的功能十分类似于所谓EP添加剂,其中在润滑缝隙中形成‘反应层’的过程必须已在较温和的混合摩擦条件下进行。另外,有机金属化合物如二硫代膦酸钥和二氨基甲酸钥,有机铜化合物,以及某些固体润滑剂如石墨和MoS2也可以在润滑剂中起摩擦减低性添加剂作用。这些化合物的缺点是其十分昂贵的价格。此外,很多化合物具有很高极性,使得它们不能溶于全合成的润滑油。含油溶性聚合物的润滑剂的摩擦性能是多篇专利文献和公开出版物的组成部分。在此,仅仅在少数情况下描述了具体摩擦性能与聚合物或VI改进剂或其结构的存在之间的关系:JP0527133 1要求保护聚合物的制备方法及其在润滑剂中的使用。其中描述了α_烯烃和二价酸酯的共聚物,及其与链烷醇胺、环烷醇胺、杂环胺和聚亚烷基多元胺的反应。含有该无规共聚物的润滑剂相对于参比物,具有从0.1104降低到0.07134的摩擦系数,这例如在Falex摩擦测试(ASTM D2714)中体现出来。这些聚合物的缺点尤其是它们的制备复杂。JP2000355695 (US6426323)公开了用于连续自动变速器(CVT)的润滑剂组合物,其含有分散性的VI改进剂。在此,为了获得改进的氧化稳定性,优选使用具有分散性共聚单体的聚甲基丙烯酸烷基酯作为VI改进剂,这些共聚单体例如为甲基丙烯酸二甲氨基乙基酯、2-甲基-5-乙烯基吡啶和N-乙烯基吡咯烷酮。这些润滑剂的摩擦试验以举例方式描述,但是没有研究上述VI改进剂的影响。EP570073公开了作为润滑剂添加剂的含硼的聚丙烯酸烷基酯和聚甲基丙烯酸烷基酯,其同时具有VII和摩擦减低剂(摩擦改进剂)的作用。其中,作为摩擦减低性组分已知的环状硼化合物作为官能基团被无规引入常规PAMA-VI改进剂的侧链。作为相关试验,公开了 SRV (振动-摩擦-磨损)和LFW-1摩擦计(ASTM D2714 = Falex试验)摩擦试验与商购PAMA VI改进剂相比的结果。这些共聚物的缺点是制备十分复杂,使得这些产品至今没有在商业上以较大规模使用。EP286996 (US5064546)要求保护一定环烷烃基基础油组成的润滑剂组合物,其含有0.01-5%的摩擦改进剂,并且特别适合于自动和连续变速器。特别是PAMA的VI改进剂作为附加组分被公开,但是它们的类型在配方的摩擦行为方面被评判为是不关键的。US4699723公开了由乙烯-丙烯共聚物(OCP)构成的分散性多官能VI改进剂,该共聚物上接枝有分散性的起抗氧化作用的官能团。没有公开这些VII对所得润滑剂的摩擦性能的影响。在此,通常获得不具有摩擦改进性能的无规共聚物。US6444622和US6303547公开了经摩擦改进的润滑剂,其中通过结合有改进的传统摩擦改进剂,在 C5-C6tl羧酸和胺的情况下,从而影响摩擦性能。仅在与调整润滑油粘度(SAE品级)和剪切稳定性相关地同时要求保护添加聚甲基丙烯酸烷基酯VI改进剂。EP0747464公开了一种用于自动变速器中的具有持久“抗颤抖”摩擦性能的润滑剂组合物。该组合物包含烷氧基化的脂肪酸胺以及其他摩擦减低性添加剂(摩擦改进剂)的混合物。分散性和非分散性VI改进剂在权利要求中仅仅作为润滑剂的进一步组分被提及,而没有公开对润滑剂摩擦性能的影响。W000/58423公开了高效发动机油和其他润滑剂,该润滑剂基于具有高VI的聚α -烯烃(HV1-PAO)和较高分子量增稠剂(典型地为具有10000到100000g/mol的重均分子量1的氢化聚(苯乙烯-共聚-异戊二烯)、HS1、乙烯-丙烯共聚物(OCP)或聚异丁烯(PIB))的混合物。与现有技术相比,所要求保护的润滑剂被评价为具有增加的润滑膜厚度和良好的防磨损性。作者强调,使用常规高分子量VI改进剂具有显著缺点,原因在于所得油的非牛顿型行为。例如,特别地,由于这些聚合物添加剂的高剪切应力和低临时剪切稳定性,润滑膜的厚度在摩擦接触中会减小。含有聚合物的润滑剂的行为被本专利技术驳斥。US6358896公开了用于具有改进的发动机燃料效率的发动机油组合物的摩擦改进齐U,其基于酮酰胺和酮酯。聚合物型粘度指数改进剂在此专利文献中称为所述润滑剂的组分。分散性的VII仅在有关于其起到分散剂作用方面被提及。W09524458 (US5622924)要求保护具有比例为最小70重量%的不多于10个碳原子的甲基丙烯酸烷基酯的粘度指数改进剂。除了优良的低温性能,用这种VI改进剂配制的油,当其与含钥的摩擦改进剂结合使用时,还拥有改善的低摩擦性能。JP08157855公开了含有使钥基摩擦改进剂的作用最大化的VI改进剂的润滑剂。其中要求保护与在W09524458中公开的相同的聚合物。US3925217要求保护由具有一个或两个环己基环的化合物组成的润滑剂,其在滚柱轴承的摩擦接触中提供改善的膜厚度。注释:该专利文献是所谓的牵引液体,即润滑剂的基础,由于其在流体动力学范围内的摩擦性能(在高速下),该润滑剂可以通过摩擦接触而传递力。为了使力的传递尽可能有效,在此希望其具有特别高的牵引或摩擦系数。由此衍生一系列专利文献,它们还公开了聚合物、聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯或者其他具有环状结构的VI改进剂。在此例如可以提及:W089本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有优良摩擦性能的润滑剂组合物,其包括基础油以及至少一种具有摩擦减低性能的添加剂,其特征在于,该具有摩擦减低性能的添加剂是一种嵌段共聚物,其中该嵌段共聚物包括疏水链段P和极性链段D,其中该疏水链段通过单体组合物的聚合反应获得,该单体组合物包括a)基于用于制备疏水链段的单体组合物的重量计,0.5到40重量%的一种或多种式(I)的烯属不饱和酯化合物其中R为氢或甲基,R1为1到5个碳原子的直链或支链烷基,R2和R3分别独立地为氢或式?COOR′的基团,其中R′为氢或1到5个碳原子的烷基,b)基于用于制备疏水链段的单体组合物的重量计,50到99.5重量%的一种或多种式(II)的烯属不饱和酯化合物其中R为氢或甲基,R4为6到30个碳原子的直链或支链烷基,R5和R6分别独立地为氢或式?COOR″的基团,其中R″为氢或6到30个碳原子的烷基,c)基于用于制备疏水链段的单体组合物的重量计,0到50重量%的共聚单体;并且其中极性链段可用式(III)表示,其中R独立地为氢或甲基,R7独立地为包括2到1000个碳原子并且具有至少一个杂原子的基团,X独立地为硫或氧原子或式NR8的基团,其中R8独立地为 氢或具有1到20个碳原子的基团,n为大于或等于3的整数;其中所述嵌段共聚物的疏水链段的长度与极性链段的长度的比例在5:1到1:2范围内。FDA00002938610800011.jpg,FDA00002938610800012.jpg,FDA00002938610800013.jpg...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:A·达尔丁M·米勒B·艾森贝格
申请(专利权)人:赢创罗曼克斯添加剂有限公司
类型:发明
国别省市:

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