最终传动和动力换挡变速器润滑剂
阅读：645发布：2024-01-09
专利汇可以提供最终传动和动力换挡变速器润滑剂专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及最终传动和动 力 换挡 变速器 润滑剂 。本发明公开了润滑组合物，其包含配制有添加剂包的润滑 粘度 的油，该添加剂包含有至少一种高 碱 性的金属 洗涤剂 、至少一种中性金属洗涤剂和至少一种磷基抗磨剂。还公开了改进用于重型车辆机械中的TO－4 流体 的 氧 化性能的方法。，下面是最终传动和动力换挡变速器润滑剂专利的具体信息内容。
1.润滑组合物，包含：
a)基础油；
b)至少一种金属酚盐；
c)至少一种金属二烷基萘磺酸盐；和
d)至少一种磷基抗磨剂。
2.添加剂包，包含：
a)至少一种金属酚盐；
b)至少一种金属二烷基萘磺酸盐；和
c)至少一种磷基抗磨剂。
3.根据权利要求1的组合物，其中所述润滑组合物符合TO-4，FZG 刮擦载荷阶段值为12。
4.用于改进车用发动机或变速器的FZG刮擦保护的方法，包括以 下步骤：(1)向所述车用发动机或变速器添加根据权利要求1的润滑油 组合物；和(2)运行所述车辆。
5.润滑机器部件的方法，包括用根据权利要求1的润滑组合物润 滑所述机器部件。
6.使用测试仪器测试组合物的润滑性质的方法，包括用权利要求 1的润滑组合物润滑所述测试仪器，所述测试仪器选自：布氏粘度计， 任何Vickers测试仪器，SAE No.2摩擦测试机，电动机驱动的 Hydra-Matic 4L60-E自动变速器，ASTM D 471或D 676弹性体相容性 测试设备，NOACK挥发性过程机器，ASTM D 2882、D 5182、D 4172、 D3233和D2782磨损过程所需的任何测试仪器，ASTM起泡过程仪器， ASTM D 130铜腐蚀测试所需的测试仪器，International Harvester Procedure Method BT-9 Rust Control测试规定的测试设备，ASTM D 892 起泡测试所需的测试仪器，ASTM D 4998齿轮抗磨性能测试所需的测 试仪器，Link M1158油/摩擦机，L-33-1测试仪，L-37测试仪，L-42测 试仪，L-60-1测试仪，Strama 4-Square电动机驱动的过程机器，FZG 测试仪和部件，SSP-180过程机器，用于ASTM D 5579高温循环耐久 性过程的测试仪器，Sauer-Danfoss系列22或系列90轴向活塞泵，John Deere Synchro-Plus变速器，SRV-磨损测试仪，4-球测试仪，LFW-1测 试仪，楔块离合器超越磨损测试(SCOWT)仪器，API CJ-4发动机测试， CF和CF-2发动机测试，L-33湿度腐蚀测试，高温循环耐久性测试 (ASTM D 5579)，288-小时VE发动机油性能测试，L-38标准润滑测试， Denison P46活塞泵测试台，Sundstrand动态腐蚀测试台，环块测试仪， 以及在V、III、III-H、 TO-4、C-4、JASO、GF-4、GF-5、MIL-E，MIL-L和Sequences II-VIII下实施测试分析所需的任何测试仪器。
7.润滑组合物，包含：
a)基础油；
b)至少一种苯酚钙；
c)至少一种二壬基萘磺酸锌；
d)至少一种二烃基二硫代磷酸锌；
e)其中所述润滑组合物符合TO-4，FZG刮擦载荷阶段值为12。
相关申请
[0001]本申请要求享受2008年1月25日提交的美国临时申请 No.61/023460和2008年12月17日提交的美国非临时申请 No.12/337036的优先权权益。
技术领域
[0002]本公开涉及用于润滑变速器(transmission)和柴油机(diesel engine)的润滑组合物、添加剂包和方法。柴油机润滑剂必须通过一系 列的测试。同样，变速器润滑剂也需要通过另外的一系列测试。出人 意料地，本发明的组合物可以用于制造用于发动机和变速器两种用途 的润滑剂。
背景技术
[0003]现代的重型车辆机械(heavy vehicle machinery)，例如堆运土 设备，被不断升级以满足不断增加的消费者需求。重型车辆机械中变 速器和最终传动(final drives)方面的显著改进增加了设备耐久性和生产 率，并且新的各种各样的摩擦材料被不断开发出来以进一步增强性能。 提供正确的润滑剂以支持这些新设计在实现这些车辆(vehicle)的最大 寿命和性能方面具有重要作用。
[0004]在二十世纪九十年代早期，Caterpillar公司提出一组新的变 速器和传动系(drive train)流体要求，以用于Caterpillar的重型车辆机械 中，称为“Caterpillar TO-4”，其2005年6月23日的规范通过参考引入 本文。所有的TO-4油都必须符合一些流体性能，包括TO-4规范中列 出的特定的磨损、粘度和摩擦条件。用于最终传动和动力换挡变速器 (final drive and powershift transmission，FDPT)润滑剂中的许多添加剂 是多功能的，在性能之间通常产生冲突。这些冲突不可避免地意味着 必须仔细选择和平衡添加剂。因此，已经证明添加剂公司难于满足TO-4 要求，更何况显著改进任何这些性能阈值。出人意料地，本发明的流 体能够满足TO-4规范并且显著改进FZG刮擦等级(scuffing rating)。此 外，本发明能够采用低处理等级添加剂包(low treat rate additive package) 实现这种改进，其降低添加剂运输成本、改进设备生产能力和就更低 的净添加剂处理成本而言向润滑剂共混商提供经济益处。
发明内容
[0005]根据本公开，本发明涉及符合CAT TO-4(CAT TO-4compliant) 的流体组合物，包含基础油(base oil)，至少一种金属酚盐(metal phenate)，至少一种金属二烷基萘磺酸盐(metal dialkylnapthalene sulfonate)和至少一种磷基抗磨剂(phosphorus-based wear preventative)。
[0006]本发明的其它实施方案包括上述TO-4流体组合物，其中所 述至少一种金属酚盐选自苯酚钙(calcium phenate)、苯酚镁、苯酚锌和 它们的混合物。在其它实施方案中所述金属酚盐是苯酚钙。
[0007]本发明的其它实施方案包括上述TO-4流体组合物，其中所 述金属二烷基萘磺酸盐选自二烷基萘磺酸钙(calcium dialkylnapthalene sulfonate)、二烷基萘磺酸镁、二烷基萘磺酸锌和它们的混合物。在其 它实施方案中，所述金属二烷基萘磺酸盐包含二壬基萘磺酸锌。
[0008]本发明的其它实施方案包括本发明的TO-4流体组合物，其 中所述至少一种磷基抗磨剂包含至少一种金属二烃基二硫代磷酸盐化 合物(metal dihydrocarbyl dithiophosphate compound)。在其它实施方案 中，所述至少一种金属二烃基二硫代磷酸盐化合物包含至少一种二烃 基二硫代磷酸锌(zinc dihydrocarbyl dithiophosphate)化合物。
[0009]本发明的其它实施方案包括本发明的TO-4流体，其中所述 组合物含有约200-约800ppm的来自所述金属二烃基二硫代磷酸盐化 合物的磷。本发明的其它实施方案包括TO-4流体，其中所述组合物含 有约200-400ppm的来自所述金属二烃基二硫代磷酸盐化合物的磷。
[0010]本发明的其它实施方案包括以上提及的润滑组合物的任意 一种，其中所述润滑组合物符合TO-4，FZG刮擦载荷阶段值(FZG scuffing load stage score)为12。
[0011]在本发明的另一实施方案中，公开了添加剂包，包含至少一 种金属酚盐，至少一种金属二烷基萘磺酸盐和至少一种磷基抗磨剂。
[0012]本发明的其它实施方案包括以上提及的添加剂包，其中所述 至少一种金属酚盐选自苯酚钙、苯酚镁、苯酚锌和它们的混合物。
[0013]本发明的其它实施方案包括以上提及的添加剂包，其中所述 金属酚盐是苯酚钙。
[0014]本发明的其它实施方案包括以上提及的添加剂包，其中所述 金属二烷基萘磺酸盐选自二烷基萘磺酸钙、二烷基萘磺酸镁、二烷基 萘磺酸锌和它们的混合物。
[0015]本发明的其它实施方案包括以上提及的添加剂包，其中所述 金属二烷基萘磺酸盐包含二壬基萘磺酸锌。
[0016]本发明的其它实施方案包括以上提及的添加剂包，其中所述 至少一种磷基抗磨剂包含至少一种金属二烃基二硫代磷酸盐化合物。 在另一实施方案中，所述至少一种金属二烃基二硫代磷酸盐化合物包 含至少一种二烃基二硫代磷酸锌化合物。
[0017]本发明的其它实施方案包括以上提及的添加剂包，其中所述 添加剂包含有约200-约800ppm的来自所述金属二烃基二硫代磷酸盐 化合物的磷。
[0018]本发明的其它实施方案包括以上提及的添加剂包，其中所述 添加剂包含有约200-400ppm的来自所述金属二烃基二硫代磷酸盐化合 物的磷。
[0019]本发明的另一实施方案包括改进车用发动机或变速器 (vehicle engine or transmission)的FZG刮擦保护的方法，包括以下步骤： (1)向所述车用发动机或变速器添加任何一种以上提供的流体组合物； 和(2)运行所述车辆。
[0020]本发明的另一实施方案包括润滑机器部件的方法，包括用任 何一种以上提及的润滑组合物润滑所述机器部件。所述机器部件可以 包括齿轮(gear)、轴(axle)、差速器(differential)、发动机、曲轴(crankshaft)、 变速器或离合器，和其中所述变速器选自自动变速器、手动变速器、 手自一体变速器(automated manual transmission)、半自动变速器、双离 合器变速器(dual clutch transmission)、无级变速器和环面型变速器 (toroidal transmission)。在一些实施方案中，其中所述变速器包括连续 滑磨变矩器离合器(continuously slipping torque converter clutch)、滑磨 变矩器(slipping torque converter)、锁止式变矩器(lock-up torque converter)、超越离合器(starting clutch)、一种或多种换挡离合器(one or more shifting clutches)或者电子控制转换器离合器(electronically controlled converter clutch)。在其它实施方案中，所述齿轮选自汽车齿 轮(automotive gear)、固定齿轮箱(stationary gearbox)和轴。在其它实施 方案中，所述齿轮选自准双曲面齿轮、正齿轮、斜齿轮、锥齿轮、涡 轮、齿条齿轮机构(rack and pinion gear)、行星齿轮组和渐开线齿轮。 在其它实施方案中，所述差速器选自straight差速器、turning差速器、 限滑差速器(limited slip differential)、离合器型限滑差速器(clutch-type limited slip differential)和锁止差速器(locking differential)。在其它实施 方案中，所述发动机选自内燃机、柴油机、旋转发动机(rotary engine)、 燃气轮机(gas turbine engine)、四冲程发动机和两冲程发动机。在其它 实施方案中，所述发动机包括活塞、轴承(bearing)、曲轴和/或凸轮轴 (camshaft)。
[0021]本发明的另一实施方案包括使用测试仪器测试组合物的润 滑性质的方法，包括用任何一种以上公开的润滑组合物润滑所述测试 仪器，所述测试仪器选自：Brookfield粘度计，任何Vickers Test仪器， SAE No.2摩擦测试机，电动机驱动的Hydra-Matic 4L60-E自动变速 器，ASTM D 471或D 676 Elastomer Compatibility测试设备，NOACK 挥发性过程机器(volatility procedure machine)，ASTM D 2882，D 5182， D 4172，D3233，和D2782 Wear Procedures所需的任何测试仪器，ASTM Foaming Procedure仪器，ASTM D 130 Copper Corrosion测试所需的测 试仪器，International Harvester Procedure Method BT-9 Rust Control测 试规定的测试设备，ASTM D 892 Foaming测试需要的测试仪器，ASTM D 4998 Gear Anti-Wear Performance测试需要的测试仪器，Link M1158 Oil/Friction Machine，L-33-1 Test Apparatus，L-37 Test Apparatus，L-42 Test Apparatus，L-60-1 Test Apparatus，Strama 4-Square Electric Motor-Driven Procedure Machine，FZG Test Apparatus和部件，SSP-180 Procedure Machine，用于ASTM D 5579 High Temperature Cyclic Durability Procedure的测试仪器，Sauer-Danfoss Series 22或Series 90 Axial Piston Pump，John Deere Synchro-Plus变速器，SRV-磨损测试仪 (friction wear tester)，4-球测试仪(4-ball test apparatus)，LFW-1测试仪， 楔块离合器超越磨损测试(sprag clutch over-running wear test，SCOWT) 仪器，API CJ-4发动机测试，CF和CF-2发动机测试，L-33 Moisture Corrosion Test，High-Temperature Cyclic Durability Test(ASTM D 5579)，288-小时VE发动机油性能测试，L-38标准润滑测试，Denison P46 Piston Pump Test Stand，Sundstrand Dynamic Corrosion Test Stand， 环块测试仪(block-on-ring test apparatus)，以及在V， III，III-H，TO-4，C-4，JASO， GF-4，GF-5，MIL-E，MIL-L，和Sequences II-VIII下实施测试分析所 需的任何测试仪器。
[0022]本发明的其它实施方案包括润滑组合物，其包含基础油，至 少一种苯酚钙，至少一种二壬基萘磺酸锌，至少一种二烃基二硫代磷 酸锌，其中所述流体符合TO-4，FZG刮擦载荷阶段值为12。
[0024]应该理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述都只是示 例性的和解释性的，而不是如同权利要求一样是对本公开的限制。
具体实施方式
[0025]如在本文中使用的那样，术语“烃基取代基”或“烃基基团”以 其普通含义进行使用，其对于本领域技术人员而言是公知的。特别地， 其是指以碳原子直接连接到分子的其余部分并且主要具有烃特征的基 团。烃基基团的例子包括：(1)烃取代基，即脂肪族(例如烷基或链烯基)、脂环族(例如环烷基， 环烯基)取代基，和芳香族-、脂肪族-和脂环族-取代的芳香族取代基， 以及环状取代基其中该环通过分子的另一部分完成(例如两个取代基一 起形成脂环族基团)；
(2)被取代的烃取代基，即含有非烃基团的取代基，该非烃基团在 本发明的上下文中不改变占主导地位的烃取代基(例如卤素(特别是氯 和氟)，羟基，烷氧基，巯基，烷硫基，硝基，亚硝基和亚硫酰基(sulfoxy))；
(3)杂取代基，即这样的取代基，在本发明的上下文中，其在具有 主要为烃的特征的同时，在否则将由碳原子组成的环或链中含有不同 于碳的原子。杂原子包括硫、氧、氮，并且包括例如吡啶基、呋喃基、 噻吩基和咪唑基的取代基。通常，对于烃基基团中的每10个碳原子， 存在不超过两个，例如不超过一个的非烃取代基；典型地，在烃基基 团中不存在非烃取代基。
(2)被取代的烃取代基，即含有非烃基团的取代基，该非烃基团在 本发明的上下文中不改变占主导地位的烃取代基(例如卤素(特别是氯 和氟)，羟基，烷氧基，巯基，烷硫基，硝基，亚硝基和亚硫酰基(sulfoxy))；
(3)杂取代基，即这样的取代基，在本发明的上下文中，其在具有 主要为烃的特征的同时，在否则将由碳原子组成的环或链中含有不同 于碳的原子。杂原子包括硫、氧、氮，并且包括例如吡啶基、呋喃基、 噻吩基和咪唑基的取代基。通常，对于烃基基团中的每10个碳原子， 存在不超过两个，例如不超过一个的非烃取代基；典型地，在烃基基 团中不存在非烃取代基。
[0026]如在本文中使用的那样，术语“重量百分数”，除非另有明确 说明，否则是指相对于整个组合物的重量，提及的组分代表的百分数。
[0027]本文中使用的术语“可溶于油的”或“可分散的”并不必然表 示化合物或添加剂能够以所有比例溶于、溶解于、混溶于油中或者能 够悬浮在油中。但是，这些表示，它们例如能够以足以在使用所述油 的环境中发挥它们的目标效果的程度溶于或稳定分散于油中。此外， 如果需要，额外加入其它添加剂也可允许加入更高水平的特定添加剂。
[0028]如在本文中使用的那样，术语“符合CAT TO-4”表示流体能 够通过2005年6月23日的Caterpillar Inc.TO-4 Transmission And Drivetrain Fluid Requirements规范的所有规范要求。用于配制拖拉机油(tractor oils)的润滑剂添加剂
具有润滑粘度的油
具有润滑粘度的油
[0029]适合用于配制实施方案中的具有润滑粘度的油(即基础油)在 本文中可以选自任何合成油、矿物油或它们的混合物。在一个方面， 组合物可以包含植物油和合成油的组合，如2005年3月17日公开的 美国专利申请No.2005/0059562中公开的那样。矿物油包括动物油和植 物油(例如蓖麻油，猪油)以及其它矿物润滑油，例如煤油(liquid petroleum oils)和链烷类、环烷类或混合的链烷-环烷类经溶剂处理或经 酸处理的矿物润滑油。源自煤或页岩的油也是合适的。此外，源自气 至液过程(gas-to-liquid process)的油是合适的。
[0030]因此，所使用的可以用于制备本文描述的组合物的基础油可 以选自American Petroleum Institute(API)Base Oil Interchangeability Guidelines中规定的组I-V中的任何基础油。金属洗涤剂
[0031]本公开的实施方案可以包含两种金属洗涤剂。洗涤剂通常包 含极性头部，具有长疏水性尾部，其中所述极性头部包括酸性有机化 合物的金属盐。所述盐可以包含基本上化学计量数量的所述金属，在 这种情况下它们通常被描述为正盐或中式盐，并且通常将具有约0-小 于约150的总碱值(total base number)或TBN(由ASTM D2896测量)。 通过使过量的金属化合物例如氧化物或氢氧化物与酸性气体例如二氧 化碳反应可以包含大量的金属碱(metal base)。所得到的高碱性洗涤剂 包括围绕无机金属碱核(例如水合碳酸盐)的经中和的洗涤剂的胶束 (micelles)。这样的高碱性洗涤剂可具有约150或更大的TBN，例如约 150-约450或更大。
[0032]可以用于本发明实施方案中的洗涤剂包括可溶于油的金属 中式和高碱性磺酸盐、酚盐、硫化的酚盐(sulfurized phenates)和水杨酸 盐，所述金属特别是例如钠、钾、锂、钙、镁和锌的金属。
[0033]适合用于本发明的磺酸锌包括二烃基芳族磺酸锌，例如二烷 基萘磺酸锌。所述二烷基萘磺酸锌具有连接到萘核的一个环上的磺酸 根基团和连接到每个环上的烷基基团。每个烷基基团可以独立地含有 约6至约20个碳原子，但优选它们含有约8至12个碳原子。所述二 烷基萘磺酸根基团通过所述磺酸根基团与锌结合。特别优选的二烷基 萘磺酸锌是可作为ZS从King Industries，Inc商购的二壬基 萘磺酸锌，或者可选择地是磺酸锌和羧酸锌的共混物，其中磺酸锌对 羧酸锌的比例为约1∶3-约3∶1重量份。所述共混物可以以商品名 ZS-HT从King Industries，Inc商购。磷基抗磨剂
[0034]所述磷基抗磨剂可以包含金属二烃基二硫代磷酸盐化合物， 例如，但不限于，二烃基二硫代磷酸锌化合物。合适的金属二烃基二 硫代磷酸盐可以包括二烃基二硫代磷酸金属盐，其中所述金属可以是 碱金属或碱土金属，或者铝、铅、锡、钼、锰、镍、铜或锌。锌盐最 常用于润滑油中。
[0035]二烃基二硫代磷酸金属盐可以根据已知技术制备，通过首先 形成二烃基二硫代磷酸(DDPA)，通常通过使一种或多种醇或酚与P2S5 反应，和然后用金属化合物中和形成的DDPA。例如，可以通过使伯醇 和仲醇的混合物反应而制备二硫代磷酸。可选择地，可以制备多种二 硫代磷酸，其中在一种上的烃基基团完全是仲烃基性质的，在其它种 类上的烃基基团完全是伯烃基性质的。为了制备所述金属盐，可以使 用任何碱性或中性金属化合物，但是最常使用的是氧化物、氢氧化物 和碳酸盐。由于在中和反应中使用过量的碱性金属化合物，商业添加 剂常常含有过量的金属。
[0036]二烃基二硫代磷酸锌(ZDDP)是二烃基二硫代磷酸的油溶性 盐，可以由下式表示：
其中，R和R’可以是相同或不同的含有1-18，例如2-12个碳原子的烃 基基团，并且包括例如烷基、链烯基、芳基、芳烷基、烷芳基和脂环 族基团的基团。R和R’基团可以是具有2-8个碳原子的烷基。因此， 所述基团可以是例如乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁 基、戊基、正己基、异己基、正辛基、癸基、十二烷基、十八烷基、 2-乙基己基、苯基、丁基苯基、环己基、甲基环戊基、丙烯基、丁烯基。 为了获得油溶性，二硫代磷酸中的总碳原子数(即R和R’)通常将为约5 或更大。所述二烃基二硫代磷酸锌因此可以包含二烷基二硫代磷酸锌。
其中，R和R’可以是相同或不同的含有1-18，例如2-12个碳原子的烃 基基团，并且包括例如烷基、链烯基、芳基、芳烷基、烷芳基和脂环 族基团的基团。R和R’基团可以是具有2-8个碳原子的烷基。因此， 所述基团可以是例如乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁 基、戊基、正己基、异己基、正辛基、癸基、十二烷基、十八烷基、 2-乙基己基、苯基、丁基苯基、环己基、甲基环戊基、丙烯基、丁烯基。 为了获得油溶性，二硫代磷酸中的总碳原子数(即R和R’)通常将为约5 或更大。所述二烃基二硫代磷酸锌因此可以包含二烷基二硫代磷酸锌。
[0037]可以用作所述磷基抗磨剂的其它合适的组分包括任何合适 的有机磷化合物，例如，但不限于，磷酸酯(phosphates)，硫代磷酸酯 (thiophosphates)，亚磷酸酯(phosphites)，和它们的盐，以及膦酸盐/酯 (phosphonates)。合适的例子是磷酸三(甲苯)酯(TCP)、二烷基亚磷酸酯 (如二丁基氢亚磷酸酯)和戊基酸式磷酸酯(amyl acid phosphate)。额外的组分
[0038]除了本文中描述的其它组分之外，添加剂包可以包含例如无 灰分散剂、防锈剂、消泡剂、抗氧化剂和稀释油中的一种或多种。进 一步的任选组分可以包括粘度改性剂、带有铜和铅的腐蚀抑制剂、破 乳剂和倾点下降剂。实施例
[0039]通过本发明的实施例和对比实施例对本发明进行更详细地 描述。本发明不应受到这些实施例的限制；相反它们是用于证明本发 明的实用性。用于区分本发明FDPT润滑组合物和商业TO-4润滑剂的 测试是FZG刮擦测试方法，其是一种磨损测试，在下面对其进行了更 充分地描述。FZG刮擦
[0040]FZG刮擦测试方法用于评价CAT TO-4流体的刮擦载荷能 力。测试方法是ASTM D5182，其引入本文作为参考，其是用于评价 流体的刮擦载荷能力的标准方法。该测试方法使用“A”轮廓齿轮评价流 体的齿轮齿面抗刮擦性。装置在1450rpm运行，经过以15分钟为间隔 的最多12个渐次的载荷阶段。标准测试在90℃的流体温度运行。测 试过程以啮合齿轮的相对小的预载荷开始并且在15分钟的测试时间之 后，检查齿轮齿的刮擦情况。如果齿轮齿被确定为具有预先规定数量 的刮擦，则测试在该载荷阶段被认为是失败的，并在该点终止测试。 如果齿轮齿不具有预先规定数量的刮擦，那么就向啮合齿轮齿增加额 外的载荷并且将测试进行另外的15分钟。这种操作模式一直持续直到 齿轮齿在特定的载荷阶段被确定已经失败或者直到达到载荷阶段12而 没有失败。在载荷阶段12之上没有载荷阶段，因此如果在载荷阶段12 之后流体被认为具有可接受的性能，那么就终止测试。除了目测评价 齿轮齿状况之外，还测量了齿轮重量损失。
[0041]为了使流体满足CAT TO-4要求，ASTM D5182 FZG刮擦测 试中的性能必须满足以下最低所需性能标准： SAE粘度等级 最低通过载荷阶段 10W 8 30W 8 40W 10 50W 10
发明实施例和对比实施例：
本发明FDPT流体
发明实施例和对比实施例：
本发明FDPT流体
[0042]将2.7wt％的高碱性金属酚盐和0.3wt％的金属二烷基萘磺 酸盐与1.55wt％的含有防锈剂、倾点下降剂、抗氧化剂和加工油的核 心包(core package)合并。将该共混物保持在等于或低于85℃，加入 1.1wt％的磷抗磨化合物，然后加入0.75wt％的无灰分散剂。将添加剂 共混物混合约2小时，然后添加基础油从而提供6.4wt％的总添加剂处 理等级(total additive treat rate)。对比FDPT流体1
[0043]将2.7wt％的高碱性金属酚盐和0.3wt％的高碱性金属磺酸 盐与1.55wt％的含有防锈剂、倾点下降剂、抗氧化剂和加工油的核心 包合并。将该共混物保持在等于或低于85℃，加入1.1wt％的磷抗磨化 合物，然后加入0.75wt％的无灰分散剂。将添加剂共混物混合约2小 时，然后添加基础油从而提供6.4wt％的总添加剂处理等级。对比FDPT流体2
[0044]通过购买商业的符合CAT TO-4的流体获得对比FDPT流体 2。 表1 本发明 FDPT 对比FDPT 1 (Afton流体w/o磺酸盐) 对比FDPT 2 (商业流体) 高碱性金属磺酸盐 0.0 0.3 N/A 高碱性金属酚盐 2.7 2.7 N/A 金属二烷基萘磺酸盐 0.3 0.0 N/A ZDDP 1.1 1.1 N/A 核心包 1.55 1.55 N/A 处理等级 6.4 6.4 N/A 基础油共混物 余量 余量 N/A FDPT测试 符合CAT TO-4 Y N Y FZG刮擦载荷阶段 12 12 8
对本发明实施例和对比实施例测试结果的解释
对本发明实施例和对比实施例测试结果的解释
[0045]本发明是用作重载变速器流体(transmission fluid)的添加剂 的独特组合。该组合提供了高摩擦系数，优异的氧化稳定性，腐蚀保 护和高水平的抗磨损性能。如以上表1中所示，本发明的组合物是符 合CAT TO-4的，并且还提供为12的优异FZG刮擦值。对比FDPT 1 流体不符合CAT TO-4，因为其不能提供CAT TO-4要求的足够水平的 静摩擦和动摩擦。不受任何特定理论束缚，据信缺乏磺酸锌导致FDPT 1流体缺乏满足CAT TO-4规范所需的摩擦性能。对比FDPT 2流体是 商业CAT TO-4流体。虽然FDPT 2流体符合CAT TO-4，但是如由为8 的较低的FZG刮擦载荷阶段值说明的那样，就磨损和腐蚀/氧化性能而 言其显著差于本发明的流体。
[0046]考虑到本文公开的说明和本发明的实践，本公开的其它实施 方案对本领域技术人员而言是显而易见的。如在整个说明书和权利要 求中使用的那样，“a”和/或“an”可以表示一个(种)或多于一个(种)。除非 另有说明，说明书和权利要求中使用的所有表示成分数量，性质例如 分子量，百分比，重量百分比，比率，反应条件等等的数都被理解为 在所有情况下都被术语“约”修饰。因此，除非有相反说明，否则在说明 书和权利要求中给出的数值参数都是近似值，其可以根据希望通过本 发明得到的所需性质进行变化。至少，并且不是尝试通过权利要求范 围的等同原则限制应用，每个数值参数应该至少考虑给出的有效数字 位数并通过应用一般的舍入原则进行解释。尽管给出本发明广阔范围 的数值范围和参数是近似值，但是在具体实施例中给出的数值是按照 尽可能精确的数值给出的。但是，任何数值都固有地含有由它们各自 的测试测量方法中的标准偏差必然导致的误差。说明书和实施例应该 被认为只是示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求表 示。
[0047]本发明尤其涉及以下方案：1.润滑组合物，包含：
a)基础油；
b)至少一种金属酚盐；
c)至少一种金属二烷基萘磺酸盐；和
d)至少一种磷基抗磨剂。
2.根据1的组合物，其中所述至少一种金属酚盐选自苯酚钙、苯 酚镁、苯酚锌和它们的混合物。
3.根据1的组合物，其中所述金属酚盐是苯酚钙。
4.根据1的组合物，其中所述金属二烷基萘磺酸盐选自二烷基萘 磺酸钙、二烷基萘磺酸镁、二烷基萘磺酸锌和它们的混合物。
5.根据4的组合物，其中所述金属二烷基萘磺酸盐包含二壬基萘 磺酸锌。
6.根据1的组合物，其中所述至少一种磷基抗磨剂包含至少一种 金属二烃基二硫代磷酸盐化合物。
7.根据6的组合物，其中所述至少一种金属二烃基二硫代磷酸盐 化合物包含至少一种二烃基二硫代磷酸锌化合物。
8.根据7的组合物，其中所述组合物含有约200-约800ppm的来 自所述金属二烃基二硫代磷酸盐化合物的磷。
9.根据8的组合物，其中所述组合物含有约200-400ppm的来自 所述金属二烃基二硫代磷酸盐化合物的磷。
10.添加剂包，包含：
a)至少一种金属酚盐；
b)至少一种金属二烷基萘磺酸盐；和
c)至少一种磷基抗磨剂。
11.根据10的添加剂包，其中所述至少一种金属酚盐选自苯酚钙、 苯酚镁、苯酚锌和它们的混合物。
12.根据11的添加剂包，其中所述金属酚盐是苯酚钙。
13.根据12的添加剂包，其中所述金属二烷基萘磺酸盐选自二烷 基萘磺酸钙、二烷基萘磺酸镁、二烷基萘磺酸锌和它们的混合物。
14.根据13的添加剂包，其中所述金属二烷基萘磺酸盐包含二壬 基萘磺酸锌。
15.根据14的添加剂包，其中所述至少一种磷基抗磨剂包含至少 一种金属二烃基二硫代磷酸盐化合物。
16.根据15的添加剂包，其中所述至少一种金属二烃基二硫代磷 酸盐化合物包含至少一种二烃基二硫代磷酸锌化合物。
17.根据16的添加剂包，其中所述组合物含有约200-约800ppm 的来自所述金属二烃基二硫代磷酸盐化合物的磷。
18.根据17的添加剂包，其中所述组合物含有约200-400ppm的来 自所述金属二烃基二硫代磷酸盐化合物的磷。
19.根据1-9任一项的组合物，其中所述润滑组合物符合TO-4， FZG刮擦载荷阶段值为12。
20.用于改进车用发动机或变速器的FZG刮擦保护的方法，包括 以下步骤：(1)向所述车用发动机或变速器添加根据1-9任一项的润滑 油组合物；和(2)运行所述车辆。
21.润滑机器部件的方法，包括用根据1-9任一项的润滑组合物润 滑所述机器部件。
22.根据21的方法，其中所述机器部件包括齿轮、轴、差速器、 发动机、曲轴、变速器或离合器。
23.根据22的方法，其中所述变速器选自自动变速器、手动变速 器、手自一体变速器、半自动变速器、双离合器变速器、无级变速器 和环面型变速器。
24.根据22的方法，其中所述变速器包括连续滑磨变矩器离合器、 滑磨变矩器、锁止式变矩器、超越离合器、一种或多种换挡离合器或 者电子控制转换器离合器。
25.根据22的方法，其中所述齿轮选自汽车齿轮、固定齿轮箱和 轴。
26.根据22的方法，其中所述齿轮选自准双曲面齿轮、正齿轮、 斜齿轮、锥齿轮、涡轮、齿条齿轮机构、行星齿轮组和渐开线齿轮。
27.根据22的方法，其中所述差速器选自straight差速器、turning 差速器、限滑差速器、离合器型限滑差速器和锁止差速器。
28.根据22的方法，其中所述发动机选自内燃机、柴油机、旋转 发动机、燃气轮机、四冲程发动机和两冲程发动机。
29.根据22的方法，其中所述发动机包括活塞、轴承、曲轴和/或 凸轮轴。
30.使用测试仪器测试组合物的润滑性质的方法，包括用1-9中任 一项的润滑组合物润滑所述测试仪器，所述测试仪器选自：布氏粘度 计，任何Vickers测试仪器，SAE No.2摩擦测试机，电动机驱动的 Hydra-Matic 4L60-E自动变速器，ASTM D 471或D 676弹性体相容性 测试设备，NOACK挥发性过程机器，ASTM D 2882、D 5182、D 4172、 D3233和D2782磨损过程所需的任何测试仪器，ASTM起泡过程仪器， ASTM D 130铜腐蚀测试所需的测试仪器，International Harvester Procedure Method BT-9 Rust Control测试规定的测试设备，ASTM D 892 起泡测试所需的测试仪器，ASTM D 4998齿轮抗磨性能测试所需的测 试仪器，Link M1158油/摩擦机，L-33-1测试仪，L-37测试仪，L-42测 试仪，L-60-1测试仪，Strama 4-Square电动机驱动的过程机器，FZG 测试仪和部件，SSP-180过程机器，用于ASTM D 5579高温循环耐久 性过程的测试仪器，Sauer-Danfoss系列22或系列90轴向活塞泵，John Deere Synchro-Plus变速器，SRV-磨损测试仪，4-球测试仪，LFW-1测 试仪，楔块离合器超越磨损测试(SCOWT)仪器，API CJ-4发动机测试， CF和CF-2发动机测试，L-33湿度腐蚀测试，高温循环耐久性测试 (ASTM D 5579)，288-小时VE发动机油性能测试，L-38标准润滑测试， Denison P46活塞泵测试台，Sundstrand动态腐蚀测试台，环块测试仪， 以及在V、III、III-H、 TO-4、C-4、JASO、GF-4、GF-5、MIL-E、MIL-L和Sequences II-VIII下实施测试分析所需的任何测试仪器。
31.润滑组合物，包含：
a)基础油；
b)至少一种苯酚钙；
c)至少一种二壬基萘磺酸锌；
d)至少一种二烃基二硫代磷酸锌；
e)其中所述润滑组合物符合TO-4，FZG刮擦载荷阶段值为12
a)基础油；
b)至少一种金属酚盐；
c)至少一种金属二烷基萘磺酸盐；和
d)至少一种磷基抗磨剂。
2.根据1的组合物，其中所述至少一种金属酚盐选自苯酚钙、苯 酚镁、苯酚锌和它们的混合物。
3.根据1的组合物，其中所述金属酚盐是苯酚钙。
4.根据1的组合物，其中所述金属二烷基萘磺酸盐选自二烷基萘 磺酸钙、二烷基萘磺酸镁、二烷基萘磺酸锌和它们的混合物。
5.根据4的组合物，其中所述金属二烷基萘磺酸盐包含二壬基萘 磺酸锌。
6.根据1的组合物，其中所述至少一种磷基抗磨剂包含至少一种 金属二烃基二硫代磷酸盐化合物。
7.根据6的组合物，其中所述至少一种金属二烃基二硫代磷酸盐 化合物包含至少一种二烃基二硫代磷酸锌化合物。
8.根据7的组合物，其中所述组合物含有约200-约800ppm的来 自所述金属二烃基二硫代磷酸盐化合物的磷。
9.根据8的组合物，其中所述组合物含有约200-400ppm的来自 所述金属二烃基二硫代磷酸盐化合物的磷。
10.添加剂包，包含：
a)至少一种金属酚盐；
b)至少一种金属二烷基萘磺酸盐；和
c)至少一种磷基抗磨剂。
11.根据10的添加剂包，其中所述至少一种金属酚盐选自苯酚钙、 苯酚镁、苯酚锌和它们的混合物。
12.根据11的添加剂包，其中所述金属酚盐是苯酚钙。
13.根据12的添加剂包，其中所述金属二烷基萘磺酸盐选自二烷 基萘磺酸钙、二烷基萘磺酸镁、二烷基萘磺酸锌和它们的混合物。
14.根据13的添加剂包，其中所述金属二烷基萘磺酸盐包含二壬 基萘磺酸锌。
15.根据14的添加剂包，其中所述至少一种磷基抗磨剂包含至少 一种金属二烃基二硫代磷酸盐化合物。
16.根据15的添加剂包，其中所述至少一种金属二烃基二硫代磷 酸盐化合物包含至少一种二烃基二硫代磷酸锌化合物。
17.根据16的添加剂包，其中所述组合物含有约200-约800ppm 的来自所述金属二烃基二硫代磷酸盐化合物的磷。
18.根据17的添加剂包，其中所述组合物含有约200-400ppm的来 自所述金属二烃基二硫代磷酸盐化合物的磷。
19.根据1-9任一项的组合物，其中所述润滑组合物符合TO-4， FZG刮擦载荷阶段值为12。
20.用于改进车用发动机或变速器的FZG刮擦保护的方法，包括 以下步骤：(1)向所述车用发动机或变速器添加根据1-9任一项的润滑 油组合物；和(2)运行所述车辆。
21.润滑机器部件的方法，包括用根据1-9任一项的润滑组合物润 滑所述机器部件。
22.根据21的方法，其中所述机器部件包括齿轮、轴、差速器、 发动机、曲轴、变速器或离合器。
23.根据22的方法，其中所述变速器选自自动变速器、手动变速 器、手自一体变速器、半自动变速器、双离合器变速器、无级变速器 和环面型变速器。
24.根据22的方法，其中所述变速器包括连续滑磨变矩器离合器、 滑磨变矩器、锁止式变矩器、超越离合器、一种或多种换挡离合器或 者电子控制转换器离合器。
25.根据22的方法，其中所述齿轮选自汽车齿轮、固定齿轮箱和 轴。
26.根据22的方法，其中所述齿轮选自准双曲面齿轮、正齿轮、 斜齿轮、锥齿轮、涡轮、齿条齿轮机构、行星齿轮组和渐开线齿轮。
27.根据22的方法，其中所述差速器选自straight差速器、turning 差速器、限滑差速器、离合器型限滑差速器和锁止差速器。
28.根据22的方法，其中所述发动机选自内燃机、柴油机、旋转 发动机、燃气轮机、四冲程发动机和两冲程发动机。
29.根据22的方法，其中所述发动机包括活塞、轴承、曲轴和/或 凸轮轴。
30.使用测试仪器测试组合物的润滑性质的方法，包括用1-9中任 一项的润滑组合物润滑所述测试仪器，所述测试仪器选自：布氏粘度 计，任何Vickers测试仪器，SAE No.2摩擦测试机，电动机驱动的 Hydra-Matic 4L60-E自动变速器，ASTM D 471或D 676弹性体相容性 测试设备，NOACK挥发性过程机器，ASTM D 2882、D 5182、D 4172、 D3233和D2782磨损过程所需的任何测试仪器，ASTM起泡过程仪器， ASTM D 130铜腐蚀测试所需的测试仪器，International Harvester Procedure Method BT-9 Rust Control测试规定的测试设备，ASTM D 892 起泡测试所需的测试仪器，ASTM D 4998齿轮抗磨性能测试所需的测 试仪器，Link M1158油/摩擦机，L-33-1测试仪，L-37测试仪，L-42测 试仪，L-60-1测试仪，Strama 4-Square电动机驱动的过程机器，FZG 测试仪和部件，SSP-180过程机器，用于ASTM D 5579高温循环耐久 性过程的测试仪器，Sauer-Danfoss系列22或系列90轴向活塞泵，John Deere Synchro-Plus变速器，SRV-磨损测试仪，4-球测试仪，LFW-1测 试仪，楔块离合器超越磨损测试(SCOWT)仪器，API CJ-4发动机测试， CF和CF-2发动机测试，L-33湿度腐蚀测试，高温循环耐久性测试 (ASTM D 5579)，288-小时VE发动机油性能测试，L-38标准润滑测试， Denison P46活塞泵测试台，Sundstrand动态腐蚀测试台，环块测试仪， 以及在V、III、III-H、 TO-4、C-4、JASO、GF-4、GF-5、MIL-E、MIL-L和Sequences II-VIII下实施测试分析所需的任何测试仪器。
31.润滑组合物，包含：
a)基础油；
b)至少一种苯酚钙；
c)至少一种二壬基萘磺酸锌；
d)至少一种二烃基二硫代磷酸锌；
e)其中所述润滑组合物符合TO-4，FZG刮擦载荷阶段值为12
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