一种汽车自动传动液复合剂及其制备方法 |
|||||||
| 申请号 | CN202410003364.9 | 申请日 | 2024-01-02 | 公开(公告)号 | CN117887508A | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 新乡市瑞丰新材料股份有限公司; | 发明人 | 刘晓东; 杨超; 李国鹏; 梁琳琳; 王晓扬; 范金凤; 陈立功; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 润滑油 及润滑油添加剂技术领域，尤其涉及一种 汽车 自动传动液复合剂及其制备方法；该汽车自动传动液复合剂，包括以下 质量 份数的组分：清净剂1‑4份、分散剂60‑80份、抗 氧 剂5‑10份、极压抗磨剂2‑5份、摩擦改进剂4‑8份和防锈剂1‑4份，余量为中性 基础 油。本发明提供的汽车自动传动液复合剂具有优异的热 稳定性 、摩擦特性、极压抗磨性、清净分散性能、抗氧性能、摩擦特性和抗颤性能，能够满足不同汽车的使用需求。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种汽车自动传动液复合剂，其特征在于，包括以下质量份数的组分：清净剂1‑4份、分散剂60‑80份、抗氧剂5‑10份、极压抗磨剂2‑5份、摩擦改进剂4‑8份和防锈剂1‑4份，余量为中性基础油； |
||||||
| 说明书全文 | 一种汽车自动传动液复合剂及其制备方法技术领域背景技术[0002] 汽车自动传动液(ATF)是一种多功能、多用途的液体，它主要用于轿车、轻型卡车的自动传动系统，起中间介质和润滑作用。国外汽车制造厂商通用汽车最先提出汽车自动传动液规格，通用Dexron规格是最有影响力的OEM规格，从DexronⅡ，发展到DexronⅢ、DexronⅢH，目前已发展到DexronⅥ。由于自动变矩器内装有液力变矩器、齿轮结构、液压结构、湿式离合器等，但只用一种汽车自动传动液来润滑，所以对汽车自动传动液要求很高，需要优异的极压抗磨性、摩擦特性、清净分散性、氧化安定性、抗泡性、防锈性能等。目前国内搭载AT变速箱的汽车基本上使用的是国外复合剂调配的自动传动液，而国内的自动传动液在摩擦特性、耐久性、清净分散性与国外自动传动液(ATF)还有较大差距。 [0003] 目前汽车自动传动液较难平衡的问题是极压抗磨性和摩擦特性之间的矛盾，需要同时提高油品的动摩擦系数并降低静摩擦系数，这样才能保证车辆换挡平稳及减小震颤，但是极压抗磨性和摩擦特性是矛与盾的关系，需要达到两者的平衡。此外，汽车在行驶过程中，自动传动液的温度可以达到160℃左右，因此，油品需要优异的热氧化安定性和清净分散性。 [0004] 经检索，公开号为CN103980984A的中国专利，公开了一种汽车自动传动液，虽然该自动传动液满足DexronⅥ规格，具有优异的摩擦特性和极压抗磨性，但是配方中使用ZDDP极压抗磨剂，长时间行驶后，自动传动液的抗氧化性能会急剧下降，导致该自动传动液使用寿命明显缩短，并且，会导致变速箱内油泥增多。公开号为CN106590848A的中国专利，公开了一种自动传动液组合物及其制造方法，该自动传动液满足DexronⅥ和Allison C4规格，具有优异的清净分散性能和抗氧化性能，但是配方中使用的是具有抗氧和分散性能的聚异丁烯巯基苯酚、二叔辛基吩噻嗪和硫代磷酸复酯胺盐，虽然能够提高自动传动液的抗氧性能、清净分散性和抗磨性能，但是其摩擦特性则表现一般。因此，亟需研发一种具有高热稳定性、优异的摩擦特性和极压抗磨性的汽车自动传动液复合剂来满足不同汽车的使用需求。 发明内容[0005] 基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种汽车自动传动液复合剂及其制备方法。 [0006] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下： [0008] 所述分散剂包括高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺、硼化聚异丁烯丁二酰亚胺、磷‑硼化聚异丁烯丁二酰亚胺中的至少一种，其中，高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺中聚异丁烯的数均分子量Mn为550‑950道尔顿，硼化聚异丁烯丁二酰亚胺中聚异丁烯的数均分子量Mn为550‑950道尔顿，磷‑硼化聚异丁烯丁二酰亚胺中聚异丁烯的数均分子量Mn为550‑1300道尔顿； [0010] 所述摩擦改进剂包括C8‑C9噻二唑硫醇缩合物、琥珀酰亚胺、油酸乙二醇酯中的至少一种。 [0011] 进一步的，本发明涉及的分散剂包括高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺(PIB分子量Mn为550‑950)、硼化聚异丁烯丁二酰亚胺(PIB分子量Mn为550‑950)、磷‑硼化聚异丁烯丁二酰亚胺(PIB分子量Mn为550‑1300)中的至少一种，采用分散剂不仅能够满足油品在高低温条件下的清净分散性要求，抑制变矩器、液压系统叶片泵表面积碳和漆膜的生成，能够有效地控制拖拉机油黏度的增长，还能够有效改善油品的摩擦特性，提高汽车的换挡感受。 [0012] 进一步的，本发明还提供一种磷‑硼化聚异丁烯丁二酰亚胺的制备方法，该方法包括以下步骤： [0013] 步骤1：将高活性聚异丁烯(1.0mol，1100g)置于3L的高压反应釜内，其中，高活性聚异丁烯中聚异丁烯的数均分子量Mn为1100，且α烯烃含量≥85wt％，通氮气保护，搅拌并升温至220℃，在60min内缓慢滴加熔融的顺丁烯二酸酐(2.0mol，196.1g)，滴加结束后，将高压反应釜内温度缓慢升至240℃，并在此温度下持续反应3.5h，反应结束后，向高压反应釜内鼓吹氮气，将未反应的顺丁烯二酸酐吹出高压反应釜，得到反应产物； [0014] 步骤2：取300g反应产物和250g 150N中性基础油置于1L四口烧瓶中，搅拌并缓慢升温至90‑100℃，然后缓慢滴加21.6g三乙烯四胺，在此温度下持续反应2h，然后加入18.2g硼酸，并在此温度下持续反应2h，继续加入18.2g固体亚磷酸，并在此温度下持续反应2h，过滤，得到磷‑硼化聚异丁烯丁二酰亚胺。 [0015] 进一步的，本发明涉及的极压抗磨剂能够提供汽车自动传动液的极压抗磨性能，减少自动变速系统中各摩擦副之间的磨损，提高传动效率和汽车的换挡感受；另外，在后续试验过程中，发现使用的二苯基异辛基亚磷酸酯原作为辅助抗氧剂、光稳定剂使用，但是通过试验发现该物质能够明显改善抗颤性能。 [0016] 进一步的，本发明涉及的摩擦改进剂可以提高汽车自动传动液的抗磨减摩作用及抗颤耐久性；另外，在后续试验过程中，发现使用的C8‑C9噻二唑硫醇缩合物也能够稳定摩擦系数和提高摩擦特性，该物质原作为金属减活剂使用，但是因为其特殊的噻二唑结构，发现能够改善摩擦特性，同时，C8‑C9噻二唑硫醇缩合物的通式为： [0017] [0018] 其中，中R独立地为C8‑C9烷基。 [0019] 进一步的，所述清净剂包括高碱值合成磺酸钙、高碱值烷基水杨酸钙、硫化烷基酚钙中的至少一种，其中，高碱值合成磺酸钙的总碱值TBN为300mgKOH/g，高碱值烷基水杨酸钙的总碱值TBN为300mgKOH/g，硫化烷基酚钙的总碱值TBN为300mgKOH/g。 [0020] 进一步的，本发明涉及的清净剂包括高碱值合成磺酸钙(300TBN)、高碱值烷基水杨酸钙(300TBN)、硫化烷基酚钙(300TBN)中的至少一种，采用清净剂能够中和油中因高温氧化所产生的酸性氧化产物和酸性胶质，同时具备优良的高温清净性和热稳定性，能及时清净变矩器、轴体表面的漆膜及沉积物，能够有效地控制自动传动液黏度的增长。 [0021] 进一步的，所述抗氧剂包括二氢喹啉聚合物、二壬基二苯胺、β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸异辛酯中的至少一种。 [0022] 进一步的，本发明涉及的抗氧剂能够提高汽车自动传动液的抗氧化和抗老化能力和降低油泥和漆膜生成趋势，延长汽车自动传动液的使用寿命。 [0024] 进一步的，本发明涉及的防锈剂可以提高汽车自动传动液的防锈性能，同时，还可根据实际工况需使用无灰型防锈剂。 [0025] 进一步的，所述中性基础油包括150N、150SN中的至少一种。 [0026] 进一步的，本发明涉及的中性基础油包括但不限于150N、150SN中的至少一种；其中，N是指中性油粘度等级以37.8℃(100℉)的赛氏粘度(秒)划分，如150N、100N、500N，SN是指石蜡基中性油，其粘度以40℃的运动粘度划分。 [0027] 作为一个总的技术构思，本发明还提供一种汽车自动传动液复合剂的制备方法，该制备方法用于制备前述的汽车自动传动液复合剂，具体步骤包括： [0028] 向容器中按前述的汽车自动传动液复合剂的组分的质量份数比投料，首先加入分散剂，边搅拌边升温至50‑65℃，然后依次加入清净剂、抗氧剂、中性基础油、极压抗磨剂、防锈剂和摩擦改进剂，在50‑65℃下反应搅拌2.5‑3h，过滤，得到汽车自动传动液复合剂。 [0029] 本发明的优点及有益效果在于： [0030] 1、本发明提供的一种汽车自动传动液复合剂具有优异的热氧化稳定性和清净分散性能，能够有效改善油品质量，同时，还具有优异的抗氧性能，能够延长换油周期； [0031] 2、本发明提供的一种汽车自动传动液复合剂具有优异的极压抗磨性能，能够适用于不同类型AT变速箱的极压抗磨性能要求； [0032] 3、本发明提供的一种汽车自动传动液复合剂，通过优化组分，掺入二苯基异辛基亚磷酸酯和制备的磷‑硼化聚异丁烯丁二酰亚胺，能够为汽车自动传动液提供优异的的摩擦特性； [0033] 4、本发明提供的一种汽车自动传动液复合剂，能够为自动变速箱提高全温度范围内的保持摩擦性能，具有优异的换挡感受，同时，还具有优异的抗颤耐久性，能够有效延长自动变速箱的使用寿命及换油周期。 具体实施方式[0034] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式对本发明做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0035] 在本实施例中，分别将以下实施例调配汽车自动传动液复合剂，调油配方为：复合剂5.5份、Yubase 4#基础油70.5份、Yubase 6#基础油20份、PMA黏度指数改进剂4.0份和甲基丙烯酸酯类抗泡剂的质量份数为0.01％，具体的汽车自动传动液复合剂的组分配比(以100份总质量计)如下表1‑5所示。 [0036] 表1实施例1‑5的汽车自动传动液复合剂的组分配比 [0037] [0038] [0039] 表2实施例3、6‑9的汽车自动传动液复合剂的组分配比 [0040] [0041] [0042] [0043] 表3实施例3、10‑13的汽车自动传动液复合剂的组分配比 [0044] [0045] [0046] 表4实施例13‑15的汽车自动传动液复合剂的组分配比 [0047] [0048] [0049] 表5实施例13、16‑20的汽车自动传动液复合剂的组分配比 [0050] [0051] [0052] [0053] 性能检测： [0054] 1、抗氧性能对比试验，在进行抗氧性能对比试验时，将实施例1‑5分别按照SH/T 0719‑PDSC法测试样品的氧化诱导期，并且氧化诱导期的时间越长抗氧性能越好，再按照CEC L‑48‑00‑DKA氧化法测定润滑油的氧化稳定性，并且黏度变化率越小，酸值增加值越小氧化稳定性越好，具体的试验结果如下表6所示。 [0055] 表6实施例1‑5的抗氧性能对比试验结果 [0056] [0057] 由表1和表6可知，实施例1‑3对比可以看出，采用二氢喹啉聚合物、β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸异辛酯复配的PDSC和DKA氧化结果最好，即说明这两种抗氧剂复配有较好的协同作用；同时，实施例3‑5对比可以看出，采用二氢喹啉聚合物、β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸异辛酯和高碱值烷基水杨酸钙，能够使DKA氧化后的酸值增加值、油泥含量明显降低，表明热氧化稳定性和高温抗氧性能有明显提高。 [0058] 2、摩擦特性及抗颤性能对比试验，在进行摩擦特性及抗颤性能对比试验时，将实施例3、6‑9分别按照DexronⅥ附录C的SAE NO 2来评价样品的摩擦性能，其中，中点扭矩在200h试验时间内需要一直保持在80Nm‑105Nm之间为合格，扭矩变化越小，油品的换挡舒适性越好；将实施例3、6‑9分别按照TE 92M离合器摩擦耐久性试验来评价油品的抗颤耐久性能，时间越长代表油品的抗颤性能越好，具体的试验结果如下表7所示。 [0059] 表7实施例3、6‑9的摩擦特性及抗颤性能对比试验结果 [0060] [0061] 由表2和表7可知，实施例3、6、7对比可以看出，采用自制磷‑硼化聚异丁烯丁二酰亚胺(PIB分子量Mn为550‑1300)能够明显改善油品的摩擦特性，而且具有更优异的抗颤耐久性能，即该磷‑硼化聚异丁烯丁二酰亚胺中的双烯基丁二酰亚胺能够使油品的摩擦系数保持更稳定，扭矩变化更小，使油品的抗颤性能更好；同时，实施例8降低了磷‑硼化聚异丁烯丁二酰亚胺的掺量，导致中点扭矩低出合格范围外，耐久性也明显降低；另外，实施例9提高了磷‑硼化聚异丁烯丁二酰亚胺的掺量，但中点扭矩和耐久性变化不大。 [0062] 3、极压抗磨性能和抗颤性能对比试验，在进行极压抗磨性能和抗颤性能对比试验时，将实施例3、10‑13分别按照NB/SH/T 0306‑润滑油承载能力的评定(FZG法)，测定油品的极压抗磨性能，其数值越大，承载能力性能越好，标准要求不小于6级，具体的试验结果如下表8所示。 [0063] 表8实施例3、10‑13的极压抗磨性能和抗颤性能对比试验结果 [0064] [0065] [0066] 由表3和表8可知，实施例3、10、11对比可以看出，采用硫代磷酸三甲苯酯和二苯基异辛基亚磷酸酯的承载能力较差，但是二苯基异辛基亚磷酸酯能够明显改善油品的抗颤耐久性能，其主要由于二苯基异辛基亚磷酸酯能够稳定油膜厚度，减小摩擦片的磨损；同时，实施例3、10‑13对比可以看出，采用二烷基二硫代磷酸酯和二苯基异辛基亚磷酸酯复配后，油品的抗颤耐久性能有明显提高。 [0067] 4、防锈性能和摩擦特性对比试验，在进行防锈性能和摩擦特性对比试验时，将实施例13‑15分别按照GB/T 11143‑加抑制剂矿物油在水存在下防锈性能试验法，对样品进行防锈性试验，具体的试验结果如下表9所示。 [0068] 表9实施例13‑15的防锈性能和摩擦特性对比试验结果 [0069]样品名 防锈效果 中点扭矩，Nm 实施例13 无锈 88‑97 实施例14 无锈 74‑91 实施例15 严重锈蚀 84‑96 [0070] 由表4和表9可知，实施例13‑15对比可以看出，同比例下采用十二烯基丁二酸半酯和二壬基萘磺酸胺都能达到无锈效果，但是油酰肌氨酸防锈性能很差，可能是油酰肌氨酸在该体系下不兼容；另外，从摩擦特性结果可知看，采用的防锈剂二壬基萘磺酸胺的中点扭矩降低明显，可能是因为磺酸胺这种结构有一定的减摩作用，十二烯基丁二酸半酯、油酰肌氨酸的羧酸型结构对摩擦系数影响不大。 [0071] 5、摩擦特性及抗颤性能对比试验，在进行摩擦特性及抗颤性能对比试验时，将实施例13、16‑20分别按照DexronⅥ附录C的SAE NO2来评价样品的摩擦性能，其中，中点扭矩在200h试验时间内需要一直保持在80Nm‑105Nm之间为合格，扭矩变化越小，油品的换挡舒适性越好；将实施例13、16‑20分别按照TE 92M离合器摩擦耐久性试验来评价油品的抗颤耐久性能，时间越长代表油品的抗颤性能越好，具体的试验结果如下表10所示。 [0072] 表10实施例13、16‑20的摩擦特性及抗颤性能对比试验结果 [0073] [0074] 由表5和表10可知，实施例13、16‑17对比可以看出，采用摩擦改进剂琥珀酰亚胺的摩擦特性和抗颤性能更好，试验发现C8(噻二唑正辛硫醇缩合物)和C9(噻二唑异壬硫醇缩合物)两种噻二唑硫醇缩合物能够提高油品的扭矩，是因为C8‑C9噻二唑硫醇缩合物中的硫桥在高温下会断裂，与摩擦片发生反应，会提高油品的动摩擦系数而不使扭矩明显降低；另外，实施例16‑18对比可以看出，琥珀酰亚胺和C8‑C9噻二唑硫醇缩合物复配后的扭矩变化更小，而且抗颤耐久性能得到提高。 [0075] 综上，汽车自动传动液复合剂含有清净剂、分散剂、抗氧剂、极压抗磨剂、摩擦改进剂、防锈剂等组分是行业内共知的，但是本发明旨在解决是如何使汽车自动传动液复合剂具有优异的摩擦特性、抗颤性能和极压抗磨性能，其中，采用本发明制备方法制备的磷‑硼化聚异丁烯丁二酰亚胺，能够明显改善摩擦系数；其次，二苯基异辛基亚磷酸酯原作为辅助抗氧剂和光稳定剂使用，但是试验发现该物质能够明显改善抗颤性能；同时，试验发现C8‑C9噻二唑硫醇缩合物能够稳定摩擦系数和提高摩擦特性，该物质原作为金属减活剂使用，但是因为其特殊的噻二唑结构，发现能够改善摩擦特性。 [0076] 显然，本领域的技术人员应该明白，上述本发明的各步骤实施方式可以以不同于本发明的方式执行，模拟方法及实验设备包括但不限于上述说明。上述本发明的各步骤在某些情况下可以以不同于此处的顺序执行，上述所示或描述的步骤，可将它们分开执行。 [0077] 以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈