專利名稱：對氧化穩(wěn)定的齒輪油組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及齒輪油組合物，更具體地涉及重載應(yīng)用的齒輪油組合物，這些組合物具有長時間的改進氧化穩(wěn)定性。
背景技術(shù)：
潤滑劑用于降低在金屬與金屬接觸的活動部件之間的磨損以及用于除去部件的熱量。在某些應(yīng)用中，例如重載車輛的軸，潤滑劑在使用它們的環(huán)境中可能遇到極端的溫度。極端溫度和施加負載可能導(dǎo)致潤滑劑的氧化作用增加，從而使?jié)櫥瑒┱扯仍黾映^理想的水平。隨著粘度的增加，潤滑劑的潤滑性能會顯著地降低到車軸斷裂點。
因此，對于環(huán)境溫度可能長時間超過40℃以及車輛負載可能超過25公噸的重載應(yīng)用，車軸潤滑劑比在不太惡劣環(huán)境中使用的潤滑劑應(yīng)該更換更加頻繁。如果不經(jīng)常更換潤滑劑，依靠潤滑作用的活動部件可能出現(xiàn)損傷。直到現(xiàn)在，重載應(yīng)用的潤滑劑(例如GL-5齒輪油)應(yīng)該通過ASTM D 5704(L60-1)的氧化穩(wěn)定性試驗，這是50小時試驗。但是，這樣的評價沒有提供適合于上述重載潤滑劑。因此，需要的是一種重載應(yīng)用的潤滑劑，它可以通過L60-1氧化穩(wěn)定性試驗約300小時，以便在惡劣環(huán)境里達到潤滑劑更換間隔大大高于約30000公里。

發(fā)明內(nèi)容
關(guān)于前面所述的，本公開提供一種齒輪油潤滑劑組合物，它含有第一種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約80-150厘斯，和第二種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約2-15厘斯。第一種烯烴潤滑劑與第二種烯烴潤滑劑的比例是約2∶1至約8∶1。另外，這種組合物可以含有一種烷基化萘基礎(chǔ)油、一種硼化無灰分散劑、至少一種受阻酚抗氧化劑、至少一種烷基化二苯胺抗氧化劑和一種齒輪油添加劑包，其活性磷含量小于約700ppm，活性硫含量小于約2重量％。這種齒輪油潤滑劑組合物可以含有以這種潤滑劑組合物總重量計約0.1重量％以下的抗氧化劑組合物。
在另一個具體實施方式
中，提供了一種熱穩(wěn)定的齒輪油潤滑劑組合物。這種潤滑劑組合物含有第一種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約80-150厘斯，和第二種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約2-15厘斯。第一種烯烴潤滑劑與第二種烯烴潤滑劑的比例是約2∶1至約8∶1。另外，這種組合物可以含有一種烷基化萘基礎(chǔ)油、一種硼化無灰分散劑、一種含有至少一種受阻酚抗氧化劑和至少一種烷基化二苯胺抗氧化劑的抗氧化劑組合物；和一種通常的齒輪油添加劑包。關(guān)于熱穩(wěn)定性，這種油潤滑劑組合物在L60-1氧化穩(wěn)定性試驗約300小時后可以有碳漆額定值高于約7.5和泥狀沉積物額定值高于約9.4。
在另一個具體實施方式
中，提供一種有驅(qū)動軸的車輛操縱方法。這種方法包括提供一種組合物作為驅(qū)動軸的潤滑劑，該組合物含有第一種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約80-150厘斯，和第二種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約2-15厘斯。第一種烯烴潤滑劑與第二種烯烴潤滑劑的比例是約2∶1至約8∶1。另外，這種組合物可以含有一種烷基化萘基礎(chǔ)油、一種硼化無灰分散劑、一種含有至少一種受阻酚抗氧化劑和至少一種烷基化二苯胺抗氧化劑的抗氧化劑組合物；和一種通常的齒輪油添加劑包。這種油潤滑劑組合物具有300小時氧化穩(wěn)定性試驗的氧化穩(wěn)定性，它提供粘度增加小于約100％，碳漆額定值高于約7.4和泥狀沉積物額定值高于約9.3。
該公開組合物的優(yōu)點是，使用這種潤滑劑的重載齒輪應(yīng)用能降低磨損和/或故障，而不降低潤滑劑更換間隔。另一個優(yōu)點是，該公開組合物可以使用由商業(yè)上獲得的組分配制。下面詳細描述的具體實施方式
可以給出其它的優(yōu)點。
具體說，本發(fā)明涉及如下內(nèi)容1、一種齒輪油潤滑劑組合物，它含有第一種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約80-150厘斯；第二種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約2-15厘斯，其中第一種烯烴潤滑劑與第二種烯烴潤滑劑的比例是約2∶1至約8∶1；一種烷基化萘基礎(chǔ)油；一種硼化無灰分散劑；一種含有至少一種受阻酚抗氧化劑和至少一種烷基化二苯胺抗氧化劑的抗氧化劑組合物；和一種齒輪油添加劑包，其活性磷含量小于約700ppm，活性硫含量小于約2.5重量％，
其中這種齒輪油潤滑劑組合物含有以總潤滑劑組合物計約0.1重量％以下抗氧化劑組合物。
2、根據(jù)上述1所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中齒輪油添加劑包含有特高壓添加劑、抗磨損劑、緩蝕劑、腐蝕抑制劑、消泡劑和加工油。
3、根據(jù)上述1所述的齒輪油潤滑劑組合物，它還含有一種密封膨脹劑。
4、根據(jù)上述1所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中該組合物含有約100-700ppm活性氮原子。
5、根據(jù)上述1所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中無灰分散劑含有一種烴基取代的琥珀酰亞胺。
6、根據(jù)上述5所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中無灰分散劑包括硼化/磷酸化無灰分散劑。
7、根據(jù)上述1所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中第一種和第二種烯烴潤滑劑含有α-烯烴低聚物。
8、一種含有上述1所述齒輪油潤滑劑的車輛軸。
9、一種重載齒輪油潤滑劑組合物，它含有第一種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約80-150厘斯；第二種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約2-15厘斯，其中第一種烯烴潤滑劑與第二種烯烴潤滑劑的比例是約2∶1至約8∶1；一種烷基化萘基礎(chǔ)油；一種硼化無灰分散劑；一種含有至少一種受阻酚抗氧化劑和至少一種烷基化二苯胺抗氧化劑的抗氧化劑組合物；和一種常用的齒輪油添加劑包；其中這種齒輪油潤滑劑組合物的活性胺含量是以潤滑劑組合物的活性氮含量計約100-400ppm。
10、根據(jù)上述9所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中齒輪油添加劑包含有特高壓添加劑、抗磨損劑、緩蝕劑、腐蝕抑制劑、消泡劑和加工油。
11、根據(jù)上述9所述的齒輪油潤滑劑組合物，它還含有密封膨脹劑。
12、根據(jù)上述9所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中該組合物的活性硫含量約1-3重量％和活性磷含量約250-700ppm。
13、根據(jù)上述9所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中無灰分散劑含有烴基取代的琥珀酰亞胺。
14、根據(jù)上述13所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中無灰分散劑包括硼化/磷酸化無灰分散劑。
15、根據(jù)上述9所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中第一種和第二種烯烴潤滑劑含有α-烯烴低聚物。
16、一種含有上述9所述齒輪油潤滑劑的車輛軸。
17、一種熱穩(wěn)定的齒輪油潤滑劑組合物，它含有第一種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約80-150厘斯；第二種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約2-15厘斯，其中第一種烯烴潤滑劑與第二種烯烴潤滑劑的比例是約2∶1至約8∶1；一種烷基化萘基礎(chǔ)油；一種硼化無灰分散劑；一種含有至少一種受阻酚抗氧化劑和至少一種烷基化二苯胺抗氧化劑的抗氧化劑組合物；和一種通常的齒輪油添加劑包；其中對于熱穩(wěn)定性，這種潤滑劑組合物在L60-1氧化穩(wěn)定性試驗約300小時后有碳漆額定值高于約7.4和泥狀沉積物額定值高于約9.3。
18、根據(jù)上述17所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中該潤滑劑組合物的粘度升高約100％以下。
19、根據(jù)上述17所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中齒輪油添加劑包含有特高壓添加劑、抗磨損劑、緩蝕劑、腐蝕抑制劑、消泡劑和加工油。
20、根據(jù)上述17所述的齒輪油潤滑劑組合物，它還含有密封膨脹劑。
21、根據(jù)上述17所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中該組合物的活性硫含量約1-3重量％和活性磷含量約300-700ppm。
22、根據(jù)上述17所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中無灰分散劑含有烴基取代的琥珀酰亞胺。
23、根據(jù)上述22所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中無灰分散劑包括硼化/磷酸化無灰分散劑。
24、根據(jù)上述17所述的齒輪油潤滑劑組合物，其中第一種和第二種烯烴潤滑劑含有α-烯烴低聚物。
25、一種含有上述17所述齒輪油潤滑劑的車輛軸。
26、一種有驅(qū)動軸車輛的操縱方法，它包括提供一種組合物作為驅(qū)動軸的潤滑劑，該組合物含有第一種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約80-150厘斯；第二種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約2-15厘斯，其中第一種烯烴潤滑劑與第二種烯烴潤滑劑的比例是約2∶1至約8∶1；一種烷基化萘基礎(chǔ)油；一種硼化無灰分散劑；一種含有至少一種受阻酚抗氧化劑和至少一種烷基化二苯胺抗氧化劑的抗氧化劑組合物；和一種通常的齒輪油添加劑包；其中這種潤滑劑組合物具有在L60-1氧化穩(wěn)定性試驗約300小時的氧化穩(wěn)定性，它提供粘度增加小于約100％，碳漆額定值高于約7.4和泥狀沉積物額定值高于約9.3。
27、根據(jù)上述26所述的方法，其中車輛在溫度高于約40℃的環(huán)境下行駛。
28、根據(jù)上述26所述的方法，其中在潤滑劑排放之間車輛行駛距離約30000千米以上。
29、根據(jù)上述28所述的方法，其中車軸是重載卡車車輛的車軸。
30、根據(jù)上述29所述的方法，其中重載卡車車輛可以牽引合計載重超過25公噸。
具體實施例方式
本文使用的術(shù)語“烴基取代基”或“烴基基團”用于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的一般意義。特別地，它系指一種有一個直接與分子其余部分連接并具有主要烴特性的碳原子的基團。烴基基團實例包括(1)烴取代基，即脂族(例如烷基或烯基)、脂環(huán)族(例如環(huán)烷基、環(huán)烯基)取代基，和芳族-、脂族-和脂環(huán)族-取代的芳族取代基，以及環(huán)取代基，其中通過分于的另外部分完成環(huán)(例如兩個取代基一起構(gòu)成脂環(huán)族基)；(2)取代的烴取代基，即含有非烴基團的取代基，在本說明書上下文中，它們不改變主要烴取代基(例如鹵素(特別是氯和氟)、羥基、烷氧基、巰基、烷基巰基、硝基、亞硝基和硫氧基)；(3)雜-取代基，即在本說明書上下文中，具有主要烴特性時，在環(huán)或鏈中除碳外還含有由碳原子組成的其它基的取代基。雜-原子包括硫、氧、氮，還包括例如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基之類的取代基。一般而言，在這種烴基團中每十個碳原子應(yīng)有不多于兩個，例如不多于一個非烴取代基；典型地，在這種烴基團中應(yīng)有一個非烴取代基。
本公開的潤滑劑組合物含有一種基礎(chǔ)油組分、一種抗氧化劑組合物、一種無灰分散劑和一種齒輪油添加劑包。該組合物的特征在于它的活性硫含量約1-3重量％，活性磷含量約200-700ppm，活性氮含量約100-700ppm，代表性地約300-500ppm。這種潤滑劑組合物的特征還在于在根據(jù)ASTM D5704(L60-1)進行的300小時氧化穩(wěn)定性試驗后，它的碳漆額定值高于約7.4，而泥狀沉積物額定值高于約9.3。
基礎(chǔ)油組分本公開潤滑劑組合物的基礎(chǔ)油組分可以包括α-烯烴組分和第V組基礎(chǔ)油組分。多年來已知低聚合的α-烯烴是有效的合成潤滑油類。例如，Hamilton等人的US 3 149 178描述了使用一種Friedel-Crafts催化劑，一種過氧化物催化劑或采用熱處理制備C6-12α-烯烴低聚物。起始烯烴主要是α-烯烴，即直鏈末端烯烴?！爸饕亍毕抵杆鼈兒屑s50摩爾％以上，作為深一層實例，約75摩爾％以上的α-烯烴。
理想的是在這種基礎(chǔ)油組分中使用純的α-烯烴，而從市場上獲得的α-烯烴含有少量的內(nèi)烯烴和亞乙烯基烯烴。曾發(fā)現(xiàn)在制備減光器(應(yīng)為二聚物，疑誤)時，可以允許相當(dāng)大量的內(nèi)烯烴而對低聚物的物理性能沒有相反的影響。似乎是，或者商品烯烴中的α-烯烴可以與內(nèi)烯烴進行反應(yīng)，或者內(nèi)烯烴與α-烯烴處于平衡，并且當(dāng)α-烯烴反應(yīng)時，更多的內(nèi)烯烴異構(gòu)化成α-烯烴。
用作一種基礎(chǔ)油的合適烯烴低聚物包括氫化烯烴低聚物，它們主要由在100℃下粘度約3.0厘斯的占優(yōu)勢C6-20α-烯烴的二聚物組成。讓占優(yōu)勢的C6-20α-烯烴或其混合物與Friedel-Crafts催化劑在溫度約20-200℃下進行接觸，直到除單體外的反應(yīng)混合物是占優(yōu)勢的二聚物，這樣可以制備這樣的低聚物。代表性的Friedel-Crafts催化劑是BF3、BCl3、AlCl3、AlBr3、SnCl4、GaCl3等。這種產(chǎn)物進行蒸餾除去未反應(yīng)的單體，再進行氫化。
因此，可以用于生產(chǎn)低聚物的烯烴是十二烯、十三烯、十四烯、十五烯、十六烯、十七烯和十八烯。使用十二烯時，它應(yīng)該是一種含有更高級烯烴，例如十四烯、十六烯等的烯烴混合物。其它用作原料的合適烯烴含有約12至約16個碳原子及其混合物，有前面指出有關(guān)十二烯的附帶條件。
一種具有相對低粘度的α-烯烴低聚物和一種具有相對高粘度的α-烯烴低聚物構(gòu)成了主要量的基礎(chǔ)油組分?！爸饕俊毕抵高@種基礎(chǔ)油含有50重量％以上的低粘度和高粘度α-烯烴低聚物。具有最高粘度的α-烯烴低聚物在100℃的動態(tài)粘度是約80-120厘斯。具有相對低粘度的α-烯烴低聚物在100℃的動態(tài)粘度是約6-10厘斯。在該潤滑劑組合物中，高粘度的α-烯烴低聚物與低粘度的α-烯烴低聚物的重量比例典型地是約2∶1至約6∶1。
本公開潤滑劑組合物中的一個重要組分是《美國石油研究所(API)基礎(chǔ)油互換性指南》中規(guī)定的第V組基礎(chǔ)油。合適的第V組組分是一種烷基化芳族化合物。合適的烷基化芳族化合物包括烷基化苯類、烷基化蒽類、烷基化菲類、烷基化聯(lián)苯類和烷基化萘類等。
可以采用在本技術(shù)領(lǐng)域中任何已知的合適方法由萘本身或由取代萘生產(chǎn)烷基化萘類，取代的萘可以含有一個或多個有高達約8個碳原子的短鏈烷基，例如甲基、乙基或丙基等。合適的烷基-取代萘包括α-甲基萘、二甲基萘和乙萘。萘本身是合適的，因為得到單-烷基化產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性優(yōu)于更高級的烷基化物質(zhì)。烷基化萘潤滑劑組合物已在Romine的US 3 812 036和Le等人的US 5 602 086中描述過。Yoshida等人的US 4 714 794公開了烷基萘的生產(chǎn)方法。從市場上獲得的烷基化萘是從Exxon/Mobil Chemical Company ofHouston，Texas以商品名SYNESSTIC12獲得的。
在潤滑劑組合物中，烷基化萘組分的量是以該組合物總重量計約20-35重量％。關(guān)于α-烯烴低聚物組分，烷基化萘組分是α-烯烴低聚物與烷基化萘的比例為1.5∶1至2.5∶1。
抗氧化劑組分在潤滑劑組合物中，抗氧化劑組分包括至少兩種抗氧化劑化合物，即受阻酚抗氧化劑和芳族胺抗氧化劑。位阻酚抗氧化劑的說明性實例包括鄰?fù)榛踊衔铮?，6-二叔丁基酚、4-甲基-2，6-二叔丁基酚、2，4，6-三叔丁基酚、2-叔丁基酚、2，6-二異丙基酚、2-甲基-6-叔丁基酚、2，4-二甲基-6-叔丁基酚、4-(N，N-二甲基氨基甲基)-2，8-二叔丁基酚、4-乙基-2，6-二叔丁基酚、2-甲基-6-苯乙烯基酚、2，6-二苯乙烯基-4-壬基酚及其類似物和同系物。兩種或多種上述酚化合物的混合物也可以用作第一種抗氧化劑化合物。
芳族胺抗氧化劑化合物包括芳族仲單胺和芳族仲多胺。說明性的芳族仲單胺包括二苯胺、含有一個或兩個烷基取代基的烷基二苯胺，每個烷基有高達約16個碳原子、苯基-t-萘基胺、苯基-β-萘基胺、烷基-或芳烷基取代的苯基-β-萘基胺，它含有一個或兩個烷基或芳烷基，每個有高達約16個碳原子、烷基-或芳烷基取代的苯基-p-萘基胺，它含有一個或兩個烷基或芳烷基，每個有高達約16個碳原子，以及類似的化合物。
一種合適類型的芳族胺抗氧化劑是下述通式的烷基化二苯胺R1-C6H4-NH-C6H4-R2式中R1是有約8-12個碳原子的烷基(例如支鏈烷基基團)(作為另一個實例，約8或約9個碳原子)，R2是氫原子、烷基芳基或有約8-12個碳原子的烷基(例如支鏈烷基基團)(作為另一個實例，約8或約9個碳原子)。合適的化合物是在市場上由Crompton Corporation ofMiddlebury，Connecticut以商品名NAUGALUBE438L、640和680獲得的。其它從市場上獲得的芳族胺抗氧化劑包括從R.T.VanderbiltCompany，Inc.of Norwalk，Connecticut以商品名VANLUBESL，DND，NA，81，961和2005獲得的化合物。
在這里描述的潤滑劑組合物中，抗氧化劑組分的量可以是以潤滑劑組合物總重量計約0.5重量％以下。典型地，這種抗氧化劑組分可以是以該潤滑劑組合物總重量計約0.05-0.25重量％。在抗氧化劑組分總量中，受阻酚抗氧化劑的量可以是該潤滑劑組合物中芳族胺抗氧化劑的量的約0.70-1.30倍。一種合適的抗氧化劑可以含有約50重量％受阻酚抗氧化劑和50重量％芳族胺抗氧化劑。
無灰分散劑組分這里描述的潤滑劑組合物的無灰分散劑可以選自本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何無灰分散劑。一種合適的無灰分散劑是烴基-取代的琥珀酰亞胺分散劑，它后處理提供硼化或硼化/磷酸化分散劑。
烴基-取代的琥珀酸酰化劑用于生產(chǎn)烴基-取代的琥珀酰亞胺。烴基-取代的琥珀酸酰化劑包括而不限于烴基-取代的琥珀酸、烴基-取代的琥珀酸酐、烴基-取代的琥珀酰鹵(特別是琥珀酰氟和琥珀酰氯)，以及烴基-取代琥珀酸和低級醇(例如含有高達約7個碳原子的這些醇)的酯，即可以起到羧酸?；瘎┑臒N基-取代的化合物。
讓具有適當(dāng)分子量的聚烯烴或氯代聚烯烴與馬來酸酐進行反應(yīng)可以制備烴基-取代?；瘎?。類似的羧酸反應(yīng)劑可以用于制備?；瘎?。這樣的反應(yīng)劑可以包括而不限于馬來酸、富馬酸、蘋果酸、酒石酸、衣康酸、衣康酸酐、檸康酸、檸康酸酐、中康酸、乙基馬來酸酐、二甲基馬來酸酐、乙基馬來酸、二甲基馬來酸、己基馬來酸等，其中包括相應(yīng)的酰鹵和低級脂族酯。
通常將馬來酸酐與脂族烯烴的混合物在溫度約175-275℃下加熱制備得到烴基-取代的琥珀酸酐。烯烴的分子量可以隨預(yù)定使用的取代琥珀酸酐而改變。典型地，該取代的琥珀酸酐應(yīng)有約8-500個碳原子的烴基基團。但是，用于生產(chǎn)潤滑油分散劑的取代琥珀酸酐典型地有約40-500個碳原子的烴基基團。有約8-150個碳原子的烴基基團的分散劑在本文中稱之“相對低分子量的分散劑”。有約150-500個碳原子的烴基基團的分散劑在本文中稱之“相對高分子量的分散劑”。關(guān)于非常高分子量的取代琥珀酸酐，更確切的是指數(shù)均分子量(Mn)，因為制備這些取代琥珀酸酐所使用的烯烴可以包括一種由低分子量烯烴單體(例如乙烯、丙烯和異丁烯)聚合得到的不同分子量組分的混合物。
馬來酸酐與烯烴的摩爾比的變化范圍很寬。例如，它可以從約5∶1改變到1∶5，作為另一個實例，從約1∶1改變到3∶1。使用烯烴，例如數(shù)均分子量約500-7000，作為深一層實例，約800-3000或更高的聚異丁烯，和乙烯-α-烯烴共聚物時，可以使用化學(xué)計算量過量的馬來酸酐，例如每摩爾烯烴約1.1-3摩爾馬來酸酐。未反應(yīng)的馬來酸酐可以從得到的反應(yīng)混合物中蒸去。
烴基-取代的琥珀酸酐包括多烷基或多烯基琥珀酸酐，它們是在本技術(shù)領(lǐng)域中熟知的反應(yīng)條件下由馬來酸酐與希望的聚烯烴或氯化聚烯烴進行反應(yīng)制備得到的。例如，由聚烯烴與馬來酸酐的熱反應(yīng)可以制備這樣的琥珀酸酐，例如US 3 361 673、3 676 089和5 454 964所描述的?；蛘撸屄然巯N與馬來酸酐反應(yīng)可以制備取代的琥珀酸酐，例如US 3 172 892所描述的。例如在US 4 234 435、5 620 486和5 393309中可以看到對烴基-取代的琥珀酸酐所作的進一步討論。典型地，這些烴基-取代基應(yīng)含有約40-500個碳原子。
采用通常的還原條件，例如催化氫化條件，可以將聚烯基琥珀酸酐轉(zhuǎn)化成聚烷基琥珀酸酐。催化氫化的合適催化劑是炭披鈀。同樣地，采用類似的還原條件，可以將聚烯基琥珀酰亞胺轉(zhuǎn)化成聚烷基琥珀酰亞胺。
這里使用的琥珀酸酐上聚烷基或聚烯基取代基一般是由聚烯烴衍生的，該聚烯烴是單烯烴，特別是1-單-烯烴，例如乙烯、丙烯和丁烯的聚合物或共聚物。例如，使用的單-烯烴應(yīng)有約2-24個碳原子，作為深一層實例，約3-12個碳原子。合適的單-烯烴包括丙烯、丁烯，尤其是異丁烯、1-辛烯和1-癸烯。由這樣單-烯烴制備的聚烯烴包括聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯，和由1-辛烯和1-癸烯制備的聚α-烯烴。
在某些
具體實施例方式
中，無灰分散劑可以包括胺的一種或多種烯基琥珀酰亞胺，該胺有至少一個能生成酰亞胺基團的伯胺基團。采用通常的方法，例如將烯基琥珀酸酐、酸、酸-酯、酰鹵或低級烷基酯與一種含有至少一個伯氨基基團的胺進行加熱，可以生成烯基琥珀酰亞胺。將聚烯烴與馬來酸酐的混合物加熱到約180-220℃可以很容易制得烯基琥珀酸酐。聚烯烴可以是低級單烯烴的聚合物或共聚物，例如乙烯、丙烯、異丁烯等，它們的數(shù)均分子量是約900-3000，其數(shù)均分子量是采用凝膠滲透色譜(GPC)測定的。
能用于制備無灰分散劑的胺包括有至少一個可以反應(yīng)生成酰亞胺基團的伯氨基基團和至少一個附加伯或仲氨基基團和/或至少一個羥基基團的任何胺。幾個代表性實例是N-甲基-丙二胺、N-十二烷基-丙二胺、N-氨基丙基-哌嗪、乙醇胺、N-乙醇-乙二胺等。
使分子中有堿性氮的無灰分散劑硼化可以制備硼化分散劑。硼化分散劑可以含有至少一個聚烯部分。作為深一層實例，硼化分散劑可以包括至少兩個聚烯部分。聚烯部分可以有從約900重均分子量到約3000重均分子量的分子量。聚烯部分例如可以有從約1300重均分子量到約2100重均分子量的分子量。作為深一層實例，聚烯部分可以有約2100重均分子量的分子量。聚烯部分可以包括聚丁烯基團?？梢杂糜谂鸹鲜龈鞣N類型無灰分散劑的方法例如在下述專利中描述過US 3 087 936、3 254 025、3 281 428、3 282 955、2 284 409、2 284410、3 338 832、3 344 069、3 533 945、3 658 836、3 703 536、3 718 663、4 455 243、和4 652 387。
硼化分散劑可以包括用硼處理使其硼酸化分散劑含有高達約1重量％硼的高分子量分散劑。作為另一個實例，硼化分散劑可以含有約0.7重量％或0.7重量％以下的硼。作為深一層實例，硼酸化分散劑可以含有0.1-0.7重量％硼。作為更深一層實例，硼化分散劑可以含有0.25-0.7重量％硼。作為深一層實例，硼化分散劑可以含有0.35-0.7重量％硼。為了易于處理，這種分散劑可以溶于具有適當(dāng)粘度的油中。應(yīng)該理解，這里給出的重量百分?jǐn)?shù)是沒有添加任何稀釋油的純分散劑的重量百分?jǐn)?shù)。
硼化分散劑還可以與有機酸、酸酐和/或醛/酚混合物反應(yīng)。這樣一種方法例如可以提升與彈體密封件的相容性。這種硼化分散劑還可以包括一種硼化分散劑混合物。作為深一層實例，這種硼化分散劑可以包括含氮分散劑和/或可以是無磷的。
硼化分散劑在潤滑劑組合物中的量是約1-5重量％。此外，這種流體可以含有約1.25-3重量％硼酸化分散劑。此外，這種流體可以含有約1.5-2.5重量％硼化分散劑。另外，這種潤滑劑組合物含有硼化分散劑的量可足以為最終組合物提供高達250ppm(重量)的硼，例如像為最終組合物提供50-250ppm(重量)的硼。
用無機磷酸或酸酐處理無灰分散劑可以制備磷酸化分散劑?？梢杂糜谥苽浜筇幚頍o灰分散劑的有用磷酸或酸酐包括亞磷酸(H3PO3)、磷酸、連二磷酸、三氧化二磷(P2O3)、四氧化二磷(P2O4)、磷酸酐(P2O5)?？梢允褂脙煞N或兩種以上這樣化合物的混合物。與為本發(fā)明目的而使用的含堿性氮分散劑反應(yīng)的二烴基亞磷酸氫酯說明性實例，包括亞磷酸氫二乙酯、亞磷酸氫二丁酯、亞磷酸氫二-2-乙基己酯、亞磷酸氫二癸酯、亞磷酸氫二環(huán)己酯、亞磷酸氫二苯酯、亞磷酸氫異丙基辛酯、亞磷酸氫雙十四烷酯、亞磷酸氫二芐酯等。通常地，烴基基團每個應(yīng)含有高達約30碳原子?？梢允褂脙煞N或兩種以上這樣亞磷酸酯混合物。亞磷酸氫二丁酯是一種合適的二烴基亞磷酸酯。實施本發(fā)明時可以使用的單烴基亞磷酸酯包括這樣化合物，如亞磷酸單甲酯、亞磷酸單乙酯、亞磷酸單丁酯、亞磷酸單己酯、亞磷酸單甲苯酯、亞磷酸單芐酯、亞磷酸單烯丙酯等以及兩種或兩種以上這樣化合物的混合物。這種烴基基團通常應(yīng)含有高達約30個碳原子。單烴基和二烴基亞磷酸酯混合物也是合適的，三烴基亞磷酸酯和上述亞磷酸酯硫類似物也是合適的。例如US 5 171 466描述了磷酸化無灰分散劑。
讓琥珀酰亞胺與乙醇酸反應(yīng)也可以使無灰分散劑組分乙醇酸化，如US 5 235 067中所描述的。
從Afton Chemical Corporation of Richmond，Virginia以商品名HiTEC637可獲得特別合適的無灰分散劑。
齒輪油添加劑包組分本公開齒輪油潤滑劑組合物的其它組分是一種齒輪油添加劑包。齒輪添加劑包典型地含有一種或多種下述添加劑腐蝕抑制劑、特高壓添加劑、抗磨損劑、緩蝕劑、消泡劑和加工油。齒輪添加劑包可以是(盡管它不必是)一種完全-配制的齒輪添加劑包，例如滿足API GL-5和/或API MT-1和/或MIL-PRF-2105E和/或AGMA 9005-D94要求的包。在這種齒輪添加劑包中，組分的類型和量應(yīng)取決于這種產(chǎn)品的預(yù)定最終用途。齒輪添加劑包的量典型地是以該潤滑劑組合物的總重量計約2-25重量％。
一種合適的齒輪油添加劑包是從Afton Chemical Corporation以商品名HiTEC340獲得的齒輪油添加劑包。
特高壓劑在這種齒輪油添加劑包中可以使用各種類型的含硫特高壓劑。實例包括二烴基多硫化物；硫化烯烴；天然和合成源的硫化脂肪酸酯；三硫酮；硫化噻吩衍生物；硫化萜烯；C2-C8單烯烴硫化低聚物；以及硫化Diels-Alder加成物，例如在US再版專利Re 27 331中公開的那些硫化Diels-Alder加成物。特別實例包括硫化聚異丁烯、硫化異丁烯、硫化二異丁烯、硫化三異丁烯、二環(huán)己基多硫化物、二苯基多硫化物、二芐基多硫化物、二壬基多硫化物，以及二叔丁基多硫化物混合物，其中例如二叔丁基三硫化物、二叔丁基四硫化物和二叔丁基五硫化物的混合物。還可以使用這些類含硫特高壓劑的組合，例如硫化異丁烯和二叔丁基三硫化物的組合、硫化異丁烯與二壬基三硫化物的組合、硫化妥爾油和二芐基多硫化物的組合。在齒輪油添加劑包中，特高壓劑的量是以該添加劑包總重量計約75-95重量％。根據(jù)這種潤滑劑組合物中活性硫的含量，這種潤滑劑組合物可以含有約1-3重量％活性硫。
抗磨損劑抗磨損劑可以是含磷抗磨損劑，它們可以包括磷酸有機酯、亞磷酸或其胺鹽。例如，含磷抗磨損劑可以包括一種或多種二烴基亞磷酸酯、三烴基亞磷酸酯、二烴基磷酸酯、三烴基磷酸酯及其任何硫的類似物，以及其任何胺鹽。作為深一層實例，含磷抗磨損劑可以包括至少一種亞磷酸氫二丁酯(例如從Afton Chemical Corporation ofRichmond，Virginia獲得的HiTEC528抗磨損劑)和硫化亞磷酸氫二丁酯胺鹽(例如從Afton Chemical Corporation獲得的HiTEC833抗磨損劑)。
含磷抗磨損劑的量可以足以為這種潤滑組合物提供約200-700ppm(以重量計)磷。作為深一層實例，含磷抗磨損劑的量可以足以為這種潤滑組合物提供約150-450ppm(以重量計)磷。
齒輪油添加劑包組分可以含有約1-10重量％含磷抗磨損劑。作為深一層實例，齒輪油添加劑包組分可以含有約3-8重量％含磷抗磨損劑。作為一個實例，齒輪油添加劑包組分可以含有約4.5-5.5重量％酸式磷酸戊酯。
腐蝕抑制劑在齒輪油添加劑包中，使用的銅腐蝕抑制劑可以包括噻唑、三唑和噻二唑。實例包括苯并三唑、甲苯基三唑、辛基三唑、癸基三唑、十二烷基三唑、2-巰基苯并噻唑、2，5-二巰基-1，3，4-噻二唑、2-巰基-5-烴硫基-1，3，4-噻二唑、2-巰基-5-烴二硫基-1，3，4-噻二唑、2，5-雙-(烴硫基)-1，3，4-噻二唑和2，5-雙-(烴二硫基)-1，3，4-噻二唑。合適的化合物包括1，3，4-噻二唑，特別是2-烴二硫基-5-巰基-1，3，4-二噻二唑和2，5-雙-(烴二硫基)-1，3，4-噻二唑，其中許多都是作為商品可獲得的。其它合適的銅腐蝕抑制劑包括醚胺；聚乙氧基化化合物，例如乙氧基化胺、乙氧基化酚和乙氧基化醇；咪唑啉等。例如參見US 3 663 561和4 097 387。在齒輪油添加劑包組分中的濃度典型高達5重量％。合適的銅腐蝕抑制劑包括無灰二烷基噻二唑。一種在商業(yè)上可獲得的無灰二烷基噻二唑?qū)嵗茿fton Chemical Corporation獲得的HiTEC4313腐蝕抑制劑。
緩蝕劑緩蝕劑是在齒輪油添加劑包中典型含有的另外抑制添加劑。這樣的材料包括單羧酸和聚羧酸。合適的單羧酸實例是辛酸、癸酸和十二烷酸。合適的聚羧酸包括二聚物和三聚物酸，例如由像妥爾脂肪酸、油酸、亞油酸等這樣酸得到的酸。這類產(chǎn)品通?？蓮母鞣N商業(yè)來源獲得，例如像Humko Chemical Division of Witco Chemical Corporation以商品名HYSTRENE和Henkel Corporation以商品名EMPOL銷售的二聚物和三聚物酸。
可以使用的另外有用類型的緩蝕劑是由烯基琥珀酸和烯基琥珀酸酐腐蝕抑制劑組成的，例如像四丙烯基琥珀酸、四丙烯基琥珀酸酐、十四烯基琥珀酸、十四烯基琥珀酸酐、十六烯基琥珀酸、十六烯基琥珀酸酐等。在烯基中有約8-24個碳原子的烯基琥珀酸與例如聚乙二醇的醇的半酯也是有用的。
另外其它合適的緩蝕劑包括醚胺；酸式磷酸酯；胺類；聚乙氧基化化合物，例如乙氧基化胺類、乙氧基化酚類和乙氧基化醇類；咪唑啉、氨基琥珀酸或其衍生物等。這些類型的材料都是作為商品可獲得的。可以使用這樣緩蝕劑的混合物。在齒輪油添加劑包組分中，緩蝕劑的量可以是以齒輪油添加劑包總重量計約2-8重量％。
消泡劑消泡劑構(gòu)成齒輪油添加劑包的另一組分。消泡劑可以選自硅氧烷、聚丙烯酸酯、表面活性劑等。一種合適的丙烯酸消泡劑材料是從Monsanto Company獲得的PC-2244。在齒輪油添加劑包中，消泡劑的量是以齒輪油添加劑包總重量計約0.5-2.0重量％。
加工油齒輪油添加劑包中使用的加工油可以是天然油、礦物油或這些油的共混物。這種油可以是石蠟油、環(huán)烷油或礦物油共混物。按照一個具體實施方式
，加工油是60中性礦物油。在齒輪油添加劑包中加工油的量足以溶解添加劑包的組分。典型地，添加劑包應(yīng)含有約2-10重量％的加工油。
下面非限制性實施例用于說明公開具體實施方式
的觀點。實施例沒有試圖限制本文公開的具體實施方式
。
實施例一種齒輪油潤滑劑(樣品1)配制如下

上述齒輪油配方的粘度等級為80W-140，根據(jù)ASTM D 5704(L-60-1)，采用SAE J2360方法進行了熱和氧化穩(wěn)定性試驗300小時。結(jié)果列于下表。

由上表清楚看出，公開具體實施方式
的齒輪油潤滑劑在苛刻的條件下有突出的性能，盡管長時間后它也能提供相對低的粘度升高，相對高的泥狀沉積物和碳漆額定值。應(yīng)預(yù)料本文公開的齒輪油配方將提供延長的排空間隔，不會引起車輛部件(例如車軸)過分磨損。
在整個這份說明書中多處都提到了許多US專利。所有引用的文件顯然以全文引入本公開中，好像本文已完全提出。
本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在研究本文公開的說明書和實施后，本發(fā)明的其它具體實施方式
將變得顯而易見。使用整個說明書和權(quán)利要求書時，“一種”可以指一種或一種以上。除非另外指出，在說明書和權(quán)利要求書中使用表示組分、性質(zhì)，例如分子量、百分?jǐn)?shù)、比、反應(yīng)條件等的量的所有數(shù)字，在所有情況下都應(yīng)理解是用術(shù)語“約”修飾的。因此，除非另外指出，在說明書和權(quán)利要求書中提到的數(shù)字參數(shù)是近似值，它們可以隨本發(fā)明得到的尋求理想性質(zhì)而改變。絲毫并不作為試圖限制與權(quán)利要求范圍等效原則的應(yīng)用，每個數(shù)字參數(shù)應(yīng)該至少按照報告有效數(shù)字的數(shù)和采用一般舍入方法進行解釋。盡管提出本發(fā)明寬范圍的數(shù)字范圍和參數(shù)是近似的，但盡可能精確地報告了在特別實施例中提出的數(shù)值。但是，任何數(shù)值固有地包含了必需由在其相應(yīng)測試測量中測得的標(biāo)準(zhǔn)偏差所得到的一定誤差。意圖是，由于說明書和實施例只是看作例證性的，下述權(quán)利要求指出了本發(fā)明的真實范圍和精神表明。
權(quán)利要求
1.一種齒輪油潤滑劑組合物，它含有第一種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約80-150厘斯；第二種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約2-15厘斯，其中第一種烯烴潤滑劑與第二種烯烴潤滑劑的比例是約2∶1至約8∶1；一種烷基化萘基礎(chǔ)油；一種硼化無灰分散劑；一種含有至少一種受阻酚抗氧化劑和至少一種烷基化二苯胺抗氧化劑的抗氧化劑組合物；和一種齒輪油添加劑包，其活性磷含量小于約700ppm，活性硫含量小于約2.5重量％，其中這種齒輪油潤滑劑組合物含有以總潤滑劑組合物計約0.1重量％以下抗氧化劑組合物。
2.一種重載齒輪油潤滑劑組合物，它含有第一種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約80-150厘斯；第二種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約2-15厘斯，其中第一種烯烴潤滑劑與第二種烯烴潤滑劑的比例是約2∶1至約8∶1；一種烷基化萘基礎(chǔ)油；一種硼化無灰分散劑；一種含有至少一種受阻酚抗氧化劑和至少一種烷基化二苯胺抗氧化劑的抗氧化劑組合物；和一種常用的齒輪油添加劑包；其中這種齒輪油潤滑劑組合物的活性胺含量是以潤滑劑組合物的活性氮含量計約100-400ppm。
3.一種熱穩(wěn)定的齒輪油潤滑劑組合物，它含有第一種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約80-150厘斯；第二種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約2-15厘斯，其中第一種烯烴潤滑劑與第二種烯烴潤滑劑的比例是約2∶1至約8∶1；一種烷基化萘基礎(chǔ)油；一種硼化無灰分散劑；一種含有至少一種受阻酚抗氧化劑和至少一種烷基化二苯胺抗氧化劑的抗氧化劑組合物；和一種通常的齒輪油添加劑包；其中對于熱穩(wěn)定性，這種潤滑劑組合物在L60-1氧化穩(wěn)定性試驗約300小時后有碳漆額定值高于約7.4和泥狀沉積物額定值高于約9.3。
4.一種有驅(qū)動軸車輛的操縱方法，它包括提供一種組合物作為驅(qū)動軸的潤滑劑，該組合物含有第一種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約80-150厘斯；第二種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約2-15厘斯，其中第一種烯烴潤滑劑與第二種烯烴潤滑劑的比例是約2∶1至約8∶1；一種烷基化萘基礎(chǔ)油；一種硼化無灰分散劑；一種含有至少一種受阻酚抗氧化劑和至少一種烷基化二苯胺抗氧化劑的抗氧化劑組合物；和一種通常的齒輪油添加劑包；其中這種潤滑劑組合物具有在L60-1氧化穩(wěn)定性試驗約300小時的氧化穩(wěn)定性，它提供粘度增加小于約100％，碳漆額定值高于約7.4和泥狀沉積物額定值高于約9.3。
全文摘要
一種齒輪油潤滑劑組合物和使用這種組合物的車輛操作方法。該組合物含有第一種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約80－150厘斯，和第二種烯烴潤滑劑，其在100℃下的粘度是約2－15厘斯。第一種烯烴潤滑劑與第二種烯烴潤滑劑的比是約2∶1至約8∶1。另外，該組合物可以含有一種烷基化萘基礎(chǔ)油、一種硼化無灰分散劑、至少一種受阻酚抗氧化劑、至少一種烷基化二苯胺抗氧化劑以及一種齒輪油添加劑包，它的活性磷含量低于約700ppm，活性硫含量低于約3重量％。這種齒輪油潤滑劑組合物可以含有以該潤滑劑組合物總重量計低于約0.1重量％抗氧化劑組合物。
文檔編號C10M105/00GK1786130SQ200510131050
公開日2006年6月14日 申請日期2005年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月8日
發(fā)明者C·赫維特 申請人:雅富頓公司