摩擦控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及潤滑包含曲軸箱、齒輪和濕式離合器中的至少一個的內(nèi)燃機的方法，所述方法包括向所述曲軸箱、齒輪和濕式離合器中供入包含(a)具有潤滑粘度的油；和(b)摩擦改進添加劑的潤滑組合物，所述摩擦改進添加劑為烴基取代琥珀酸酐和酸官能化胺化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
【專利說明】摩擦控制方法 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及通過用潤滑組合物潤滑包含曲軸箱以及齒輪和濕式離合器中的至少 一個的內(nèi)燃機而控制摩擦的方法。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 已知嘗試制備與二沖程和/或四沖程內(nèi)燃機普遍相容的潤滑劑。該潤滑劑通常包 含未必設(shè)計用于例如四沖程摩托車發(fā)動機中的應(yīng)用的大量不同性能添加劑，其中要求曲軸 箱油粘度，同時還要求與齒輪箱、變速器或離合器有關(guān)的極端壓力和溫度相容的性能。因 此，許多添加劑具有不利地影響發(fā)動機性能或燃料經(jīng)濟性的性能。
[0004] Kasai等人（2003JSAE/SAE International Spring Fuels&Lubricants Meeting， Yokohama，日本，2003年5月19-22 日，Paper title Effect of Engine Oil Additives on Motorcycle Clutch System(SAE2003-01-1956或JSAE 20030105)公開了硼酸化分散劑與 清凈劑或二硫代磷酸鋅組合適于摩擦控制。Kasai等人進一步陳述了包含摩擦改進劑的發(fā) 動機油不能用于四沖程摩托車發(fā)動機中，因為它們降低離合器能力。
[0005] 美國專利6,525,004公開了用于二沖程和小型發(fā)動機四沖程發(fā)動機中的組合物， 所述組合物包含硼酸化烴基琥珀酰亞胺分散劑和磷化合物。
[0006] 有利的是具有潤滑具有曲軸箱、齒輪、變速器系統(tǒng)和濕式離合器中的至少一個的 內(nèi)燃機，同時賦予摩擦控制的方法。本發(fā)明提供潤滑內(nèi)燃機，同時賦予摩擦控制的方法。
[0007] 發(fā)明概述
[0008] 本發(fā)明提供潤滑包含曲軸箱以及齒輪和濕式離合器中的至少一個的內(nèi)燃機的方 法，所述方法包括向所述曲軸箱以及齒輪和濕式離合器中的至少一個中供入包含(a)具有 潤滑粘度的油;和(b)摩擦改進添加劑的潤滑組合物，所述摩擦改進添加劑為烴基取代琥珀 酸酐和酸官能化胺化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0009] 所述技術(shù)提供保持包含曲軸箱以及齒輪和濕式離合器中的至少一個的內(nèi)燃機中 的靜態(tài)摩擦的方法，所述方法包括向曲軸箱以及齒輪和濕式離合器中的至少一個中供入潤 滑組合物，所述潤滑組合物包含(a)具有潤滑粘度的油;和(b)烴基取代琥珀酸酐和酸官能 化胺化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0010] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中反應(yīng)產(chǎn)物為琥珀酰亞胺酸。
[0011]本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中烴基取代琥珀酸酐或反應(yīng)性等價物具有式 (1)：
[0012]
[0013] 其中R1為包含10-100個碳原子的烴基。
[0014] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中烴基取代琥珀酸酐的烴基取代基包括聚烯 烴。
[0015] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中聚烯烴包括乙烯-丙烯共聚物。
[0016] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中烴基取代琥珀酸酐的烴基取代基包含聚異 丁基。
[0017] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中聚異丁基具有至少400,或者500或800、 800-3000，或者800-1，500的數(shù)均分子量。
[0018] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中芳基化合物為胺取代苯甲酸或其衍生物。
[0019] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中胺化合物為芳基化合物。
[0020] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中芳基化合物為胺取代苯甲酸或其衍生物。
[0021] 太發(fā)日則井一擊榲供太言所沭方法，其中胺化合物具有式（2):
[0022]
[0023]其中R2為亞烷基或芳族基團。
[0024] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中胺化合物為氨基水楊酸。
[0025] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中氨基水楊酸為5-氨基水楊酸。
[0026] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中反應(yīng)產(chǎn)物以潤滑組合物的0.5重量％至1.2 重量％，或者0.1重量％至4重量％，或者0.25重量％至2重量％存在。
[0027] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中將潤滑組合物供入曲軸箱和齒輪(或多個 齒輪)中。
[0028] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中將潤滑組合物供入曲軸箱和濕式離合器 中。
[0029] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中將潤滑組合物供入曲軸箱以及齒輪(或多 個齒輪)和濕式離合器中。
[0030] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中潤滑組合物進一步包含用于降低動態(tài)摩擦 的其它摩擦改進劑，包括抗磨劑、分散劑、含金屬清凈劑、粘度改進劑、抗氧化劑、消泡劑和 傾點下降劑中的一種或多種。
[0031] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中內(nèi)燃機為四沖程發(fā)動機。
[0032] 本發(fā)明進一步提供本文所述方法，其中四沖程發(fā)動機為摩托車發(fā)動機。
[0033] 發(fā)明詳述
[0034] 本發(fā)明提供潤滑包含曲軸箱以及齒輪和濕式離合器中的至少一個的內(nèi)燃機的方 法，所述方法包括向所述曲軸箱以及齒輪和濕式離合器中的至少一個中供入包含(a)具有 潤滑粘度的油;和(b)摩擦改進添加劑的潤滑組合物，所述摩擦改進添加劑為烴基取代琥珀 酸酐和酸官能化胺化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0035] 內(nèi)燃機
[0036] 本發(fā)明內(nèi)燃機包含曲軸箱、齒輪和濕式離合器。任選，內(nèi)燃機進一步包含手動或自 動變速器。在一個實施方案中，來自齒輪箱。
[0037] 如本文所用，術(shù)語"濕式離合器"是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，意指包含被例如變速 器的潤滑劑浸浴或噴霧的離合器片，并且潤滑油達到片之間的離合器。在一個實施方案中， 濕式離合器包括以交替順序布置的離合器片和摩擦圓片，使得當軸向施加壓力時在圓片與 離合器片之間發(fā)生摩擦。
[0038] 在一個實施方案中，內(nèi)燃機具有將相同潤滑組合物供入曲軸箱以及齒輪和濕式離 合器中的至少一個中的共同儲油器。在某些實施方案中，將潤滑組合物供入曲軸箱和齒輪 (或多個齒輪）中，或者供入曲軸箱和濕式離合器中，或者供曲軸箱入以及齒輪(或多個齒 輪)和濕式離合器中。
[0039] 在一個實施方案中，內(nèi)燃機為四沖程發(fā)動機。在一個實施方案中，內(nèi)燃機也一般性 地稱為小型發(fā)動機。
[0040] 在一個實施方案中，小型發(fā)動機具有2.24-18.64kW(3-25馬力(hp))，在另一實施 方案中，2.98-4.53kW(4-6hp)的功率輸出，并且在另一實施方案中，顯示出100或200cm 3排 量。小型發(fā)動機的實例包括家庭/園藝工具如剪草機、綠蘺修剪機或電鋸中的那些。
[0041] 在一個實施方案中，內(nèi)燃機具有至多達3500cm3排量，在另一實施方案中，達 2500cm3排量，在另一實施方案中，達2000cm 3排量的容量。具有達2500cm3排量的容量的合適 內(nèi)燃機的實例包括摩托車、摩托雪橇、噴氣式雪橇、四輪摩托車或所有地面車輛。在一個實 施方案中，內(nèi)燃機為拖拉機或其它農(nóng)用車輛如聯(lián)合收割機。
[0042] 在一個實施方案中，內(nèi)燃機不是拖拉機或其它農(nóng)用車輛。在另一實施方案中，內(nèi)燃 機不包含干式離合器，即將發(fā)動機與變速器如機動車輛上的變速器分離的系統(tǒng)。在另一實 施方案中，內(nèi)燃機不適于與柴油燃料一起使用。
[0043] 在一個實施方案中，內(nèi)燃機為四沖程發(fā)動機。在一個實施方案中，內(nèi)燃機適于摩托 車，例如具有四沖程內(nèi)燃機的摩托車。
[0044] 具有潤滑粘度的油
[0045] 潤滑組合物包含具有潤滑粘度的天然或合成油;衍生自加氫裂化、氫化或加氫精 制的油；以及未精煉、精煉和再精煉油，及其混合物。
[0046] 完全配制潤滑劑(包括可作為頂處理加入或者廠商可包括的組分)會包含具有潤 滑粘度的油，也稱為基油，作為一種組分?；涂蛇x自American Petroleum Institute (API)Base Oil Interchangeability Guidelines的I-V組中的任一種基油，如表 1 所述：
[0047]表1
[0049] I、II和III組為礦物油基本油料。具有潤滑粘度的油可包括天然或合成油及其混 合物?？墒褂玫V物油和合成油的混合物，例如聚α烯烴油和/或聚酯油。
[0050] 天然油包括動物油和植物油(例如植物酸酯），以及礦物潤滑油如液體石油以及烷 烴、環(huán)烷烴或混合烷烴-環(huán)烷烴型的溶劑處理或酸處理礦物潤滑油。加氫處理或加氫裂化油 也是有用的具有潤滑粘度的油。衍生自煤或頁巖的具有潤滑粘度的油也是有用的。
[0051] 合成油包括烴油和鹵素取代的烴油，例如聚合和共聚烯烴及其混合物、烷基苯、聚 苯、烷基化二苯醚和烷基化二苯硫和它們的衍生物、其類似物和同系物。氧化烯聚合物和共 聚物及其衍生物，和其中末端羥基已通過例如酯化或醚化改性的那些為另一類合成潤滑 油。其它合適的合成潤滑油包括二羧酸的酯和由C 5-C12單羧酸和多元醇或多元醇醚制備的 那些。其它合成潤滑油包括含磷酸的液體酯、聚四氫呋喃、硅基油如聚烷基_、聚芳基_、聚烷 氧基-或聚芳氧基-硅氧烷油和硅酸酯油。其它合成油包括通過費托反應(yīng)制備的那些，通常 為加氫異構(gòu)化費托合成經(jīng)或錯。在一個實施方案中，油可通過費托天然氣合成油(gas-to-liquid)合成程序制備，以及其它天然氣合成油。
[0052] 可使用上文所述類型的天然或合成(及其混合物）的未精煉、精煉和再精煉油。未 精煉油為不經(jīng)進一步提純處理，直接由天然或合成來源得到的那些。精煉油類似于未精煉 油，不同的是已將它們在一個或多個提純步驟中進一步處理以改進一種或多種性能。再精 煉油通過類似于用于得到精煉油的方法應(yīng)用于已用于服務(wù)的精煉油而得到。通常將再精煉 油另外加工以除去廢添加劑和油分解產(chǎn)物。
[0053]在一個實施方案中，基油為II組、III組或IV組油或其混合物。在一個實施方案中， 基油為II組、III組或其混合物。在一個實施方案中，基油為II組油，意指至少90% II組。在 一個實施方案中，基油為ΠΙ組油，意指至少90% III組，或者基本II組或基本III組。
[0054]在一個實施方案中，具有潤滑粘度的油以潤滑組合物的40重量％至99.98重量％， 在另一實施方案中，潤滑組合物的60重量％至99.87重量％，在另一實施方案中，潤滑組合 物的69重量％至98.85重量％存在。
[0055] 摩擦改進添加劑
[0056] 本發(fā)明摩擦改進添加劑化合物通過酸官能化胺化合物（即氨基酸）與烴基琥珀酸 ?；瘎┓磻?yīng)以形成琥珀酰亞胺酸而制備。
[0057] 烴基取代琥珀酸?；瘎┌N基取代琥珀酸、烴基取代琥珀酸酐、烴基取代琥珀 酸鹵化物(尤其是酸氟化物和酸氯化物），以及烴基取代琥珀酸和較低級醇（即包含至多7個 碳原子的那些）的酯，即可充當羧酸?；瘎┑臒N基取代化合物。在這些化合物中，通常優(yōu)選 烴基取代琥珀酸和烴基取代琥珀酸酐以及這類酸和酐的混合物。特別優(yōu)選烴基取代琥珀酸 酐。
[0058] 用于制備烴基取代?；瘎┑孽；瘎┩ㄟ^具有合適分子量的聚烯烴(具有或不具有 氯)與馬來酸酐反應(yīng)而制備。然而，可使用類似的羧酸反應(yīng)物，例如馬來酸、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，包括相應(yīng)的酸鹵化物和較低級脂族酯。
[0059] 在一個實施方案中，烴基取代琥珀酸酐可由下式（1)表示：
[0060]
[0061 ] 其中Ri為包貧10-100個碳原于的?；?。
[0062] 在一個實施方案中，烴基取代琥珀酸酐可以為聚異丁烯琥珀酰亞胺，其中本發(fā)明 摩擦改進劑添加劑的聚異丁烯取代基可具有至少400,或者至少500,或者至少800,或者 800-3000,或者800-1，500的數(shù)均分子量。烴基為性質(zhì)上主要為烴的單價基團，但它在烴鏈 中可具有雜原子如氧，并且可具有連接在烴鏈上的非烴基團以包含雜原子和含雜原子基團 如氯、羥基或烷氧基。
[0063] 在某些實施方案中，烴基取代?；瘎┩ㄟ^涉及少量氯或其它鹵素的存在的方法制 備，如美國專利7，615,521所述，參見例如第4欄和制備實施例A。這類烴基取代酰化劑通常 在烴基取代基與酸性或酰胺"頭"基團的連接中具有一些碳環(huán)結(jié)構(gòu)。在其它實施方案中，烴 基取代?；瘎┩ㄟ^涉及"稀"反應(yīng)的熱方法制備而不使用任何氯或其它鹵素，如美國專利7， 615,521所述；以這種方式制備的分散劑通常衍生自高亞乙烯基（即大于50%末端亞乙烯 基)聚異丁烯。參見第4欄，末端，第5欄和制備實施例B。這類烴基取代酰化劑通常在連接點 處不含上述碳環(huán)結(jié)構(gòu)。在某些實施方案中，烴基取代?；瘎┩ㄟ^高亞乙烯基聚異丁烯與烯 屬不飽和酰化劑自由基催化聚合而制備，如美國申請US 2008/0113889所述。
[0064]烴基取代酰化劑可衍生自作為聚烯烴的具有大于50、70或75%末端亞乙烯基的高 亞乙烯基聚異丁烯(α和β異構(gòu)體）。在某些實施方案中，烴基取代?；瘎┛赏ㄟ^直接烷基化 路線制備。在其它實施方案中，它可包含直接烷基化和氯路線分散劑的混合物。
[0065] 在一個實施方案中，烴基取代?；瘎┛勺鳛閱我环稚┐嬖?。在一個實施方案中， 烴基取代?；瘎┛勺鳛閮煞N或三種不同烴基取代?；瘎┑幕旌衔锎嬖?。
[0066] 烴基取代酰化劑通常衍生自聚烯烴和?；瘎＞巯N可衍生自一種或多種通常具 有2-10個碳原子的烯烴，包括例如乙烯、丙烯、丁烯及其混合物。聚烯烴也可衍生自烯烴和 二烯烴的混合物。在本發(fā)明一個實施方案中，聚烯烴為聚異丁烯，在其它實施方案中，聚烯 烴為具有25%或更少的亞乙烯基異構(gòu)體含量的常規(guī)聚異丁烯，具有50%或更大的亞乙烯基 異構(gòu)體含量的高反應(yīng)性聚異丁烯，或者常規(guī)和高反應(yīng)性聚異丁烯的混合物。?；瘎┛砂?α，β-不飽和單羧酸或聚羧酸或其衍生物，包括酐和酯，例如丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯 酸、馬來酸或酐、富馬酸、衣康酸或酐，或其混合物。烴基取代?；瘎┛赏ㄟ^熟知的方法制 備，包括將聚烯烴和酰化劑在通常150-250°C的升高的溫度下在促進劑如鹵素氯的存在或 不存在下加熱。在本發(fā)明一個實施方案中，烴基取代?；瘎榫郛惗∠╃晁狒?。
[0067] 衍生出琥珀酰亞胺酸的氨基酸包括芳基化合物。芳基化合物可包括芳族和脂族 胺。在一個實施方案中，芳基化合物包含芳族胺。本發(fā)明中所用氨基酸可由下式(2)表示：
[0068]
[0069]其中R2為亞烷基或芳族基團。在一個實施方案中，R2為包含至少一個雜原子如氧或 氮原子的亞烷基。在一個實施方案中，芳族環(huán)為芳基。在一個實施方案中，芳族基團包含5-24個碳原子，或者6-12個碳原子。
[0070] 在一個實施方案中，合適的芳族氨基酸包括其中R2包含胺取代苯甲酸或其衍生物 的那些化合物。用于本發(fā)明中的芳族氨基酸的代表性實例包括2-氨基苯甲酸、3-氨基苯甲 酸、4-氨基苯甲酸、4-(氨基甲基)苯甲酸、2-氨基-3-甲基苯甲酸、2-氨基-5-甲基苯甲酸、2-氨基-6-甲基苯甲酸、3-氨基-2-甲基苯甲酸、3-氨基-4-甲基苯甲酸和4-氨基-2-甲基苯甲 酸、4-氨基-2-羥基苯甲酸、3-氨基-2-羥基苯甲酸。在一個實施方案中，芳族氨基酸為5-氨 基-2-羥基苯甲酸(5-氨基水楊酸）。
[0071] 在其中R2為芳族基團的一個實施方案中，酸官能化胺化合物可由下式(3)表示：
[0072]
[0073] 其中R3為H、CH或0H;且η為等于0-6。
[0074]在一個實施方案中，摩擦改進添加劑化合物可以以約0.5重量％至約1.2重量％， 或者約0.1重量％至約4重量％，在一個實施方案中，約0.25重量％至約2重量％的量存在。 [0075] 性能添加劑
[0076]在一個實施方案中，潤滑劑組合物或潤滑劑濃縮物包含至少一種不同于本發(fā)明琥 珀酰亞胺酸摩擦改進劑的性能添加劑。所述性能添加劑可包括金屬減活劑、清凈劑、分散 劑、特壓劑、抗磨劑、抗氧化劑、腐蝕抑制劑、抑泡劑、反乳化劑、傾點下降劑、粘度改進劑、其 它摩擦改進劑、密封溶脹劑及其混合物中的至少一種。在一個實施方案中，性能添加劑可單 獨或相互組合使用。
[0077]存在的其它性能添加劑的總組合量可以為潤滑劑組合物的0重量％至30重量％， 或者1重量％至25重量％，或者2重量％至20重量％，或者3重量％至10重量％，或者4重量％ 至8重量％。盡管可存在一種或多種性能添加劑，通常性能添加劑以彼此不同的量存在。
[0078]在潤滑劑濃縮物（其與其它油組合整體或部分地形成最終潤滑劑組合物）的情況 下，各種性能添加劑與具有潤滑粘度的油和/或與稀釋油的比通常為80:20-10:90重量計。
[0079] 除本發(fā)明琥珀酰亞胺酸改進劑外的摩擦改進劑可包括脂肪胺、酯如甘油酯、脂肪 亞磷酸酯、脂肪酸酰胺、脂肪環(huán)氧化物、硼酸化脂肪環(huán)氧化物、烷氧基化脂肪胺、硼酸化烷氧 基化脂肪胺、羥基羧酸化合物的酯和酰胺、脂肪酸的金屬鹽、脂肪咪唑啉、羧酸和聚亞烷 基多胺的縮合產(chǎn)物、烷基磷酸的胺鹽、二硫代氨基甲酸鉬或其混合物。
[0080] 摩擦改進劑還可包括材料如硫化脂肪化合物和烯烴、二烷基二硫代磷酸鉬、二硫 代氨基甲酸鉬、向日葵油或多元醇與脂族羧酸的單酯。
[0081] 在一個實施方案中，摩擦改進劑可選自胺的長鏈脂肪酸衍生物、長鏈脂肪酯或長 鏈脂肪環(huán)氧化物;脂肪咪唑啉;烷基磷酸的胺鹽;酒石酸脂肪烷基酯;脂肪烷基酒石酰亞胺； 和脂肪烷基酒石酰胺。在一個實施方案中，摩擦改進劑可以為長鏈脂肪酸酯。在另一實施方 案中，長鏈脂肪酸酯可以為單酯或二酯或其混合物，在另一實施方案中，長鏈脂肪酸酯可以 為甘油三酯。摩擦改進劑可以以潤滑組合物的〇重量％至6重量％，或者0.05重量％至4重 量％，或者0.1重量％至2重量％或者0.2-8重量％存在。
[0082] 用作氧化抑制劑的示例抗氧化劑包括硫化烯烴、受阻酚、二芳基胺（例如二苯基 胺，例如烷基化二苯胺）、苯基-α_萘胺、受阻酚酯、二硫代氨基甲酸鉬及其混合物和衍生物。 抗氧化劑化合物可單獨或組合使用。
[0083]二芳基胺或烷基化二芳基胺可以為苯基-α-萘胺(PANA)、烷基化二苯胺或烷基化 苯基萘胺或其混合物。烷基化二苯胺可包括二壬基化二苯胺、壬基二苯胺、辛基二苯胺、二 辛基化二苯胺、二癸基化二苯胺、癸基二苯胺及其混合物。在一個實施方案中，二苯胺可包 括壬基二苯胺、二壬基二苯胺、辛基二苯胺、二辛基二苯胺或其混合物。在一個實施方案中， 烷基化二苯胺可包括壬基二苯胺或二壬基二苯胺。烷基化二芳基胺可包括辛基、二辛基、壬 基、二壬基、癸基或二癸基苯基萘胺。
[0084] 硫化烯烴是熟知的商業(yè)材料，且基本無氮，即不包含氮官能的那些是容易得到的。 可以硫化的烯烴化合物在性質(zhì)上是多種多樣的。它們包含至少一個烯鍵式雙鍵，其定義為 非芳族雙鍵；即連接2個脂族碳原子的鍵。這些材料通常具有具有1-10,例如1-4,或者1或2 個硫原子的硫鍵。
[0085] 無灰抗氧化劑可分別或組合使用。在本發(fā)明一個實施方案中，兩種或更多種不同 的抗氧化劑組合使用，使得存在各自至少0.1重量％的至少兩種抗氧化劑且其中無灰抗氧 化劑的組合量為〇. 5-5重量％。在一個實施方案中，可存在至少0.25-3重量％的各無灰抗氧 化劑。
[0086] 抗氧化劑可以以潤滑組合物的0重量％至15重量％，或者0.1重量％至10重量％， 或者0.5重量％至5重量％，或者0.5重量％至3重量％，或者0.3重量％至1.5重量％存在。
[0087] 示例的清凈劑包括堿、堿土和過渡金屬與以下中的一種或多種的中性或過堿性牛 頓或非牛頓堿性鹽:酚鹽、硫化酚鹽、磺酸鹽、羧酸、磷酸、單-和/或二-硫代磷酸、水楊苷、烷 基水楊酸酯、sal ixarate或其混合物。中性清凈劑具有約1的金屬:清凈劑(阜)摩爾比。過堿 性清凈劑具有超過1的金屬:清凈劑摩爾比，即金屬含量多于提供清凈劑的中性鹽所需要 的。在一個實施方案中，潤滑劑組合物包含至少一種金屬:清凈劑摩爾比為至少3，在一個實 施方案中，摩爾比達1.5的過堿性含金屬清凈劑。過堿性清凈劑可具有至少5,或者至少8,或 者至少12的金屬:清凈劑摩爾比。在一個實施方案中，過堿性清凈劑為水楊酸鹽清凈劑。
[0088] 在一個實施方案中，堿或堿土金屬過堿性清凈劑包含鈣、鈉或鎂清凈劑或其組合。 在一個實施方案中，金屬清凈劑包含鈣清凈劑。過堿性清凈劑可以以0.1重量％至5重量％， 或者0.2重量％至3重量％，或者0.4重量％至1.5重量％存在。
[0089] 示例的分散劑通常稱為無灰型分散劑，因為在混入潤滑油組合物中以前它們不包 含成灰金屬且當加入潤滑劑和聚合分散劑中時它們通常不會貢獻任何成灰金屬。無灰型分 散劑的特征是連接在較高分子量烴鏈上的極性基團。典型的無灰分散劑包括琥珀酰亞胺、 膦酸鹽及其組合。
[0090] 示例的琥珀酰亞胺分散劑可包括N-取代長鏈烯基琥珀酰亞胺及其后處理變體。美 國專利Nos.3,215,707;3,231，587;3,515,669 ;3,579,450 ;3,912,764 ;4,605,808;4,152， 499; 5，071，919; 5，137，980; 5，286，823; 5，254，649描述了形成這類分散劑及其組分的方 法。后處理分散劑包括通過與材料如脲、硼、硫脲、二巰基噻二唑、二硫化碳、醛、酮、羧酸、烴 取代琥珀酸酐、腈、環(huán)氧化物和磷化合物反應(yīng)而進一步處理的那些。
[0091] 例如這類分散劑可如下制備:使C3-C6聚烯烴(例如聚丙烯、聚異丁烯、聚戊烯、聚庚 烯)或其衍生物(例如氯化衍生物)與單或者α，β不飽和-二羧酸或其酐(例如馬來酸酐或琥 珀酸酐)反應(yīng)以產(chǎn)生酰化C 3-C6聚亞烷基化合物，使其與不同于本發(fā)明的胺如伯胺或多胺，例 如聚乙烯胺、芳族胺或聚醚胺反應(yīng)以產(chǎn)生分散劑。
[0092] 聚異丁烯(PIB)已知是多方面存在的。末端亞乙烯基，也稱為甲基亞乙烯基結(jié)構(gòu)部 分在不存在自由基引發(fā)劑或鹵素促進劑下容易與?；瘎┓磻?yīng)。具有大于50%甲基亞乙烯基 含量的PIB可確定為高亞乙烯基。在一個實施方案中，潤滑組合物可包含衍生自高亞乙烯基 聚異丁烯的分散劑。
[0093] 其它示例分散劑可衍生自聚異丁烯、胺和氧化鋅以形成與鋅的聚異丁烯琥珀酰亞 胺絡(luò)合物。
[0094] 在一個實施方案中，無灰分散劑為含硼的，即具有并入的硼并提供給潤滑劑組合 物硼。含硼分散劑可以以足以提供給潤滑劑組合物至少25ppm硼、至少50ppm硼或至少 IOOppm硼的量存在。在一個實施方案中，潤滑劑組合物不含含硼分散劑，即提供給最終配制 劑不多于IOppm硼或者甚至少于Ippm硼。
[0095]另一類無灰分散劑為美國專利No. 5，330，667所述類型的?；蹃喭榛喟?。
[0096]另一類無灰分散劑為曼尼希堿。曼尼希分散劑為烷基苯酚與醛(尤其是甲醛)和胺 (尤其是聚亞烷基多胺)的反應(yīng)產(chǎn)物。烷基通常含至少30個碳原子。
[0097] 分散劑可以以潤滑組合物的0.1重量％至15重量％，或者0.2重量％至10重量％， 或者0.5重量％至8重量％，或者1.5重量％至6重量％存在。
[0098] 另一添加劑為抗磨劑。抗磨劑的實例包括含磷抗磨/特壓劑如金屬硫代磷酸鹽、磷 酸酯及其鹽、含磷羧酸、酯、醚和酰胺，和亞磷酸鹽。在某些實施方案中，磷抗磨劑可以以提 供0.01-0.2或0.015-0.15或0.02-0.1或0.025-0.08 %磷的量存在。通常，抗磨劑為二烷基 二硫代磷酸鋅(ZDP)。
[0099] 二烷基二硫代磷酸鋅取決于其制備中所用的醇結(jié)構(gòu)可描述為伯二烷基二硫代磷 酸鋅或仲二烷基二硫代磷酸鋅。在一些實施方案中，本發(fā)明組合物包含伯二烷基二硫代磷 酸鋅。在一些實施方案中，本發(fā)明組合物包含仲二烷基二硫代磷酸鋅。在一些實施方案中， 本發(fā)明組合物包含伯和仲二烷基二硫代磷酸鋅的混合物。在一些實施方案中，組分(b)為伯 和仲二烷基二硫代磷酸鋅的混合物，其中伯二烷基二硫代磷酸鋅與仲二烷基二硫代磷酸鋅 的比（基于重量)為至少1:1，或者甚至至少1:1.2,或者甚至至少1:1.5或1:2,或者1:10。在 一些實施方案中，組分(b)為伯和仲二烷基二硫代磷酸鋅的混合物，即為至少50重量％伯二 烷基二硫代磷酸鋅，或者甚至至少60、70、80或者甚至90重量％伯二烷基二硫代磷酸鋅。在 一些實施方案中，組分(b)不含伯二烷基二硫代磷酸鋅。
[0100] 可溶于油中的特壓劑(EP)包括含硫和含氯硫的EP劑、氯化烴EP劑和磷EP劑。這類 EP劑的實例包括氯化蠟;硫化烯烴(例如硫化異丁烯）、有機硫化物和多硫化物，例如二芐基 二硫化物、雙_(氯芐基)二硫化物、二丁基四硫化物、硫化的油酸甲酯、硫化烷基酚、二巰基 噻二唑、硫化二戊烯、硫化萜烯和硫化第爾斯阿爾德加合物;磷硫化烴，例如硫化磷與松節(jié) 油或油酸甲酯的反應(yīng)產(chǎn)物;磷酯，例如二烴和三烴亞磷酸酯，例如亞磷酸二丁酯、亞磷酸二 庚酯、亞磷酸二環(huán)己酯、亞磷酸戊基苯酯;亞磷酸二戊基苯酯、亞磷酸十三烷基酯、亞磷酸二 硬脂基酯和聚亞丙基取代苯酚亞磷酸酯;金屬硫代氨基甲酸鹽如二辛基二硫代氨基甲酸鋅 和庚基苯酚二酸鋇;烷基和二烷基磷酸或衍生物的胺鹽，包括例如二烷基二硫代磷酸與氧 化丙烯的反應(yīng)產(chǎn)物，隨后與P 2O5進一步反應(yīng)的胺鹽;及其混合物(如例如美國專利No. 3,197， 405所述）。
[0101] 示例的腐蝕抑制劑可包括辛酸辛胺、十二碳烯基琥珀酸或酐和脂肪酸如油酸與多 胺的縮合產(chǎn)物;金屬減活劑，包括苯并三唑衍生物、噻二唑如二巰基噻二唑及其衍生物、1， 2，4_三唑、苯并咪唑、2-烷基二硫代苯并咪唑和2-烷基二硫代苯并噻唑。其它聚醚化合物， 例如衍生自氧化乙烯、氧化丙烯的PAGS，包括聚乙二醇的Syii:alox?i Dow):族100-120B。
[0102] 合適的抑泡劑包括聚硅氧烷、丙烯酸乙酯和丙烯酸2-乙基己酯且任選進一步包含 乙酸乙烯酯的共聚物；和反乳化劑，包括聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯和(氧化乙烯-氧化丙烯)聚合物。
[0103] 傾點下降劑，包括馬來酸酐-苯乙烯的酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯或聚丙烯 酰胺；和密封溶脹劑，包括Exxon Necton-37?(FN 1380)和Exxon Mineral Seal Oil(FN 3200);也可用于示例的潤滑劑組合物或潤滑劑濃縮物中。
[0104] 在一個實施方案中，示例的潤滑劑組合物或潤滑劑濃縮物不含硫化烯烴和胺磷酸 鹽。"不含"意指這些成分單獨或組合地合計為潤滑劑組合物的少于0.01 %、少于0.001 %或 甚至0%。
[0105] 工業(yè)應(yīng)用
[0106] 在示例實施方案的一個方面中，提高內(nèi)燃機中的靜態(tài)摩擦而不提高，或者最小化 或者至少保持動態(tài)摩擦的方法可包括使內(nèi)燃機的接觸表面與示例潤滑劑組合物接觸。接觸 表面可包含鋼表面和鋼合金表面或者鋁表面或鋁合金表面中的至少一種。潤滑劑組合物可 插入接觸表面與在內(nèi)燃機的操作期間相對于接觸表面移動的第二表面之間。
[0107] 另一方面，潤滑劑組合物用于包含滑動接觸的第一和第二滑動元件的內(nèi)燃機中， 各個滑動元件限定各自的滑動表面，其中至少一個相對于另一滑動表面滑動。至少一個滑 動表面由鋼(或鋼的合金)或者類金剛石碳(DLC)材料或其組合形成。潤滑劑組合物插入滑 動表面之間以在滑動期間潤滑它們。潤滑劑組合物包含具有潤滑粘度的油以及烴基取代琥 珀酸酐和氨基酸的反應(yīng)產(chǎn)物以保持靜態(tài)摩擦。
[0108] 鋼合金為其中鋼與總量為1.0-50重量％的一種或多種元素形成合金，通常以改進 其機械性能的合金。因此，示例的鋼表面或鋼合金表面包含至少50重量％鐵。用于形成鋼合 金的示例元素可選自猛、鎳、絡(luò)、鉬、銀、娃、硼、錯、鈷、銅、鋪、銀、鈦、媽、錫、鋅、鉛、錯及其組 合。
[0109]類金剛石碳表面可例如根據(jù)美國公開No. 20110028361及其中引用的參考文獻所 述方法形成，通過引用將其公開內(nèi)容全部并入本文中。
[0110]齒輪通常具有鐵基合金，在一些實施方案中，可經(jīng)受滲碳處理或碳氮化處理。構(gòu)成 齒輪的鐵基合金的種類可根據(jù)齒輪的用途適當?shù)剡x擇。作為鐵基合金，在成膜處理期間的 溫度(約200C)下不能軟化且具有韌性并且可熱處理的那些是合適的。鐵基合金的典型實例 為用于機器結(jié)構(gòu)用途的碳殼硬化鋼，例如S09CK、S15CK、S20CK等，和用于機器結(jié)構(gòu)用途的合 金殼硬化鋼，例如鎳鉻基合金，例如SNC415、SNC815等，鎳鉻鉬基合金，例如SNCM220、 SNCM415、SNCM420、SNCM616、SNCM815等，鉻基合金，例如SCr415、SCr420等，鉻鉬基合金，例 如SCM 415、SCM418、SCM420、SCM421、SCM 822等，以及錳基和錳鉻基合金，例如SMn420、 SMnC420等。合金的以上實例適當?shù)赜米鞅景l(fā)明齒輪的鐵基合金。以上合金的上述符號（例 如S09CK)根據(jù)日本工業(yè)標準。
[0111] 該方法和示例潤滑劑組合物可供入機械裝置，例如摩托車的發(fā)動機中，并用于在 機械裝置的正常操作期間潤滑齒輪和濕式離合器中的至少一個。
[0112] 在幾個實施方案中，合適的潤滑劑組合物包含以如表1所示范圍存在的組分(基于 活性物質(zhì)）。
[0113] 表1
實施例
[0115] 制備實施例1(PREPl)
[0116] 將具有機械攪拌器、熱電偶套管、液面下氮氣入口和具有冷凝器的迪安斯達克分 水器的2L四頸燒瓶中裝入被琥珀酸酐取代的1000 Mn聚異丁烯(600g)和稀釋油(600g)。然后 將該混合物攪拌并加熱至150°C。經(jīng)1.5小時加入5-氨基水楊酸(79.6g)，然后將反應(yīng)溫度提 高至170°C并保持另外5.5小時。此時將反應(yīng)混合物冷卻并且不經(jīng)進一步提純而使用。
[0117] 實施例1
[0118] 組合物通過將如表1所示的添加劑混入潤滑劑中而制備。表1中的量基于無油顯 不。
[0119] 藍
[0121] 摩擦試驗
[0122] 使用SAE#2摩擦試驗機使?jié)櫥瑒┙M合物經(jīng)受如JASO T904:2006所述離合器系統(tǒng)摩 擦試驗。濕式離合器性能通過作為關(guān)于摩托車應(yīng)用的改良SAE#2摩擦試驗，相對于高摩擦 (JAFRE A)和低摩擦(JAFRE B)參比油評估潤滑組合物的摩擦行為而測量。該試驗評估3個 主要離合器參數(shù):涉及離合器滑動的靜態(tài)摩擦;涉及離合器感覺/吸收的動態(tài)摩擦;和涉及 同步時間的停止時間。然后對潤滑組合物指定離合器性能指數(shù)，其可分類為JASO MA、MA1或 MA2(適于濕式離合器應(yīng)用的高摩擦)或者JASO MB(低摩擦，更適于干式離合器應(yīng)用）。對于 要求JASO M2的潤滑組合物，所有指數(shù)必須落入如下表2中所述關(guān)于類別指定的值內(nèi)。
[0123] 表2
[0125] 所得試驗結(jié)果如下表3中：
[0126] 表3
L01 28」總之，結(jié)采M不用亍具有曲軸箱、齒輪和濕式離合器中全^一個的內(nèi)燃機的潤滑 組合物中本發(fā)明摩擦改進添加劑的存在提供提高的靜態(tài)摩擦而不會提高，或者最小化或者 至少保持動態(tài)摩擦，同時滿足JASO MA2規(guī)格。
[0129] 在該說明書中，如本文所用術(shù)語"烴基取代基"或"經(jīng)基"以其本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知 的常用意義使用。具體而言，它指主要包含碳和氫原子并通過碳原子連接在分子的其余部 分上且不排除其它原子或基團以不足以減損具有主要烴性質(zhì)的分子的比例存在的基團。一 般而言，對于每10個碳原子，烴基中存在不多于2個，在一個方面中，不多于1個非烴取代基； 通常，烴基中不存在非烴取代基。術(shù)語"烴基取代基"或"烴基"的更詳細定義提供于美國專 利號6,583,092 中。
[0130] 此將以上提及的各個文件通過引用并入本發(fā)明。除實施例中外，或如果另外明確 指出，該說明書中所有描述材料的量、反應(yīng)條件、分子量、碳原子數(shù)等的數(shù)量應(yīng)當理解為通 過措辭"約"修飾。除非另有說明，本文提及的各個化學品或組合物應(yīng)當理解為商品級材料。 然而，除非另有說明，各個化學組分的量表示為排除了通?？纱嬖谟谏虡I(yè)材料中的任何溶 劑或稀釋油。應(yīng)當理解本文所述量、范圍和比的上限和下限可獨立地組合。類似地，本發(fā)明 各個元素的范圍和量可與任何其它元素的范圍或量一起使用。
【主權(quán)項】
1. 一種保持包含曲軸箱以及齒輪和濕式離合器中的至少一個的內(nèi)燃機中的靜態(tài)摩擦 的方法，所述方法包括向曲軸箱以及齒輪和濕式離合器中的至少一個中供入包含以下組分 的潤滑組合物： (a) 具有潤滑粘度的油;和 (b) 烴基取代琥珀酸酐和酸官能化胺化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中反應(yīng)產(chǎn)物為琥珀酰亞胺酸。3. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中烴基取代琥珀酸酐或反應(yīng)性等價物具有式(1):其中R1為包含10-100個碳原子的烴基。4. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中烴基取代琥珀酸酐的烴基取代基包含聚異丁基。5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中聚異丁基具有至少400,或者500或800、800-3000,或者 800-1，500的數(shù)均分子量。6. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中胺化合物為芳基化合物。7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中芳基化合物為胺取代苯甲酸或其衍生物。8. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中胺化合物具有式(2):其中R2為亞烷基或芳族基團。9. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中胺化合物為氨基水楊酸。10. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中氨基水楊酸為5-氨基水楊酸。11. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中反應(yīng)產(chǎn)物以潤滑組合物的0.5重量％至1.2重量％，或 者0.1重量％至4重量％或0.25重量％至2重量％存在。12. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將潤滑組合物供入曲軸箱和齒輪(或多個齒輪）中。13. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將潤滑組合物供入曲軸箱和濕式離合器中。14. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將潤滑組合物供入曲軸箱以及齒輪(或多個齒輪)和濕 式離合器中。15. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中潤滑組合物進一步包含用于降低動態(tài)摩擦的其它摩擦 改進劑，包含抗磨劑、分散劑、含金屬清凈劑、粘度指數(shù)改進劑、抗氧化劑、消泡劑和傾點下 降劑中的一種或多種。16. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中內(nèi)燃機為四沖程發(fā)動機。17. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中四沖程發(fā)動機為摩托車發(fā)動機。
【文檔編號】C10M133/16GK105829510SQ201480064266
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年9月30日
【發(fā)明人】D·J·薩科曼多, S·狄更斯, J·A·柯西斯, B·R·多納
【申請人】路博潤公司