用于降低燃料消耗的传动油制剂的制作方法_4

文档序号:9493151阅读:来源:国知局
cants andLubrication",Wiley_VCH,Weinheim2001;R.M.Mortier,S.T.0rszulik(编者): "ChemistryandTechnologyofLubricants',中。
[0120] 本发明还涉及上述传动油制剂作为传动油用于减少车辆的燃料消耗的用途。
[0121] 在此,可以在手动、自动手动、双离合器或直接换挡(DSG)、自动和无级变速(连续 可变传动CVC)变速器中使用这种传动油制剂。特别优选使用该传动油制剂作为用于自动 变速器系统用的传动油。此外,所描述的传动油制剂可用于分动箱和车轴或差速变速器。
【附图说明】
[0122] 图1显示了用于测定车辆燃料消耗的新欧洲驾驶循环(NEDC)的速度曲线。
【具体实施方式】
[0123] 实施例
[0124] 在以下实施例中,使用下列缩写:
[0125]
[0126] 合成羟基化氢化聚丁二烯
[0127] 制备的大分子醇是具有平均分子量Mn= 4750克/摩尔的羟丙基封端的氢化聚丁 二烯。
[0128] 该大分子醇通过采用丁基锂在20-45Γ下1,3-丁二烯的阴离子聚合来合成。当实 现所需聚合度时,通过添加环氧丙烷终止反应,通过用甲醇沉淀来除去锂。随后,聚合物在 氢气气氛下在贵金属催化剂的存在下在最高至140°C和200巴的压力下氢化。在氢化结束 后,移除贵金属催化剂,在真空下抽出有机溶剂。最终,使用基础油Nexbase3020 (API第II 类的基础油,按照ASTMD445在100°C下的运动粘度为2. 1至2. 3mm2/s)稀释至70重量% 的聚合物含量。
[0129] 该大分子醇的乙烯基含量为61%,氢化度>99%,0H官能度>98 %。这些值通过 H-NMR(核磁共振光谱法)测定。
[0130] 合成大分子单体MM1
[0131] 在装有刀式搅拌器、空气入口管、具有控制器的热电偶、加热套、具有3毫米金属 丝螺旋线的无规填料塔、蒸汽分配器、顶部温度计、回流冷凝器和基底冷却器的2升搅拌设 备中,通过在60°C下搅拌将1000克上述大分子醇溶解在450克甲基丙烯酸甲酯(MMA)中。 向该溶液中添加20ppm的2, 2, 6, 6-四甲基哌啶-1-氧基自由基和200ppm的氢醌单甲醚。 在空气导引通过以便稳定化的同时加热至MMA回流(塔底温度大约110°C)之后,蒸馏出大 约20克MMA用于共沸干燥。在冷却至95°C之后,加入0. 30克LiOCH3,并再次加热至回流。 在大约1小时的反应时间后,塔顶温度因生成甲醇而下降至~64°C。不断蒸馏出形成的甲 醇/MMA共沸物,直到再次建立大约100°C的恒定塔顶温度。在该温度下,使混合物再后续 反应另一小时。为了进一步后处理,将大部分MMA在真空下抽出。不溶性催化剂残余物通 过压滤去除(SeitzT1000深度型过滤器)。因此考虑了在下文中描述的共聚物合成中"夹 带"的Nexbase3020的含量。
[0132] 共聚物的合成
[0133] 共聚物1
[0134] 在烧杯中,配制以下反应混合物:87. 9克在油中的70 %大分子单体溶液,3. 9克 ΑΜΑ3,27· 3 克ΒΜΑ,51· 9 克Sty,0. 3 克ΜΜΑ,5· 1 克DMAPMAm,65. 0 克SiellRisella907(轻 质环烷烃类/链烷烃类基础油)和8. 6克Nexbase3020。向装有刀式搅拌器、氮气覆盖保 护、温度计、调节油浴和回流冷凝器的500毫升4颈圆底烧瓶中初始装入75克反应混合物 并在搅拌的同时加热至120°C。在加热阶段过程中,将氮气导引通过反应烧瓶以便惰性化。 当达到120°C后,向反应烧瓶中添加0. 09克BDtBPB;同时,开始由剩余反应混合物和0. 21 克BDtBPB组成的进料。进料时间为3小时;反应温度在120°C下保持恒定。进料结束后2 小时和5小时,各再次加入0. 30克的BDtBPB,第二天通过添加102. 9克Nexbase3020来稀 释烧瓶的内容物。获得澄清的、高度粘性的溶液。
[0135] 共聚物2
[0136] 如共聚物1那样,但是采用以下反应混合物:90.0克在油中的70%大分子单体 溶液,〇· 3 克AMA3,19. 2 克ΒΜΑ,59· 7 克Sty,0. 3 克ΜΜΑ,7· 5 克ΒΑ,65· 0 克ShellRisella 907 (轻质环烷烃类/链烷烃类基础油)和8. 0克Nexbase3020。
[0137] 共聚物3
[0138] 如共聚物1那样,但是采用以下反应混合物:82. 5克在油中的70%大分子单体溶 液,7. 4 克ΑΜΑ3,63· 0 克BMA,16. 5 克Sty,0. 3 克ΜΜΑ,5· 1 克DMAPMAm,65. 0 克ShellRisella 907 (轻质环烷烃类/链烷烃类基础油)和10. 3克Nexbase3020。
[0139] 共聚物4
[0140] 向装有刀式搅拌器、氮气传导管线、温度计、被调节的油浴和回流冷凝器的500毫 升4颈圆底烧瓶中初始装入90. 0克在油中的70 %大分子单体溶液,0. 3克AMA3,0. 3克BMA, 26. 7克Sty,59. 7克MMA和73克邻二甲苯,并在搅拌的同时加热至120°C。在加热阶段过 程中,将氮气导引通过反应烧瓶以便惰性化。当达到120°C后,向反应烧瓶中添加0. 30克 BDtBPB;反应温度在120°C下保持恒定。首次BDtBPB添加后2小时和5小时,各再次加入 0. 30 克的BDtBPB,第二天通过添加 110. 9 克Nexbase3020 和ShellRisella907 来稀释 烧瓶的内容物。随后通过施加真空来抽出邻二甲苯。获得具有带白色的浑浊的高度粘性的 溶液。
[0141] 共聚物5
[0142] 如共聚物1那样,但是采用以下反应混合物:90. 0克在油中的70%大分子单体溶 液,0.3 克AMA3, 26.7 克BMA,59. 7 克Sty,0.3 克MMA,65.0 克ShellRisella907 (轻质环 烷烃类/链烷烃类基础油)和8. 0克Nexbase3020。
[0143] 共聚物6 (对比聚合物)
[0144] 在烧杯中,配制以下反应混合物:126. 4克AMA2,129. 4克AMA1,1. 5克AMM,29. 8 克MMA,5. 1克DMAPMAm和4. 1克n-DDM。向装有刀式搅拌器、氮气传导管线、温度计、被调节 的油浴和回流冷凝器的500毫升4颈圆底烧瓶中初始装入108克100N油和12克反应混合 物,并在搅拌的同时加热至l〇〇°C。在加热阶段过程中,将氮气导引通过反应烧瓶以便惰性 化。当达到l〇〇°C后,向反应烧瓶中添加0. 13克tBPO;同时,开始由剩余反应混合物和0. 70 克tBPO组成的进料。进料时间为3. 5小时;反应温度在100°C下保持恒定。进料结束后2 小时,再次加入〇. 58克的tBPO,将混合物在100°C下搅拌整夜。获得澄清的、粘性的溶液。
[0145] 共聚物7 (对比聚合物)
[0146] 向装有刀式搅拌器、氮气传导管线、温度计、被调节的油浴和回流冷凝器的500毫 升4颈圆底烧瓶中初始装入241. 1克AMA,33. 8克MMA,114. 6克150N油,4. 1克n-DDM和 3.0克t-DDM。在搅拌的同时将该混合物加热至110°C。在加热阶段过程中,将氮气导引通 过反应烧瓶以便惰性化。当达到ll〇°C后,在3小时内借助注射栗计量加入0. 69克tBPO和 2. 06克150N油的混合物。进料结束后1小时,再次加入0. 55克的tBPO,让混合物在110°C 下继续反应过夜。获得澄清的、粘性的溶液。
[0147] 共聚物8 (对比聚合物)
[0148] 向装有刀式搅拌器、氮气传导管线、温度计、被调节的油浴和回流冷凝器的500毫 升4颈圆底烧瓶中初始装入34. 3克70%大分子单体溶液,7. 5克AMA3,100. 5克BMA,18. 0 克Sty,65. 0克ShellRisella907 (轻质环烷烃类/链烷烃类基础油)和24. 7克100N油。 在搅拌的同时将该混合物加热至120°C。在加热阶段过程中,将氮气导引通过反应烧瓶以 便惰性化。当达到120°C后,加入0. 3克BDtBPB。在首次添加BNtBPB后3小时和5小时, 各再次加入0. 3克的BDtBPB,让混合物在120°C下继续反应过夜。第二天,通过添加125克 150N油来稀释烧瓶的内容物。获得澄清、粘性的溶液。
[0149] 共聚物9 (对比聚合物)
[0150] 如共聚物8那样,除了初始装料为25. 7克70 %大分子单体溶液,7. 5克AMA3, 106. 5克BMA,18. 0克Sty,65. 0克ShellRisella907 (轻质环烷烃类/链烷烃类基础油) 和27. 3克100N油。
[0151] 共聚物10(对比聚合物)
[0152] 如共聚物8那样,除了初始装料为25. 7克70 %大分子单体溶液,7. 5克AMA3, 124. 5克BMA,65. 0克ShellRisella907 (轻质环烷烃类/链烷烃类基础油)和27. 3克 100N油。
[0153] 表1显示了用于共聚物合成的单体组成的概述。共聚物1、2、4和5是本发明的共 聚物。
[0154] 表1 :用于共聚物合成的单体组成和该共聚物的支化度"f_分支"。单个单体的重 量比例各自以基于所有单体总质量计的重量%给出。本发明的共聚物标识为"Irw. ",对比 共聚物标识为"Comp."。
[0155]
[0156] 摩尔支化度("f_分支")的计算基于94%的大分子单体转化率,即所有共聚物仍 含有残余的大分子单体,并由此是共聚物与羟丙基封端的氢化聚丁二烯的聚合物混合物。 这些聚合物并未分离。由这些共聚物添加剂配制的传动油制剂由此总是含有聚合物混合 物。
[0157] 传动油制剂
[0158] 上述共聚物用于制备传动油制剂(表2)。传动油制剂E1至E5是本发明的制剂。 制剂CE6是现有技术中已知的对比制剂。
[0159] 所用的基础油是Nexbase3030(可获自NesteOilΝ· V.,比利时)Jexbase3030 是一种API第III类基础油,具有低于IR法检出限(〈0. 1% )的芳族碳原子比例CA)。
[0160] 所使用的倾点下降剂是得自EvonikOilAdditives的甲基丙稀酸C12至C18酯 的共聚物。该DI包是不具有粘度改进剂的DEXRONVI-适合的DI包。
[0161] 制剂E1至E5和CE6的基础油粘度在100°C下为3. 8mm2/s。
[0162] 表2 :传动油制剂的组成。单个制剂组分的重量比例以基于传动油制剂总重量计 的重量%给出。
[0163]
[0164] 此外制备基于150N配制油的按照表3的对比油制剂。这些制剂的基础油粘度在 100°C下为5. 4mm2/s。这些制剂用于研究共聚物6至10的剪切(Schwer)稳定性(参见下 文)。
[0165] 表3 :对比油制剂的组成。单个制剂组分的重量比例以基于对比油制剂总重量计 的重量%给出。
[0166]
[0167] 传动油制剂的粘度测定评估
[0168] 通过测定以下参数来进行传动油制剂的粘度测定评估:按照ASTMD445的在 40°C(KV40)或100°C(KV100)下的运动粘度,按照ASTMD2270的粘度指数(VI)以及按照ASTM4683在80°C下(HTHS80°C)或在100°C下(HTHS100°C)的高温高剪切动态粘度。
[0169] 由密度与100°C下的运动粘度(KV100)的乘积来计算在低剪切下的在100°C下的 动态粘度(DV)。
[0170] 此外,借助在20小时圆锥滚子轴承试验CEC-L-45-A-99后在100°C下的运动粘度 (TRB20小时后的KV
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