具有增强的摩擦性能且能够改善燃料效率的手动变速器油组合物的制作方法

本公开内容涉及一种具有增强的摩擦性能和改善的燃料效率的低粘度手动变速器油组合物，并且更特别地，涉及一种包含用作清净分散剂的聚异丁烯基琥珀酰亚胺和用作粘度调节剂的具有连接至其主链的极性和非极性支链中的至少一种的梳状聚甲基丙烯酸酯(梳状pma)的手动变速器油组合物。

背景技术：

变速器是安装在离合器和推进器轴之间或者离合器和最终减速齿轮装置之间以便将发动机的动力转换为与车辆行驶条件相匹配的旋转力和速度(然后力和速度传送到车轮)的装置。考虑到行驶条件，结合离合器的操作(这对于控制动力是必需的)，手动变速器通过进行换挡来改变从发动机传递的旋转速度和旋转力，速度和力然后被传送到车轮，从而提供驾驶者所需的速度和扭矩。

近年来，为了鼓励能量的高效利用和防止全球变暖，对车辆排放的废气比如二氧化碳等的法规变得更加严格。响应于这样的环境法规，已在积极进行可减少发动机的能量损失量的燃料效率改善的发动机/变速器油的开发。

特别地，降低发动机/变速器油的粘度可使在传递动力时流体阻力引起的能量损失最小化。然而，当粘度降低时，油膜变薄，因此增加金属间摩擦，这可能使耐久性劣化。

具体地，在常规的发动机/变速器油中，当油的粘度过度增加时，接触摩擦可能会干扰同步，这因此使换挡感劣化并降低燃料效率。另一方面，当油的粘度过度降低时，油膜变薄并且齿轮磨损增加，导致耐久性降低。

因此有必要开发一种手动变速器油组合物，其能够在降低手动变速器油的高/低温粘度的同时保持耐久性，并且还能够增加手动变速器的同步器的摩擦系数，从而提高换档效率。

技术实现要素：

本公开内容的目的是提供一种手动变速器油组合物，其能够在降低手动变速器油的高/低温粘度的同时保持耐久性，并且还能够提高手动变速器的同步器的摩擦系数从而通过改善换档效率来提高手动变速器车辆的燃料效率。

本公开内容的一个方面提供一种手动变速器油组合物，其包含用作清净分散剂的聚异丁烯基琥珀酰亚胺和用作粘度调节剂的具有连接至其主链的极性和非极性支链中的至少一种的聚甲基丙烯酸酯(梳状pma)。

本公开内容的另一方面提供一种手动变速器油组合物，其以本领域技术人员难以预料的组合比例或量包含组分聚异丁烯基琥珀酰亚胺和梳状pma。

本公开内容的又一方面提供具有40℃下19-22cst的平均运动粘度和1200rpm、41kgf和80℃的条件下0.083-0.095的动摩擦系数的手动变速器油。

本公开内容的一个示例性实施方式提供一种手动变速器油组合物，其包含用作清净分散剂的聚异丁烯基琥珀酰亚胺；和用作粘度调节剂的具有连接至其主链的极性和非极性支链中的至少一种的聚甲基丙烯酸酯(梳状pma)。

在根据本公开内容的实施方式的手动变速器油组合物中，聚异丁烯基琥珀酰亚胺的含量为基于手动变速器油组合物的总重量的1wt％-5wt％，并且梳状pma的含量为基于手动变速器油组合物的总重量的4wt％-12wt％。

在根据本公开内容的实施方式的手动变速器油组合物中，聚异丁烯基琥珀酰亚胺：梳状pma的重量比为1-5：4-12。

在根据本公开内容的实施方式的手动变速器油组合物中，梳状pma是烯烃酰胺梳状聚甲基丙烯酸酯。

根据本公开内容的实施方式的手动变速器油组合物还包含至少一种选自抗磨损添加剂、磨擦调节剂、极压添加剂和抗氧化剂的添加剂。

在根据本公开内容的实施方式的手动变速器油组合物中，抗磨损添加剂是烷基二硫代磷酸锌，并且烷基二硫代磷酸锌的含量为基于组合物的总重量的3wt％-5wt％。

根据本公开内容的实施方式的手动变速器油组合物包含基于其总重量80-90wt％的基础油、1-5wt％的用作清净分散剂的聚异丁烯基琥珀酰亚胺、4-12wt％的用作粘度调节剂的具有连接至其主链的极性和非极性支链中的至少一种的梳状聚甲基丙烯酸酯(梳状pma)、和3-5wt％的用作抗磨损添加剂的烷基二硫代磷酸锌。

此外，本公开内容的另一个示例性实施方式提供一种手动变速器油，其包含根据前述实施方式中的任一项的组合物，并具有40℃下19-22cst的平均运动粘度和1200rpm、41kgf和80℃的条件下0.083-0.095的动摩擦系数。

根据本公开内容，手动变速器油组合物在增强摩擦性能和燃料效率两方面均有效。

根据本公开内容，手动变速器油组合物在通过使40℃下的运动粘度的减小最大化而降低流体阻力方面有效，并且还在通过增加齿轮和用于手动变速器的同步器齿环的摩擦材料之间的摩擦系数而使传递效率和燃料效率的改善最大化(增加0.5％)方面有效。

根据本公开内容，当两种组分聚异丁烯基琥珀酰亚胺和梳状pma的官能团附着于同步器摩擦材料上而因此保持住相对的齿轮时，手动变速器油组合物在使滑动导致的能量损失最小化方面有效。

本公开内容的效果不限于上述内容，并且应该理解为包括以下描述中的所有合理可能的效果。

附图说明

图1示出根据本公开内容的实施方式的组合物的组分对手动变速器的作用；且

图2示意性地示出具有连接到其主链的极性和非极性支链中的至少一种的梳状聚甲基丙烯酸酯(梳状pma)，其是根据本公开内容的粘度调节剂。

具体实施方式

根据本公开内容，如图1所示，将(a)现有产品未使用过的作为摩擦调节剂的聚异丁烯基琥珀酰亚胺、和(b)具有优异的高/低温粘度降低性能的烯烃酰胺梳状聚甲基丙烯酸酯(pma)粘度调节剂以特定的混合比例组合，由此使40℃下的运动粘度的减小最大化从而降低流体阻力，并且增加齿轮和用于手动变速器的同步器齿环的摩擦材料之间的摩擦系数从而使传递效率和燃料效率的改善最大化(增加0.5％)。当两个组分(a)和(b)的官能团附着于同步器摩擦材料以保持住相对的齿轮时，可以使滑动引起的能量损失最小化。

如果确定本公开内容的要点将变得不清楚，则省略对本公开内容的配置和功能的描述。如本文所用，术语“包含”或“包括”意指可包括其他要素，除非另有说明。

在本说明书中，当描述变量的范围时，应理解变量包括所述范围内包括所述端点的所有值。例如，“5-10”的范围将理解为包括任何子范围，如6-10、7-10、6-9、7-9等，以及5、6、7、8、9和10的单个值，并且还将理解为包括所述范围内的有效整数之间的任何值，如5.5、6.5、7.5、5.5-8.5、6.5-9等。此外，“10％-30％”的范围将理解为包括任何子范围，如10％-15％、12％-18％、20％-30％等，以及包括10％、11％、12％、13％等至多30％的值的所有整数，并且还将理解为包括所述范围内的有效整数之间的任何值，如10.5％、15.5％、25.5％等。

本文所述的“基础油”为润滑油组合物的基本组分。

本文所述的“清净分散剂”抑制发动机/传动系统中氧化物和污泥的磨损和沉积，并且还影响摩擦性能等。

本文所述的“粘度调节剂”改变高/低温粘度，并且能够根据其类型改变低温流动性能。

本文所述的“抗磨损添加剂”能够在经受摩擦的金属表面上形成保护膜以防止磨损。

在下文中，将给出本公开内容的详细描述。

本公开内容的一个实施方式涉及一种手动变速器油组合物，其包含(a)用作清净分散剂的聚异丁烯基琥珀酰亚胺、和(b)用作粘度调节剂的具有连接到其主链上的极性和非极性支链中的至少一种的梳状聚甲基丙烯酸酯(梳状pma)。

组分(a)可由下面的化学式1表示。

[化学式1]

组分(b)配置为使得极性和非极性支链中的至少一种连接到典型的梳状聚甲基丙烯酸酯(梳状pma)，并且可示意性地表示为如图2所示。

在根据本公开内容的实施方式的手动变速器油组合物中，组分(a)的含量为基于手动变速器油组合物的总重量的1wt％-5wt％，并且组分(b)的含量为基于手动变速器油组合物的总重量的4wt％-12wt％。

当组分(a)和(b)的量落入上述范围内时，可提高摩擦性能和燃料效率。如果组分(a)的量小于1wt％，则去垢性可能劣化。另一方面，如果其量超过5wt％，则摩擦系数可能降低，因此耐久性可能恶化。另外，如果组分(b)的量小于4wt％，由于粘度降低效果较低，燃料经济效果可能变得不显著。另一方面，如果其量超过12wt％，则低温粘度可能增加，因此低温操作性能可能劣化。

在根据本公开内容的实施方式的手动变速器油组合物中，(a)：(b)的重量比为1-5：4-12。

当(a)和(b)的重量比落在上述范围内时，可同时提高摩擦性能和燃料效率。

在根据本公开内容的实施方式的手动变速器油组合物中，组分(b)是烯烃酰胺梳状聚甲基丙烯酸酯。

烯烃酰胺梳状聚甲基丙烯酸酯可由下面的化学式2表示。

[化学式2]

根据本公开内容的实施方式的手动变速器油组合物还可包含至少一种选自抗磨损添加剂、磨擦调节剂、极压添加剂和抗氧化剂的添加剂。

在根据本公开内容的实施方式的手动变速器油组合物中，抗磨损添加剂是烷基二硫代磷酸锌，并且烷基二硫代磷酸锌的含量为基于组合物总重量的3wt％-5wt％。

当烷基二硫代磷酸锌的量落入3wt％-5wt％的范围内时，摩擦性能和燃料效率二者均可提高。如果烷基二硫代磷酸锌的量小于3wt％，则抗磨损性能可能劣化。另一方面，如果其量超过5wt％，则摩擦性能可能劣化。

根据本公开内容的实施方式的手动变速器油组合物可包含基于组合物总重量80-90wt％的基础油、1-5wt％的用作清净分散剂的聚异丁烯基琥珀酰亚胺、4-12wt％的用作粘度调节剂的具有连接至其主链的极性和非极性支链中的至少一种的梳状聚甲基丙烯酸酯(梳状pma)、和3-5wt％的用作抗磨损添加剂的烷基二硫代磷酸锌。

作为基础油，可以使用api规定的gr.iii或更高级的具有100℃下3.8-4.2cst和2.8-3.2cst的平均运动粘度以及100或更高的粘度指数的基础油。

本公开内容的另一个实施方式涉及一种手动变速器油，其包含根据前述实施方式的任一个的组合物，并且40℃下的平均运动粘度为19-22cst且1200rpm、41kgf和80℃的条件下的动摩擦系数为0.083-0.095。

通过以下测试例和实施例将给出对本公开内容的更好理解，这些测试例和实施例仅用于示例说明而不应解释为限制本公开内容的范围。

实施例1至10和比较例1至11

使用下表1和2中所示量的组分制备实施例1至10的手动变速器油组合物，并且使用下表3和4中所示量的组分制备比较例1至11的手动变速器油组合物。

下表1示出使用3wt％量的聚异丁烯基琥珀酰亚胺清净分散剂和4wt％、6wt％、8wt％、10wt％和12wt％量的烯烃酰胺梳状pma粘度调节剂制备的实施例1至5的组合物。

[表1]

下表2示出使用1wt％、2wt％、3wt％、4wt％和5wt％量的聚异丁烯基琥珀酰亚胺清净分散剂和8wt％量的烯烃酰胺梳状pma粘度调节剂制备的实施例6至10的组合物。

[表2]

下表3示出比较例1至6的组合物。

[表3]

下表4示出比较例7至11的组合物。

[表4]

测试例：性能测量

通过以下方法测量实施例1至10和比较例1至11的手动变速器油的性能。结果在下表5和6中示出。

(1)通过在1200rpm、41kgf和80℃的条件下测量摩擦材料和钢板之间的动摩擦来确定同步动摩擦系数。

(2)根据astmd445测量40℃的运动粘度。

(3)对于车辆燃料经济性，在ftp75模式下测量燃料效率改善。上述燃料效率测量方法与cvs75相同，后者是韩国认证的燃料经济性测试模式。

(4)在发动机速度为260-1600rpm、扭矩为300-2000n、且齿轮1-6换挡的条件下对耐久性测试后的fe磨损评价700h。

[表5]

[表6]

根据上面的测试结果明显的是，当烯烃酰胺梳状pma的量为4-12wt％时(实施例1至5)和当聚异丁烯基琥珀酰亚胺的量为1-5wt％时(实施例6至10)，表现出在耐久性测试后测定的燃料效率改善和磨损减少。

特别地，在烯烃酰胺梳状pma和聚异丁烯基琥珀酰亚胺的特定比例下(8：3wt％＝2.67：1)，40℃的运动粘度最小化，并且动摩擦系数最大化，从而使车辆燃料经济性改善和耐久性增强最大化(实施例3和8)。

当两种组分的量小于上述范围时，对摩擦材料的附着力可能降低，因此由于滑动降低燃料经济效果。另一方面，当其量超过上述范围时，两种组分之间的阻力可能增加，因此燃料经济效果一定程度上降低(比较例5、6、10和11)。

当两种组分与不同的粘度调节剂(pma、梳状pma、sbr等)或不同分散剂一起使用时，40℃运动粘度的降低和摩擦系数的改善变得不显著，因此没有燃料经济效果(比较例1、2、3、4、7、8和9)。

因此，根据本公开内容，烯烃酰胺梳状pma(oacp)粘度调节剂(其中连接至主链的侧链之间的长度是变化的，因此低温收缩和高温膨胀可最大化)、和作为一种清净分散剂的聚异丁烯基琥珀酰亚胺以特定的混合比例组合，从而降低40℃运动粘度并增加手动变速器的同步器摩擦材料的摩擦系数，最终使传递效率和燃料效率的改善最大化。两个组分的官能团附着于同步器齿环摩擦材料以增加动摩擦系数，从而使由于换档时的滑动造成的能量损失最小化。

尽管出于示例说明性目的已公开了本公开内容的示例性实施方式，但是本领域技术人员将理解，在不脱离权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。