专利名称：含至少一种摩擦改进化合物的组合物以及其使用方法
技术领域：
本发明涉及包含阴离子化合物和阳离子化合物的组合物，其中该阴离子化合物和阳离子化合物的中至少一种是摩擦改进剂。这里还公开了使用所公开的组合物的方法。
背景技术：
尽管已经生产了大量具有多种性质的齿轮油，仍存在对添加剂或添加剂组合的需要以提供改善的耐磨性、改善的热稳定性、改善的氧化稳定性、改善的燃料效率、改善的温度滚动效果(rollover effect)、减少噪音、减少磨损和减少锈斑(pitting)中的至少一种。特别的，需要能够提供这些性质中的至少一种给机器(例如齿轮)的添加剂，在齿轮没有磨配(broken-1n)达若干时间或若干距离时。还需要在牵引负荷前能够向齿轮提供这些性能中的至少一种的添加剂。最后，需要能够满足上述性质中的至少一种并仍满足工业标准，例如ASTMD-6121 ( “高温L-37测试”)的高温变化的添加剂。
发明内容
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根据本发明，提供一一种包含至少一种阴离子化合物和至少一种阳离子化合物的润滑剂组合物，其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是摩擦改进剂，且该组合物具有(i)大约27° F或更高的温度滚动(roll over)差异和(ii)通过高温L-37的评价。一方面，还提供制备包含提供至少一种阴离子化合物和至少一种阳离子化合物的组合物的方法，其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是包含大约10到30个碳原子的摩擦改进化合物，且该组合物具有(i)大约27° F或更高的温度滚动差异和(ii)通过高温L-37的评价。本发明的其它目的和优点将在随后的描述部分中阐明，和/或能够由本发明的实施获知。本发明的目的和优点将会通过所附权利要求特别指出的要素和组合而被认识和达成。可以理解的是前面的概述和随后的详述都只是说明性的而非对所要求保护的发明进行限制。简而言之，本发明提供了以下方案:方案1.一种润滑剂组合物，其包括:至少一种阴离子化合物；和至少一种阳离子化合物；其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是摩擦改进剂；和
其中，该组合物具有(i)大约27° F或更高的温度滚动差异和(ii)通过高温L-37的评价。方案2.根据方案I的组合物，其中该组合物包含至少一种包含大约10到大约30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种阳离子化合物。方案3.根据方案I的组合物，其中该组合物包含至少一种包含大约10到大约30个碳原子的摩擦改进阳离子化合物和至少一种阴离子化合物。方案4.根据方案I的组合物，其中该组合物包含至少一种包含大约10到大约30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种包含大约10到大约30个碳原子的摩擦改进阳离子化合物。方案5.根据方案I的组合物，其中阴离子化合物存在于组合物中，含量为大约0.05wt%到大约1.0wt相对于组合物的总重。方案6.根据方案I的组合物，其中阳离子化合物存在于组合物中，含量为大约0.05wt%到大约1.0wt%,相对于组合物的总重。方案7.根据方案I的组合物，其中阴离子化合物选自有机羧酸、有机(亚)磷酸(phosphorus acid)、有机磺酸、无机(亚)磷酸(phosphorus acid)和其混合物的共轭碱。方案8.根据方案7的组合物，其中有机羧酸是直链或支链的、饱和或不饱和的，并包含大约10到大约30个碳原子。方案9.根据方案7的组合物，其中有机羧酸是脂族的。方案10.根 据方案7的组合物,其中有机(亚)磷酸(phosphorus acid)选自二烧基(亚)磷酸(phosphorus acid)、单烧基(亚)磷酸(phosphorus acid)、二烧基二硫代(亚)磷酸(phosphorus acid)、二烧基硫代(亚)磷酸(phosphorus acid)、和其混合物。方案11.根据方案7的组合物,其中有机(亚)磷酸(phosphorus acid)选自戍
基酸式磷酸盐、二戊基磷酸盐、2-乙基己基酸式磷酸盐、二 -2-乙基己基酸式磷酸盐、二烷基二硫代磷酸和其混合物。方案12.根据方案I的组合物，其中阴离子化合物选自辛烯酸、油酸、异硬脂酸、硬脂酸和其混合物。方案13.根据方案I的组合物，其中阳离子化合物选自伯、仲、叔胺的共轭酸。方案14.根据方案13的组合物，其中胺是直链或支链的，饱和或不饱和的并包含大约10到大约30个碳原子。方案15.根据方案13的组合物，其中胺是叔烷基伯胺并包含大约8到大约24个碳原子。方案16.根据方案13的组合物，其中胺是包含烯属不饱和性的伯胺。方案17.根据方案I的组合物，其中组合物是项馏处理物。方案18.根据方案I的组合物，其进一步包括基础油。方案19.根据方案18的组合物，其中组合物是润滑剂组合物。方案20.根据方案18的组合物，其中基础油是矿物油、合成油和其混合物。方案21.根据方案18的组合物，其中基础油是聚α烯烃。方案22.根据方案18的组合物，其中基础油是部分矿物油。
方案23.根据方案18的组合物，其中基础油是气-液油。方案24.根据方案19的组合物，其中阴离子化合物和阳离子化合物形成盐，所述盐存在于润滑剂组合物中，含量为大约0.1wt%到大约1.5wt%，相对于润滑剂组合物的总重。方案25.—种制备组合物的方法，包括:提供至少一种阴离子化合物和至少一种阳离子化合物，其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是包含大约10到大约30个碳原子的摩擦改进化合物，和其中该组合物具有(i)大约27° F或更高的温度滚动差异和(ii)通过高温L-37的评价。方案26.根据方案25的方法，其中阳离子化合物存在于组合物中，含量为大约0.05wt%到大约1.0wt%,相对于组合物的总重。方案27.根据方案25的方法，其中阴离子化合物存在于组合物中，含量为大约
0.05wt%到大约1.0wt%,相对于组合物的总重。方案28.—种用方案I的组合物润滑的汽车，其中汽车具有约2.5: 1-约6: I的齿轮最终传动比(gear final drive ratio)。方案29.根据方案28所述的汽车，其中汽车是轻型汽车、卡车、在不同经历中有止滑机制的运动型多用途汽车，和在不同经历中没有止滑机制的运动型多用途汽车中的一种。方案30.—种用方案I的组合物润滑的机器。方案31.方案31的机器，其中该机器是汽车齿轮。方案32.方案31的机器，其中该机器是准双曲面齿轮。方案33.方案31的机器，其中该机器是斜齿轮。方案34.—种包括用方案I的组合物润滑的轻型轮轴的汽车。
附图例举了现有教导的多种实施方案。该教导并不受限于所述实施方案，且包括与随后详述的以及本领域技术人员所熟知的等同的结构和方法。附图中，图1的曲线描述了高流体温度(Tmax)、测试终点温度(Teqt)和高温和测试终点温度的差异(Tga)的关系。
具体实施例方式本文所用的术语“烃基”、“烃基取代基”或“烃基基团”具有普通含义，这是本领域技术人员熟知的。特别的，指具有碳原子与分子中的其它部分直接相连并主要具有烃类性质的基团。烃基基团的例子包括:(I)烃类取代基，即，脂族的(例如烷基或烯基)、脂环族的(例如环烷基、环烯基)取代基，和芳香族、脂族和脂环族取代的芳香族取代基，以及环状取代基，其中环通过该分子的另一部分而完成(例如两个取代基一起形成脂环族基团)；(2)取代的烃类取代基，即，取代基包括非烃 类基团，其在本发明中不改变主要的经类取代基(例如齒素(特别是氣和氣)、轻基、烧氧基、疏基、烧疏基、硝基、亚硝基和硫氧基);(3)杂原子取代基，即，取代基在本发明中具有主要的烃类性质的同时，在否则由碳原子组成的环或链上还包含除了碳之外的原子。杂原子包括硫、氧、氮并包括取代基如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基。总之，对于每十个碳原子，不超过两个的，例如不超过一个的，非烃类取代基存在于烃基中；一般的，没有非烃类取代基存在于烃基中。本文中所用的术语“重量百分比”，除非另有指出，指所述组分相对于整个组分的重量的百分比。本发明的组合物能够提供温度滚动效应和通过高温L-37的评价。本文所用的“温度滚动效应”指当高流体温度(Tmax)和测试终点温度(Teot)之间的差异(Tga)为大约27° F或更多时流体在风洞程序(Wind Tunnel Procedure)中表现出的效应。本文所用的“通过高温L-37的评价”指在高温L-37测试中在测试条件下测试机器达到的结果。测试结果以O到10的分数来考量，其中较小数值反映齿轮组更重或严重的磨损和疲劳，而较大数值反映极小或没有磨损或疲劳。组合物可以是用于机器如轻型轮轴和固定齿轮箱的润滑剂组合物。据信当机器面对低温和高温和/或变化负荷情形时，本发明的组合物能够提供上述性质中的至少一种。一方面，本发明的组合物可用于，例如牵引前没有磨配达若干时间或距离的轮轴。另一方面，轻型轮轴可以是准双曲面齿轮轮轴。又一方面，本发明的组合物可用于轻型汽车(lightduty cars)、卡车(trucks)和运动型多用途汽车(spon utility vehiele),其在不同经历(in differential experience)中有或没有止滑机制(limited slip mechanisms)，从而改善至少齿轮 磨损保护。润滑剂组合物可适合与任何摩擦材料联用，例如纸、钢铁或碳纤维。再一方面，该组合物可以是顶懼处理浓缩物(top treat concentrate),其与基础油混合/调和/结合以配制用于机器的润滑剂组合物。本发明组合物可以包含阴离子化合物，和阳离子化合物，其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是摩擦改进剂。摩擦改进剂被理解为包含大约10到大约30个碳原子的化合物。一方面，组合物可以包含摩擦改进阴离子化合物和阳离子化合物。另一方面，组合物可以包含阴离子化合物和摩擦改进阳离子化合物。又一方面，组合物可以包含摩擦改进阴离子化合物和摩擦改进阳离子化合物。本发明组合物所用的阴离子化合物可以是有机羧酸、有机(亚)磷酸(phosphorusacid)、有机磺酸、无机(亚)磷酸(phosphorus acid)和其混合物的共轭碱中的至少一种。本文所用的“共轭碱”被理解为当Bronsted-Lowry酸失去质子时所形成的带负电离子。一方面，有机羧酸可以是直链或支链的，饱和或不饱和的，并可包含大约5到大约40，例如大约10到大约30个碳原子。有机羧酸可以是脂族的。有机羧酸非限制性的例子包括辛烯酸(octenoic acid)、异硬脂酸、硬脂酸和其混合物。一方 面，阴离子化合物可以是有机(亚)磷酸(phosphorus acid)的共轭碱,所述有机(亚)磷酸(phosphorus acid)例如是二烧基(亚)磷酸(phosphorus acid)、单烧基(亚)磷酸(phosphorus acid)、二烧基二硫代(亚)磷酸(phosphorus acid)、单烧基二硫代(亚)磷酸(phosphorus acid)、二烧基硫代亚)磷酸(phosphorus acid)、单烧基硫代(亚)磷酸(phosphorus acid)和其混合物。有机(亚)磷酸(phosphorus acid)的其它非限制性的例子包括戊基酸式磷酸盐(/酯)、二戊基酸式磷酸盐(/酯)、2_乙基己基酸式磷酸盐(/酯)、二 -2-乙基己基酸式磷酸盐(/酯)、二烷基二硫代(亚)磷酸(phosphorusacid)和其混合物。二烧基硫代(亚)磷酸(phosphorus acid)的非限制性的例子包括如下所示的式
(II)和(IV)化合物中的至少一种:
权利要求
1.一种用润滑剂组合物润滑的汽车，其中所述汽车具有约2. 5:1-约6:1的齿轮最终传动比并且润滑剂组合物包括 至少一种阴离子化合物，其选自二烷基亚磷酸、二烷基磷酸、单烷基亚磷酸、单烷基磷酸、_■烧基_■硫代亚憐酸、_■烧基_■硫代憐酸、_■烧基硫代亚憐酸、_■烧基硫代憐酸、戍基酸式磷酸盐、戊基酸式磷酸酯、二戊基酸式磷酸盐、二戊基酸式磷酸酯、2-乙基己基酸式磷酸盐、2-乙基己基酸式磷酸酯、二 -(2-乙基己基)酸式磷酸盐、二 -(2-乙基己基)酸式磷酸酯和其混合物的共轭碱，并且其中阴离子化合物在组合物中的含量为约O. 05 wt%到约I. Owt%，相对于组合物的总重；和 至少一种阳离子化合物，其选自伯、仲、叔胺的共轭酸，其中该阳离子化合物在组合物中的含量为约O. 05 wt%到约I. O wt%，相对于组合物的总重； 其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是摩擦改进剂；和 其中，该组合物具有(i)约27° F或更高的温度滚动差异和(ii)通过高温L-37的评价。
2.权利要求I的汽车，其中汽车是轻型汽车、卡车、在不同经历中有止滑机制的运动型多用途汽车，和在不同经历中没有止滑机制的运动型多用途汽车中的一种。
3.权利要求I的汽车，其中该组合物包含至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种阳离子化合物。
4.权利要求I的汽车，其中该组合物包含至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阳离子化合物。
5.权利要求I的汽车，其中胺是叔烷基伯胺并包含8到24个碳原子。
6.一种用润滑剂组合物润滑的机器，其中润滑剂组合物包括 至少一种阴离子化合物，其选自二烷基亚磷酸、二烷基磷酸、单烷基亚磷酸、单烷基磷酸、_■烧基_■硫代亚憐酸、_■烧基_■硫代憐酸、_■烧基硫代亚憐酸、_■烧基硫代憐酸、戍基酸式磷酸盐、戊基酸式磷酸酯、二戊基酸式磷酸盐、二戊基酸式磷酸酯、2-乙基己基酸式磷酸盐、2-乙基己基酸式磷酸酯、二 -(2-乙基己基)酸式磷酸盐、二 -(2-乙基己基)酸式磷酸酯和其混合物的共轭碱，并且其中阴离子化合物在组合物中的含量为约O. 05 wt%到约I. Owt%，相对于组合物的总重；和 至少一种阳离子化合物，其选自伯、仲、叔胺的共轭酸，其中该阳离子化合物在组合物中的含量为约O. 05 wt%到约I. O wt%，相对于组合物的总重； 其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是摩擦改进剂；和 其中，该组合物具有(i)约27° F或更高的温度滚动差异和(ii)通过高温L-37的评价。
7.权利要求6的机器，其中该机器是汽车齿轮。
8.权利要求6的机器，其中该机器是准双曲面齿轮。
9.权利要求6的机器，其中该机器是斜齿轮。
10.权利要求6的机器，其中该组合物包含至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种阳离子化合物。
11.权利要求6的机器，其中该组合物包含至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阳离子化合物。
12.权利要求6的机器，其中胺是叔烷基伯胺并包含8到24个碳原子。
13.—种包括用润滑剂组合物润滑的轻型轮轴的汽车，其中润滑剂组合物包括 至少一种阴离子化合物，其选自二烷基亚磷酸、二烷基磷酸、单烷基亚磷酸、单烷基磷酸、_■烧基_■硫代亚憐酸、_■烧基_■硫代憐酸、_■烧基硫代亚憐酸、_■烧基硫代憐酸、戍基酸式磷酸盐、戊基酸式磷酸酯、二戊基酸式磷酸盐、二戊基酸式磷酸酯、2-乙基己基酸式磷酸盐、2-乙基己基酸式磷酸酯、二 -(2-乙基己基)酸式磷酸盐、二 -(2-乙基己基)酸式磷酸酯和其混合物的共轭碱，并且其中阴离子化合物在组合物中的含量为约O. 05 wt%到约I. Owt%，相对于组合物的总重；和 至少一种阳离子化合物，其选自伯、仲、叔胺的共轭酸，其中该阳离子化合物在组合物中的含量为约O. 05 wt%到约I. O wt%，相对于组合物的总重； 其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是摩擦改进剂；和 其中，该组合物具有(i)大约27° F或更高的温度滚动差异和(ii)通过高温L-37的评价。
14.权利要求13的汽车，其中该组合物包含至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种阳离子化合物。
15.权利要求13的汽车，其中该组合物包含至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阴离子化合物和至少一种包含10到30个碳原子的摩擦改进阳离子化合物。
16.权利要求13的汽车，其中胺是叔烷基伯胺并包含8到24个碳原子。
全文摘要
本发明提供了含至少一种摩擦改进化合物的组合物以及其使用方法。本发明公开了一种包含至少一种阴离子化合物和至少一种阳离子化合物的润滑剂组合物；其中阴离子化合物和阳离子化合物中的至少一种是摩擦改进剂；且该组合物具有(i)大约27°F或更高的温度滚动差异和(ii)通过高温L-37的评价。
文档编号C10N40/25GK103254973SQ201310141590
公开日2013年8月21日 申请日期2008年5月8日 优先权日2007年5月9日
发明者C.惠特, D.J.德戈尼亚, R.L.菲利普斯, R.M.希茨 申请人:雅富顿公司