專利名稱：用于摩托車四沖程發(fā)動機的機油組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于摩托車四沖程發(fā)動機的機油組合物，該組合物具有使得燃料性能更有效以及能夠使得離合器具有防滑性能的優(yōu)異低摩擦性能。
很多的摩托車四沖程發(fā)動機是那些被稱作一體型的發(fā)動機，其中，一個箱子(clank case)不僅裝有發(fā)動機系統(tǒng)，而且也裝有傳動和動力傳送部件，即離合器。因此，要用于這樣的四沖程發(fā)動機的機油需要滿足發(fā)動機系統(tǒng)和傳送系統(tǒng)二者的性能需要。
從最近發(fā)布的關(guān)于環(huán)境保護的角度，特別是要減少排放的二氧化碳的體積考慮，類似于轎車，對燃料高效的摩托車的要求也在增加。為了提供具有燃料效率即低摩擦性能的轎車，對于其機油的生產(chǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)向生產(chǎn)粘度降低的機油和與摩擦改進(jìn)劑摻混的機油，摩擦改進(jìn)劑的典型的例子是有機鉬化合物。另一方面，在提供具有燃料效率即低摩擦性能的轎車機油之前，其在摩托車四沖程發(fā)動機中使用不產(chǎn)生任何問題。但是，在近來，用于轎車四沖程發(fā)動機的混有摩擦改進(jìn)劑的燃料有效型機油，用于摩托車四沖程發(fā)動機中，會產(chǎn)生離合器滑動的嚴(yán)重問題。
日本專利公開8-302378公開了一種燃料有效型機油組合物，該機油組合物含有特定型潤滑基礎(chǔ)油和(1)堿土金屬水楊酸鹽型洗滌劑，(2)二硫代磷酸二烷基酯，(3)含有帶特定分子量的聚丁烯基的琥珀酰亞胺的無灰分散劑，(4)酚型無灰氧化抑制劑和(5)二硫代氨基甲酸鉬型摩擦改進(jìn)劑，并且還含有粘度指數(shù)改進(jìn)劑，粘度指數(shù)改進(jìn)劑的加入量是這樣的，即使得該組合物在100℃的運動粘度為5.6-12.4mm2/s。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)上述公開的機油組合物用在摩托車四沖程發(fā)動機中時，摩擦改進(jìn)劑例如二硫代氨基甲酸鉬作用在離合器板的摩擦材料上，于是使其產(chǎn)生滑動，不僅導(dǎo)致危害平穩(wěn)的變速和不充分的動力傳送，并且也引起嚴(yán)重的麻煩，即離合器受熱損壞，離合器的持續(xù)長時間的滑動引起摩擦材料的燃燒和摩擦。因為與上述公開的摩擦改進(jìn)劑摻混的燃料有效機油用到大多數(shù)有濕式離合器的摩托車上不是優(yōu)選的，所以它們需要改進(jìn)，以便適合于摩托車四沖程發(fā)動機。
為了尋找一種用于摩托車四沖程發(fā)動機的機油組合物，該機油組合物要不容易產(chǎn)生離合器滑動，并且要有低的摩擦性能，即燃料效率能，在經(jīng)過廣泛的調(diào)查和研究之后，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過在基礎(chǔ)油中分別加入適量的(A)有機鉬化合物，(B)二硫代磷酸鋅，(C)琥珀酰亞胺型無灰分散劑，和(D)至少一種選自磷酸酯、亞磷酸酯及其鹽的物質(zhì)，可以得到這樣一種機油。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于摩托車四沖程發(fā)動機的機油組合物，該機油組合物包括潤滑基礎(chǔ)油，(A)有機鉬化合物，其量為30-1000ppm鉬(質(zhì)量)，(B)二硫代磷酸鋅，其量為0.05-0.15％磷(質(zhì)量)，(C)琥珀酰亞胺型無灰分散劑，其量為10％或少于10％(質(zhì)量)，并且氮的量是有機鉬化合物的鉬量的1.0倍或大于1.0倍，和(D)至少一種選自磷酸酯、亞磷酸酯及其鹽的物質(zhì)，其量為0.005-0.2％磷(質(zhì)量)，所有的都是基于該組合物的總質(zhì)量。
下面詳細(xì)介紹本發(fā)明的機油。
對所用的潤滑基礎(chǔ)油沒有特別的限制，只要它們是通常用作普通機油的基礎(chǔ)油就可以，因此，它們可以是礦物基礎(chǔ)油或合成基礎(chǔ)油。礦物基礎(chǔ)油的具體例子是鏈烷和環(huán)烷基潤滑基礎(chǔ)油，這些基礎(chǔ)油是通過把原油常壓蒸餾和減壓蒸餾得到的潤滑油餾分進(jìn)行合適聯(lián)合的精制過程得到的，這些聯(lián)合精制過程例如溶劑脫瀝青、溶劑萃取、加氫裂化、溶劑脫蠟、催化脫蠟、加氫精制、硫酸洗滌和白土處理。
合成基礎(chǔ)油的具體例子是聚α-烯烴，例如聚丁烯、1-辛烯低聚物和1-癸烯低聚物、乙烯-丙烯低聚物，和它們的氫化物；異丁烯低聚物和其氫化物，異鏈烷烴；烷基苯；烷基萘；二酯例如戊二酸二(十三烷基)酯、己二酸二(2-乙基己)酯、己二酸二異癸酯和癸二酸二(2-乙基己)酯；多元醇酯例如三羥甲基丙烷辛酸酯、三羥甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇-2-乙基己基壬酸酯和季戊四醇壬酸酯；二烷基二苯基醚；和聚苯基醚。
上面列舉的礦物油和合成油可以單獨使用。它們也可以以兩種或多種礦物油或合成油的混合物使用或以礦物油和合成油的混合物使用?；旌衔镏袃煞N或多種基礎(chǔ)油混合的比例可以是任意選擇的。
對潤滑基礎(chǔ)油的粘度沒有特別的限制。但是，在100℃的運動粘度的下限優(yōu)選是2mm2/s，更優(yōu)選是3mm2/s，而上限優(yōu)選是10mm2/s，更優(yōu)選是8mm2/s。在100℃的運動粘度為2mm2/s或更大的潤滑基礎(chǔ)油有助于生產(chǎn)能夠充分地形成油膜和潤滑性能優(yōu)異以及在高溫下蒸發(fā)損失較少的潤滑油細(xì)合物，即油耗較少的潤滑油組合物。在100℃的運動粘度為10mm2/s或小于10mm2/s的潤滑基礎(chǔ)油有助于生產(chǎn)在要潤滑的部件上摩擦阻力較小(這是由于流體阻力較小)，因此其燃料效率優(yōu)異的潤滑油組合物。
在用于摩托車四沖程發(fā)動機的機油中，組分(A)是有機鉬化合物，組分(B)是二硫代磷酸鋅，組分(C)是琥珀酰亞胺型無灰分散劑，組分(D)是磷酸酯、亞磷酸酯和/或其鹽(后面稱為磷酸酯型和亞磷酸酯型化合物)。
下面按組分(A)、(B)、(C)和(D)的順序進(jìn)行介紹。
組分(A)的例子可以是二硫代氨基甲酸鉬或二硫代磷酸鉬。二硫代氨基甲酸鉬的具體例子是下面的式(1)代表的那些化合物 其中，R1、R2、R3和R4各自獨立地是有1-24個碳原子的烴基，a是整數(shù)0-4，b是整數(shù)0-4，并且a+b＝4。二硫代磷酸鉬的具體例子是下面的式(2)代表的那些化合物 其中，R5、R6、R7和R8各自獨立地是有1-24個碳原子的烴基，c是整數(shù)0-4，d是整數(shù)0-4，并且c+d＝4。
對于式子(1)中的R1、R2、R3和R4和式子(2)中的R5、R6、R7和R8的具有1-24個碳原子的烴基的優(yōu)選例子是有1-24個碳原子的直鏈或支鏈烷基、有1-24個碳原子的環(huán)烷基或直鏈或支鏈烷基環(huán)烷基、有3-24個碳原子的直鏈或支鏈烯基、有6-18個碳原子的芳基或直鏈或支鏈烷基芳基、和具有7-19個碳原子的芳基烷基、這些烷基和烯基可以是伯、仲和叔烷基和烯基。
烷基的具體例子是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基和二十四烷基、它們所有的都可以是直鏈或支鏈。
環(huán)烷基和烷基環(huán)烷基的具體例子是環(huán)烷基例如環(huán)戊基、環(huán)己基和環(huán)庚基，和烷基環(huán)烷基例如甲基環(huán)戊基、二甲基環(huán)戊基、乙基環(huán)戊基、丙基環(huán)戊基、乙基甲基環(huán)戊基、三甲基環(huán)戊基、二乙基環(huán)戊基、乙基二甲基環(huán)戊基、丙基甲基環(huán)戊基、丙基乙基環(huán)戊基、二丙基環(huán)戊基、丙基乙基甲基環(huán)戊基、甲基環(huán)己基、二甲基環(huán)己基、乙基環(huán)己基、丙基環(huán)己基、乙基甲基環(huán)己基、三甲基環(huán)己基、二乙基環(huán)己基、乙基二甲基環(huán)己基、丙基甲基環(huán)己基、丙基乙基環(huán)己基、二丙基環(huán)己基、丙基乙基甲基環(huán)己基、甲基環(huán)庚基、二甲基環(huán)庚基、乙基環(huán)庚基、丙基環(huán)庚基、乙基甲基環(huán)庚基、三甲基環(huán)庚基、二乙基環(huán)庚基、乙基二甲基環(huán)庚基、丙基甲基環(huán)庚基、丙基乙基環(huán)庚基、二丙基環(huán)庚基和丙基乙基甲基環(huán)庚基，這當(dāng)中，該烷基可以是直鏈或支鏈并且可以結(jié)合到環(huán)烷基的任何位置。
烯基的具體例子是丙烯基、異丙烯基、丁烯基、丁二烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、油基、十八碳烯基、十九碳烯基、二十碳烯基、二十一碳烯基、二十二碳烯基、二十三碳烯基和二十四碳烯基，它們可以是直鏈或支鏈并且其中雙鍵的位置可以變化。
芳基和烷基芳基的具體例子是芳基例如苯基和萘基，和烷基芳基例如甲苯基、二甲苯基、乙苯基、丙苯基、乙基甲基苯基、三甲苯基、丁苯基、丙基甲基苯基、二乙基苯基、乙基二甲基苯基、四甲基苯基、戊苯基、己苯基、庚苯基、辛苯基、壬苯基、癸苯基、十一烷基苯基和十二烷基苯基，其中的烷基可以是直鏈或支鏈并且可以結(jié)合到該芳基的任何位置上。
芳基烷基的具體例子是芐基、甲基芐基、二甲基芐基、乙氧苯基、甲基乙氧苯基和二甲基乙氧苯基，其中的烷基可以是直鏈或支鏈并且芳基可以結(jié)合到該烷基的任何位置上。
特別優(yōu)選的R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8是具有1-18個碳原子的烷基和具有6-18個碳原子芳基或直鏈或支鏈烷基芳基。
組分(A)的特別優(yōu)選的二硫代氨基甲酸鉬是式(1)表示的二烷基二硫代氨基甲酸鉬，式(1)中R1、R2、R3和R4各自獨立地是丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基和十三烷基，其可以是直鏈或支鏈，a＝4，b＝0；式(1)表示的二烷基二硫代氨基甲酸鉬硫化物，式(1)中R1、R2、R3和R4各自獨立地是丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基和十三烷基，其可以是直鏈或支鏈，a＝4，b＝4；式(1)表示的二烷氧基二硫代氨基甲酸鉬硫化物(molybdenum dialkyloxydithiocarbamate sulfide)，其中R1、R2、R3和R4各自獨立地是丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基和十三烷基，其可以是直鏈或支鏈，a＝1-3，b＝1-3，a+b＝4；和兩種或多種選自二烷基二硫代氨基甲酸鉬、二烷基二硫代氨基甲酸鉬硫化物和二烷氧基二硫代氨基甲酸鉬硫化物化合物的以合適的摻混比例混合的混合物。這些化合物可以是在一個分子中具有不同碳原子數(shù)和不同結(jié)構(gòu)的烷基的那些。
式(2)表示的二硫代磷酸鉬的具體優(yōu)選的例子是式(2)表示的二烷基二硫代磷酸鉬，其中R5、R6、R7和R8各自獨立地選自丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基和十三烷基，其可以是直鏈或支鏈，c＝4，d＝0；式(2)表示的二烷基二硫代磷酸鉬硫化物，其中R5、R6、R7和R8各自獨立地選自丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基和十三烷基，其可以為直鏈或支鏈，c＝0，d＝4；式(2)表示的二烷氧基二硫代磷酸鉬硫化物，式(2)中R5、R6、R7和R8各自獨立地選自丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基和十三烷基，其可以是直鏈或支鏈，c＝1-3，d＝1-3，c+d＝4；和兩種或多種選自二烷基二硫代磷酸鉬、二烷基二硫代磷酸鉬硫化物和二烷氧基二硫代磷酸鉬硫化物化合物的以合適的比例摻混的混合物。這些化合物可以是在一個分子中具有不同碳原子數(shù)和不同結(jié)構(gòu)的烷基的那些。
在本發(fā)明的機油組合物中，組分(A)即至少一種選自二硫代氨基甲酸鉬和二硫代磷酸鉬的有機鉬化合物的含量的下限，是30ppm，優(yōu)選100ppm鉬(質(zhì)量)，其是基于該組合物的總質(zhì)量，而上限含量是1000ppm，優(yōu)選900ppm鉬(質(zhì)量)，其是基于該組合物的總質(zhì)量。少于30ppm(質(zhì)量)鉬的組分(A)的含量不能顯示出明顯的燃料效率，而鉬的含量超過1000ppm(質(zhì)量)就不能呈現(xiàn)出相應(yīng)于該含量的燃料效率。
(B)組分即二硫代磷酸鋅的具體例子，是由式子(3)代表的化合物 其中，R9、R10、R11和R12各自獨立地是有1-24個碳原子的烴基。
R9、R10、R11和R12的有1-24個碳原子的烴基與R1、R2、R3和R4的相同。因此，這些烴基的優(yōu)選例子與R1、R2、R3和R4所列舉的那些相同。
由式子(3)代表的化合物的具體例子是其中烷基可以是直鏈或支鏈的二烷基二硫代磷酸鋅，例如二甲基二硫代磷酸鋅、二乙基二硫代磷酸鋅、二丙基二硫代磷酸鋅、二丁基二硫代磷酸鋅、二戊基二硫代磷酸鋅、二己基二硫代磷酸鋅、二庚基二硫代磷酸鋅、二辛基二硫代磷酸鋅、二壬基二硫代磷酸鋅、二癸基二硫代磷酸鋅、二(十一烷基)二硫代磷酸鋅、二(十二烷基)二硫代磷酸鋅、二(十三烷基)二硫代磷酸鋅、二(十四烷基)二硫代磷酸鋅、二(十五烷基)二硫代磷酸鋅、二(十六烷基)二硫代磷酸鋅、二(十七烷基)二硫代磷酸鋅、二(十八烷基)二硫代磷酸鋅；和其中烷基可以是直鏈或支鏈的并且可以結(jié)合到苯基的任何位置上的二烷基苯基二硫代磷酸鋅，例如二苯基二硫代磷酸鋅、二甲苯基二硫代磷酸鋅、二(二甲苯基)二硫代磷酸鋅、二(乙基苯基)二硫代磷酸鋅、二(丙基苯基)二硫代磷酸鋅、二(丁基苯基)二硫代磷酸鋅、二(戊基苯基)二硫代磷酸鋅、二(己基苯基)二硫代磷酸鋅、二(庚基苯基)二硫代磷酸鋅、二(辛基苯基)二硫代磷酸鋅、二(壬基苯基)二硫代磷酸鋅、二(癸基苯基)二硫代磷酸鋅、二(十一烷基苯基)二硫代磷酸鋅和二(十二烷基苯基)二硫代磷酸鋅，和兩種或多種這些化合物以合適的比例混合的混合物。這些二烷基二硫代磷酸鋅和二烷基苯基二硫代磷酸鋅可以是在一個分子中具有不同碳原子數(shù)和不同結(jié)構(gòu)的那些。
在本發(fā)明的機油組合物中，組分(B)即二硫代磷酸鋅的含量的下限是0.05％磷(質(zhì)量)，優(yōu)選0.06％磷(質(zhì)量)，其是基于該組合物的總質(zhì)量；而上限是0.15％磷(質(zhì)量)，優(yōu)選0.14％磷(質(zhì)量)，其是基于該組合物的總質(zhì)量。少于0.05％磷(質(zhì)量)的組分(B)的含量就不能顯示出明顯的燃料效率，而組分(B)的含量超過0.15％磷(質(zhì)量)就不能呈現(xiàn)出相應(yīng)于該含量的燃料效率。
下面詳細(xì)介紹組分(C)，即琥珀酰亞胺型無灰分散劑。
組分(C)的例子是由下面的式子(4)所表示的單酰亞胺、由下面的式子(5)所表示的雙酰亞胺和它們的有機酸或硼酸改性的產(chǎn)物 其中，R13、R14和R15各自獨立地是聚丁烯基，n是整數(shù)2-7。
R13、R14和R15的聚丁烯基的數(shù)均分子量的下限優(yōu)選是700，更優(yōu)選900，而上限優(yōu)選是2500，更優(yōu)選1500。數(shù)均分子量為700或更大的聚丁烯基有助于生產(chǎn)去污力和分散度優(yōu)異的機油，而數(shù)均分子量為2500或小于2500的聚丁烯基有助于生產(chǎn)低溫流動性優(yōu)異的機油。如果以抑制淤渣形成為目的，n的下限是2，優(yōu)選3，而上限是7，優(yōu)選6。該聚丁烯基可以由聚丁烯(聚異丁烯)衍生，該聚丁烯(聚異丁烯)可以通過用催化劑例如氯化鋁和氟化硼聚合1-丁烯和異丁烯或高度提純的異丁烯(isobuten)的混合物得到。用合適的處理方法從聚丁烯(聚異丁烯)中除去氯和/或氟也是合適的。
在機油組合物中，組分(C)，即琥珀酰亞胺型無灰分散劑的含量為10％(質(zhì)量)或更少，優(yōu)選9％(質(zhì)量)或更少，并且其用量使得氮的量是有機鉬化合物的鉬量的1.0倍或更大，優(yōu)選1.1倍或大于1.1倍，更優(yōu)選1.2倍或更大(基于該組合物的總質(zhì)量)。組分(C)的量超過10％(質(zhì)量)會導(dǎo)致所得到的機油的流動性明顯下降。就氮而論，組分(C)的量使氮量小于有機鉬化合物的鉬量的1.0倍，對離合器的摩擦系數(shù)的提高不太有效。
下面詳細(xì)介紹組分(D)，即磷和磷酸型化合物。
組分(D)的例子是單磷酸酯、二磷酸酯、三磷酸酯、單亞磷酸酯、二亞磷酸酯、三亞磷酸酯和它們的鹽。這些組分是具有2-30，優(yōu)選3-20個碳原子的烴基的化合物。
具有2-30個碳原子的烴基的具體例子是烷基、環(huán)烷基、烯基、芳基和芳烷基，它們所有的都可以有取代基。
烷基的具體例子是乙基、丙基、丁基、戊基、己基、2-乙基己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基和十八烷基、它們所有的都可以是直鏈或支鏈。
環(huán)烷基的具體例子是具有5-7個碳原子的那些，例如環(huán)戊基、環(huán)己基和環(huán)庚基。
烷基取代的環(huán)烷基的具體例子是具有6-11個碳原子的那些，例如甲基環(huán)戊基、二甲基環(huán)戊基、甲基乙基環(huán)戊基、二乙基環(huán)戊基、甲基環(huán)己基、二甲基環(huán)己基、甲基乙基環(huán)己基、二乙基環(huán)己基、甲基環(huán)庚基、二甲基環(huán)庚基、甲基乙基環(huán)庚基和二乙基環(huán)庚基，其中的烷基可以結(jié)合到環(huán)烷基的任何位置上。
烯基的具體例子是丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基和十八碳烯基，它們可以是直鏈或支鏈并且其中雙鍵的位置可以變化。
芳基的具體例子是苯基和萘基。烷基取代的芳基的具體例子是具有7-18個碳原子的那些，其中的烷基可以是直鏈或支鏈并且可以結(jié)合到該芳基的任何位置上，例如甲苯基、二甲苯基、乙苯基、丙苯基、丁苯基、戊苯基、己苯基、庚苯基、辛苯基、壬苯基、癸苯基、十一烷基苯基和十二烷基苯基。
芳烷基的具體例子是具有7-12個碳原子的那些，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如芐基、苯乙基、苯丙基、苯丁基、苯戊基和苯己基。
組分(D)的優(yōu)選的化合物的具體例子是磷酸單烷基酯，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如磷酸單丙酯、磷酸單丁酯、磷酸單戊酯、磷酸單己酯、磷酸單庚酯和磷酸單辛酯；磷酸單(烷基)芳基酯例如磷酸單苯酯和磷酸單甲苯酯；磷酸二烷基酯，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如磷酸二丙酯、磷酸二丁酯、磷酸二戊酯、磷酸二己酯、磷酸二庚酯和磷酸二辛酯；磷酸二(烷基)芳基酯例如磷酸二苯酯和磷酸二甲苯酯；磷酸三烷基酯，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三戊酯、磷酸三己酯、磷酸三庚酯和磷酸三辛酯；磷酸三(烷基)芳基酯例如磷酸三苯酯和磷酸三甲苯酯；亞磷酸單烷基酯，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如亞磷酸單丙酯、亞磷酸單丁酯、亞磷酸單戊酯、亞磷酸單己酯、亞磷酸單庚酯和亞磷酸單辛酯；亞磷酸單(烷基)芳基酯例如亞磷酸單苯酯和亞磷酸單甲苯酯；亞磷酸二烷基酯，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如亞磷酸二丙酯、亞磷酸二丁酯、亞磷酸二戊酯、亞磷酸二己酯、亞磷酸二庚酯和亞磷酸二辛酯；亞磷酸二(烷基)芳基酯例如亞磷酸二苯酯和亞磷酸二甲苯酯；亞磷酸三烷基酯，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如亞磷酸三丙基酯、亞磷酸三丁酯、亞磷酸三戊酯、亞磷酸三己酯、亞磷酸三庚酯和亞磷酸三辛酯；亞磷酸三(烷基)芳基酯例如亞磷酸三苯酯和亞磷酸三甲苯酯；和它們的混合物。
上面例舉的磷酸酯和亞磷酸酯的鹽的具體例子是通過單磷酸酯、二磷酸酯、三磷酸酯、單亞磷酸酯、二亞磷酸酯或三亞磷酸酯與氨或含氮的化合物例如在分子中具有含1-20個碳原子的烴基或含羥基的烴基的胺化合物反應(yīng)，并且中和全部或部分剩余的酸式氫得到的那些。
含氮的化合物的具體例子是氨；烷基胺，其中的烷基可以是直鏈或支鏈，例如單甲基胺、單乙基胺、單丙基胺、單丁基胺、單戊基胺、單己基胺、單庚基胺、單辛基胺、二甲基胺、甲基乙基胺、二乙基胺、甲基丙基胺、乙基丙基胺、二丙基胺、甲基丁基胺、乙基丁基胺、丙基丁基胺、二丁基胺、二戊基胺、二己基胺、二庚基胺和二辛基胺；鏈烷醇胺，其中的烷醇基可以是直鏈或支鏈，例如單甲醇胺、單乙醇胺、單丙醇胺、單丁醇胺、單戊醇胺、單己醇胺、單庚醇胺、單辛醇胺、單壬醇胺、二甲醇胺、甲醇乙醇胺、二乙醇胺、甲醇丙醇胺、乙醇丙醇胺、二丙醇胺、甲醇丁醇胺、乙醇丁醇胺、丙醇丁醇胺、二丁醇胺、二戊醇胺、二己醇胺、二庚醇胺和二辛醇胺；和它們的混合物。
這些組分可以單獨使用或混合使用。在本發(fā)明中，組分(D)優(yōu)選是至少一種選自單磷酸酯、二磷酸酯、單亞磷酸酯、二亞磷酸酯及它們的鹽的化合物，更優(yōu)選至少一種選自單磷酸酯和單亞磷酸酯的鹽、二磷酸酯、二亞磷酸酯和它們的鹽。構(gòu)成這些化合物的烴基的碳原子數(shù)優(yōu)選是4-20個，更優(yōu)選6-18個。
在機油組合物中，基于總的組合物的質(zhì)量，組分(D)的含量是0.005-0.2％磷(質(zhì)量)，優(yōu)選0.008-0.15％磷(質(zhì)量)，更優(yōu)選0.01-0.1％磷(質(zhì)量)。如果組分(D)的含量少于0.005％磷(質(zhì)量)的話，就不能有效的提高離合器的摩擦系數(shù)，而組分(D)的含量超過0.2％磷(質(zhì)量)就會導(dǎo)致?lián)p害所得到的油的氧化穩(wěn)定性。
雖然用于本發(fā)明的摩托車四沖程發(fā)動機的機油本身具有優(yōu)異的燃料效率，即低摩擦性能和使離合器有防滑性能的能力，但為了進(jìn)一步提高它的性能，可以把公知的潤滑油添加劑混合到該機油中。這樣的添加劑的例子是不同于組分(A)的摩擦改進(jìn)劑、特壓添加劑和不同于組分(B)的摩擦抑制劑、不同于組分(C)的無灰分散劑、金屬洗滌劑、氧化抑制劑、防銹劑、防腐劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、傾點降低劑、橡膠溶脹劑、消泡劑和染料。這些添加劑可以單獨使用或混合使用。
適宜的不同于組分(A)的摩擦改進(jìn)劑是脂族醇、脂肪酸、脂肪酸金屬鹽、脂肪酸酯、脂族胺、脂族胺鹽和脂族酰胺。
適宜的特壓添加劑和不同于組分(B)的摩擦抑制劑是硫化合物，例如二硫化物、烯烴硫化物和硫化物油膜(sulfide oil film)。
適宜的不同于組分(C)的無灰分散劑是芐基胺、烷基多胺、其用硼化合物或硫化合物改性的產(chǎn)物和烯基琥珀酸鹽。
適宜的金屬洗滌劑是一般已經(jīng)用于潤滑劑的那些，例如堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、堿金屬或堿土金屬酚鹽、堿金屬或堿土金屬水楊酸鹽、堿金屬或堿土金屬環(huán)烷酸鹽，它們可以單獨使用或混合使用。堿金屬的例子是鈉和鉀，而堿土金屬的例子是鈣和鎂。金屬洗滌劑的具體例子是鈣或鎂的磺酸鹽、酚鹽和水楊酸鹽。它們當(dāng)中，優(yōu)選的是用碳酸鈣或硼酸鈣高堿性化的上述金屬，更優(yōu)選是高堿性的水楊酸鈣，特別優(yōu)選的是用硼酸鈣高堿性化的水楊酸鈣。使用這些高堿性水楊酸鈣可以提供優(yōu)異的去污力和持續(xù)長時間的低摩擦性能。金屬洗滌劑的總堿值和量可以任意選擇，其取決于得到的油所要求的性能。
適合的氧化抑制劑是已經(jīng)用于潤滑劑的那些，例如酚型化合物和胺型化合物。這樣的化合物的具體例子是烷基酚例如2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，雙酚例如亞甲基-4，4-雙(2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚)，萘基胺例如苯基-α-萘胺、二烷基二苯基胺，和吩噻嗪。
適合的防銹劑是烯基琥珀酸、烯基琥珀酸鹽、多元醇酯、石油磺酸鹽和二壬基萘磺酸鹽。
適合的防腐劑是苯并三唑型化合物、噻二唑型化合物、咪唑型化合物。
適合的粘度指數(shù)改進(jìn)劑是那些非分散型和分散型物質(zhì)。具體的例子是非分散型或分散型聚甲基丙烯酸酯(或鹽)或烯烴共聚物、聚異丁烯、聚苯乙烯、乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-二烯共聚物和它們的氫化物。
適合的傾點降低劑是適合用于潤滑油的那些，例如聚甲基丙烯酸酯型聚合物、烷基化芳族化合物、富馬酸酯-乙酸乙烯酯共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
適合的消泡劑是硅氧烷化合物，例如二甲基硅氧烷和氟代硅氧烷。
雖然這些添加劑每一種的含量是任選的，但是消泡劑的含量是0.0005-0.01％(質(zhì)量)、粘度指數(shù)改進(jìn)劑的含量是0.05-20％(質(zhì)量)、防腐劑的含量是0.005-0.2％(質(zhì)量)、其它添加劑的含量是0.05-10％(質(zhì)量)，所有的這些量都是基于本發(fā)明的機油組合物的總質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明，用于摩托車四沖程發(fā)動機的機油組合物不僅有優(yōu)異的燃料效率和提供離合器防滑性能，而且也能夠具有足以滿足摩托車四沖程發(fā)動機的JASO標(biāo)準(zhǔn)(JASO-T903-98)的性能。
現(xiàn)用下面的實施例進(jìn)一步介紹本發(fā)明，但是這些實施例僅是為了進(jìn)行說明。本發(fā)明的實施例1-6和比較實施例1-7按照表1中所示的配方制備本發(fā)明的用于摩托車四沖程發(fā)動機的機油組合物(實施例1-6)。進(jìn)行下面介紹的SRV摩擦試驗和離合器摩擦性能試驗，以便評價燃料效率和提供離合器防滑性能的能力。這些試驗結(jié)果示于表2。為了進(jìn)行比較，按照表3中所示的配方制備比較實施例1-7的機油組合物，也以同樣的方法評價這些物質(zhì)。結(jié)果示于表3。[SRV摩擦試驗]使用通常用來評價機油組合物提供燃料效率的能力的SRV摩擦試驗裝置進(jìn)行該試驗。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，較低摩擦系數(shù)的機油在燃料效率方面是優(yōu)異的。在負(fù)荷400N、頻率50Hz、1.5mm振幅和80℃油溫下測定每一種組合物的摩擦系數(shù)。[離合器摩擦性能試驗]JASO摩托車四沖程發(fā)動機的機油標(biāo)準(zhǔn)(JASO-T903-98)規(guī)定適合用于摩托車四沖程發(fā)動機的機油的物化性能和摩擦性能分類。更具體的是，使用JAS0-T904-98的試驗條件來測定動和靜摩擦系數(shù)和停止時間，以便按照下面所介紹的計算方法確定動和靜摩擦指數(shù)和停止時間指數(shù)。按照表1中所示的值把所得到的指數(shù)分類成MA或MB組。分到MA組的機油組合物是高離合器摩擦系數(shù)的，因此防止離合器滑動的能力是優(yōu)異的，而分到MB組的那些是低離合器摩擦系數(shù)的，因此防止離合器滑動的能力是較差的，即指出存在離合器產(chǎn)生滑動的可能性。
表1摩托車四沖程發(fā)動機機油的性能和標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)
*不滿足所有MA限制的油分類在MB。計算方法(實例動摩擦指數(shù))動摩擦系數(shù)＝1+(μd(s)-μd(B))/(μd(A)-μd(B))其中μd(s)油樣的動摩擦系數(shù)μd(A)JAFRE-A的動摩擦系數(shù)(高摩擦性能標(biāo)準(zhǔn)油)
μd(B)JAFRE-A的動摩擦系數(shù)(含有摩擦改進(jìn)劑的低摩擦性能標(biāo)準(zhǔn)油)以同樣的計算方法確定靜摩擦系數(shù)和停止時間系數(shù)。
表2
表3
1)加氫精制的礦物油(在100℃的運動粘度4mm2/s，粘度指數(shù)120)2)二烷基二硫代氨基甲酸鉬(鉬含量4.1％(質(zhì)量)，硫含量4.2％(質(zhì)量)，烷基辛基)3)二烷基二硫代磷酸鉬(鉬含量8.5％(質(zhì)量)，硫含量13.0％(質(zhì)量)，磷含量5.5％(質(zhì)量)，烷基辛基)4)二烷基二硫代磷酸鋅(鋅含量8.2％(質(zhì)量)，磷含量6.3％(質(zhì)量)，烷基2-乙基己基)5)二烷基二硫代磷酸鋅(鋅含量7.2％(質(zhì)量)，磷含量6.2％(質(zhì)量)，烷基1-甲基丙基和/或1，3-二甲基丁基)6)聚丁烯基琥珀酰亞胺(雙型，聚丁烯基的數(shù)均分子量1000，氮含量2.0％(質(zhì)量)7)硼酸化聚丁烯基琥珀酰亞胺(雙型，聚丁烯基的數(shù)均分子量1300，氮含量1.8％(質(zhì)量)，硼含量0.4％(質(zhì)量))8)亞磷酸二油酯(磷含量5.4％(質(zhì)量))9)亞磷酸二油酯的單月桂胺鹽(磷含量4.2％(質(zhì)量))10)磷酸二(2-乙基己基)酯(磷含量9.6％(質(zhì)量))11)金屬洗滌劑、氧化抑制劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、傾點降低劑、消泡劑和防腐劑的混合物。
從表1和2所示的結(jié)果可以明顯地看出，本發(fā)明實施例1-6的機油組合物的由SRV試驗所測定的摩擦系數(shù)是低的，因此，提供燃料效率的能力是優(yōu)異的。這些機油組合物分到MA組，因此，在離合器防滑能力方面是優(yōu)異的。
在另一方面卻可以明顯地看出，比較實施例1是沒有組分(A)，比較實施例2含有比要求保護范圍量少的組分(A)，比較實施例3是沒有組分(B)，比較實施例4含有比要求保護范圍量少的組分(B)，它們的摩擦系數(shù)是高的，因此，燃料效率是差的。另外，在機油組合物中沒有組分(C)或含有比要求保護范圍量少的組分(C)并且其量使“折合成氮元素的量/折合成鉬元素的量”的值少于1(比較實施例2和4)的情況下，和在機油組合物中沒有組分(D)(比較實施例7)的情況下，它們的離合器防滑能力都是很差的，因為它們分類在MB組。
本發(fā)明的用于摩托車四沖程發(fā)動機的機油組合物在產(chǎn)生燃料效率和離合器防滑能力的低摩擦性能方面是明顯優(yōu)異的。
權(quán)利要求
1.一種用于摩托車四沖程發(fā)動機的機油組合物，其包括潤滑基礎(chǔ)油，(A)有機鉬化合物，其量為30-1000ppm鉬(質(zhì)量)，(B)二硫代磷酸鋅，其量為0.05-0.15％磷(質(zhì)量)，(C)琥珀酰亞胺型無灰分散劑，其量為10％(質(zhì)量)，并且其量使氮的量是所說的有機鉬化合物的鉬量的1.0倍或大于1.0倍，和(D)至少一種選自磷酸酯、亞磷酸酯及其鹽的物質(zhì)，其量為0.005-0.2％磷(質(zhì)量)，所有的都是基于該組合物的總質(zhì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的機油組合物，其中所說的有機鉬化合物選自由下面的式子(1)表示的二硫代氨基甲酸鉬 其中，R1、R2、R3和R4各自獨立地是有1-24個碳原子的烴基，a是整數(shù)0-4，b是整數(shù)0-4，并且a+b＝4；和由下面的式子(2)代表的二硫代磷酸鉬 其中，R5、R6、R7和R8各自獨立地是有1-24個碳原子的烴基，c是整數(shù)0-4，d是整數(shù)0-4，并且c+d＝4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的機油組合物，其中所說的二硫代磷酸鋅是由下面的式子(3)表示的化合物 其中，R9、R10、R11和R12各自獨立地是有1-24個碳原子的烴基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的機油組合物，其中所說的琥珀酰亞胺型無灰分散劑是選自由下面的式子(4)所表示的單酰亞胺 其中，R13是聚乙烯基，n是整數(shù)2-7；由下面的式子(5)所表示的雙酰亞胺 其中，R14和R15各自獨立地是聚丁烯基，n是整數(shù)2-7，和這些化合物的有機酸和硼酸改性產(chǎn)物的化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的機油組合物，其還含有選自摩擦改進(jìn)劑、特壓添加劑、抗磨劑、無灰分散劑、金屬洗滌劑、氧化抑制劑、防銹劑、防腐劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、傾點降低劑、橡膠溶脹劑、消泡劑和染料的添加劑。
全文摘要
用于摩托車四沖程發(fā)動機的機油組合物,其包括潤滑基礎(chǔ)油,(A)有機鉬化合物,其量為30－1000ppm鉬(質(zhì)量),(B)二硫代磷酸鋅,其量為0.05－0.15%磷(質(zhì)量),(C)琥珀酰亞胺基無灰分散劑,其量為10%(質(zhì)量),并且氮的量是有機鉬化合物的鉬量的1.0倍或大于1.0倍,和(D)至少一種選自磷酸酯、亞磷酸酯及其鹽的物質(zhì),其量為0.005－0.2%磷(質(zhì)量),所有的都是基于該組合物的總質(zhì)量。該機油組合物具有優(yōu)異的產(chǎn)生燃料效率和離合器防滑能力的摩擦性能。
文檔編號C10N10/04GK1306918SQ0111163
公開日2001年8月8日 申請日期2001年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月1日
發(fā)明者石丸光明, 小宮健一 申請人:日石三菱株式會社