專利名稱：用于雙離合器傳動裝置的流體組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及潤滑劑和用于潤滑具有多個濕式離合器的自動雙離合器傳動裝置的方法。
背景技術：
許多類型的雙離合器傳動裝置(亦稱雙離合器或雙離合器傳動裝置)是已知的。已知雙離合器傳動裝置使用干式離合器或者濕式離合器。一些使用濕式離合器的雙離合器傳動裝置包括液力變矩器。例如，歐洲公開EP1052421A，2000年11月15日，公開了一種用于傳動裝置的復式離合器系統(tǒng)，具有兩個互相共軸的多盤離合器，每個離合器分配給兩個軸中的一個。該兩個離合器被設置在含潤滑油的密封室中。
Volkswagen，例如，在歐洲已采用了自動雙離合器傳動裝置(DCT)。自動傳動裝置和濕式制動器系統(tǒng)及其他依靠摩擦的潤滑劑的設計性能的逐漸進步，要求自動傳動裝置流體、用于濕式制動器系統(tǒng)的流體和配制自動傳動裝置流體和濕式制動器流體所用的混合添加劑(additive packages)(濃縮物)的設計性能的相應逐漸進步。
DCT具有自動直接變換齒輪箱(DSG，Direct Shift Gearbox)，其裝備有一體化雙離合器。這些DCT設計用來提供較好的燃料經濟性。然而，這些DCT不同于自動手動傳動裝置，因為DCT一般不包括變矩器。然而，手動傳動裝置的配合通過使用雙濕式離合器而實現(xiàn)。因此，潤滑DCT的流體的性能要求包括手動傳動裝置潤滑劑要素和自動傳動裝置潤滑劑要素。對于這些DCT，同步化、耐特壓性、鋼在鋼上的摩擦材料的性能和鋼在紙上的耐摩壽命中的一個或多個可能是重要的。
公開的歐洲專利申請公開號EP0020037公開了一種潤滑油組合物，其包含減少摩擦量的添加劑，該添加劑選自被油溶性脂肪族烴取代的琥珀酰亞胺和琥珀酰胺和其混合物，其中所述烴取代基包含約12-36個碳原子。在以下文件中公開了類似的用于自動傳動裝置流體的摩擦改性劑，所述文件是美國專利5,171,466；5,312,555；5,328,619；5,358,652；5,464,549；5,505,868；5,652,201；和5,817,605。
在以下文件中公開了在自動傳動裝置流體中使用由胺制得的低分子量琥珀酰亞胺摩擦改性劑，所述文件是美國專利5,750,476；5,811,377；5,840,662；5,942,472；6,225,266；和6,337,309；和歐洲專利申請申請?zhí)朎P0975714。
在一個或多個以下文件中公開了在各種功能性流體如機油、自動傳動裝置流體、齒輪油和動力傳動裝置流體中使用膦酸酯，所述文件是美國專利4,158,633；4,325,827；和3,206,401；英國專利申請公開號GB1,247,541和國際公開的專利申請WO98/47989、WO90/09425和WO90/09386。
因此，在本領域中需要改進的潤滑組合物和與自動雙離合器傳動裝置(DCT)一起使用的方法。

發(fā)明內容
發(fā)明概述在第一方面中，本發(fā)明涉及添加劑組合物，其用于自動雙離合器傳動裝置中使用的傳動裝置流體。該添加劑至少包含分散劑、摩擦改性劑和膦酸酯。這種添加劑可用于自動傳動裝置流體來滿足在自動雙離合器傳動裝置中使用這種流體的性能要求。
在另一個方面中，該添加劑組合物可與基油相結合以提供自動傳動裝置流體，其可用于滿足自動雙離合器傳動裝置的性能要求。
在另一個方面中，本發(fā)明涉及一種增加鋼在鋼上的摩擦、穩(wěn)定鋼在鋼上的摩擦、和/或提供優(yōu)良的同步器性能的方法，其通過用潤滑傳動裝置組合物來潤滑傳動裝置而實現(xiàn)，所述潤滑傳動裝置組合物包括較大量的基油和添加劑組合物，如本文中所述。
在另一個方面中，本發(fā)明涉及一種用潤滑組合物潤滑自動雙離合器傳動裝置的方法，所述潤滑組合物包括較大量的基油和添加劑組合物，如本文中所述。
發(fā)明詳述在第一方面中，本發(fā)明涉及一種用于傳動裝置流體的添加劑組合物。該添加劑至少包含分散劑、摩擦改性劑和膦酸酯。這種添加劑可用于自動傳動裝置流體來滿足在例如雙離合器傳動裝置(DCT)中使用這種流體的性能要求。本發(fā)明的實施方案可顯示改進的鋼在鋼上的摩擦以及鋼在紙上的摩擦性能水平、耐特壓性和同步器性能。特別地，本發(fā)明有助于在使用例如可用于雙離合器傳動裝置系統(tǒng)的燒結襯里或碳襯里的同步系統(tǒng)中提供優(yōu)良的同步器性能。
本發(fā)明組合物的一個優(yōu)點是這些組合物基本上沒有鋅。“基本上沒有鋅”是指本發(fā)明組合物可包含作為雜質的鋅，以及除鋅或鋅化合物可作為較少雜質存在于本發(fā)明組合物的組分中的一個或多個以外，沒有添加金屬鋅或鋅化合物而配制這些組合物。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及一種用潤滑流體潤滑雙離合器傳動裝置的方法，該方法包括用基本上沒有鋅的潤滑流體潤滑雙離合器傳動裝置的步驟，所述基本上沒有鋅的潤滑流體包括(a)無灰分散劑；(b)摩擦改性劑；(c)膦酸酯；和(d)基油；優(yōu)選地，其中該基油包括天然潤滑油、天然潤滑油的混合物、合成油、合成油的混合物、或天然油和合成油的混合物；還優(yōu)選地，其中該分散劑包括硼，進一步優(yōu)選地，其中該含硼分散劑包括約0.1wt％-約0.7wt％的硼；還優(yōu)選地，其中該分散劑包括三價磷；還優(yōu)選地，其中在雙離合器傳動裝置中變換齒輪包括使嚙合和非嚙合的局部傳動軸同步化；還優(yōu)選地，其中該潤滑流體進一步地包括至少一種含硫的化合物。
還優(yōu)選地，其中該膦酸酯選自具有以下化學式的膦酸酯 其中R1是包含約12-約30個碳原子的烷基或鏈烯基，并且其中R2和R3各自獨立地是氫、烷基或鏈烯基；優(yōu)選地，其中該膦酸酯選自三十烷基膦酸二甲酯、三十碳烯基膦酸二甲酯、二十烷基膦酸二甲酯、十六烷基膦酸二甲酯、十六碳烯基膦酸二甲酯、四十碳烯基膦酸二甲酯、六十烷基膦酸二甲酯、十二烷基膦酸二甲酯、十二碳烯基膦酸二甲酯、十六烷基膦酸二甲酯、十六碳烯基膦酸二甲酯、十八烷基膦酸二甲酯、十八碳烯基膦酸二甲酯和二十烷基膦酸二甲酯；優(yōu)選地，其中該膦酸酯選自膦酸酯，其中R1是含約16-20個碳原子的烷基或鏈烯基；優(yōu)選地，其中該膦酸酯包括十八烷基膦酸二甲酯。
在另一種實施方案中，本發(fā)明涉及一種雙離合器傳動裝置流體，包括(a)無灰分散劑；(b)摩擦改性劑；(c)膦酸酯；和(d)基油，其中該雙離合器傳動裝置流體基本上沒有鋅；優(yōu)選地，其中該基油包括天然潤滑油、天然潤滑油的混合物、合成油、合成油的混合物、或天然油和合成油的混合物；還優(yōu)選地，其中該分散劑包括硼，進一步優(yōu)選地，其中該含硼分散劑包括約0.1wt％-約0.7wt％的硼；還優(yōu)選地，其中該分散劑包括三價磷；還優(yōu)選地，其中該膦酸酯選自具有以下化學式的膦酸酯 其中R1是包含約12-約30個碳原子的烷基或鏈烯基，并且其中R2和R3各自獨立地是氫、烷基或鏈烯基；優(yōu)選地，其中該膦酸酯選自三十烷基膦酸二甲酯、三十碳烯基膦酸二甲酯、二十烷基膦酸二甲酯、十六烷基膦酸二甲酯、十六碳烯基膦酸二甲酯、四十碳烯基膦酸二甲酯、六十烷基膦酸二甲酯、十二烷基膦酸二甲酯、十二碳烯基膦酸二甲酯、十六烷基膦酸二甲酯、十六碳烯基膦酸二甲酯、十八烷基膦酸二甲酯、十八碳烯基膦酸二甲酯和二十烷基膦酸二甲酯；優(yōu)選地，其中該膦酸酯選自膦酸酯，其中R1是含約16-20個碳原子的烷基或鏈烯基；優(yōu)選地，其中該膦酸酯包括十八烷基膦酸二甲酯；還優(yōu)選地，其中該潤滑組合物進一步地包括至少一種含硫的化合物。
分散劑本發(fā)明添加劑組合物的一個組分可為一種或多種常規(guī)的無灰分散劑。合適的無灰分散劑是在分子中具有堿性氮和/或至少一個羥基的那些，如琥珀酰亞胺分散劑、琥珀酰胺分散劑、琥珀酸酯分散劑、琥珀酸酯-酰胺分散劑、曼尼希堿分散劑或烴基胺或多胺分散劑。
生產上述類型的無灰分散劑的方法是本領域技術人員已知的并且報告于專利文獻中。例如，上述類型的各種無灰分散劑的合成描述于例如以下專利中美國專利2,459,112；2,962,442，2,984,550；3,036,003；3,163,603；3,166,516；3,172,892；3,184,474；3,202,678；3,215,707；3,216,936；3,219,666；3,236,770；3,254,025；3,271,310；3,272,746；3,275,554；3,281,357；3,306,908；3,311,558；3,316,177；3,331,776；3,340,281；3,341,542；3,346,493；3,351,552；3,355,270；3,368,972；3,381,022；3,399,141；3,413,347；3,415,750；3,433,744；3,438,757；3,442,808；3,444,170；3,448,047；3,448,048；3,448,049；3,451,933；3,454,497；3,454,555；3,454,607；3,459,661；3,461,172；3,467,668；3,493,520；3,501,405；3,522,179；3,539,633；3,541,012；3,542,680；3,543,678；3,558,743；3,565,804；3,567,637；3,574,101；3,576,743；3,586,629；3,591,598；3,600,372；3,630,904；3,632,510；3,632,511；3,634,515；3,649,229；3,697,428；3,697,574；3,703,536；3,704,308；3,725,277；3,725,441；3,725,480；3,726,882；3,736,357；3,751,365；3,756,953；3,793,202；3,798,165；3,798,247；3,803,039；3,804,763；3,836,471；3,862,981；3,936,480；3,948,800；3,950,341；3,957,854；3,957,855；3,980,569；3,991,098；4,071,548；4,173,540；4,234,435；5,137,980；5,652,201；和Re 26,433，在本文中引入作為參考。其他適合的分散劑可見于，例如，美國專利5,198,133；5,256,324；5,389,273和5,439,606，在本文中引入作為參考。
在一些實施方案中，該無灰分散劑可包括具有至少一個能夠形成酰亞胺基團的伯氨基的胺的一種或多種鏈烯基琥珀酰亞胺。該鏈烯基琥珀酰亞胺可由常規(guī)方法形成，如通過加熱鏈烯基琥珀酸酐、酸、酸-酯、酰基鹵或具有含至少一個伯氨基的胺的低級烷基酯。通過加熱聚烯烴和馬來酸酐混合物至約180-220℃，可容易地制備鏈烯基琥珀酸酐。聚烯烴可為低級單烯烴如乙烯、丙烯、異丁烯等的聚合物或共聚物，其數(shù)均分子量為約900-約3000，通過凝膠滲透色譜法(GPC)確定。
可用于形成無灰分散劑的胺包括任何具有至少一個伯氨基的胺，其可反應以形成亞胺基和至少一個附加的伯或仲氨基和/或至少一個羥基。一些典型的實例是N-甲基-丙二胺、N-十二烷基丙二胺、N-氨丙基-哌嗪、乙醇胺、N-乙醇-乙二胺等等。
合適的胺可包括亞烷基多胺，如丙二胺、二亞丙基三胺、二-(1，2-亞丁基)三胺、和四-(1，2-亞丙基)五胺。進一步的實例包括亞乙基多胺，其可由式H2N(CH2CH2NH)nH描述，其中n可為約1-約10的整數(shù)。這些包括乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六胺等等，包括其混合物，無論在哪種情況下，n是混合物的平均值。這些所描述的亞乙基多胺在每個末端具有伯胺基團，所以它們可形成單鏈烯基琥珀酰亞胺和雙鏈烯基琥珀酰亞胺。市場上可買到的亞乙基多胺混合物可包含較少量的分枝物質和環(huán)狀物質，如N-氨乙基哌嗪、N，N′-雙(氨乙基)哌嗪、N，N′-雙(哌嗪基)乙烷和相似的化合物。市購的混合物可具有近似的總組成，其落入相當于二亞乙基三胺至四亞乙基五胺的范圍。多烯基琥珀酸酐與多亞烷基多胺的摩爾比可為約1∶1-約2.4∶1。
曼尼希堿無灰分散劑可由約1摩爾份的被長鏈烴取代的酚與約1-約2.5摩爾份甲醛和約0.5-約2摩爾份多亞烷基多胺的縮合而形成。
在一些實施方案中，該無灰分散劑可包括多亞乙基多胺(例如三亞乙基四胺或四亞乙基五胺)與被烴取代的羧酸或酐(其由合適分子量的聚烯烴如聚異丁烯與不飽和的多元羧酸或酐例如馬來酸酐、馬來酸、延胡索酸等(包括兩個或更多這種物質的混合物)的反應制得)的反應產物。
分散劑的含量可為約1wt％-約6wt％，基于潤滑組合物的總重量。如進一步的實例，該分散劑在潤滑組合物(或成品流體)中的含量可為約2wt％-約4wt％。分散劑在添加劑組合物中的含量可為約10wt％-約60wt％。
含硼分散劑在某些實施方案中，該添加劑組合物可包括至少一種含硼分散劑，其中該含硼分散劑無磷。該含硼分散劑可由無灰分散劑的硼化作用(硼酸化作用)形成，所述無灰分散劑在分子中具有堿性氮和/或至少一個羥基，如琥珀酰亞胺分散劑、琥珀酰胺分散劑、琥珀酸酯分散劑、琥珀酸酯-酰胺分散劑、曼尼希堿分散劑或烴基胺或多胺分散劑?？捎糜谑股鲜龈鞣N類型無灰分散劑硼化的方法描述于以下美國專利中3,087,936；3,254,025；3,281,428；3,282,955；3,338,832；3,344,069；3,533,945；3,658,836；3,703,536；3,718,663；4,455,243；和4,652,387。
在一些實施方案中，含硼分散劑可包括例如硼化的聚異丁烯琥珀酰亞胺或雙琥珀酰亞胺或其混合物。聚異丁烯的分子量可為約210-約1300amu，作為進一步的實例約900-1300amu，作為更進一步的實例約1200-約1300amu。
含硼分散劑可包括約0.1wt％-約0.7wt％的硼。作為進一步的實例，含硼分散劑可包括約0.25wt％-約0.7wt％的硼。
含磷分散劑在某些實施方案中，該添加劑組合物可包括至少一種含磷分散劑，例如，磷酸化的分散劑。通過使非硼化的分散劑或者硼化的分散劑磷酸化可制備該含磷分散劑。
當分散劑包含三價磷(phosphorous)和硼時，該含磷和含硼分散劑可包括磷酸化和硼化的聚異丁烯琥珀酰亞胺或雙琥珀酰亞胺或其混合物。該含磷和含硼分散劑可包括分子量為約900amu的聚異丁烯。進一步，該含磷和含硼分散劑可包括聚異丁烯琥珀酰亞胺與硼酸(即，B(OH)3)和亞磷酸(phosphorus acid)(即，H3PO3)。
在潤滑組合物(成品流體)中，硼和磷的含量可為例如硼和磷總數(shù)的約200ppm或更多。作為進一步的實例，在潤滑組合物中，硼和磷的含量可為例如硼和磷總數(shù)的約400ppm或更多。
摩擦改性劑添加劑組合物和/或潤滑組合物可包含摩擦改進量的摩擦改性劑，如改進了鋼在鋼上的摩擦、鋼在紙上的摩擦和/或同步化性能的量。
適用于本發(fā)明的摩擦改性劑包括這種化合物，如脂族脂肪胺或烷氧基化脂族脂肪胺、烷氧基化脂族醚胺、脂族羧酸、脂族脂肪酸酰胺、烷氧基化脂族脂肪酸酰胺、脂族脂肪咪唑啉和脂族脂肪叔胺，其中脂族基通常包含約八個以上的碳原子以便使得該化合物合適地可溶于油。還合適的是被脂族取代的琥珀酰亞胺，其由一種或多種脂族琥珀酸或酸酐與氨或其他伯胺的反應形成，如教導于EP-A-0389237中的，以及兩個或更多摩擦改性劑的混合物。適用于本發(fā)明的摩擦改性劑描述于以下美國專利中，將其涉及摩擦改性劑的公開內容在本文中引入作為參考美國專利5,344,579；5,372,735和5,441,656。
合適的摩擦改性劑可選自一種或多種可溶于油的被脂肪族烴取代的琥珀酰亞胺和其混合物，其中所述烴取代基包含約12-36個碳原子。在琥珀酸基團上的脂族取代基可以是任何包含約12-36個碳原子的脂肪族烴基團，包括烷基、鏈烯基和多不飽和的烴基團。這些摩擦改性劑的實例包括n-十二碳炔基琥珀酰亞胺、l-甲基十三烷基琥珀酰亞胺、2-乙基十四烷基琥珀酰亞胺、n-十六碳烯基琥珀酰亞胺、n-十八烷基琥珀酰亞胺、n-十八碳烯基琥珀酰亞胺、l-甲基二十烷基琥珀酰亞胺、n-二十二碳烯基琥珀酰亞胺、4-乙基三十烷基琥珀酰亞胺和n-十六碳烯基琥珀酰亞胺。
在一種實施方案中，在仲碳原子上，脂肪族烴基團可鍵合至琥珀酸基團。這些化合物的化學式是 其中n是約2-約4的小整數(shù)，和Z是基團 其中R1和R2獨立地選自包含約1-約34個碳原子的支鏈或直鏈烴基團，使得在R1和R2中中碳原子的總數(shù)是約11-約35。
這些摩擦改性劑的實例是1-乙基十四烷基琥珀酰亞胺l-甲基十五碳烯基琥珀酰亞胺1，2-二甲基十八碳烯基琥珀酰胺l-甲基-3-乙基十二碳烯基琥珀酰亞胺l-癸基-2-甲基三十二烷基琥珀酰亞胺。
在另一個實施方案中，R1和R2可為直鏈脂肪族烴基團。這些摩擦改性劑在潤滑油中具有改進的溶解度。這些摩擦改性劑的實例是l-甲基十五烷基琥珀酰亞胺
l-丙基十三碳烯基琥珀酰亞胺l-戊基十三碳烯基琥珀酰亞胺l-十三烷基十五碳烯基琥珀酰亞胺l-十四烷基二十碳烯基琥珀酰亞胺。
上述摩擦改性劑可由包含約12-約36個碳原子的線性α-烯烴制得，通過使該α-烯烴異構化而形成內烯烴混合物，該內烯烴混合物與馬來酸、酸酐或酯反應形成一種中間產物，該中間產物與氨反應形成酰胺、亞胺或其混合物而進行。與由線性α-烯烴制成的摩擦改性劑相比，由異構化的線性α-烯烴制成的摩擦改性劑具有大大改進的油可溶性。
線性α-烯烴的異構化可使用常規(guī)方法進行。一種合適的方法是加熱該線性α-烯烴與酸性催化劑。特別有用的酸催化劑是磺化苯乙烯-二乙烯基苯共聚物。這種催化劑是市售可得的并且通常用作陽離子交換樹脂。在本方法中，它們以其酸形式使用。這種樹脂用于使線性α-烯烴異構化的用途描述于美國專利4,108,889中，其在本文中引入作為參考。
本發(fā)明組合物可包括兩個或更多摩擦改性劑的混合物。例如，可使用一種或多種琥珀酰亞胺摩擦改性劑與一種或多種胺類摩擦改性劑的混合物。
膦酸酯本發(fā)明的添加劑組合物可包含一種或多種膦酸酯，其具有化學式 其中R1是包含約12-約30個碳原子的烷基或鏈烯基，并且其中R2和R3各自獨立地是氫、烷基或鏈烯基。作為例子，合適的烷基可包括甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、異丁基或其任何組合。這些膦酸酯的實例是三十烷基膦酸二甲酯、三十碳烯基膦酸二甲酯、二十烷基膦酸二甲酯、十六烷基膦酸二甲酯、十六碳烯基膦酸二甲酯、四十碳烯基膦酸二甲酯、六十烷基膦酸二甲酯、十二烷基膦酸二甲酯、十二碳烯基膦酸二甲酯等。
在一種實施方案中，R1是包含約16-約20個碳原子的烷基或鏈烯基。這些膦酸酯的實例是十六烷基膦酸二甲酯、十六碳烯基膦酸二甲酯、十八烷基膦酸二甲酯、十八碳烯基膦酸二甲酯、二十烷基膦酸二甲酯等。
合適的烷基膦酸酯單酯和其制備方法描述于US2004-0230068。
該膦酸酯以改進摩擦性能的量被添加到該潤滑組合物中，如改進了鋼在鋼上的摩擦、鋼在紙上的摩擦和/或同步化性能的量。合適的濃度可為約0.05-約3wt％。作為進一步的實例，合適的濃度可為約0.10wt％-約0.6wt％。
去污劑在一些實施方案中，該添加劑組合物也可包含去污劑。該去污劑可包含高堿性去污劑、硼酸化的去污劑和/或硼酸化的高堿性去污劑。該去污劑可包含磺酸鹽或苯酚鹽。進一步地，該去污劑可包含含鈣、含鎂或含鈉的化合物。該去污劑可包含例如磺酸鈣、磺酸鎂、磺酸鈉和/或苯酚鈣。例如，磺酸鈣去污劑可包含約1.5wt％-約20wt％的鈣，或作為進一步的實例約12wt％-約15wt％的鈣。進一步地，磺酸鈣去污劑可包含約3mgKOH/g-約450mgKOH/g的總堿值(TBN)，作為進一步的實例為約250mgKOH/g-約400mgKOH/g，和作為更進一步的實例為約250mgKOH/g到約350mgKOH/g。苯酚鈣去污劑可包含約2.5wt％-約8.5wt％的鈣，或例如約5wt％的鈣。進一步地，苯酚鈣苯酚鈣可包含約50mgKOH/g-約300mgKOH/g的TBN，或例如約150mgKOH/g。
實施方案可包含除了上述去污劑之外或替代上述去污劑的堿金屬去污劑和/或堿土金屬去污劑。合適的堿金屬和堿土金屬去污劑可包括堿金屬和堿土金屬與一種或多種下列酸性物質(或其混合物)的可溶于油的中性或高堿性的鹽磺酸、羧酸、水楊酸、烷基酚和硫化烷基酚。
可溶于油的中性的含堿金屬和堿土金屬的洗滌劑是那些包含相對于去污劑中所存在的酸性部分的量的化學計量當量量的堿金屬和堿土金屬的去污劑。因此，通常與其高堿性相應物相比，該中性堿金屬和堿土金屬去污劑具有低堿度。高堿性含堿金屬和堿土金屬的去污劑的制備方法在本領域中是已知的，并且在市場上存在許多市售可得的高堿性去污劑。
該堿金屬和堿土金屬去污劑包括但不局限于，中性和高堿性磺酸鈉、羧酸鈉、水楊酸鈉、苯酚鈉、硫化苯酚鈉、磺酸鈣、羧酸鈣、水楊酸鈣、苯酚鈣、硫化苯酚鈣、磺酸鋰、羧酸鋰、水楊酸鋰、苯酚鋰、硫化苯酚鋰、磺酸鎂、羧酸鎂、水楊酸鎂、苯酚鎂、硫化苯酚鎂、磺酸鉀、羧酸鉀、水楊酸鉀、苯酚鉀和硫化苯酚鉀。
該添加劑組合物可與基油相結合來提供動力傳動流體。這種動力傳動流體可包含成品流體。
在另一個實施方案中，自動傳動裝置流體或雙離合器傳動裝置流體可包含在本文中公開的添加劑組合物。該流體可適用于自動雙離合器傳動裝置，如使用至少兩個濕式離合器的DCT。在一種實施方案中，該傳動裝置流體可用于不包括扭矩變換器的DCT。
在另一個實施方案中，增加鋼在鋼上的摩擦、穩(wěn)定鋼在紙上的摩擦和/或提供優(yōu)良的同步器性能的方法可包括用含有較大量的基油和如本文中所述的添加劑組合物的潤滑組合物來潤滑傳動裝置。
可包括其他添加劑，如，例如，一個或多個抗磨劑；抗氧化劑或抗氧化劑系統(tǒng)，如胺類抗氧化劑或酚類抗氧化劑；防蝕劑或防蝕劑系統(tǒng)；金屬鈍化劑；防銹劑；一種或多種另外的摩擦改性劑；染料；密封膨脹劑；防沫劑；表面活性劑；粘度指數(shù)改進劑；芳香劑或除臭劑；和其任何合適的組合。
含硫組分在一些實施方案中，該添加劑組合物也可包含一種或多種含硫組分。例如，該添加劑組合物可包含噻二唑和/或硫化脂肪酸酯。
合適的噻二唑包括二烷基噻二唑，包括但不局限于無灰的二烷基噻二唑。適用于本發(fā)明實踐的二烷基噻二唑可為通式(I)
其中R1和R2可以是相同的或不同的烴基基團，和/或R1和R2中的一個可以是氫，并且x和y可獨立地是從0-8的整數(shù)。在一個方面，R1和R2可以是相同的或不同的、線性的、分枝的、或芳香的、飽和的或不飽和的具有約6-約18個碳原子，特別是從約8-約12個碳原子的烴基基團，并且每個x和y可以是0或1。
合適的二烷基噻二唑包括2，5-雙(烴基二硫代)-1，3，4-噻二唑。其他適合的二烷基噻二唑的實例包括，例如，2，5-雙(烴基硫代)-1，3，4-噻二唑、2-(叔-烴基二硫代)-5-巰基-1，3，4-噻二唑和雙-叔-十二烷基硫代噻二唑。
合適的二烷基噻二唑還包括如描述于以下文件中的那些美國專利2,719,125、2,719,126、3,087,932、4,149,982、4,591,645和6,528,458,并且其描述在本文中引入作為參考。化學式(I)的二烷基噻二唑和單烷基噻二唑的混合物也可在本發(fā)明范圍內使用。
如這里所用，術語“烴基基團”或“烴基”以其通常含義進行使用，其為本領域技術人員熟知。特別地，它是指這樣的基團，其具有直接鍵接于分子余部的碳原子并且具有主要烴特征。烴基基團的實例包括(1)烴取代基，即，脂肪族取代基(例如，烷基或鏈烯基)、脂環(huán)族取代基(例如，環(huán)烷基、環(huán)烯基)，和被芳香族、脂肪族和脂環(huán)族取代的芳香族取代基以及環(huán)族取代基，其中該環(huán)通過該分子另外的部分(例如，兩個取代基一起形成脂環(huán)族基)而完成。
(2)被取代的烴取代基，即，含非烴基團的取代基，其就在本文中的描述而言，不改變主要烴取代基(例如，鹵代(特別是氯代和氟代)、羥基、烷氧基、巰基、烷基巰基、硝基、亞硝基和硫氧基(sulfoxy))；(3)雜取代基，即，取代基，其就本描述而言雖然具有主要烴特征，但在環(huán)或鏈中包含不止于碳，否則所述環(huán)或鏈由碳原子構成。雜原子包括硫、氧、氮，和包含取代基如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基。通常，對于該烴基基團中的每10個碳原子，將存在至多兩個，或作為進一步的實例，至多一個非烴取代基；一般地，在該烴基基團中將沒有非烴取代基。
或者，可使用硫化脂肪酸酯，如線性C14-C18飽和或不飽和鏈一元羧酸酯，其是由以單、二和多硫化物形式的硫部分所交聯(lián)的。不同硫橋的相對分數(shù)取決于反應條件和所用的硫的相對量。脂肪酸硫化的詳述見于若干參考文獻，如L.Bateman和C.G.Moore的Organic SulfurCompounds，以及W.A.Pryor的Mechanism of Sulfur Reaction。一個典型的物質是硫化油酸，其硫濃度為硫化油酸酯總重量的約5-約15％，其引入作為單和二硫化物。
選擇噻二唑或硫化脂肪酸酯的量以約0.0075-約0.5wt％的硫的量將硫添加到該組合物中，基于該組合物的總重量計。
基油該潤滑流體的實施方案可包含較大量的基油。在制備本發(fā)明的動力傳動裝置流體中所預期的基油或潤滑油可來源于天然潤滑油、合成潤滑油和其混合物。進一步地，該基油可包含任何合適的用于特殊應用的基油或基油混合物。
在一些實施方案中，添加劑可以以混合添加劑濃縮物的形式提供。進一步地，一些實施方案可包含稀釋劑，例如，稀釋油。稀釋劑可被包括在內以易于共混、增溶和傳送該混合添加劑。該稀釋劑可與基油和/或該混合添加劑相適合。該稀釋劑可在濃縮物中以任何合適的量存在。合適的稀釋劑可包含潤滑粘度的操作油。
添加劑的組合可以以有效量在多種基油中結合而提供合適的活性成分濃度?；筒粌H可是獲自石油(或焦油砂礦、煤、頁巖等)的潤滑粘度的烴類油，而且可是合適粘度的天然油如菜籽油等，和合成油如加氫的聚烯烴油；多α-烯烴(例如，加氫或未加氫的α-烯烴低聚物如加氫的聚1-癸烯)；二羧酸的烷基酯；二羧酸、聚乙二醇和醇的復合酯；碳酸或磷酸的烷基酯；有機硅聚合物；氟代烴油；和任何比例的礦物、天然和/或合成油的混合物。用于本公開內容的術語“基油”包括上述全部。
該添加劑的組合因此能被用于組合物，其中潤滑粘度的基油是礦物油、合成油、天然油如植物油，或其混合物，例如礦物油和合成油的混合物。
合適的礦物油包括精煉自任何來源的原油的適當粘度的那些，所述來源包括墨西哥灣岸區(qū)、中陸地區(qū)、賓夕法尼亞、加利福尼亞、阿拉斯加、中東、北海等。標準精煉廠操作可被用于加工該礦物油。一般類型的合適石油是溶劑中性物、光亮油、汽缸油、殘油、加氫裂化基本油料、包括蒼色油的石蠟油和用溶劑萃取的環(huán)烷油。這種油和它們的混合物通過許多常規(guī)技術生產，這些技術為本領域技術人員廣泛地認識。
如上所述的，該基油可主要由一種或多種合成油組成或包含一種或多種合成油的一部分。合適的合成油是約C2-約C12烯烴的均聚物和共聚物、一元醇和多元醇的羧酸酯、聚醚、硅氧烷、聚乙二醇、硅酸酯、烷基化的芳香族化合物、碳酸酯、硫代碳酸酯、原甲酸酯、磷酸酯和亞磷酸酯、硼酸酯和鹵代烴。這種油的代表是約C2-約C12單烯烴的均聚物和共聚物、烷基化苯(例如十二烷基苯、雙(十二烷基)苯、十四烷基苯、二壬基苯、二-(2-乙基己基)苯、蠟-烷基化萘)；和聚苯(例如聯(lián)苯，三聯(lián)苯)。
在末端羥基已經通過酯化作用、醚化作用等改性的烯化氧聚合物、共聚物和其衍生物構成另一類合成油。這些由通過以下舉例說明烯化氧如氧化乙烯或氧化丙烯的聚合而制備的油，這些聚氧化烯聚合物的烷基和芳基醚(例如，平均分子量為約1000的甲基聚異丙二醇醚、分子量為約500-約1000的聚乙二醇的二苯醚、分子量為約1000-約1500的聚丙二醇的二乙醚)或其單和多羧酸酯，例如，乙酸酯，混合的約C3-約C6脂肪酸酯，或四甘醇的C13含氧酸二酯。
另一類合適的合成油包括二羧酸(例如，鄰苯二甲酸、琥珀酸、馬來酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富馬酸、己二酸、亞油酸二聚物)與各種醇(例如，丁醇，己醇、十二醇、2-乙基己基醇、乙二醇)的酯。這些酯的具體的實例包括己二酸二丁酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸雙(十二烷基)酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、癸二酸二月桂基酯、富馬酸二-正己基酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二異辛酯、壬二酸二異癸酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二癸酯、癸二酸雙(二十烷基)酯、亞油酸二聚物的2-乙基己基二酯、和由1mol的癸二酸與2mol的四甘醇和2mol的2-乙基己酸反應而形成的復酯。
可被用作合成油的酯還包括那些由約C3-約C12一元羧酸和多元醇和多元醇醚如新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇和二聚季戊四醇制得的。三羥甲基丙烷三壬酸酯和季戊四醇四己酸酯作為實例。
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包含另一類的合成潤滑劑，例如，硅酸四乙酯、硅酸四異丙酯、硅酸四(2-乙基己基)酯、硅酸四(p-叔丁苯基)酯、聚(甲基)硅氧烷和聚(甲苯基)硅氧烷。其他合成的潤滑油包括含磷酸的液體酯(例如，磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯、亞磷酸三苯酯和癸烷膦酸二乙酯)。
此外作為基油或作為基油組分有用的是約C6-約C16α-烯烴的加氫或未加氫的液體低聚物，如由1-癸烯形成的加氫或未加氫的低聚物。生產所述液體寡聚1-烯烴的方法是已知的，并有文獻報道。見例如美國專利3,749,560；3,763,244；3,780,128；4,172,855；4,218,330和4,950,822；其公開內容在本文中引入作為參考。這種材料的混合物還可以用于調整給定基油的粘度測量。眾所周知，這種類型的加氫低聚物包含極少(如果有的話)殘留烯屬不飽和物。
合適的低聚物可通過使用Friedel-Crafts催化劑(特別是用水或約C1-約C20鏈烷醇促進的三氟化硼)來形成，接著如此形成的低聚物催化加氫，使用上述美國專利中所述的過程。
可用于形成1-烯烴低聚物(其當加氫時，提供合適的含油液體)的其他催化劑體系包括齊格勒催化劑如三氯化二乙基鋁(ethyl aluminumsesquichloride)與四氯化鈦、烷基鋁催化劑、在二氧化硅或氧化鋁載體上的氧化鉻催化劑和其中三氟化硼催化劑低聚反應之后用有機過氧化物處理的系統(tǒng)。
根據本公開內容還可以使用一種或多種液體加氫的1-烯烴低聚物與其他具有合適粘度的含油的材料結合的共混物，條件是所得共混物具有合適的相容性并且具有期望的物理性能。
該基油可以是源自費托合成烴的油、氣-液油料和/或其混合物。費托合成烴由含H2和CO的合成氣使用費托催化劑制得。這種烴一般地需要進一步地加工以可用作基油。例如，烴可被加氫異構化，使用美國專利6,103,099或6,180,575中公開的方法；加氫裂化和加氫異構化，使用美國專利4,943,672或6,096,940中公開的方法；脫蠟，使用美國專利5,882,505中公開的方法；或加氫異構化和脫蠟，使用美國專利6,013,171；6,080,301或6,165,949中公開的方法。
典型的可被用作基油或作為基油組分的天然油包括蓖麻油、橄欖油、花生油、菜籽油、玉米油、芝麻油、棉子油、豆油、向日葵油、紅花油、大麻籽油、亞麻子油、桐油、奧氣油、霍霍巴油等。如果希望的話，這種油可被部分地或完全地加氫。
用于本公開內容的組合物的基油可由(i)一種或多種礦物油、(ii)一種或多種合成油、(iii)一種或多種天然油、或(iv)(i)和(ii)、或(i)和(iii)、或(ii)和(iii)、或(i)、(ii)和(iii)的混合物組成的事實不意味這些各種類型的油必然地是相互等價物。某些類型的基油可被用于某些組合物，由于它們具有特定的性能如高溫穩(wěn)定性、不燃性或對特定的金屬(例如銀或鎘)無腐蝕性。在其他組合物中，其他類型的基油可是適合的，這是因為可獲得性或低成本的原因。因此，本領域技術人員將認識到雖然各種類型的上述基油可被用于各種的實施方案，但它們不必然在各種情況下都相互功能等效。
使用方法本發(fā)明的添加劑組合物和/或潤滑流體可用于潤滑自動傳動裝置的方法，并且，更具體地說，用于潤滑DCT如使用多個濕式離合器和無扭矩變換器的DCT的方法。
本發(fā)明的方法包括用潤滑流體潤滑傳動裝置，所述潤滑流體包括(a)無灰分散劑；(b)摩擦改進量的摩擦改性劑；和(c)膦酸酯。
該流體基本上沒有鋅并且可提供改進的鋼在鋼上的摩擦、穩(wěn)定的鋼在紙上的摩擦和/或優(yōu)良的同步器性能。
實施例在目標基本油料中制備用于試驗的流體。通過將組分按如下所示的比例添加而制備完全配制的流體
表1

所用的分散劑是琥珀酰亞胺分散劑，其可以或不可以包含硼和/或磷。摩擦改性劑是具有C18-C24鏈烯基的琥珀酰亞胺。DMOP是十八烷基膦酸二甲酯。其他的摩擦改性劑可用來適應(tailor)摩擦要求。
分散劑和摩擦改性劑提供適當?shù)淖畲筠D矩(torque capacity)。含分散劑和琥珀酰亞胺摩擦改性劑的流體組合物已被研制而提供優(yōu)良的耐摩壽命。

圖1是含琥珀酰亞胺分散劑和琥珀酰亞胺摩擦改性劑的流體A(表2)的摩擦特性的比較熱老化前后摩擦特性。
熱老化是通過在裝備機械攪拌器的圓底燒瓶中在160℃加熱該流體達192小時而進行的?？梢娫摿黧w能夠經得起熱應力，因為受熱應力的流體顯示了優(yōu)良的耐摩壽命并且保持了可與新鮮流體相比的摩擦水平和傾斜特性。
表2 流體A的組成

用于組合物中的去污劑是高堿性C14-C24α-烯烴磺酸鈣去污劑。摩擦改性劑是具有C18-C24鏈烯基的琥珀酰亞胺。DMOP是十八烷基膦酸二甲酯。與DMOP結合的摩擦改性劑給出了極好的同步器性能。
包含兩種類型的抗磨劑、分散劑、摩擦改性劑和基本油料的流體(表3)基質表明在合成流體中相同摩擦改性劑/DMOP組合可給出極好的同步器性能，其在使用黃銅錐體的SSP-180同步器試驗中給出100,000循環(huán)次數(shù)。
SSP-180試驗臺是在Technical University of Munich的GearResearch Institute中開發(fā)的。它可以根據所選的手動傳動裝置固定和試驗全套同步器裝置(直徑最高180毫米)。在試驗期間模擬了與正常傳動裝置使用有關的負荷狀態(tài)。試驗臺包括電動機、兩個調速輪、啟動液壓裝置、油加熱和循環(huán)系統(tǒng)和試驗盒。通過帶和滑輪組合，將大主調速輪連接到電動機以確保恒定和穩(wěn)定速度源。小調速輪是負荷，該同步器使該負荷到達零速度(變換至“A”位置)或者使其加速至恒速(變換至“B”位置)。這是由固定在試驗盒中的兩個環(huán)和錐體同步器完成的。后部裝置使該負荷調速輪加速至同步轉速，而前部裝置使調速輪減速至零速度。啟動液壓裝置移動撥叉，該撥叉嚙合一個裝置而脫離另一個裝置。在撥動過程中，受熱的潤滑劑噴灑到兩個同步器裝置上。使這些裝置嚙合數(shù)千次以試驗同步器的耐用性(改編自http//www.swri.org/3PUBS/BROCHURE)。
表3 含摩擦改性劑/DMOP流體的同步器性能

除了在同步器試驗中有助于優(yōu)良的同步器性能和抗磨保護性之外，DMOP還提供極好的特壓性能，如分別根據ASTM D-3233和D-2783使用Falex EP(特壓)和4-球特壓試驗進行測量。ASTM D-3233性能通過確定閾值負荷而測量，在所述負荷，試驗面停止，這是由于在給定溫度所施加的負荷。ASTM D-2783測量相對3個固定球所旋轉的鋼球的接合點。表4顯示0.25％的DMOP與類似無DMOP的組合物相比改進的性能。
表4

如說明書和權利要求中所全部使用的，不定冠詞“a”和/或“an”可以指一個或多于一個。除非另有陳述，在說明書和權利要求書中所用的表示成分、性能數(shù)量的全部數(shù)值如分子量、百分比、比率、反應條件等應該在一切情況下按照由術語“約”修飾進行理解。因此，除非相反地指出，說明書和權利要求中所述的數(shù)值參數(shù)是近似值，其可以根據本公開內容所設法要獲得的期望的性能而變化。至少，并非希望限制權利要求范圍等同原則的應用，每個數(shù)值參數(shù)應該至少根據所報告的有效數(shù)字的數(shù)值和通過常規(guī)的取舍方法來進行理解。盡管說明本公開內容寬范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但是在具體實施例中所述的數(shù)值是盡可能地被精確給出。然而，任何數(shù)值固有地包含某些誤差，其必然地由其各自試驗測定中存在的標準偏差所產生。
雖然通過舉例說明和實施例已經詳細地描述了本公開內容，但應當理解的是實施方案允許各種變型和替代形式，并且不局限于所述的特定實施方案。應當理解的是這些特定的實施方案不意欲限制本發(fā)明，但相反地期望覆蓋屬于本發(fā)明精神和范圍的全部變型、等價物和備選方案(alternative)。
權利要求
1.一種用潤滑流體潤滑雙離合器傳動裝置的方法，該方法包括用基本上沒有鋅的潤滑流體潤滑雙離合器傳動裝置的步驟，所述基本上沒有鋅的潤滑流體包括(a)無灰分散劑；(b)摩擦改性劑；(c)膦酸酯；和(d)基油。
2.權利要求1的方法，其中該分散劑包括三價磷和硼。
3.權利要求2的方法，其中該分散劑包括最高約400ppm的總共的三價磷和硼。
4.權利要求1的方法，其中該膦酸酯選自具有以下化學式的膦酸酯 其中R1是包含約12-約30個碳原子的烷基或鏈烯基，并且其中R2和R3各自獨立地是氫、烷基或鏈烯基。
5.權利要求1的方法，其中該潤滑組合物包括約0.05-約3wt％的膦酸酯，基于該潤滑組合物的總重量計。
6.一種雙離合器傳動裝置流體，包括(a)無灰分散劑；(b)摩擦改性劑；(c)膦酸酯；和(d)基油，其中該雙離合器傳動裝置流體基本上沒有鋅。
7.權利要求6的傳動裝置流體，其中該分散劑包括三價磷和硼。
8.權利要求7的傳動裝置流體，其中該分散劑包括最高約400ppm的總共的三價磷和硼。
9.權利要求6的傳動裝置流體，其中該膦酸酯選自具有以下化學式的膦酸酯 其中R1是包含約12-約30個碳原子的烷基或鏈烯基，并且其中R2和R3各自獨立地是氫、烷基或鏈烯基。
10.權利要求6的傳動裝置流體，其中該潤滑組合物包括約0.05-約3wt％的膦酸酯，基于該潤滑組合物的總重量計。
全文摘要
公開了一種添加劑組合物和潤滑流體，提供了高的鋼在紙上的耐摩壽命、優(yōu)良的金屬－金屬特壓性能特征和同步器性能。該潤滑流體包括基油、琥珀酰亞胺分散劑、琥珀酰亞胺摩擦改性劑和膦酸酯。還公開了使用多個濕式離合器用本公開內容的潤滑流體潤滑雙離合器傳動裝置的方法。
文檔編號C10N40/04GK1880419SQ200610082498
公開日2006年12月20日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權日2005年5月20日
發(fā)明者R·N·艾爾, S·H·特爾西尼, J·L·米爾納 申請人:雅富頓公司