具有改進的同步嚙合性能的手動變速器潤滑劑的制作方法
【專利摘要】包含如下組分的潤滑劑：(a)具有潤滑粘度的油；和(b)具有如以無油基礎計算至少約640的總堿值(TBN)的過堿性碳酸化芳基磺酸鈣清凈劑，有效地潤滑手動變速器的同步器中的非金屬表面。
【專利說明】具有改進的同步嚙合性能的手動變速器潤滑劑
[0001] 發(fā)明背景
[0002] 本發(fā)明涉及用于具有非金屬同步嚙合組件的手動變速器且具有改進性能的潤滑 齊IJ。用許多油在手動變速器中用同步嚙合部件出現(xiàn)問題：提供非最佳摩擦或者產(chǎn)生高組件 磨耗，導致同步器損壞和差或失效的變速。
[0003] 同步器是許多手動變速箱的更重要組件之一。提高性能、降低換擋力和使齒輪之 間能量損壞損耗最小化是新一代同步器系統(tǒng)的主要目的。機械系統(tǒng)的能力改進和具有各種 設計和材料的各種同步器的引入容許現(xiàn)有同步器設計經(jīng)濟地再設計成更有效的設計。對于 這些設計需要再配制用于手動變速器潤滑油的潤滑劑或添加劑以便能夠保持同步器的相 互作用部件之間的適當摩擦并保護這些部件以防磨損。
[0004] 常規(guī)齒輪油或手動變速器用油通常包含化學組分，例如活性硫和表面活性胺有機 磷酸鹽。盡管以常用量作為添加劑提供特壓潤滑是優(yōu)異的，這些添加劑單獨地通常太光滑， 即它們不能提供所需或最佳的摩擦響應且不能適當?shù)乇Ｗo被潤滑表面以防磨損或腐蝕損 耗。
[0005] 美國專利6, 503, 872, Tomaro,2003年1月7日公開了延長換油手動變速器潤滑 齊?，其包含至少一種酸性有機化合物的堿性堿或堿土金屬鹽。過堿性材料通常具有至多約 600或約500,或者約400的總堿值。在實施例1中，手動變速器潤滑劑通過向手動變速器基 本油料中混入1. 2份實施例Α-6 [金屬二硫代磷酸鹽]與0. 4份過堿性磺酸鎂油溶液（42% 稀釋油，金屬比14. 7,9. 4%鎂和400總堿值）以形成中間體，向該中間體中加入0. 5份亞磷 酸二丁酯而制備。在其它實施例中，還存在硫化苯酚鈣（38%稀釋油，255總堿值）。
[0006] PCT公開W0 1987/05927,1987年10月8日公開了包含連同其它組分一起所選 擇的堿土金屬鹽的手動變速器用油。在實施例IV中，手動變速器用油通過將3. 5份烷基 苯磺酸鈣（過堿性）與其它成分結合而制備，其中烷基包含平均約24個碳原子。在過堿 性鹽的描述中，描述了通常可存在與中和陰離子所需的相比基于當量約10:1-30:1，優(yōu)選 11:1-18:1的過量堿土金屬。
[0007] 美國專利6, 617, 287, Gahagan，2003年9月9日公開了具有改進同步嚙合性能的 手動變速器潤滑劑。同步器中具有燒結金屬部件的手動變速器的磨損和太低摩擦的問題據(jù) 說通過使用用高含量的堿土磺酸鹽與胺磷酸鹽組合配制的潤滑油解決。優(yōu)選的金屬鹽為鎂 或鈣，更優(yōu)選鎂。過堿性材料通常具有約20至約700,優(yōu)選約100至約600,更優(yōu)選約250至 約500的總堿值。在實施例中，使用具有400的TBN的過堿性烷基苯磺酸鈣且包含約32% 礦物油稀釋劑。
[0008] 美國專利出版物2008/0119378, Gandon等人，2008年5月22日公開了包含烷基 甲苯磺酸鹽作為摩擦改進劑的官能流體。該流體可以為拖拉機用油、變速器用油或液壓油。 烷基甲苯磺酸鹽可以為中性或過堿性鹽，并且可將它們高度過堿化以具有約50至約400， 或者約280至約350,或者約320的TBN。
[0009] 歐洲專利申請EP 0 552 863,1993年7月28日公開了高硫礦物油組合物并降低 具有高硫化物含量的礦物油的銅腐蝕性。實施例1公開了添加劑濃縮物，其包含連同其它 組分一起，1. 33%的指出具有254的TBN的過堿性硫化苯酚鈣，和1. 33%的作為在輕礦物油 中的50%溶液的二壬基萘磺酸鈣。潤滑油組合物可用于多種應用中，例如汽車曲軸箱潤滑 油、自動變速器用油、齒輪油、液壓油或切削油。優(yōu)選的應用是作為動力傳送流體，尤其是液 壓油。
[0010] 美國專利4, 792, 410, Schwind等人，1988年12月20日公開了適于手動變速器用 油的潤滑劑組合物。實施例II公開了包含連同其它組分一起，3. 0份烷基苯磺酸鈣（過堿 性）的手動變速器用油。實施例III包含3. 5份的過堿化至200總堿值的硫偶聯(lián)烷基（C12) 苯酚鈣。
[0011] PCT公開W0 2000/26328, 2000年5月11日公開了具有過堿性金屬鹽和有機亞磷 酸鹽的潤滑劑。該潤滑劑可用于手動變速器中。實施例1公開了通過將具有53%油和41 的總堿值的〇. 7%苯磺酸鈣（與其它組分）混合而制備的潤滑劑。
[0012] 歐洲專利申請EP 0 987 311，2000年3月22日公開了變速器用油組合物。包含 油和（連同其它組分一起）至少〇. 1重量％過堿性金屬鹽的組合物提供用于無級變速器的 改進流體。據(jù)說手動變速器用油（尤其）可獲益于該發(fā)明的組分的結合。實施例5公開了 〇. 3份過堿性磺酸鈣，包括0. 1份稀釋油（300TBN)的組分的混合物。合適的過堿性材料本 身優(yōu)選具有基于無油50-550,更優(yōu)選100-450的總堿值。
[0013] 美國專利3,652,410，Hollinghurst等人，1972年3月28日公開了用于多效潤滑 油的潤滑劑組合物，其尤其可用于變速器。表I中的實施例包含總堿值為300的堿性磺酸 鈣。
[0014] 美國專利7, 238,651，Kocsis等人，2007年7月3日公開了過堿性清凈劑的制備 方法和該清凈劑在內(nèi)燃機中的用途。一個實施例公開了 500TBN磺酸鈣的制備?？倝A值描 述為包含加工中所用油的最終過堿性清凈劑的度量。也可存在各種任選性能添加劑。
[0015] 美國專利出版物2010-0152080, Tipton等人，2010年6月17日公開了顯示出良 好動態(tài)摩擦性能的潤滑劑組合物。該潤滑劑組合物包含具有潤滑粘度的油和油溶性支鏈烴 基取代芳烴磺酸鹽，所述油溶性支鏈烴基取代芳烴磺酸鹽具有至少一個為高度支化基團的 烴基取代基，如通過具有大于約〇. 180的Chi (0)/Shadow XY比所定義。
[0016] 美國出版物2009/0203564, Seddon等人，2009年8月13日公開了制備中性或過 堿性清凈劑的方法。在某些實施方案中，清凈劑可具有100-1300或250-920的TBN。據(jù)說 過堿性清凈劑適于任何潤滑劑組合物；所列潤滑劑尤其包括變速器用油和齒輪油。
[0017] 因此，公開的技術通過正確選擇過堿性清凈劑和其它組分解決被潤滑手動變速器 的同步器中的摩擦要求與抗磨性能平衡的問題。
[0018] 發(fā)明概沭
[0019] 公開的技術提供潤滑手動變速器的同步器中的非金屬表面的方法，所述方法包括 向其中供入包含如下組分的潤滑劑：(a)具有潤滑粘度的油；和（b)具有如以無油基礎計算 至少約640的總堿值（TBN)的過堿性碳酸化芳基磺酸鈣清凈劑。在某些實施方案中，同步 器中的至少一個被潤滑表面包含纖維形式的碳、石墨材料（任選與纖維素材料組合）或纖 維素材料或酚醛樹脂。
[0020] 發(fā)明詳沭
[0021] 下面通過非限定性闡述描述各優(yōu)選特征和實施方案。
[0022] 用于潤滑手動變速器的同步器表面的潤滑劑包含具有潤滑粘度的油，也稱為基 油?；涂蛇x自 American Petroleum Institute (API) Base Oil Interchangeability Guidelines的組I-V中的任一種基油，即：
[0023]
【權利要求】
1. 潤滑手動變速器的同步器中的非金屬表面的方法，其包括向其中供入包含如下組分 的潤滑劑： (a) 具有潤滑粘度的油；和 (b) 具有如以無油基礎計算至少約640的總堿值（TBN)的過堿性碳酸化芳基磺酸鈣清 凈劑。
2. 根據(jù)權利要求1的方法，其中所述同步器中的至少一個被潤滑表面包含碳纖維、石 墨碳材料或酚醛樹脂。
3. 根據(jù)權利要求1或權利要求2的方法，其中所述同步器中的至少一個被潤滑表面包 含碳纖維或石墨碳材料。
4. 根據(jù)權利要求1-3中任一項的方法，其中碳酸化芳基磺酸鈣清凈劑具有約650至約 1000 的 TBN。
5. 根據(jù)權利要求1-4中任一項的方法，其中芳基磺酸鹽清凈劑包含其中烷基為線性的 烷基芳基磺酸鹽陰離子。
6. 根據(jù)權利要求1-4中任一項的方法，其中芳基磺酸鹽清凈劑包含其中烷基為支化的 烷基芳基磺酸鹽陰離子。
7. 根據(jù)權利要求1-6中任一項的方法，其中芳基磺酸鹽清凈劑包含其中烷基包含約12 至約36個碳原子的烷基芳基磺酸鹽陰離子。
8. 根據(jù)權利要求1-7中任一項的方法，其中芳基磺酸鹽為烷基取代苯磺酸鹽或烷基取 代甲苯磺酸鹽。
9. 根據(jù)權利要求1-8中任一項的方法，其中潤滑劑中鈣的量為約0. 03至約1. 0重 量％。
10. 根據(jù)權利要求1-9中任一項的方法，其中潤滑劑中過堿性碳酸化芳基磺酸鈣清凈 劑的量為約〇. 14至約4重量％。
11. 根據(jù)權利要求1-10中任一項的方法，其中潤滑劑中過堿性碳酸化芳基磺酸鈣清凈 劑的量為約〇. 14至約3重量％。
12. 根據(jù)權利要求1-11中任一項的方法，其中潤滑劑進一步包含過堿性酚鹽清凈劑。
13. 根據(jù)權利要求1-12中任一項的方法，其中潤滑劑進一步包含過堿性磺酸鎂。
14. 根據(jù)權利要求1-13中任一項的方法，其中潤滑劑進一步包含亞磷酸二烷基酯。
15. 根據(jù)權利要求1-14中任一項的方法，其中潤滑劑進一步包含已用硼酸化劑和對苯 二甲酸中至少一種處理的琥珀酰亞胺分散劑。
【文檔編號】C10M159/24GK104245903SQ201380016455
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年3月12日 優(yōu)先權日:2012年3月26日
【發(fā)明者】G·M·沃克, C·L·弗蘭德, G·布朗, E·J·塞登, M·E·休斯頓 申請人:盧布里佐爾公司