[发明专利]包含聚环氧烷的润滑剂组合物

说明书

一种润滑剂组合物，其包括(a)第一醇作为引发剂的基于第一低粘度聚环氧烷的流体，例如基于环氧丙烷(PO)和环氧丁烷(BO)的流体的组合；其中基于第一低粘度PO/BO的流体具有小于约5600Da的数均分子量；(b)第二醇作为引发剂的基于第二高粘度聚环氧烷的流体，例如基于环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)的流体的组合；其中基于第二高粘度EO/PO的流体具有大于约600Da的数均分子量；一种用来制造上述润滑剂的方法；以及一种由上述润滑剂组合物制得的传动系统液。

技术领域

本发明涉及一种润滑剂组合物；更特别地，涉及一种基于聚环氧烷的润滑剂组合物，其在用于像齿轮润滑剂这样的应用时会展现出改进的特性。

背景技术

在此之前，基于矿物油的润滑剂(第I类、第II类和第III类基础油)和基于聚α烯烃(PAO)的润滑剂(第IV类基础油)几十年来已经用作像发动机油、轴用油和传动液这样的应用的传动系统液。对于一些应用，已知流体的特征在于“填充用于整个寿命(fill forlife)”，意思是一旦润滑剂加入车辆中，就不需要在车辆的使用寿命中对油进行更换。与汽车在54.5英里每加仑(mpg)下行驶的要求相关的2025CAFE(公司平均燃料经济性)规定促使原始制造商(OEM)寻求不同的润滑剂组合物作为可进一步增加燃料经济性而又不会损害耐久性的可能选择。

改进汽车燃料经济性的一个方法是改进用作用于汽车车轴、分动箱等的齿轮润滑剂的润滑剂流体。例如，将润滑剂的运动粘度从约11-12厘沲(cSt)降至约5-6cSt会相应地将旋转损失降低约50百分比(％)至约60％；并且会将能量损失降低约30％至约40％，从而获得约1％至约2％的燃料经济性改进。以上方法的挑战是降低润滑剂的粘度可能会产生导致金属与金属的接触的薄膜，其会最终导致更高的摩擦和磨损，这可能会引起(例如)齿轮系统的过早失效。

在解决以上问题的一个尝试中，向基于常规矿物油的油(第I类、第II类和第III类基础油)中添加称作“粘度改性剂”的常规化合物，从而试图赋予油高的粘度指数(V.I.)(例如约170至约190的V.I.)，其会相应地在低温下为油提供低的动力粘度，这会帮助降低旋转损失。但是，V.I.改进剂(粘度改性剂)的使用存在限制，这是由于此类V.I.改进剂在一段时间内容易剪切降解，这会导致润滑剂的永久粘度损失。在工业中使用V.I.高达180的流体(润滑剂)，以便在粘度改性剂的帮助下在低温下获得低粘度(例如，对于100℃下11-12cSt的流体在-40摄氏度(℃)下为70,000厘泊(cP))。以上的已知润滑剂还可使用称为“摩擦改性剂”的化合物，例如油酸甘油酯，以便降低润滑剂的摩擦，从而获得能量效率。

使用第I类至第III类基础油的另一个挑战是此类油具有高的倾点；因此，需要向油中添加称作“倾点下降剂”的添加剂，以便在-40℃下获得此类油期望的粘度，从而将低温下油的泵送损失最小化。泵送损失是由于液体移动通过装置而导致的能量损失。较高粘度的液体比较低粘度的液体需要更多的能量来移动(泵送)。在启动状态下，较高粘度的液体会需要更多的能量来移动，从而导致更高的燃料消耗。

此前，在解决泵送损失的以上问题和最大化地降低泵送损失的一个尝试中，使用第IV类基础油(例如聚α烯烃基础流体)替代第I类至第III类基础油，这是由于第IV类基础油固有地具有(例如)：(1)良好的低温特性，(2)相对于第III类基础油更佳的V.I.，(3)相对于第III类油更低的牵引系数。另外，与第III类基础油相比，第IV类基础油与V.I.改进剂和摩擦改性剂的组合会在获得燃料经济性方面提供一个更佳替代。工业中在V.I.改进剂和摩擦改性剂的帮助下使用V.I.高达190的流体(润滑剂)获得能量效率。