專利名稱：具有優(yōu)異抗磨損和抗腐蝕特性的用于ep潤滑脂的添加劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于極端壓力(“EP”)潤滑脂組合物的添加劑組合物，其具有優(yōu)異的 抗磨損和抗腐蝕特性。更具體地，本發(fā)明涉及添加劑組合物，其包含(A)噻二唑聚(醚)乙 二醇復合物、(B) 二烴基二硫代磷酸鉬和(C) 二烴基二硫代磷酸鋅。
背景技術(shù)：
EP潤滑脂在高負荷條件下潤滑，并要求高效EP添加劑以防止刮傷和熔接。噻二唑 是有效的EP添加劑化合物。美國專利6，365，557號公開了噻二唑/聚(醚)乙二醇復合 物。盡管這些復合物是優(yōu)異的潤滑脂極端壓力添加劑，但是它們對金屬表面的高表面親合 力產(chǎn)生導致銅和其它有色金屬不期望的變色并阻斷抗磨損添加劑降低磨損的能力的涂層。 本發(fā)明教導特定的潤滑劑添加劑組合物，其中這些噻二唑聚(醚)乙二醇復合物不對磨損 和腐蝕產(chǎn)生不良影響同時保持優(yōu)異的極端壓力特性。美國專利6，541，427號(Dresel et al.)公開了具有添加劑系統(tǒng)的潤滑脂配方， 該添加劑系統(tǒng)含有2%的鉬化合物(二烴基二硫代氨基甲酸鹽MoDTC或二烴基二硫代磷酸 鹽MoDTP)、約2%的噻二唑添加劑并要求各種其它添加劑。發(fā)明概述本發(fā)明涉及潤滑劑組合物，其包含均以重量％表示的下述組分(a)主要量(即，> 90% )的基礎(chǔ)潤滑脂，如鋰、鋰復合物、鋁復合物、鈣復合物有 機粘土和聚脲；(b)噻二唑聚(醚)乙二醇，其提供1500ppm至3500ppm的硫，優(yōu)選2000ppm至 2800ppm 的 S ；(c) 二烴基二硫代磷酸鉬，其提供77ppm至450ppm的鉬(Mo)，優(yōu)選192ppm至 220ppm 的 Mo ；(d) 二烴基二硫代磷酸鋅，其提供600ppm至IOOOppm的鋅(Zn)，優(yōu)選700ppm至 900ppm 的 Zn。本發(fā)明還公開了用于潤滑脂的添加劑組合物。該添加劑組合物由下述化合物組 成(a)噻二唑聚(醚)乙二醇復合物；(b) 二烴基二硫代磷酸鉬；(c) 二烴基二硫代磷酸鋅。并且S Mo Zn的重量比為約150-350 7.7-45 60-100。在該比率中，S意 指由噻二唑/聚(醚)乙二醇復合物提供的硫。發(fā)明詳述本發(fā)明的噻二唑/聚(醚)乙二醇復合物描述于美國專利6，365，557號，其通過 引用并入本文。優(yōu)選的實施方案包含下述的復合物(a) 一種或多種如下的噻二唑化合物
(i)具有下述通式的2，5- 二巰基-1，3，4-噻二唑(DMTD)的二聚物 其中η為1和/或2 ；和/或(ii)具有下式的2-巰基-1,3,4-噻二唑(MTD) 以及(b)具有下述通式的聚(醚)乙二醇 其中，R1為氫、支鏈或直鏈C1至C2tl烷基、苯基、C1至C8支化的直鏈?；吧鲜龅?組合，并且m為1至300。優(yōu)選的聚(醚)乙二醇是丁氧基三甘醇、聚乙二醇或上述的組合， 并且后一種組合是最優(yōu)選的。如上文所示，(a)噻二唑可以是DMTD的一硫化物二聚物(通式I，η = 1)、DMTD的二硫化物二 聚物(通式Ι，η = 2)和MTD(通式II)中的一種或多種；并且該噻二唑可以與下述化合物
復合(b)聚(醚)乙二醇(通式III)。復合物可以包含約10%至60%重量比的噻二唑化合物和約40%至90%重量比的 聚(醚)乙二醇化合物；優(yōu)選約25%至50%重量比的噻二唑化合物和約50%至75%重量 比的聚(醚)乙二醇化合物；并且最優(yōu)選約30%至40%重量比的噻二唑和約60%至70% 重量比的聚(醚)乙二醇。復合物的最優(yōu)實施方案如下來自Norwalk，CT的R.T.范德比爾特公司的 Vanlube 972M添加劑。Vanlube 972M包含大約(a) 15%重量比的DMTD的一硫化物二聚 物、10%重量比的DMTD的二硫化物二聚物、10%重量比的MTD ；和(b)49%重量比的丁氧基 三甘醇及16%重量比的聚乙二醇；并且平均分子量為每摩爾300克。二烴基二硫代磷酸鉬和二烴基二硫代磷酸鋅化合物通常通過下述方法來制備使 P2S5與醇反應以形成二烴基二硫代磷酸化合物，然后將其用合適的鉬化合物或鋅化合物中 和 其中，R2和R3獨立地是含有1至18個碳原子、優(yōu)選2至12個碳原子的烴基，包括 烷基、烯基、芳基、芳基烷基、烷基芳基和脂環(huán)基。烴基的實例是乙基、正丙基、異丙基、正丁 基、異丁基、仲丁基、異辛基、2-乙基己基和丁基苯基。對于二烴基二硫代磷酸鉬，ο為2和 4，χ為1至2，y為1至4，ζ為1至4。測試方法本發(fā)明中用于評價潤滑脂組合物的極端壓力、抗腐蝕性和磨損特性的測試方法如 下1.鐵姆肯(Timken) EP 測試2.銅帶(Copper Strip)測試3. 4球磨損測試鐵姆肯測試是已知的標準化測試，并且描述于ASTM D 2509中。鐵姆肯測試測量 在旋轉(zhuǎn)杯與固定塊(stationary block)之間發(fā)生磨損，即擦傷時的負荷；因此，鐵姆肯OK 負荷越高，潤滑脂的EP特性越好。下文提供了基于鐵姆肯OK負荷性能的非正式EP排名； 其中60-80 (優(yōu)良或優(yōu)異)的任何值被認為對工業(yè)標準是可接受的 銅帶測試方法ASTM D 4048用于評價潤滑脂組合物的銅腐蝕特征。在該測試方法 中，將拋光的銅帶完全浸入潤滑脂樣品中，并于100°c下在爐中加熱24小時。在該時間段的 末尾，將帶移除、洗滌并與ASTM銅帶腐蝕標準進行比較。將銅帶分級為Ia至4b。Ia的等 級表示具有最少量腐蝕的帶，而4c表示具有最大量腐蝕的帶。商業(yè)潤滑脂是不腐蝕的，并 且獲得不高于Ib的等級。根據(jù)ASTM D4172中所述的標準程序進行4球磨損測試。在該測試方法中，將1個
6球在3個均勻放置的靜止球上轉(zhuǎn)動，同時使4個球完全沒入測試油中。于75°C下，以40kg 的負荷和1200rpm的轉(zhuǎn)速，將用于本發(fā)明的測試進行1小時。測量3個靜止球的擦痕直徑， 結(jié)果是3個球的平均值。對于該測試，可接受的結(jié)果是直徑小于0. 5mm的平均擦痕。實施例1將含有噻二唑聚(醚)乙二醇復合物(來自Norwalk，CT的R. T.范德比爾特公 司的Vanlube 972M添加劑)、Vanlube 972M與二烷基二硫代磷酸鉬(來自R. T.范德比 爾特公司的Molyvan L添加劑)的組合、用10-20%的油稀釋的Vanlube 972M與二烷基 二硫代磷酸鋅(來自Lubrizol Corp.的Lubrizol 1395)的組合以及Vanlube 972M與 MolyvanL和Lubrizol 1395的組合的鋰潤滑脂的磨損、EP和腐蝕特性。表1中匯總的數(shù)據(jù) 表明，只有用全部三種組分和特定濃度處理的潤滑脂具有優(yōu)良至優(yōu)異的鐵姆肯OK負荷和 可接受的擦痕及銅腐蝕等級。另外，配方10、11、12和13的數(shù)據(jù)表明，諸如二烷基二硫代氨 基甲酸鉬(Molyvan 822)和有機鉬酸鹽(Molyvan 855)的其它鉬化合物并非MoDTP的 有效替代選擇。表 1 1Vanlube 972M的硫含量為24% (重量比)。3Lubrizol 1395 的鋅含量為 10. 6%。3Molyvan L 的鉬含量為 8. 3%。4Molyvan 822 的鉬含量為 4. 9% .5Molyvan 855 的鉬含量為 7. 9% .實施例2 (比較實施例)作為比較實施例，用其它基于磷酸和鋅的抗磨損(AW)添加劑代替本發(fā)明的ZDDP組分，同時保持本發(fā)明的其它組分不變。如表2所匯總的，除了環(huán)烷酸鋅以外，替代的選擇 均未提供令人滿意的抗磨損性能。然而，含環(huán)烷酸鋅的組合物的EP性能不令人滿意。表2(比較實施例) 實施例3 (比較實施例)為了進行比較，用其它噻二唑衍生物代替本發(fā)明的噻二唑聚(醚)乙二醇復合物 組分。如表3所匯總的，替代的選擇均未提供令人滿意的EP性能表3 (比較實施例)
權(quán)利要求
潤滑劑組合物，包含以重量％表示的至少90％的基礎(chǔ)潤滑脂；以及(a)提供約1500ppm至3500ppm的硫的量的噻二唑聚(醚)乙二醇復合物；(b)提供約77ppm至450ppm的鉬的量的二烴基二硫代磷酸鉬；和(c)提供約600ppm至1000ppm的鋅的量的二烴基二硫代磷酸鋅。
2.如權(quán)利要求1所述的潤滑劑組合物，其中(a)所述噻二唑聚(醚)乙二醇復合物提供約2000ppm至2800ppm的硫；(b)所述二烴基二硫代磷酸鉬提供約192ppm至220ppm的鉬；以及(c)所述二烴基二硫代磷酸鋅提供約700ppm至900ppm的鋅。
3.如權(quán)利要求1所述的潤滑劑組合物，其中所述噻二唑聚(醚)乙二醇復合物包含 (a) 一種或多種如下的噻二唑化合物(i)具有下述通式的2，5-二巰基-1，3，4-噻二唑(DMTD)的二聚物 其中η為1和/或2;和/或(ii)具有下式的2-巰基-1，3，4-噻二唑(MTD) 以及(b)具有下述通式的聚(醚)乙: 其中，R1為氫、支鏈或直鏈的C1至C2tl烷基、苯基、C1至C8支化的直鏈?；吧鲜龅慕M 合，并且m為1至300。
4.如權(quán)利要求3所述的潤滑劑組合物，其中所述噻二唑聚(醚)乙二醇包含(a)約 10%至60%的噻二唑組合物和(b)約40%至90%的聚(醚)乙二醇組合物。
5.如權(quán)利要求3所述的潤滑劑組合物，其中所述噻二唑聚(醚)乙二醇復合物的聚 (醚)乙二醇包含丁氧基三甘醇與聚乙二醇的組合。
6.如權(quán)利要求3所述的潤滑劑組合物，其中噻二唑包含DMTD的一硫化物二聚物(通式 I，η = 1)、DMTD的二硫化物二聚物(通式I，η = 2)和MTD (通式II)的組合。
7.如權(quán)利要求3所述的潤滑劑組合物，其中所述噻二唑聚(醚)乙二醇復合物包含大約(a)15%的DMTD的一硫化物二聚物、10%的DMTD的二硫化物二聚物、10%的MTD ；以及(b)45%的丁氧基三甘醇及15%的聚乙二醇。
8.如權(quán)利要求7所述的潤滑劑組合物，其中(a)所述噻二唑聚(醚)乙二醇復合物提供約2400ppm的硫；(b)所述二烴基二硫代磷酸鉬提供約206ppm的鉬；以及(c)所述二烴基二硫代磷酸鋅提供約795ppm的鋅。
9.用于潤滑脂的添加劑，包含(a)噻二唑聚(醚)乙二醇復合物；(b)二烴基二硫代磷酸鉬；和(c)二烴基二硫代磷酸鋅，(a)所述噻二唑聚(醚)乙二醇復合物提供的硫的重量、(b)所述二烴基二硫代磷酸銷 提供的鉬的重量和(c)所述二烴基二硫代磷酸鋅提供的鋅的重量的(a) (b) (c)比率 被計算為約 150-350 7.7-45 60-100。
10.如權(quán)利要求9所述的添加劑，其中所述比率為約200-280 19.2-22 70-90。
11.如權(quán)利要求10所述的添加劑，其中所述噻二唑聚(醚)乙二醇復合物包含 (a) 一種或多種如下的噻二唑化合物(i)具有下述通式的2，5-二巰基-1，3，4-噻二唑(DMTD)的二聚物 其中η為1和/或2;和/或(ii)具有下式的2-巰基-1，3，4-噻二唑(MTD) 以及(b)具有下述通式的聚(醚)乙 其中，R1為氫、支鏈或直鏈的C1至C2tl烷基、苯基、C1至C8支化的直鏈?；吧鲜龅慕M 合，并且m為1至300。
12.如權(quán)利要求11所述的潤滑劑組合物，其中所述噻二唑聚(醚)乙二醇包含(a)約 10%至60%的噻二唑組合物和(b)約40%至90%的聚(醚)乙二醇組合物。
13.如權(quán)利要求11所述的潤滑劑組合物，其中所述噻二唑聚(醚)乙二醇復合物的聚 (醚)乙二醇包含丁氧基三甘醇與聚乙二醇的組合。
14.如權(quán)利要求11所述的潤滑劑組合物，其中噻二唑包含DMTD的一硫化物二聚物(通 式I，η = 1)、DMTD的二硫化物二聚物(通式I，η = 2)和MTD (通式II)的組合。
15.如權(quán)利要求11所述的潤滑劑組合物，其中所述噻二唑聚(醚)乙二醇復合物包含 大約(a)15%的DMTD的一硫化物二聚物、10%的DMTD的二硫化物二聚物、10%的MTD ；以及(b)45%的丁氧基三甘醇及15%的聚乙二醇。
16.如權(quán)利要求15所述的添力卩劑，其中所述比率為約240 20.6 79.5。
全文摘要
本發(fā)明提供如下的潤滑劑組合物至少90％的基礎(chǔ)潤滑脂；(a)提供約1500ppm至3500ppm的硫的量的噻二唑聚(醚)乙二醇復合物；(b)提供約77ppm至450ppm的鉬的量的二烴基二硫代磷酸鉬；和(c)提供約600ppm至1000ppm的鋅的量的二烴基二硫代磷酸鋅。本發(fā)明還提供由組分(a)、(b)和(c)組成的用于潤滑脂的添加劑組合物。
文檔編號C10M137/00GK101889019SQ200880119720
公開日2010年11月17日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者加斯頓·A·艾吉蘭, 羅納德·J·赫澤 申請人:R.T.范德比爾特公司