本發(fā)明涉及自動傳動液，具體為一種具有優(yōu)異的粘溫特性和低溫流動性能的自動傳動液及其組合物。
背景技術(shù)：
汽車自動傳動液(atf,automatictransmissionfluid)是一種多功能、多用途的液體。它主要用于轎車和輕型卡車的自動變速系統(tǒng)，也用于大型裝載車的變速傳動箱、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以及農(nóng)用機械的分動箱。在傳動過程中，作為中間介質(zhì)，主要起到潤滑、分散熱量、摩擦保護等作用。
對自動變速裝置來說，其變速箱結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，要想長期行使自如，保持良好狀態(tài)，對自動傳動液的性能要求也非常全面。一種性能優(yōu)異的自動傳動液應(yīng)具備適宜的高溫黏度、較高的粘度指數(shù)、優(yōu)良的低溫流動特性、優(yōu)良的氧化安定性、穩(wěn)定的摩擦耐久性，以及對銅部件無腐蝕、防銹性好、起泡性小等特性。
汽車自動傳動液的分類規(guī)格比較復(fù)雜，主要規(guī)格系列為通用汽車公司的dexron、福特汽車公司的mercon、埃里遜公司的allison和卡特皮勒公司的to系列規(guī)格，這些規(guī)格在國際上普遍得到認可，其中以美國通用汽車公司的dexron規(guī)格最有影響。隨著汽車自動變速器的發(fā)展，dexon規(guī)格從ⅱ到ⅱe，最新已經(jīng)發(fā)展到dexron-ⅵ，對自動傳動液的性能要求也越來越高。
用于調(diào)配自動傳動液的基礎(chǔ)油可以是礦物基礎(chǔ)油、合成基礎(chǔ)油或者是兩者混合調(diào)配。以礦物油作為基礎(chǔ)油，成本較低，但在極端低溫、工作溫度變化大、負載高等特殊的環(huán)境下，礦物油的傾點、氧化安定性、低溫粘度、粘溫特性等性能并不能完全滿足自動傳動液的使用要求。合成基礎(chǔ)油主要包括聚α-烯烴(pao)、合成酯、聚醚(pag)等三大合成基礎(chǔ)油，性能優(yōu)于礦物基礎(chǔ)油，但由于合成基礎(chǔ)油制備工藝復(fù)雜，成本高，所調(diào)配的自動傳動液價格相對較高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種自動傳動液組合物，包含聚乙烯和添加劑，其中所述聚乙烯的重均分子量為200～1000，支化度為0.1～0.5。
根據(jù)本發(fā)明一實施方式，所述聚乙烯在100℃的運動粘度為2～25mm2/s。
根據(jù)本發(fā)明一實施方式，所述聚乙烯的粘度指數(shù)為150～250，傾點為-10～-60℃。
根據(jù)本發(fā)明一實施方式，所述組合物包含70.0～99.5wt％的所述聚乙烯和0.5～30.0wt％的所述添加劑。
根據(jù)本發(fā)明一實施方式，所述添加劑選自粘度指數(shù)改進劑、極壓抗磨劑、抗氧劑、抗氧抗腐抗磨劑、分散劑、清凈劑、防銹劑、降凝劑、金屬鈍化劑、抗泡劑中的一種或多種。
根據(jù)本發(fā)明一實施方式，所述添加劑包含0～3.0wt％的粘度指數(shù)改進劑、0.1～5.0wt％的極壓抗磨劑、0.05～1.0wt％的抗氧劑、0～2.0wt％的抗氧抗腐抗磨劑、0.2～10.0wt％的分散劑、0.01～2.5wt％的清凈劑、0～1.5wt％的防銹劑、0.2～5.0wt％的降凝劑、0.005～0.5wt％的抗泡劑；所涉及的質(zhì)量百分含量以所述自動傳動液組合物的總重量為基準。
根據(jù)本發(fā)明一實施方式，所述粘度指數(shù)改進劑選自乙丙共聚物、聚甲基丙烯酸酯、聚異丁烯、氫化苯乙烯雙烯共聚物中的一種或多種；
所述極壓抗磨劑選自有機硫化物、有機磷化物、有機金屬鹽、硼酸鹽中的一種或多種。
根據(jù)本發(fā)明一實施方式，所述極壓抗磨劑選自硫化異丁烯、二芐基二硫、磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、亞磷酸二正丁酯、二烷基二硫代氨基甲酸鹽、二烷基二硫代磷酸鹽、環(huán)烷酸鉛、偏硼酸鈉、偏硼酸鉀、三硼酸鉀中的一種或多種。
根據(jù)本發(fā)明一實施方式，所述抗氧劑選自n-苯基-α-萘胺、烷基二苯胺、2,6-二叔丁基苯酚、含銅鹽化合物復(fù)合機、有機硫磷酸銅中的一種或幾種；
所述抗氧抗腐抗磨劑選自二烷基二硫代磷酸鋅、氨基硫代酯、硼酸鹽復(fù)合劑中的一種或幾種；
所述分散劑選自聚異丁烯基丁二酰亞胺、單丁二酰亞胺、雙丁二酰亞胺中的一種或幾種。
根據(jù)本發(fā)明一實施方式，所述清凈劑選自高堿值磺酸鹽、高堿值酚鹽、高堿值水楊酸鹽、硫代硫酸鹽中的一種或幾種。
所述防銹劑選自十二烯基丁二酸、環(huán)烷酸鋅、n-油酰肌氨酸十八胺鹽、磺酸鋇、磺酸鈣、磺酸鋇、苯并三氮唑中的一種或幾種。
所述降凝劑選自長鏈烷基萘、長鏈烷基酚、聚甲基丙烯酸酯及聚α-烯烴中的一種或幾種。
所述抗泡劑選自有機硅聚合物、丙烯酸酯及烷基丙烯酸共聚物中的一種或幾種。
本發(fā)明進一步提供了一種自動傳動液，包含上述的組合物。
本發(fā)明一實施方式的自動傳動液組合物制得的自動傳動液，具有優(yōu)異的粘溫特性和低溫流動性能，抗磨性能好，綜合性能優(yōu)良；且制備方法簡單，生產(chǎn)成本低，滿足dexron-ⅵ規(guī)格對自動傳動液的要求。
具體實施方式
體現(xiàn)發(fā)明特征與優(yōu)點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的描述在本質(zhì)上是當作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
本發(fā)明一實施方式提供了一種自動傳動液組合物，包含油狀的聚乙烯和添加劑；其中，聚乙烯的重均分子量為200～1000，例如250、300、450、600、850等；支化度為0.1～0.5，例如0.15、0.2、0.35、0.40、0.45等。
本發(fā)明一實施方式以具有特定分子量及支化度的上述油狀物聚乙烯作為自動傳動液的合成基礎(chǔ)油，調(diào)配所得自動傳動液具有優(yōu)異的粘溫特性和低溫流動性能，符合dexron-ⅵ規(guī)格要求。
于本發(fā)明一實施方式中，聚乙烯為乙烯均聚而成的髙支化異構(gòu)烷烴，聚合方式可包括溶液聚合、氣相聚合、淤漿聚合等。
于本發(fā)明一實施方式中，聚乙烯在100℃的運動粘度可以為2～25mm2/s，例如可以是2.5mm2/s、5mm2/s、12mm2/s、18mm2/s、20mm2/s等；粘度指數(shù)可以為150～250，例如可以是160、175、180、200、230等；傾點可以為-10～-60℃，例如可以為-15℃、-25℃、-30℃、-40℃、-45℃等。
于本發(fā)明一實施方式中，自動傳動液組合物包括70.0～99.5wt％的聚乙烯油狀物；例如自動傳動液組合物可包括80.0wt％的聚乙烯，也可以是包括90.0wt％的聚乙烯，還可以是包括95.0wt％的聚乙烯。其中，所涉及的質(zhì)量百分含量均以自動傳動液組合物的總重量為基準。
于本發(fā)明一實施方式中，添加劑可以是粘度指數(shù)改進劑、極壓抗磨劑、抗氧劑、抗氧抗腐抗磨劑、分散劑、清凈劑、防銹劑、降凝劑、金屬鈍化劑、抗泡劑中的一種或多種。本發(fā)明對上述添加劑的具體種類沒有限定，現(xiàn)有的各類添加劑均可用于本發(fā)明。
于本發(fā)明一實施方式中，自動傳動液組合物包括0.5～30.0wt％的添加劑；例如自動傳動液組合物可包括5.0wt％的添加劑，也可以是包括10.0wt％的添加劑，還可以是包括20.0wt％的添加劑。
于本發(fā)明一實施方式中，粘度指數(shù)改進劑可以是乙丙共聚物、聚甲基丙烯酸酯、聚異丁烯、氫化苯乙烯雙烯共聚物中的一種或幾種，含量為自動傳動液總重量的0～3.0％，例如0.1％、0.5％、1.5％。
于本發(fā)明一實施方式中，極壓抗磨劑可以是硫化異丁烯、二芐基二硫、磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、亞磷酸二正丁酯、二烷基二硫代氨基甲酸鹽、二烷基二硫代磷酸鹽、環(huán)烷酸鉛、偏硼酸鈉、偏硼酸鉀、三硼酸鉀中的一種或幾種，含量為自動傳動液總重量的0.1～5.0％，例如0.5％、1.5％、3.0％。
于本發(fā)明一實施方式中，抗氧劑可以是n-苯基-α-萘胺、烷基二苯胺、2,6-二叔丁基苯酚、含銅鹽化合物復(fù)合劑、有機硫磷酸銅中的一種或幾種，含量為自動傳動液總重量的0.05～1.0wt％，例如0.08％、0.25％、0.4％。
于本發(fā)明一實施方式中，抗氧抗腐抗磨劑可以是二烷基二硫代磷酸鋅(zddp)、氨基硫代酯、硼酸鹽復(fù)合劑中的一種或幾種，含量為自動傳動液總重量的0～2.0％，例如0.02％、0.6％、1.5％。
于本發(fā)明一實施方式中，分散劑可以是聚異丁烯基丁二酰亞胺、單丁二酰亞胺、雙丁二酰亞胺中的一種或幾種，含量為自動傳動液總重量的0.1～10.0％，例如0.75％、2.5％、5.0％。
于本發(fā)明一實施方式中，清凈劑可以是高堿值磺酸鹽、高堿值酚鹽、高堿值水楊酸鹽、硫代硫酸鹽中的一種或幾種，含量為自動傳動液總重量的0.01～2.5％，例如0.02％、0.5％、1.25％。
于本發(fā)明一實施方式中，防銹劑可以是十二烯基丁二酸、環(huán)烷酸鋅、n-油酰肌氨酸十八胺鹽、磺酸鋇、磺酸鈣、磺酸鋇、苯并三氮唑中的一種或幾種，含量為自動傳動液總重量的0～1.5％，例如0.01％、0.25％、0.8％。
于本發(fā)明一實施方式中，降凝劑可以是長鏈烷基萘、長鏈烷基酚、聚甲基丙烯酸酯及聚α-烯烴中的一種或幾種，含量為自動傳動液總重量的0.2～5.0％，例如0.3％、1.2％、3.0％。
于本發(fā)明一實施方式中，抗泡劑可以是有機硅聚合物、丙烯酸酯及烷基丙烯酸共聚物中的一種或幾種，含量為自動傳動液總重量的0.005～0.5％，例如0.01％、0.02％、0.25％。
本發(fā)明一實施方式的聚乙烯，采用乙烯均聚技術(shù)一步制得，具有原料低價易得、工藝路線簡單、生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢。所制得的聚乙烯的粘溫特性和低溫流動性能優(yōu)異，以該聚乙烯為基礎(chǔ)油調(diào)配而成的自動傳動油成本較低，且具有良好的應(yīng)用性能。
于本發(fā)明一實施方式中，乙烯聚合選用主催化劑(tacl5)和助催化劑(etalcl2、et2alcl或et3al2cl3)的催化體系，于一定溫度、壓力下均聚制得聚乙烯油狀物。進一步地，可通過調(diào)整工藝中催化劑種類及聚合條件，來調(diào)整聚乙烯油狀聚合物的分子量、支化度等理化性質(zhì)，以獲得具有不同粘溫特性等應(yīng)用性能的聚乙烯油狀聚合物。
下面，結(jié)合具體實施例對本發(fā)明一實施方式的自動傳動液及其制備方法作進一步說明。其中，采用凝膠滲透色譜儀(gpc)測試高支化聚乙烯的分子量，并計算聚乙烯的分子量分布。采用1hnmr核磁共振儀對高支化聚乙烯進行1hnmr表征，通過計算化學(xué)位移在0.5～1.05ppm處的非芳烴甲基h原子占化學(xué)位移在0.5～2.1ppm處的總的非芳烴h原子數(shù)量的比例，獲得高支化聚乙烯的支化度。
實施例1
聚乙烯的制備
乙烯均聚使用一臺裝備有機械攪拌槳和溫度控制裝置的200ml不銹鋼高壓聚合釜，抽真空置換氮氣三次，再抽真空，通入乙烯氣體，并在乙烯氛圍下加入tacl5(108mg，0.30mmol)、助催化劑etalcl2的己烷溶液0.3ml(1mol/l)，選擇性改進劑alcl3(3.0mmol)及溶劑氯苯10ml。加熱至60℃，以4mpa的壓力持續(xù)加入乙烯，在60℃下攪拌8h后將乙烯氣氛切換為氫氣，反應(yīng)物氫化完全后將高壓釜排空至常壓，并加入少量乙醇使催化劑失活。將反應(yīng)液濃縮后過硅膠短柱，獲得6.3g油狀高支化聚乙烯。油狀高支化聚乙烯產(chǎn)物的重均分子量為327，分子量分布為1.4，支化度為0.38。
自動傳動液的制備
以組合物總重量為100份計，將91.65份聚乙烯油狀物、0.25份粘度指數(shù)改進劑聚甲基丙烯酸甲酯、2.38份極壓抗磨劑二芐基二硫、0.45份抗氧劑2,6-二叔丁基苯酚、0.2份抗氧抗腐抗磨劑二烷基二硫代磷酸鋅、3.2份分散劑聚異丁烯基丁二酰亞胺、0.08份清凈劑高堿值磺酸鹽、0.05份防銹劑十二烯基丁二酸、1.7份降凝劑長鏈烷基萘和0.04份抗泡劑在50℃條件下混合均勻，制得自動傳動液。
實施例2
聚乙烯的制備
乙烯均聚使用一臺裝備有機械攪拌槳和溫度控制裝置的200ml不銹鋼高壓聚合釜，抽真空置換氮氣三次，再抽真空，通入乙烯氣體，并在乙烯氛圍下加入tacl5(108mg，0.30mmol)、助催化劑etalcl2的己烷溶液0.45ml(1mol/l)，選擇性改進劑alcl3(3.0mmol)及溶劑氯苯10ml。加熱至60℃，以4mpa的壓力持續(xù)加入乙烯，在60℃下攪拌8h后將乙烯氣氛切換為氫氣，反應(yīng)物氫化完全后將高壓釜排空至常壓，并加入少量乙醇使催化劑失活。將反應(yīng)液濃縮后過硅膠短柱，獲得8.3g油狀高支化聚乙烯。油狀高支化聚乙烯產(chǎn)物的重均分子量為510，分子量分布為1.7，支化度為0.41。
自動傳動液的制備
以組合物總重量為100份計，將86.89份聚乙烯油狀物、0.47份粘度指數(shù)改進劑聚甲基丙烯酸甲酯、3.85份極壓抗磨劑磷酸三甲酚酯、0.2份抗氧劑2,6-二叔丁基苯酚、1.2份抗氧抗腐抗磨劑二烷基二硫代磷酸鋅、2.26份分散劑聚異丁烯基丁二酰亞胺、1.3份清凈劑高堿值磺酸鹽、0.07份防銹劑十二烯基丁二酸、3.6份降凝劑長鏈烷基萘和0.16份抗泡劑在50℃條件下混合均勻，制得自動傳動液。
實施例3
聚乙烯的制備
乙烯均聚使用一臺裝備有機械攪拌槳和溫度控制裝置的200ml不銹鋼高壓聚合釜，抽真空置換氮氣三次，再抽真空，通入乙烯氣體，并在乙烯氛圍下加入tacl5(144mg，0.40mmol)、助催化劑etalcl2的己烷溶液0.45ml(1mol/l)，選擇性改進劑alcl3(3.0mmol)及溶劑氯苯10ml。加熱至60℃，以6mpa的壓力持續(xù)加入乙烯，在60℃下攪拌8h后將乙烯氣氛切換為氫氣，反應(yīng)物氫化完全后將高壓釜排空至常壓，并加入少量乙醇使催化劑失活。將反應(yīng)液濃縮后過硅膠短柱，獲得8.1g油狀高支化聚乙烯。油狀高支化聚乙烯產(chǎn)物的重均分子量為896，分子量分布為2.1，支化度為0.37。
自動傳動液的制備
以組合物總重量為100份計，將81.86份聚乙烯油狀物、0.31份粘度指數(shù)改進劑乙丙共聚物、4.7份極壓抗磨劑硫化異丁烯、0.15份抗氧劑2,6-二叔丁基苯酚、0.28份抗氧抗腐抗磨劑二烷基二硫代磷酸鋅、6.92份分散劑聚異丁烯基丁二酰亞胺、1.95份清凈劑高堿值水楊酸鹽、0.2份防銹劑十二烯基丁二酸、3.57份降凝劑長鏈烷基萘和0.06份抗泡劑在50℃條件下混合均勻，制得自動傳動液。
實施例4
聚乙烯的制備
乙烯均聚使用一臺裝備有機械攪拌槳和溫度控制裝置的200ml不銹鋼高壓聚合釜，抽真空置換氮氣三次，再抽真空，通入乙烯氣體，并在乙烯氛圍下加入tacl5(108mg，0.30mmol)、助催化劑et2alcl的己烷溶液0.3ml(1mol/l)，選擇性改進劑alcl3(3.0mmol)及溶劑氯苯10ml。加熱至40℃，以6mpa的壓力持續(xù)加入乙烯，在60℃下攪拌8h后將乙烯氣氛切換為氫氣，反應(yīng)物氫化完全后將高壓釜排空至常壓，并加入少量乙醇使催化劑失活。將反應(yīng)液濃縮后過硅膠短柱，獲得5.9g油狀高支化聚乙烯。油狀高支化聚乙烯產(chǎn)物的重均分子量為274，分子量分布為1.6，支化度為0.31。
自動傳動液的制備
以組合物總重量為100份計，將88.31份聚乙烯油狀物、1.87份粘度指數(shù)改進劑聚甲基丙烯酸甲酯、2.5份極壓抗磨劑二芐基二硫、0.14份抗氧劑2,6-二叔丁基苯酚、0.2份抗氧抗腐抗磨劑二烷基二硫代磷酸鋅、3.94份分散劑聚異丁烯基丁二酰亞胺、1.12份清凈劑高堿值磺酸鹽、0.02份防銹劑十二烯基丁二酸、1.63份降凝劑長鏈烷基萘和0.27份抗泡劑在50℃條件下混合均勻，制得自動傳動液。
實施例5
聚乙烯的制備
乙烯均聚使用一臺裝備有機械攪拌槳和溫度控制裝置的200ml不銹鋼高壓聚合釜，抽真空置換氮氣三次，再抽真空，通入乙烯氣體，并在乙烯氛圍下加入tacl5(144mg，0.40mmol)、助催化劑et2alcl的己烷溶液0.45ml(1mol/l)，選擇性改進劑alcl3(3.0mmol)及溶劑氯苯10ml。加熱至60℃，以4mpa的壓力持續(xù)加入乙烯，在45℃下攪拌12h后將乙烯氣氛切換為氫氣，反應(yīng)物氫化完全后將高壓釜排空至常壓，并加入少量乙醇使催化劑失活。將反應(yīng)液濃縮后過硅膠短柱，獲得9.2g油狀高支化聚乙烯。油狀高支化聚乙烯產(chǎn)物的重均分子量為614，分子量分布為1.5，支化度為0.37。
自動傳動液的制備
以組合物總重量為100份計，將85.6份聚乙烯油狀物、0.85份粘度指數(shù)改進劑乙丙共聚物、4.26份極壓抗磨劑硫化異丁烯、0.3份抗氧劑2,6-二叔丁基苯酚、1.74份抗氧抗腐抗磨劑二烷基二硫代磷酸鋅、3.57份分散劑聚異丁烯基丁二酰亞胺、2.1份清凈劑高堿值水楊酸鹽、0.05份防銹劑十二烯基丁二酸、1.42份降凝劑長鏈烷基萘和0.11份抗泡劑在50℃條件下混合均勻，制得自動傳動液。
對比例
以重均分子量為1800，分子量分布為2.2，支化度為0.27的聚乙烯油狀物作為自動傳動液基礎(chǔ)油，按實施例1的組成添加各類添加劑，制得自動傳動液。
自動傳動液指標性能測試
將實施例1-5與對比例按dexron-ⅵ規(guī)格中的測試方法測定100℃運動粘度、粘度指數(shù)、低溫布氏粘度(-40℃)和抗磨性能，結(jié)果見表1。粘度指數(shù)越高，其粘溫性能越好；布氏粘度越低，其低溫流動性能越好。抗磨性能通過磨損試驗測定，磨損量越小，表示組合物的抗磨性能越好。
表1實施例及對比例的自動傳動液的性能指標
本發(fā)明實施例采用分子量在一定范圍內(nèi)的高支化聚乙烯油狀物為基礎(chǔ)油制得的自動傳動液，與對比例中以較高分子量的聚乙烯油狀物為基礎(chǔ)油制備的自動傳動液相比較，具有更高的粘度指數(shù)、更低的運動粘度(100℃)和低溫布氏粘度(-40℃)，磨損量小，符合dexron-ⅵ規(guī)格要求。
除非特別限定，本發(fā)明所用術(shù)語均為本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義。
本發(fā)明所描述的實施方式僅出于示例性目的，并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員可在本發(fā)明的范圍內(nèi)作出各種其他替換、改變和改進，因而，本發(fā)明不限于上述實施方式，而僅由權(quán)利要求限定。