DE102007021044A1

DE102007021044A1 - Kraftübertragungsfluid mit verbesserten Reibungscharakteristika

Info

Publication number: DE102007021044A1
Application number: DE102007021044A
Authority: DE
Inventors: Timothy J. Henly; Samuel H. Tersigni
Original assignee: Afton Chemical Corp
Current assignee: Afton Chemical Corp
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2007-05-04
Publication date: 2007-12-20
Also published as: FR2902437A1; GB2439172A; KR20070120025A; GB0709917D0; JP2007332377A; GB2439172B; CN101323810A; KR100892893B1; US20070293406A1; CN101323810B

Abstract

Eine Kraftübertragungsfluidzusammensetzung, eine Kraftübertragung, welche das Fluid enthält, ein Verfahren zum Durchführen einer Kraftübertragung mit dem Fluid und ein Verfahren zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit der Reibung für ein Kraftübertragungsfluid. Das Kraftübertragungsfluid enthält (a) eine Ölgrundlage und (b) eine Additivzusammensetzung, welche darin (i) mindestens ein aschefreies Dispergiermittel; (ii) ein Metalldetergenz, welches mehr als etwa 100 ppm Metall in der Kraftübertragungsfluidzusammensetzung bereitstellt; (iii) eine die Reibung modifizierende Menge eines Imidazolins; (iv) ein Succinimid-Reibungsmodifizierungsmittel; und (v) ein von (iii) unterschieliches tertiäres Amin-Reibungsmodifizierungsmittel ohne Hydroxygruppen aufweist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kraftübertragungsfluid mit verbesserter und/oder verlängerter Haltbarkeit und verbesserten Reibungscharakteristika. Die vorliegende Offenbarung kann ein Fluid umfassen, welches für Kraftübertragungsfluide geeignet ist, wie ein Fluid für ein automatisches Getriebe (ATF) und/oder ein Fluid für ein manuelles Getriebe. Kraftübertragungsfluide der vorliegenden Erfindung können Reibungsmodifizierungsmittel, ein boriertes Dispergiermittel und ein Metalldetergenz umfassen.
HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG
Von Automobilkraftübertragungsfluiden wird gefordert, dass sie unter sehr herausfordernden Temperatur- und Druckbedingungen spezielle Reibungseigenschaften bereitstellen. Veränderungen bei den Reibungseigenschaften eines Fluids als eine Funktion der relativen Gleitgeschwindigkeit, Temperatur oder Druck als ein Ergebnis dieser Bedingungen können einen Leistungsabbau verursachen, welcher für den Fahrer sofort bemerkbar ist. Solche Wirkungen können nicht akzeptable lange oder kurze Gangschaltwege, Fahrzeugerschütterung oder Vibration, Geräusch und/oder harte Schaltvorgänge („Gangschaltungsstoß") einschließen. Folglich besteht ein Bedarf für Übertragungsfluide, welche unter Bedingungen von hohen Temperaturen und Drucken minimalen Reibungsveränderungen unterliegen. Solche Fluide würden Ausrüstungs- und Leistungsprobleme minimieren, während das Intervall zwischen den Wechseln des Fluids maximiert wird. Durch das Ermöglichen des sanften Einrastens des Drehmomentwandlers und der verschiebbaren Kupplungen würden diese Fluide Erschütterung, Vibration und/oder Geräusch minimieren und in manchen Fällen über eine längere Fluidlebensdauer die Kraftstoffeinsparung verbessern. Da neuere Getriebe für eine verbesserte Kraftstoffeinsparung entwickelt werden, bleibt ein Bedarf für Fluide, welche speziell für solche neueren Getriebe formuliert sind.
Angesichts des andauernden Bedarfs für verbesserte Übertragungsfluide stellen beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung eine Kraftübertragungsfluidzusammensetzung, ein Verfahren zum Durchführen einer Kraftübertragung mit dem Fluid und ein Verfahren zum Verbessern der Dauerhaftigkeit der Reibung eines Kraftübertragungsfluids bereit. Kraftübertragungsfluide, welche gemäß der vorliegenden Offenbarung formuliert sind, stellen eine verbesserte Dauerhaftigkeit der Reibung und eine verbesserte Leistung für ein sanftes Einrasten des Drehmomentwandlers und der verschiebbaren Kupplungen und eine minimierte Erschütterung, Vibration und/oder Geräusch und/oder eine verbesserte Kraftstoffeinsparung bereit.
In einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet ein Kraftübertragungsfluid (a) eine Ölgrundlage und (b) eine Additivzusammensetzung, welche darin (i) mindestens ein aschefreies Dispergiermittel; (ii) ein Metalldetergenz, welches mehr als etwa 100 ppm Metall in der Kraftübertragungsfluidzusammensetzung bereitstellt; (iii) eine die Reibung modifizierende Menge eines Imidazolins; (iv) ein Succinimid-Reibungsmodifizierungsmittel; und (v) ein von (iii) unterschiedliches tertiäres Amin-Reibungsmodifizierungsmittel ohne Hydroxygruppen aufweist.
Eine andere beispielhafte Ausführungsform stellt ein Verfahren zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit der Reibung durch Zugabe einer Additivzusammensetzung zu einer Ölgrundlage bereit. Die Additivzusammensetzung kann (a) mindestens ein aschefreies Dispergiermittel; (b) ein Metalldetergenz, welches mehr als etwa 100 ppm Metall in der Zusammensetzung, welche die Ölgrundlage und die Additivzusammensetzung enthält, bereitstellt; (c) eine die Reibung modifizierende Menge eines Hydroxyalkylimidazolins; (d) ein Succinimid-Reibungsmodifizierungsmittel; und (e) ein von (c) unterschiedliches tertiäres Amin-Reibungsmodifizierungsmittel ohne Hydroxygruppen beinhalten.
Die Kraftübertragungsfluide der hier beschriebenen Ausführungsformen werden zur Bereitstellung von verbesserter Dauerhaftigkeit der Reibung formuliert, d.h. Reibungscharakteristika, welche sich sehr wenig verändern, wenn das Fluid thermischen und oxidativen Beanspruchungen ausgesetzt wird. Wie hier verwendet, bedeutet „Dauerhaftigkeit der Reibung" das Vermögen eines Fluids, physikalischen und chemischen Veränderungen zu widerstehen, welche die Reibungseigenschaften des Fluids während der Verwendung nachteilig beeinflussen. Die offenbarten Kraftübertragungsfluide sind zur Verwendung in Getrieben geeignet, wo eine hohe Beanspruchung des Schmiermittels Routine ist, wie Getriebe mit einem Gleitdrehmomentwandler, einem arretierbaren Drehmomentwandler, einer Startkupplung und/oder einer oder mehreren verschiebbaren Kupplungen. Solche Getriebe können Vier-, Fünf-, Sechs-, Sieben- oder Achtganggetriebe einschließen oder können stufenlose Getriebe (Ketten-, Riemen- und Scheibentyp) einschließen. Die Fluide können auch in manuellen Getrieben, einschließlich automatisierten manuellen Getrieben und solchen mit zwei Kupplungen, verwendet werden.
Sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung sind beispielhaft und nur erläuternd und es ist beabsichtigt, damit eine weitergehende Erläuterung der offenbarten Ausführungsformen, wie beansprucht, bereit zu stellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1-2 zeigen den Unterschied in den μ-v-Reibungsprofilen vor und nach dem Altern im Labor von unterschiedlichen Reibungsmaterialien für ein Fluid, welches eine Additivzusammensetzung gemäß der Offenbarung enthält, und für herkömmliche Fluide.
Die 3-4 zeigen die Gleitreibungskoeffizienten bei niedriger Geschwindigkeit in einem Ford-Kupplungstest auf Dauerhaftigkeit der Reibung für ein Fluid, welches eine Additivzusammensetzung gemäß der Offenbarung enthält, und für herkömmliche Fluide.
Die 5-6 zeigen die Mittelwert-Gleitreibungskoeffizienten in einem Ford-Kupplungstest auf Dauerhaftigkeit der Reibung für ein Fluid, welches eine Additivzusammensetzung gemäß der Offenbarung enthält, und für herkömmliche Fluide.
Die 7-8 zeigen die Haftreibungskoeffizienten beim Durchdrehen in einem Ford-Kupplungstest auf Dauerhaftigkeit der Reibung für ein Fluid, welches eine Additivzusammensetzung gemäß der Offenbarung enthält, und für herkömmliche Fluide.
Die 9-10 zeigen die Verhältnisse von Gleitreibung bei niedriger Geschwindigkeit zu Mittelwert-Gleitreibung (S1/D) in einem Ford-Kupplungstest auf Dauerhaftigkeit der Reibung für ein Fluid, welches eine Additivzusammensetzung gemäß der Offenbarung enthält, und für herkömmliche Fluide.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wie hier verwendet, werden die Ausdrücke „Hydrocarbylsubstituent" oder „Hydrocarbylrest" in ihrem ursprünglichen Sinn, welcher dem Fachmann bekannt ist, verwendet. Speziell betreffen sie einen Rest mit einem Kohlenstoffatom, welches direkt an den Rest eines Moleküls gebunden ist, und mit einem überwiegenden Kohlenwasserstoffcharakter. Beispiele der Hydrocarbylreste schließen ein:

(1) Kohlenwasserstoffsubstituenten, das heißt aliphatische (z.B. Alkyl oder Alkenyl), alicyclische (z.B. Cycloalkyl, Cycloalkenyl) Substituenten und aromatisch-, aliphatisch- und alicyclisch-substituierte aromatische Substituenten, sowie cyclische Substituenten, wobei der Ring durch einen anderen Teil des Moleküls vervollständigt wird (z.B. zwei Substituenten bilden zusammen einen alicyclischen Rest);
(2) substituierte Kohlenwasserstoffsubstituenten, das heißt Substituenten, welche Nichtkohlenwasserstoffreste enthalten, die im Kontext der Beschreibung hier den überwiegenden Kohlenwasserstoffsubstituenten nicht verändern (z.B. Halogen (insbesondere Chlor und Fluor), Hydroxy, Alkoxy, Mercapto, Alkylmercapto, Nitro, Nitroso und Sulfoxy);
(3) Heterosubstituenten, das heißt Substituenten, welche im Kontext dieser Beschreibung in einem Ring oder einer Kette, welche ansonsten aus Kohlenstoffatomen aufgebaut sind, von Kohlenstoff unterschiedliche Atome enthalten, wobei sie einen überwiegenden Kohlenwasserstoffcharakter aufweisen. Heteroatome schließen Schwefel, Sauerstoff, Stickstoff ein und es werden Substituenten umfasst, wie Pyridyl, Furyl, Thienyl und Imidazolyl. Im Allgemeinen werden nicht mehr als zwei, bevorzugt nicht mehr als ein Nichtkohlenwasserstoffsubstituent für jeweils zehn Kohlenstoffatome in dem Hydrocarbylrest vorhanden sein; typischerweise wird kein Nichtkohlenwasserstoffsubstituent in dem Hydrocarbylrest vorhanden sein.

Da Kraftübertragungsfluide unter immer schwereren Bedingungen arbeiten, sollten die Öle, welche zum Schmieren jener Getriebe verwendet werden, so formuliert sein, dass sie höheren Temperaturen und Drucken standhalten. Um Ausrüstungsprobleme zu minimieren und das Intervall zwischen Getriebeölwechseln zu maximieren, sollten Öladditivgebinde so formuliert sein, dass sich wichtige Öleigenschaften angesichts dieser Beanspruchungen so wenig wie möglich verändern. Insbesondere die Reibungseigenschaften des Öls, welche in großem Maße von dem Additivgebinde abhängen, müssen im Wesentlichen konstant bleiben. Im Wesentlichen konstante Reibungseigenschaften stellen ein sanftes Einrasten des Drehmomentwandlers und der verschiebbaren Kupplungen und minimierte Erschütterung, Vibration und Geräusch und eine verbesserte Kraftstoffeinsparung sicher. Es wurde gefunden, dass die hier offenbarten Komponenten, wenn sie in eine Ölgrundlage mit geeigneter Viskosität gemischt werden, diesem Öl eine stark verbesserte Dauerhaftigkeit der Reibung und andere Charakteristika, welche für neuere kraftstoffeffizientere Getriebe gebraucht werden, verleihen.
In einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet ein Kraftübertragungsfluid eine Ölgrundlage und eine Additivzusammensetzung. Die Additivzusammensetzung kann mindestens ein Succinimid-Dispergiermittel, ein Metalldetergenz, welches mehr als etwa 100 ppm Metall in dem Übertragungsfluid bereitstellt, eine die Reibung modifizierende Menge eines Imidazolins, ein Succinimid-Reibungsmodifizierungsmittel und ein von dem Imdiazolin unterschiedliches tertiäres Amin-Reibungsmodifizierungsmittel ohne Hydroxygruppen enthalten.
Imidazolin
Eine wichtige Komponente der Additivzusammensetzung ist das Imidazolin mit der folgenden allgemeinen Struktur:
wobei R¹ eine geradkettige oder verzweigte Kohlenwasserstoffkette, welche 10 bis 25 Kohlenstoffatome enthält, ist und R² ein C₂- bis C₄-Hydroxyalkylrest ist.
Beispiele von geeigneten Fettsäurehydrocarbylimidazolinen schließen Heptadecenylhydroxyalkylimidazolin, Octadecanoylhydroxyalkylimidazolin, Linoleylhydroxyalkylimidazolin, Linolenylhydroxyalkylimidazolin, Docosanylhydroxyalkylimidazolin, Oleylhydroxyalkylimidazolin, Eicosanoylhydroxyalkylimidazolin, Tetracosanoylhydroxyalkylimidazolin, Heptacosanoylhydroxyalkylimidazolin und Hexacosanoylhydroxyalkylimidazolin ein, sind aber nicht darauf eingeschränkt, wobei in jedem der vorstehenden der Alkylrest des Hydroxyalkyls ein C₁- bis C₄-Alkylrest ist. Ein besonders nützliches Fettsäurehydrocarbylimidazolin ist aufgrund seiner kommerziellen Verfügbarkeit und Wirksamkeit 2-Oleyl-1-hydroxyethylimidazolin. Das Fettsäurehydrocarbylimidazolin ist in einem Kraftübertragungsfluidendprodukt in einer Menge im Bereich von etwa 0,005 bis etwa 0,05 Gew.-% enthalten.
Aschefreies Dispergiermittel
Die hier beschriebenen Zusammensetzungen von Fluid und Additiv können mindestens ein öllösliches aschefreies Dispergiermittel enthalten. Solche Zusammensetzungen können zum Beispiel mindestens ein öllösliches Phosphor- und Bor-enthaltendes aschefreies Dispergiermittel enthalten, welches in einer solchen Menge vorhanden ist, dass die Menge des Phosphors in dem aschefreien Dispergiermittel relativ zur Menge des Stickstoffs in dem Dispergiermittel im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 1,0 Phosphor zu 1,0 Stickstoff liegt und die Menge des Bors in dem aschefreien Dispergiermittel relativ zur Menge des Stickstoffs in dem Dispergiermittel im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 0,5 Bor zu 1,0 Stickstoff liegt.
Die vorstehenden Phosphor- und/oder Bor-enthaltenden aschefreien Dispergiermittel können durch Phosphorylieren und/oder Borieren eines aschefreien Dispergiermittels mit basischem Stickstoff und/oder mindestens einer Hydroxylgruppe im Molekül, wie ein Succinimid-Dispergiermittel, Bernsteinsäureester-Dispergiermittel, Bernsteinsäureesteramid-Dispergiermittel, Mannichbase-Dispergiermittel, Hydrocarbylpolyamin-Dispergiermittel oder polymeres Polyamin-Dispergiermittel, gebildet werden. Gegebenenfalls können Öl oder Lösungsmittel zu den Dispergiermitteln gegeben werden, um ihre Handhabungseigenschaften zu verbessern. Alle Mengen der Dispergiermittel werden hier auf einer öl- oder lösungsmittelfreien Basis beschrieben.
Aschefreie Succinimid-Dispergiermittel, welche phosphoryliert oder boriert sein können, schließen Polyaminsuccinimide, bei welchen der Bernsteinsäurerest einen Hydrocarbylsubstituenten enthält, der mindestens 30 Kohlenstoffatome enthält, wie zum Beispiel in US. Pat. Nr. 3,172,892; 3,202,678; 3,216,936; 3,219,666; 3,254,025; 3,272,746 und 4,234,435 beschrieben, ein, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Die Alkenylsuccinimide können durch herkömmliche Verfahren, wie durch Erwärmen eines Alkenylbernsteinsäureanhydrids, -säure, -säureesters, -säurehalogenids oder -niederalkylesters mit einem Polyamin, welches mindestens eine primäre Aminogruppe enthält, gebildet werden. Der Alkenylbernsteinsäureanhydrid kann einfach durch Erwärmen eines Gemisches von Olefin und Maleinsäureanhydrid auf etwa 180°C bis 220°C hergestellt werden. Das Olefin ist bevorzugt ein Polymer oder Copolymer eines niedrigen Monoolefins, wie Ethylen, Propylen, 1-Buten, Isobuten und dergleichen. Die stärker bevorzugte Quelle des Alkenylrests ist Polyisobuten mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts nach GPC von bis zu etwa 10.000, typischerweise im Bereich von etwa 500 bis etwa 2.500.
Wie hier verwendet, bedeutet der Ausdruck „Succinimid", dass das Reaktionsendprodukt der Umsetzung von einem oder mehreren Polyaminreaktanden mit einer Kohlenwasserstoff-substituierten Bernsteinsäure oder -anhydrid (oder ähnliches Bernsteinsäure-Acylierungsmittel) umfasst wird und es ist beabsichtigt, Verbindungen zu umfassen, wobei das Produkt Amid-, Amidin- und/oder Salzverknüpfungen zusätzlich zur Imidverknüpfung des Typs, welcher aus der Umsetzung einer primären Aminogruppe und einer Anhydrideinheit resultiert, aufweisen kann.
Alkenylbernsteinsäureester und -diester von mehrwerten Alkoholen, welche 2 bis 20 Kohlenstoffatome und 2 bis 6 Hydroxylgruppen enthalten, können bei der Bildung der Phosphor- und/oder Bor-enthaltenden aschefreien Dispergiermittel verwendet werden. Repräsentative Beispiele werden in U.S. Pat. Nr. 3,331,776; 3,381,022 und 3,522,179 beschrieben. Der Alkenylbernsteinsäureanteil dieser Ester entspricht dem Alkenylbernsteinsäureanteil der vorstehend beschriebenen Succinimide.
Geeignete Alkenylbernsteinsäureesteramide zur Bildung des phosphorylierten und/oder borierten aschefreien Dispergiermittels werden zum Beispiel in U.S. Pat. Nr. 3,184,474; 3,576,743; 3,632,511; 3,804,763; 3,836,471; 3,862,981; 3,936,480; 3,948,800; 3,950,341; 3,957,854; 3,957,855; 3,991,098; 4,071,548 und 4,173,540 beschrieben.
Succinimid-Reibungsmodifizierunsg-mittel
Zusätzlich zum vorstehend beschriebenen aschefreien phosphorylierten und/oder borierten Dispergiermittel können Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ein Succinimid-Reibungsmodifizierungsmittel, welches aus einer Alkenylbernsteinsäure oder -anhydrid und Ammoniak hergestellt wird, umfassen. Der Alkenylrest der Alkenylbernsteinsäure kann ein kurzkettiger Alkenylrest sein; zum Beispiel kann der Alkenylrest etwa 12 bis etwa 36 Kohlenstoffatome umfassen. Ferner kann das Succinimid ein aliphatisches C₁₂- bis etwa C₃₆-Hydrocarbylsuccinimid umfassen. Als ein weiteres Beispiel kann das Succinimid ein aliphatisches C₁₆- bis etwa C₂₈-Hydrocarbylsuccinimid umfassen. Als noch ein weiteres Beispiel kann das Succinimid ein aliphatisches C₁₈- bis etwa C₂₄-Hydrocarbylsuccinimid umfassen. Das Succinimid kann aus einem Bernsteinsäureanhydrid und Ammoniak hergestellt werden, wie im Europäischen Patent 0 020 037 beschrieben, welches hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Das Succinimid kann eine oder mehrere einer Verbindung mit der folgenden Struktur umfassen:
wobei Z die folgende Struktur aufweisen kann:
wobei entweder R³ oder R⁴ Wasserstoff sein können, aber nicht beide, und wobei R³ und/oder R⁴ unabhängig geradkettige oder verzweigte Kohlenwasserstoffreste sein können, welche etwa 1 bis etwa 34 Kohlenstoffatome enthalten, wobei die Gesamtanzahl der Kohlenstoffatome in R³ und R⁴ etwa 11 bis etwa 35 beträgt; und wobei zusätzlich oder alternativ das Ausgangsbernsteinsäureanhydrid durch Umsetzen von Maleinsäure, -anhydrid oder -ester mit einem inneren Olefin, welches etwa 12 bis etwa 36 Kohlenstoffatome enthält, gebildet werden kann, wobei das innere Olefin durch Isomerisierung der olefinischen Doppelbindung eines linearen α-Olefins gebildet werden kann, oder eines Gemisches davon, um ein Gemisch von inneren Olefinen zu erhalten. Die Umsetzung kann eine äquimolare Menge an Ammoniak einbeziehen und kann bei erhöhten Temperaturen mit der Entfernung von Wasser durchgeführt werden.
Beispielhafte Succinimid-Reibungsmodifizierungsmittel schließen 3-Octenylsuccinimid, 3-Octenyl-4-methylsuccinimid, 3-Octenyl-4,4-dimethylsuccinimid, 3-Octenyl-4-ethylsuccinimid, 3-Octenyl-4-ethyl-4-methylsuccinimid, 3-Octenyl-4-butylsuccinimid, 3-Octenyl-4-vinylsuccinimid, 3-Octenyl-4-allylsuccinimid, 3-Octenyl-4-butenylsuccinimid, 3-sec-Octenylsuccinimid, 3-sec-Octenyl-4-isopropylsuccinimid, 3-Octylsuccinimid, 3-Octyl-4-methylsuccinimid, 3-sec-Octylsuccinimid, 3-sec-Octyl-4-methylsuccinimid, 3-sec-Octyl-4-ethylsuccinimid, 3-sec-Octyl-4-propylsuccinimid, 3-sec-Octyl-4,4-dimethylsuccinimid und 3-sec-Octyl-4,4-dethylsuccinimid ein, sind aber nicht darauf eingeschränkt.
Das Kraftübertragungsfluid kann eine die Reibung modifizierende Menge des vorstehenden Succinimids umfassen. Zum Beispiel kann das Kraftübertragungsfluid etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2,0 Gew.-% des Succinimids umfassen. Ferner kann das Kraftübertragungsfluid etwa 0,2 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% des Succinimids umfassen.
Zusätzliche Reibungsmodifizierunsgmittel
Eine andere Komponente des Kraftübertragungsfluids ist ein Amin-Reibungsmodifizierungsmittel ohne Hydroxygruppen, welches unterschiedlich von der vorstehend beschriebenen Imidazolinkomponente ist. Reibungsmodifizierungsmittel werden in Fluiden für automatisches Getriebe verwendet, um die Reibung zwischen den Oberflächen (z.B. den Bestandteilen einer Drehmomentwandlerkupplung oder einer verschiebbaren Kupplung) bei niedrigen Gleitgeschwindigkeiten zu erniedrigen. Das Ergebnis ist eine Kurve von Reibung gegen Geschwindigkeit (μ-v), welche eine positive Steigung aufweist, was seinerseits zu sanften Einrastungen der Kupplung führt und Erschütterung, Geräusch und harte Schaltvorgänge minimiert.
Ein besonders geeignetes Amin-Reibungsmodifizierungsmittel ist ein fettes tertiäres Amin-Reibungsmodifizierungsmittel ohne Hydroxygruppen der folgenden Formel:
wobei jeder von R⁵ und R⁷ ein Niederalkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen ist und R⁶ ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen ist. Typische fette tertiäre Amine ohne Hydroxygruppen schließen Dialkylalkylamine ein, welche Dimethylhexylamin, Dimethyloctylamin, Dimethyldecylamin, Dimethyldodecylamin, Dimethyltetradecylamin, Dimethylpentadecylamin, Dimethylhexadecylamin, Dimethyloctadecylamin, Diethylhexylamin, Diethyloctylamin, Diethyldecylamin, Diethyldodecylamin, Diethyltetradecylamin, Diethylpentadecylamin, Diethylhexadecylamin, Diethyloctadecylamin, Dipropylhexylamin, Dipropyloctylamin, Dipropyldecylamin, Dipropyldodecylamin, Dipropyltetradecylamin, Dipropylpentadecylamin, Dipropylhexadecylamin und Dipropyloctadecylamin einschließen, aber nicht darauf eingeschränkt sind.
Die Menge des Amin-Reibungsmodifizierungsmittels in dem Kraftübertragungsfluid kann im Bereich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kraftübertragungsfluids, liegen. Ein geeigneter Bereich des Amin-Reibungsmodifizierungsmittels in dem Kraftübertragungsfluid kann im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 0,05 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kraftübertragungsfluids, liegen.
Detergenzkomponente
Metall-enthaltende oder Asche-bildende Detergenzien fungieren sowohl als Detergenzien, welche Ablagerungen verringern oder entfernen, als auch als Säureneutralisierungsmittel oder Rostinhibitoren, wobei Verschleiß und Korrosion verringert werden. Detergenzien umfassen im Allgemeinen einen polaren Kopf mit einem langen hydrophoben Schwanz, wobei der polare Kopf ein Metallsalz einer sauren organischen Verbindung umfasst. Die Salze können eine im Wesentlichen stöchiometrische Menge des Metalls enthalten, wobei sie in diesem Fall normalerweise als normale oder neutrale Salze beschrieben werden, und sie werden typischerweise eine Gesamtbasenzahl oder TBN (wie nach ASTM D2896 gemessen) von 0 bis etwa 150 aufweisen. Große Mengen einer Metallbase können durch Umsetzen eines Überschusses einer Metallverbindung, wie eines Oxids oder Hydroxids, mit einem sauren Gas, wie Kohlendioxid, aufgenommen werden. Das resultierende Detergenz mit einem Überschuss an Base umfasst Mizellen von neutralisiertem Deterenz, welche einen Kern von anorganischer Metallbase (z.B. hydrierte Carbonate) umgeben. Solche Detergenzien mit einem Überschuss an Base können eine TBN von 150 oder höher und typischerweise im Bereich von etwa 250 bis etwa 450 aufweisen.
Detergenzien, welche verwendet werden können, schließen öllösliche neutrale oder mit einem Überschuss an Base versehene Sulfonate, Phenolate, sulfurierte Phenolate und Sa licylate eines Metalls, insbesondere der Alkali- oder Erdalkalimetalle, z.B. Natrium, Kalium, Lithium, Calcium und Magnesium, ein. Die am stärksten allgemein verwendeten Metalle sind Calcium und Magnesium, welche beide vorhanden sein können. Gemische von Calcium und/oder Magnesium mit Natrium können auch nützlich sein. Besonders praktische Metalldetergenzien sind neutrale und mit einem Überschuss an Base versehene Calcium- oder Magnesiumsulfonate mit einer TBN von 20 bis 450, neutrale und mit einem Überschuss an Base versehene Calcium- oder Magnesiumphenolate und sulfurierte Phenolate mit einer TBN von 50 bis 450 und neutrale oder mit einem Überschuss an Base versehene Calcium- oder Magnesiumsalicylate mit einer TBN von 130 bis 350. Gemische von solchen Salzen können auch verwendet werden. Das Vorhandensein von mindestens einem mit einem Überschuss an Base versehenen Detergenz ist wünschenswert.
Die Menge des Detergenz in dem Kraftübertragungsfluid gemäß den offenbarten Ausführungsformen kann im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 1,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmiermittelzusammensetzungsendprodukts, liegen. Eine geeignete Menge des Detergenz in dem Kraftübertragungsfluid kann mehr als etwa 100 ppm Calcium oder Magnesium in dem Kraftübertragungsfluid bereitstellen.
Ölgrundlage
Die Ölgrundlage kann jedwede geeignete Ölgrundlage umfassen. Zum Beispiel kann die Ölgrundlage ein natürliches Schmiermittelöl, ein Gemisch von natürlichen Schmiermittelölen, ein synthetisches Öl, ein Gemisch von synthetischen Ölen und/oder ein Gemisch von natürlichen und synthetischen Ölen umfassen. Das natürliche Schmiermittelöl oder Gemisch von natürlichen Schmiermittelölen können ein Mineralöl, ein Pflanzenöl, Gas-Flüssigkeits-Ölmaterialien und/oder ein Gemisch davon umfassen. Das synthetische Öl oder Gemisch von synthetischen Ölen können ein Öl eines Oligomers eines Alphaolefins, eines Esters, eines Öls, welches von einem Gas-Flüssigkeits-Verfahren, wie einem Fischer-Tropsch-Verfahren, abgeleitet ist, und/oder ein Gemisch davon umfassen. Die Ölgrundlage kann eine kinematische Viskosität von etwa 2 cSt bis etwa 10 cSt bei 100°C aufweisen.
Andere optionale Komponenten
Das Kraftübertragungsfluid kann auch herkömmliche Additive, welche in Fluidformulierungen für automatisches Getriebe verwendet werden, wie Antioxidationsmittel, Antiverschleiß-/Extremdruck-Additive, Korrosionsinhibitoren, Antischaummittel, Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex, Fließpunkterniedrigungsmittel und Verdünnungsöle, beinhalten.
Antioxidationsmittel
Antioxidationsmittelverbindungen können in dem Kraftübertragungsfluid enthalten sein. Antioxidationsmittel schließen unter anderem phenolische Antioxidationsmittel, aromatische Amin-Antioxidationsmittel, sulfurierte phenolische Antioxidationsmittel und organische Phosphite ein. Beispiele von phenolischen Antioxidationsmitteln schließen 2,6-Di-tert-butylphenol, flüssige Gemische von tertiären butylierten Phenolen, 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol, 4,4'-Methylenbis(2,6-di-tert-butylphenol), 2,2'-Methylenbis(4-methyl-tert-butylphenol), gemischte Methylen-verbrückte Polyalkylphenole und 4,4'-Thiobis(2-methyl-6-tert-butylphenol) ein. N,N'-Di-sec-butylphenylendiamin, 4-Isopropylaminodiphenylamin, Phenyl-α-naphthylamin, Phenyl-α-naphthylamin und Ring-alkylierte Diphenylamine. Sterisch gehinderte tertiäre butylierte Phenole, Bisphenole und Bernsteinsäurederivate und Kombinationen davon sind besonders geeignete Antioxidationsmittel. Ein besonders geeignetes Antioxidationsmittel ist ein alkyliertes Diphenylamin. Die Menge des Antioxidationsmittels in dem hier beschriebenen Übertragungsfluid kann im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 3,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kraftübertragungsfluids, liegen.
Antiverschleiß-/Extremdruck-Mittel
Ein oder mehrere Antiverschleiß-/Extremdruck-Mittel können in den hier beschriebenen Kraftübertragungsfluiden enthalten sein. Solche Verbindungen schließen Thiazole, Triazole und Thiadiazole und sulfurierte Fettsäuren und Olefine ein. Beispiele schließen Benzotriazol, Tolyltriazol, Octyltriazol, Decyltriazol, Dodecyltriazol, 2-Mercaptobenzothiazol, 2,5-Dimercapto-1,3,4-thiadiazol, 2-Mercapto-5-hydrocarbylthio-1,3,4-thiadiazole, 2- Mercapto-5-hydrocarbyldithio-1,3,4-thiadiazole, 2,5-Bis(hydrocarbylthio)-1,3,4-thiadiazole und 2,5-Bis(hydrocarbyldithio)-1,3,4-thiadiazole ein, sind aber nicht darauf eingeschränkt.
Die sulfurierten Fettsäuren und Olefine können Dihydrocarbylpolysulfide; sulfurierte Olefine; sulfurierte Fettsäureester mit sowohl natürlichen als auch synthetischen Ursprüngen; Trithione; sulfurierte Thienylderivate; sulfurierte Terpene; sulfurierte Oligomere von C₂-C₈-Monoolefinen; und sulfurierte Diels-Alder-Addukte, wie jene, welche in U.S. Pat. Nr. Re 27,331 offenbart werden, einschließen, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Spezielle Beispiele schließen unter anderem sulfuriertes Polyisobuten, sulfuriertes Isobutylen, sulfuriertes Diisobutylen, sulfuriertes Triisobutylen, Dicyclohexylpolysulfid, Diphenylpolysulfid, Dibenzylpolysulfid, Dinonylpolysulfid und Gemische von Di-tert-butylpolysulfid, wie Gemische von Di-tert-butyltrisulfid, Di-tert-butyltetrasulfid und Di-tert-butylpentasulfid, ein. Kombinationen von solchen Klassen von Schwefel-enthaltenden Antiverschleiß- und/oder Extremdruck-Mitteln können auch verwendet werden, wie eine Kombination von sulfuriertem Isobutylen und Di-tert-butyltrisulfid, eine Kombination von sulfuriertem Isobutylen und Dinonyltrisulfid, eine Kombination von sulfuriertem Tallöl und Dibenzylpolysulfid.
Die Gesamtmenge des Antiverschleiß-/Extremdruck-Mittels in den Übertragungsfluiden kann im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Übertragungsfluidzusammensetzung, liegen.
Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex
Optionale Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex zur Verwendung in den vorstehend beschriebenen Kraftübertragungsfluiden können aus kommerziell erhältlichen Materialien, einschließlich, aber nicht eingeschränkt auf Styrolmaleinsäureester, Polyalkylmethacrylate und Olefincopolymer-Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex, ausgewählt werden. Gemische der vorstehenden Produkte können auch verwendet werden, genauso wie Dispergiermittel und Dispergiermittel-Antioxidationsmittel zur Verbesserung des Viskositätsindex.
Die Polyalkyl(meth)acrylate, welche verwendet werden können, können durch die Polymerisation von C₁-C₃₀-(Meth)acrylaten hergestellt werden. Die Herstellung dieser Polymere kann ferner die Verwendung von Acrylmonomeren mit Stickstoff-enthaltenden funktionellen Gruppen, Hydroxygruppen und/oder Alkoxyresten, welche den Polyalkyl(meth)acrylaten zusätzliche Eigenschaften, wie verbesserte Dispergierbarkeit, verleihen, einschließen. Die Polyalkyl(meth)acrylate können ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 10.000 bis 250.000, zum Beispiel 20.000 bis 200.000, aufweisen. Die Menge des Mittels zur Verbesserung des Viskositätsindex in den hier beschriebenen Kraftübertragungsfluiden kann im Bereich von etwa 0 bis etwa 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kraftübertragungsfluids, liegen.
Antischaummittel
Ein Schauminhibitor bildet eine andere Komponente, welche zur Verwendung in den hier beschriebenen Zusammensetzungen geeignet ist. Schauminhibitoren können aus Silikonen, Siloxanen, Polyacrylaten, grenzflächenaktiven Mitteln und Gemischen davon ausgewählt werden. Die Gesamtmenge des Antischaummittels in den hier beschriebenen Kraftübertragungsfluiden kann im Bereich von etwa 2 ppm Si bis etwa 20 ppm Si Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kraftübertragungsfluids, oder 50 ppm bis 1000 ppm an nicht Silizium-enthaltendem Schauminhibitor, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kraftübertragungsfluids, liegen.
Rost- und Korrosionsinhibitoren
Rost- und Korrosionsinhibitoren stellen eine andere Klasse von Additiven dar, welche zur Aufnahme in die Kraftübertragungsfluide geeignet sind. Verschiedene bekannte Mittel oder Additive gegen Rost sind zur Verwendung in Übertragungsfluiden bekannt und sind zur Verwendung in den Fluiden gemäß den offenbarten Ausführungsformen geeignet. Besonders nützlich sind Alkylpolyoxyalkylenether, Oxyalkylamine, wie 3-Decyloxypropylamin, und Polyoxypropylen-Polyoxyethylen-Blockcopolymere.
Andere geeignete Rost- oder Korrosionsinhibitoren schließen Säurephosphate; ethoxylierte Phenole und ethoxylierte Alkohole; Imidazoline; Aminobernsteinsäuren oder Derivate davon und dergleichen ein. Materialien dieses Typs sind als käufliche Waren erhältlich. Gemische von solchen Rost- oder Korrosionsinhibitoren können verwendet werden. Die Gesamtmenge der Rost- oder Korrosionsinhibitoren in den Fluidzusammensetzungen kann im Bereich von etwa 0 bis etwa 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kraftübertragungsfluids, liegen.
Fließpunkterniedrigungsmittel
Ein oder mehrere Fließpunkterniedrigungsmittel können in die Kraftübertragungsfluide aufgenommen werden, um die Eigenschaften der Fluide bei niedriger Temperatur zu verbessern. Beispiele von nützlichen Fließpunkterniedrigungsmitteln sind Polymethacrylate; Polyacrylate; Polyacrylamide; Kondensationsprodukte von Halogenparaffinwachsen und aromatischen Verbindungen; Vinylcarboxylatpolymere und Terpolymere von Dialkylfumaraten, Vinylestern von Fettsäuren und Alkylvinylethern. Fließpunkterniedrigungsmittel, welche für die Zwecke dieser Offenbarung nützlich sind, und Techniken für ihre Herstellung werden in den U.S. Pat. Nr. 2,387,501; 2,015,748; 2,655,479; 1,815,022; 2,191,498; 2,666,746; 2,721,877; 2,721,878 und 3,250,715 beschrieben, welche hier wegen ihren relevanten Offenbarungen durch Bezugnahme aufgenommen werden.
Die Menge des Fließpunkterniedrigungsmittels, welche in den hier beschriebenen Fluidzusammensetzungen verwendet wird, kann im Bereich von etwa 0,0 bis etwa 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fluidzusammensetzung, liegen.
In einer Ausführungsform wird das Fließpunkterniedrigungsmittel durch die folgende allgemeine Formel dargestellt: Ar(R)-(Ar1(R1))-Ar2, wobei Ar, Ar1 und Ar2 aromatische Reste mit bis zu etwa 12 Kohlenstoffatomen sind, (R) und (R1) unabhängig ein Alkylenrest, welcher 1 bis 100 Kohlenstoffatome enthält, sind, mit der Maßgabe, dass mindestens einer von (R) oder (R1) CH₂ ist, und n 0 bis etwa 1000 ist, mit der Maßgabe, dass, wenn n 0 ist, dann (R) CH₂ ist, und mindestens eine aromatische Einheit mindestens einen Substituenten aufweist, wobei die Substituenten aus der Gruppe ausgewählt sind, welche aus einem Substi tuenten, der von einem Olefin abgeleitet ist, welches etwa 8 bis etwa 30 Kohlenstoffatome enthält, und einem Substituenten, der von einem chlorierten Kohlenwasserstoff abgeleitet ist, welcher normalerweise etwa 8 bis etwa 50 Kohlenstoffatome und etwa 2,5 Chloratome für jeweils 24 Kohlenstoffatome enthält, besteht.
Die hier offenbarten Kraftübertragungsfluide können Fluide umfassen, welche für jedwede Kraftübertragungsanwendung geeignet sind, wie ein automatisches Stufengetriebe oder ein manuelles Getriebe. Ferner können die Kraftübertragungsfluide zur Verwendung in Getrieben mit einem Gleitdrehmomentwandler, einem arretierbaren Drehmomentwandler, einer Startkupplung und/oder einer oder mehreren verschiebbaren Kupplungen geeignet sein. Solche Getriebe können Vier-, Fünf-, Sechs-, Sieben- oder Achtganggetriebe und stufenlose Getriebe (Ketten-, Riemen- oder Scheibentyp) einschließen. Sie können auch in manuellen Getrieben, einschließlich automatisierten manuellen Getrieben und solchen mit zwei Kupplungen, verwendet werden.
Die Schlüsselkomponenten eines beispielhaften Kraftübertragungsfluids gemäß der offenbarten Ausführungsformen (Fluid I) und eines Kraftübertragungsfluids des Standes der Technik (Fluid IV) sind in der folgenden Tabelle bereitgestellt: Tabelle 1

* mehr als 100 ppm Metallkation
** weniger als 100 ppm Metallkation

Kraftübertragungsfluide, welche das Additivkonzentrat von Fluid I enthalten, stellen ein geeignetes Antierschütterungsverhalten, d.h. die Verhältnisse von Gleitreibung bei niedriger Geschwindigkeit zu Mittelwert-Gleitreibung (S1/D) sind eins oder niedriger, eine geeignete Antierschütterungsdauerhaftigkeit, wobei die S1/D-Verhältnisse während der Lebensdauer des Fluids aufrechterhalten werden, einen geeigneten relativ hohen Haftreibungskoeffizienten, eine geeignete Dauerhaftigkeit der Reibung, wobei die Reibungskoeffizienten während der Lebensdauer des Fluids aufrechterhalten werden, geeignete niedrige Geräusch-, Vibrations- und Härtelevels (NVH) und das Aufrechterhalten von relativ niedrigen NVH-Levels während der Lebensdauer des Fluids bereit. Von den Vorstehenden sind die hier beschriebenen Additive besonders zur Aufrechterhaltung der Dauerhaftigkeit der Reibung der Kraftübertragungsfluide geeignet.
Mehrere Tests können zur Bestimmung der Dauerhaftigkeit der Reibung der Kraftübertragungsfluide verwendet werden. Ergebnisse von Tests, welche an Fluiden, die die Additivkonzentrate, wie in Tabelle 1 dargelegt, enthielten, und herkömmlichen ATFs II, III und IV durchgeführt wurden, sind in den 1 bis 10 veranschaulicht.
Ein Weg zur Simulation von umfangreicher Verwendung eines Fluids in einem Getriebe ist die künstliche „Alterung" des Fluids im Labor. Die Reibungscharakteristika des Fluids (z.B. die Veränderung der Reibung als eine Funktion der relativen Geschwindigkeit oder das μ-v-Profil) vor und nach einem solchen Altern können verglichen werden, um die Dauerhaftigkeit der Reibung des Fluids zu bestimmen. Je kleiner der Unterschied beim Reibungskoeffizienten (μ) durch Altern ist, desto stabiler ist das Fluid. Ein beständiges Fluid wird deshalb eine minimale Veränderung (d.h. ein Unterschied bei μ von nahe null) über einen großen Bereich der relativen Geschwindigkeit aufweisen. In der Erörterung nachstehend bedeutet „Altern", dass die Fluide einem Erwärmen bei 170°C für 100 h ausgesetzt wurden.
Die 1-2 zeigen die Unterschiede durch Altern bei μ als eine Funktion der relativen Geschwindigkeit für ein Fluid, welches die Additivzusammensetzung der Erfindung (Flu id I) enthält, und für herkömmliche Fluide (Fluide II und III). Die verwendeten Reibungsmaterialien waren Borg-Warner SD-1777 (1) und Dynax D530-31 (2). Die in diesen Figuren gezeigten μ-v-Profile wurden mit einer SAE Nr. 2-Maschine erhalten, wie in SAE 940821 beschrieben, welches hier durch Bezugnahme aufgenommen wird. Die Reibungskoeffizienten wurden bei Geschwindigkeiten im Bereich von 1 bis 300 UpM, einem angelegten Druck von 890 kPa, einer Temperatur von 120°C und einer Gleitzeit von 2,9 Sekunden bestimmt. Das charakteristische Reibungsverhalten ist für die Leistung eines Fluids in einer Drehmomentwandlerkupplung relevant. Fluid I ist den herkömmlichen Fluiden klar überlegen, da es den kleinsten Unterschied im μ-v-Profil über den gezeigten Geschwindigkeitsbereich für diese Materialien aufweist.
In einem anderen Test auf Dauerhaftigkeit der Reibung wurde ein Kupplungsaufbau im Testkopf einer SAE Nr. 2-Maschine installiert, welche die Richtlinien/Spezifikationen erfüllt, die im Verfahren SAE J286 dargelegt sind. Der Kupplungsaufbau bestand aus vier Stahlplatten und zwei Mitnehmerplatten, welche zwischen den Stahlplatten angeordnet waren. Testfluid wurde in den Testkopf gegeben und der Kupplungsaufbau wurde gemäß der MERCON V-Spezifikation von Ford, welche hier durch Bezugnahme aufgenommen wird, 30.000-mal eingerastet und ausgekuppelt. Verschiedene Reibungsgrößen wurden in speziellen Intervallen während dem Test gemessen. Ein geeignetes Fluid weist Reibungseigenschaften in den von Ford in der MERCON V-Spezifikation spezifizierten Bereichen auf und erhält diese Eigenschaften im Verlaufe des Tests aufrecht, wie durch die Steigung der Kurven in den 3 bis 10 gezeigt. Eine verbesserte Dauerhaftigkeit der Reibung wird in der Flachheit der Reibungskurven in den Figuren gezeigt.
Die 3 und 4 zeigen die Gleitreibungskoeffizienten bei niedriger Geschwindigkeit für ein Fluid, welches die Additivzusammensetzung gemäß der Offenbarung enthält, (Fluid I) und für herkömmliche ATFs (Fluid II, Fluid III und Fluid IV). Gemäß 3 wies Fluid I den konstantesten Gleitreibungskoeffizienten bei niedriger Geschwindigkeit der getesteten Fluide auf.
Die 5 und 6 zeigen die Mittelwert-Gleitreibungskoeffizienten für ein Fluid, welches die Additivzusammensetzung gemäß der Offenbarung enthält, (Fluid I) und für her kömmliche Fluide (Fluid II, Fluid III und Fluid IV). Gemäß 5 wies wieder Fluid I den konstantesten Mittelwert-Gleitreibungskoeffizienten der getesteten Fluide auf.
Die 7 und 8 zeigen die Haftreibungskoeffizienten beim Durchdrehen für ein Fluid, welches die Additivzusammensetzung gemäß der Offenbarung enthält, (Fluid I) und für herkömmliche ATFs (Fluid II, Fluid III und Fluid IV). Wie bei den anderen Charakteristika wies Fluid I (7) den konstantesten Haftreibungskoeffizienten der getesteten Fluide auf.
Die S1/D-Verhältnisse für die Fluide I, II, III und IV werden in den 9 und 10 bereitgestellt. Wieder zeigte Fluid I ein konstanteres S1/D-Verhältnis im Verlaufe des Tests, was seine hervorragende Haltbarkeit/Dauerhaftigkeit im Vergleich mit den herkömmlichen Fluiden zeigt.
Demgemäß verleihen die hier beschriebenen Additive frischen Kraftübertragungsfluiden nicht nur gute Reibungscharakteristika, sondern ermöglichen auch, dass die Kraftübertragungsfluide eine geeignete Dauerhaftigkeit der Leistung über einen Zeitraum aufrecht erhalten, wie durch die vorstehenden Beispiele gezeigt.
Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann unter Berücksichtigung der hier offenbarten Beschreibung und Praxis der Erfindung ersichtlich sein. Wie überall in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet, kann „ein" und/oder „eine" eins oder mehr als eins betreffen. Wenn nicht anders angegeben, sollen alle Zahlen, welche Mengen von Bestandteilen, Eigenschaften, wie Molekulargewicht, Prozent, Verhältnis, Reaktionsbedingungen und so weiter ausdrücken, welche in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, als in allen Fällen durch den Ausdruck „etwa" modifiziert verstanden werden. Wenn nicht das Gegenteil angegeben ist, sind demgemäß die numerischen Größen, welche in der Beschreibung und den Ansprüchen dargelegt sind, Näherungen, welche abhängig von den gewünschten Eigenschaften, von welchen versucht wird, sie durch die vorliegende Erfindung zu erhalten, variieren können. Letztlich soll jede numerische Größe wenigstens unter Berücksichtigung der Anzahl der angegebenen signifikanten Stellen und durch Verwenden von einfachen Rundungstechniken ausgelegt werden und nicht als ein Versuch, die Lehre der Äquivalente der Anmeldung auf den Umfang der Ansprüche einzuschränken. Obwohl die numerischen Bereiche und Größen, welche den breiten Umfang der Erfindung darlegen, Näherungen sind, sind die in den speziellen Beispielen dargelegten numerischen Werte so genau wie möglich angegeben. Jedoch jeder numerische Wert enthält inhärent bestimmte Fehler, welche notwendigerweise aus der Standardabweichung, die bei ihren jeweiligen Testmessungen gefunden werden, resultieren. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden, wobei der wahre Umfang und Geist der Erfindung durch die folgenden Ansprüche angegeben wird.

Claims

Kraftübertragungsfluidzusammensetzung, umfassend: (a) eine Ölgrundlage und (b) eine Additivzusammensetzung, umfassend (i) mindestens ein aschefreies Dispergiermittel; (ii) ein Metalldetergenz, welches mehr als etwa 100 ppm Metall in der Übertragungsfluidzusammensetzung bereitstellt; (iii) eine die Reibung modifizierende Menge eines Imidazolins; (iv) ein Succinimid-Reibungsmodifizierungsmittel; und (v) ein von (iii) unterschiedliches tertiäres Amin-Reibungsmodifizierungsmittel ohne Hydroxygruppen.
Fluid nach Anspruch 1, wobei die Ölgrundlage ein natürliches Schmiermittelöl, ein Gemisch von natürlichen Schmiermittelölen, ein synthetisches Öl, ein Gemisch von synthetischen Ölen oder ein Gemisch von natürlichen und synthetischen Ölen umfasst.
Fluid nach Anspruch 2, wobei das synthetische Öl oder Gemisch von synthetischen Ölen ein Oligomer eines Alphaolefins, einen Ester, ein Öl, welches von einem Gas-Flüssigkeits-Verfahren, wie einem Fischer-Tropsch-Verfahren, stammt, oder ein Gemisch davon umfasst.
Fluid nach Anspruch 1, wobei das aschefreie Dispergiermittel ein boriertes/phosphoryliertes Dispergiermittel umfasst.
Fluid nach Anspruch 1, wobei das Dispergiermittel etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,7 Gew.-% Bor umfasst.
Fluid nach Anspruch 1, wobei das aschefreie Dispergiermittel ein Hydrocarbylsubstituiertes Succinimid umfasst, abgeleitet von Polyisobutylen, mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 700 amu bis etwa 3000 amu.
Fluid nach Anspruch 1, wobei die Additivzusammensetzung etwa 20 Gew.-% bis etwa 65,0 Gew.-% des Dispergiermittels umfasst.
Fluid nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Hydrocarbyl-substituiertes Succinimid, wobei der Hydrocarbylrest ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 500 amu bis etwa 1200 amu aufweist.
Fluid nach Anspruch 1, wobei das Metalldetergenz ein Detergenz umfasst, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem alkalisch eingestellten Calciumsulfonat-Detergenz, einem Calciumphenolat-Detergenz mit einem Überschuss an Base und Gemischen davon besteht.
Fluid nach Anspruch 9, wobei die Additivzusammensetzung etwa 1,0 bis etwa 10,0 Gewichtsprozent des Succinimid-Reibungsmodifizierungsmittels umfasst.
Fluid nach Anspruch 1, wobei die Menge des Imidazolins in der Additivzusammensetzung im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 1,0 Gewichtsprozent liegt.
Fluid nach Anspruch 1, ferner umfassend eine sulfurierte Fettsäure.
Fluid nach Anspruch 1, ferner umfassend ein oder mehrere von einem Antioxidationsmittel, einem Korrosionsinhibitor, einem Metalldeaktivator, einem Antischaummittel, einem Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex, einem Rostinhibitor und einem Fließpunkterniedrigungsmittel.
Fluid nach Anspruch 1, wobei das Imidazolin ein ungesättigtes C₁₈-C₂₂-Fettsäurehydroxyalkylimidazolin umfasst.
Fluid nach Anspruch 1, wobei das Fluid zur Verwendung in einem Getriebe unter Verwendung von einem oder mehreren von einem Gleitdrehmomentwandler, einem arretierbaren Drehmomentwandler, einer Startkupplung und einer oder mehreren verschiebbaren Kupplungen geeignet ist.
Verfahren zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit der Reibung in einem Getriebe, umfassend Zugeben einer Additivzusammensetzung, umfassend (a) mindestens ein aschefreies Dispergiermittel; (b) ein Metalldetergenz, welches mehr als etwa 100 ppm Metall in dem fertig formulierten Übertragungsfluid, welches die Ölgrundlage und die Additivzusammensetzung enthält, bereitstellt; (c) eine die Reibung modifizierende Menge eines Hydroxyalkylimidazolins; (d) ein Succinimid-Reibungsmodifizierungsmittel; und (e) ein von (c) unterschiedliches tertiäres Amin-Reibungsmodifizierungsmittel ohne Hydroxygruppen, zu einer Ölgrundlage.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das aschefreie Dispergiermittel ein boriertes/phosphoryliertes Dispergiermittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das aschefreie Dispergiermittel ein Hydrocarbylsubstituiertes Succinimid umfasst, abgeleitet von Polyisobutylen, mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 1300 amu bis etwa 3000 amu.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Additivzusammensetzung etwa 20 Gew.-% bis etwa 65 Gew.-% des Dispergiermittels umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Metalldetergenz ein Detergenz umfasst, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem alkalisch eingestellten Calciumsulfonat-Detergenz, einem alkalisch eingestellten Calciumphenolat-Detergenz und Gemischen davon besteht.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Additivzusammensetzung etwa 1,0 bis etwa 10,0 Gewichtsprozent des Succinimid-Reibungsmodifizierungsmittels umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Menge des Imidazolins in der Additivzusammensetzung im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 1,0 Gewichtsprozent liegt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Imidazolin ein ungesättigtes C₁₈-C₂₃-Fettsäurehydroxyalkylimidazolin umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend eine sulfurierte Fettsäure.
Verfahren zum Schmieren eines Getriebes, umfassend das Geben einer Schmiermittelzusammensetzung, umfassend ein Öl mit Schmiermittelviskosität, einschließlich einer Additivzusammensetzung, umfassend: (a) mindestens ein aschefreies Dispergiermittel; (b) ein Metalldetergenz, welches mehr als etwa 100 ppm Metall in der Schmiermittelzusammensetzung bereitstellt; (c) eine die Reibung modifizierende Menge eines ungesättigten C₁₈-C₂₂-Fettsäureimidazolins; (d) ein Succinimid-Reibungsmodifizierungsmittel; und (e) ein von (c) unterschiedliches tertiäres Amin-Reibungsmodifizierungsmittel ohne Hydroxygruppen, in das Getriebe.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei das aschefreie Dispergiermittel ein boriertes/phosphoryliertes Dispergiermittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei das aschefreie Dispergiermittel ein Hydrocarbylsubstituiertes Succinimid, abgeleitet von Polyisobutylen, mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 1300 amu bis etwa 3000 amu, und ein Hydrocarbyl-substituiertes Succinimid, abgeleitet von Polyisobutylen, mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 300 amu bis etwa 1000 amu, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Additivzusammensetzung etwa 20 Gew.-% bis etwa 65 Gew.-% des Dispergiermittels umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Metalldetergenz ein Detergenz umfasst, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Calciumsulfonat-Detergenz mit einem Überschuss an Base, einem Calciumphenolat-Detergenz mit einem Überschuss an Base und Gemischen davon besteht.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Additivzusammensetzung etwa 1,0 bis etwa 10,0 Gewichtsprozent des Succinimid-Reibungsmodifizierungsmittels umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Menge des Imidazolins in der Additivzusammensetzung im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 1,0 Gewichtsprozent liegt.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Imidazolin ein Hydroxyalkylimidazolin umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, ferner umfassend ein oder mehrere von einem Antioxidationsmittel, einem Korrosionsinhibitor, einem Metalldeaktivator, einem Antischaummittel, einem Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex, einem Rostinhibitor, einem Extremdruckmittel und einem Fließpunkterniedrigungsmittel.
Additivkonzentrat für ein Kraftübertragungsfluid, wobei das Additivkonzentrat mindestens ein aschefreies Dispergiermittel; ein Metalldetergenz, welches mehr als etwa 100 ppm Metall in der Übertragungsfluidzusammensetzung bereitstellt; eine die Reibung modifizierende Menge eines Imidazolins; ein Succinimid-Reibungsmodifizierungsmittel; und ein von dem Imidazolin unterschiedliches tertiäres Amin-Reibungsmodifizierungsmittel ohne Hydroxygruppen umfasst.
Additivkonzentrat nach Anspruch 34, wobei das aschefreie Dispergiermittel ein boriertes/phosphoryliertes Dispergiermittel umfasst.
Additivkonzentrat nach Anspruch 34, wobei das Dispergiermittel etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2,0 Gew.-% Bor umfasst.
Additivkonzentrat nach Anspruch 34, wobei das aschefreie Dispergiermittel ein Hydrocarbyl-substituiertes Succinimid umfasst, abgeleitet von Polyisobutylen, mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 1300 amu bis etwa 3000 amu.
Additivkonzentrat nach Anspruch 34, wobei die Additivzusammensetzung etwa 20 Gew.-% bis etwa 65 Gew.-% des Dispergiermittels umfasst.
Additivkonzentrat nach Anspruch 34, ferner umfassend ein Hydrocarbyl-substituiertes Succinimid, wobei der Hydrocarbylrest ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 500 amu bis etwa 1200 amu aufweist.
Additivkonzentrat nach Anspruch 34, wobei das Metalldetergenz ein Detergenz umfasst, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem alkalisch eingestellten Calciumsulfonat-Detergenz, einem alkalisch eingestellten Calciumphenolat-Detergenz und Gemischen davon besteht.
Additivkonzentrat nach Anspruch 34, wobei die Additivzusammensetzung etwa 1,0 bis etwa 10,0 Gewichtsprozent des Succinimid-Reibungsmodifizierungsmittels umfasst.
Additivkonzentrat nach Anspruch 34, wobei die Menge des Imidazolins in der Additivzusammensetzung im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 1,0 Gewichtsprozent liegt.
Additivkonzentrat nach Anspruch 34, ferner umfassend eine sulfurierte Fettsäure.
Additivkonzentrat nach Anspruch 34, ferner umfassend ein oder mehrere von einem Antioxidationsmittel, einem Korrosionsinhibitor, einem Metalldeaktivator, einem Antischaummittel, einem Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex, einem Rostinhibitor und einem Fließpunkterniedrigungsmittel.
Additivkonzentrat nach Anspruch 34, wobei das Imidazolin ein ungesättigtes C₁₈-C₂₂-Fettsäurehydroxyalkylimidazolin umfasst.