DE69719114T2

DE69719114T2 - Schmierölzusammensetzung für Automatikgetriebe

Info

Publication number: DE69719114T2
Application number: DE69719114T
Authority: DE
Inventors: Junichi Deshimaru; Toshihiko Ichihashi; Hideo Igarashi; Toshiki Ikeda
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2017-06-05
Also published as: EP0812900A3; KR980002220A; KR100519143B1; JPH09328697A; TW386108B; DE69719114D1; EP0812900B1; US5972854A; EP0812900A2; JP4334623B2

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmierölzusammensetzung für Automatikgetriebe und insbesondere solche mit einer ausgezeichneten Fähigkeit zur Verhinderung des Vibrierens (shuddering) des Bremsbelags der Kupplung von Automatikgetrieben, und welche zur Aufrechterhaltung der das Vibrieren verhindernden Fähigkeit über einen langen Zeitraum fähig ist.

Beschreibung des verwandten Fachgebiets

Automatikgetriebe (AT), insbesondere solche, die mit einem kontinuierlichen Schleifmechanismus ausgestattet sind, müssen die Fähigkeit zur Verhinderung von Vibrationen besitzen, die in der Kupplung von Als auftreten können. Fahrzeuge, die ein herkömmliches Automatikgetriebefluid (ATF) verwenden, ind starken Vibrationen ausgesetzt. Es wurden verschiedene Versuche unternommen, ein Vibrieren bei Fahrzeugen zu verhindern. Zum Beispiel beschreibt die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 7- 305082 eine Schmierölzusammensetzung für Automatikgetriebe, welche ein Grundöl und die Additive (1) Zinkdithiophosphat und/oder basisches Zinkdithiophosphat, (2) mindestens eine Verbindung, gewählt aus der aus Phosphate, Säurephosphate und Phosphite bestehenden Gruppe, und (3) einen organischen Friktionsregler mit einer spezifischen Bindung und/oder einer funktionellen Gruppe, die in das Molekül eingeführt ist, umfasst.
Diese Zusammensetzung ist wirksam bei der Verhinderung des anfänglichen Vibrierens, ist aber dadurch schädlich, dass während einer Verwendung über einen langen Zeitraum Zinkdithiophosphat darin an der Oberfläche einer feuchten Kupplung anhaftet und dadurch die das Vibrieren verhindernde Lebensdauer der Zusammensetzung verkürzt, was zur Folge hat, dass die Zusammensetzung ihre ursprünglichen Eigenschaften nicht mehr aufrechterhalten kann. Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 63-254196 beschreibt die Zusetzung eines Friktionsreglers von einem aus Phosphaten, Fettsäureestern und Fettsäureamiden zu ATF, was jedoch für eine Verhinderung des anfänglichen Vibrierens nicht ausreichend ist.
Die WO-A-9714772 ist ein Schriftstück gemäß Art. 54(3) EPÜ. Sie offenbart Schmieröl- (ATF-)Zusammensetzungen mit verbesserter Reibungsbeständigkeit, welche ein Antioxidans vorn Amin-Typ, Triphenylphosphit und ein Reaktionsprodukt einer Kohlensäure und ein Amin umfassen. Allerdings sind lediglich aschelose Antioxidantien, namentlich Arylamine oder Phenole, und metallhaltige Antioxidantien in diesem Schriftstück angeführt.
Die EP-A-630960 betrifft Schmierölzusammensetzungen (ATF) mit ausgezeichneten Friktionseigenschaften, die eine Zusammensetzung auf Aminbasis, ein Thiadiazol und ein Verschleißschutzmittel umfassen, die in einer Mischung aus Phosphorsäureestern und dem Reaktionsprodukt einer Carbonsäure und eines Amins bestehen können. Dialkyldithiopropionate werden in diesem Schriftstück nicht genannt.
Die EP-A-678569 beschreibt Gleitmittelzusammensetzungen (Getriebeöle), welche Dinonyldiphenylamin, ein Thiadiazol, ein Aminphosphat und Oleylamid umfassen. Es werden keine Dialkyldithiopropionate in dieser Patentschrift genannt.
In Anbetracht dieser Situation soll die vorliegende Erfindung eine Schmierölzusammensetzung für Automatikgetriebe bereitstellen, welche eine ausgezeichnete Fähigkeit zur Verhinderung des Zitterns des Bremsbelags der Kupplung von Automatikgetrieben besitzt und welche zur Aufrechterhaltung der das Vibrieren verhindernden Fähigkeit über einen langen Zeitraum fähig ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Wir, die Erfinder der vorliegenden Anmeldung, führten intensive Untersuchungen durch und fanden als Ergebnis heraus, dass das Ziel der vorliegenden Erfindung in wirksamer Weise durch Zusetzen eines spezifischen Antioxidans, eines Phosphats oder von dessen Aminsalz und eines Reaktionsprodukts einer Carbonsäure und eines Amins zu einem Grundöl erreicht werden kann. Auf Basis dieser Erkenntnis bewerkstelligten wir die vorliegende Erfindung.
Insbesondere soll die vorliegende Erfindung eine Schmierölzusammensetzung für Automatikgetriebe bereitstellen, welche ein Grundöl und Additive aus (A) einem schwefelhaltigen Antioxidans gewählt aus der Gruppe bestehend aus Dialkyldithiopropionaten, (B) einem Phosphat- oder von dessen Aminsalz und (C) einem Reaktionsprodukt einer Carbonsäure und einem Amin umfasst.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Im Folgenden werden nun die Wege zur Durchführung der Erfindung beschrieben.
Die Schmierölzusammensetzung für Automatikgetriebe der vorliegenden Erfindung umfasst ein Mineralöl und/oder ein synthetisches Öl als Grundöl. Das Mineralöl und das synthetische Öl sind nicht spezifisch definiert, können aber jedwedes normale Öl sein, das allgemein als Grundöl von gewöhnlichen Getriebefluiden verwendet wird. Jedoch sind jene mit einer dynamischen Viskosität bei 100ºC von 1 bis 20 mm²/s, weiter bevorzugt 2 bis 10 mm²/s, bevorzugt. Wenn das Grundöl eine zu hohe dynamische. Viskosität besitzt, ist dessen Niedrigtemperatur-Viskosität unvorteilhaft niedrig; wenn dessen dynamische Viskosität demgegenüber aber zu niedrig ist, so ist dies ebenfalls unvorteilhaft, da das Grundöl mit einer solchen zu niedrigen dynamischen Viskosität eine Zunahme der Abnutzung der Gleitteile, wie von Getriebelagern und Kupplungen der Automatikgetriebe, bewirkt. Der Pourpoint des Grundöls, welches der Index für dessen Niedrigtemperatur-Fluidität ist, ist nicht speziell definiert, ist aber erwünschter Weise nicht höher als -10ºC.
Verschiedene Typen eines solchen Mineralöls und synthetischen Öls sind, bekannt, und es können alle gewünschten in selektiver Weise entsprechend dem Ziel verwendet werden. Das Mineralöl schließt zum Beispiel paraffinische Mineralöle, Naphthen-Mineralöle und intermediäres Grundmineralöl ein. Als spezifische Beispiele lassen sich neutrale Leichtöle, neutrale Öle von mittlerer Schwere, neutrale Schweröle und Brightstocks nennen, die durch Lösungsmittel-Reinigung bzw. Raffination oder Hydrierungsreinigung hergestellt werden.
Demgegenüber schließt das synthetische Öl zum Beispiel Poly-α-olefine, α-Olefin- Copolymere, Polybutene, Alkylbenzole, Polyolester, dibasische Säureester, Polyoxyallcylenglykole, Polyoxyalkylenglykolester, Polyoxyalkylenglykolether und Silikonöle ein.
Diese Grundöle können einzeln oder als Kombination verwendet werden. Kombinationen von Mineralölen und synthetischen Ölen sind ebenfalls verwendbar.
In Folgenden werden nun die Additive (A) bis (C) für das Grundöl angeführt.

Komponente (A):

Das schwefelhaltige Antioxidans kann jedwedes Dialkylthiodipropionat sein. Von diesen sind Dilaurylthiodipropionat und Distearylthiodipropionat bevorzugt.
Das schwefelhaltige Antioxidans wird dem Grundöl in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.- %, vorzugsweise von 0,03 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, zugesetzt.

Komponente (B)

Phosphate zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung schließen Phospate, Säurephosphate, Phosphite und Säurephosphite der allgemeinen Formeln (I) bis (V) ein:
In diesen allgemeinen Formeln (1) bis (V) steht R¹ bis R³ jeweils für eine Alkyl-, Alkenyl-; Alkylaryl- oder Arylalkylgruppe mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen; und diese R¹ bis R³ können dasselbe oder verschieden sein.
Die Phosphate schließen Triarylphosphate, Trialkylphosphate, Trialkylarylphosphate, Triarylalkylphosphate und Trialkenylphosphate ein. Als spezifische Beispiele für diese können Triphenylphosphat, Tricresylphosphat, Benzyldiphenylphosphat, Ethyldiphenylphosphat, Tributylphosphat, Ethyldibutylphosphat, Cresyldiphenylphosphat, Dicresylphenylphosphat, Ethylphenyldiphenylphosphat, Diethylphenylphenylphosphat, Propylphenyldiphenylphosphat, Dipropylphenylphenylphosphat, Triethylphenylphosphat, Tripropylphenylphosphat, Butylphenyldiphenylphosphat, Dibutylphenylphenylphosphat, Tributylphenylphosphat, Trihexylphosphat, Tri(2-ethylhexyl)phosphat, Tridecylphosphat, Trilaurylphosphat, Trimyristylphosphat, Tripalmitylphosphat, Tristearylphosphat und Trioleylphosphat genannt werden.
Die Säurephosphate schließen zum Beispiel 2-Ethylhexylsäurephosphät, Ethylsäurephosphat, Butylsäurephosphat, Oleylsäurephosphat, Tetracosylsäurephosphat, Isodecylsäurephosphat, Laurylsäurephosphat, Tridecylsäurephosphät, Stearylsäurephosphat und Isostearylsäurephosphat ein.
Die Phosphite schließen zum Beispiel Triethylphosphit, Tributylphosphit, Triphenylphosphit, Tricresylphosphit, Tri(nonylphenyl)phosphit, Tri(2-ethylhexyl)phosphit, Tridecylphosphit, Trilaurylphosphit, Triisooctylphosphit, Diphenylisodecylphosphit, Tristearylphosphit und Trioleylphosphit ein.
Die Säurephosphite schließen zum Beispiel Dibutylhydrogenphosphit, Dilaurylhydrogenphosphit, Dioleylhydrogenphosphit, Distearylhydrogenphosphit und Diphenylhydrogenphosphit ein.
Von den oben genannten Phosphaten sind Oleylsäurephosphät und Tricresylphosphat bevorzugt.
Amine, die Aminsalze mit solchen Phosphaten bilden, schließen zum Beispiel monosubstituierte Amine, disubstituierte Amine und trisubstituierte Amine der allgemeinen Formel (VI) ein:
RnNH3-n (VI)
worin R für eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine Aryl- oder Arylalkylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen steht; n für 1, 2 oder 3 steht; und wenn die Verbindung eine Vielzahl an Rs besitzt, solche mehrfachen Rs gleich oder verschieden sein können.
In der allgemeinen Formel (VI) kann die Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, die durch R angegeben sind, linear, verzweigt oder cyclisch sein.
Beispiele für die monosubstituierten Amine schließen Butylamin, Pentylamin, Hexylamin. Cyclohexylamin, Octylamin, Laurylamin, Stearylamin, Oleylamin und Benzylamin ein; und jene der disubstituierten Amine schließen Dibutylamin, Dipentylamin, Dihexylamin, Dicyclohexylamin, Dioctylamin, Dilaurylamin, Distearylamin, Dioleylamin, Dibenzylamin, Stearylmonoethanolamin, Decylmonoethanolamin, Hexylmonopropanolamin, Benzylmonoethanolamin, Phenylmonoethanolamin und Tolylmonopropanolamin ein. Beispiele für trisubstituierte Amine schließen Tributylamin, Tripentylamin, Trihexylamin, Tricyclohexylamiri, Trioctylamin, Trilaurylamin, Tristearylamin, Trioleylamin, Tribenzylamin, Dioleylmonoethanolamin, Dilaurylmonopropanolamin, Dioctylmonoethanolamin, Dihexylmonopropanolamin, Dibutylmonopropanolamin, Oleyldielhanolamin, Stearyldipropanolamin, Lauryldiethanolamin, Octyldipropanolamin, Butyldiethanolamin, Benzyldiethanolamin, Phenyldiethanolamin, Tolyldipropanolamin, Xylyldiethanolamin, Triethanolamin und Tripropanolamin ein.
Phosphate oder ihre Aminsalze werden dem Grundöl in einer Menge von 0,03 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, zugegeben.

Komponente (C)

Carbonsäuren, die mit Aminen umgesetzt werden, schließen zum Beispiel aliphatische Carbonsäuren, Dicarbonsäuren (dibasische Säuren) und aromatische Carbonsäuren ein. Die aliphatischen Carbonsäuren besitzen 8 bis 30 Kohlenstoffatome und können gesättigt oder ungesättigt, und linear oder verzeigt sein. Spezifische Beispiele für die aliphatischen Carbonsäuren schließen Pelargonsäure, Laurinsäure, Tridecansäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Eikosansäure, Behensäure, Triacontansäure, Caprolsäure, Undecylensäure, Oleinsäure, Linolensäure, Erukasäure und Linolsäure ein. Spezifische Beispiele der Dicarbonsäuren schließen Octadecylbernsteinsäure, Octadecenylbernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure und Sebacinsäure ein. Ein Beispiel für die aromatischen Carbonsäuren ist Salicylsäure.
Demgegenüber schließen die Amine, die mit Carbonsäuren umzusetzen sind, zum Beispiel Polyalkylenpolyamine, wie Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Pentaethylenhexamin, Hexaethylenheptamin, Heptaethylenoctamin, Dipropylentriamin, Tetrapropylenpentamin und Hexabutylenheptamin; und Alkanolamine, wie Monoethanolamin und Diethanolamin, ein.
Von diesen sind eine Kombination von Isostearinsäure und Tetraethylenpentamin und eine Kombination von Oleinsäure und Diethanolamin bevorzugt. Die Reaktionsprodukte von Carbonsäuren und Aminen werden dem Grundöl in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,03 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, zugegeben.
Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann durch Zusetzen der obenstehend genannten Komponenten (A) bis (C) zu einem Grundöl erhalten werden. Um deren physikalische Eigenschaften zu verbessern, kann im Allgemeinen die Schmierölzusammensetzung der Erfindung wahlweise einen Viskositätsindexverbesserer, ein aschefreies Dispergiermittel, ein Detergens, ein Hochdruckmittel, ein Entschäumungsmittel und ein Rostschutzmittel enthalten.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr nachstehend ausführlicher beschrieben unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele, die den Umfang der Erfindung jedoch nicht einschränken sollen.

Verfahren zum Untersuchen von Eigenschaften von in den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten Proben

(1) Antivibrationsfähigkeit:

Es wurde ein Verhältnis u&sub1;/u&sub5;&sub0; erhalten entsprechend dem Verfahren zur Untersuchung der Eigenschaften von Automatikgetriebefluiden (JASO M349-95); um die Antivibrationsfähigkeit von Proben zu bewerten.
u&sub1;: Reibungskoeffizient bei einer Gleitgeschwindigkeit von 1 U/min.
u&sub5;&sub0;: Reibungskoeffizient bei einer Gleitgeschwindigkeit von 50 U/min.

(2) Antivibrationslebensdauer:

Gemäß JASO M349-95 wurden Proben einem Beständigkeitstest unter den nachstehend genannten Bedingungen unterworfen, in welchem die Reibungscharakteristika jeder Probe alle 8 Stunden gemessen wurden. Die Zeit, innerhalb welcher das Verhältnis von u&sub1;/u&sub5;&sub0; 1 oder mehr erreichte, wurde als Lebensdauer jeder einzelnen Probe ermittelt.
Öltemperatur: 120ºC
Oberflächendruck: 1,00 ± 0,05 MPa
Zahl der Umdrehungen: 200 U/min

(3) Getriebe-Drehmomentkapazität:

Gemäß JASQ M349-95 wurden Proben einem Test der Reibungscharakteristika unterzogen, in welchem der Haftreibungskoeffizient (us) zur Bewertung der Proben erhalten wurde.

Beispiel 1

Als Grundöl wurde hierin ein paraffinisches Mineralöl (mit einer dynamischen Viskosität bei 100ºC von 5 mm²/s) verwendet, welchem 0,5 Gew.-% Dilaurylthiodipropionat als Komponente (A), 0,5 Gew.-% Tricresylphosphat als Komponente (B) und 0,5 Gew.-% Isostearinsäuretetraethylenpentamid als Komponente (C) zugesetzt wurden. Außerdem wurden weiter 9,5 Gew.-% Polymethacrylat (Viskositätsindexverbesserer), 2 Gew.-% Polybutenylsuccinimid (äschefreies Dispergiermittel), 2 Gew.-% Calciumsulfonat (Detergens) und 0,5 Gew.-% geschwefelte Öle und Fette (Hochdruckmittel) zugesetzt, wobei die Additive 14 Gew.-% insgesamt ausmachten. Auf diese Weise wurde eine Schmierölzusammensetzung für Automatikgetriebe hergestellt, welche den obenstehend genannten Eigenschaftstests unterworfen wurde. Die erhaltenen Daten sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiele 2 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 bis 11

Es wurden verschiedene Schmierölzusammensetzungen für Automatikgetriebe in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Menge des Grundöls, die Komponenten (A) bis (C) und ihre Mengen zu denjenigen in Tabelle 1 geändert wurden. Diese wurden den obenstehend genannten Eigenschaftstests unterzogen. Die erhaltenen Daten sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1-1 Tabelle 1-2 Tabelle 1-3 Tabelle 1-4 Tabelle 1-5
Aus Beispielen und Vergleichsbeispielen sind die folgenden bekannt. Von den Beispielproben war das Verhältnis u&sub1;/u&sub5;&sub0; 0,82 bis 0,86, also kleiner als 1. Daher wiesen diese Proben eine gute Antivibrationsfähigkeit auf. Ihre Antivibrationslebensdauer, wie in dem vorbestimmten Test gemessen, betrug 50 bis 62 Stunden, was zweimal so lang oder länger war als diejenige der Proben der Vergleichsbeispiele. Ihre Getriebe-Drehmomentkapazität war höher als 0,1, und die Proben der Beispiele waren als Automatikgetriebefluide ausgezeichnet.
Demgegenüber hatten die Proben der Vergleichsbeispiele 1 und 9, gleichwohl sie die Komponenten (B) und (C) in den vorbestimmten Mengen umfassten, eine extrem kurze Antivibrationslebensdauer und konnten daher nicht das Ziel der Erfindung erreichen. Die Proben der Vergleichsbeispiele 2 und, 10, welche nicht die Komponente (C) enthielten, konnten keine zufriedenstellende Antivibrationsfähigkeit vorweisen; während diejenigen der Vergleichsbeispiele 3 und 11, welche nicht die Komponente (B) enthielten, eine kurze Antivibrationslebensdauer aufwiesen. Die Proben der Vergleichsbeispiele 4 und 5 umfassten größere Mengen der Komponenten (B), Beispiel 5, und (C), Beispiel 4, um eine verlängerte Antivibrationslebensdauer aufzuweisen. Obwohl in gewissem Maße verlängert, war deren Antivibrationslebensdauer immer noch halb so hoch oder niedriger als die Lebensdauer der Proben der Beispiele. Zudem, da ihre Getriebe-Drehmomentkapazität kleiner war als 0,1, sind die Proben der Vergleichsbeispiele 4 und 5 als Automatikgetriebefluide unvorteilhaft. Selbst wenn die Komponenten (B) und (C) lediglich erhöht werden, um die Antivibrationslebensdauer zu verlängern, so führt dies zu einer Abnahme der Drehmomentkapazität, und die resultierenden Zusammensetzungen konnten in der Praxis nicht als Automatikgetriebefluide verwendet werden.
Wie im Vorstehenden ausführlich erwähnt und aufgezeigt, besitzt die Schmierölzusammensetzung für Automatikgetriebe der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete Antivibrationsfähigkeit unter gleichzeitiger Beibehaltung der Antivibrationsfähigkeit über einen langen Zeitraum und besitzt eine hohe Getriebe-Drehmomentkapazität.

Claims

1. Schmierölzusammensetzung für Automatikgetriebe, umfassend ein Grundöl und Additive aus (A) einem schwefelhaltigen Antioxidans, gewählt aus der Dialkyldithiopropionate enthaltenden Gruppe, in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, (B) einem Phosphat oder dessen Aminsalz in einer Menge von 0,03 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, und (C) einem Reaktionsprodukt einer Carbonsäure und eines Amins in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.