[发明专利]润滑油组合物

说明书

发明背景

1.技术领域

本发明总体上涉及用于降低发动机磨损的润滑油组合物。

2.相关技术描述

在过去50年，磷、特别是二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)提供的磷一直是全配方滑润剂中的主要抗磨损剂。研究显示磷可以毒害用于汽油发动机以减少未燃烧烃和氮氧化物的废气排放的催化转化器，参见例如，Spearot等，“ Engine Oil Phosphorus Effects on Catalytic Converter Performance in Federal Durability and High Spee

存在许多部分解决方案，其中部分或全部消除Zn、P或S。在一种方法中，Zhang等，“Tribofilms Generated From ZDDP and ashless dialkyldithiophosphate(DDP)on Steel Surfaces，Part 1，Growth，Wear，and Morphological Aspects，”Tribology Letters，19卷，3，211-220页(2005)使用原子力显微镜法(AFM)，X射线光电子能谱法(XPS)以及在O、P和S的K-边和P、S和Fe的L-边的X射线吸收近边结构(XANES)光谱法研究了在宽范围的摩擦时间(10秒-10小时)和浓度(0.1-5wt.％ZDDP)中由ZDDP和DDP(二烷基二硫代磷酸酯)产生的摩擦膜(tribofilm)的生长和形态。使用Cameron-Plint试验仪在52100钢上产生的所有膜的主要组分是Zn和Fe的磷酸盐和多磷酸盐。这些磷酸盐膜的平均厚度使用PK-边XANES和XPS仿形进行测量。对于ZDDP，在10秒后形成非常明显的磷酸盐膜(约100厚)，而对于DDP则膜增长缓慢很多。然而，对于这两种添加剂，在摩擦30分钟后平均膜厚度提高到600-800然后变平稳或降低。

还检查了单纯的ZDDP或与DDP的组合在不同摩擦时间和浓度下的抗磨损性能。发现在所有条件下，作为抗磨损剂的ZDDP的性能优于DDP的性能。然而，在将两者混合时DDP对ZDDP的性能没有不利影响，暗示DDP可与ZDDP一起使用，从而降低总灰分的量。

美国专利No.5,405,545公开了一种润滑剂添加剂，该润滑剂添加剂具有抗磨损和抗氧化剂性能并且是硫代二羧酸和醚胺的反应产物，该产物用脂族醇、脂族胺和/或亚磷酸三烷基酯后处理。

美国专利No.5,674,820(“‘820专利”)公开了一种组合物，该组合物包含：(A)下式表示的化合物：

其中R¹、R²、R³和R⁴独立地是烃基，X¹和X²独立地是O或S，n为0-3；以及(B)具有取代基的酰化含氮化合物，所述取代基有至少10个脂族碳原子。‘820专利还公开了该组合物可含有除(A)外的第二磷化合物，该第二磷化合物为磷酸、磷酸酯、磷酸盐或它们的衍生物。

上述参考文献主要描述了含P或含S的补充磨损抑制剂。遗憾的是，排放要求的变严格要求磨损抑制剂相对不具有P、S和/或Zn内容物。在美国专利No.4,572,791中公开了三烷基硅烷增加滑润剂的热稳定性和在美国专利No.5,120,485中公开了苯基三烷基硅烷用于氧化改进。三官能可水解硅烷有时应用于燃料和润滑剂组合物，例如美国专利No.4,541,838公开了有机硝酸酯点火加速剂和三烷氧基硅烷的添加剂混合物用于燃料组合物。美国专利No.6,887,835公开了双-(三烷氧基甲硅烷基)烷基多硫化物以及包括聚硅氧烷的其它连接基团。二硅烷和聚合硅烷化合物显示使用ASTM D 4172试验时的Falex 4球磨损伤痕降低。

美国专利申请公开No.20080058231(“‘231申请”)和20080058232(“’232申请”)公开了一种润滑油组合物，该润滑油组合物含有(a)主要量的润滑粘度油；和(b)四官能可水解硅烷。‘231和‘232申请中的每个实施例还公开了该润滑油组合物含有二烃基二硫代磷酸锌。