[发明专利]燃料经济性机油组合物

说明书

发明领域

本文所公开的是具有特定的邻二醇摩擦改进剂和具有至少两种类型金属清净剂的清净剂混合物的润滑油组合物。所述润滑油组合物显示出改进的摩擦特性且尤其适合低粘度润滑油组合物。

发明背景

由于全球立法提高燃油效率和市场需求的组合，燃料经济已经促使发动制造商采取变化来设计(具有较少公差、较小位移、燃油直喷、涡轮增压机、提高的吸入量(boosted intakes)，启动/停止等的发动机)。另外地，包括发动机设计改进的油电混合和空转停止的硬件技术已经对乘用车用机油提出了重要的新性能的要求。不仅所述车用机油必须针对这些添加的设计效果，而且发动机油也被视为可以达到附件性能的领域。显著地，润滑剂的燃料经济性能由所述油料粘度和添加剂相互作用所影响。

在所述的两个因素中，粘度长期被视为导致更大的摩擦减少和燃料经济性的因素。采用较低粘度的机油已经是改进汽车燃料经济性公认的策略。最近发现这一趋势已经无法保持，由于开发的油料粘度远低于之前考虑的那些，且因此不能为继。例如，当在配方中使用相同的化学成分时，从SAE粘度等级10W-30的油料转至5W-30粘度油料会导致燃料经济性期望的改进，但是转至0W-20或更低还未证实这一趋势。一种解释是这是在被称作边界润滑的情形下增加的摩擦的结果。这些边界润滑的情形发生在当发动机在低速以及高温下运行。所述较低粘度的油料更加不能保持发动机的移动部件之间的隔离，而导致增加摩擦且降低燃料经济性。此外，随着润滑剂变得稀薄，关于发动机磨损的顾虑随之增加。

使用合适添加剂体系变得越来越重要。润滑油中的添加剂常包括极性官能团，其将所述添加剂“拖”到发动机的金属表面。由于此相互作用的原因，已知许多添加剂可以改进润滑剂的摩擦性能。一些添加剂，比如清净剂，已知通过增加摩擦对燃料经济性有负面影响。平衡添加剂在润滑剂中的相互作用和降低的粘度的益处/潜在的缺点是对如今配方设计师的挑战。

在此，已经表明清净剂和邻二醇的摩擦改进剂的某些组合已被发现，其在常规油料(尤其是低粘度的润滑粘度的油料)中显示出增加的燃料经济性益处。这些益处已被台架和发动机试验证明。

在润滑油中采用邻二醇是本领域公知的。US4,406,803教导在内燃机用润滑油中使用C₁₀-C₃₀链烷1,2-二醇作为摩擦改进剂。US4,331,222教导在功能性流体中使用C₈-C₂₈链烷1,2-二醇，尤其是用于拖拉机，以降低刹车噪音。JP2000-017283教导使用大于C₅的链烷1,2-二醇作为润滑剂。JP2000-273481教导C₁₄-C₂₂链烷1,2-二醇和总碱值大于60的清净剂的组合在粘度指数为80-150的基础油中用来润滑。WO2010/115864教导在功能性流体中使用C₁₀-C₂₄二醇，尤其用于湿式制动器。WO20111007643教导在润滑剂中链烷或链基1,2-二醇和二硫代磷酸锌的组合以改进燃料经济性。包括链烷/链烯1,2-二醇的摩擦改进剂类已经使用了几十年。然而，之前所述的润滑剂无一针对在很低粘度的机油中摩擦改进的问题。

发明概述

本发明的一个方面涉及典型地在低粘度的基础油中的含有邻二醇和特定清净剂共混物的润滑油添加剂，由此表现出改进的燃料经济性。在这一方面，本文公开的润滑油组合物包含：主要量的润滑粘度基础油；选自C₁₀-C₃₀链烷1,2-二醇和C₁₀-C₃₀链烯1,2-二醇的摩擦改进剂；金属比率低于3.0的过碱性烷基羟基苯甲酸碱土金属盐清净剂；金属比率为3.5或更高的过碱性烷基磺酸钙或过碱性烷基羟基苯甲酸钙。在一进一步的方面，所述碱土金属是钙。

一方面涉及润滑油组合物，其中所述邻二醇摩擦改进剂选自式R₁-CH(OH)CH₂(OH)，其中R₁为含有10-28个碳原子的烷基。本发明更具体地公开的是其中所述摩擦改进剂为得自含有14-18个碳原子的线性烷基的C₁₀-C₃₀链烷1,2-二醇。关于这一点，所述摩擦改进剂典型地以约0.02-约5.0wt.％的量使用，基于所述润滑油组合物的总重量。