[发明专利]基于金属纳米粒子的润滑剂组合物

说明书

技术领域

本发明适用于润滑剂领域，更具体的涉及机动车润滑剂领域，特别是机动车传动元件的润滑剂领域。本发明涉及含有金属纳米粒子的润滑剂组合物。更具体的，本发明涉及含有具有高重均分子量的分散剂和金属纳米粒子的润滑剂组合物。本发明的润滑剂组合物同时具有良好的稳定性和防剥落(anti-flaking)性能。

本发明还涉及使用这种润滑剂组合物降低机械部件剥落现象的方法。

本发明还涉及含有具有高重均分子量的分散剂和金属纳米粒子的添加剂浓缩物型组合物。

背景技术

机动车传动元件在高负载和高速下运行。用于这些传动元件的油因而必须在保护部件不受磨损和疲劳、尤其是保护齿轮齿不受剥落现象方面特别有效。

磨损现象对应于在移动部件之间的摩擦期间在表面处的金属磨耗和磨损。

对于剥落现象，它与磨损现象不同。它对应于归因于疲劳的部件退化并且是在可视恶化之前的长时间老化后产生的。已知，该现象通过表面下一定深度处的裂纹引发而开始的，这些裂纹蔓延，并且在表面处产生正常的裂纹时，薄片突然剥落。

通过利用部件的适当几何形状降低接触应力且降低摩擦同时避免粘附而防止该现象。将润滑剂引入到该阻止方法中，主要归因于其添加剂的物理-化学反应性。

已知含硫、含磷、含磷/硫，或含硼的抗磨剂和极压添加剂给予传动油抵抗剥落的保护性能。润滑剂中存在的其他添加剂也可具有对零件内部的裂纹的扩展具有正面或负面的影响，因此对剥落现象具有正面或负面的影响。

在手动变速箱中，同步器的存在导致额外的应力。事实上，这些元件含有锥形和环形装置，这些装置之间的摩擦必须被精确的控制。因此，摩擦对于齿轮的同步应当是足够的，但是锥形和环形则必须能够分离(disengage)，否则存在阻塞同步器的风险。

此外，如果摩擦水平不适应部件的几何形状，在锥-环组件上发生磨损。

通过向变速箱中加入摩擦改进剂可调节摩擦水平。

因此，在用于手动变速箱的油中，抗磨剂、极压添加剂和摩擦改进剂可共存，都在部件表面处具有作用并对摩擦水平和剥落现象两者潜在地具有影响。

配制这样的润滑剂组合物是已知：其包含有机钼型摩擦改进剂化合物，具有含机磷和/或含有机硫和/或含有机磷/硫抗磨剂和极压添加剂，尤其为了改善这些油的抗磨性能。

其他化合物也被描述为可对机械部件、尤其是发动机部件的润滑是有用的。

也已经描述了在润滑剂组合物中使用纳米粒子、尤其是金属纳米粒子。由此，文件WO2007/035626公开了含有金属粒子的润滑剂组合物，特别基于锂、钾、钠、铜、镁、钙、钡或它们的混合。

文件US2011/0152142A1公开了含有至少一种基础油、至少一种分散剂和晶体形式的金属氢氧化物的纳米粒子的组合物。将这些组合物用来润滑内燃机并中和燃烧过程中产生的酸。

文件US2006/0100292A1公开了制备其中混合至少一种基础油、至少一种分散剂和晶体形式的金属氢氧化物纳米粒子的润滑油的方法。该方法具有降低泡沫形成、降低环境风险和降低反应时间的优点。

文件US2009/0203563公开了制备过碱性(overbased)或中性清洁剂的方法。该方法使用了表面活性剂和有机介质以及含有至少一种基础油、至少一种分散剂和晶体形式的金属氢氧化物纳米粒子的组合物。

文件WO2011/081538A1公开了一种制造二硫化钼和二硫化钨粒子的方法，该方法包括在覆盖有胶的板之间传递并挤压二硫化钼和二硫化钨的混合物。该文件没有公开润滑剂组合物。

对于文件CN101691517，其公开了含有分散剂和二硫化钨纳米粒子的发动机油，使得其可改善发动机的寿命和降低燃料消耗。但是，二硫化钨纳米粒子的含量为15-34％。这样的含量会导致组合物不稳定，因而与润滑剂组合物、特别适用于传动的润滑剂组合物不相容。此外，该文件没有暗示油的任何防剥落的性能，特别是关于机动车的传动元件。

文件EP1953196描述了金属纳米粒子的分散，特别是基于锌、锆、铈、钛、铝、铟或锡的金属氧化物在有机溶剂中且在PIBSA(聚异丁烯基丁二酸酐)型聚合物分散剂的存在下的分散。但是该文件不涉及润滑剂组合物领域，特别是没有公开含有至少一种基础油和金属纳米粒子的润滑剂组合物。该文件中提及的有机溶剂没有润滑性能。此外，它们具有低于100℃的闪点，使得它们与在实施温度高于或等于100℃的润滑剂应用中的使用不相容。另外，该文件没有暗示机械部件的任何防剥落性能，特别是关于机动车的传动元件。