[发明专利]动力转向液

说明书

技术领域

提供具有改进的低温性能和高粘度指数的动力转向液，更具体地说，是由具有连续碳原子数和很高粘度指数的基础油制成的动力转向液。

背景

动力转向液是是整个动力转向系统的主要部分。在北美和日本80-90％的机动车中使用动力转向液，且在世界其它地区机动车的数量不断增加。原始设备制造商对动力转向液有严格的规格要求。指标要求包括高氧化稳定性、高粘度指数和与密封及胶管的兼容性。过去，动力转向液使用环烷油和溶剂中性基础油的调和物。较新的动力转向液是用环烷油、溶剂中性油和加氢裂化基础油料配制而成。动力转向液所用的加氢裂化基础油具有约90-99质量％的饱和物含量。需要具有改进的粘度指数和低布氏(Brookfield)粘度的动力转向液。

概述

提供包括多于50wt％的基础油和粘度指数改进剂且粘度指数高于290和-40℃下布氏粘度低于1900mPa·s的动力转向液。基础油具有连续碳原子数且粘度指数高于下式所计算的粘度指数：

28×ln(100℃运动粘度)+101；

另外还提供生产包括多于50wt％的基础油且粘度指数高于290和-40℃布氏粘度低于1900mPa·s的动力转向液的方法，所述方法包括获得基础油和将基础油与粘度指数改进剂调和来形成动力转向液。基础油具有连续碳原子数，100℃运动粘度低于约4mm²/s，和Noack挥发度小于由下式计算的Noack挥发度因数：

160-40(100℃运动粘度)。

绘图简介

图1是由下式计算的粘度指数因数的曲线图：

粘度指数因数＝28×ln(100℃运动粘度)+101。       (1)

图2是有下式计算的Noack挥发度因数：

Noack挥发度因数＝160-40(100℃运动粘度)；        (2)

Noack挥发度因数＝(900×(100℃运动粘度)^-2.8)-15。(3)

详述

在实施方案中，动力转向液的基础油具有约1.2mm²/s到低于约4.0mm²/s之间的100℃运动粘度，高的粘度指数，低的冷启动模拟机法(CCS)粘度(-35℃下小于1500mPa·s)，和在实施方案中，具有带有环烷属官能团的全部分子的环烷烃组成大于5wt％且带有单环烷属官能团的分子与带有多环烷属官能团的分子之比大于2.1，如大于5，大于10，大于15，或大于20。

聚α-烯烃(PAO)油是偶碳数线形α-烯烃的低聚物，典型为1-癸烯。因此，PAO油分子包括偶碳数烃分子的混合物，碳原子数彼此不同，是线形α-烯烃起始单体碳原子数的倍数。即使是具有偶数碳原子的线形α-烯烃单体(如癸烯和十二碳烯)的混合物进行低聚来形成重质润滑基础油料，得到的烃分子碳原子数仍具有偶数碳原子。这与本文所公开的动力转向液基础油的烃分子中连续(consecutive)碳原子数的混合物有别，后者包括偶数和奇数碳原子的分子且彼此相差连续碳原子数(如1、2、3、4、5、6、7和更多碳原子)。

本文所用术语“连续碳原子数”的意思是基础油具有整个碳数范围即碳数中间的每一个数的烃分子分布。例如，基础油具有范围从C₂₂到C₃₆或从C₃₀到C₆₀中间的每一碳数的烃分子。动力转向液基础油的烃分子彼此相差连续的碳原子数，因此含蜡进料也具有连续的碳原子数。例如，费托合成反应时，碳原子源是CO，此时烃分子从一个碳原子开始累积。石油衍生的含蜡进料也具有连续的碳原子数。与基于PAO的油相反，本文所公开的动力转向液基础油的分子有更线形的结构，包括带有较短支链的较长骨架。经典教科书描述PAO为星形分子，特别是三癸烷，例示说明为三个癸烷分子连接到中心点处。尽管星形分子是理论上的，不过PAO分子比构成动力转向液基础油的烃分子具有更少和更长的支链。

在实施方案中，动力转向液基础油包括连续碳原子数。动力转向液包括多于50wt％的基础油和少于13wt％或少于12wt％量的粘度指数改进剂。动力转向液包括0到少于约1.0wt％的降凝剂。动力转向液的-40℃布氏粘度低于1900mPa·s。在实施方案中，动力转向液包括清净剂抑制剂添加剂包，例如2-6wt％或5wt％的清净剂抑制剂添加剂包。