有机摩擦改进剂及其齿轮油和应用的制作方法

本发明属于油品领域，具体涉及有机摩擦改进剂及其齿轮油和应用。

背景技术：

1、电动汽车在转弯或掉头过程中会产生差速异响，由于电动汽车低速背景噪声低，该差速异响噪声极易被识别从而令驾乘人员产生不适感，影响驾驶体验。

2、差速器转弯异响是由于差速器处于差速工作状态时，其内部摩擦副运转过程中摩擦产生。差速器内部摩擦副包括：平垫(半轴垫片)与半轴齿轮端面之间及平垫(半轴垫片)与差壳内表面平面之间；球垫(球面垫片)与行星齿轮球面之间及球垫(球面垫片)与差壳内表面球面之间；行星轴与行星齿轮内孔之间。其中平垫(半轴垫片)与半轴齿轮端面之间及平垫(半轴垫片)与差壳内表面平面之间摩擦，是产生差速器转弯异响的主要因素。

3、提高齿轮油的低速摩擦特性可以有效改善差速器内部摩擦副之间的摩擦，优化差速异响。现有减速器中差速器所采用齿轮油的低速摩擦特性差，主要原因如下：一方面，部分齿轮油并没有添加有机摩擦改进剂来改善其低速摩擦特性；另一方面，部分齿轮油虽然添加了有机摩擦改进剂来改善其低速摩擦特性，但是由于没有合适的有机摩擦改进剂，致使所得齿轮油并不能有效改善其低速摩擦特性。这就造成其不能有效改善差速器内部摩擦副之间的摩擦，不能优化转弯异响问题。

4、目前，并没有能用于齿轮油中并有效改善其低速摩擦特性的有机摩擦改进剂。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于提供一种有机摩擦改进剂，该有机摩擦改进剂用于齿轮油中，有效改善其低速摩擦特性。

2、本发明的第二个目的在于提供一种具有前述有机摩擦改进剂的齿轮油。

3、本发明的第三个目的在于提供一种前述齿轮油在差速器、减速器中的应用。

4、为实现本发明的第一个目的，采用以下的技术方案：

5、一种有机摩擦改进剂包括含有磷、氮和硼中任一种或多种的长链脂肪烃化合物中的任一种或多种的组合；其中，

6、所述有机摩擦改进剂同时含有磷、氮和硼，且磷、氮和硼分别以相应的极性基团形式存在。

7、本发明中，所述有机摩擦改进剂中，同时含有磷、氮和硼，且磷、氮和硼分别以相应的极性基团的形式存在，比如磷以磷酸基、亚磷酸基等极性基团形式存在，氮以氨基、酰基等极性基团形式存在，硼以硼酸基等极性基团形式存在。

8、本发明中，有机摩擦改进剂可以是一种同时含有磷、氮和硼的长链脂肪烃化合物，也可以是多种含有磷、氮和硼中任一种或多种的不同长链脂肪烃化合物的组合，只要满足有机摩擦改进剂中同时含有磷、氮和硼即可。

9、本领域技术人员理解，齿轮油中对于动摩擦和低速摩擦起作用的组分是不同的:控制动摩擦以分散剂为主，控制低速摩擦和静摩擦则以有机摩擦改进剂或清净剂为主。为了提高齿轮油的摩擦特性，一是采用有机摩擦改进剂的齿轮油配方，二是采用性能更好的有机摩擦改进剂，形成一种相对较弱的键，产生物理或化学吸附。这些有机摩擦改进剂主要是为了降低钢对钢的低速摩擦系数。摩擦改进剂分子极性越强、吸附膜厚度及强度越大，越有利于evf(electrical vehicle fluid，电动汽车液体)保持其特有的摩擦特性，有利于evf的静摩擦因数的减小和保持动摩擦因数基本不变。

10、本发明的有机摩擦改进剂，同时含有磷、氮和硼这三种元素所对应的极性基团，而同时含有、氮和硼这三种元素所对应极性基团的物质对金属表面有很强的亲和力，通过极性基团强有力地吸附在金属表面，形成一种类似于缓冲垫的保护膜把金属分开，防止金属间直接接触，从而减少摩擦及磨损，将其用于齿轮油中，能够有效改善齿轮油的低速摩擦特性。

11、本发明中，低速摩擦系数指的是在低速状态(区别于车辆的高速行驶状态)下，即介于动摩擦和静摩擦之间的状态下，测试所得的摩擦系数。低速状态指的是车辆的行驶速度为0.1-1.65m/s，比如0.2m/s、0.3m/s、0.4m/s、0.5m/s、0.6m/s、0.7m/s、0.8m/s、0.9m/s、1m/s、1.1m/s、1.2m/s、1.3m/s、1.4m/s、1.5m/s和1.6m/s时的状态。

12、为了提高所述有机摩擦改进剂的吸附效果，在一种实施方式中，所述有机摩擦改进剂中，磷的含量为100-1500ppm，比如200ppm、300ppm、400ppm、500ppm、600ppm、700ppm、800ppm、900ppm、1000ppm、1100ppm、1200ppm、1300ppm和1400ppm。

13、为了提高所述有机摩擦改进剂的吸附效果，在一种实施方式中，所述有机摩擦改进剂中，0ppm＜氮的含量＜1000ppm，比如0.1ppm、0.5ppm、1ppm、5ppm、10ppm、50ppm、100ppm、200ppm、300ppm、400ppm、500ppm、600ppm、700ppm、800ppm和900ppm。

14、为了提高所述有机摩擦改进剂的吸附效果，在一种实施方式中，所述有机摩擦改进剂中，0ppm＜硼的含量＜200ppm，比如0.1ppm、0.5ppm、1ppm、5ppm、10ppm、20ppm、30ppm、40ppm、50ppm、60ppm、70ppm、80ppm、90ppm、100ppm、110ppm、120ppm、130ppm、140ppm、150ppm、160ppm、170ppm、180ppm和190ppm。

15、为了提高所述有机摩擦改进剂的吸附效果，在一种实施方式中，所述有机摩擦改进剂中，所述长链脂肪烃化合物的弹链长度为8-18。

16、本领域技术人员理解，当长链脂肪烃化合物的碳链长度在8-18范围内时，长链脂肪烃化合物在室温下为液体状态；而当长链脂肪烃化合物的碳链长度在20以上时，长链脂肪烃化合物在室温下为固体状态，无法在齿轮油中使用。

17、在一种实施方式中，所述长链脂肪烃化合物包括含膦长链脂肪烃化合物、含氮长链脂肪烃化合物和含硼类长链脂肪烃化合物；其中，

18、所述含膦长链脂肪烃化合物包括烷基磷酸单酯、磷酸酯、亚磷酸酯、脂肪族膦酸酯、硫代膦酸酯、巯基膦酸酯和巯基磷酸酯酰胺中的任一种或多种的组合。

19、所述含氮长链脂肪烃化合物包括酰胺、酰亚胺、脂肪胺、环氧基脂肪胺、脂族链烷醇酰胺和脂肪族酰胺中的任一种或多种的组合；

20、所述含硼类长链脂肪烃化合物包括硼酸酯、硼酰胺和硼酸酰胺中的任一种或多种的组合。

21、为实现本发明的第二个目的，还提供一种具有前述有机摩擦改进剂的齿轮油，所述齿轮油包括基础油和添加剂，所述添加剂包括所述有机摩擦改进剂。

22、为了有效改善齿轮油的低速摩擦特性，在一种实施方式中，所述齿轮油中，所述有机摩擦改进剂的含量为0.4-2％，比如0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％和1.9％。

23、在一种实施方式中，所述添加剂还包括粘指剂、粘度指数改进剂、降凝剂、清净剂、分散剂、抗磨剂、极压剂、抗氧剂、防锈剂、消泡剂、乳化剂和破乳剂中的任一种或多种的组合。

24、所述齿轮油中，所述基础油可以为表1中所述基础油。

25、表1api基础油分类

26、

27、表1中，api是美国石油学会(american petroleum institute)的英文缩写。

28、为了有效改善齿轮油的低速摩擦特性，在一种实施方式中，所述齿轮油的低速摩擦系数≤0.125，比如0.12、0.11、0.1、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02和0.01。

29、为实现本发明的第三个目的，还提供前述齿轮油在差速器和减速器中的应用。

30、本发明的有益效果在于：

31、本发明的有机摩擦改进剂，同时含有磷、氮和硼这三种元素所对应的极性基团，而同时含有、氮和硼这三种元素所对应极性基团的物质对金属表面有很强的亲和力，通过极性基团强有力地吸附在金属表面，形成一种类似于缓冲垫的保护膜把金属分开，防止金属间直接接触，从而减少摩擦及磨损，将其用于齿轮油中时，能够有效改善其低速摩擦特性；

32、本发明的齿轮油，由于具有前述有机摩擦改进剂，其低速摩擦特性得到有效改善；

33、本发明的齿轮油，能够应用于差速器和减速器中，从而有效改善差速器内部摩擦副之间的摩擦，解决差速器转弯异响问题。