專利名稱：脲基潤(rùn)滑脂組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脲基潤(rùn)滑脂組合物和含該組合物的傳動(dòng)裝置。自所謂的石油危機(jī)發(fā)生后，石油價(jià)格已急劇上漲，受此影響，在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中，一直都有節(jié)約資源和節(jié)約能源的想法。
在汽車工業(yè)中，已開發(fā)出微型通用汽車，增加了許多采用等速聯(lián)軸節(jié)(本文簡(jiǎn)稱CVJ)的汽車。此外，CVJ也用于4輪驅(qū)動(dòng)車和四輪獨(dú)立懸置型汽車，并且其需求還在不斷增長(zhǎng)。CVJ又稱等速萬向聯(lián)軸節(jié)，是一種能保持等角速度和轉(zhuǎn)矩傳遞回轉(zhuǎn)的軸節(jié)，根據(jù)各種用途有不同類型。當(dāng)汽車達(dá)到較高功率和較高速度且CVJ本身變?yōu)楦⌒蜁r(shí)，CVJ所用的潤(rùn)滑劑要經(jīng)受苛刻條件，因此就要求潤(rùn)滑脂能降低滑動(dòng)部件的摩擦和磨損。此外，CVJ需要裝上密封橡膠套以防止?jié)櫥孤恫⒈苊馔饷娴碾s質(zhì)和水的侵入。關(guān)于此類材料，一般用氯丁橡膠，聚酯樹脂也經(jīng)常采用。
低摩擦且耐磨損性優(yōu)異的潤(rùn)滑脂能抑制車體在起動(dòng)和加速及行駛期間產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音而且，由于它的溫度抑制效應(yīng)，可改善橡膠套的耐久性。但是，若溫升過高，則會(huì)促使橡膠套老化和潤(rùn)滑劑的降解，極大縮短CVJ的壽命。
另一方面，在鋼鐵工業(yè)中已進(jìn)一步開發(fā)出連續(xù)操作的機(jī)械設(shè)備。隨著技術(shù)革命，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、改進(jìn)生產(chǎn)能力和確保設(shè)備的可靠性等方面的要求更加強(qiáng)烈。由于這些機(jī)械設(shè)備所用的潤(rùn)滑脂處于粗獷的環(huán)境中，即高溫、與水接觸、很可能有一些雜質(zhì)如鐵鱗的侵入，且會(huì)晝夜連續(xù)不斷地在苛刻條件下工作，故潤(rùn)滑條件很苛刻。這就要求潤(rùn)滑脂有極好的耐封閉性，且能減少摩擦和磨損，以延長(zhǎng)機(jī)器部件的壽命，盡可能避免突發(fā)故障。此外，工業(yè)機(jī)械、機(jī)床等的欲潤(rùn)滑部件經(jīng)受較大摩擦和過量磨損會(huì)造成機(jī)器、精密度降低，而不得不更換機(jī)器部件。如上所述，降低摩擦和避免磨損是本發(fā)明的一個(gè)重要目的。
因此，在上述的欲潤(rùn)滑部件中，傳統(tǒng)上采用鋰基潤(rùn)滑脂，使用了硫基化合物如硫化脂肪和油、硫化烯烴等，環(huán)烷酸鉛，二硫代磷酸金屬鹽，二硫代氨基甲酸金屬鹽基添加劑等。近來已更多采用耐熱性優(yōu)于鋰基潤(rùn)滑脂的復(fù)合鋰基潤(rùn)滑脂和脲基潤(rùn)滑脂。
在這種形式下，作為先有技術(shù)的一個(gè)典型代表，美國(guó)專利NO.4,514,312公開了一種在脲基潤(rùn)滑脂中使用不含硫的芳胺磷酸酯鹽作為有機(jī)添加劑的潤(rùn)滑脂。此外，美國(guó)專利NO.4,840,740公開了一種包括脲基潤(rùn)滑脂、有機(jī)鉬化合物和二硫代磷酸鋅的潤(rùn)滑脂。日本專利公告(JP-B)NO.04-34590(1992)公開了一種包括硫磷基極壓添加劑為基本組分的脲基潤(rùn)滑脂，所述添加劑包括1)硫化二烷基二硫代氨基甲酸鉬，和2)自下面一組物質(zhì)中選擇一種或者兩或多種的組合物硫化脂肪和油、硫化烯烴、磷酸三甲苯酯、二硫代磷酸三烷基酯和二硫代磷酸鋅二烷基酯。
盡管先有技術(shù)中的某些潤(rùn)滑脂具有降低摩擦和磨損的效果，但并不令人非常滿意。而且，還有高溫下使密封套劣化的缺點(diǎn)。例如芳胺磷酸酯鹽和環(huán)烷酸鉛會(huì)使聚酯樹脂降解，硫化脂肪和油會(huì)使氯丁橡膠嚴(yán)重降解，硫化烯烴會(huì)使氯丁橡膠和聚酯樹脂二者嚴(yán)重降解。
此外，在另一些先有技術(shù)中，日本專利申請(qǐng)公開號(hào)(JP-A)08-157859(1996)公開了一種使用二烷基二硫代氨基甲酸鉬和硫代磷酸三苯酯作為添加劑的技術(shù)，日本專利申請(qǐng)公開號(hào)(JP-A)62-2275197(1987)公開了一種使用12-羥基脂肪酸鋰皂、由諸如磷酸三苯酯或磷酸三甲酯的磷酸酯形成的磷酸鋰作為增稠劑的技術(shù)。此外，日本專利申請(qǐng)公開號(hào)(JP-A)03-231993(1991)公開了一種在脲化合物中包括磷酸酯油的潤(rùn)滑脂。
本發(fā)明涉及一種具有極好摩擦性能及耐磨性且對(duì)諸如氯丁橡膠和聚酯樹脂的密封套有很好適應(yīng)性的脲基潤(rùn)滑脂。更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及一種適合用于諸如汽車中的等速聯(lián)軸節(jié)、球節(jié)、球軸承，和各類工業(yè)設(shè)備如鋼鐵及工業(yè)機(jī)械和機(jī)床中的軸承和傳動(dòng)裝置這類需潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑的零件。
本發(fā)明涉及一種脲基潤(rùn)滑脂組合物，包括脲基潤(rùn)滑脂和如下添加劑A)下式所表示的硫化二烷基二硫代氨基甲酸鉬
式中R1和R2各自獨(dú)立表示一個(gè)選自從1到24個(gè)碳原子烷基的基團(tuán)；m為或從1到3的整數(shù)，n為從1到4的整數(shù)，條件是m與n的總和為4，和B)下式所表示的磷酸三苯酯。
與上面提及的組分(A)對(duì)應(yīng)的化合物熔點(diǎn)較高，這些化合物的實(shí)例包括二乙基二硫代氨基甲酸硫化鉬、二丁基二硫代氨基甲酸硫化鉬、二異丁基二硫代氨基甲酸硫化鉬、二(2-乙基己基)二硫代氨基甲酸硫化鉬、二戊基二硫代氨基甲酸硫化鉬、二異戊基二硫代氨基甲酸硫化鉬、二月桂基二硫代氨基甲酸硫化鉬、二(十八烷基)二硫代氨基甲酸硫化鉬。它們優(yōu)選以粉未狀混合，以總重量為基準(zhǔn)，加入量為從0.5到10％(重量)，優(yōu)選從0.5到5％(重量)。當(dāng)加入量少于0.5％(重量)時(shí)，一般對(duì)耐摩擦和耐磨損性的改進(jìn)不足，若超過10％(重量)，一般也沒有更大的改進(jìn)。
由于磷酸三苯酯的熔點(diǎn)為50℃，在室溫下為固體，優(yōu)選在不小于50℃的溫度下以粉末與基礎(chǔ)潤(rùn)滑脂調(diào)制。以總重量為基準(zhǔn)，組分(B)的量?jī)?yōu)選從0.1到10％(重量)，更優(yōu)選從0.1到5％(重量)。當(dāng)用量少于0.1％(重量)時(shí)，一般不能對(duì)耐摩擦和耐磨損性能有所改進(jìn)，若超過10％(重量)，則潤(rùn)滑能力一般不會(huì)有更大提高。
關(guān)于脲化合物，可采用任何己知的脲型增稠劑，例如可采用二脲、三脲和四脲。
可采用礦物油和/或合成油作為基礎(chǔ)油。若用脲化合物作為增稠劑，則其用量?jī)?yōu)選為基礎(chǔ)油與脲化合物總重量的2到35％。
另外，本發(fā)明的組合物中還可進(jìn)一步加入各類添加劑，如抗氧劑、抗腐蝕劑、極壓劑、聚合物等。
按本發(fā)明的脲基潤(rùn)滑脂組合物持別適用于傳動(dòng)裝置，更具體為等速聯(lián)軸節(jié)。因此，本發(fā)明進(jìn)一步涉及含這種潤(rùn)滑脂的傳動(dòng)裝置，更具體為等速聯(lián)軸節(jié)。
實(shí)施例和比較實(shí)施例下文將通過實(shí)施例和比較實(shí)施例具體描述本發(fā)明，但并不打算限制本發(fā)明。按表1至5所示的混合比例將各添加劑加入基礎(chǔ)潤(rùn)滑脂(示出的所有比例均為重量％)，混合物經(jīng)三輥滾軋機(jī)處理得到實(shí)施例和比較實(shí)施例的潤(rùn)滑脂。
基礎(chǔ)潤(rùn)滑脂的配方如下所述，所用基礎(chǔ)油為精制礦物油，100℃時(shí)粘度為15mm2/秒。Ⅰ．二脲基潤(rùn)滑脂1mol二苯基甲烷-4,4′一二異氰酸酯和2mol辛胺于基礎(chǔ)油內(nèi)反應(yīng)，生成的脲化合物均勻分散，得到潤(rùn)滑脂。脲化合物的量為基礎(chǔ)油和脲化合物總重量的10％(重量)。Ⅱ．四脲基潤(rùn)滑脂2mol二苯基甲烷-4,4′一二異氰酸酯、2mol辛胺和1mol乙二胺于基礎(chǔ)油內(nèi)反應(yīng)，生成的脲化合物均勻分散，得到潤(rùn)滑脂。脲化合物的量為基礎(chǔ)油和脲化合物總重量的15％(重量)。Ⅲ．復(fù)合鋰基潤(rùn)滑脂氫化蓖麻油脂肪酸溶于基礎(chǔ)油中，加入氫氧化鋰水溶液中和，反應(yīng)期間混合物脫水。脫水完畢后，加入壬二酸，借助中和需要量的氫氧化鋰水溶液進(jìn)行反應(yīng)。壬二酸鋰和12-羥基硬脂酸鋰皂均勻混合并分散，得到潤(rùn)滑脂。以基礎(chǔ)油和增稠劑總重量為基準(zhǔn)，增稠劑12-羥基硬脂酸鋰和壬二酸鋰的量分別為7.5％和2.5％(重量)。
按下表內(nèi)所示進(jìn)行有關(guān)摩擦系數(shù)、耐磨性和對(duì)密封套適應(yīng)性的試驗(yàn)，并作出評(píng)價(jià)。(1)摩擦系數(shù)使用Falex試驗(yàn)儀，在下述條件下測(cè)定15分鐘后的摩擦系數(shù)(按照IP/241/69)。轉(zhuǎn)速290rpm載荷890N(200lb)溫度室溫時(shí)間15分鐘潤(rùn)滑脂量試片上涂布約1g潤(rùn)滑脂(2)耐磨性按ASTM D2226的四球型磨損試驗(yàn)轉(zhuǎn)速1200rpm載荷392N(40kgf)溫度75℃時(shí)間60分鐘(3)對(duì)密封套的適應(yīng)性氯丁橡膠和聚酯樹脂密封材料浸入各個(gè)潤(rùn)滑脂組合物，按照J(rèn)ISK6301硫化橡膠物理試驗(yàn)，在下列條件下進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)定試驗(yàn)前后的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率，得到變化值(％)。溫度140℃浸入時(shí)間96小時(shí)表1
>*1:A-1為硫化二烷基氨基二硫代甲酸鉬，MOLYVANA A，由Vanderbilt公司生產(chǎn)*2:A-2為硫化二烷基氨基二硫代甲酸鉬，SAKURALUBE 600，由Asahi DenkaKogyo k.k.生產(chǎn)*3:B為磷酸三苯酯表2
*1:A-1為硫化二烷基氨基二硫代甲酸鉬，MOLYVANA A，由Vanderbilt公司生產(chǎn)*2:A-2為硫化二烷基氨基二硫代甲酸鉬，SAKURALUBE 600，由Asahi DenkaKogyo k.k.生產(chǎn)*3:B為磷酸三苯酯表3
1:A-1為硫化二烷基氨基二硫代甲酸鉬，MOLYVANA A，由Vanderbilt公司生產(chǎn)*2:A-2為硫化二烷基氨基二硫代甲酸鉬，SAKURALUBE 600,Asahi DenkaKogyo k.k.生產(chǎn)*3:B為磷酸三苯酯*4:Vanlube 592為R.T.Vanderbilt Co.InC.的商品名，是一種包括芳胺磷酸酯鹽的粘性液體(190 sus/100℃)*5:Lubrizol 1360為一種二烷基氨基二硫代甲酸鋅。*6:Lubrizol 5006為一種硫化脂肪和油*7:Lubrizol 5340L為一種硫化烯烴。*8:Dailube L30為Dainippon Ink和Chemicals,Inc的環(huán)烷酸鉛。
表4
*1:A-1為硫化二烷基氨基二硫代甲酸鉬，MOLYVANA A，由Vanderbilt公司生產(chǎn)*2:A-2為硫化二烷基氨基二硫代甲酸鉬，SAKURALUBE 600，由Asahi DenkaKogyo k.k.生產(chǎn)*3:B為磷酸三苯酯*4:Vanlube 592為R.T.Vanderbilt Co.InC.的商品名，是一種包括芳胺磷酸酯鹽的粘性液體(190 sus/100℃)*5:Lubrizol 1360為一種二烷基氨基二硫代甲酸鋅。*6:Lubrizol 5006為一種硫化脂肪和油*7:Lubrizol 5340L為一種硫化烯烴。*8:Dailube L30為Dainippon Ink和Chemicals,Inc的環(huán)烷酸鉛。
表5
表6
實(shí)施例1到7的摩擦系數(shù)都小于比較實(shí)施例1到10中的摩擦系數(shù)。在耐磨性方面，比較實(shí)施例5,6,7,9和10所提供的結(jié)果與按本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)果效果同樣好，但比較實(shí)施例在與氯丁橡膠和聚酯樹脂的適配性方面較差。
例如，比較實(shí)施例5中氯丁膠和聚酯樹脂的伸長(zhǎng)率變化很大。比較實(shí)施例6中氯丁橡膠和聚酯樹脂的拉伸張度和伸長(zhǎng)率變化都很大。比較實(shí)施例9和10中聚酯樹脂的伸長(zhǎng)率變化較大。實(shí)施例1到7都給出了極好的摩擦系數(shù)和耐磨性，并且對(duì)氯丁橡膠和聚酯樹脂的適應(yīng)性也很好。
本發(fā)明的潤(rùn)滑脂摩擦系數(shù)低且耐磨性優(yōu)異，因此，可抑制汽車CVJ的振動(dòng)和噪音。并且，本發(fā)明的潤(rùn)滑脂還可降低汽車球節(jié)和輪軸承以及其它各類工業(yè)機(jī)構(gòu)設(shè)備的摩擦，延長(zhǎng)機(jī)器零件的使用壽命。
本發(fā)明潤(rùn)滑脂對(duì)氯丁橡膠的聚酯樹脂有極好的適應(yīng)性，即使高溫下也能延緩密封設(shè)備密封套的降解。
權(quán)利要求
1．一種脲基潤(rùn)滑脂組合物，包括脲基潤(rùn)滑脂和如下添加劑(A)下式所表示的硫化二烷基二硫代氨基甲酸鉬
式中R1和R2各自獨(dú)立表示一個(gè)選自從1到24個(gè)碳原子烷基的基團(tuán)；m為0或從1到3的整數(shù)，n為從1到4的整數(shù)，條件是m與n的總和為4，和(B)下式所表示的磷酸三苯酯
2．按權(quán)利要求1的脲基潤(rùn)滑脂組合物，其中所述組分A和所述組分B，按脲基潤(rùn)滑脂組合物總重量為基準(zhǔn)，分別以從0.5到10％(重量)和從0.1到10％(重量)的量調(diào)合。
3．按權(quán)利要求1或2的脲基潤(rùn)滑脂組合物，其中所述脲基潤(rùn)滑脂是由基礎(chǔ)油和作為增稠劑的脲化合物組成，以基礎(chǔ)油和脲化合物總重量為基準(zhǔn)，脲化合物的比例為從2到35％(重量)。
4．含有按權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的脲基潤(rùn)滑脂組合物的傳動(dòng)裝置。
5．按權(quán)利要求4的傳動(dòng)裝置，該傳動(dòng)裝置為等速聯(lián)軸節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種脲基潤(rùn)滑脂組合物和含該組合物的傳動(dòng)裝置,該組合物包括脲基潤(rùn)滑脂和如下添加劑:(A)下式(Ⅰ)所表示的硫化二烷基二硫代氨基甲酸鉬,式中R
文檔編號(hào)C10M169/06GK1235631SQ97199344
公開日1999年11月17日 申請(qǐng)日期1997年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月18日
發(fā)明者益森隆一, 尾崎幸洋, 宗像智郎, 吉田強(qiáng) 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司