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CN101646759A - 润滑脂组合物以及机械部件 - Google Patents

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CN101646759A CN200880010043A CN200880010043A CN101646759A CN 101646759 A CN101646759 A CN 101646759A CN 200880010043 A CN200880010043 A CN 200880010043A CN 200880010043 A CN200880010043 A CN 200880010043A CN 101646759 A CN101646759 A CN 101646759A
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Abstract

本发明提供一种耐磨损性和通用性优异的润滑脂组合物，以及使用该润滑脂组合物的机械部件。具体涉及含有脲系增稠剂、基油、硫代磷酸酯系化合物以及胺系化合物的润滑脂组合物以及使用该润滑脂组合物的机械部件。

Description

润滑脂组合物以及机械部件
技术领域
本发明涉及润滑脂组合物，特别是涉及耐磨损性和通用性优异的润滑脂组合物，以及使用该润滑脂组合物的机械部件。
背景技术
汽车、电机制品或各种机械部件或制品，大多通过铁道或卡车进行运送。在运送时，由于钢轨接缝或较差道路所导致的振动，在涂布了润滑脂的润滑部件中产生磨损。磨损是在微小振幅下所产生的表面损伤，其在大气中生成氧化磨耗粉末，并由于该研磨作用而大多产生强烈的磨耗(非专利文献1)。
作为防止磨损的对策，已提出了(1)相对滑动量减少，(2)使两面分离，防止直接接触，(3)通过对接触面被覆磷酸盐覆膜等或者供给润滑油·润滑脂而防止表面间的粘附等(非专利文献1)。
实际上，要求耐磨损性并且正积极开发和研究的润滑脂，是汽车用车轮轴承用润滑脂。作为这种润滑脂有，使用芳香族二脲作为增稠剂、使稠度变软的润滑脂，并且还报道了和以往的锂皂润滑脂相比，其耐磨损性显著改善(非专利文献2)。
如上所述，作为耐磨损性改善手段，在实际情况中，有改变增稠剂的种类(使用芳香族脲覆膜而获得的上述(2)的效果)或软化稠度(提高润滑脂的流入性)等应对手段。
此外，还公开了包含基油、含有含硫化合物的极压化合物、烃基胺化合物、烷基硫代磷酸酯化合物和摩擦调整用化合物，并且具有提高的负荷容量的齿轮油添加剂浓缩物，以及含有该齿轮油添加剂浓缩物的齿轮油(专利文献1)。
然而，芳香族二脲的流动性差，例如在用于轴承时，虽然深沟球轴承呈现出长寿命，但由于在角接触球轴承(angular ball bear)中对于润滑部位的流入不足，因而具有润滑寿命短的缺点，并且可以使用的轴承有限。因此，通过改变增稠剂所获得的改善，存在有所得润滑脂通用性欠缺的问题。
此外，在软化稠度时，产生了渗漏的问题，并且在产生渗漏的部位中无法使用。因此，这些润滑脂作为润滑脂的通用性欠缺。
专利文献1：日本特开2005-126709
非专利文献1：山本雄二等，トライボロジ一(摩擦学)，理工学社，1998年2月28日发行，201～203页
非专利文献2：T.Endo，Eurogrease，November/December(1997)，25～40页
发明内容
发明要解决的问题
因此，本发明的目的在于提供一种可以降低磨损磨耗的润滑脂组合物。
本发明的其它目的在于提供一种耐磨损性和通用性优异的润滑脂组合物。
本发明的进一步目的在于提供一种使用上述润滑脂组合物的机械部件。
用于解决问题的手段
本发明通过在含有增稠剂和基油的润滑脂中，添加硫代磷酸酯系化合物和胺系化合物，而解决了上述问题，提供了如下所示的润滑脂组合物。
1.一种润滑脂组合物，其含有脲系增稠剂、基油、硫代磷酸酯系化合物以及胺系化合物。
2.如上述1所述的润滑脂组合物，其中，脲系增稠剂是下式(I)所表示的二脲系增稠剂，
R1-NHCONH-C6H4-CH2-C6H4-NHCONH-R2    (I)
(式中，R1和R2是相同或不同的，碳原子数为6～30的烷基、碳原子数为6或7的芳基或环己基)。
3.如上述1或2所述的润滑脂组合物，其中，硫代磷酸酯系化合物是烷基硫代磷酸酯化合物。
4.如上述1～3任一项所述的润滑脂组合物，其中，胺系化合物是选自脂肪族胺、脂环族胺以及芳香族胺的至少一种。
5.如上述1～4任一项所述的润滑脂组合物，其中，基油是矿物油、合成油或它们的混合物，并且40℃的运动粘度为50～250mm2/s。
6.使用上述1～5任一项所述的润滑脂组合物的机械部件。
7.如上述6所述的机械部件，其是轴承。
发明效果
本发明可以认为是通过使用硫代磷酸酯系化合物和胺系化合物被覆接触面而提高了耐磨损性。
也就是说，使用硫代磷酸酯系化合物和胺系化合物进行的接触面被覆以及磷酸盐覆膜等接触面的被覆，都可以认为是通过吸附分子来被覆接触面，从而降低了磨损磨耗。通过供给润滑油·润滑脂而防止表面间粘附，可以认为是使油膜或增稠剂存在于接触面之间，防止直接接触，从而降低了磨损磨耗。
本发明的润滑脂，在维持润滑油·润滑脂供给的同时，使用了耐磨损性优异的脲系增稠剂，并通过硫代磷酸酯系化合物和胺系化合物进行对接触面的被覆，由此进一步提高了耐磨损性。
具体实施方式
作为本发明的润滑脂组合物中所用的基油，优选为矿物油、合成油或它们的混合物。作为合成油的例子，可以列举以二酯、多元醇酯为代表的酯系合成油，以聚α-烯烃、聚丁烯为代表的合成烃油，以烷基二苯醚、聚丙二醇为代表的醚系合成油，硅油、氟化油等各种合成油。基油的运动粘度(40℃)优选为70～200mm2/s左右。
作为本发明的润滑脂组合物中所用的增稠剂，可以列举以二脲为代表的脲系增稠剂。脲系增稠剂，由于耐热性优异，和其它增稠剂相比，缺点少，价格不高，因此是具有实用性的增稠剂。特别优选的脲系增稠剂，是式(I)所表示的二脲系增稠剂。
本发明润滑脂组合物中的增稠剂含量，是将润滑脂组合物的稠度调整至190～325左右所需的量，其相对于润滑脂组合物全体，优选为5～30质量％，并进一步优选为7～20质量％。
本发明润滑脂组合物中所用的硫代磷酸酯系化合物的优选例子，是由下述通式所表示的物质。本发明中所用的硫代磷酸酯系化合物及其制造方法，记载于例如，专利文献1(日本特开2005-126709)中。
Figure A20088001004300061
式中，R1、R2和R3，各自独立地为取代或非取代的烷基或氢原子，此处，R1、R2和R3中的至少一个是取代或非取代的烷基，并且X1、X2和X3，各自独立地为氧原子或硫原子。
R1、R2、R3的烷基碳原子数为1至24，优选为3至20，作为其具体例子，可以列举丙基、丁基、己基、辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基等。此外，作为取代基，例如，可以列举酰基、羟基、C1-6烷氧基、C6-20的苯基、C6-20的脂肪酸酯基等。
本发明润滑脂组合物中的硫代磷酸酯系化合物的含量，相对于润滑脂组合物全体，优选为0.1～10质量％，并进一步优选为0.3～5质量％。
作为本发明润滑脂组合物中所用的胺系化合物，可以列举亚烷基胺化合物、伯烷基胺、叔脂肪族伯胺、仲烷基胺，它们可以单独或混合使用。
作为胺系化合物的具体例子，可以列举N-油烯基-三亚甲基二胺、N-牛油烷基-三亚甲基二胺、N-椰子基-三亚甲基二胺等。
本发明润滑脂组合物中的胺系化合物的含量，相对于润滑脂组合物全体，优选为0.1～10质量％，并进一步优选为0.3～5质量％。
在本发明的润滑脂组合物中，还可以使用作为硫代磷酸酯系化合物和胺系化合物的混合物的市售商品。作为这种市售商品，可以列举AFTONCHEMICAL(アフトンケミカル)公司制HiTEC833。
在本发明的润滑脂组合物中，可以根据需要添加抗氧化剂、防锈剂、金属防腐蚀剂、油性剂、耐磨剂、极压剂、固体润滑剂等。
本发明的润滑脂组合物，用于需要润滑的各种机械部件。作为这些机械部件，例如，可以列举滚动轴承、球形螺丝、直线运动轴承(直動案内軸受)、各种齿轮、凸轮、等速接头、轴颈轴承(滑动轴承)、活塞、螺丝、缆绳、链条等。
实施例1
使用表1所示成分，制备润滑脂组合物。
作为增稠剂，使用含有脂肪族和脂环族的二脲(式(I)中，R1和R2分别为十八烷基和环己基(摩尔比，十八烷基∶环己基＝70∶30)的化合物)。
稠度统一为300。
基油使用矿物油(P系矿物油)和合成烃油为75∶25(质量比)的混合油。
该基油的运动粘度(40℃)为90mm2/s。
作为用于改善耐磨损性的添加剂，添加1质量份％作为硫代磷酸酯系化合物和胺系化合物混合制品的AFTON CHEMICAL公司制HiTEC833。作为其它添加剂，使用下述添加剂。括号里的内容表示当润滑脂组合物为100质量％时，添加剂的添加量。
抗氧化剂：苯酚系(0.3％)
防锈剂：环烷酸锌(1.0％)
链烯基琥珀酸聚酰亚胺(0.5％)
烷基苯磺酸钙(0.2％)
亚硝酸钠(1.42％)
极压剂：ZnDTP(1.0％)
SP系(0.5％)
比较例1
除了在实施例1中，不添加AFTON CHEMICAL公司制HiTEC833外，同样制备润滑脂组合物。
比较例2和3
除了在实施例1和比较例1中，使用Li皂代替脲化合物作为增稠剂外，同样制备润滑脂组合物。
<试验方法>
稠度根据JIS K 2220.7测定。
耐磨损性根据费夫纳摩擦氧化试验(Fafnir friction oxidation test)(基于ADTM D 4170)进行评价。在下述2组试验推力轴承上涂布试验润滑脂，进行规定的摇动运动，求出磨耗量(由于磨损磨耗而减少的重量)。
[试验条件]
轴承：    ANDREWS W 5/8
荷重：    2450N(550lbf)(面压：1861MPa)
摇动角：  0.21rad(12°)
摇动频率：25Hz
时间：    22小时
温度：    -10℃
润滑脂封入量：每组轴承为1.0g
磨耗量：每组轴承的座圈质量减少量(试验轴承座圈的总质量减少量/2)结果示于表1
[表1]
  样品  实施例1   比较例1  比较例2  比较例3
  增稠剂  脂肪+脂环二脲   脂肪+脂环二脲   Li皂   Li皂
  基油比矿物油  75   75   75   75
  合成烃油  25   25   25   25
  基油运动粘度(40℃)[mm2/s]  90   90   90   90
  耐磨损添加剂※[质量％]  1.0   0.0   1.0   0.0
  稠度  300   300   300   300
  耐磨损性磨耗量[mg]  6.5   13.4   18.3   21.0
※AFTON CHEMICAL公司制HiTEC833
在添加烷基硫代磷酸酯系化合物和胺系化合物作为耐磨损添加剂的实施例1中，磨耗量为6.5mg，约为不含耐磨损添加剂的比较例1的13.4mg的一半，由此确认了显著改善。
在使用Li皂作为增稠剂的比较例2和3中，通过添加耐磨损添加剂所获得的磨耗量减少效果变小。

Claims (7)

1.一种润滑脂组合物，其含有脲系增稠剂、基油、硫代磷酸酯系化合物以及胺系化合物。
2.如权利要求1所述的润滑脂组合物，其中，脲系增稠剂是下式(I)所表示的二脲系增稠剂，
R1-NHCONH-C6H4-CH2-C6H4-NHCONH-R2    (I)
式中，R1和R2是相同或不同的，碳原子数为6～30的烷基、碳原子数为6或7的芳基或环己基。
3.如权利要求1或2所述的润滑脂组合物，其中，硫代磷酸酯系化合物是烷基硫代磷酸酯化合物。
4.如权利要求1～3中任一项所述的润滑脂组合物，其中，胺系化合物是选自脂肪族胺、脂环族胺以及芳香族胺中的至少一种。
5.如权利要求1～4中任一项所述的润滑脂组合物，其中，基油是矿物油、合成油或它们的混合物，并且40℃的运动粘度为50～250mm2/s。
6.一种机械部件，其使用了权利要求1～5中任一项所述的润滑脂组合物。
7.如权利要求6所述的机械部件，其是轴承。
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