CN101189321A - 润滑脂组合物 - Google Patents

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Abstract

一种润滑脂组合物，它包含基油和共混的增稠剂，所述共混的增稠剂包括以下成分作为增稠剂成分：(a)一种或多种脲类化合物；(b)一种或多种脂肪酸金属盐；和(c)选自由通式(1)和(2)所示的脂族酰胺和脂族双酰胺的至少一类酰胺化合物：R1CONH2(1)，R1CONHR2NHCOR1(2)，其中R1表示具有15－17个碳原子的饱和或不饱和烷基，和R2表示亚甲基或亚乙基，和其中(a)、(b)和(c)的共混重量比例a/(b+c)之比为0.20－10，其中(1)成分(a)的共混重量比为1－10；(2)成分(b)的共混重量比为0.5－2.5；(3)成分(c)的共混重量比为0.5－2.5。

Description

润滑脂组合物
技术领域
本发明涉及具有改进的摩擦性能和润滑特征的润滑脂组合物。
背景技术
润滑材料用于各种工业机器、相当重要的是汽车工业的滑动部件和旋转部件内。许多这些机器使用油脂润滑以简化密封结构并使装置小且紧凑。
油脂润滑的使用范围极宽，例如在支持旋转体的各类滚动轴承和滑动轴承中、在具有进料螺杆结构的滑动螺杆或滚珠螺杆、具有转换结构的线性导轨、具有连接结构的球窝接头中以及在各种齿轮中使用。
由于工业机器必要的质量逐年提高，因此所要求的性能也达到高的水平，和目前存在旨在通过添加各种技术规格来区分的许多机器。
特别地，汽车电力转向装置中的技术革新很明显，使得最初仅仅在某些太阳能汽车和轻型汽车中使用的这些装置现在非常广泛地安装在小到中等尺寸的客车上。这是剧烈增长的部门，其中所安装的这种装置的数量几乎每年翻番。
在电力转向装置中电动机用作电力辅助电源。借助控制单元，可以仅仅在需要电力辅助的时刻才驱动电动机。此外，由于电动机驱动利用汽车行驶时产生的电，因此发动机的功率损失非常小。因此，具有显著的燃料经济效果，且与水力转向装置相比大大地降低了能耗。
但是，由于与源自水力转向装置的功率输出相比通过目前的电力转向装置产生的功率输出仍然低，因此重要的是不仅增加电动机功率，而且通过尽可能降低各组成部件之间的摩擦而最大程度地降低在发动机上的负载。
以上提及的机器的质量和特征的改进当然常常是对应于设计的元件的改进，但滑动部件处的操作条件和行为例如摩擦波动主要涉及所使用的润滑剂。润滑剂的特征关于滑动操作条件或者一致移动以及通过设备操作者感知的反馈也是非常重要的。
例如，在汽车转向装置的情况下，驾驶者在操作时感受的感觉非常重要。若它感觉太轻，则驾驶者将感觉不安全。若它太重，则操控受到不利影响，且使驾驶者产生不舒服的费劲感觉。此外，当操作转向时的感觉一定不与笔直往前驾驶和机动操作的感觉相同。若可能在微小运动的情况下在笔直往前驾驶时进行操控，则转向的一致和平缓感觉将有助于安全向前驱动汽车并产生安全驾驶的满意驾驶感觉。若转向相反，则操作也必须产生较轻和稳定的感觉。
此外，为了精确地和在良好精度下在机床的XY平面上完成工件，稳定操作特征极其重要。若出现摩擦现象例如波动或者油膜破碎，则这些可导致工件质量降低，和机械加工精度的精确会丧失。
除了这些情况以外，还存在汽车中冷却风扇轴承的滑动部件和转向装置单元的各种齿轮与轴承、齿条导轨、球窝接头和空气压缩机的轴承。由于这些汽车部件常常经历反复的终止-启动操作，因此可以说它们处于其中可出现摩擦波动的润滑环境内。建筑机器例如动力铲和推土机的铲斗销或者旋转齿轮和起重机起重臂的滑动部件也经历反复的终止-启动操作且也处于其中可出现摩擦波动的润滑环境内。
此外，例如当钢材通过时，在炼钢设备内的辊道重复旋转操作，和一旦钢材过去则终止。在锻压机内经向轴承的情况下，仅仅当材料被加工时，曲柄推动偏心轴。由于工件还经历压挤操作，则此处所使用的轴承可以说处于其中可发生摩擦和扭矩波动的环境内，这是因为它们置于反复终止-启动的条件下。
这些不规则摩擦波动出现的因素是在例如机床的滑动螺杆、汽车的悬挂球窝接头和锻压机的经向轴承内100％相对滑动的环境内，在所述环境内不存在旋转物体。当油脂的供应或者介入不足或者没有形成预定的润滑剂膜时，出现摩擦波动。这些摩擦波动尤其可能出现在从终止状态变化到操作状态的转换过程中。
即使齿轮装置具有不同的结构，在齿轮之间的接触点处也恒定地出现滑动摩擦。因此，若油脂的供应或者介入不足和介入油脂的粘弹性不足或下降时，出现摩擦波动且磨耗也增加。
此外，在旋转体置于其间的各类滚动轴承、滚珠螺杆或者类似物内，旋转物体置于其上的滚道表面的距离在内径和外径处不同。因此，在旋转物体例如在此布置的滚珠或辊与推动表面之间出现滑动。此外，在典型地多个滚珠布置在其内的由不存在护圈的滚珠螺杆为代表的装置内，如此布置的滚珠旋转并彼此接触，因此在其接触表面上出现相对滑动。此外，在从正常旋转到逆向旋转的移动过程中，出现在滚珠之间的间隔差异，因此在滚珠安定和回复到旋转状态之前出现时间间隙。在油脂的油膜或粘弹性不足的任何时候，发生其中可出现摩擦波动例如粘滑运动的状况。
因此，为了提高机器的可靠性和安全性，极其重要的是降低这种机器的滑动部件内的摩擦波动和从而转变到稳定的滚动和/或滑动状态。
迄今为止，有许多贡献在于提高摩擦性能和润滑特征的专利文献。但是，几乎没有文献公开了防止摩擦波动的技术。
日本特开专利申请1985-31598公开了其中通过施加球窝接头油脂组合物降低例如汽车内的悬挂球窝接头的操作扭矩的技术，在该油脂组合物中将石蜡或脂肪酸酰胺蜡和脲增稠剂在40℃下粘度为500-2000cSt的聚α-烯烃类合成油中共混。但是，尽管在所述文献中公开的脲化合物和脂肪酸酰胺蜡类似于本发明油脂组合物的多个方面，但关于作为增稠剂成分结合的三种化合物在该文献中所述的油脂不同于本发明的润滑脂组合物。此外，所述文献仅仅涉及扭矩下降。相反，本发明提供其中在机器的滑动部件内降低偶而产生的不规则摩擦波动并赋予稳定的摩擦特征的效果。因此，本发明涉及与所述文献完全不同的问题。
日本特开专利申请1990-194095公开了其中含有脲类增稠剂和规定的脱氢脱蜡基油和石蜡或脂肪酸酰胺蜡的球窝接头油脂组合物的技术。据称所述油脂组合物在汽车等的球窝接头内产生小的操作扭矩且还对保护罩橡胶不具有有害影响。但是，尽管在所述文献中所述的脲化合物和脂肪酸酰胺蜡类似于本发明的油脂组合物，但本发明的增稠剂成分和通过本发明解决的问题是完全不同的。
日本特开专利申请1996-209167公开了用于树脂润滑的油脂组合物，该组合物包含增稠剂、基油、和1-10wt％含有羟基的至少一种脂肪酸或者多元醇脂肪酸酯，基于所述油脂组合物的总重量计。使用所述油脂组合物导致在金属和树脂之间的润滑中固定的油膜的足够厚度。另外，当将所述油脂组合物施加到电力传输装置例如动力转向装置上时，即使在长的使用时间内也将抑制扭矩波动的产生。但是，JP1996-209167A的油脂组合物不同于本发明的油脂组合物。
日本特开专利申请2002-265970公开了一种油脂组合物，据称该组合物具有优良的声学性能和防侵蚀性能。所述油脂组合物的特征在于在油脂组合物内由脲化合物和锂皂的混合物形成增稠剂，所述组合物中主要成分是基油和增稠剂。尽管在所述文献中所述的脲化合物和锂皂类似于本发明油脂组合物的一部分，但其增稠剂的构成组分基本上不同和本发明所解决的问题完全不同。
日本特开专利申请2004-083797公开了含有基油和增稠剂的油脂组合物的技术，其中该油脂组合物的特征在于增稠剂由聚脲和金属皂构成。所述油脂组合物在低扭矩下具有优良的声学性能，以及即使在高温下产生较少的粉尘和在旋转装置内高度有效。但是，尽管在所述文献中公开的所述脲化合物和金属皂类似于本发明油脂组合物的一部分，但其增稠剂的构成组分基本上不同和本发明的效果完全不同。
日本特开专利申请2004-301268公开了一种电力转向装置，它借助减速齿轮装置将来自电动机的辅助输出传输到车辆的转向装置上，其中前述减速齿轮装置的驱动齿轮作为整体由金属芯管道的外周即形成齿轮齿的树脂组合物组成的树脂部件组成，其中通过油脂组合物润滑所述减速齿轮装置。所述油脂组合物使用含有将极性基团引入分子结构内的蜡的增稠剂如二脲化合物，和其中在长时间内有利地维持在树脂部件和金属部件(所述部件是所述减速齿轮装置的滑动部件)之间的滑动润滑有优良的转向感觉。但是，在本发明的油脂组合物和所述专利文献中的油脂组合物的情况下，仅仅二脲化合物和一部分添加剂成分简单地类似于本发明油脂组合物的一部分。JP2004-301268A和本专利申请的油脂组合物基本上不同，且本发明的效果与配置完全不同。
日本特开专利申请2004-314916公开了一种电力转向装置，它借助减速齿轮装置，将来自电动机的辅助输出传输到车辆的转向装置上。关于前述驱动齿轮，还公开了含有脲化合物作为增稠剂和锂皂作为添加剂的油脂，其中所述油脂置于所述齿轮之间。所述齿轮作为整体由金属芯管道的外周和形成齿轮的树脂组合物组成。但是，尽管二脲化合物和作为添加剂包含在所述油脂内的金属皂类似于本发明润滑脂组合物的一部分，该油脂组合物基本上不同，且本发明的效果和配置完全不同。
发明内容
本发明涉及一种使用下述新型增稠剂的润滑脂组合物，所述新型增稠剂能显著降低在机器的滑动滚动/滑动部件内偶而出现的不规则摩擦波动，以便获得稳定的摩擦性能和润滑特征。
广义划分的润滑脂组合物的成分由三种成分组成：基油、增稠剂和添加剂。一般地，这三种成分的作用是基油起到润滑的主要作用，增稠剂使液体润滑油硬化成半固体，和据称添加剂可弥补这些油脂基础材料的能力例如耐腐蚀性或抗氧化性方面的任何缺点。
但是，这些结构材料提供的能力对于所有机器来说不必一定合适或足够。若结构和环境不同，则油脂的特征可能发生变化。增稠剂常常可对润滑和摩擦磨耗作出显著贡献，添加剂可对增稠剂具有影响，和基油可密切涉及稳定增稠剂的结构。
因此，在其中出现滚动/滑动磨耗的结构组件中，因润滑脂组合物的差别可出现不规则的摩擦波动。
在本发明中，现已令人惊奇地发现，三种成分的新型增稠剂共混物显著降低在机器的滚动/滑动滑动部件中偶而出现的不规则摩擦波动，和因此可维持稳定的摩擦特征和润滑状况。
具体地，本发明提供一种润滑脂组合物，它包含基油和共混的增稠剂，所述增稠剂包括以下成分作为增稠剂成分：(a)一种或多种脲类化合物；(b)一种或多种脂肪酸金属盐；和(c)选自通式(1)和(2)所示的脂族酰胺和脂族双酰胺中的至少一类酰胺化合物：
R1CONH2    (1)
R1CONHR2NHCOR1    (2)
其中R1表示具有15-17个碳原子的饱和或不饱和烷基，和R2表示亚甲基或亚乙基，和其中(a)、(b)和(c)的共混重量比例a/(b+c)之比为0.20-10，其中
(1)成分(a)的共混重量比为1-10；
(2)成分(b)的共混重量比为0.5-2.5；和
(3)成分(c)的共混重量比为0.5-2.5。
基于润滑脂组合物的总重量计，共混的增稠剂优选以2-30wt％的用量存在。
具体实施方式
可在本发明中作为成分(a)的一种或多种脲类化合物的实例是二脲、三脲和四脲化合物。也可包括脲-氨基甲酸酯化合物。
二脲化合物是二异氰酸酯和一元胺的反应产物，所述一元胺可以是脂族胺、脂环族胺和/或芳族胺。
可方便地使用的一元胺的实例包括辛胺、癸胺、十二烷胺、十四烷胺、十六烷胺、十八烷胺、油胺、苯胺、对甲苯胺、环己胺。
此外，可方便地使用的二异氰酸酯的实例包括脂族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯和芳族二异氰酸酯：例如，4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、苯基二异氰酸酯、二苯基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、反式-1，4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)、1，3-双-(异氰酸根合甲基-苯)、4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、1，3-双-(异氰酸根合甲基)环己烷(H6XDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、3-异氰酸根合甲基-3，3，5′-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)、苯二异氰酸酯、间四甲基二甲苯二异氰酸酯(m-TMXDI)和对四甲基二甲苯二异氰酸酯(p-TMXDI)。特别地，优选是4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、反式-1，4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)和4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)。
三脲化合物可用通式(3)表达：
Figure S2006800197511D00071
其中R3和R4表示亚烃基，以及R5和R6表示烃基。
这些化合物是2mol脂族、脂环族或芳族二异氰酸酯，1mol脂族、脂环族或芳族二胺，1mol脂族、脂环族或芳族胺和1mol脂族、脂环族或芳族醇的反应产物。它们通过在基油内混合前述化合物以便得到各自的前述比例和进行反应而获得。例如，它们可通过使2mol甲苯二异氰酸酯、1mol亚乙基二异氰酸酯、1mol十八烷基胺和1mol十八烷基醇在基油内反应而获得。
可方便地使用的脂族、脂环族或芳族二异氰酸酯的实例包括4，4 ′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、萘二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、反式-1，4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)、1，3-双-(异氰酸根合甲基-苯)、4，4 ′-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、1，3-双-(异氰酸根合甲基)环己烷(H6XDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、3-异氰酸根合甲基-3，3，5′-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)、苯二异氰酸酯、间四甲基二甲苯二异氰酸酯(m-TMXDI)和对四甲基二甲苯二异氰酸酯(p-TMXDI)。特别地，优选是4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、反式-1，4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)和4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)。
可方便地使用的一元胺的实例包括脂族、脂环族和芳族一元胺。脂族一元胺优选是具有8-24个碳原子的饱和或不饱和的脂族胺，且可以以支链或直链形式使用，但尤其优选直链形式。
优选是辛胺、癸胺、十二烷胺、十四烷胺、十六烷胺、十八烷胺、油胺、苯胺、对甲苯胺、环己胺。
对于脂族、脂环族或芳族二胺，可方便地使用的脂族二胺是乙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、八亚甲基二胺和十亚甲基二胺，脂环族二胺例如二氨基环己烷，和芳族二胺例如苯二胺、联苯胺、二氨基茋和联甲苯胺，它们全部是在其内具有2-12个碳原子的二胺。
可方便地使用的一元醇的实例是支链或直链的脂族、脂环族或芳族醇。可方便地使用是C8-C24饱和或不饱和脂族醇的脂族醇。尤其优选是直链形式。
尤其优选是辛醇、癸醇、十二烷醇、十四烷醇、十六烷醇、十八烷醇和油醇。
可方便地使用的脂环族醇的实例是环己醇。可方便地使用的芳族醇的实例包括苄醇、水杨醇、苯乙醇、肉桂醇和氢化肉桂醇。
四脲化合物可用通式(4)表示：
其中R7和R8表示亚烃基和R9表示烃基。
这些化合物是2mol脂族、脂环族或芳族二异氰酸酯，1mol脂族、脂环族或芳族二胺和2mol脂族、脂环族或芳族胺的反应产物。它们通过在常见基油内混合前述化合物以便得到各自前述的比例和进行反应而获得。例如，它们可通过使2mol甲苯二异氰酸酯，1mol乙二胺和2mol十八烷胺在基油内反应获得。
可方便地使用的二异氰酸酯的实例包括脂族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯和芳族二异氰酸酯：例如，4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、萘二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、反式-1，4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)、1，3-双-(异氰酸根合甲基-苯)、4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、1，3-双-(异氰酸根合甲基)环己烷(H6XDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、3-异氰酸根合甲基-3，3，5′-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)、苯二异氰酸酯、间四甲基二甲苯二异氰酸酯(m-TMXDI)和对四甲基二甲苯二异氰酸酯(p-TMXDI)。特别优选是4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、反式-1，4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)和4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)。
对于脂族、脂环族或芳族二胺来说，可方便地使用脂族二胺例如乙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、八亚甲基二胺和十亚甲基二胺，脂环族二胺例如二氨基环己烷，和芳族二胺例如苯二胺、联苯胺、二氨基茋和联甲苯胺，它们全部是在其内具有2-12个碳原子的二胺。
对于一元胺来说，可方便地使用脂族、脂环族和芳族一元胺。优选是具有8-24个碳原子的饱和或不饱和脂族胺的支链或直链脂族一元胺。尤其优选具有8-24个碳原子的直链饱和或不饱和脂族胺。
作为脂环族一元胺的实例，可提及环己胺。
作为芳族一元胺的实例，可提及苯胺和对甲苯胺。
但是，可使用现有技术中公开的任何脲类化合物。尤其优选的脲类化合物是其中脲类化合物包含一个或多个烃端基的那些。更优选，脲类化合物的10-70mol％直链烃端基是不饱和成分。
制备所述一种或多种脲类化合物所使用的伯胺的总胺值优选为200-500。
在本发明的优选实施方案中，一种或多种脲类化合物(a)是平均分子量为500-1000的脲类化合物。
可方便地在本发明中用作成分(b)的脂肪酸金属盐的实例是具有6-24个碳原子的直链饱和或不饱和的脂族单羧酸(它也可含有羟基)例如月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、12-羟基硬脂酸、花生酸、二十二烷酸、二十四烷酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和蓖麻油酸的金属盐。这种金属盐优选包含选自碱金属、碱土金属、锌和铝中的金属。所述金属更优选选自锂、钠、镁、铝、钙、锌和钡。
尤其优选的脂肪酸金属盐是具有12-18个碳原子的饱和或不饱和脂族单羧酸的金属盐。最优选所述金属盐包含锂、镁、铝、钙或锌。
可方便地在本发明中作为成分(c)使用的酰胺化合物是可通过使脂肪酸和胺反应获得的化合物。这种酰胺化合物的实例包括N，N′-亚乙基双硬脂酰胺、N，N′-亚甲基双硬脂酰胺、硬脂酰胺和油酰胺。
在本发明的优选实施方案中，共混的增稠剂由前述的成分(a)、(b)和(c)组成。优选基于润滑脂组合物的总重量计，所述成分(a)、(b)和(c)以2-30wt％的总量存在于润滑脂组合物内。
若前述共混的增稠剂的总量小于2wt％，则可能会降低增稠剂的效果，和油脂可能变得太软并泄漏。若前述共混的增稠剂的总量超过30wt％，则油脂可能变得太硬，可增加流动阻力，可升高摩擦扭矩且也可降低渗透性能，结果不可能实现足够的润滑效果。
在本发明中，(a)、(b)和(c)的共混重量比例a/(b+c)之比为0.20-10，其中
(1)成分(a)的共混重量比为1-10；
(2)成分(b)的共混重量比为0.5-2.5；和
(3)成分(c)的共混重量比为0.5-2.5。
若a/(b+c)之比小于0.20，则脲组分的含量太低和耐热性能不足。若a/(b+c)之比超过10，则摩擦波动下降不够。
同样，若成分(a)的共混重量比小于1，则这与关系a/(b+c)关联，和脲化合物的含量变得太低且耐热性能不足。若成分(b)和(c)的共混重量比分别小于0.5，则摩擦波动下降不够。若成分(b)和(c)的共混重量比分别超过2.5，则脂族金属盐和酰胺化合物的量变得太大，但降低摩擦波动的效果没有成比例地改进，摩擦扭矩增加。此外，在这种情况下若减少脲组分，则耐热性能可能不足。
本发明中的基油可以是润滑油和润滑脂通常使用的任何基油。所述基油可以是一种或多种矿物油、合成油和天然油。
可方便地使用的矿物油是通过真空蒸馏常压渣油获得的精炼残渣润滑油，所述常压渣油通过常压蒸馏原油而获得。所述油的实例是石蜡油、环烷油或正链烷烃。可使用的矿物油的实例包括以商品牌号“HVI”、“MVIN”和“HMVIP”获自Shell集团的那些。
可方便地使用的合成油的实例包括：聚烯烃例如α-烯烃低聚物或聚丁烯，聚亚烷基二醇例如聚乙二醇或聚丙二醇，二酯例如癸二酸二-2-乙基己酯或己二酸二-2-乙基己酯，聚酯例如三羟甲基丙烷酯或季戊四醇酯，全氟烷基醚，硅油和聚苯基醚。也可使用通过蜡的氢化异构化制造的基油类型，例如Shell集团以商品牌号“XHVI”销售的那些。
可方便地使用的天然油的实例包括蓖麻油和植物油。
前述基油可以单独或者以混合物形式使用。
本发明的润滑脂组合可包含选自抗氧化剂、腐蚀抑制剂、油性试剂(也称为摩擦改进剂)、极压添加剂、耐磨剂、固体润滑剂和金属失活剂或聚合物中的一种或多种添加剂。
抗氧化剂的实例是2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，6-二叔丁基对甲酚、P，P′-二辛基二苯胺、N-苯基-α-萘胺和吩噻嗪。
腐蚀抑制剂的实例是石蜡氧化物、碳酸的金属盐、磺酸的金属盐、碳酸酯类、磺酸酯类、水杨酸酯、琥珀酸酯、脱水山梨醇酯和各种胺盐。
油性试剂、极压添加剂和耐磨剂的实例是硫化的二烷基二硫代磷酸锌、硫化的二烯丙基二硫代磷酸锌、硫化的二烷基二硫代氨基甲酸锌、硫化的二烯丙基二硫代氨基甲酸锌、硫化的二烷基二硫代磷酸钼、硫化的二烯丙基二硫代磷酸钼、硫化的二烷基二硫代氨基甲酸钼、硫化的二烯丙基二硫代氨基甲酸钼、有机钼络合物、烯烃硫化物、三苯基磷酸酯、三苯基硫代磷酸酯、磷酸三甲苯酯和其它磷酸酯与硫化油和脂肪。
固体润滑剂的实例包括二硫化钼、石墨、氮化硼、三聚氰胺氰脲酸酯、PTFE(聚四氟乙烯)、二硫化钨和石墨氟化物。
金属失活剂的实例是N，N′-二亚水杨基-1，2-二氨基丙烷、苯并三唑、苯并咪唑、苯并噻唑和噻二唑。聚合物的实例是聚丁烯、聚异丁烯、聚异丁烯、聚异戊二烯和聚甲基丙烯酸酯。
本发明进一步提供降低机器的滚动和/或滑动部件内摩擦波动的方法，其中所述方法包括用前述润滑脂润滑所述部件。
另外，本发明还提供电力转向装置，其特征在于前述的润滑脂组合物在其内用作润滑剂。
此外，本发明还提供前述的润滑脂组合物润滑电力转向装置的用途。
通过本发明可提供一种使用新型增稠剂共混物的润滑脂组合物，所述润滑脂组合物能显著降低在机器的滑动/滚动部件内偶而地出现的不规则摩擦波动，结果获得稳定的摩擦性能和润滑特征。
以下参考下述实施例描述本发明，所述实施例不打算以任何方式限制本发明的范围。
实施例
用于制备表1和2中的脲化合物(a)的异氰酸酯如下所述：
“异氰酸酯A”是甲苯二异氰酸酯。分别以80∶20的比例混合2，4-异构体和2，6-异构体，和分子量为174.16。
“异氰酸酯B”是4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯。分子量为250.26。
 用于制备表1和2中的脲化合物(a)的胺如下所述：
“胺A”是平均分子量为130的直链伯胺，其中主要成分(至少90％)是具有8个碳原子的饱和烷基(商业辛胺)。
“胺B”是平均分子量为270的直链伯胺，其中主要成分(至少90％)是具有18个碳原子的饱和烷基(商业硬脂胺)。
“胺C”是平均分子量为255的直链伯胺，它含有约50％具有18个碳原子的不饱和烷基和具有14-18个碳原子的饱和或不饱和烷基(商业牛油脂肪胺)。
“胺D”是平均分子量为260的直链伯胺，其中主要成分(至少70％)是具有18个碳原子的不饱和烷基(商业油胺)。
“胺E”是乙二胺。
在表1和2中，“醇A”是合成基甲酸氨酯所使用的原料，它是硬脂醇。
关于表1和2中的脂肪酸金属盐(b)：
“脂肪酸金属盐A”是12-羟基硬脂酸的锂盐；
“脂肪酸金属盐B”是硬脂酸的锂盐；
“脂肪酸金属盐C”是硬脂酸的钙盐；
“脂肪酸金属盐D”是硬脂酸的铝盐；
“脂肪酸金属盐E”是硬脂酸的镁盐。
关于表1和2中的酰胺化合物(c)：
“酰胺A”是硬脂酰胺。
“酰胺B”是N，N′-亚乙基双硬脂酰胺。
同样，在表1和2的实施例和对比例中所使用的矿物油在40℃下的运动粘度为101.5mm2/s，和倾点为-15℃。在表1和2中，“合成烃油A”(CAS No.68037-01-4)在40℃下的运动粘度为14.94mm2/s和倾点为-67.7℃。在表1和2中，“合成烃油B”(CAS No.68037-01-4)在40℃下的运动粘度为396.2mm2/s和倾点为-36℃。
通过下述工序进行测试：
1.渗透：JIS K2220
2.滴点：JIS K2220
3.油分离：JIS K2220方法B，条件100℃，24小时
4.摩擦波动试验
图1是显示在本发明的摩擦波动试验中所使用的测量装置的轮廓图。
1  滚珠螺杆
1a 滚珠螺杆槽
2  滚珠螺杆螺母
2a 螺母槽
3  滚珠
4  螺旋路径
5  支持轴承
6  测压元件
7  操作方向
8  应变仪
使用图1所示的测量装置，使滚珠螺杆螺母2前后移动，和将在该时间期间产生的摩擦力借助测压元件6输入到应变仪8并记录。通过前后移动滚珠螺杆螺母，使滚珠螺杆旋转，和将出现稳定旋转状态时的摩擦力视为稳态摩擦力。将超过稳态摩擦力30％的摩擦力视为摩擦波动，并通过应变仪8计数。将在该试验期间产生波动摩擦力的频率作为摩擦波动发生率计算。
滚珠螺杆1的外径为29mm，和螺杆部分的长度为约225mm。在滚珠螺杆1和滚珠螺杆螺母2之间形成旋转体的滚珠3存在于多个阵列中。这些滚珠的外径为4.0mm。存在于多个阵列中的这些滚珠具有常见的结构，从而经螺旋路径返回其起始的轨迹处。通过检测在滚珠和滚珠接触部件之间和/或滚珠和滚珠螺杆旋转部件之间和/或滚珠和滚珠螺杆螺母旋转部件之间和/或滚珠和螺旋路径的滑动部件之间的摩擦力，测量所检测的摩擦力。
5.SRV摩擦试验
在下述条件下根据ASTM D5707进行试验。测量在试验之后在试验板上的平均摩擦系数和磨蚀深度，并评估所测试的油脂：
负荷：700N
温度：50℃
持续时间：60分钟
冲程幅度：500μ
幅频：15Hz
表1
实施例 1 2  3  4 5  6
脲类化合物(a) 异氰酸酯A(摩尔比) 2.0 2.0  -  - -  -
异氰酸酯B(摩尔比)  1.0  1.0 1.0  1.0
胺A(摩尔比)  1.0  0.75 1.0  0.75
胺B(摩尔比)  0.25  0.25 -  -
胺C(摩尔比) 2.0  -  0.75 1.0  -
胺D(摩尔比) 1.0  0.75  0.25 -  1.25
胺E(摩尔比) 1.0 1.0  -  - -  -
醇A(摩尔比) 1.0  -  - -  -
脲类化合物(a)的平均分子量(mol MW) 939.6 924.3  642.5  673.0 635.0  676.3
在脲类化合物(a)的直链烃基内的不饱和组分的分子量比(mol％) 33.5 43.9  35.3  27.2 29.7  56.9
构成原料的胺的总胺值mgKOH/g 465.8 292.2  289.1  265.7 291.6  264.6
脲类化合物(a)(a)的用量(wt％) 7.0 5.0  5.0  5.0 8.0  11.0
脂肪酸金属盐(b) 脂肪酸盐A(wt％) - -  4.5  - -  -
脂肪酸盐B(wt％) 4.5 -  -  4.0 -  -
脂肪酸盐C(wt％) - -  -  - -  1.0
脂肪酸盐D(wt％) - -  -  - 3.5   -
脂肪酸盐E(wt％) - 3.5  -  - -   -
酰胺化合物(c) 酰胺A(wt％) 2.5 -  3.5  2.0 -   -
酰胺B(wt％) - 3.5  -  - 3.5   1.0
表1(续)
实施例   1  2  3  4  5  6
成分(b)+(c)的总量(wt％)   7.0  7.0  8.0  6.0  7.0  2.0
在计算式a/(b+c)内成分(a)的共混重量比   3.11  2.0  1.43  2.5  5.71  7.5
在计算式a/(b+c)内成分(b)的共混重量比   2.0  1.4  1.29  2.0  2.5  0.68
在计算式a/(b+c)内成分(c)的共混重量比   1.11  1.4  1.0  1.0  2.5  0.68
共混重量比例a/(b+c)   1.00  0.71  0.63  0.83  1.14  5.50
总的增稠剂含量(a+b+c)(wt％)   14.0  12.0  13.0  11.0  15.0  13.0
矿物油(wt％)   43.0  88.0  10.0  6.0   -   -
合成烃油A(wt％)   43.0   -  77.0   77.0   78.0   87.0
合成烃油B(wt％)   -   -  -   6.0   7.0   -
总计(wt％)   100.0   100.0  100.0   100.0   100.0   100.0
表2
对比例 1  2  3  4 5
脲类化合物(a) 异氰酸酯A(摩尔比) 商业锂类合成油油脂
异氰酸酯B(摩尔比) 1.0 1.0  1.0  1.0
胺A(摩尔比) 0.75 0.75  0.75  0.25
胺B(摩尔比) 0.25 0.25  0.25  -
胺C(摩尔比) 0.75 0.75  0.75  -
胺D(摩尔比) 0.25 0.25  0.25  1.75
胺E(摩尔比) - -  -  -
醇A(摩尔比) - -  -  -
脲类化合物(a)的平均分子量(mol MW) 673.0 673.0  673.0  743.7
在脲类化合物(a)的直链烃基内的不饱和组分的分子量比(mol％) 27.2 27.2  27.2  69.4
构成原料的胺的总胺值mgKOH/g 265.7 265.7  265.7  228.8
脲类化合物(a)(a)的用量(wt％) 7.0 6.5-  9.0  8.0
脂肪酸金属盐(b) 脂肪酸盐A(wt％) - -  0.25  -
脂肪酸盐B(wt％) 6.0 -  -  -
脂肪酸盐C(wt％) - -  -  0.50
脂肪酸盐D(wt％) - -  -  -
脂肪酸盐E(wt％) - -  -  -
酰胺化合物(c) 酰胺A(wt％) - -  0.25  -
酰胺B(wt％) - 6.0  -  -
表2(续)
对比例 1  2  3  4 5
(b)+(c)的总量(wt％) 6.0  6.0  0.5  0.5 商业锂类合成油油脂
在计算式a/(b+c)内成分(a)的共混重量比 1.0  1.0  10  8.0
在计算式a/(b+c)内成分(b)的共混重量比 0.85  0  0.28  0.5
在计算式a/(b+c)内成分(c)的共混重量比 0  0.92  0.28  0
共混重量比例a/(b+c) 1.17  1.08  18.0  16
总的增稠剂含量(a+b+c)(wt％) 13.0  12.5  9.5  8.5
矿物油(wt％) -  -  - -
合成烃油A(wt％) 87.0  87.5  90.5 -
合成烃油B(wt％) -  -  - 91.5
总计(wt％) 100.0  100.0  100.0 100.0
实施例1-6
使用表1所示的共混比例，将基油和每种异氰酸酯放入到气密的油脂试验装置内，并在搅拌的同时加热到60℃。从料斗加入将各种胺或硬脂醇已在基油内混合和溶解的原料并进行反应。在进一步搅拌的同时，在直到170℃的加热维持30分钟之后使反应完成。然后快速冷却混合物，并在这一冷却过程中在搅拌下以表1所示比例共混脂肪酸金属盐和酰胺化合物，冷却到80℃。
作为抗氧化剂额外按比例(extraproportionally)添加1.0wt％辛基二苯基胺，和在冷却到约60℃之后，通过用均化器处理获得油脂。在实施例3-6的油脂情况下，每一次还额外按比例添加1.5wt％有机钼络合物、1.0wt％二硫代磷酸伯锌和1.0wt％二硫代氨基甲酸锌作为进一步的添加剂，以产生待测试的油脂。
测试实施例1-6的油脂并在表3中示出其结果。
表3
 实施例 1  2  3  4  5  6
 1.渗透 291  258  305  320  297  258
 2.滴点(℃) 235  264  217  214  235  231
 3.油分离(质量％) 0.45  0.12  0.32  0.34  0.30  0.28
 40℃下基油的运动粘度(mm2/s) 19.08  25.0  15.77  18.94  19.17  14.94
 4.摩擦波动试验
 稳态摩擦力(lb) 13.9  14.5  17.1  14.5  14.8  15.1
 所产生的摩擦波动比(％) 6.3  7.3  5.8  7.2  6.8  10.9
 5.SRV摩擦试验(700N，15Hz，50℃，60min.)
 摩擦系数 -  -  -  0.077  0.085  0.081
 在板上的磨蚀深度Rmax(μm) -  -  -  0.91  0.88  0.91
对比例1-4
使用表2所示的共混比例，将基油和每一种异氰酸酯放入到气密的油脂试验装置内，并在搅拌的同时加热到60℃。从料斗加入将各种胺或硬脂醇已在基油内混合和溶解的原料并进行反应。在进一步搅拌的同时，在直到170℃的加热维持30分钟之后使反应完成。然后快速冷却混合物，并在这一冷却过程中在搅拌下以表2所示比例共混脂肪酸金属盐和/或酰胺化合物，冷却到80℃。
作为抗氧化剂额外按比例添加1.0wt％辛基二苯基胺，和在冷却到约60℃之后，通过用均化器处理获得油脂。
在对比例1-4的油脂情况下，每一次还额外按比例添加1.5wt％有机钼络合物、1.0wt％二硫代磷酸伯锌和1.0wt％二硫代氨基甲酸锌作为进一步的添加剂，产生待测试的油脂。
对比例5
表2所示的对比例5是商业锂类合成油脂。
测试对比例1-5的油脂并在表4中示出结果。
表4
 对比例 1  2  3  4  5
 1.渗透 278  280  275  277  256
 2.滴点(℃) 230  228  232  218  191
 3.油分离(质量％) 0.32  0.32  0.28  0.26  0.34
 40℃下基油的运动粘度(mm2/s) 14.94  14.94  14.94  396.2  26.4
 4.摩擦波动试验
 稳态摩擦力(lb) 15.4  20.3  12.4  11.9  24.3
 所产生的摩擦波动比(％) 11.8  10.7  37.4  40.1  47.7
 5.SRV摩擦试验(700N，15Hz，50℃，60min.)
 摩擦系数* 在12分钟时接合  1.1 2   -  -  在5分钟时接合
 在板上的磨蚀深度Rmax(μm) 2.67  0.95   -  -   3.21
*在0.2以上的摩擦系数记录为“接合”。
根据表3和4的结果可看出下述益处：
(i)本发明的润滑脂组合物显著降低在滚动-滑动表面上产生的不规则摩擦波动，并显示出低且稳定的摩擦特征。
(ii)在典型的摩擦和磨蚀试验例如SRV中，本发明的润滑脂组合物还具有低且稳定的摩擦系数，且显示出优良的润滑性能，不会产生不正常摩擦例如油膜破裂且磨蚀小。

Claims (10)

1.一种润滑脂组合物，它包含基油和共混的增稠剂，所述共混的增稠剂包括以下成分作为增稠剂成分：
(a)一种或多种脲类化合物；
(b)一种或多种脂肪酸金属盐；和
(c)选自由通式(1)和(2)所示的脂族酰胺和脂族双酰胺的至少一类酰胺化合物：
R1CONH2    (1)
R1CONHR2NHCOR1    (2)
其中R1表示具有15-17个碳原子的饱和或不饱和烷基，和R2表示亚甲基或亚乙基，和其中(a)、(b)和(c)的共混重量比例a/(b+c)之比为0.20-10，其中
(1)成分(a)的共混重量比为1-10；
(2)成分(b)的共混重量比为0.5-2.5；和
(3)成分(c)的共混重量比为0.5-2.5。
2.权利要求1的润滑脂组合物，其中基于所述润滑脂组合物的总重量，所述共混的增稠剂以2-30wt％的量存在。
3.权利要求1或2的润滑脂组合物，其中所述一种或多种脲类化合物(a)是平均分子量为500-1000的脲类化合物。
4.权利要求1-3任一项的润滑脂组合物，其中所述脲类化合物包含一个或多个直链烃端基，其中10-70mol％的所述直链烃端基是不饱和成分。
5.权利要求1-4任一项的润滑脂组合物，其中制备所述一种或多种脲类化合物(a)所使用的伯胺的总胺值优选为200-500。
6.权利要求1-5任一项的润滑脂组合物，其中所述一种或多种脂肪酸金属盐是具有6-24个碳原子的直链饱和或不饱和脂族单羧酸的金属盐。
7.权利要求1-6任一项的润滑脂组合物，其中所述一种或多种脂肪酸金属盐包含选自碱金属、碱土金属、锌和铝中的金属。
8.权利要求1-7任一项的润滑脂组合物，其中所述润滑脂组合物包含选自抗氧化剂、腐蚀抑制剂、摩擦改进剂、极压添加剂、耐磨剂、固体润滑剂和金属失活剂或聚合物中的一种或多种添加剂。
9.降低机器的滚动和/或滑动部件中摩擦波动的方法，其中所述方法包括用权利要求1-8任一项的润滑脂组合物润滑所述部件。
10.权利要求1-9任一项的润滑脂组合物用于润滑电力转向装置的用途。
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