CN102105573A - 导电性润滑脂 - Google Patents

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Abstract

导电性润滑脂，其含有氟油、导电性物质和增稠剂，其中，分别配合了DBP吸油量为250ml/100g以下的炭黑5~20重量%作为导电性物质和平均一次粒径为1.0μm以下的含氟树脂粒子2~15重量%作为增稠剂。该导电性润滑脂，通过将平均一次粒径为1.0μm以下的含氟树脂粒子、优选PTFE粒子与特定性状的炭黑一起配合来使用，可以使分油特性优异，即可使分油度显著降低，其值可为10重量%以下。

Description

导电性润滑脂
技术领域
本发明涉及导电性润滑脂。进而详细地，涉及包含氟油、导电性物质和增稠剂的导电性润滑脂。
背景技术
高温时导电性润滑脂的基油的分离(分油)问题直接影响到实机轴承的寿命，因此人们期望对其进行改善。对于导电性润滑脂，专利文献1提出了期待导电性物质有增稠效果，且含有2成分体系、例如氟油基油和炭黑增稠剂的物质，但是为了消除分油的问题，PTFE的配合为必须条件。
因此，在专利文献2中，提出了在氟油等基油中配合PTFE增稠剂和0.2~10质量%的炭黑而成的导电性润滑脂，由使用的炭黑的DBP吸油量与轴承阻力的最大值的相关关系可知，DBP吸油量为110~300ml/100g内、优选180ml/100g以上。但是，对于使用的PTFE增稠剂的性状和其配合比例没有任何的记载。
进而，专利文献3提出了一种润滑脂组合物，其以合成油和氟油为基油，并且其中含有占润滑脂整体的5~40重量%的炭黑和PTFE作为增稠剂，炭黑和PTFE增稠剂以20~60质量%:80~40质量%的比例使用，炭黑使用DBP吸油量为100ml/100g以上的物质，但对于所用的PTFE增稠剂的性状没有提及。
专利文献
专利文献1 : 日本特开2001-304276号公报
专利文献2 : 日本特开2002-250353号公报
专利文献3 : 日本特开2003-269469号公报。
发明内容
一般来说，作为润滑脂的结构，基油进入到由增稠剂的分子或结晶相互交络所形成的网络结构的缝隙间，形成凝胶状，因此在不施加压力(应力)的状态下，基油和增稠剂不容易分离，但如果经过长时间的即使是自然放置的状态，也会由于基油自身的运动性使其缓慢地从网络结构漏出，从而产生基油的分离(分油)。这种分油现象越是在运动性变高的高温，越是在短时间内产生，因此，分油度用温度和时间的函数来表示。
如果发生分油，则分离的基油从滑动部漏出，不仅润滑脂的润滑寿命降低，而且滑动构件周边产生油污染，形成不优选的状态。将难以形成这种状态的情况称作为分油特性优异。
本发明的目的在于提供含有氟油、导电性物质和增稠剂的导电性润滑脂，其分油特性优异，即，分油度显著降低。
上述本发明的目的通过导电性润滑脂来实现，该导电性润滑脂是在上述导电性润滑脂中，分别配合DBP吸油量为250ml/100g以下的炭黑5~20重量%作为导电性物质和平均一次粒径为1.0μm以下的含氟树脂粒子2~15重量%作为增稠剂而成的。
本发明的导电性润滑脂，通过将平均一次粒径为1.0μm以下的含氟树脂粒子、优选PTFE粒子与特定性状的炭黑一起配合来使用，可以得到优异的分油特性，即可使分油度显著降低，其值可为10重量%以下。
具体实施方式
成为基油的氟油可以使用以通式
RfO(C3F6O)p(C2F4O)q(CF2O)rRf
表示的物质。其中，Rf为全氟甲基、全氟乙基等碳原子数为1~5的全氟低级烷基，C3F6O基、C2F4O基和CF2O基无规地键合，p+q+r=2~200，p、q或r可以为0。作为用这种通式表示的聚醚系氟油的具体例子，有以下物质。
(1)RfO〔CF(CF3)CF2O〕mRf
其中，m为2~200，其可以通过将由六氟丙烯的光氧化聚合生成的前体完全氟化来得到，或者通过在氟化铯催化剂的存在下使六氟丙烯氧化物进行阴离子聚合，并将所得的具有末端-CF(CF3)COF基的酰氟化合物进行氟气处理来得到。
(2)RfO〔CF(CF3)CF2O〕m(CF2O)nRf
其中，CF(CF3)CF2O基和CF2O基无规地键合，m+n=3~200，m:n=(10:90)~(90:10)，其可以通过将由六氟丙烯的光氧化聚合生成的前体完全氟化来得到。
(3)RfO(CF2CF2O)m(CF2O)nRf
其中，m+n=3~200，m:n=(10:90)~(90:10)，其可以通过将由四氟乙烯的光氧化聚合生成的前体完全氟化来得到。
也可以使用除上述通式表示的氟油以外的氟油，例如使用以下的聚醚系氟油。
(4)F(CF2CF2CF2O)nCF2CF3
其中，n=2~100，其可以通过在氟化铯催化剂的存在下使2,2,3,3-四氟代氧杂环丁烷进行阴离子聚合、并将所得含氟聚醚(CH2CF2CF2O)n在160~300℃的紫外线照射下进行氟气处理来得到。作为具体例子列举的以上氟油可以单独或混合来使用，从性价比的角度考虑，优选使用上述(1)或(2)的氟油。
这些氟油可以使用运动粘度为任意值的氟油，作为润滑剂，使用运动粘度为5~2000mm2/秒(40℃)的氟油，如果考虑到在高温条件下使用，优选运动粘度为100~1500mm2/秒(40℃)的氟油。即，运动粘度为约5mm2/秒以下的氟油蒸发量多，无法满足耐热用润滑脂的规格JIS滚动轴承用润滑脂3种所规定的蒸发量为1.5%以下这样的条件。另外，运动粘度为2000mm2/秒以上的氟油的流动点(JIS K-2283)为10℃以上，用通常的方法在低温起动时，轴承不旋转，为了可以使用需要进行加热。因此，不适于作为普通润滑脂使用。
导电性物质可以使用DBP吸油量(按照ASTM D1765-91)为250ml/100g以下、优选150ml/100g以下、进而优选140ml/100g以下的炭黑。当使用DBP吸油量为其以上的炭黑时，少量添加即发生凝聚，润滑脂变硬，因此不能得到良好的分油特性。
具有上述性状的炭黑以在导电性润滑脂中占5~20重量%、优选5~15重量%、进而优选10~15重量%这样的添加比例来使用。以这样的比例使用的炭黑可以确保良好的导电性和分油特性，同时使润滑脂的稠度适当。如果是其以下的添加比例，则不能得到充分的分油特性，另一方面，如果以其以上的添加比例使用，则润滑脂组合物变硬，不能发挥适合于用途的特性。
作为增稠剂的含氟树脂粒子，可以使用聚四氟乙烯〔PTFE〕粒子、四氟乙烯-全氟（烷基乙烯基醚）共聚物〔PFA〕粒子、乙烯-四氟乙烯聚合物〔ETFE〕粒子、六氟丙烯-四氟乙烯共聚物〔FEP〕粒子、聚偏二氟乙烯〔PVDF〕粒子等的含氟树脂粒子，优选使用平均一次粒径为1.0μm以下、优选0.1~0.5μm的PTFE粒子。其中，平均一次粒径如下述那样求得，即，对于用扫描型电子显微镜观察到的照片上的100个以上粒子进行粒径测定，以其平均值作为平均一次粒径。并且，不含有由粒子的相互凝聚所形成的二次凝聚粒子。
PTFE优选利用四氟乙烯的乳化聚合法合成，可以得到数均分子量Mn为约1,000~1,000,000左右，平均一次粒径为约500μm以下的粒子，对其利用热分解法、电子束照射法、γ射线照射法、物理性粉碎法等，挑选数均分子量Mn为约1,000~500,000左右、平均一次粒径为1.0μm、优选0.1~0.5μm的粒子来使用。上述PTFE粒子具有约250~400℃、优选约300~350℃的熔点。
当使用平均一次粒径为1.0μm以上的PTFE粒子时，导致高温时分油特性的恶化，不能期待充分的耐飞散性、耐泄露性的提高、长寿命化、稳定的导电特性等。另外，上述PTFE粒子等的含氟树脂粒子以在润滑脂组合物中为2~15重量%、优选2~9重量%、进而优选3~7重量%的添加比例使用。当添加比例比其低时，不能得到足够的分油抑制効果，另外，不能充分期待耐飞散性、耐泄露性的提高，另一方面，如果是其以上的添加比例，则不仅没有分油特性的提高，反而有恶化的倾向。
也可以将含氟树脂粒子以外的增稠剂，例如尿素树脂、硅石、膨润土等的矿物、有机颜料、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等与含氟树脂粒子增稠剂合用，从耐热性、润滑性的角度考虑，优选双脲、三脲、四脲等的尿素树脂或硅石。
在包含上述基本组成的导电性润滑脂中，可以根据需要和用途配合抗氧化剂、防锈剂、防腐蚀剂、极压添加剂（                                                
Figure 2009801288475100002DEST_PATH_IMAGE001
）、油性剂、固体润滑剂等在现有润滑剂中使用的公知的添加剂。
抗氧化剂可以列举例如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)等的酚系抗氧化剂、烷基二苯基胺(烷基的碳原子数为4~20)、三苯胺、苯基-α-萘胺、烷基化苯基-α-萘胺、吩噻嗪、烷基化吩噻嗪等的胺系抗氧化剂等，它们可以单独或者将2种以上混合来使用。
防锈剂可以列举例如脂肪酸、脂肪酸皂、烷基磺酸盐、脂肪酸胺、氧化石蜡、聚氧乙烯烷基醚等。
防腐蚀剂可以列举例如苯并三唑、苯并咪唑、噻二唑等。
极压添加剂可以列举例如磷酸酯、亚磷酸酯、磷酸酯胺盐等磷系化合物、硫化物类、二硫化物类等硫系化合物、氯化石蜡、氯代联苯等的氯系化合物和二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸钼等的有机金属化合物等。
油性剂可以列举例如脂肪酸、高级醇、多元醇、多元醇酯、脂肪酸酯、脂肪族胺、甘油单脂肪酸酯等。
另外，固体润滑剂可以列举例如二硫化钼、氮化硼、氮化硅等。
含有以上各成分的润滑润滑脂组合物可以通过在氟油中以规定量配合导电性物质、增稠剂和需要的添加剂，并且用3辊磨或高压匀浆器进行充分混炼来调制。
以下，通过实施例来说明本发明。
实施例
导电性润滑脂的调制
使用4种氟油基油A~D，作为炭黑使用A~C 3种，作为增稠剂使用A~D 4种，如表中的配合组成(单位:重量%)所示，调制实施例1~11和比较例1~5的润滑脂。
《基油》
A) RfO〔CF(CF3)CF2O〕mRf 运动粘度(40℃) 400mm2/秒
B) RfO〔CF(CF3)CF2O〕mRf 运动粘度(40℃) 230mm2/秒
C) RfO〔CF(CF3)CF2O〕mRf运动粘度(40℃) 100mm2/秒
D) RfO〔CF(CF3)CF2O〕m(CF2O)nRf运动粘度(40℃) 390mm2/秒
《炭黑》
A)DBP吸油量 68ml/100g
B)DBP吸油量140ml/100g
C)DBP吸油量360ml/100g
《增稠剂》
A)聚四氟乙烯
(乳化聚合法、熔点323~333℃、平均一次粒径0.12μm)
B)聚四氟乙烯
(乳化聚合法、熔点328~338℃、平均一次粒径0.3μm)
C)聚四氟乙烯
(悬浮聚合法、熔点320~330℃、平均一次粒径约9μm)
D)聚四氟乙烯
(悬浮聚合法、熔点313~323℃、平均一次粒径约5μm)
对于导电性润滑脂的各种试验
对于所得润滑脂进行以下的试验。
1)稠度试验
对于实施例1~11和比较例1~5的各导电性润滑脂，在下述条件下测定稠度。
按照与ASTM D217对应的JIS K2220.5.7
25℃、60W
2)分油度的确认试验
对于实施例1~11和比较例1~5的各导电性润滑脂，在下述条件下测定分油度(单位:重量%)。
《测定条件》
按照与ASTM D6184对应的JIS K2220.5.7
温度:250℃
时间:24小时
3)体积电阻率的测定试验
对于实施例1~11和比较例1~5的各导电性润滑脂，将润滑脂夹在直径为10cm的2片圆板状电极间(间隙为1mm)，由30分钟后的电阻值和试样厚度、电极面积利用下式求得体积电阻率。
ρv=Rv×(s/t)
ρv:体积电阻率(单位:Ω?cm)
Rv:30分钟后的电阻值(单位:Ω)
s:电极面积(单位:cm2)
t:试样厚度(单位:cm)
Figure 2009801288475100002DEST_PATH_IMAGE002
产业实用性
本发明的导电性润滑脂作为低分油性且要求了静电的放电功能和高温耐久性的润滑脂，用于滚动轴承、滑动轴承等中，特别是用于静电转印复印机的感光鼓、定影辊的轴承等中。另外，也可以适用于静电转印复印机的衬套（bush）、接点部分。
另外，也可以用于不那么要求导电性、但要求耐热性、润滑性、耐久寿命等的润滑用途，可以列举例如以下的用途。
汽车:电动散热器风扇马达、fan coupling、电子控制EGR、电子控制节流阀、交流发电机、空转轮、电动制动器、轮毂单元（hub unit）、水泵、自动窗、刮水器、电动动力转向装置等的要求耐热性、耐负重性、剪切稳定性的滚动轴承、滑动轴承或齿轮部分。
自动变速机用控制开关、控制杆控制开关、按钮开关等的要求耐热性、剪切稳定性、耐磨损性的电接点部分。
粘液偶合器的X形环部分、排气制动器的O形环等要求耐热性、剪切稳定性的橡胶密封部分。
树脂制造装置:膜拉幅机、膜层压装置、班伯里密炼机等的要求耐热性、耐负重性的滚动轴承、滑动轴承、销、油封、齿轮等。
造纸装置:要求耐热性、耐负重性的瓦楞加工机等的滚动轴承、滑动轴承、销、油封、齿轮等。
木材加工装置:要求耐热性、耐负重性的コンチプレス（conch press）等的滚动轴承、滑动轴承、销、油封、齿轮等。
食品用机械:烤面包器、烤箱等的要求直线导轨、耐热性、耐摩损性的滚动轴承等。
其他:半导体制造装置、液晶制造装置、电子显微镜等的真空泵中的滚动轴承、齿轮等。
电力控制装置的断路器的滚动轴承、汽车的头灯、座椅、ABS、门锁、门铰链、离合器助力器、2分割飞轮（
Figure 2009801288475100002DEST_PATH_IMAGE003
）、窗玻璃调节器、球窝接头、离合器助力器等的滚动轴承、滑动轴承、齿轮、滑动部等。
个人电脑的冷却风扇、吸尘器、洗衣机等的滚动轴承、滑动轴承、油封等。
家电?信息机器、工作机械的主轴或者伺服马达等的滚动轴承、滑动轴承等。
便携电话、个人电脑的合叶滑动部等。

Claims (11)

1. 导电性润滑脂，其含有氟油、导电性物质和增稠剂，其中，分别配合了DBP吸油量为250ml/100g以下的炭黑5~20重量%作为导电性物质和平均一次粒径为1.0μm以下的含氟树脂粒子2~15重量%作为增稠剂。
2. 根据权利要求1所述的导电性润滑脂，其中，使用了DBP吸油量为150ml/100g以下的炭黑。
3. 根据权利要求1所述的导电性润滑脂，其中，含氟树脂粒子为PTFE粒子。
4. 根据权利要求3所述的导电性润滑脂，其中，使用了平均一次粒径为0.1~0.5μm的PTFE粒子。
5. 根据权利要求1所述的导电性润滑脂，其中， 含氟树脂粒子的添加量为2~9重量%。
6. 根据权利要求3所述的导电性润滑脂，其中， 含氟树脂粒子的添加量为2~9重量%。
7. 根据权利要求1所述的导电性润滑脂，其中，含氟树脂粒子的添加量为3~7重量%。
8. 根据权利要求3所述的导电性润滑脂，其中，含氟树脂粒子的添加量为3~7重量%。
9. 根据权利要求1所述的导电性润滑脂，其用于滚动轴承或滑动轴承。
10. 根据权利要求9所述的导电性润滑脂，其用于静电转印复印机的感光鼓和定影辊的至少一者的轴承。
11. 根据权利要求1所述的导电性润滑脂，其用于静电转印复印机的衬套和/或接点部分。
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