CN102746920B - 润滑脂组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种润滑脂组合物，其中与常规润滑脂组合物相比，将在被涂敷零件的表面上的润滑脂膜制得更厚，该厚度长期保持，并且结果，保证了与常规润滑脂组合物相比的更长的针对咬死的使用寿命。所述润滑脂组合物包含基油和增稠剂，其中所述增稠剂是通过使包含其烷基具有8至16个碳原子的烷基苯基胺和环己胺的胺混合物与二异氰酸酯化合物反应而得到的双脲化合物，并且在烷基苯基胺和环己胺的总量中的环己胺的量为91至99摩尔％。

Description

润滑脂组合物

技术领域

本发明涉及一种包含特定增稠剂的润滑脂组合物。

背景技术

迄今为止已经提出了使用双脲化合物作为增稠剂的润滑脂组合物。例如，JP 61-155496 A公开了一种使用双脲化合物作为增稠剂的润滑脂组合物，所述双脲化合物通过使以1:9至9:1的摩尔比包含其烷基部分具有8至16个碳原子的烷基苯基胺和环己胺的胺混合物与二异氰酸酯化合物反应而获得。

发明内容

然而，需要将下列润滑脂组合物作为处于严酷条件下的机器的各种轴承和滑动部件：所述润滑脂组合物抑制与氢脆化(hydrogen embrittlement)等相关的问题出现，并且长期保持足够的润滑性能而没有引起故障例如咬死(seizure)。

在本发明中，发现的是，通过使用作为增稠剂的双脲化合物制备的润滑脂组合物，与常规润滑脂组合物相比，在被涂敷零件(part)上的润滑脂组合物的膜可以制得更厚并且膜厚度长期保持，所述双脲化合物通过使以特定混合比包含胺的胺混合物与二异氰酸酯化合物反应而得到，因此，本发明的一个目的是提供一种与常规润滑脂组合物相比保证针对咬死的较长使用寿命的新的润滑脂组合物。

本发明的润滑脂组合物是一种包含基油和增稠剂的润滑脂组合物，其中所述增稠剂是通过使包含其烷基具有8至16个碳原子的烷基苯基胺(也称为特定烷基苯基胺)和环己胺的胺混合物与二异氰酸酯化合物反应而得到的双脲化合物，并且在特定烷基苯基胺和环己胺的总量中的环己胺的量为91至99摩尔％。

基于100质量份的基油和增稠剂的总量，增稠剂的量优选为9至30质量份。

发明效果

根据本发明的润滑脂组合物，与常规润滑脂组合物相比，被涂敷零件的表面上的润滑脂膜可以制得更厚，该厚度长期保持，结果，可以提供与常规润滑脂组合物相比保证针对咬死的较长使用寿命的润滑脂组合物。

附图说明

图1是在实施例中使用的油膜厚度测量系统的图解视图。

图2是当在油膜厚度测量装置中光照射时的圆盘、样品润滑脂和钢球的图解横截面图。

图3是显示涂敷在圆盘上的样品润滑脂的状态的照片。

图4是显示放置在轴台上的钢球的状态的照片。

图5是显示实施例1至7的膜厚度测量实验的结果的图。

图6是显示实施例8至14的膜厚度测量实验的结果的图。

图7是显示比较例1至7的膜厚度测量实验的结果的图。

具体实施方式

本发明的润滑脂组合物是一种包含基油和增稠剂的润滑脂组合物，其中所述增稠剂是通过使包含其烷基具有8至16个碳原子的烷基苯基胺和环己胺的胺混合物与二异氰酸酯化合物反应而得到的双脲化合物，并且在特定烷基苯基胺和环己胺的总量中的环己胺的量为91至99摩尔％。

所述基油不受特别限制，只要它是通常用于润滑脂组合物的基油即可，并且可以使用下列各项中的一种或两种以上：例如，通过例如在减压下蒸馏、溶剂脱沥青、溶剂萃取、氢解、溶剂脱蜡、用硫酸洗涤、粘土精制和加氢精制的处理中的任选组合而从原油精制的矿物油；合成二酯油，例如癸二酸二丁酯、癸二酸二-2-乙基己酯、己二酸二辛酯、己二酸二异癸酯、己二酸双十三烷基酯、戊二酸双十三烷基酯、蓖麻油酸甲基乙酰基酯等；合成芳族酯油，例如，偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三癸酯、均苯四酸四辛酯等；合成多元醇酯油，例如三羟甲基丙烷辛酸酯、三羟甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇-2-乙基己酸酯、季戊四醇壬酸酯等；合成酯油，例如作为多元醇与二元酸和一元酸的脂肪酸混合物的低聚酯的复合酯油；合成聚二醇油，例如，聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇单醚、聚丙二醇单醚等；合成苯基醚油，例如单烷基三苯基醚、烷基二苯基醚、二烷基二苯基醚、五苯基醚、四苯基醚、单烷基四苯基醚、二烷基四苯基醚等；合成烃油，例如聚-α-烯烃，例如普通链烷烃、异链烷烃、聚丁烯、聚异丁烯、1-癸烯低聚物或1-癸烯与乙烯的共聚低聚物，或它们的氢化物；合成硅氧烷油，例如二甲基聚硅氧烷、二苯基聚硅氧烷、烷基改性的聚硅氧烷等；和另外地，合成含氟油，例如全氟聚醚。特别地，从令人满意的耐热性和耐剥落性的观点，更优选烷基二苯基醚油。

要在本发明中使用的增稠剂是双脲化合物，所述双脲化合物是胺混合物与二异氰酸酯化合物的反应产物，所述胺混合物通过以特定混合比将其烷基具有8至16个碳原子的烷基苯基胺与环己胺混合而制备。

在作为胺混合物的组分的特定烷基苯基胺中，从环境友好、容易获得和可分散性良好的观点，其烷基的碳原子数量为8至16个。从容易获得和可分散性良好的观点，烷基的碳原子数量进一步优选为10至14个。另外，烷基可以是直链或支链的，并且在苯基中，由烷基取代的位置可以是邻位、间位或对位中的任意一种。其具体实例例如为辛基苯胺、癸基苯胺、十二烷基苯胺、十六烷基苯胺、异十二烷基苯胺等中的一种或两种以上。从良好可分散性的观点，更优选对-十二烷基苯胺。

从润滑脂组合物的成膜性质的观点，上述环己胺在特定烷基苯基胺和环己胺的总量(100摩尔％)中的量为91摩尔％以上和99摩尔％以下。从润滑脂组合物的良好成膜性质的观点，更优选的量为93摩尔％以上，进一步94摩尔％以上，并且类似地，从润滑脂组合物的良好成膜性质的观点，98摩尔％以下，进一步96摩尔％以下。

从润滑脂组合物的良好耐热性的观点，优选将芳族二异氰酸酯作为使得与胺混合物反应的二异氰酸酯化合物，并且其实例例如为：二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、2,4-三氯乙烯二异氰酸酯(trilenediisocyanate)、2,6-三氯乙烯二异氰酸酯、2,4-三氯乙烯二异氰酸酯和2,6-三氯乙烯二异氰酸酯的混合物、3,3'-二甲基二苯基-4,4'-二异氰酸酯等。特别地，从可获得性的观点，优选二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯和2,6-三氯乙烯二异氰酸酯，并且进一步地，从良好耐热性的观点，优选二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯。

胺混合物与二异氰酸酯化合物的反应可以在各种条件下通过各种方法进行，并且优选在基油中进行所述反应，因为可以获得具有高度均匀的可分散性的双脲化合物作为增稠剂。例如，该反应可以通过以下方式进行：将含有溶解在其中的二异氰酸酯化合物的基油加入到其中已经溶解有特定烷基苯基胺和环己胺的基油中，或将其中已经溶解有特定烷基苯基胺和环己胺的基油加入到含有溶解在其中的二异氰酸酯化合物的基油中。

在上述反应中的反应温度和时间不受特别限制，并且可以与在通常的类似反应中的那些相同。从胺混合物和二异氰酸酯的溶解性和挥发性的观点，反应温度优选为60℃至170℃。考虑到通过缩短制备时期而改进制备效率并且还从使胺混合物与二异氰酸酯的反应完全的观点，反应时间优选为0.5至2.0小时。胺混合物的氨基与二异氰酸酯化合物的异氰酸酯基团的反应定量进行，并且其优选比率为1摩尔的二异氰酸酯化合物对应于2摩尔的胺混合物。

作为通过上述反应得到的反应产物的双脲化合物是下列各项的混合物：由二异氰酸酯化合物的两个异氰酸酯基团与胺混合物中的环己胺或特定烷基苯基胺反应得到的双脲化合物，和由二异氰酸酯化合物的一个异氰酸酯基团与胺混合物中的环己胺反应以及另一个异氰酸酯基团与特定烷基苯基胺反应得到的双脲化合物。在本文中，从两个异氰酸酯基团与环己胺的反应得到的双脲化合物形成较大的增稠剂纤维，并且具有优异的性质如剪切稳定性和对被涂敷零件的粘附性。从两个异氰酸酯基团与烷基苯基胺的反应形成的双脲化合物形成较小的增稠剂纤维，并且具有优异的性质如插入被涂敷零件中的性质。在本发明中，关于双脲化合物的混合物，由于在用于上述反应中的胺混合物中的环己胺的量在特定烷基苯基胺和环己胺的总量中为91至99摩尔％，因此双脲化合物中的许多是从二异氰酸酯化合物的两个异氰酸酯基团与环己胺的反应得到的双脲化合物。假定的是，除了这些双脲化合物以外，通过允许少量的从两个异氰酸酯基团与烷基苯基胺的反应得到的双脲化合物存在，可以将被涂敷零件的表面上的润滑脂膜的厚度制得厚，并且长期保持润滑脂膜厚度。

基于100质量份的基油和增稠剂的总量，上述增稠剂在润滑脂组合物中的量优选为9质量份以上和30质量份以下。当增稠剂的量小于下限时，润滑脂归因于其柔软性而趋于扩散或泄漏，而当增稠剂的量大于上限时，润滑脂变硬，并且存在的倾向是涂敷润滑脂的零件的转矩增加，并且使用寿命由于由流动性降低所致的咬死而缩短。从可以获得适当的流动性的观点，特别优选的量为10质量份以上，进一步15质量份以上，从可以获得适当的流动性的观点，优选28质量份以下，进一步25质量份以下。

另外，可以以不损害本发明的效果的程度的适当量向润滑脂组合物中加入各种添加剂，例如抗氧化剂、极压添加剂、耐磨添加剂、染料、颜色稳定剂、粘度改进剂、结构稳定剂、金属失活剂、粘度指数改进剂和防锈添加剂。当在润滑脂组合物中含有这些添加剂时，基于100质量份的基油和增稠剂的总量，这些添加剂在润滑脂组合物中的量可以为10质量份以下。

本发明的润滑脂组合物可以适当地用于各种涂敷润滑脂的零件，例如汽车零件上使用的轴承、在电器和办公室自动设备中的多用途发动机上使用的滚动轴承、制钢设施和其它工业机械中的轴承、各种已知的滚珠轴承和滚柱轴承、机械工具的滚珠螺杆和直线导轨、建筑机械和设备的各种滑动部件。取决于被涂敷零件的类型和尺寸，要填充在这些被涂敷零件中的润滑脂组合物的量可以任选地改变，并且可以与通常的相同。

以下经由实施例详细描述本发明，但是本发明不限于这些实施例。

评价方法如下。

(膜厚度测量实验)

使用对其施加光学干扰并且得自PCS Instruments的油膜厚度测量装置评价样品润滑脂的油膜形成性质。图1是所使用的油膜厚度测量系统的图解视图。来自光源10的光经由显微镜20照射在圆盘50的表面上，所述圆盘50固定到通过驱动马达30的功率而旋转的轴杆40，其中圆盘50的被照射表面没有与轴承的钢球60接触(参见图2)。使用提供有测微计71和照相机72的分光计70测量反射光。测量的结果经由照相机72显示、分析并且保留在监控器80和计算机90。

图2是当光照射时的圆盘、样品润滑脂和轴承的钢球的图解横截面图。如图2中所示，圆盘50包括玻璃圆盘51以及沉积在其一个表面上的铬膜52和二氧化硅膜53，并且轴承的钢球60与二氧化硅膜53的表面接触。光照射在圆盘的相对表面上(A)，并且照射光的一部分在铬膜表面上反射(B1)，并且光的剩余部分通过铬膜、二氧化硅膜和样品润滑脂100并且在轴承的钢球上反射(B2)。使用分光计70测量每一个反射光。

以下具体解释测试方法。将样品润滑脂101涂敷在圆盘的表面上，所述圆盘包含直径为约10cm的硬玻璃以及以下列顺序在硬玻璃上沉积的铬膜和二氧化硅膜。使用模板将样品润滑脂以1mm的膜厚度涂敷在对应于轴承的3/4英寸直径钢球的滚道(raceway)的圆盘的区域上。在此情况下，如图3中所示，当开始试验时，没有涂敷润滑脂的区域，即润滑脂膜厚度为零的区域，留在圆盘上以仅测量二氧化硅层的厚度。通过组合可以以足够小的力旋转的三个小的滚珠轴承而制备用于接收钢球的轴台，并且如图4中所示，将轴承的3/4英寸直径钢球放置在这三个外圈的外侧。将对其涂布样品润滑脂的圆盘固定到轴杆，并且设置轴承的3/4英寸直径钢球以使得与圆盘的未涂敷润滑脂的部分接触，并且从用于接收钢球的轴台下对圆盘施加20N的负荷。首先，在此情况下，通过光学干扰仅测量铬膜和3/4英寸直径钢球之间的二氧化硅膜的厚度。然后，旋转轴杆，使得圆盘和3/4英寸直径钢球之间的接触滚道部分的轧制速度变为0.03m/s。在从旋转开始的20分钟时间过程中，以一分钟的间隔测量铬膜和3/4英寸直径钢球之间的膜厚度，即二氧化硅膜厚度和样品润滑脂膜厚度的总和。总是在仅测量二氧化硅膜的厚度的部分进行膜厚度的测量。将通过从二氧化硅膜和样品润滑脂膜的测量总厚度减去二氧化硅膜的厚度得到的值假设为润滑脂膜厚度。仅在测试之前涂敷样品润滑脂，并且在圆盘旋转开始以后不再涂敷另外的样品润滑脂。测试在25℃大气中进行。

(关于针对咬死的使用寿命的实验)

针对咬死的样品润滑脂的使用寿命根据ASTM D 1741-86评价。

实验条件如下。

要测试的轴承：6306ZZ

要填充的润滑脂的量：6.0g

转数：3,500rpm

径向负荷：111±22N

轴向负荷：178±22N

轴承外圈温度：150℃

运行周期：运行20小时，然后停止4小时(间歇运行)

在上述条件下进行实验，并且测量直至下列情况中的任一种出现所花费的时间，并且将这些时间假定为针对咬死的使用寿命：(1)驱动马达的电流达到7安培以上(在实验开始时为5安培)，(2)轴承的外圈温度达到160℃以上(实验开始时的温度(设置温度)+10℃以上)或(3)明显噪声持续十分钟以上。

实施例

在发明的实施例中，使用下列材料。

二异氰酸酯化合物

MDI：二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯胺

CHA：环己胺

PDA：对-十二烷基苯胺基油

ADE：烷基二苯基醚油

实施例1至14和比较例1至7

将CHA和/或PDA以表1、2和3中所示的量与相同质量份的ADE(基油)混合，作为用于增稠剂的起始胺，并且将混合物加热到100℃以制备溶液A。分别地，将MDI以表1、2和3中显示的量与相同质量份的ADE混合，作为用于增稠剂的MDI，并且将混合物加热到140℃以制备溶液B。接着，将用于提供表1、2和3中所示的增稠剂的量的另一份ADE加热到100℃，然后向其中加入溶液A。随后，在搅拌含有溶液A的ADE的同时，向其中缓慢加入溶液B。其后，将混合物在150℃静置60分钟，然后冷却至室温，随后用3辊磨机(3-roll mill)均化处理以得到润滑脂组合物。向润滑脂组合物中加入2质量份的胺抗氧化剂。对于得到的作为样品润滑脂的润滑脂组合物，进行膜厚度测量实验和用于针对咬死的使用寿命的实验。将膜厚度测量实验的结果显示在表4至6和图5至7中，并且将关于针对咬死的使用寿命实验的结果显示在表1至3中。

对附图标记的解释

10 光源

20 显微镜

30 驱动马达

40 轴杆

50 圆盘

51 玻璃圆盘

52 铬膜

53 二氧化硅膜

60 轴承的钢球

61 用于接收钢球的轴台

70 分光计

71 测微计

72 照相机

80 监视器

90 计算机

100 样品润滑脂

101 样品润滑脂

A 照射光

B1 反射光

B2 反射光

Claims (2)

1.一种包含基油和增稠剂的润滑脂组合物，

其中所述增稠剂是通过使包含其烷基具有8至16个碳原子的烷基苯基胺和环己胺的胺混合物与二异氰酸酯化合物反应而得到的双脲化合物，并且

在其烷基具有8至16个碳原子的烷基苯基胺和环己胺的总量中的所述环己胺的量为93至99摩尔％。

2.根据权利要求1所述的润滑脂组合物，其中基于100质量份的所述基油和所述增稠剂的总量，所述增稠剂的量为9至30质量份。