CN102994196A

CN102994196A - 润滑脂组合物

Info

Publication number: CN102994196A
Application number: CN2012103379913A
Authority: CN
Inventors: 佐藤雄太; 山本正道; 今井淳一
Original assignee: Kyodo Yushi Co Ltd
Current assignee: Kyodo Yushi Co Ltd
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2032-09-13
Also published as: CN102994196B; JP5764018B2; JP2013064057A

Abstract

本发明提供一种润滑脂组合物，其可在滚动轴承中，在从低温到高温的较宽温度范围内进行润滑，轴承音响性能优异，具有长寿命。一种润滑脂组合物，其特征在于，基础油是含有季戊四醇四酯油的合成油，增稠剂是锂皂，以质量比计1：3~3：1的比例含有下述(a)和(b)的抗氧化剂：(a)1-萘胺系抗氧化剂，(b)二苯胺系抗氧化剂。

Description

润滑脂组合物

技术领域

本发明涉及适合用于滚动轴承的具有优异的音响性能、低温性和润滑寿命的润滑脂组合物。

背景技术

用作机械部件等的润滑剂的润滑脂组合物通常由增稠剂、基础油和添加剂三者构成。

作为获得在高温下长寿命的润滑脂的方法，需要提高润滑脂的耐氧化性。例如，作为高温、高速轴承用润滑脂组合物，提出了增稠剂使用二脲化合物、基础油使用烷基二苯基醚油的润滑脂作为汽车电气安装构件、引擎辅机等用的润滑脂(专利文献1~3)。专利文献4中，提出了使用以烷基四苯基醚油或五苯基醚油为主成分的基础油的润滑脂。

另一方面，作为获得良好的音响特性的方法，大部分中增稠剂使用锂皂。为了提高该锂皂系润滑脂的高温耐久性，提出了将40℃时的基础油运动粘度高粘度化所得的润滑脂(专利文献5)。然而，如果将基础油高粘度化，轴承转矩性能会变差。

由于近年的机械构件的耗电降低、节能、长寿命的需求，对润滑脂的低转矩、长寿命的要求与以往相比进一步提高，为了能够进一步通用使用，也要求在较宽的温度区域内能够维持性能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平03-028299号公报

专利文献2：日本特开平05-098280号公报

专利文献3：日本特开平06-017079号公报

专利文献4：日本特开平04-253796号公报

专利文献5：日本特开2008-286400号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的是提供一种可在滚动轴承中，在从低温到高温的较宽温度范围内进行润滑、轴承音响性能优异的具有长寿命的润滑脂组合物。

解决问题的方法

本发明提供以下的润滑脂组合物：

1.一种润滑脂组合物，其特征在于，基础油为含有季戊四醇四酯油的合成油，增稠剂为锂皂，以质量比计1：3~3：1的比例含有下述(a)和(b)的抗氧化剂：

(a)1-萘胺系抗氧化剂，

(b)二苯胺系抗氧化剂。

2.前述1项所述的润滑脂组合物，前述(a)为进行了烷基化的N-苯基-1-萘胺，前述(b)为进行了烷基化的二苯胺。

3.前述1或2项所述的润滑脂组合物，前述(a)和(b)的抗氧化剂的总量为组合物全部质量的2~10质量%。

4.前述1~3中任一项所述的润滑脂组合物，前述含有季戊四醇四酯油的合成油的基础油的40℃运动粘度为10~70mm²/s。

5.前述1~4中任一项所述的润滑脂组合物，前述含有季戊四醇四酯油的合成油的流动点为-50℃以下。

6.前述1~5中任一项所述的润滑脂组合物，前述季戊四醇四酯油为下述式(1)所表示的季戊四醇四酯油。

C(CH₂OCOR)₄ (1)

式中，RCO表示碳原子数6~12的直链脂肪酸的残基或碳原子数6~12的支链脂肪酸的残基。

7.一种滚动轴承，其为封入前述1~6中任一项所述的润滑脂组合物而形成的。

发明效果

本发明的润滑脂组合物可在从低温到高温的较宽温度范围内进行润滑，轴承音响性能优异，具有长寿命。

具体实施方式

基础油

本发明的润滑脂组合物中所使用的基础油必须含有季戊四醇四酯油。

作为季戊四醇四酯油，优选由季戊四醇与碳原子数6~12的直链脂肪酸和碳原子数6~12的支链脂肪酸的混合物获得的多元醇酯系合成油。这样的季戊四醇四酯油由下述式(1)表示：

C(CH₂OCOR)₄ (1)

特别优选最好是脂肪酸为2-乙基己酸与辛酸与癸酸的混合物的季戊四醇四酯油。进一步特别优选最好是以脂肪酸的全部质量为基准，脂肪酸为2-乙基己酸51~55质量%、辛酸与癸酸的合计39~49质量%(其中，辛酸为30质量%以上，癸酸为5~10质量%)的混合物的季戊四醇四酯油。

基础油可以单独使用上述季戊四醇四酯油，也可以加入其他的基础油而使用。对与季戊四醇四酯油并用的基础油没有特别限定。具体而言，可以使用以癸二酸二辛酯等二酯、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，以烷基二苯基醚、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础油等。

含有其他的基础油的情况下，以基础油的全部质量为基准，优选含有50质量%以上、优选为80~100质量%的季戊四醇四酯油，最优选季戊四醇四酯油为100质量%的基础油。

基础油的40℃的运动粘度优选为10~70mm²/s，更优选为20~50mm²/s。粘度过低时，无法构成充分的油膜，担心对疲劳寿命有不良影响，粘度过高时，担心对转矩性能有不良影响。

如果考虑低温性，则基础油的流动点优选为-50℃以下。

增稠剂

本发明的润滑脂组合物中所使用的增稠剂优选锂皂类。锂皂类是缺点少、能够满足轴承音响性能的增稠剂。更优选的是12-羟基硬脂酸锂。它是锂皂类中，轴承音响性能最优异、便宜、具有实用性的增稠剂。

本发明的润滑脂组合物的稠度适合为200~300。使用稠度过小的硬润滑脂，轴承转矩会升高，使用稠度过大的软润滑脂，会发生润滑脂从轴承泄漏，在轴承内无法发挥性能。增稠剂的含量为获得该稠度所必需的量。具体而言，相对于本发明的组合物，优选为3~20质量%，更优选为7~15质量%。

抗氧化剂

本发明中所使用的抗氧化剂含有(a)1-萘胺系抗氧化剂和(b)二苯胺系抗氧化剂的至少2种作为必需成分。

1-萘胺系抗氧化剂与二苯胺系抗氧化剂的质量比为1：3~3：1。

作为(a)1-萘胺系抗氧化剂，优选下述式(I)所表示的物质。

化1

式中，R₁和R₂相互独立地为氢原子、碳原子数1~12的直链或支链烷基。

作为R₁和R₂的直链或支链烷基，可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、2-甲基丁基、正己基、异己基、3-甲基戊基、乙基丁基、正庚基、2-甲基己基、正辛基、异辛基、2-乙基己基、3-甲基庚基、1,1,3,3-四甲基丁基、正壬基、异壬基、1-甲基辛基、乙基庚基、正癸基、1-甲基壬基、正十一烷基、1,1-二甲基壬基、正十二烷基等。

R₁优选为氢原子。R₂优选为碳原子数1~12的支链烷基。更优选碳原子数3~10的支链烷基。特别优选1,1,3,3-四甲基丁基。进一步特别优选R₁为氢原子、R₂为1,1,3,3-四甲基丁基。

R₁的结合位置优选为苯基的4位。R₂的结合位置优选为萘基的6位。

作为式(I)的化合物，优选N-苯基-1,1,3,3-四甲基丁基萘-1-胺。

本发明的润滑脂组合物中，1-萘胺系抗氧化剂可以单独使用，也可以将2种以上适当组合而使用。

作为(b)二苯胺系抗氧化剂，优选下述式(II)所表示的物质。

化2

式中，R₃和R₄相互独立地为氢原子、碳原子数1~12的直链或支链烷基。

作为R₃和R₄的直链或支链烷基，可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、2-甲基丁基、正己基、异己基、3-甲基戊基、乙基丁基、正庚基、2-甲基己基、正辛基、异辛基、2-乙基己基、3-甲基庚基、1,1,3,3-四甲基丁基、正壬基、异壬基、1-甲基辛基、乙基庚基、正癸基、1-甲基壬基、正十一烷基、1,1-二甲基壬基、正十二烷基等。

R₃和R₄所表示的烷基可以分别结合在苯基的任意位置，但优选相对于氨基为对位，进一步优选R₃和R₄为异辛基、优选为p,p’-二辛基二苯胺。

本发明的润滑脂组合物中，二苯胺系抗氧化剂可以单独使用，也可以将2种以上适当组合而使用。

前述(a)与(b)的总量优选为组合物全部质量的2~10质量％，更优选为3~8质量%。(a)与(b)的总量少于该范围时，作为抗氧化剂的效果不充分，轴承润滑寿命短，多于该范围时，对基础油的溶解变差，轴承音响性能变差，而且低温性也会变差。

本发明的润滑脂组合物除了上述必需成分以外，可以根据需要在润滑脂组合物中含有通常使用的添加剂。作为这样的添加剂的例子，可举出上述(a)和(b)以外的抗氧化剂、防锈剂、金属非活化剂、清洁分散剂、极压添加剂、消泡剂、抗乳化剂、油性提高剂、耐磨耗剂、固体润滑剂等。它们的添加量通常为0.01~10质量%。

本发明的润滑脂组合物可适合用于滚动轴承，特别是家电设备、信息设备的小型马达(例如，无刷马达、风机马达)的滚动轴承。

实施例

试验润滑脂

·实施例1~4以及比较例1~6

在下述所示的基础油中混合12-羟基硬脂酸锂，加热和溶解，并冷却，制成基本润滑脂。将规定量的抗氧化剂与基础油混合，加入到基本润滑脂中，充分混合，使用三辊研磨机进行混炼，制造混合稠度250(JIS K2220)的润滑脂组合物。

·比较例7

在基础油中，使环己胺和硬脂胺与二苯胺二异氰酸酯反应，调制基本润滑脂。之后，与如上所示的方法同样进行，制造润滑脂组合物。

·基础油

PET油A：季戊四醇和2-乙基己酸、辛酸与癸酸的混合物的酯油(40℃运动粘度；34mm²/s，流动点：-52.5℃)

二酯B：癸二酸二辛酯(40℃运动粘度；11.6mm²/s，流动点：-60℃以下)

PAO油C：聚α烯烃油(40℃运动粘度；30mm²/s，流动点：-60℃以下)

醚油D：烷基二苯基醚油(40℃运动粘度；34mm²/s，流动点：-35.0℃)

实施例4中使用的PET油A与二酯油B的混合油的40℃时的运动粘度为25.0mm²/s。

另外，40℃时的运动粘度依据JIS K 222023.进行测定。流动点依据JIS K2269进行测定。

·抗氧化剂

抗氧化剂A：烷基化N-苯基-1-萘胺(Cas No.68259-36-9)

抗氧化剂B：烷基化二苯胺(Cas No.68411-46-1)

抗氧化剂C：芳香族胺(Cas No.5285-60-9)

试验方法

·轴承润滑寿命

试验方法：轴承润滑寿命试验(依据ASTM D 3336)。为评价高温下的轴承寿命的内轮旋转的试验。在下述条件下运转，在直至马达产生过电流或者与试验温度相比上升了＋15℃时判断为寿命。将此时的时间作为润滑寿命。另外，比较例5~7的轴承润滑寿命由于轴承音响性能或低温性不合格，因此未进行测定。

·轴承形式：6204金属密封

·试验温度：160℃

·转数：10000rpm

·试验荷重：轴向荷重66.7N

径向荷重66.7N

·轴承音响性能

试验方法：使用Anderon Meter测量来自轴承的发声。

·轴承形式：608

·转数：1800rpm

·轴向力荷重2kgf

·润滑脂填充量0.35ml

·试验时间：120秒

评价基准

如果120秒钟Anderon值不足1Anderon，则设为合格“○”。

·低温性

试验方法：低温转矩试验(JIS K 2220.18)

评价基准

启动转矩：500mNm以下、旋转转矩：100mNm以下时，设为合格“○”。

将结果示于表1和表2。

表1

表2

含有锂皂系增稠剂、通过季戊四醇与脂肪酸的酯化反应而得到的酯系合成油基础油(PET油A)、以规定比率组合的1-萘胺(抗氧化剂A)与二苯胺(抗氧化剂B)的实施例1~3均轴承音响性能、低温性、轴承润滑寿命的任一个都良好。

含有锂皂系增稠剂、由通过季戊四醇与脂肪酸的酯化反应而得到的酯系合成油(PET油A)和癸二酸二辛酯(二酯油B)构成的合成油基础油、以规定比率组合的1-萘胺(抗氧化剂A)与二苯胺(抗氧化剂B)的实施例4的轴承音响性能、低温性、轴承润滑寿命均良好。

抗氧化剂的配合量相同，但与实施例1在不含抗氧化剂B这一点上不同的比较例1(混合抗氧化剂A)、与实施例1在不含抗氧化剂A这一点上不同的比较例2(混合抗氧化剂B)为轴承润滑寿命差的结果。

代替实施例1中的抗氧化剂B而等量混合了抗氧化剂C的比较例3(混合抗氧化剂C)、代替抗氧化剂A而等量混合了抗氧化剂C的比较例4(混合抗氧化剂C)为轴承润滑寿命差的结果。

混合了与实施例1不同的基础油的比较例5(混合PAO油C)为轴承音响性能差的结果。

混合了与实施例1不同的基础油的比较例6(混合醚油D)为低温性差的结果。

混合了与实施例1不同的增稠剂的比较例7(脲)为轴承音响性能差的结果。

由以上结果可知，本发明的润滑脂组合物具有优异的音响性能、低温性，且具有优异的润滑寿命。

Claims

(a)1-萘胺系抗氧化剂，

(b)二苯胺系抗氧化剂。

2.如权利要求1所述的润滑脂组合物，所述(a)为进行了烷基化的N-苯基-1-萘胺，所述(b)为进行了烷基化的二苯胺。

3.如权利要求1或2所述的润滑脂组合物，所述(a)和(b)的抗氧化剂的总量为组合物全部质量的2~10质量%。

4.如权利要求1或2所述的润滑脂组合物，所述含有季戊四醇四酯油的合成油的基础油的40℃运动粘度为10~70mm²/s。

5.如权利要求1或2所述的润滑脂组合物，所述含有季戊四醇四酯油的合成油的流动点为-50℃以下。

6.如权利要求1或2所述的润滑脂组合物，所述季戊四醇四酯油为下述式(1)所表示的季戊四醇四酯油，

C(CH₂OCOR)₄ (1)

7.如权利要求3所述的润滑脂组合物，所述含有季戊四醇四酯油的合成油的基础油的40℃运动粘度为10~70mm²/s。

8.如权利要求3所述的润滑脂组合物，所述含有季戊四醇四酯油的合成油的流动点为-50℃以下。

9.如权利要求3所述的润滑脂组合物，所述季戊四醇四酯油为下述式(1)所表示的季戊四醇四酯油，

C(CH₂OCOR)₄ (1)

10.一种滚动轴承，其为封入权利要求1~9中任一项所述的润滑脂组合物而形成的。