CN108779412A - 润滑脂组合物 - Google Patents

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Abstract

一种润滑脂组合物，含有增稠剂和基油，增稠剂为下述式(1)所表示的脲化合物：R1－NHCONH－R2－NHCONH－R3(1)(式中，R2表示碳原子数6～15的2价的芳香族烃基，R1和R3相互可以相同也可以不同，表示碳原子数8～22的烷基、环己基或碳原子数6～18的芳基。)作为基油，以基油的总质量为基准，含有40质量％以上的下述式(2)所表示的化合物的一种以上。(式中，R4和R5相互可以相同也可以不同，表示碳原子数10～26的直链或支链烷基。m和n是满足m+n＝2的0以上的实数。)

Description

润滑脂组合物
技术领域
本发明涉及适合用于滚动轴承、尤其是汽车部件用滚动轴承的润滑脂组合物。
背景技术
由于汽车的小型轻量化、居住空间扩大的需求，要求发动机舱空间的减小，与之相伴，交流发电机、电磁离合器、张紧轮等电装-辅机部件也正在实现小型轻量化。此外，发动机舱为了安静性而密闭化，使用环境变为高温。此外，除了EGR阀、风扇离合器、电动涡轮增压器、变速器等电装-辅机以外，有时汽车部件用滚动轴承中也要求耐热性。作为适合用于滚动轴承、尤其是汽车部件用滚动轴承的润滑脂，必须为能够耐高温的润滑寿命长的润滑脂。
另一方面，由于汽车也在寒冷地带使用，因此同时还要求润滑脂具有良好的低温流动性。
以往，作为汽车电装-辅机部件的滚动轴承用润滑脂的基油，使用的是烷基二苯醚(ADE)。迄今为止，作为耐热性优异的ADE，报告了各种化合物(专利文献1～6、非专利文献1)。
可是，如上所述，对于汽车电装-辅机部件中所使用的润滑脂组合物，需要兼顾伴随这些机械部件的小型化、轻量化和密闭化的润滑寿命的进一步提高，以及伴随使用环境的扩大的良好的低温流动性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭50－73064号公报
专利文献2：日本特开昭50－73065号公报
专利文献3：日本特开昭55－73791号公报
专利文献4：日本特开2007－39628号公报
专利文献5：国际公开第2005/040081号
专利文献6：国际公开第00/39061号
非专利文献
非专利文献1：河野雅次，“苯醚系合成润滑油的实用例与效果(フェニルエーテル系合成潤滑油の実用例と効果)”，润滑经济，株式会社润滑通信社2000年12月5日，第417卷(2000年12月号)P.18－23
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于，提供润滑寿命和低温流动性优异的润滑脂组合物。
用于解决课题的方法
为了实现上述目的，我们进行了深入研究，结果发现，通过单独或混合使用特定的烷基二苯醚作为基油，可获得润滑寿命和低温流动性优异的润滑脂组合物，从而完成了本发明。
即，根据本发明，提供以下的润滑脂组合物：
1.一种润滑脂组合物，其含有增稠剂和基油，增稠剂为下述式(1)所表示的脲化合物，
R1－NHCONH－R2－NHCONH－R3 (1)
(式中，R2表示碳原子数6～15的2价的芳香族烃基，R1和R3相互可以相同也可以不同，表示碳原子数8～22的烷基、环己基或碳原子数6～18的芳基。)
作为基油，以基油的总质量为基准，含有40质量％以上的下述式(2)所表示的化合物的一种以上。
[化1]
(式中，R4和R5相互可以相同也可以不同，表示碳原子数10～26的直链或支链烷基。m和n是满足m+n＝2的0以上的实数。)
2.前述1所述的润滑脂组合物，增稠剂为下述式(1－1)所表示的脲化合物、式(1－2)所表示的脲化合物、式(1－3)所表示的脲化合物、式(1－4)所表示的脲化合物、以及式(1－5)所表示的脲化合物中的一种以上。
R10－NHCONH－R2－NHCONH－R10 (1－1)
R10－NHCONH－R2－NHCONH－R30 (1－2)
R30－NHCONH－R2－NHCONH－R30 (1－3)
R10－NHCONH－R2－NHCONH－R40 (1－4)
R40－NHCONH－R2－NHCONH－R40 (1－5)
(式中，R10表示环己基，R2表示碳原子数6～15的2价的芳香族烃基，R30表示碳原子数8～22的烷基，R40表示碳原子数6～18的芳基。)
3.前述2所述的润滑脂组合物，式(1)中，(R10的摩尔数)×100/(R10的摩尔数+R30的摩尔数)为50％以上。
4.前述1～3中任一项所述的润滑脂组合物，式(2)中，R4和R5相互可以相同也可以不同，为碳原子数10～26的支链烷基。
5.前述1～4中任一项所述的润滑脂组合物，式(2)中，R4和R5相互可以相同也可以不同，为碳原子数12～14的直链或支链烷基。
6.前述1～5中任一项所述的润滑脂组合物，其用于滚动轴承。
发明的效果
根据本发明，能够提供润滑寿命(尤其是高温下的轴承润滑寿命)和低温流动性优异的润滑脂组合物。此外，本发明的润滑脂组合物耐热性也优异。
具体实施方式
〔增稠剂〕
高温环境下的轴承中的润滑脂根据增稠剂种类的不同而存在流动性大小的差异，这与轴承润滑寿命密切相关。润滑脂为了显示出长的润滑寿命，润滑脂必须不软化、泄漏，一直留在润滑部。本发明中使用的增稠剂为下述式(1)所表示的二脲化合物。
R1－NHCONH－R2－NHCONH－R3 (1)
式中，R2表示碳原子数6～15的2价的芳香族烃基，R1和R3相互可以相同也可以不同，表示碳原子数8～22的烷基、环己基或碳原子数6～12的芳基。
作为R2的代表例，可列举以下结构式所表示的基团。其中，最优选2个苯基与亚甲基连接而成的中间的基团。
[化2]
增稠剂优选为下述式(1－1)所表示的脲化合物、式(1－2)所表示的脲化合物、式(1－3)所表示的脲化合物、式(1－4)所表示的脲化合物、以及式(1－5)所表示的脲化合物中的一种以上。
R10－NHCONH－R2－NHCONH－R10 (1－1)
R10－NHCONH－R2－NHCONH－R30 (1－2)
R30－NHCONH－R2－NHCONH－R30 (1－3)
R10－NHCONH－R2－NHCONH－R40 (1－4)
R40－NHCONH－R2－NHCONH－R40 (1－5)
(式中，R10表示环己基，R2表示碳原子数6～15的2价的芳香族烃基，R30表示碳原子数8～22的烷基，R40表示碳原子数6～18的芳基。)
(R10的摩尔数)×100/(R10的摩尔数+R30的摩尔数)优选为50％以上，更优选为50～95％，进一步优选为60～90％，特别优选为70～90％。
作为R30的碳原子数8～22的烷基，优选碳原子数8～18的直链烷基。最优选碳原子数8的直链烷基或碳原子数18的直链烷基。
作为R4的碳原子数6～18的芳基，优选碳原子数7的芳香族烃基，更优选对甲苯基。
增稠剂优选为上述式(1－3)所表示的脲化合物；上述式(1－1)所表示的脲化合物、式(1－2)所表示的脲化合物、以及式(1－3)所表示的脲化合物中的一种以上；上述式(1－1)所表示的脲化合物、式(1－4)所表示的脲化合物、以及式(1－5)所表示的脲化合物中的一种以上。
尤其，增稠剂优选为上述式(1－1)所表示的脲化合物、式(1－2)所表示的脲化合物、以及式(1－3)所表示的脲化合物这三种的混合物，其中，式(1－2)和(1－3)中的R30优选为碳原子数18的直链烷基。
此时，相对于碳原子数18的烷基和环己基的总摩尔数，环己基的摩尔数的比例优选为50～95％，更优选为60～90％。特别优选为70～90％。
最优选二脲化合物为由二苯甲烷二异氰酸酯和环己胺及硬脂胺合成的二脲化合物(以下结构式所表示的三种化合物的混合物)，特别优选为环己胺:硬脂胺＝5:1(摩尔比)。
[化3]
相对于本发明的润滑脂组合物的质量，增稠剂的含量优选为5～25质量％，更优选为10～20质量％。如果低于5质量％，则润滑脂软、存在泄漏，有时无法满足润滑寿命。另一方面，如果多于25质量％，则流动性差，因此润滑脂难以进入润滑部，有时无法满足润滑寿命。
〔基油〕
本发明中使用的基油含有上述式(2)所表示的化合物的一种以上。
式(2)中，R4和R5相互可以相同也可以不同，表示碳原子数10～26的直链或支链烷基。m和n是满足m+n＝2的0以上的实数。
R4和R5相互可以相同也可以不同，优选为碳原子数10～26的直链或支链烷基。
R4和R5相互可以相同也可以不同，最优选为碳原子数12～14的直链或支链烷基。
式(2)所表示的化合物的制造过程中，会产生单烷基加成物和/或三烷基加成物。因此，除了式(2)所表示的化合物以外，本发明中使用的基油可以含有单烷基加成物和/或三烷基加成物。
本发明中使用的基油还可以含有通常使用的基油作为润滑脂的基油。
作为能够并用的基油，可列举例如：式(2)以外的醚系合成油、二酯、多元醇酯所代表的酯系合成油；聚α烯烃所代表的合成烃油；有机硅系合成油；氟系合成油。其中，优选醚系合成油、酯系合成油、合成烃油。作为酯系合成油，优选由多元醇(例如季戊四醇)与一元脂肪酸(例如辛酸、壬酸等碳原子数6～22的直链或支链的饱和或不饱和脂肪酸)及多元酸(例如己二酸等碳原子数3～10的直链或支链的饱和或不饱和的二元酸)合成的复合酯油。特别优选己二酸、庚酸、辛酸和癸酸与季戊四醇的复合酯油。
以本发明的润滑脂组合物的基油的总质量为基准，式(2)所表示的化合物优选为40～100质量％。更优选为50～100质量％，特别优选为60～90质量％。如果按这样的量含有，则能够同时获得优异的润滑寿命和低温流动性。
以本发明的润滑脂组合物的总质量为基准，基油优选至少为50质量％。
40℃时的基油的运动粘度没有特别限定，优选为30～300mm2/s。更优选为40～200mm2/s，特别优选50～100mm2/s。如果40℃时的基油的运动粘度高于300mm2/s，则无法满足低温流动性。如果40℃时的基油的运动粘度低于30mm2/s，则会蒸发，耐热性差，因此不优选。
〔添加剂〕
本发明的润滑脂组合物可以进一步含有各种润滑油、润滑脂中一般使用的添加剂。作为这样的添加剂，可列举抗氧化剂、防锈剂、载荷添加剂、苯并三唑所代表的金属防腐蚀剂、脂肪酸、脂肪酸酯所代表的油性剂、二硫化钼所代表的固体润滑剂。其中，优选含有抗氧化剂、防锈剂或载荷添加剂。特别优选含有抗氧化剂。
相对于本发明的润滑脂组合物的总质量，这些任选添加剂的含量通常为0.2～25质量％。
作为抗氧化剂，可列举胺系抗氧化剂和苯酚系抗氧化剂等。
作为胺系抗氧化剂，可列举N-正丁基-对氨基苯酚、4,4’-四甲基-二氨基二苯基甲烷、α-萘胺、N-苯基-α-萘胺、酚噻嗪、烷基二苯基胺等。其中，优选为烷基二苯基胺。
作为苯酚系抗氧化剂，可列举2,6-二叔丁基-对甲酚(BHT)、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,6-二叔丁基-苯酚、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、叔丁基羟基苯甲醚(BHA)、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚甲基双(2,3-二叔丁基苯酚)、4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯等。其中，优选为十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯。
作为抗氧化剂，优选含有胺系抗氧化剂和苯酚系抗氧化剂。特别优选含有烷基二苯基胺和十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯。
相对于本发明的润滑脂组合物的总质量，抗氧化剂的含量优选为0.5～6质量％。
作为防锈剂，可列举无机系防锈剂和有机系防锈剂。作为无机系防锈剂，可列举硅酸Na、碳酸Li、碳酸K、氧化Zn等无机金属盐。优选为氧化锌。作为有机系防锈剂，可列举：磺酸锌、磺酸Ca等有机磺酸盐；苯甲酸Na、苯甲酸Li等苯甲酸；癸二酸Na等羧酸盐；琥珀酸、琥珀酸酐、琥珀酸半酯等琥珀酸衍生物；失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇三油酸酯等失水山梨醇酯；包含饱和或不饱和的碳原子数4～22的脂肪酸、优选饱和或不饱和的碳原子数8～18的脂肪酸、和饱和或不饱和的碳原子数1～42的胺、优选饱和或不饱和的碳原子数4～22的胺的脂肪酸胺盐等。优选为琥珀酸衍生物、有机磺酸盐、脂肪酸胺盐，特别优选：琥珀酸半酯；磺酸锌(尤其是二壬基萘磺酸锌)；含有碳原子数8的脂肪酸与碳原子数12的胺的盐、以及碳原子数18的脂肪酸与碳原子数12～20(混合)胺的盐的混合物。
以本发明的润滑脂组合物的总质量为基准，防锈剂的含量优选为0.2～10质量％。
作为载荷添加剂，可列举二烷基二硫代氨基甲酸锌(ZnDTC)、二烷基二硫代磷酸锌(ZnDTP)。
以本发明的润滑脂组合物的总质量为基准，载荷添加剂的含量优选为0.2～5质量％。
〔工作锥入度〕
本发明的润滑脂组合物的工作锥入度优选为200～310。如果工作锥入度超过310，则高速旋转导致的泄漏变多，有时无法满足润滑寿命。另一方面，如果工作锥入度低于200，则润滑脂的流动性变差，有时无法满足润滑寿命。
〔轴承〕
封入本发明的润滑脂组合物的轴承优选为汽车部件用滚动轴承。作为汽车部件，在电装-辅机部件中，可列举交流发电机、汽车空调用电磁离合器、中间轮、惰轮、张紧轮等。此外，作为汽车电装-辅机以外的汽车部件，可列举EGR阀、风扇离合器、电动涡轮增压器、变速器等。
作为本发明的组合物，特别优选：本质上由增稠剂、基油和添加剂构成，增稠剂由式(1)所表示的化合物构成，基油由上述式(2)所表示的化合物与其类似物(单烷基加成物和/或三烷基加成物)的混合物构成。
作为本发明的组合物，进一步特别优选：本质上由增稠剂、基油和添加剂构成；增稠剂由式(1)中，R2为碳原子数6～15的2价的芳香族烃基，R1和R3相互可以相同也可以不同，为碳原子数8～22的烷基或环己基的脲化合物构成；基油由上述式(2)所表示的化合物与其类似物(单烷基加成物和/或三烷基加成物)的混合物构成。
作为本发明的组合物，进一步特别优选：本质上由增稠剂、基油和添加剂构成；增稠剂由式(1)中，R2为碳原子数6～15的2价的芳香族烃基，R1和R3相互可以相同也可以不同，为环己基或碳原子数6～12的芳基的脲化合物构成；基油由上述式(2)所表示的化合物与其类似物(单烷基加成物和/或三烷基加成物)的混合物构成。
实施例
＜试验润滑脂＞
·试验润滑脂的调制
基油中，以使二苯甲烷二异氰酸酯(1摩尔)与规定的胺(2摩尔。辛胺、硬脂胺、环己胺或对甲苯胺)反应而得的物质作为基础润滑脂，在其中加入基油和添加剂，进行研磨处理以使工作锥入度成为300(JIS K2220，60次工作锥入度)，从而调制润滑脂。
试验润滑脂的内容示于下述表1。试验润滑脂的调制中使用的成分如下。
其中，表中的“质量(mass)％”的意思是以试验润滑脂的总质量为基准的质量％。“余份”后面括号中的数字的意思是基油的质量比。
＜基油＞
·ADE1：由二苯醚、1－十二碳烯和1－十四碳烯合成的醚油(68.3mm2/s@40℃)
二烷基加成物：79.7％
三烷基加成物：20.3％
·ADE2：由二苯醚、1－十二碳烯和1－十四碳烯合成的醚油(15.8mm2/s@40℃)
单烷基加成物：97.9％
二烷基加成物：2.1％
·ADE3：由二苯醚、1－十二碳烯和1－十四碳烯合成的醚油(103mm2/s@40℃)
单烷基加成物：1.3％
二烷基加成物：35.7％
三烷基加成物：63.0％
予以说明的是，本说明书中的烷基加成物的比例通过利用凝胶渗透色谱法(GPC柱：PLgel，洗脱液：氯仿，检测器：差示折射检测器，试样浓度：5％)得到的谱图求得。
基油的40℃时的运动粘度根据JIS K 2220 23.来测定。
＜增稠剂＞
·脂环式-脂肪族二脲A：由二苯甲烷二异氰酸酯和环己胺及硬脂胺合成的二脲化合物(环己胺:硬脂胺＝5:1(摩尔比))
·脂环式-脂肪族二脲B：由二苯甲烷二异氰酸酯和环己胺及硬脂胺合成的二脲化合物(环己胺:硬脂胺＝9.5:0.5(摩尔比))
·脂环式-脂肪族二脲C：由二苯甲烷二异氰酸酯和环己胺及硬脂胺合成的二脲化合物(环己胺:硬脂胺＝6:4(摩尔比))
＜添加剂＞
·抗氧化剂A：胺系抗氧化剂(烷基二苯基胺)
·抗氧化剂B：苯酚系抗氧化剂(十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)
＜试验方法＞
·轴承润滑寿命试验
本试验是评价高温下的轴承润滑寿命的外轮旋转试验。按照下述条件使滚动轴承运转，将直至发动机产生过电流的时间或直至轴承温度上升+15℃的时间中的较短的一个时间作为润滑寿命。
轴承形式：6203
试验温度：180℃
转数：15000rpm
试验荷重：径向载荷1000N
评价：○：寿命时间为2000小时以上
×：寿命时间低于2000小时
·低温扭矩试验(JIS K 2220 18.)
试验温度：-40℃
评价：○：低温扭矩低于800
×：低温扭矩为800以上
将结果示于表1和表2。
[表1]
[表2]

Claims (6)

1.一种润滑脂组合物，其含有增稠剂和基油，增稠剂为下述式(1)所表示的脲化合物，
R1－NHCONH－R2－NHCONH－R3 (1)
式中，R2表示碳原子数6～15的2价的芳香族烃基，R1和R3相互可以相同也可以不同，表示碳原子数8～22的烷基、环己基或碳原子数6～18的芳基，
作为基油，以基油的总质量为基准，含有40质量％以上的下述式(2)所表示的化合物的一种以上，
[化1]
式中，R4和R5相互可以相同也可以不同，表示碳原子数10～26的直链或支链烷基，m和n是满足m+n＝2的0以上的实数。
2.根据权利要求1所述的润滑脂组合物，增稠剂为下述式(1－1)所表示的脲化合物、式(1－2)所表示的脲化合物、式(1－3)所表示的脲化合物、式(1－4)所表示的脲化合物、以及式(1－5)所表示的脲化合物中的一种以上，
R10－NHCONH－R2－NHCONH－R10 (1－1)
R10－NHCONH－R2－NHCONH－R30 (1－2)
R30－NHCONH－R2－NHCONH－R30 (1－3)
R10－NHCONH－R2－NHCONH－R40 (1－4)
R40－NHCONH－R2－NHCONH－R40 (1－5)
式中，R10表示环己基，R2表示碳原子数6～15的2价的芳香族烃基，R30表示碳原子数8～22的烷基，R40表示碳原子数6～18的芳基。
3.根据权利要求1或2所述的润滑脂组合物，式(1)中，(R10的摩尔数)×100/(R10的摩尔数+R30的摩尔数)为50％以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的润滑脂组合物，式(2)中，R4和R5相互可以相同也可以不同，为碳原子数10～26的直链或支链烷基。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的润滑脂组合物，式(2)中，R4和R5相互可以相同也可以不同，为碳原子数12～14的直链或支链烷基。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的润滑脂组合物，其用于滚动轴承。
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