CN112912479A - 基于硅酮基础原料的润滑脂组合物 - Google Patents

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Abstract

公开了一种润滑脂组合物，其包含硅酮基础原料油，所述硅酮基础原料油在25℃下具有20,000至100,000mm2/s的运动粘度；脂肪酸金属盐，其中所述金属选自下组：锂、钙、铝、钡钛、锌、镁和/或钠；以及合适的抗磨损添加剂。

Description

基于硅酮基础原料的润滑脂组合物
本文公开了新的润滑剂组合物、具体地衍生自高粘度聚二甲基硅氧烷基础原料油的润滑脂组合物，鉴于其物理特性，其可用于各种应用。还描述了制备这些组合物的方法及其用途。
润滑的主要目的是分离相对于彼此移动的固体表面，以使摩擦和磨损最小化。最常用的润滑剂材料是油和润滑脂，其中典型地润滑剂的选择在很大程度上取决于具体的应用。
润滑脂通常用于以下场合：
(i)存在高压；
(ii)不希望油从固体表面(如轴承)滴落的场合；或者
(iii)接触表面的运动是不连续的场合，使得难以在它们之间保持分离膜。
存在各种各样的润滑脂，其已经被开发以润滑在例如金属-金属金属-塑料零件和塑料-塑料零件之间的相互作用。由于设计简单、降低密封要求和较少的维护需求，润滑脂几乎普遍成为用于电动机中的润滑轴承、家用电器、汽车车轮轴承、机床或飞机附件的首要考虑。润滑脂也用于润滑小齿轮驱动器和许多低速滑动应用。例如，润滑脂典型地用于润滑等速接头的轴承、球接头、车轮轴承、交流发电机、冷却风扇、滚珠螺杆、卡盘、机床直线导轨、轴承和齿轮，每种对润滑剂都有各自的要求，考虑到它们所承受的力和压力以及它们所设计执行的功能。随着对此类接头、轴承和齿轮的性能要求越来越高，同样也持续需要具有改善的物理特性的润滑剂来帮助实现此类性能要求。
目前，在汽车工业中，人们决心通过减少所需的能量/功率来减轻车辆的重量，并且从而使它们更经济地运行。在某种程度上，使用新的更轻的材料用于某些车辆部件已经实现了这种需求，但是也在不断地寻求实现这一目标的额外的手段和方法。例如，需要使用大型(重型)电动机来开始车辆从静止位置的移动。所需的功率部分是由于在移动开始之前必须克服车辆静态和动态摩擦系数的巨大差异。在此类系统中，提供能够提供非常低的静态和动态摩擦系数差异的合适润滑剂将导致从静态位置开始运动所需的力/功率减少。这种所需功率的降低反过来将意味着可以使用更小的以及因此重量更轻的电动发动机。
还一直需要在例如HiFi系统中提供阻尼，以及还有能够在极端温度条件下润滑的润滑剂，例如在低于-30℃的温度下，例如低温轴承和齿轮。
本文的目的是提供硅酮润滑脂组合物，其不仅
(i)保持润滑性，减少静态和动态摩擦系数之间的差异，而且
(ii)在高温和/或低温(低于-30℃)下具有良好的阻尼能力。
本文提供了一种润滑脂组合物，其包含：
(a)60至89.9重量％的硅酮基础原料油，其在25℃下具有20,000至100,000mm2/s的运动粘度；
(b)10至35重量％的脂肪酸金属盐，其中所述金属选自下组：锂、钙、铝、钡钛、锌、镁和/或钠；以及
(c)0.1至2重量％的合适的抗磨损和/或抗腐蚀添加剂，其中总组合物以100重量％的量存在。
美国石油协会(API)将基础原料油分为五组，即I、II、III、IV和V组。它们包括天然润滑油、合成润滑油、及其混合物。I组至III组涉及衍生自石油基油的基础原料油，而IV组和V组涉及合成基础原料油。
硅酮基础原料油通常属于第V组。主要由于它们良好的低温和高温行为，它们可用于(金属-金属)应用和关键的(塑料-塑料)应用两者的润滑剂组合物中。它们示出耐化学性、润滑性、热稳定性和氧化稳定性。然而，就高负荷下的润滑而言，除了卤化硅酮之外，硅酮通常比上述有机基础油差，并且典型比有机基础原料油贵。
硅酮基础原料油应理解为主要是基于硅氧烷的材料，其具有主要由硅-氧原子键-[Si-O-]-组成的聚合物骨架。硅酮基础原料油包括但不限于硅酮聚合物流体，其可以是直链的、支链的和/或环状的硅酮聚合物、液体硅酮树脂和/或硅酮蜡。本文的组合物的硅酮基础原料油(a)具有在25℃下根据ISO 3104:1994(en)中描述的一般方法的20,000至100,000mm2/s的运动粘度。术语硅酮和硅氧烷可以可互换地使用以指定硅酮基础原料油，如三烷基甲硅烷基封端的聚二烷基硅氧烷、三烷基甲硅烷基封端的聚烷基烷基硅氧烷和三烷基甲硅烷基封端的聚烷基芳基硅氧烷。
硅氧烷通常符合由式RmSiO4-m/2的单元组成的聚合物骨架，其中m是0、1、2或3并且其中m具有1.98至2.5/分子的平均值并且具有≥2的聚合度。每个R可以是相同或不同的并且表示氢或有机基团。
当R是有机基团时，R可以选自烃基团，所述烃基团具有1至45个碳原子、可替代地1至20个碳原子、可替代地1至15个碳原子、可替代地1至6个碳原子。R的实例可以包括作为烷基基团(甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、辛基、壬基、十四烷基、十八烷基)；环烷基基团(环己基、环庚基)；具有2至45个碳原子的烯基基团(乙烯基、己烯基)；具有6至45个碳原子的芳基基团(苯基、二苯基、萘基)；具有7至45个碳原子的烷芳基基团(甲苯基、二甲苯基、乙基苯基)；具有7至45个碳原子的芳烷基基团(苯基乙基)。
可替代地，当R是有机基团时，R可以是任何上述烃基团，其中一个或多个氢原子已经被另一个取代基替代。此类取代基的实例包括但不限于含有卤素原子的基团，如卤代烷基基团(氯甲基、全氟丁基、三氟乙基和九氟己基)和卤代芳基基团(一氯苯基、二溴苯基、四氯苯基、一氟苯基)；含有氧原子的基团，如羧基、甲醇、酯、醚、丙烯酸基团和聚氧化烯基团(聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧丁烯)；含有氮原子的基团，如腈、氨基、酰胺基、氰基、氰基烷基和氨基甲酸酯基团；硫原子；含有硫原子的基团，如硫化物、砜、硫酸盐、磺酸盐和巯基基团；磷原子；含磷原子的基团，如磷酸盐、磷酸盐和膦酸盐基团。
本发明的组合物中的硅酮基础原料油可以是环状、直链或支联的硅酮聚合物。
环状硅氧烷具有通式(R2SiO)x，其中R如上所述，并且x是3至20并且R基团中碳原子的总数为20至1000。
环状硅氧烷的实例包括六甲基环三硅氧烷(在25℃下为固体)、八甲基环四硅氧烷、四苯基四甲基环四硅氧烷、八乙基环四硅氧烷、四甲基四辛基环四硅氧烷、五甲基五辛基环五硅氧烷和五甲基五(十二烷基)环五硅氧烷。
直链硅氧烷符合通式R(SiR2O)rSiR3，其中R如上所述并且r是1至5000或更高，使得在25℃下根据ISO 3104:1994(en)中描述的一般方法的运动粘度在20,000至100,000mm2/s内。直链硅氧烷包括聚二甲基硅氧烷(当R是甲基时)和聚二乙基硅氧烷(当R是乙基时)。此类化合物可以具有多种端基，所述端基典型地包括例如甲基基团、乙基苯基基团。本文的硅氧烷可以具有在25°下根据ISO 3104:1994(en)中描述的一般方法的20,000至100,000mm2/s的运动粘度。
在一个可替代性方案中，直链硅酮基础油(a)可以具有下式：
Figure BDA0002928399550000041
其中Me是甲基基团，并且每个R1、每个R2和每个R3单独地选自如上所述的基团R，每个R5单独地选自含有1至18个碳原子的烃基团，例如直链或支链的烷基基团、苯基基团和/或烷芳基基团，可替代地具有1至10个碳原子的烷基基团，可替代地具有1至6个碳原子的烷基基团；并且每个R4基团是具有2至45个碳原子、可替代地2至25个碳原子的烃基团。如上所述，硅酮基础油(a)的运动粘度为20,000至100,000mm2/s并且其中n是0或整数，v是0或整数并且t是0或整数。
在一个可替代性方案中，每个R1、每个R2和每个R3可以独立地选自1至45个、可替代地1至30个以及进一步可替代地1至16个碳原子的烷基基团，或含有6至16个碳原子的苯基基团，并且每个R4独立地是具有2至16个碳原子的烷基基团。
直链硅氧烷的实例包括聚烷基烷基硅氧烷聚合物，如聚甲基辛基硅氧烷；聚烷基芳基硅氧烷，如聚甲基苯基硅氧烷；具有在25℃下根据ISO 3104:1994(en)中描述的一般方法的20,000至100,000mm2/s、可替代地20,000至80,000mm2/s的运动粘度。
以及确定运动粘度，例如，如果运动粘度和材料密度是已知的，则根据ISO 3104:1994(en)中描述的一般方法，动态粘度可以通过以下等式来确定
运动粘度(mm2/s)＝动态粘度(mPa.s)
材料密度
密度可以使用玻璃比重瓶根据DIN 51757-2011-01(程序V2)来测量。假设材料的共混是理想的混合，这意味着共混物的密度可以根据成分各自的值来计算。动态粘度的值随后用于使用以下制表中的材料密度来计算运动粘度。
硅酮基础原料油可以例如选自聚二乙基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚二甲基甲基烷基硅氧烷和聚甲基烷基硅氧烷，其中烷基基团是。作为甲基烷基硅氧烷单元的一部分附接至硅氧烷聚合物骨架的烷基基团典型地具有2至20个碳原子并且可以是直链或支链的。实例可以包括乙基、丙基、异丙基、丁基、辛基、壬基、十四烷基和/或十八烷基基团。
硅酮基础原料油可以例如选自三烷基封端的聚二乙基硅氧烷、三烷基甲硅烷基封端的聚二甲基硅氧烷、三烷基甲硅烷基封端的聚二甲基甲基烷基硅氧烷、或三烷基甲硅烷基封端的聚甲基烷基硅氧烷。通常，三烷基甲硅烷基封端的末端烷基将含有1至6个碳，可替代地是甲基和/或乙基、可替代地甲基。再次，为了避免疑问，作为甲基烷基硅氧烷单元的一部分附接至硅氧烷聚合物骨架的烷基基团典型地具有2至20个碳原子并且可以是直链或支链的。实例可以包括乙基、丙基、异丙基、丁基、辛基、壬基、十四烷基和/或十八烷基基团。
可用作组分(a)的液体硅酮树脂包括，例如具有以下基团(R1 3SiO1/2)a(R2 2SiO2/2))b(R3SiO3/2)c和(SiO4/2)d中的两个或更多个的硅酮树脂，其中R1、R2和R3如前所述。在硅酮树脂中，每个可R1、R2和R3可以可替代地表示含有1至8个碳原子的烷基基团、芳基基团、甲醇基团、烷氧基基团(优选地甲氧基或乙氧基)或氨基基团，0.05≤a≤0.5；0≤b≤0.3；c≥0；0.05≤d≤0.6，并且a+b+c+d＝1(其中a、b、c和d是摩尔分数)。
硅酮基础原料油可以是上述多种硅酮油的共混物。
硅酮基础原料油的存在量为基于组合物的总重量硅酮基础原料油的65至89.9重量％，所述硅酮基础原料油具有在25℃下根据ISO 3104:1994(en)中描述的一般方法的20,000至100,000mm2/s的运动粘度；可替代地存在量为基于组合物的总重量硅酮基础原料油的65至85重量％。
在本文所述的组合物中具有高粘度聚合物作为硅酮基础原料油的一个优点是，由于其天然粘度，这种材料对于被润滑的制品通常是发粘的。这避免了添加增粘添加剂的需要，这是润滑脂配制品中通常需要的，至少部分是因为所用基础油的低粘度。
根据如上所述的组合物，组分(b)是脂肪酸金属盐，其中所述金属选自下组：锂、钙、铝、钡钛、锌、镁和/或钠。此类材料在如前所述的组合物中起增稠剂的作用。实例包括单羧酸脂肪酸锂或羟基单羧酸脂肪酸锂、单羧酸脂肪酸钙或羟基单羧酸脂肪酸钙、单羧酸脂肪酸铝或羟基单羧酸脂肪酸铝单羧酸脂肪酸钡或羟基单羧酸脂肪酸钡以及单羧酸脂肪酸钛或羟基单羧酸脂肪酸钛单羧酸脂肪酸锌或羟基单羧酸脂肪酸锌、单羧酸脂肪酸镁或羟基单羧酸脂肪酸镁和/或单羧酸脂肪酸钠中的任何一种或多种。组分(b)还可以包含衍生自动物油或植物油(例如，用于生产金属皂的籽油)的脂肪酸的锂盐、钙盐、铝盐、钡盐和钛盐、锌盐、镁盐和/或钠盐。
优选的是具有8至22个碳原子的单羧酸脂肪酸或羟基单羧酸脂肪酸的盐，例如月桂酸(十二烷酸)、肉豆蔻酸(1-十四烷酸)、棕榈酸(十六烷酸)、硬脂酸(十八烷酸)、山萮酸(二十二烷酸)、肉豆蔻脑酸(9-十四烯酸)、棕榈油酸(十六碳-9-烯酸)、油酸(9Z)-十八碳-9-烯酸、或亚油酸(顺-9,12-十八碳二烯酸)的金属盐，其中所述金属选自下组：锂、钙、铝、钡钛、锌、镁和/或钠。
在一个可替代性方案中，金属盐可以包括12-羟基硬脂酸、14-羟基硬脂酸、16-羟基硬脂酸、6-羟基硬脂酸、或9,10-羟基硬脂酸的金属盐，其中所述金属选自锂、钙、铝、钡和钛、锌、镁和钠，特别是锂。可以使用上述任何合适的混合物。特别优选的是锂皂衍生自C10-24、优选C15-18的饱和或不饱和的脂肪酸或其衍生物。一种特定的衍生物是氢化蓖麻油，其是12-羟基硬脂酸的甘油酯。12-羟基硬脂酸是特别优选的脂肪酸，例如12-羟基硬脂酸锂。
组分(b)的存在量为总组合物的10至35重量％。
组合物的组分c)是抗磨损和/或抗腐蚀添加剂，其量为组合物的0.1至2重量％。可以使用任何合适的抗磨损和/或抗腐蚀添加剂。这些可以包括二硫代磷酸锌、有机硫和有机磷化合物，如有机多硫化物，其中包括有烷基多硫化物；磷酸盐，其中包括三烃基磷酸盐、二丁基磷酸氢盐、硫化二丁基磷酸氢盐的胺盐、二硫代磷酸盐，例如二硫代磷酸锌；二烷基二硫代磷酸盐，例如二烷基二硫代磷酸锌、二硫代氨基甲酸盐二烃基磷酸盐；磷酸三甲苯基盐硫化烯烃，如硫化异丁烯和硫化脂肪酸酯。
任选地，本文的组合物可以含有干润滑剂，其量为组合物的最高达5重量％、可替代地组合物的最高达3重量％。当存在时，可以使用任何合适的干润滑剂。实例可以包括选自以下列表中的一种或多种：石墨、二硫化钼、氮化硼、滑石、聚四氟乙烯(PTFE)、氟化钙、氟化铈和二硫化钨。
本发明的组合物可以含有本应用领域通常使用的量的一种或多种润滑脂添加剂，以赋予润滑脂所需的性能，如氧化稳定性和极压特性。特别地，除了组分(b)之外，可以将额外的增稠剂和增稠剂络合剂引入到组合物中。
除了组合物的组分(b)之外，可以引入一种或多种复合增稠剂。这些典型地是低至中等分子量的一元酸或二元酸或其盐。在这种情况下，酸不是脂肪酸。实例包括苯甲酸、硼酸或硼酸锂。
与组分(b)结合使用的额外的增稠剂的实例可以包括二氧化硅、膨胀石墨、聚脲和/或粘土，如锂蒙脱石或膨润土。可以可替代地引入脲化合物作为额外的增稠剂。润滑脂中的此类增稠剂在它们的分子结构中包含脲基团(-NHCONH-)。这些化合物可以是单、双或聚脲化合物。此类额外的增稠剂可以以基于组合物的总重量的5至25％wt的水平使用。
如前所述，各种其他常规润滑脂添加剂可以本应用领域通常使用的量掺入到润滑脂中，以赋予润滑脂某些期望的特性。这些可以包括摩擦改进剂，极压添加剂，密封膨胀剂，防锈缓蚀剂，粘度指数改进剂，降凝剂，抗氧化剂，自由基清除剂，氢过氧化物分解剂，金属钝化剂，表面活性剂，如洗涤剂、乳化剂、破乳剂、消泡剂、相容剂、分散剂、及其混合物。
另外的添加剂包括沉积物控制添加剂、成膜添加剂、增粘剂、抗菌剂、可生物降解润滑剂的添加剂、雾度抑制剂、发色团和限滑添加剂。
摩擦改进剂的实例包括钼化合物、脂肪族胺或乙氧基化脂肪族胺、醚胺、烷氧基化醚胺、酰化胺、叔胺、脂肪族脂肪酸酰胺、脂肪族羧酸、脂肪族羧酸酯、多元醇酯、脂肪族羧酸酯-酰胺、咪唑啉、脂肪族膦酸酯、脂肪族磷酸酯、脂肪族硫代膦酸酯以及脂肪族硫代磷酸酯。
极压添加剂的实例包括有机硫和有机磷化合物，如有机多硫化物，其中包括烷基多硫化物；磷酸盐，其中包括三烃基磷酸盐、二丁基磷酸氢盐、硫化二丁基磷酸氢盐的胺盐、二硫代磷酸盐；二硫代氨基甲酸盐二烃基磷酸盐；硫化烯烃，如硫化异丁烯和硫化脂肪酸酯。
密封膨胀剂的实例包括酯，己二酸酯，癸二酸酯，壬二酸酯，邻苯二甲酸酯，砜，如3-烷氧基四亚烷基砜、取代的环丁砜，8至13个碳原子的脂肪族醇，如十三烷基醇，烷基苯，芳烃，去除萘的芳族化合物和矿物油。
防锈缓蚀剂的实例包括单羧酸，如辛酸、癸酸和十二烷酸；多元羧酸，如来自妥尔油脂肪酸、油酸、亚油酸的二聚酸和三聚酸；噻唑；三唑，如苯并三唑、癸基三唑、2-巯基苯并噻唑；噻二唑，如2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、2-巯基-5-烃基二硫代-1,3,4-噻二唑；金属二硫代磷酸盐；醚胺；酸性磷酸盐；胺；聚乙氧基化的化合物，如乙氧基化的胺；乙氧基化的酚；乙氧基化的醇；咪唑啉和氨基琥珀酸。
粘度指数改进剂的实例包括聚甲基丙烯酸酯、烯烃共聚物、聚异烯烃如聚异丁烯、苯乙烯-二烯共聚物、和苯乙烯-酯共聚物如苯乙烯-马来酸酯。
降凝剂的实例包括蜡烷基化的萘和酚、聚甲基丙烯酸酯和苯乙烯-酯共聚物。
抗氧化剂的实例包括酚类抗氧化剂，如2,6-二叔丁基酚，叔丁基化酚，如2,6-二叔丁基-4-甲基酚，4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基酚)，2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基酚)，4,4'-硫代双(2-甲基-6-叔丁基酚)；混合的亚甲基桥接的聚烷基酚；芳香胺抗氧化剂；硫化酚类抗氧化剂；有机亚磷酸酯；胺衍生物，如p-,p'-二辛基二苯胺、N,N’-二仲丁基苯二胺、4-异丙基氨基二苯胺、苯基-α-萘胺、苯基-α-萘胺、环-烷基化的二苯胺；双酚和肉桂酸衍生物。
自由基清除剂的实例包括二烷基二硫代磷酸锌、受阻酚和烷基化芳基胺。
氢过氧化物分解剂的实例包括有机硫化合物和有机磷化合物。
金属钝化剂的实例包括多官能(多齿)化合物，如乙二胺四乙酸(EDTA)和水杨醛肟。
表面活性剂如洗涤剂、分散剂、乳化剂、破乳剂的实例包括有机酸的碱金属盐或碱土金属盐，如磺酸镁、磺酸锌、苯酚镁、苯酚锌、磺酸锂、羧酸锂、水杨酸锂、苯酚锂、硫化苯酚锂、磺酸镁、羧酸镁、水杨酸镁、苯酚镁、硫化苯酚镁、磺酸钾、羧酸钾、水杨酸钾、苯酚钾、硫化苯酚钾；常见的酸，如烷基苯磺酸、烷基酚、脂肪羧酸、多胺、多元醇衍生的聚异丁烯衍生物。
消泡剂的实例包括聚硅氧烷、聚丙烯酸酯和苯乙烯酯聚合物。
分散剂的实例包括烯基琥珀酰亚胺，如聚异丁烯琥珀酰亚胺，N-取代的聚异丁烯基琥珀酰亚胺，如聚异丁烯基琥珀酰亚胺-聚乙烯多胺，琥珀酸盐，琥珀酸酯，甲基丙烯酸烷基酯-乙烯基吡咯烷酮共聚物，甲基丙烯酸烷基酯-甲基丙烯酸二烷基氨基乙酯共聚物，甲基丙烯酸烷基酯-聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物，聚硬脂酰胺，高分子量胺，磷酸衍生物，如双羟丙基磷酸酯。
一些添加剂可以具有多种特性，并且提供各种效果。例如，石墨和二硫化钼都可以用作摩擦改进剂，并且极压添加剂或功能化皂可以用来增稠，但也可以提供具有极压和抗磨性能的润滑脂。
当存在于本发明的润滑剂组合物中时，一种或多种添加剂可以以基于组合物的总重量的0.01至10wt％、可替代地基于组合物的总重量的0.1至5wt％的水平使用。
任选地在加热下，通过常规混合手段混合组分(a)、(b)和(c)以及存在的任何任选的添加剂产生组合物。
润滑组合物可以用于摩擦表面之间发生摩擦的各种应用中。所述表面可以是塑料或金属。
摩擦的类型包括滑动、滚动、静态、动态、粘滑、固体(干燥)、边界、混合、磨损、侵蚀、弹性流体动力摩擦。
本发明包括润滑相互作用的零件(例如，金属-金属表面、金属-塑料表面和/或塑料-塑料表面，可替代地金属-金属表面)的方法，所述方法包括：
i.获得包含如前所述的组合物的润滑剂组合物，以及；
ii用所述润滑剂组合物润滑相互作用的零件。
本文的组合物可以用于润滑在例如金属-金属和金属-塑料零件(例如轴承)之间的相互作用，所述轴承例如，电动机中的润滑轴承，车轮轴承，家用电器、机床或飞机附件中的轴承。润滑脂也用于润滑小齿轮驱动器和许多低速滑动应用。它们通常用于等速接头、球接头、交流发电机、冷却风扇、滚珠螺杆、卡盘、机床直线导轨和齿轮，每种对润滑剂都有各自的要求，考虑到它们所承受的力、压力以及它们所设计执行的功能。出人意料地，尽管与先前使用的那些相比，本文的硅酮基础油具有显著更大的粘度，但我们的组合物运行良好。如下面将看到的，出乎意料地确定的是，发现本文的组合物的静摩擦与动摩擦之间的差值很小，这使得我们的组合物适用于电动机用来使车辆从静止位置开始移动的接头。提供我们的组合物提供了非常低的静态和动态摩擦系数的差异，导致从静态位置开始运动所需的力/功率减少。这种所需功率的降低反过来将意味着可以使用更小的以及因此重量更轻的电动发动机。此外，鉴于我们的组合物的组分(a)的粘度，我们的组合物具有粘性性质，导致不需要增粘剂来使润滑脂与被润滑的金属和/或塑料表面优异的接触。
在汽车应用中使用的接头，如恒速接头和球接头，尤其是在金属/塑料环境等中，要求相应接头的不同部分之间既有低摩擦系数又有尽可能小的磨损。在负载下，已经发现本文的润滑剂组合物牢固地粘附在接头的基本移动零件上，并将形成厚度大致恒定的润滑剂(润滑脂)层。本发明的组合物具有优异的粘附/粘性特性，尤其是因为组分(a)硅酮基础原料油的高粘度。当相互作用的零件(有时称为滑动零件)从静止状况变成移动状况时，用于此类接头的润滑剂组合物还需要平滑地流动，并且润滑剂(润滑脂)层需要保持不变，即使在重复移动之后，以便保持稳定的润滑功能。出人意料地，本文提供的组合物也能够满足这些要求。
本文的组合物也适用于在例如HiFi系统中提供阻尼，并且也适用于能够在极端温度条件下(例如低于-30℃的温度下)润滑的润滑剂，例如低温轴承和齿轮/这是因为当组合物用于润滑时，将：
(i)保持润滑性，减少静态和动态摩擦系数之间的差异，
(ii)(ii)在高温和/或低温(低于-30℃)下具有良好的阻尼能力，
(iii)牢固地粘附在被润滑的表面上，以在它们之间形成厚度相对恒定的“润滑层”，
(iv)当邻近的表面相遇时，在滑动零件处平滑地流动。
此外，所产生的润滑层被成功地保持，而不需要在重复移动后重新润滑，从而产生稳定的润滑功能。
本发明的润滑剂组合物可以用于任何系统，所述系统包括含有任何种类的齿轮和滚柱轴承的机械元件。此类系统的实例包括发电系统、工业制造设备如纸、钢和水泥磨机液压系统、汽车传动系统、飞机推进系统等。因此，它们可以用于润滑等速接头的轴承、球接头、车轮轴承、交流发电机、冷却风扇、滚珠螺杆、卡盘、机床直线导轨、轴承和齿轮。
其他系统包括曲轴箱、2冲程发动机、4冲程发动机、柴油机、内燃机、手动或差动变速器齿轮、工业润滑剂、液压、压缩机、涡轮、金属加工和金属成型。
其他系统还包括牵引和扭矩系统。
润滑剂组合物使用的操作温度，即润滑剂组合物可以长期使用的温度(也称为工作温度))为-55℃至+200℃。短期峰值温度可以更高。
成分可以预制备并且以其预制备的形式混合，但可替代地其可以原位制备。
实例
实例1确定的以下配制品是根据本文的组合物并且在以下实例中使用的组合物。
表1：实例1的组合物(实例1)
Figure BDA0002928399550000111
下表示出了润滑脂的通用工业标准测试的测试结果，这些测试是在上述实例1中确定的组合物上进行的，并描绘描述了所述实例1的润滑脂的一般特性。将各成分混合在一起。
表2实例1润滑脂组合物的物理特性
Figure BDA0002928399550000121
然后将实例1(高粘度)的静态和动态摩擦系数之间的差异与各种对比润滑脂组合物的差异进行比较，所有这些组合物含有低得多的粘度的硅酮基础原料油(<1000mm2/s)，所述粘度为在25℃下根据ISO 3104:1994(en)中描述的一般方法，表3至7确定了它们的组成。
表3对比1的组合物(对比1)
Figure BDA0002928399550000122
表4对比2的组合物(对比2)
Figure BDA0002928399550000131
表5对比3的组合物(对比3)
Figure BDA0002928399550000132
表6对比4的组合物(对比4)
Figure BDA0002928399550000133
表7对比5的组合物(对比5)
Figure BDA0002928399550000134
使用来自AKE技术有限公司的粘滑测试仪(称为防Knarz(噪音)机器)对实例1和上述对比进行分析，以确定它们各自的动态和静态摩擦系数之间的差异。
防Knarz(噪音)机器足够灵敏，可以通过球盘摩擦计系统测量静态和动态摩擦系数。所述测试仪用于内部预测试，以选择静态和动态摩擦系数的摩擦水平最低且两者差异最小的候选润滑脂。使用以下参数进行测试：
样品：12.7mm POM球/S-36Q-板
速度：0.5mm/秒
负荷：30牛顿
循环数：1000(每10个循环测量)
行进距离：5mm
测量的持续时间：20秒
结果描述于下表8中。
表8摩擦系数的对比和它们各自的差异。
Figure BDA0002928399550000141
最佳润滑脂具有尽可能低的静态和动态摩擦系数，以及所述静态和动态值之间尽可能小的差异。出乎意料地确定的是，尽管使用具有显著更大的粘度的硅酮基础原料油，但是与对比中的每一个相比，实例1产生了更好的或不会更差的结果。静态和动态粘度系数之间的差异也可以认为对实例1是好的。
在实例1的不同橡胶的橡胶相容性的另一系列实验中，通过使用以下方法将空白橡胶样品与润滑脂处理的橡胶样品在肖氏硬度变化和重量变化方面进行比较。
1.橡胶相容性测试-重量损失(DIN 53521-1987-11)。
将形状为“S2”的橡胶拉伸棒用无绒织物或组织轻轻地清洁(如果需要，使用异丙醇作为清洗液)。然后所得清洁的测试棒完全涂覆有实例1的润滑脂组合物。然后将所得样品在70℃下储存96小时，将未处理和处理过的试样再次清洁并平衡。计算重量差异并且以g和％重量差异报告值。
表9a橡胶相容性测试-重量损失(DIN 53521-1987-11)。未经润滑脂处理的空白样品
Figure BDA0002928399550000151
在70℃下储存96h后，所有的空白样品均示出0.16至0.66重量％的重量损失。
表9b橡胶相容性测试-已经施加硅酮润滑脂后的重量损失(DIN 53521-1987-11)
Figure BDA0002928399550000161
在70℃下储存96h后，所有的橡胶样品均示出非常好(<5％)至可接受(>5-<10％)的重量损失。
2.橡胶相容性测试-肖氏A硬度
根据DIN ISO 7619-1:201202中的标准方法，使用肖氏硬度计(Digi test II)(硬度计)测量橡胶材料中压痕的深度，所述压痕是由标准化的压脚上的给定力产生的。使用空白样品(即，先前未用润滑剂处理)和用润滑剂处理后进行测试。结果描述于下表10中。
表10橡胶相容性测试-肖氏A硬度
Figure BDA0002928399550000171
在70℃下储存96h后，所有橡胶样品均示出非常好(Δ<+/-5)至可接受(Δ>+/-5-<+/-10)的肖氏硬度变化。

Claims (15)

1.一种润滑脂组合物，其包含
(a)65至89.9重量％的硅酮基础原料油，所述硅酮基础原料油在25℃下具有20,000至100,000mm2/s的运动粘度；
(b)10至35重量％的脂肪酸金属盐，其中所述金属选自下组：锂、钙、铝、钡钛、锌、镁和/或钠；以及
(c)0.1至2重量％的合适的抗磨损添加剂。
2.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其中，根据API润滑剂基础油或其混合物或润滑脂的分类，(a)选自第V组的硅酮润滑剂基础原料油。
3.根据权利要求1或2所述的润滑剂组合物，其中，(a)选自硅酮润滑剂基础原料油三烷基封端的聚二乙基硅氧烷、三烷基甲硅烷基封端的聚二甲基硅氧烷、三烷基甲硅烷基封端的聚二甲基甲基烷基硅氧烷、或三烷基甲硅烷基封端的聚甲基烷基硅氧烷。
4.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中，组分(b)包括单羧酸脂肪酸锂或羟基单羧酸脂肪酸锂、单羧酸脂肪酸钙或羟基单羧酸脂肪酸钙、单羧酸脂肪酸铝或羟基单羧酸脂肪酸铝单羧酸脂肪酸钡或羟基单羧酸脂肪酸钡以及单羧酸脂肪酸钛或羟基单羧酸脂肪酸钛单羧酸脂肪酸锌或羟基单羧酸脂肪酸锌、单羧酸脂肪酸镁或羟基单羧酸脂肪酸镁和/或单羧酸脂肪酸钠中的一种或多种。
5.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中，组分(b)包括衍生自动物油或植物油的脂肪酸的钙盐、铝盐、钡盐和钛盐、锌盐、镁盐和/或钠盐中的一种或多种。
6.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中，组分(b)包括月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、山萮酸、肉豆蔻脑酸、棕榈油酸、油酸、或亚油酸中的一种或多种的金属盐。
7.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中，组分(b)包括12-羟基硬脂酸、14-羟基硬脂酸、16-羟基硬脂酸、6-羟基硬脂酸、或9,10-羟基硬脂酸的锂盐。
8.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中，组分(c)包括二硫代磷酸锌、有机多硫化物、磷酸盐、硫化二丁基磷酸氢盐的胺盐、二烷基二硫代磷酸盐二硫代氨基甲酸盐二烃基磷酸盐；磷酸三甲苯基盐硫化烯烃、以及硫化脂肪酸酯。
9.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中，所述组合物可以包含最高达5重量％的干润滑剂。
10.根据权利要求9所述的润滑剂组合物，其中，所述干润滑剂可以包括石墨、二硫化钼、氮化硼、滑石、聚四氟乙烯(PTFE)、氟化钙、氟化铈和/或二硫化钨中的一种或多种。
11.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中，所述组合物额外地包含一种或多种选自以下的添加剂：摩擦改进剂，极压添加剂，密封膨胀剂，防锈缓蚀剂，粘度指数改进剂，降凝剂，抗氧化剂，自由基清除剂，氢过氧化物分解剂，金属钝化剂，表面活性剂，如洗涤剂、乳化剂、破乳剂、消泡剂、相容剂、分散剂，沉积物控制添加剂，成膜添加剂，增粘剂，抗菌剂，可生物降解润滑剂的添加剂，雾度抑制剂，发色团，和限滑添加剂及其混合物。
12.根据权利要求11所述的润滑剂组合物，其中，所述一种或多种添加剂中的每一种可以以基于所述组合物的总重量的0.01wt％至10wt％的水平使用。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的润滑剂组合物用于润滑在电动机中的润滑轴承，车轮轴承，家用电器、机床或飞机附件中的轴承；小齿轮驱动器、低速滑动应用之间的相互作用的用途。
14.根据权利要求13所述的润滑剂组合物用于等速接头、球接头、交流发电机、冷却风扇、滚珠螺杆、卡盘、直线导轨和机床的用途。
15.根据权利要求13所述的润滑剂组合物用于润湿HiFi系统以及还用于能够在低于-30℃的温度下润滑的润滑剂的用途。
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