CN1532269A - 类金刚石碳涂覆表面的润滑方法 - Google Patents
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Abstract
用类金刚石类碳薄膜或涂层涂覆的表面的润滑方法,其中包括向上述表面提供包含具有润滑粘度的油和有效降低摩擦的量的油溶性有机钼化合物的润滑油组合物。
Description
本发明涉及在用类金刚石碳(DLC)薄膜或涂层涂覆的表面的润滑中特别有用的润滑油组合物(又称之为润滑剂)。
以下的类金刚石碳(DLC)是已知的无定形碳材料,其经常以薄膜或涂层的形式提供,并且因其性质类似金刚石但不与之相同而得名。其中某些类似的性质为高硬度(约3至约22GPa)、低摩擦系数(约0.1)对电磁波谱的绝大部分透明。DLC中至少一些碳原子被键合在类似金刚石的化学结构中,但是没有长程晶序。术语DLC不仅包括纯的碳材料,还可以延伸到含有50原子%氢的无定形的、硬质碳材料。这种含氢DLC材料也被称为“无定形氢化碳”、“氢化类金刚石碳”及“类金刚石烃”。在不期望为任何理论限制的同时,这类含氢的硬质碳材料可被描述为用SP3连接相互连接的石墨型结构的无规共价网络,尽管这一结构尚未被普遍接受。另外,DLC亦可为其他元素或其它元素的组合所掺杂。这些元素(如硅、锗)的加入可提供或加强有用的材料性质,如耐磨性、粘着力、硬度、应力及抗氧化性。在本文中所用的术语“DLC”包括无定形的非氢化硬质碳材料、无定形的氢化硬质碳材料及其掺杂改性物。
在本领域中许多直接沉积DLC膜或涂层的方法是已知的,其中包括(i)从含碳气体或蒸气进行直接离子束沉积、双离子束沉积、辉光放电、无线电频率(RF)等离子体、直流(DC)等离子体或者微波等离子体沉积,上述含碳气体或蒸气也可以与含有掺杂元素的其他气体和/或氢气和/或惰性气体混合使用,(ii)从固体碳或掺杂碳靶材料进行电子束蒸发,离子辅助蒸发、磁控管溅射、离子束溅射或者离子辅助溅射沉积,或者(iii)将(i)和(ii)相结合。
这样的DLC膜在内燃机部件的涂层中的使用例如在美国专利第5,771,873号中已有描述。本发明基于以下的发现,即以DLC薄膜或涂层涂覆的表面(例如发动机部件的表面)可以被有效地润滑。
按照本发明,已经发现一种用于润滑类金刚石碳薄膜或涂层涂覆的表面的方法。该方法包括向上述表面提供润滑油组合物,该润滑油组合物包括具有润滑粘度的油(优选为主要成分),和降低摩擦的有效量的油溶性有机钼化合物。已经发现有机钼添加剂实质性地降低DLC表面上的摩擦力至在钢表面上观察不到的程度。
典型地,使用有机钼添加剂以在润滑油组合物中提供25-1000ppm(以重量计的百万分数),优选200-750ppm元素钼(以按ASTM D5185测定的结果计)。
本发明的另一方面是其中一个或多个部件的表面由类金刚石碳薄膜或涂层涂覆的内燃机,和被容纳在发动机的油池中的用于润滑上述部件的润滑油组合物,该润滑油组合物包含具有润滑粘度的油(优选为主要部分),以及降低摩擦的有效量的油溶性有机钼化合物。发动机中的油池可以是四冲程发动机的曲轴箱槽,由此将其分配遍及发动机以获得润滑。本发明还可用于二冲程及四冲程的火花点火及压缩点火发动机。
本发明的另一方面涉及润滑油组合物的使用,上述润滑油组合物包含具有润滑粘度的油和降低摩擦的有效量的油溶性有机钼化合物以润滑由类金刚石碳薄膜或涂层涂覆的表面。
本发明也提供了油溶性有机钼化合物在润滑油组合物中的使用以降低表面间的摩擦力,其中上述表面中至少一个(优选各个表面)用类金刚石碳薄膜或涂层涂覆。
本发明的方法特别适用于部件或组件带有DLC薄膜或涂层的火花点火或压缩点火的二冲程或四冲程内燃发动机。这些组件的例子包括凸轮轴(特别是凸轮凸角)、活塞(特别是活塞裙)、汽缸套及阀门。
作为这种油溶性有机钼化合物的例子,可提及二硫代氨基甲酸盐、二硫代磷酸盐、二硫代亚磷酸盐、黄原酸盐、硫代黄原酸盐和钼的硫化物及其混合物。
另外,钼的化合物可以是酸性钼化合物。这些化合物将与按照ASTM测试D-664或D-2896滴定法所测出的碱性氮化合物反应,并且这些化合物典型的是六价化合物。这些化合物包括:钼酸、钼酸铵、钼酸钠、钼酸钾及其他碱金属钼酸盐和其他钼盐,例如钼酸氢钠、MoOCl4、MoO2Br2、Mo2O3Cl6、三氧化钼或类似的酸性钼化合物。
在本发明的组合物中有用的钼化合物是下式的有机钼化合物:
Mo(ROCS2)4和
Mo(RSCS2)4其中R是选自烷基、芳基、芳烷基及烷氧基烷基的有机基团,一般具有1至30个碳原子,优选2至12个碳原子,最优选具有2至12个碳原子的烷基。特别优选钼的二烷基二硫代氨基甲酸盐。
另一类有机钼化合物以下式表示:
其中R1至R4独立地表示具有1至24个碳原子的芳香烃基、直链或支化链;并且X1至X4独立地表示氧原子或硫原子。4个烃基R1至R4可以相同,也可以彼此不同。
另外一组在本发明的润滑组合物中有用的有机钼化合物是三核钼化合物,特别是具有式Mo2SkLnQz的化合物及其混合物,其中L独立地选自具有有机基团的配体,上述有机基团具有足够数量的碳原子以使化合物能够溶解于或分散于油中,n为1至4,k为4至7,Q选自中性供电子化合物,如水、氨、醇、膦和醚,并且z为0至5并包括非化学计量的值。在n为3,2或1的情况下,需要合适的带电的离子性物质以使三核钼化合物达到电中性,离子性物质可以是任意价的,例如一价或二价。另外,离子性物质可以是带有负电荷的(即阴离子物质)或带有正电荷的(即阳离子物质)或阴离子和阳离子的组合。这些术语是本领域的技术人员已知的。离子性物质可以通过共价健连接(即配位于核中一个或多个钼原子上)存在于化合物中,或通过静电连接或如对于反离子的情况的相互作用或通过的共价键和静电连接之间的连接中间体形式存在于化合物中。阴离子物质的例子包括二硫化物、氢氧化物、烷氧化物、酰胺和硫氰酸盐或其衍生物,优选阴离子物质为二硫化物离子。阳离子物质的例子包括铵离子和金属离子(如碱金属、碱土金属或过渡金属),优选铵离子,如[NR4]+(其中R独立地为H或烷基,更优选R为H,即[NH4]+)。所有配体的有机基团应总共具有至少21个碳原子,如至少25个碳原子,至少30个碳原子或至少35个碳原子。
配体独立地选自以下
-X-R 1,
和
及其混合物,其中X、X1、X2及Y独立地选自氧和硫,并且其中R1、R2及R独立地选自氢及相同或不同的有机基团。优选地,有机基团是烃基,如烷基(例如其中连接在配体剩余部分的碳原子是伯或仲碳原子)、芳基、取代芳基或醚基团。更优选地,每一配体具有相同的烃基。
术语“烃基”指具有直接与配体的剩余部分相连接的碳原子的取代基,并且其主要是符合本发明的烃基。这些取代基包括:
1、烃取代基,即脂肪族(如烷基或烯基)、脂环族(如环烷基或环烯基)取代基,芳香族、脂肪族和脂环族取代的芳核等,以及环取代基,其中环通过配体的其他部分形成(也就说,任何两个指出的取代基可形成脂环基团)。
2、取代的烃取代基,即含有在本发明中不改变取代基中占主要地位的烃基特征的非烃基团的那些。本领域的技术人员将知道这些合适的基团(例如,卤素(特别是氯和氟)、氨基、烷氧基、巯基、烷基巯基、硝基、亚硝基及硫氧基)。
3、杂原子取代基,即那些本发明意义上的烃取代基特征占主要地位的取代基,但其链或环上含有碳原子以外的原子(若非如此,上述链或环由碳组成)。
重要的是,配体的有机基团有足够数量的碳原子,从而使得化合能够溶解或者分散在油中。例如,每一基团中碳原子数一般为1至100的范围内,优选1至30,更优选4至20。优选的配体包括为二烷基二硫代磷酸根、烷基黄原酸根、二烷基二硫代氨基甲酸根并且更优选二烷基二硫代氨基甲酸根。含有两个或更多上述官能团的有机配体也能够被用作为配体并与一个或两个核相结合。本领域的技术人员将会认识本发明的化合物的形成要求选择具有适当电荷的配体来平衡核的电荷。
式Mo3SkLnQz的化合物具有为阴离子配体所包围的阳离子核,并且以例如以下的结构表示
和
并且具有+4的净电荷。因此,为了使这些核溶解,必须使全部配体的总电荷为-4。优选四个单阴离子配体。在不期望为任何理论限制的条件下,认为两个或多个三核核心可以通过一个或多个配体结合在一起或者相互联接在一起,并且配体可以是多配位基的。这样的结构处于本发明的范围之内。这包括了对单个核具有多个连接的多配位基配体的情况。相信在核上的硫可以被氧和/或硒所取代。
油溶或油可分散的三核钼化合物可通过在适当的液体和/或者溶剂中将钼源(如(NH4)2Mo3S13·n(H2O),其中n为0至2且包括非化学计量的值)与适当的配体源(如四烷基秋兰姆二硫化物)反应制备。其他油溶或油可分散的三核钼化合物可在钼源(如(NH4)2Mo3S13·n(H2O))、配体源(如四烷基秋兰姆二硫化物、二烷基二硫代氨基甲酸盐或二烷基二硫代磷酸盐)以及吸引硫的试剂(如氰根离子、亚硫酸根离子或取代膦)的适当溶剂中的反应中获得。另外,三核钼硫卤素盐(例如[M′]2[Mo3S7A6],其中M′是反离子,A是卤素(如Cl、Br或I))可与适当的配体源(如二烷基二硫代氨基甲酸盐、二烷基二硫代磷酸盐)在适当的液体和/或溶剂中反应而生成油溶或油可分散的三核钼化合物。适当的液体和/或溶剂可以是例如水性的或有机物性的。
化合物的油溶解性或可分散性可以为配体的有机基团中的碳原子的数目所影响。本发明中所用的化合物中,在所有配体有机基团上应共有至少21个碳原子。优选地,所选择的配体源在其有机基团上具有足够的碳原子从而使化合物在润滑组合物中可溶解或可分散。
钼化合物优选有机钼化合物。而且,钼化合物优选选自二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)、二硫代磷酸钼、二硫代次膦酸钼、黄原酸钼、硫代黄原酸钼及其混合物。钼化合物最优选二硫代氨基甲酸钼。钼化合物优选三核钼化合物,如:三核二硫代氨基甲酸钼。
本发明中作为具有润滑粘度的油而有用的天然油(也称之为基础油料)包括动物油和植物油(如蓖麻油、猪油)液体石油润滑油以及加氢精制、溶剂处理或酸处理矿物润滑油,其类型为链烷、环烷及链烷-环烷混合型。源自煤或者页岩的具有润滑粘度的油是也是有用的基础油。
在本发明中,其端基羟基已通过酯化、醚化改性的烯化氧聚合物及共聚体及其衍生物构成了一类被称为合成润滑油的基础油料。其例子是通过环氧乙烷或者环氧丙烷聚合制备的聚烯化氧聚合物、这些聚烯化氧聚合物的烷基和芳基醚(例如,平均分子量为1000的甲基-聚异丙二醇醚、分子量500-1000的聚乙二醇的二苯基醚、分子量1000-1500的聚丙二醇二乙基醚)以及其单或多羧酸酯(例如四甘醇的乙酸酯、混合C3-C8脂肪酸酯及C13含氧酸二酯)。
在本发明中有用的另一类合适的合成润滑油包括二羧酸的酯(例如苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀酸和烯基琥珀酸、马来酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸(sebasic acid)、富马酸、己二酸、亚油酸二聚物、丙二酸、烷基丙二酸、烯基丙二酸)与多种醇(异丁醇、己醇、十二醇、2-乙基己醇、乙二醇、二乙二醇单醚、丙二醇)的酯。这些酯的具体例子包括己二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、富马酸二正己酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二异辛酯、壬二酸二异癸酯、苯二甲酸二辛酯、苯二甲酸二癸酯、癸二酸二二十烷基酯、亚油酸二聚物的2-乙基己基二酯和由1摩尔的癸二酸与2摩尔四甘醇和2摩尔乙基己酸生成的复杂酯。
作为合成油而有用的酯也包括由C5至C12的单羧酸和多元醇及多元醇醚(如新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、及三季戊四醇)制得的酯。
基于硅的油(如聚烷基硅氧烷、聚芳基硅氧烷、聚烷氧基硅氧烷或者聚芳氧基硅氧烷油和硅酸酯油)构成了另外一类有用的合成润滑剂。它们包括硅酸四乙酯、硅酸四异丙酯、硅酸四(2-乙基己基)酯、硅酸四(4-甲基-乙基己基)酯、硅酸四(p-叔丁基苯基)酯、六(4-甲基-2-戊氧基)二硅氧烷,聚甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷。其他合成润滑油包括含磷的酸的酯(如磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯、癸基膦酸的二乙酯及四氢呋喃聚合物)。
未精制的、精制的及再精制的油可用于本发明的润滑油组合物中。未精制的油是直接从天然或合成来源得到而未经进一步纯化处理的。例如直接由干馏操作得到的页岩油、直接由蒸馏得到的石油或直接由酯化过程得到的酯油,未作进一步的处理而使用的为未精制油。精制油除为了改善一种或多种性质经过一步或多步提纯处理外类似于未精制油。许多此类提纯方法(如蒸馏、溶剂萃取、酸或碱萃取、过滤及渗滤)是本领域的技术人员已知的。再精制油是通过将类似于用来获得精制油的方法用于已经使用了的精制油而得到的。这样的再精制油也被称之为再生或和再加工油,并常使用除去废添加剂及分解产物的方法进行额外的加工。
用于此发明中的含钼润滑油组合物也可含有下列常规添加剂(包括任何另外的任何摩擦改性剂)。上述添加剂典型地以很少的用量(例如用以提供其正常使用功效的量)使用。单个组分的典型用量也在以下列出。所有列出的值都是在润滑油组合物中的有效组分质量百分数。
添加剂 | 质量%(宽范围) | 质量%(优选范围) |
无灰分散剂 | 0.1-20 | 1-8 |
金属清洁剂 | 0.1-1.5 | 0.2-9 |
缓蚀剂 | 0-5 | 0-1.5 |
二烃基二硫代磷酸金属盐 | 0.1-6 | 0.1-4 |
抗氧化剂 | 0-5 | 0.01-3 |
倾点下降剂 | 0.01-5 | 0.01-1.5 |
消泡剂 | 0-5 | 0.001-0.15 |
辅助抗磨损剂 | 0-5 | 0-2 |
额外的摩擦改性剂 | 0-5 | 0-1.5 |
粘度改性剂 | 0-6 | 0.01-4 |
单个添加剂可以以任何方便的方法加入到基础油料之中。由此,每种组分都可通过以希望的浓度水平将其溶解或分散到基础油料中而加入基础油料中。这种混合可在室温下或者在升高的温度下进行。
优选地,除了粘度改性剂及倾点下降剂以外,将所有添加剂混合形成浓缩物(或添加剂组合),然后将其混入到基础油料之中以制备润滑油组合物。此类浓缩物的使用是常规性的。典型地,浓缩物的设计使将浓缩物与预定量的基础油料相混合时,浓缩物以适当的量包括添加剂从而提供所希望的在最终润滑油组合物中的浓度。
浓缩物按照U.S.4,938,880中所描述的方法容易地配制。该专利描述了在至少约200℃下的无灰分散剂和金属清洁剂的预混合。此后,将预混物冷却到至少85℃并加入其他组分。
最终曲柄轴箱润滑油组合物可以使用2至20质量%、优选4至15质量%浓缩物(或者添加剂组合)。
无灰分散剂将由在磨损或燃烧过程中油的氧化生成的油不溶物维持在悬浮液中。它们对阻止油泥形成和漆状物形成方面特别有利,尤其在汽油发动机中更是如此。
无灰分散剂包含带有一个或多个能与待分散的颗粒结合的官能团的油溶性聚合物烃主链。典型地,聚合物主链由胺、醇、酰胺或酯极性基团官能化(经常通过桥接基团)。无灰分散剂可选自油溶性盐、酯、氨基酯、酰胺、酰亚胺、单或二羧酸或其酸酐取代的长链烃的噁唑啉,长链烃的硫代羧酸酯衍生物,具有直接至其上的多胺的长链脂肪烃及通过将长链取代酚与甲醛和聚亚烷基多胺缩合而生成的曼尼希缩合产物。
典型地,这些分散剂的油溶性聚合物烃骨架是从烯烃聚合物或多烯衍生而得的,特别是由包含大摩尔量(即大于50%摩尔)的C2至C18烯烃(如乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、戊烯、辛烯-1,苯乙烯)的聚合物衍生而得的,并且典型的是由包含C2至C5烯烃的聚和物衍生而得的。油溶性聚合物烃主链可以是均聚物(如聚丙烯或聚异丁烯)或两个或更多个此类烯烃的共聚物(如乙烯和α-烯烃(如丙烯或丁烯)的共聚物或两种不同的α-烯烃的共聚物)。其他共聚物包括低摩尔量(例如1至10摩尔%)共聚单体为α、ω-二烯(如C3至C22非共轭二烯(例如异丁烯和丁二烯的共聚物,或乙烯、丙烯和1,4-己二烯或者5-亚乙基-2-降冰片烯的共聚物)。优选聚异丁烯基(Mn 400-2500,优选950-2200)琥珀酰亚胺。
粘度改性剂(VM)的作用是赋与润滑油在高温或低温下的可操作性。所使用的VM可以仅具有以上功能或是多功能的。
也起分散剂的作用的多功能粘度改性剂是已知的。适当的粘度改性剂是聚异丁烯、乙烯和丙烯及较高级的α-烯烃的共聚物、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸酯共聚物、不饱和二羧酸和乙烯类化合物的共聚物、苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物、苯乙烯/异戊二烯、苯乙烯/丁二烯和异戊二烯/丁二烯的部分氢化的共聚物以及丁二烯、异戊二烯和异戊二烯/二乙烯基苯的部分氢化的均聚物。
含金属或形成灰的清洁剂可存在于润滑剂中,它们起清洁剂的作用以降低或除去沉积物,又起酸中和剂或防锈剂的作用,从而降低磨损和腐蚀并延长发动机的寿命。清洁剂一般包含带有长疏水的尾的极性的头。极性的头包含有机酸化合物的金属盐。这种盐可以包含基本为化学计量的量的金属,因此通常被描述为中性的盐,并典型地具有以通过ASTM D-2896测定结果计0至80的总碱数(total base number,TBN)。通过将过量金属化合物(如氧化物或氢氧化物)与酸性气体(如二氧化碳)反应,包括大量的金属碱是可能的。得到的高碱性清洁剂包含作为金属碱(例如碳酸盐)外层的中性清洁剂。此类高碱性清洁剂的TBN值为150甚至更大,并且典型的是250至450或更高。可以使用的清洁剂包括油溶的、中性的高碱性磺酸盐、酚盐、硫化酚盐、硫代磷酸盐、金属(特别是碱金属,如钠、钾、锂和镁)的水杨酸盐和环烷酸盐和其他油溶性金属羧酸盐。优选中性的或高碱性的钙和镁的酚盐和磺酸盐,特别是钙的盐。
其他的摩擦改性剂包括,油溶性的胺、酰胺、咪唑啉、胺氧化物、酰胺基胺、腈、链烷醇酰胺、烷氧基化胺及醚胺,多醇酯,以及多羧酸的酯。
二烃基二硫代磷酸的金属盐经常被用作抗磨损剂及抗氧化剂。金属可以是碱金属或碱土金属,或者是铝、铅、锡、钼、锰、镍或铜。它们可以使用已知的方法、通过首先形成二烃基二硫代磷酸(DDPA)、通常通过将一种或多种醇或者酚与P2S2反应,然后用锌化合物中和所形成的DDPA制备。例如,二硫代磷酸可通过伯醇和仲醇的混合物的反应制得。另外,可以制备其烃基在一个上完全是以仲烃为特征的而在其他的上则完全以伯烃为特征的多二硫代磷酸。为了制备锌盐、可以使用任何碱性或中性的锌化合物,但氧化物、氢氧化物和碳酸盐是最普遍应用的。商品添加剂经常含有过量的锌,这是因为在中和反应中使用了过量的锌。
ZDDP以相对低的价格提供了优异的磨损防护,并且同时还可作为抗氧化剂。但是有证据表明,在润滑剂中的磷会缩短汽车排放物催化剂的有效寿命。因此,本发明中的润滑优组合物优选含不多于0.8重量%、如50ppm至0.06重量%的磷。与磷的量独立地,润滑油组合物优选含有不多于0.5重量%、优选50ppm到0.3重量%的硫,磷和硫的量依照ASTM D5185测定。
抗氧化剂降低基础油料在使用中的变质的倾向,这种变质现象可为氧化产物(例如沉积在金属表面上的漆状物和油泥)以及粘度的增加所证实。此类抗氧化剂包括:受阻酚、具有优选C5至C12烷基的侧基的烷基酚硫代酸酯的碱金属盐、硫化壬基酚钙、无灰油溶性酚盐、硫代酚盐、磷硫化或硫化的烃、亚磷酸酯(phosphorous ester)、金属硫代氨基甲酸盐,如U.S.4,867,890所描述的油溶性铜化合物以及含钼化合物。
可以使用选自聚烯化氧多醇及其酯、聚氧烯烃酚和阴离子型烷基磺酸盐的防锈剂。
可以使用含有铜及铅的缓蚀剂,但典型地在本发明的润滑油组合五中并非必需。典型的这类化合物是含有5至50个碳原子的噻二唑聚硫化物、其衍生物及其聚合物。1,3,4-噻二唑衍生物(如U.S.2,719,125、2,719,126和3,087,932所描述的化合物)是典型的。其他类似材料描述于U.S.3,821,236、3,904,537、4,097,387、4,107,059、4,136,043、4,188,299及4,193,882中。其他的添加剂是噻二唑的硫代和多硫代亚磺酰胺(如描述于GB-A-1,560,830中的化合物)。苯并三唑衍生物也属于这类添加剂。当将这些添加剂加入润滑油组合物中时,其量优选不超过0.2重量%有效组份。
可以使用少量抗乳化组分。优选的抗乳化组分描述于EP-A-330 522中。上述抗乳化组分是通过氧化烯烃与双环氧化物与多元醇反应得到的加成物反应得到的。该抗乳化剂的用量不应超过0.1质量有效成份。以0.001至0.05质量%有效成份的处理比率为方便。
倾点下降剂(又称润滑油改良剂),降低流体流动或可倾倒的最低温度。这种添加剂是人所共知的。典型的能改善流体的低温流动性的添加剂是富马酸C8和C18二烷基酯/乙酸乙烯酯共聚物和聚烷基甲基丙烯酸酯。
许多化合物可提供泡沫的控制,这些化合物包括聚硅氧烷型消泡剂,如硅油及聚二甲基硅氧烷。
在本文中,术语“包含”指所述特征、整体、步骤或组分的存在,但并不排除其他另外的一个或多个特征、整体、步骤、组份或其组合的存在。如果此处使用术语“包含”,则术语“基本由……组成”包括在其范围内并且是优选的实现方案;因此,术语“由……构成”包括在“基本由……组成”的范围内并且是优选的实现方案。
术语“油溶性”或者“油可分散性”并不意味着化合物在油中是以任何比例可溶解、可混合或可被悬浮的。但是,上述术语意谓例如化合物在油中溶解或稳定分散到了足以在组合物所使用的环境中发挥其被设计发挥的影响的程度。另外,其他添加剂(如以上描述的添加剂)的加入可能影响化合物的的溶解度或分散度。
术语“主要部分”指高于组合物的50质量%。
术语“次要部分”指低于组合物的50质量%。
通过以下实施例进一步阐明本发明,以下实施例不应被认为是限定其范围的。所有百分数都是添加剂的有效成分的重量百分数,而不考虑载体或稀释油。
实施例
使用同一润滑剂测量在钢的表面上的钢的润滑的摩擦系数并与DLC涂覆钢表面的摩擦系数进行比较。DLC涂层由Teer Coatings Ltd提供,并以“Dymon-iC”(氢化碳涂层的商标)市售。两种表面以以下物质润滑:
1.基础油,其在100℃下粘度为4mm2S-1,
2.组合物,其含(1)的基础油和以三核二硫代氨基甲酸钼的形式含550ppm的钼,和
3.组合物,其含(1)的基础油料和0.3重量%的单油酸甘油酯(GMO),一种常规的用作发动机曲轴箱润滑剂的减摩剂。
结果列于下面的表1及表2中,并且是通过使用在平板摩擦计上的Camaron Plint往复针,使用以下测试方案得到的。
测试时长 | 8小时 |
负荷(N) | 185 |
行程长度(mm) | 10 |
频率(Hz) | 1 |
温度(℃) | 100 |
表1-钢在钢上的润滑—摩擦系数
时间(分钟) | 基础油 | 基础油+550ppm Mo | 基础油+0.3%GMO |
0 | 0.154 | 0.130 | 0.134 |
30 | 0.123 | 0.089 | 0.119 |
60 | 0.130 | 0.091 | 0.118 |
90 | 0.137 | 0.092 | 0.118 |
120 | 0.146 | 0.095 | 0.119 |
150 | 0.161 | 0.098 | 0.120 |
180 | 0.149 | 0.099 | 0.122 |
210 | 0.157 | 0.099 | 0.123 |
240 | 0.159 | 0.101 | 0.124 |
270 | 0.156 | 0.101 | 0.125 |
300 | 0.164 | 0.099 | 0.126 |
330 | 0.164 | 0.101 | 0.127 |
360 | 0.172 | 0.101 | 0.128 |
390 | 0.166 | 0.101 | 0.128 |
420 | 0.164 | 0.099 | 0.129 |
450 | 0.172 | 0.100 | 0.130 |
480 | 0.175 | 0.102 | 0.131 |
表2-DLC在DLC上的润滑—摩擦系数
时间(分钟) | 基础油 | 基础油+550ppm Mo | 基础油+0.3%GMO |
0 | 0.111 | 0.113 | 0.111 |
30 | 0.118 | 0.080 | 0.115 |
60 | 0.119 | 0.076 | 0.109 |
90 | 0.120 | 0.073 | 0.108 |
120 | 0.120 | 0.071 | 0.109 |
150 | 0.120 | 0.069 | 0.109 |
180 | 0.119 | 0.068 | 0.109 |
210 | 0.119 | 0.068 | 0.109 |
240 | 0.119 | 0.067 | 0.109 |
270 | 0.120 | 0.066 | 0.109 |
300 | 0.120 | 0.066 | 0.110 |
330 | 0.120 | 0.066 | 0.111 |
360 | 0.121 | 0.067 | 0.112 |
390 | 0.120 | 0.067 | 0.113 |
420 | 0.121 | 0.067 | 0.114 |
450 | 0.121 | 0.066 | 0.114 |
480 | 0.121 | 0.067 | 0.112 |
表2表明,在涂覆DLC表面的润滑中,含钼润滑油组合物在降低摩擦方面显著好于含常规减摩剂,单油酸甘油酯,的组合物。
Claims (14)
1.覆有金刚石类碳薄膜或涂层的表面的润滑方法,其中包括向上述表面提供一种润滑油组合物,该组合物包含具有润滑粘度的油和有效降低摩擦的量的油溶性有机钼化合物。
2.根据权利要求1的方法,其中有机钼化合物以基于润滑油组合物的质量25至1000ppm元素钼的量存在于润滑油组合物中。
3.根据权利要求1或2的方法,其中有机钼化合物为二硫代氨基甲酸钼。
4.根据权利要求1至3中任意一项的方法,其中钼化合物是三核钼化合物。
5.根据权利要求1至4中任意一项的方法,其中润滑油组合物中还包含一种或多种另外的添加剂,该添加剂选自无灰分散剂、金属清洁剂、缓蚀剂、二烃基二硫代磷酸的金属盐、抗氧化剂、倾点下降剂、消泡剂、另外的摩擦改性剂、抗磨损剂及粘度改性剂。
6.根据权利要求1至5中任意一项的方法,其中涂覆的表面是内燃机内的部件的表面,并且将润滑油组合物提供给内燃机。
7.内燃机,其一个或多个部件覆有类金刚石碳薄膜或涂层,并且在发动机的油池中容纳了用于润滑所述部件的润滑油组合物,所述润滑油组合物包含具有润滑粘度的油和有效降低摩擦的量的油溶性有机钼化合物。
8.根据权利要求7的内燃机,该内燃机为二冲程或四冲程火花点火或压缩点火内燃机。
9.根据权利要求7或8的内燃机,其中有机钼化合物以基于润滑油组合物的质量25至1000ppm元素钼的量存在于润滑油组合物中。
10.根据权利要求7至9中任意一项的内燃机,其中有机钼化合物为二硫代氨基甲酸钼。
11.根据权利要求7至10中任意一项的内燃机,其中钼化合物是三核钼化合物。
12.根据权利要求7至9中任意一项的内燃机,其中润滑油组合物中还包含一种或多种另外的添加剂,该添加剂选自无灰分散剂、金属清洁剂、缓蚀剂、二烃基二硫代磷酸的金属盐、抗氧化剂、倾点下降剂、消泡剂、另外的摩擦改性剂、抗磨损剂及粘度改性剂。
13.润滑油组合物用于润滑覆有类金刚石碳的薄膜或涂层的表面的用途,上述润滑油组合物包含具有润滑粘度的油和有效降低摩擦的量的有机钼化合物。
14.油溶性有机钼化合物在润滑油组合物中用于降低表面间的摩擦的用途,其中至少一个表面用类金刚石碳薄膜或涂层涂覆。
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