DE102019126616A1

DE102019126616A1 - Fettzusammensetzung und wälzlager

Info

Publication number: DE102019126616A1
Application number: DE102019126616.5A
Authority: DE
Inventors: Yurie Hagino; Takeshi Tsuda
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2018-10-05
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2020-04-09
Also published as: US20200109344A1; CN111004672A; JP2020059776A

Abstract

Eine Fettzusammensetzung (G) enthält Basisöl, ein Eindickmittel und ein organisch modifiziertes Polysiloxan. Das Basisöl ist ein Alkyldiphenylether. Das Eindickmittel ist ein Harnstoffeindickmittel und die Fettzusammensetzung (G) enthält 10 bis 30 Masseprozent des Eindickmittels basierend auf der Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels. Die Fettzusammensetzung (G) enthält 0,2 bis 10 Masseprozent des organisch modifizierten Polysiloxans basierend auf der Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf Fettzusammensetzungen und Wälzlager, die die darin versiegelte Fettzusammensetzung aufweisen.
Beschreibung des Standes der Technik
Lager, die in elektrischen Komponenten von Automobilen, wie beispielsweise Lichtmaschinen, elektromagnetischen Kupplungen für Klimaanlagen, Zwischenriemenscheiben und elektrischen Gebläsemotoren, und in automobilen Motorhilfsvorrichtungen etc. verwendet werden, sind in rauen Umgebungen wie beispielsweise hoher Temperatur, hoher Geschwindigkeit, hoher Last und hohen Vibrationen genutzt. In Wälzlagern, die in solchen rauen Umgebungen verwendet werden, tritt manchmal ein frühes Abplatzen, das mit einer mikrostrukturellen Änderung des Stahls assoziiert ist, in einem Haltebund und Wälzelementen während einer Benutzung des Lagers auf.
Fett, das zum Lösen des frühen Abplatzproblems bestimmt ist, wurde bekanntgegeben. Zum Beispiel offenbart die internationale Patentveröffentlichung Nr. WO 94/03565 und die japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichungen Nummern 2004-108403 und 2012-233158 Fette, die ein Harnstoffeindickmittel und ein Extremdruckadditiv enthalten.
Zusammenfassung der Erfindung
In vergangenen Jahren wurden Wälzlager unter raueren Bedingungen verwendet und frühes Abplatzen tritt wahrscheinlicher in den Wälzlagern auf. Solch ein frühes Abplatzen, das mit einer mikrostrukturellen Veränderung von Stahl assoziiert ist, ist komplett verschieden vom Abplatzen, das unter der Oberfläche initiiert ist, und ist durch weiße Mikrostrukturen charakterisiert. Solch frühes Abplatzen wird Weißstrukturabplatzen genannt. Der Mechanismus einer Verursachung dieses Weißstrukturabplatzens ist hauptsächlich eine Erhöhung der Eigenspannung aufgrund von Gleiten, hohem Oberflächendruck, Schlagbeanspruchung etc. Darüber hinaus tritt eine tribochemische Reaktion etc. auf den naszierenden Flächen, die durch Reibung zwischen Innenring und Wälzelementen freigelegt sind, auf, die Wasserstoff durch Zersetzung von Wasser und Fett erzeugt. Dieser Wasserstoff dringt in den Lagerstahl ein und unterstützt das Weißstrukturabplatzen weiter.
Es wurde vorgeschlagen, ein Auftreten von solchem Weißstrukturabplatzen durch ein Reduzieren von Reibung und Schlagbeanspruchung einzuschränken. In dem vorgeschlagenen Verfahren ist eine Reibung durch Hinzufügen eines spezifischen Extremdruckadditivs reduziert und eine Schlagbeanspruchung ist durch Vergrößerung der Dicke einer Fettschicht auf den Flächen der Rollelemente, wie oben beschrieben, reduziert. Jedoch kann dieses Verfahren das Weißstrukturabplatzen nicht zuverlässig vermeiden. Fett, das passender ist zur Vermeidung solch frühen Abplatzens, ist daher gewünscht worden.
Die Erfindung stellt eine Fettzusammensetzung, die in der Lage ist, ein Auftraten von Weißstrukturabplatzen in einem Wälzlager einzuschränken, und ein Wälzlager bereit.
Eine Fettzusammensetzung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung enthält: Basisöl, ein Eindickmittel und ein organisch modifiziertes Polysiloxan. Das Basisöl ist ein Alkyldiphenylether. Das Eindickmittel ist ein Harnstoffeindickmittel, und die Fettzusammensetzung enthält 10 bis 30 Masseprozent des Eindickmittels basierend auf einer Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels. Die Fettzusammensetzung enthält 0,2 bis 10 Masseprozent des organisch modifizierten Polysiloxans basierend auf der Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels.
Die Fettzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann, wenn diese in einem Wälzlager verwendet wird, ein Auftreten von Weißstrukturabplatzen in dem Wälzlager einschränken. Der Grund dafür ist wie folgt. Fett, das die Fettzusammensetzung beinhaltet, enthält eine vorbestimmte Menge von organisch modifiziertem Polysiloxan. Das Fett hat damit eine hervorragende Benetzbarkeit mit Stahl. Dementsprechend kann das Fett, wenn das Fett durch Versiegeltsein in einem Wälzlager verwendet wird, leicht zwischen Wälzelement und Wälzflächen von Innen- und Außenringen eintreten. Das Fett kann daher leicht eine Fettschicht auf Wälzkontaktabschnitten zwischen jedem Wälzelement und den Innen- und Außenringen bilden und kann kontinuierlich zur Schmierung der Wälzkontaktabschnitte beitragen, ohne einen Ölschichtmangel zu verursachen. Das Wälzlager, das das Fett versiegelt darin hat, kann somit eine Erhöhung von Eigenspannung in den Wälzkontaktabschnitten reduzieren. Außerdem kann das Fett, da das Fett kontinuierlich zur Schmierung beiträgt, eine Entstehung von naszierenden Flächen aufgrund des Verschleißes einschränken und kann somit eine Produktion von Wasserstoff durch die tribochemische Reaktion, die auf den freigelegten naszierenden Flächen auftritt, einschränken. Das Fett kann somit eine Erhöhung von Eigenspannung in den Wälzkontaktabschnitten verhindern, eine Produktion von Wasserstoff einschränken und ein Auftreten von Weißstrukturabplatzen einschränken.
In der Fettzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann das organisch modifizierte Polysiloxan mindestens ein Ausgesuchtes von aralkylmodifizierten Polymethylalkylsiloxanen und polyethermodifizierten Polydimethylsiloxanen sein.
Die Fettzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann ein Auftreten von Weißstrukturabplatzen im Wälzlager einschränken, wenn diese in Wälzlagern, die in rauen Umgebungen verwendet werden, verwendet wird.
Ein Wälzlager gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung enthält eine Fettzusammensetzung, die in dem Wälzlager versiegelt ist. Die Fettzusammensetzung enthält Basisöl, ein Eindickmittel und ein organisch modifiziertes Polysiloxan. Das Basisöl ist ein Alkyldiphenylether. Das Eindickmittel ist Harnstoffeindickmittel und die Fettzusammensetzung enthält 10 bis 30 Masseprozent des Eindickmittels basierend auf einer Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels. Die Fettzusammensetzung enthält 0,2 bis 10 Masseprozent des organisch modifizierten Polysiloxans basierend auf der Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels.
In dem Wälzlager gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann das organisch modifizierte Polysiloxan mindestens ein ausgesuchtes von aralkylmodifizierten Polymethylalkylsiloxanen und polyethermodifizierten Polydimethylsiloxanen sein.
Das Wälzlager gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann ein Auftreten von Weißstrukturabplatzen einschränken.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Signifikanz von beispielhaften Ausführungsformern der Erfindung werden unten mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente markieren und wobei:

1 eine Schnittansicht eines Kugellagers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist; und
2 ein Diagramm ist, das die Evaluationsergebnisse einer kumulativen Wasserstoffproduktion der Fettzusammensetzung zeigt, die in Beispielen und einem Vergleichsbeispiel vorbereitet sind.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ein Ausführungsbeispiel wird mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben werden. Ein Wälzlager gemäß dem Ausführungsbeispiel ist ein Kugellager mit einer Fettzusammensetzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das darin versiegelt ist. 1 ist eine Schnittansicht eines Kugellagers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein Kugellager 1 enthält einen Innenring 2, einen Außenring 3, Kugeln 4 als eine Mehrzahl von Wälzelementen und einen ringförmigen Käfig 5. Der Außenring 3 ist radial außerhalb des Innenrings 2 angeordnet. Die Kugeln 4 sind zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 angeordnet. Der Käfig 5 hält die Kugeln 4 darin. Dichtungen 6 sind auf einer Seite und der anderen Seite in der axialen Richtung des Kugellagers 1 bereitgestellt. Fett G, das die Fettzusammensetzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet, ist in einem ringförmigen Bereich 7 zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 versiegelt.
Der Innenring 2 hat entlang seines Außenumfangs eine innere Laufbahnfläche 21, auf welcher die Kugeln 4 rollen, und der Außenring 3 hat entlang seines Innenumfangs eine äußere Laufbahnfläche 31, auf welcher die Kugeln 4 rollen. Die Mehrzahl von Kugeln 4 sind zwischen der Innenlaufbahnfläche 21 und der Außenlaufbahnfläche 31 angeordnet und rollen auf der Innenlaufbahnfläche 21 und der Außenlaufbahnfläche 31. Das Fett G, das in dem Bereich 7 versiegelt ist, ist auch in Kontaktabschnitten zwischen jeder Kugel 4 und der Innenlaufbahnfläche 21 des Innenrings 2 und Kontaktabschnitten zwischen jeder Kugel 4 und der Außenlaufbahnfläche 31 des Außenrings 3 vorhanden. Das Fett G ist in dem Kugellager 1 versiegelt, um 20 bis 40 Prozent des Volumens des Raums, der durch den Innenring 2, den Außenring 3 und die Dichtungen 6 umgeben ist, ausgenommen das Volumen des Raums, welches durch die Kugeln 4 und den Käfig 5 besetzt ist, zu besetzen. Die Dichtungen 6 sind ringförmige Teile, die eine ringförmige Kernstange 6a und ein elastisches Teil 6b, welches an der Kernstange 6a befestigt ist, enthalten. Jede Dichtung 6 hat ihren radialen Außenabschnitt an dem Außenring 3 befestigt und ihren radialen Innenabschnitt gleitbar an dem Innenring 2 angebracht. Die Dichtung 6 unterdrückt eine Leckage des versiegelten Fettes G nach außen.
Das Kugellager 1, das wie oben beschrieben konfiguriert ist, hat das Fett G, das die Fettzusammensetzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet, darin versiegelt. Das Rotationsdrehmoment des Kugellagers 1 ist somit klein und das Kugellager 1 hat eine ausreichende Schmierlebensdauer. Außerdem tritt solches Weißstrukturabplatzen, wie oben beschrieben, weniger wahrscheinlich in dem Kugellager 1 auf.
Als Nächstes wird die Fettzusammensetzung, die das Fett G bildet, im Detail beschrieben werden. Die Fettzusammensetzung, die das Fett G bildet, ist die Fettzusammensetzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung und enthält Basisöl, ein Eindickmittel und ein organisch modifiziertes Polysiloxan. Eines der technischen Merkmale der Fettzusammensetzung ist, dass die Fettzusammensetzung ein organisch modifiziertes Polysiloxan enthält. Da die Fettzusammensetzung ein organisch modifiziertes Polysiloxan enthält, kann ein Auftreten von Weißstrukturabplatzen in dem Wälzlager eingeschränkt sein. Das ist, da die Fettzusammensetzung, die ein organisch modifiziertes Polysiloxan enthält, eine Erhöhung von Eigenspannungen an den Wälzkontaktabschnitten verhindern kann und eine Entstehung von naszierenden Flächen aufgrund von Verschleiß einschränken kann, wie oben beschrieben.
In der Fettzusammensetzung ist das Basisöl ein Alkyldiphenylether. Die Fettzusammensetzung ist somit geeignet zum Bereitstellen von Fett mit einem zufriedenstellenden Wärmewiderstand und Abplatzwiderstand. Dieses Alkyldiphenylether kann ein bekanntes Alkyldiphenylether sein, das als Basisöl von Fett für Wälzlager benutzt ist.
Zum Beispiel kann das Alkyldiphenylether ein Alkyldiphenylether, das die folgenden Strukturformeln (1) bis (3) hat, sein.
(In der Formel (1) repräsentiert R eine Alkylgruppe. R ist an einen Benzolring gebunden.)
(In der Formel (2) repräsentieren R_a und R_b eine Alkylgruppe. R_a und R_b sind jeweils an einen Benzolring gebunden. R_a und R_b können gleich oder verschieden sein.)
(In der Formel (3) repräsentiert R_n eine Alkylgruppe und m ist eine ganze Zahl von 3 bis 10. Jedes R_n ist an einen Benzolring gebunden. Jedes der Mehrzahl von R_ns kann gleich oder verschieden von den restlichen R_ns sein).
In der Fettzusammensetzung ist das Eindickmittel ein Harnstoffeindickmittel. Beispiele des Harnstoffeindickmittels enthalten Harnstoffverbindungen, wie beispielsweise Diharnstoff, Triharnstoff, Tetraharnstoff und Polyharnstoff (außer Diharnstoff, Triharnstoff und Tetraharnstoff), Harnstoffureathanverbindungen, Ureathanverbindungen, wie beispielsweise Diurethan und Mischungen davon. Das Harnstoffeindickmittel ist bevorzugt Diharnstoff, welches durch die folgende Strukturformel (4) repräsentiert ist. R₁-NHCONH-R₂-NHCONH-R₃ (4) (In der Formel (4) sind R₁ und R₃ unabhängig voneinander und repräsentieren einen Aminrest und R₂ repräsentiert einen Diisocyanatrest.) Diharnstoff, der durch die obige Strukturformel (4) repräsentiert ist, ist ein Reaktionsprodukt einer Aminverbindung und einer Diisocyanatverbindung.
Beispiele der Aminverbindung enthalten Alkylamine, Alkylphenylamine und Cyclohexylamine. Beispiele der Diisocyanatverbindung enthalten aliphatische Diisocyanate, alizyklische Diisocyanate und aromatische Diisocyanate.
Ein spezifisches Beispiel von Diharnstoff ist ein Reaktionsprodukt eines gemischten Amins und einer Diisocyanatverbindung. Das gemischte Amin ist eine Mischung eines Alkylphenylamins, das eine Alkylgruppe mit acht bis sechzehn Kohlenstoffen und ein Cyclohexylamin hat. In dem Alkylphenylamin kann die Alkylgruppe eine geradkettige Alkylgruppe oder eine verzweigte Alkylgruppe sein und eine Phenylgruppe kann durch die Alkylgruppe in einer Ortho-, Meter- und Paraposition ersetzt werden. Spezifische Beispiele des Alkylphenylamins enthalten Octylaniline, Decylaniline, Dodecylaniline, Hexadecylaniline und Isododecylaniline. Das Alkylphenylamin ist bevorzugt p-Dodecylanilin, wegen seiner zufriedenstellenden Dispergierbarkeit. Der Gehalt des Cyclohexylamins in dem gemischten Amin ist bevorzugt 91 bis 99 mol% basierend auf der Gesamtmenge des Alkylphenylamins und des Cyclohexylamins. Dies ist geeignet zum Herstellen einer Fettzusammensetzung mit zufriedenstellender Bildungsfähigkeit einer Schmierschicht.
Die Diisocyanatverbindung ist bevorzugt ein aromatische Diisocyanat, da es geeignet ist zum Herstellen einer Fettzusammensetzung mit zufriedenstellendem Wärmewiderstand. Beispiele des aromatischen Diisocyanats enthalten Diphenylmethan-4,4'-Diisocyanate, 2,4-Tolylendiisocyanat, 2,6-Tolylendiisocyanat, eine Mischung von 2,4-Tolylendiisocyanat und 2,6-Tolylendiisocyanat, und 3,3'-Dimethyldiphenyl-4,4'-Diisocyanat. Unter diesen sind Diphenylmethan-4,4'-Diisocyanat und 2,6-Tolylendiisocyanat bevorzugt im Hinblick ihrer Verfügbarkeit und Diphenylmethan-4,4'-Diisocyanat ist bevorzugter wegen seinem zufriedenstellenden Wärmewiderstand.
Die Reaktion zwischen dem gemischten Amin und der Diisocyanatverbindung kann unter verschiedenen Bedingungen ausgelöst werden, um den Diharnstoff, der durch die Sturkturformel (4) repräsentiert ist, zu erhalten. Jedoch ist es bevorzugt, die Reaktion zwischen dem gemischten Amin und der Diisocyanatverbindung in Basisöl auszulösen, da es eine Diharnstoffverbindung mit hoher gleichmäßiger Dispersierbarkeit als ein Eindickmittel herstellt. Die Reaktion zwischen dem gemischten Amin und der Diisocyanatverbindung kann in entweder Basisöl, das durch das Hinzufügen von Basisöl, das eine Diisocyanatverbindung darin gelöst hat, zu Basisöl, das ein Alkylphenylamin und ein Cyclohexylamin darin gelöst hat, hergestellt ist, oder in Basisöl, das durch Hinzufügen von Basisöl, das ein Alkylphenylamin und ein Cyclohexylamin darin gelöst hat, zu Basisöl, das eine Diisocyanatverbindung darin gelöst hat, hergestellt ist, ausgelöst sein.
Die Temperatur und Zeit für die Reaktion zwischen dem gemischten Amin und der Diisocyanatverbindung ist nicht insbesondere limitiert und Bedingungen ähnlich zu diesen, die typischer Weise für diesen Typ von Reaktion verwendet werden, können verwendet werden. Die Reaktionstemperatur ist bevorzugt 60 bis 170° C in Hinsicht auf Löslichkeiten und Flüchtigkeiten des gemischten Amins und der Diisocyanatverbindung. Die Reaktionszeit ist bevorzugt 0,5 bis 2,0 Stunden, um die Reaktion zwischen dem gemischten Amin und der Diisocyanatverbindung fertigzustellen und um die Zeit, die benötigt ist, um die Fettzusammensetzung herzustellen, zu reduzieren. Die Reaktion zwischen der Aminogruppe des gemischten Amins und der Diisocyanatgruppe der Diisocyanatverbindung verläuft quantitativ und es ist bevorzugt, dass das gemischte Amin und die Diisocyanatgruppe in einem Molverhältnis von 2:1 reagieren.
Diharnstoff, der durch die obige Strukturformel (4) repräsentiert ist, welcher ein Reaktionsprodukt des gemischten Amins und der Diisocyanatverbindung ist, ist eine Mischung von Diharnstoff, in welchem R₁ und R₃ in der Formel (4) jeweils Alkylphenylaminreste sind, Diharnstoff, in welchem R₁ und R₃ Cyclohexaminreste sind, und Diharnstoff, in welchem R₁ oder R₃ ein Alkylphenylaminrest ist und der andere ein Cyklohexaminrest ist.
Der Gehalt des Eindickmittels in der Fettzusammensetzung ist 10 bis 30 Masseprozent basierend auf der Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels. Wenn der Gehalt des Eindickmittels weniger als 10 Masseprozent ist, kann das Eindickmittel nicht zuverlässig das Basisöl halten. Dementsprechend kann, wenn die Fettzusammensetzung durch Versiegeltsein in einem Wälzlager benutzt ist, die Fettzusammensetzung sich zerstreuen oder von dem Wälzlager auslaufen. Wenn der Gehalt des Eindickmittels höher als 30 Masseprozent ist, ist die Fettzusammensetzung hart. Dementsprechend kann, wenn die Fettzusammensetzung durch ein Versiegeltsein in dem Wälzlager benutzt ist, das Drehmoment des Wälzlagers erhöht sein und eine Verschleißlebensdauer des Wälzlagers kann wegen einer reduzierten Fluidität der Fettzusammensetzung reduziert sein. Der Gehalt des Eindickmittels ist bevorzugt 11 bis 18 Masseprozent basierend auf der Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels.
Die Fettzusammensetzung enthält zusätzlich ein organisch modifiziertes Polysiloxan. Die Fettzusammensetzung hat daher eine hervorragende Benetzbarkeit mit Stahl. Dementsprechend kann, wenn die Fettzusammensetzung durch ein Versiegeltsein in einem Wälzlager benutzt ist, die Fettzusammensetzung leicht zwischen den Reibungsflächen, wie beispielsweise zwischen dem Innenring und den Wälzelementen und zwischen dem Außenring und den Wälzelementen, eintreten. Ein Auftreten von Weißstrukturabplatzen kann somit eingeschränkt werden.
Ein Beispiel des organisch modifizierten Polysiloxans ist ein Polysiloxan, das eine Seitenkette hat, die mit einer organischen Gruppe, wie durch die folgende Strukturformel (5) repräsentiert ist, modifiziert ist.
(In der Formel (5) repräsentiert R⁴ eine Alkylgruppe, m repräsentiert eine ganze Zahl und n repräsentiert 0 oder eine positive ganze Zahl). In der Strukturformel (5) können R⁴s die gleichen oder verschiedene sein und die organischen Gruppen können die gleichen oder verschiedene sein.
Beispiele der organischen Gruppen, die die Seitenkette des Polysiloxans modifizieren, dass durch die Strukturformel (5) repräsentiert ist, enthalten eine Aralkylgruppe und eine (Poly)ethergruppe, die eine oder mehr Etherbindungen hat. Die Aralkylgruppe ist nicht speziell limitiert, solang eine Arylgruppe, wie beispielsweise eine Phenylgrupe für eines der Wasserstoffatome einer Alkylgruppe substituiert ist. Spezifische Beispiele der Aralkylgruppe sind Aralkylgruppen, die durch Strukturformeln, wie beispielsweise -(CH₂)_a-Ph (wo Ph eine Phenylgruppe repräsentiert und a eine ganze Zahl von 1 oder größer repräsentiert) und -(CH₂)_b-CH(CH₃)-Ph (wo Ph eine Phenylgruppe repräsentiert und b null oder als eine ganze Zahl von 1 oder größer repräsentiert sind) repräsentiert sind.
Beispiele der (Poly)ethergrupe enthalten funktionale Gruppen, die eine Alkylenoxidgruppe, wie beispielsweise eine Ethylenoxidgruppe „-(C₂H₄O)-“oder eine Propylenoxidgruppe „-(C₃H₆O)-“ enthalten. Ein spezifisches Beispiel solcher funktionalen Gruppen ist eine funktionale Gruppe, die durch eine Strukturformel, wie beispielsweise -R₅(C₂H₄O)_c(C₃H₆O)_dR₆ (wo R₅ eine Einfachbindung, eine Alkylengruppe oder eine Alylenoxidgruppe repräsentiert, R₆ Wasserstoff, eine Alkylgruppe oder eine Arylgruppe repräsentiert, c und d unabhängig voneinander sind und 0 oder eine ganze Zahl von 1 oder größer repräsentieren (außer dem Fall, in dem c und d jeweils 0 sind), repräsentiert sind.
Das organisch modifizierte Polysiloxan ist bevorzugt mindestens ein ausgesuchtes von aralkylmodifizierten Polymethylalkylsiloxanen und polyethermodifizierten Dimethylsiloxanen, da diese hochkompatibel mit dem Basisöl sind und geeignet sind, einen Wärmewiderstand bereitzustellen, der für Fettzusammensetzungen erforderlich ist. Ein kommerziell verfügbareres organisch modifiziertes Polysiloxan kann verwendet werden.
Spezifische Beispiele der aralkylmodifzierten Polymethylalkylsiloxane enthalten BYK-322 (hergestellt von BYK Additives & Instruments), BYK-323 (hergestellt von (hergestellt von BYK Additives & Instruments), KF-410 (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), X-22-2516 (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) und X-22-1877 (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Spezifische Beispiele der polyethermodifizierten Polydimethylsiloxane enthalten BYK-330 (hergestellt von BYK Additives & Instruments), BYK-331 (hergestellt von BYK Additives & Instruments), KF-351A (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-352A (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-353 (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-354L (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-355A (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-615A (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-945 (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-640 (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-642 (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-643 (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-644 (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-6020 (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-6204 (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), und X-22-2516 (hergestellt Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
Der Gehalt des organisch modifizierten Polysiloxans in der Fettzusammensetzung ist 0,2 bis 10 Masseprozent basierend auf der Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels. Wenn das Gehalt des organisch modifizierten Polysiloxans weniger als 0,2 Masseprozent ist, gibt es fast keinen Effekt durch Hinzufügen des organisch modifizierten Polysiloxans. Wenn der Gehalt des organisch modifizierten Polysiloxans höher als 10 Masseprozent ist, ist die Fettzusammensetzung weich. Dementsprechend kann, wenn die Fettzusammensetzung durch Versiegeltsein im einem Wälzlager benutzt ist, das Wälzlager einen reduzierten Leckagewiderstand der Fettzusammensetzung haben und das Drehmoment kann wegen einer Erhöhung des Flüssigkeitswiderstands erhöht sein. Der Gehalt des organisch modifizierten Polysiloxans ist bevorzugt 0,5 bis 5 Masseprozent basierend auf der Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels.
Verschiedene Additive, wie beispielsweise ein Antioxidant, ein Extremdruckadditiv, ein Anti-Verschleißmittel, ein Färbemittel, ein Farbtonstabilisator, ein Verdickungsmittel, ein Strukturstabilisator, ein Metalldeaktivator, ein Viskositätsindexverbesserer und ein Rostschutzadditiv können wie geeignet zu der Fettzusammensetzung innerhalb solch einer Bandbreite hinzugefügt werden, dass der Effekt der Erfindung nicht reduziert oder eliminiert wird. In dem Fall, in dem die Fettzusammensetzung solche Additive enthält, ist es bevorzugt, dass der Gesamtgehalt in der Fettzusammensetzung 10 Masseprozent oder weniger basierend auf der Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels ist.
Die Fettzusammensetzung der Erfindung kann in denjenigen Abschnitten, welchen Fettschmierung benötigen, benutzt werden, und ist geeignet als Fett für Wälzlager benutzt. Die Fettzusammensetzung der Erfindung ist insbesondere geeignet als Fett für Wälzlager, die verpflichtend einen Widerstand gegen Weißstruktur haben. Die Fettzusammensetzung ist daher geeignet als Fett benutzt, um in Wälzlagern, die in rauen Umgebungen, wie Automobilen, elektrischen Komponenten wie beispielsweise Lichtmaschinen, elektronmagnetischen Kupplungen für Fahrzeugklimaanlagen, Zwischenriemenscheiben und elektrischen Gebläsemotoren, und automobilen Motorhilfsvorrichtungen etc. benutzt sind, verwendet zu werden.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen der Fettzusammensetzung beschrieben werden. Zum Beispiel kann die Fettzusammensetzung hergestellt sein, indem als Erstes ein Basisfett, das Basisöl und ein Eindickmittel beinhaltet, vorbereitet ist, dann durch Hinzufügen des organisch modifizierte Polysiloxan und beliebigen Additiven, die in der Fettzusammensetzung wie notwendig beinhaltet sind, zu dem Basisfett wird und ein Zusammenmischen durch Rühren in einem planetarischen zentrifugalen Mixer etc.
Die Erfindung ist nicht limitiert auf das obige Ausführungsbeispiel und kann in anderen Formen ausgeführt werden. Das Wälzlager gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nicht limitiert auf das Kugellager, das die Fettzusammensetzung gemäß dem Ausführungseispiel der Erfindung darin versiegelt hat. Das Wälzlager gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann irgendein anderes Wälzlager mit anderen Wälzelementen als Kugeln sein, wie beispielsweise ein Nadellager oder ein Rollenlager, solang wie das Wälzlager die Fettzusammensetzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung darin versiegelt.
Die Erfindung wird mit mehr Details basierend auf Beispielen beschrieben werden. Jedoch ist die Erfindung nicht limitiert auf solche Beispiele. Eine Mehrzahl von Fettzusammensetzungen wurden vorbereitet und Charakteristiken von jeder Fettzusammensetzung wurden ausgewertet. Die Zusammensetzung von jeder Fettzusammensetzung und die Evaluationsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die folgenden Materialien wurden in den Beispielen und im Vergleichsbeispiel benutzt.

• Diisocyanatverbindung MDI: Diphenylmethan-4,4'-Diisocyanat
• Aminverbindungen CHA: Cyclohexylamin PDA: p-Dodecylanilin
• Basisöl ADE: Alkyldiphenylether (MORESCO-HILUBE LB-100, hergestellt von MORESCO Corporation) dynamische Viskosität bei 40° C ist 102 mm²/s.
• Organisch modifizierte Polysiloxane Aralkylmodifiziertes Polymethylalkylsiloxan (1), BYK-322 (hergestellt von BYK Additives & Instruments) Aralkylmodifiziertes Polymethylalkylsiloxan (2), BYK-323 (hergestellt von BYK Additives & Instruments) Polyethermodifiziertes Polydimethylsiloxan (1): BYK-330 (hergestellt von BYK Additives & Instruments) Polyethermodifiziertes Polydimethylsiloxan (2): BYK-331 (hergestellt von BYK Additives & Instruments.

(Vergleichsbeispiel 1)

(1) Aminverbindungen (CAH und PDA) als Verdickungsmaterialein wurden mit der Hälfte von ADE, das mit dem Basisölgehalt, der in Tabelle 1 gezeigt ist, korrespondiert, gemischt, so dass die Ergebnismischungen die CHA- und PDA-Gehalte, die in Tabelle 1 gezeigt sind, hat. Die Mischung wurde auf 100° C erhitzt, um CHA und PDA in ADE zu lösen. Eine Lösung A wurde somit vorbereitet.
(2) Neben der Lösung A wurde eine Diisocyanatverbindung (MDI) als ein Verdickungsmaterial mit der Hälfte von ADE, das mit dem Basisölgehalt, der in Tabelle 1 gezeigt ist, korrespondiert, gemischt, so dass die Ergebnismischung den MDI-Gehalt, der in Tabelle 1 gezeigt ist, hat. Die Mischung wurde auf 100° C erhitzt, um MDI in ADE zu lösen. Eine Lösung B wurde somit hergestellt.
(3) Die Lösung A wurde langsam zu der Lösung B, während die Lösung B gerührt wurde, hinzugefügt. Im Nachfolgenden wurde die Ergebnislösung bei 150° C für 30 Minuten gehalten. Der Lösung wurde es dann erlaubt, auf eine Raumtemperatur abzukühlen, während weiter gerührt wurde.
(4) Als Letztes wurde die Lösung, die so auf Raumtemperatur gekühlt wurde, auf einem Dreiwalzwerk homogenisiert, um die Fettzusammensetzung herzustellen.

(Beispiel 1)
Eine Mischung des Basisöls und eines Eindickmittels wurde durch einen Prozess ähnlich zu dem von (1) bis (3) des Vergleichsbeispiels 1 vorbereitet und BYK-322 wurde zu der Mischung hinzugefügt, so dass die Ergebnismischung den BYK-322-Gehalt, der in Tabelle 1 gezeigt ist, hat. Im Nachfolgenden wurde die Mischung in einem Mixer mit 2000 U/min gerührt und dann auf einem Dreifachwalzwerk homogenisiert, um eine Fettzusammensetzung herzustellen.
(Beispiel 2)
Eine Fettzusammensetzung wurde durch einen Prozess ähnlich zu dem von Beispiel 1 vorbereitet, außer, dass die Menge von BYK-322 geändert wurde, so dass die Mischung dem BYK-322-Gehalt, der in Tabelle 1 gezeigt ist, hat.
(Beispiel 3)
Eine Fettzusammensetzung wurde durch einen Prozess ähnlich zu dem von Beispiel 2 vorbereitet, außer dass BYK-323 als ein Additiv anstelle von BYK-322 benutzt wurde.
(Beispiel 4)
Eine Fettzusammensetzung wurde durch einen Prozess ähnlich zu dem von Beispiel 2 vorbereitet, außer, dass BYK-330 als ein Additiv anstelle von BYK-322 benutzt wurde.
(Beispiel 5)
Eine Fettzusammensetzung wurde durch einen Prozess ähnlich zu dem von Beispiel 2 vorbereitet, außer, dass BYK-331 als ein Additiv anstelle von BYK-322 benutzt wurde.
(Evaluation der Fettzusammensetzung)

Die Fettzusammensetzung, die in den Beispielen 1 bis 5 und im Vergleichsbeispiel 1 vorbereitet wurden, wurden evaluiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und 2 gezeigt. Tabelle 1

			Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Vergleichsbeispiel 1
Basisöl (ADE)	Gehalt (Masseprozent)*¹		85,4	85,4	85,4	85,4	85,4	85,4
Basisöl (ADE)	Dynamische Viskosität bei 40°C (mm²/s)		102
Eindickmittel (Diharnstoff)	Eindickmaterialien (mol-Verhältnis)	MDI	50	50	50	50	50	50
		CHA	95	95	95	95	95	95
		PDA	5	5	5	5	5	5
	Gehalt (Masseprozent)*²		14,6	14,6	14,6	14,6	14,6	14,6
Additive Type and Gehalt (Masseprozent)*³	Aralkymodifiziertes Polymethylalkylsiloxan (1)		1	5	-	-	-	-
	Aralkylmodifiziertes Polymethylalkylsiloxan (2)		-	-	5	-	-	-
	Polyethermodifiziertes Polydimethylsiloxan (1)		-	-	-	5	-	-
	Polyethermodifiziertes Polydimethylsiloxan (2)		-	-	-	-	5	-
Arbeitseindringung (60 W)			384	391	410	379	334	388
Verhältnis der kumulativen Wasserstoffproduktion*⁴			0,31	0,29	0,61	0,66	0,72	1,00
*1: Gehalt des Basisöls basierend auf der Gesamtmenge von Basisöl und Eindickmittel
*2: Gehalt des Eindickmittels basierend auf der Gesamtmenge von Basisöl und Eindickmittel
*3: Gehalt des der Additive basierend auf der Gesamtmenge von Basisöl und Eindickmittel
*4: Verhältnis relativ zur Wasserstoffproduktion von Vergleichsbeispiel 1

Die Evaluation, die in Tabelle 1 gezeigt ist, wurde durch die folgende Methode ausgeführt.

(1) Arbeitseindringung (60W) wurde durch eine Methode in Übereinstimmung mit JIS K 2220-7 gemessen.
(2) Verhältnis von kumulativer Wasserstoffproduktion

Ein Reibungstest der Fettzusammensetzungen, die in den Beispielen 1 bis 5 und Vergleichsbeispiel 1 vorbereitet wurden, wurde mit einem oszillierenden Reibungs- und Verschleißtester (SRV-IV), der von Optimol Instruments hergestellt wurde, durchgeführt und die Menge des Wasserstoffs, der produziert wurde, wurde als kumulative Wasserstoffproduktion gemessen. Testbedingungen mit dem oszillierenden Reibungs- und Verschließtester sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2

Testobjekte		Bedingungen
Teststücke	Oberer Teil	Stahlkugel (hergestellt aus SUJ2, Φ 10mm)
Teststücke	Unterer Teil	Kreisförmige Platte (hergestellt aus SUJ2, Φ24 × 7.8 mm)
Last		160 N (maximaler Hertzdruck = 2,5 GPa)
Temperatur		80 °C
Luftfeuchtigkeit		45 %RH
Amplitude		1,000 µm
Frequenz		50 Hz
Prüfdauer		30 min

Die kumulative Wasserstoffproduktion wurde mit einem Transpektor CPM, der von Infinicon Co. Ltd. hergestellt wurde, gemessen, welcher ein Vierpolmassenspektrometer ist. Eine spezielle Düse (1,5 m Kapillarbausatz) wurde an dem Vierpolmassenspektrometer angebracht und die Spitze der Düse wurde nahe dem Teststück (Stahlkugel und kreisförmige Platte) auf dem oszillierenden Reibungs- und Verschleißtester platziert. Der Wasserstoff, der während des Testes produziert wurde, wurde somit gemessen. Die Messung wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.

lonisierungsspannung: 70 eV
lonisierungsstrom: 500 µA
Analysezeit: 30 min.

In Tabelle 2 in 2 sind die Wasserstoffproduktion (kumulative Wasserstoffproduktion) von den Beispielen 1 bis 5 als Verhältnisse relativ zu der Wasserstoffproduktion (kumulative Wasserstoffproduktion) von Vergleichsbeispiel 1 gezeigt.
Wie aus den Ergebnissen von Beispielen 1 bis 5 und aus Vergleichsbeispiel 1 ersichtlich werden kann, kann die Benutzung der Fettzusammensetzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung die kumulative Wasserstoffproduktion reduzieren. Dementsprechend kann die Fettzusammensetzung, die in dem Wälzlager versiegelt ist, ein Auftreten von Weißstrukturabplatzen des Wälzlagers einschränken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 9403565 A [0003]
JP 2004108403 [0003]
JP 2012233158 A [0003]

Claims

Fettzusammensetzung (G) charakterisiert durch Aufweisen von: Basisöl, das ein Alkyldiphenylether ist; einem Eindickmittel, das ein Harnstoffeindickmittel ist, wobei die Fettzusammensetzung (G) 10 bis 30 Masseprozent des Eindickmittels basierend auf einer Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels enthält; und einem organisch modifizierten Polysiloxan, wobei die Fettzusammensetzung (G) 0,2 bis 10 Prozent des organisch modifizierten Polysiloxans basierend auf der Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels enthält.
Fettzusammensetzung (G) gemäß Anspruch 1, wobei das organisch modifizierte Polysiloxan mindestens ein Ausgewähltes von aralkylmodifizierten Polymethylalkylsiloxanen und polyethermodifizierten Polydimenthylsiloxanen ist.
Wälzlager (1), charakterisiert durch Aufweisen einer Fettzusammensetzung (G), die in dem Wälzlager (1) versiegelt ist, wobei; die Fettzusammensetzung (G) Basisöl, ein Eindickmittel und ein organisch modifiziertes Polysiloxan enthält; das Basisöl ein Alkyldiphenylether ist; das Eindickmittel ein Harnstoffeindickmittel ist und die Fettzusammensetzung (G) 10 bis 30 Masseprozent des Eindickmittels basierend auf einer Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels enthält; und die Fettzusammensetzung (G) 0,2 bis 10 Masseprozent des organisch modifizierten Polysiloxans basierend auf der Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels enthält.
Wälzlager (1) gemäß Anspruch 3, wobei das organisch modifizierte Polysiloxan mindestens ein Ausgewähltes von aralkylmodifizierten Polymethylalkylsiloxanen und polyethermodifizierten Polydimenthylsiloxanen ist.