DE60205329T2

DE60205329T2 - Schmierfettzusammensetzung

Info

Publication number: DE60205329T2
Application number: DE60205329T
Authority: DE
Inventors: Tamio Kobe-shi Akada; Akihiko Kobe-shi Kominami; Mitsuru Kobe-shi Kishimoto; Akira Kobe-shi Kohno; Hirotsugu Kinoshita; Souichi Yokohama-shi Nomura; Takashi Yokohama-shi Arai; Kiyomi Yokohama-shi Sakamoto
Original assignee: Matsumura Oil Research Corp; Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: CN1283767C; CN1424388A; DE60205329D1; ATE301178T1; US20030139302A1; EP1314774A1; US7256163B2; JP2003155491A; JP4004276B2; EP1314774B1

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schmierfettzusammensetzung und insbesondere auf eine Schmierfettzusammensetzung, die in einem Gleichlaufgelenk verwendet werden soll.
Hintergrundtechnik
Gleichlaufgelenke sind z.B. Gelenke für eine Achse, die eine Antriebskraft von einem Getriebe eines Autos zu seinen Reifen überträgt. Ihre Arten umfassen fixierte Arten von Gleichlaufgelenken, wie beispielsweise Barfield-Gelenk, Rzeppa-Gelenk und untergreifendes freies Gelenk (undercutting free joint); Gleichlauf-Verschiebegelenke, wie beispielsweise Topfgelenk (double-offset joint), Tripodegelenk und Kreuz-Nut-Gelenk (cross-groove joint) und dergleichen.
Die Auswahl der Schmierfette ist sehr wichtig, um eine längere Haltbarkeit in diesen Gleichlaufgelenken zu erreichen. Daher wurden für herkömmliche Gleichlaufgelenke meist Schmierfette eingesetzt, in denen ein Zusatz, wie beispielsweise eine Bleiverbindung, mit einem Schmierfett compoundiert ist, das ein Schmieröl und eine Lithiumseife oder einen Verdicker vom Harnstoff-Typ umfasst, und dabei derartige Leistungen, wie Anti-Abschälen (anti-flaking), Anti-Festfressen (anti-seizure), Verschleißverhinderung, Reibungsarmut und dergleichen, verbessern.
Zusammenfassung der Erfrfindung
Einhergehend mit Autos, die bessere Leistungen vollbringen, und kleiner und leichter sind, stiegen jedoch die Anforderungen an Gleichlaufgelenke in den letzten Jahren, wobei es vorkommt, dass herkömmliche Schmierfette es nicht schaffen, die Haltbarkeit ausreichend zu verlängern. Insbesondere ist es ziemlich schwierig, das Auftreten von Abschälen oder Festfressen unter einer derart strengen Bedingung zu vermeiden, wodurch ein starker Bedarf für ein Schmierfett, das hervorragendes bezüglich Anti-Abschälen und Anti-Festfressen leistet, entstand. Unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit im Hinblick auf den menschlichen Körper und die Umwelt ist es in diesem Fall erwünscht, dass die Eigenschaften der Schmierfette verbessert werden, ohne dabei Bleiverbindungen einzusetzen, die herkömmlich als Zusätze verwendet wurden.
US-A-4,308,182 veröffentlicht eine Trockenpulver-Schmierstoffzusammensetzung zum Drahtziehen.
WO-A-91/18076 veröffentlicht eine Schmierfettzusammensetzung, die durch Hinzufügen eines Zusatzes ausgewählt aus einem Oxid, Hydroxid, Carbonat, Bicarbonat, Hydrogencarbonat oder Sulfat von einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall, flammenbeständig gemacht wird.
US-A-5,102,565 veröffentlicht ein Hochleistungsschmierfett, welches ein Grundöl, einen Calciumseifen-Verdicker, einen EP-Verschleiß-beständigen Zusatz und ein Wasserbeständiges Hochleistungspolymer umfasst.
US-A-4,986,923 veröffentlicht ein sulfatiertes Hochleistungs-Schmieröl.
US-A-5,952,273 veröffentlicht eine Schmierfettzusammensetzung für Gleichlaufgelenke.
Hinsichtlich der vorgenannten Probleme des Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schmierfettzusammensetzung bereitzustellen, die ein hohes Niveau beim Anti-Abschälen und Anti-Festfressen erreicht, ohne Bleiverbindungen einzusetzen, und die fähig ist, ausreichend die Haltbarkeit von Gleichlaufgelenken oder dergleichen zu verlängern.
Die Erfinder haben sorgfältige Studien durchgeführt, um die vorstehende Aufgabe zu lösen und haben als ein Ergebnis davon herausgefunden, dass eine Schmierfettzusammensetzung, in der ein Verdicker, ein EP-Wirkstoff vom Schwefeltyp und ein durch ein Carbonat überalkalisiertes Fettsäuresalz, mit ihren jeweiligen vorher bestimmten Verhältnissen, mit einem Schmierstoffgrundöl compoundiert werden, ziemlich hervorragend beim Anti-Abschälen und Anti-Festfressen in Gleichlaufgelenken und dergleichen ist, und dabei die vorliegende Erfindung ausführt.
Und zwar umfasst die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung,

(A) eine Schmierfettzusammensetzung;
(B) 0,01–10 Massen-% eines Fettsäuresalzes;
(C) 0,01–10 Massen-% eines Carbonats;
(D) 2–30 Massen-% eines Verdickers; und
(E) 0,1–20 Massen-% eines EP-Wirkstoffs vom Schwefeltyp; erhältlich durch Mischen der vorstehend genannten Komponenten, wobei das Fettsäuresalz und das Carbonat als ein Gemisch compoundiert werden, in dem das Carbonat in dem Fettsäuresalz dispergiert ist, und dabei einen Komplex bildet, in dem das Fettsäuresalz durch das Carbonat überalkalisiert ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert werden.
Beispiele des in der Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendeten (A) Schmierstoffgrundöls umfassen Mineralöle und/oder synthetische Öle.
Derartige Mineralöle umfassen die, die durch Verfahren erhalten werden, die normalerweise in Schmierstofföl-herstellenden Verfahren in Erdölraffinerien ausgeführt werden, z.B. die, die dadurch raffiniert werden, dass eine Schmierstofffraktion die mittels atmosphärischer Destillation oder Vakuumdestillation von Rohölen erhalten wird mindestens einer der Behandlungen, wie z.B. Lösungsmittelentasphaltierung, Lösungsmittelextraktion, Hydrokracken, Lösungsmittelentparaffinierung, katalytische Entparaffinierung, Hydrier-Raffination, Schwefelsäure-Waschvorgängen, Tonbehandlung unterworfen wird.
Spezielle Beispiele der synthetischen Öle umfassen Poly-α-Olefine, wie beispielsweise Polybuten, 1-Octenoligomer und 1-Decenoligomer, und deren hydrierte Produkte; Diester wie beispielsweise Ditridecylglutarat, Di-2-ethylhexyladipat, Diisodecyladipat, Ditridecyladipat und Di-3-ethylhexylsebacat; Polyolester wie beispielsweise Trimethylolpropancaprylat, Trimethylolpropanpelargonat, Pentaerythritol-2-ethylhexanoat und Pentaerythritolpelargonat; Alkylnaphthalin; Alkylbenzol; Polyoxyalkylenglycol; Polyphenylether; Dialkyldiphenylether; Silikonöl; und deren Gemische.
Die kinematische Viskosität der Schmierstoffgrundöle bei 100°C beträgt vorzugsweise 2 bis 40 mm²/s, mehr bevorzugt 3 bis 20 mm²/s. Der Viskositätsindex des Grundöls beträgt vorzugsweise mindestens 90, mehr bevorzugt mindestens 100.
In der vorliegenden Erfindung werden

(B) 0,01–10 Massen-% eines Fettsäuresalzes;
(C) 0,01–10 Massen-% eines Carbonats;
(D) 2–30 Massen-% eines Verdickers; und
(E) 0,1–20 Massen-% eines EP-Wirkstoffs vom Schwefeltyp; mit dem Schmierstoffgrundöl compoundiert.

Die Fettsäuren, die die (B) Fettsäuresalze bilden, können entweder linear oder verzweigt sein. Obwohl diese entweder gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren sein können, sind sie bevorzugt ungesättigte Fettsäuren unter dem Gesichtspunkt der Löslichkeit in dem Schmierstoffgrundöl. Obwohl sie keinen besonderen Einschränkungen unterliegt, beträgt die Anzahl der ungesättigten Bindungen vorzugsweise 1.
Obwohl sie keinen besonderen Einschränkungen unterliegen, weisen die Fettsäuren, unter dem Gesichtspunkt der Gleichmäßigkeit der Dispersion der feinen Carbonatpartikel, welche später erläutert werden, vorzugsweise eine Kohlenstoffanzahl von 10 bis 25 auf.
Bevorzugte Beispiele von in der vorliegenden Erfindung verwendeten Fettsäuren umfassen die Ölsäure (mit einer Kohlenstoffanzahl von 18 mit einer einzigen ungesättigten Bindung), Erucasäure (mit einer Kohlenstoffanzahl von 22 mit einer einzigen ungesättigten Bindung), Linolsäure (mit einer Kohlenstoffanzahl von 18 mit zwei ungesättigten Bindungen), Linolensäure (mit einer Kohlenstoffanzahl von 18 mit drei ungesättigten Bindungen) und dergleichen, von denen die Ölsäure mehr bevorzugt wird.
Beispiele des Fettsäuresalzes umfassen Alkalimetallsalze, Erdalkalimetallsalze und dergleichen der vorgenannten Fettsäuren, von denen die Erdalkalimetallsalze, wie beispielsweise die von Magnesium, Barium und Calcium bevorzugt werden, wobei Calciumsalze mehr bevorzugt werden.
Beispiele des (C) Carbonats umfassen Alkalimetallsalze, Erdalkalimetallsalze und dergleichen, spezieller umfassen sie Lithiumsalze, Natriumsalze, Kaliumsalze, Magnesiumsalze, Calciumsalze, Bariumsalze und dergleichen, von denen Erdalkalimetallsalze bevorzugt werden, und Calciumsalze mehr bevorzugt werden.
Carbonate kommen normalerweise als feine Partikel vor. Obwohl die Partikelgröße von feinen Carbonatpartikeln keinen besonderen Einschränkungen unterliegt, beträgt die durchschnittliche Partikelgröße vorzugsweise mindestens 50 nm, mehr bevorzugt mindestens 100 nm, noch mehr bevorzugt mindestens 300 nm, noch mehr bevorzugt mindestens 500 nm, insbesondere bevorzugt mindestens 1000 nm, am meisten bevorzugt mindestens 2000 nm, um bessere Leistungen beim Anti-Abschälen und Anti-Festfressen zu erreichen. Hierhin bezieht sich die durchschnittliche Partikelgröße auf die, die durch ein dynamisches Licht-streuendes Spektrophotometer gemessen und durch das Marquardt-Verfahren berechnet wurde.
Obwohl das Mischungsverhältnis von (B) Fettsäuresalz und (C) Carbonat in der vorliegenden Erfindung keinen besonderen Einschränkungen unterliegt, beträgt das Carbonat, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Fettsäuresalzes, vorzugsweise mindestens 10 Gewichtsteile, mehr bevorzugt mindestens 20 Gewichtsteile, weiter bevorzugt mindestens 30 Gewichtsteile, insbesondere bevorzugt mindestens 40 Gewichtsteile, am meisten bevorzugt mindestens 50 Gewichtsteile, um Anti-Schälen und Anti-Reibverschweißung weiter zu verbessern. Unter dem Gesichtspunkt der Löslichkeit in dem Schmierstoffgrundöl beträgt das Carbonat, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Fettsäure, vorzugsweise nicht mehr als 1000 Gewichtsteile, mehr bevorzugt nicht mehr als 500 Gewichtsteile, weiter bevorzugt nicht mehr als 400 Gewichtsteile, noch weiter bevorzugt nicht mehr als 300 Gewichtsteile, insbesondere bevorzugt nicht mehr als 200 Gewichtsteile.
Das (B) Fettsäuresalz und das (C) Carbonat werden mit dem Schmierstoffgrundöl in Form eines Gemisches compoundiert, worin das Carbonat in dem Fettsäuresalz dispergiert ist, um als ein Gemisch (nachfolgend „Carbonat-dispergierte überalkalisierte Fettsäure" genannt), das einen Komplex bildet, in dem das Fettsäuresalz durch das Carbonat überalkalisiert ist, compoundiert zu sein. Wenn das Carbonat in dem Fettsäuresalz dispergiert ist, wird nämlich ein Komplex gebildet, in dem das Fettsäuresalz durch das Carbonat überalkalisiert ist, wobei deren Dispersionsgleichmäßigkeit und Löslichkeit in dem Schmierstoffgrundöl durch Verwenden eines derartigen Gemisches verbessert wird. Wenn das einen derartigen Komplex bildende Gemisch in dem Schmierstoffgrundöl compoundiert ist, kann folglich das Anti-Abschälen und Anti-Festfressen der Schmierfettzusammensetzung weiter verbessert werden.
Die Carbonat-dispergierte überalkalisierte Fettsäure kann z.B. durch Einleiten eines Kohlensäuregases in ein System, in dem das Fettsäuresalz in einem Trägeröl gelöst ist, in dem eine Alkalimetallbase, eine Erdalakalimetallbase und dergleichen darin vorliegen, hergestellt werden. Als ein derartiges Trägeröl können die Mineralöle, synthetischen Öle und dergleichen, wie beispielhaft in der Erklärung der Schmierstoffgrundöle dargestellt, verwendet werden.
Beispiele der Alkalimetall- und Erdalkalimetallbasen umfassen Hydroxide, Oxide und dergleichen. Speziellere Beispiele sind Calciumhydroxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid und Bariumoxid. Zur Beschleunigung der Bildung der feinen Carbonatpartikel kann Methanol zu dem Reaktionssystem des vorgenannten Herstellungsprozesses hinzugefügt werden.
Während die Carbonat-dispergierte überalkalisierte Fettsäure normalerweise in einem Zustand erhalten wird, in dem sie in einem Trägeröl gelöst ist, beträgt die compoundierte Menge des Trägeröls, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge des Fettsäuresalzes und Carbonats, vorzugsweise mindestens 10 Gewichtsteile, mehr bevorzugt mindestens 15 Gewichtsteile, weiter bevorzugt mindestens 20 Gewichtsteile, besonders bevorzugt 25 Gewichtsteile, unter dem Gesichtspunkt der Löslichkeit in dem Schmieröl. Die compoundierte Menge des Trägeröls beträgt, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge des Fettsäuresalzes und Carbonats, normalerweise nicht mehr als 1000 Gewichtsteile, vorzugsweise nicht mehr als 700 Gewichtsteile, mehr bevorzugt nicht mehr als 500 Gewichtsteile, weiter bevorzugt nicht mehr als 400 Gewichtsteile.
Da das Fettsäuresalz, wie vorstehend erwähnt, durch die Dispersion des Carbonats überalkalisiert ist, weist die Carbonat-dispergierte überalkalisierte Fettsäure eine vorbestimmte Gesamtbasenzahl (TBN) auf. Obwohl sie keinen besonderen Einschränkungen unterliegt, beträgt die Gesamtbasenzahl der Carbonat-dispergierten überalkalisierten Fettsäure vorzugsweise mindestens 50 mg KOH/g, mehr bevorzugt mindestens 100 mg KOH/g, weiter bevorzugt mindestens 150 mg KOH/g, besonders bevorzugt mindestens 200 mg KOH/g, noch mehr bevorzugt mindestens 250 mg KOH/g in einem in dem Trägeröl gelösten Zustand, um Anti-Abschälen und Anti-Festfressen zu verbessern. Obwohl sie keinen besonderen Einschränkungen unterliegt, beträgt die Obergrenze der Gesamtbasenzahl normalerweise nicht mehr als 600 mg KOH/g. Hierin bezieht sich die Gesamtbasenzahl (mg KOH/g) auf die, die mittels Perchlorsäureverfahren in Übereinstimmung mit „6." aus JIS K 2501 „Erdölprodukte und Schmieröle – Neutralisationsprüfverfahren" gemessen wird.
Die Summe der Anteile des (B) Fettsäuresalzes und (C) Carbonats beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung, vorzugsweise mindestens 0,05 Massen-%, mehr bevorzugt mindestens 0,1 Massen-%. Wenn die Summe der Anteile weniger als 0,05 Massen-% beträgt, tendiert das Anti-Abschälen und Anti-Festfressen der Schmierfettzusammensetzung dazu, ungenügend zu sein. Bezogen auf die Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung beträgt die Summe der Anteile vorzugsweise nicht mehr als 15 Massen-%, mehr bevorzugt nicht mehr als 10 Massen-%, weiter bevorzugt nicht mehr als 5 Massen-%. Selbst wenn die Summe der Anteile 15 Massen-% übersteigt, werden das Anti-Abschälen und Anti-Festfressen nicht entsprechend verbessert. Die Summe der Anteile umfasst hierin nicht den Anteil des Trägeröls und dergleichen.
Zusätzlich zu dem (B) Fettsäuresalz und (C) Carbonat, können andere organische Säuresalze, wie beispielsweise Sulfonat in der vorliegenden Erfindung compoundiert sein. In diesem Fall können die anderen organischen Säuresalze getrennt von dem Fettsäuresalz und dem Carbonat compoundiert sein, oder die anderen organischen Säuresalze und das Fettsäuresalz können gemischt werden, das Carbonat kann mit dem resultierenden Gemisch dispergiert werden, und das somit erhaltene Gemisch kann als das Gemisch compoundiert sein, das einen Komplex bildet, der durch das Carbonat überalkalisiert ist.
Der (D) Verdicker unterliegt keinen besonderen Einschränkungen, wobei Seifenverdicker, wie beispielsweise Metallseifen und komplexe Metallseifen, und nichtseifenartige Verdicker, wie z.B. Bentonit, Kieselgel, Harnstoffverbindungen, Harnstoff/Urethanverbindungen und Urethanverbindungen verwendbar sind, von denen Harnstoffverbindungen, Harnstoff/Urethanverbindungen, Urethanverbindungen und deren Gemische unter dem Gesichtspunkt der Hitzebeständigkeit bevorzugt werden.
Spezielle Beispiele von Seifenverdickern umfassen Natriumseife, Calciumseife, Aluminiumseife und Lithiumseife.
Spezielle Beispiele von Harnstoffverbindungen, Harnstoff/Urethanverbindungen und Urethanverbindungen umfassen Diharnstoffverbindungen, Triharnstoffverbindungen, Tetraharnstoffverbindungen, Polyharnstoffverbindungen mit einem Polymerisationsgrad von mindestens 5, Harnstoff/Urethanverbindungen, Diurethanverbindungen, und deren Gemische, von denen Diharnstoffverbindungen, Harnstoff/Urethanverbindungen, Diurethanverbindungen und deren Gemische bevorzugt werden. Mehr bevorzugt wird eine Einzelverbindung verwendet, die durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt wird: A-CONH-R¹-NHCO-B (1)worin R¹ eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe darstellt, und A und B identisch oder unterschiedlich voneinander sein können, jeweils entweder -NHR², -NR³R⁴ und OR⁵ darstellend, (worin R², R³, R⁴ und R⁵ identisch oder unterschiedlich sein können, und jeweils einen Kohlenwasserstoffanteil mit einer Kohlenstoffanzahl von 6 bis 20 darstellend), oder ein Gemisch von mindestens zwei Arten von Verbindungen, wobei jede durch die oben genannte allgemeine Formel (1) dargestellt ist. Hierin ist die Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, eine Diharnstoffverbindung, wenn sowohl A als auch B darin -NHR² oder NR³R⁴ darstellen; eine Harnstoff/Urethanverbindung, wenn entweder A oder B -NHR² oder NR³R⁴ darstellt, während der andere -OR⁵ darstellt; und eine Diurethanverbindung, wenn sowohl A als auch B -OR⁵ darstellen.
Beispiele der von R¹ dargestellten zweiwertigen Kohlenwasserstoffgruppe umfassen lineare oder verzweigte Alkylengruppen, lineare oder verzweigte Alkenylengruppen, Cycloalkylengruppen, aromatische Gruppen und dergleichen, während die Kohlenstoffanzahl von einer derartigen Kohlenwasserstoffgruppe vorzugsweise 6 bis 20, insbesondere bevorzugt 6 bis 15 betragen. Bevorzugte Beispiele von R¹ umfassen die Ethylengruppe, 2,2-Dimethyl-4-methylhexylengruppe und die Gruppen, die durch die folgenden Formeln (2) bis (10) dargestellt sind, von denen die, die durch die Formeln (3) und (5) dargestellt sind, am meisten bevorzugt werden:
Beispiele von R², R³, R⁴ und R⁵ umfassen lineare oder verzweigte Alkylgruppen, lineare oder verzweigte Alkenylgruppen, Cycloalkylgruppen, Alkylcycloalkylgruppen, Arylgruppen, Alkylarylgruppen, Arylalkylgruppen. Spezielle Beispiele umfassen lineare oder verzweigte Alkylgruppen wie beispielsweise eine Hexylgruppe, Heptylgruppe, Octylgruppe, Nonylgruppe, Decylgruppe, Undecylgruppe, Dodecylgruppe, Tridecylgruppe, Tetradecylgruppe, Pentadecylgruppe, Hexadecylgruppe, Heptadecylgruppe, Octadecylgruppe, Nonadecylgruppe und Eicosylgruppe; lineare oder verzweigte Alkenylgruppen wie beispielsweise eine Hexenylgruppe, Heptenylgruppe, Octenylgruppe, Nonenylgruppe, Decenylgruppe, Undecenylgruppe, Dodecenylgruppe, Tridecenylgruppe, Tetradecenylgruppe, Pentadecenylgruppe, Hexadecenylgruppe, Heptadecenylgruppe, Octadecenylgruppe, Nonadecenylgruppe und Eicosenylgruppe; Cyclohexylgruppen; Alkylcyclohexylgruppen wie beispielsweise eine Methylcyclohexylgruppe, Dimethylcyclohexylgruppe, Ethylcyclohexylgruppe, Diethylcyclohexylgruppe, Propylcyclohexylgruppe, Isopropylcyclohexylgruppe, 1-Methyl-3-propylcyclohexylgruppe, Butylcyclohexylgruppe, Amylcyclohexylgruppe, Amylmethylcyclohexylgruppe, Hexylcyclohexylgruppe, Heptylcyclohexylgruppe, Octylcyclohexylgruppe, Nonylcyclohexylgruppe, Decylcyclohexylgruppe, Undecylcyclohexylgruppe, Dodecylcyclohexylgruppe, Tridecylcyclohexylgruppe und Tetradecylcyclohexylgruppe; Arylgruppen wie beispielsweise eine Phenylgruppe und Naphthylgruppe; Alkylarylgruppen wie beispielsweise Toluylgruppe, Ethylphenylgruppe, Xylylgruppe, Propylphenylgruppe, Cumenylgruppe, Methylnaphthylgruppe, Ethylnaphthylgruppe, Dimethylnaphthylgruppe und Propylnaphthylgruppe; Arylalkylgruppen, wie beispielsweise eine Benzylgruppe, Methylbenzylgruppe und Ethylbenzylgruppe, von denen die Cyclohexylgruppe, Octadecylgruppe und Toluolgruppe insbesonders bevorzugt werden.
Die Harnstoffverbindungen, Harnstoff/Urethanverbindungen oder Diurethanverbindungen werden z.B. dadurch hergestellt, dass man ein durch die allgemeine Formel OCN-R¹-NCO dargestelltes Diisocyanat mit einer durch die allgemeine Formel NH₂R², NHR³R⁴ oder R⁵OH dargestellten Verbindung oder einem Gemisch der dadurch dargestellten Verbindungen in dem Grundöl, bei einer Temperatur von 10 bis 200°C, reagieren lässt. R¹, R², R³, R⁴ und R⁵ sind hierin dieselben, wie diejenigen in der allgemeinen Formel (1).
Der Anteil des (D) Verdickers beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung, mindestens 2 Massen-%, vorzugsweise mindestens 5 Massen-%. Wenn der Anteil des Verdickers weniger als 2 Massen-% beträgt, wird die Wirkung des Verdickers so gering sein, dass es sein kann, dass die Zusammensetzung nicht völlig schmierig wird. Andererseits ist der Anteil des Verdickers, bezogen auf die Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung, nicht mehr als 30 Massen-%, vorzugsweise nicht mehr als 20 Massen-%. Wenn der Anteil 30 Massen-% übersteigt, wird die daraus resultierende Schmierfettzusammensetzung zu hart werden, um eine ausreichende Schmierleistung zu zeigen.
Beispiele des (E) EP-Wirkstoffs vom Schwefeltyp umfassend die folgenden Verbindungen (E-1) bis (E-9):
(E-1) Dihydrocarbylpolysulfide
(E-2) Schwefelsäureester (sulfuric esters)
(E-3) Schwefelmineralöle (sulfuric mineral oils)
(E-4) Zink-dithiophosphat-Verbindungen
(E-5) Zink-dithiocarbamat-Verbindungen
(E-6) Molybdän-dithiophosphat-Verbindungen
(E-7) Molybdän-dithiocarbamat-Verbindungen
(E-8) Thiazol-Verbindungen
(E-9) Thiadiazol-Verbindungen
Die (E-1) Dihydrocarbylpolysulfide sind Verbindungen des Schwefeltyps, allgemein bezeichnet als Polysulfide oder Olefinsulfide, von denen die, die durch die folgende allgemeine Formel (11) dargestellt sind, bevorzugt werden: R⁶-S_x-R⁷ (11)worin R⁶ und R⁷ identisch oder unterschiedlich sein können und jeweils eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 3 bis 20, eine Arylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 6 bis 20, eine Alkylarlygruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 6 bis 20 oder eine Arylalkylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 6 bis 20 darstellen und x ist eine ganze Zahl von 2 bis 6 (vorzugsweise 2 bis 5).
Spezielle Beispiele der Alkylgruppe, die durch R⁶ und R⁷ in der allgemeinen Formel (11) dargestellt ist, umfassen die n-Propylgruppe, Isopropylgruppe, n-Butylgruppe, Isobutylgruppe, sec-Butylgruppe, tert-Butylgruppe, lineare oder verzweigte Pentylgruppe, lineare oder verzweigte Hexylgruppe, lineare oder verzweigte Heptylgruppe, lineare oder verzweigte Octylgruppe, lineare oder verzweigte Nonylgruppe, lineare oder verzweigte Decylgruppe, lineare oder verzweigte Undecylgruppe, lineare oder verzweigte Dodecylgruppe, lineare oder verzweigte Tridecylgruppe, lineare oder verzweigte Tetradecylgruppe, lineare oder verzweigte Pentadecylgruppe, lineare oder verzweigte Hexadecylgruppe, lineare oder verzweigte Heptadecylgruppe, lineare oder verzweigte Octadecylgruppe, lineare oder verzweigte Nonadecylgruppe und lineare oder verzweigte Icosylgruppe.
Spezielle Beispiele der durch R⁶ und R⁷ dargestellten Arylgruppe umfassen die Phenylgruppe und die Naphthylgruppe.
Spezielle Beispiele der durch R⁶ and R⁷ dargestellten Alkylarylgruppe umfassen die Toluolgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), Ethylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), lineare oder verzweigte Propylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), lineare oder verzweigte Butylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), lineare oder verzweigte Pentylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), lineare oder verzweigte Hexylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), lineare oder verzweigte Heptylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), lineare oder verzweigte Octylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), lineare oder verzweigte Nonylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), lineare oder verzweigte Decylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), lineare oder verzweigte Undecylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), lineare oder verzweigte Dodecylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), lineare oder verzweigte Xylylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), Ethylmethylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), Diethylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), Di(lineare oder verzweigte)-propylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), Di(lineare oder verzweigte)-butylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), Methylnaphthylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), Ethylnaphthylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), lineare oder verzweigte Propylnaphthylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), lineare oder verzweigte Butylnaphthylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), Dimethylnaphthylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), Ethylmethylnaphthylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), Diethylnaphthylgruppe (einschließlich alter Strukturisomeren davon), Di(lineare oder verzweigte)-propylnaphthylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), Di(lineare oder verzweigte)butylnaphthylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon)
Spezielle Beispiele der durch R⁶ und R⁷ dargestellten Arylalkylgruppe umfassen die Benzylgruppe, Phenylethylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), Phenylpropylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon).
Von diesen wird eine Alkylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 3 bis 18, eine Arylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 6 bis 8, eine Alkylarylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 7 oder 8, und eine Arylalkylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 7 oder 8 bevorzugt, worin R⁶ und R⁷ jeweils von Propylen, 1-Buten oder Isobutylen abstammen.
Mehr speziell bevorzugte Beispiele der Alkylgruppe umfassen die Isopropylgruppe, verzweigte Hexylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon) erhalten vom Propylendimer, verzweigte Nonylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon) erhalten vom Propylentrimer, verzweigte Dodecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon) erhalten vom Propylentetramer, verzweigte Pentadecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomeren davon) erhalten vom Propylenpentamer, verzweigte Octadecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon) erhalten vom Propylenhexamer, sec-Butylgruppe, tert-Butylgruppe, verzweigte Octylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomeren davon) erhalten vom 1-Butendimer, verzweigte Octylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomeren davon) erhalten vom Isobutylendimer, verzweigte Dodecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomeren davon) erhalten vom 1-Butentrimer, verzweigte Dodecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomeren davon) erhalten vom Isobutylentrimer, verzweigte Hexadecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomeren davon) erhalten vom 1-Butentetramer, verzweigte Hexadecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomeren davon) erhalten vom Isobutylentetramer.
Bevorzugte Beispiele der Arylgruppe umfassen die Phenylgruppe und dergleichen, bevorzugte Beispiele der Alkylarylgruppe umfassen die Toluolgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), Ethylphenylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon), Xylylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon) und dergleichen; und bevorzugte Beispiele der Arylalkylgruppe umfassen die Benzylgruppe und Phenethylgruppe (einschließlich aller Strukturisomeren davon)
Ferner, unter dem Gesichtspunkt des besseren Anti-Abschälens und Anti-Festfressens, stellen R⁶ und R⁷ mehr bevorzugt bestimmte Alkylgruppen dar, wovon jede eine Kohlenstoffanzahl von 3 bis 18 aufweist, die getrennt von Ethylen oder Propylen abstammen, besonders bevorzugt sind verzweigte Alkylgruppen, wovon jede eine Kohlenstoffanzahl von 6 bis 15 aufweist, die von Ethylen oder Propylen abstammen.
Obwohl er keinen besonderen Einschränkungen unterliegt, beträgt der Schwefelanteil des verwendeten Dihydrocarbylpolysulfids, unter dem Gesichtspunkt des Anti-Abschälens und Anti-Festfressens, normalerweise 10 bis 55 Massen-%, vorzugsweise 20 bis 50 Massen-%.
Spezielle Beispiele der (E-2) Schwefelsäureester umfassen tierische/pflanzliche Fette und Öle, wie beispielsweise Rindertalg, Schmalz, Fischfett, Rapsöl, Sojaöl; ungesättigte Fettsäureester, die durch Auslösen einer Reaktion von ungesättigten Fettsäuren (einschließlich Ölsäure, Linolsäure, Fettsäuren, extrahiert aus den vorgenannten tierischen/pflanzlichen Ölen und Fetten und dergleichen) mit verschiedenen Alkoholen erhalten werden und solche, die durch Behandlung von deren Gemischen und dergleichen mit Schwefel (sulfurizing) durch ein bekanntes Verfahren erhalten werden.
Obwohl er keinen besonderen Einschränkungen unterliegt, beträgt der Schwefelanteil der Schwefelsäureester, unter dem Gesichtspunkt des Anti-Abschälens und Anti-Festfressens, normalerweise 2 bis 40 Massen-%, vorzugsweise 5 bis 35 Massen-%.
Das (E-3) Schwefelmineralöl bezieht sich auf ein Schwefelmineralöl, das erhalten wird, wenn elementarer Schwefel in einem Mineralöl gelöst wird. Obwohl das in der vorliegenden Erfindung verwendete Mineralöl keinen besonderen Einschränkungen unterliegt, umfassen spezielle Beispiele davon die, die in der Erklärung der Schmierstoffgrundöle erläutert sind. Der elementare Schwefel kann in Form einer Masse, eines Pulvers oder einer flüssigen Schmelze verwendet werden, von denen das Pulver oder die flüssige Schmelze bevorzugt wird, da diese effizient in dem Grundöl gelöst werden können. Das Verwenden von elementarem Schwefel in Form einer flüssigen Schmelze ist insofern vorteilhaft, als der Lösevorgang in einer sehr kurzen Zeitspanne bewirkt werden kann, da Flüssigkeiten zusammengemischt werden. Jedoch ist dafür ein Spezialapparat nötig, wie z.B. ein Heizgerät, da der elementare Schwefel bei einer höheren Temperatur als sein Schmelzpunkt behandelt werden muss, und die Handhabung in solch einer Hochtemperaturatmosphäre nicht immer einfach und gefährlich ist. Im Gegensatz dazu wird elementarer Schwefel in Pulverform besonders bevorzugt, da er kostengünstig und leicht zu handhaben ist, während die Zeitdauer seiner Auflösung ausreichend kurz ist.
Obwohl er keinen besonderen Einschränkungen unterliegt, beträgt der Schwefelanteil des Schwefelmineralöls, bezogen auf die Gesamtmenge des Schwefelmineralöls, bevorzugt 0,05 bis 1,0 Massen-%, mehr bevorzugt 0,1 bis 0,5 Massen-%.
Die (E-4) Zink-dithiophosphatverbindung, (E-5) Zink-dithiocarbamatverbindung, (E-6) Molybdän-dithiophosphatverbindung und (E-7) Molybdän-dithiocarbamatverbindung werden jeweils durch die folgenden allgemeinen Formeln (12) bis (15) dargestellt:
In den allgemeinen Formeln (12) bis (15) können R²⁰, R²¹, R²², R²³, R²⁴, R²⁵, R²⁶, R²⁷, R²⁸, R²⁹, R³⁰, R³¹, R³², R³³, R³⁴ und R³⁵ identisch oder unterschiedlich sein, wobei sie jeweils eine Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von mindestens 1 anzeigen, und X¹ und X² stellen jeweils ein Sauerstoffatom oder Schwefelatom dar.
Beispiele der Kohlenwasserstoffgruppe, ausgedrückt durch R²⁰ bis R³⁵, sind eine Alkylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 24, eine Cycloalkylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 5 bis 7, eine Alkylcycloalkylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 6 bis 11, eine Arylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 6 bis 18, eine Alkylarylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 7 bis 24 und eine Arylalkylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 7 bis 12.
Spezielle Beispiele einer derartigen Alkylgruppe umfassen die Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Butylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Pentylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Hexylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Heptylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Octylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Nonylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Decylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Undecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Dodecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Tridecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Tetradecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Pentadecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Hexadecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Heptadecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Octadecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Nonadecylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Icosylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Henicosylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon); Docosylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Tricosylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon), Tetracosylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon).
Spezielle Beispiele der Cycloalkylgruppe umfassen die Cyclopentylgruppe, Cyclohexylgruppe und Cycloheptylgruppe.
Spezielle Beispiele der Alkylcycloalkylgruppe umfassen die Methylcyclopentylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Ethylcyclopentylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Dimethylcyclopentylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Propylcyclopentylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Methylethylcyclopentylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Trimethylcyclopentylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Butylcyclopentylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Methylpropylcyclopentylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Diethylcyclopentylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Dimethylethylcyclopentylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Methylcyclohexylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Ethylcyclohexylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Dimethylcyclohexylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Propylcyclohexylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Methylethylcyclohexylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Trimethylcyclohexylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Butylcyclohexylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Methylpropylcyclohexylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Diethylcyclohexylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Dimethylcyclohexylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Methylcycloheptylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Ethylcycloheptylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Dimethylcycloheptylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Propylcycloheptylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Methylethylcycloheptylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Trimethylcycloheptylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Butylcycloheptylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Methylpropylcycloheptylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Diethylcycloheptylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Dimethylethylcycloheptylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon).
Beispiele der Arylgruppe umfassen die Phenylgruppe und Naphthylgruppe.
Beispiele der Alkylarylgruppe umfassen die Toluolgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Xylylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Ethylphenylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Propylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Methylethylphenylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Trimethylphenylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Butylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Methylpropylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Diethylphenylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Dimethylethylphenylgruppe (einschließlich alle substituierten Isomere davon), Pentylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Hexylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Heptylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Octylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Nonylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Decylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Undecylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Dodecylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Tridecylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Tetradecylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Pentadecylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Hexadecylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Heptadecylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon), Octadecylphenylgruppe (einschließlich alle verzweigten und substituierten Isomere davon).
Beispiele der Arylalkylgruppe umfassen die Benzylgruppe, Phenethylgruppe, Phenylpropylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon) und Phenylbutylgruppe (einschließlich alle verzweigten Isomere davon).
Bevorzugt verwendet als die (E-8) Thiazolverbindung werden Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (16) und (17) dargestellt werden:
worin R¹ und R² jeweils ein Wasserstoffatom, eine Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 30, oder eine Aminogruppe darstellen, R³ ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 4 darstellt und a und b jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 3 sind.
Von derartigen Thiazolverbindungen wird eine, die durch die vorgenannte allgemeine Formel (17) dargestellt wird, besonders bevorzugt. Während R² in der allgemeinen Formel (17) ein Wasserstoffatom, eine Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 30 oder eine Aminogruppe, wie vorgenannt erwähnt, darstellt, ist R² hier bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 18, mehr bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 12.
Während R³ in der allgemeinen Formel (17) ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 4, wie vorgenannt erwähnt, darstellt, ist R³ bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 3, mehr bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 oder 2.
Während b in der allgemeinen Formel (17) eine ganze Zahl von 0 bis 3, wie vorgenannt erwähnt, ist, ist b bevorzugt eine Zahl von 0 bis 2.
Spezielle Beispiele einer derartigen Benzothiazolverbindung umfassen Benzothiazol, 2-Mercaptobenzothiazol, 2-(Hexyldithio)benzothiazol, 2-(Octyldithio)benzothiazol, 2-(Decyldithio)benzothiazol, 2-(Dodecyldithio)benzothiazol, 2-(N,N-Diethyldithiocarbamyl)benzothiazol.
Bevorzugt verwendet als die (E-9) Thiazolverbindung wird eine 1,3,4-Thiadiazolverbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (18) dargestellt wird, eine 1,2,4-Thiadiazolverbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (19) dargestellt wird und eine 1,4,5-Thiadiazolverbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (20) dargestellt wird:
worin R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸ und R⁹ identisch oder unterschiedlich sein können, jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 20 darstellen und c, d, e, f, g und h identisch oder unterschiedlich sein können, und jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 8 darstellen.
Während R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸ und R⁹ in den vorgenannten allgemeinen Formeln (18) bis (20) jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 20, wie vorstehend erwähnt, darstellen, stellt hier jedes von ihnen bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 18 dar, mehr bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 12.
Während c, d, e, f, g und h in den allgemeinen Formeln (18) bis (20) jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 3, wie vorstehend erwähnt, darstellen, stellt jedes von ihnen bevorzugt eine ganze Zahl von 0 bis 2 dar.
Spezielle Beispiele einer derartigen Thiadiazolverbindung umfassen 2,5-Bis(nhexyldithio)-1,3,4-thiadiazol, 2,5-Bis(n-octyldithio)-1,3,4-thiadiazol, 2,5-Bis(n-nonyldithio)-1,3,4-thiadiazol, 2,5-Bis(1,1,3,3-tetramethylbutyldithio)-1,3,4-thiadiazol, 3,5-Bis(n-hexyldithio)-1,2,4-thiadiazol, 3,5-Bis(n-octyldithio)-1,2,4-thiadiazol, 3,5-Bis(n-nonyldithio)-1,2,4-thiadiazol, 3,5-Bis(1,1,3,3-tetramethylbutyldithio)-1,2,4-thiadiazol, 4,5-Bis(n-hexyldithio)-1,2,3-thiadiazol, 4,5-Bis(n-octyldithio)-1,2,3-thiadiazol, 4,5-Bis(n-nonyldithio)-1,2,3-thiadiazol, 4,5-Bis(1,1,3,3-tetramethylbutyldithio)-1,2,3-thiadiazol.
Von den vorgenannten (E-1) bis (E-9), wird (E-1) und/oder (E-2) unter dem Gesichtspunkt des Anti-Abschälens und Anti-Festfressens mehr bevorzugt verwendet.
Der Anteil des EP-Wirkstoffs vom Schwefeltyp ist, bezogen auf die Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung, mindestens 0,1 Massen-%, bevorzugt mindestens 0,5 Massen-%. Sollte der Anteil weniger als 0,1 Massen-% betragen, werden das Anti-Abschälen und Anti-Festfressen ungenügend. Andererseits ist der Anteil des EP-Wirkstoffs vom Schwefeltyp, bezogen auf die Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung, nicht größer als 20 Massen-%, bevorzugt nicht größer als 10 Massen-%. Selbst wenn der Anteil 20 Massen-% übersteigt, werden das Anti-Abschälen und Anti-Festfressen nicht entsprechend verbessert werden.
Die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann ferner zusätzlich zu den vorgenannten Komponenten (A) bis (E), feste Schmierstoffe, EP-Wirkstoffe, Antioxidationsmittel, Ölwirkstoffe, Rostschutzmittel, Viskositätsindexverbesserer und dergleichen umfassen, falls dies erforderlich ist, und solange ihre Eigenschaften dabei nicht beeinträchtigt werden.
Spezielle Beispiele von festen Schmierstoffen umfassen Graphit, Graphitfluorid, Polytetrafluorethylen, Molybdändisulfid, Antimonsulfid, (Erd)alkalimetallborat.
Spezielle Beispiele der EP-Wirkstoffe umfassen Phosphate und Phosphite.
Spezielle Beispiele der Antioxidationsmittel umfassen Phenolverbindungen, wie beispielsweise 2,6-Di-t-butylphenol und 2,6-Di-t-butyl-p-cresol; Aminverbindungen, wie beispielsweise Dialkyldiphenylamin, Phenyl-α-naphthylamin und p-Alkylphenyl-α-naphthylamin; Schwefelverbindungen; Phenothiazinverbindungen.
Spezielle Beispiele der Ölwirkstoffe umfassen Amine, wie beispielsweise Laurylamin, Myristylamin, Palmitylamin, Stearylamin, und Oleylamin; höhere Alkohole, wie beispielsweise Laurylalkohol, Myristylalkohol, Palmitylalkohol, Stearylalkohol und Oleylalkohol; höhere Fettsäuren, wie beispielsweise Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure und Ölsäure; Fettsäureester, wie beispielsweise Methyllaurat, Methylmyristat, Methylpalmitat, Methylstearat und Methyloleat; Amide, wie beispielsweise Laurylamid, Myristylamid, Palmitylamid, Stearylamid und Oleylamid; Öle und Fette.
Spezielle Beispiele der Rostschutzmittel umfassen Metallseifen; Partialester von mehrwertigen Alkoholen, wie beispielsweise Sorbitanfettsäureester; Amine; Phosphorsäure; Phosphate.
Spezielle Beispiele der Viskositätsindexverbesserer umfassen Polymethacrylat, Polyisobutylen, Polystyrol.
Die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann z.B. durch Mischen des (A) Schmierstoffgrundöls mit den vorgenannten Komponenten (B) bis (E) (in welchen (B) und (C) vorzugsweise Carbonat-dispergierte überalkalisierte Fettsäuren sind) und, falls erforderlich, anderen Zusatzstoffen, Rühren des Gemisches und Leiten des so erhaltenen Gemisches durch ein Walzwerk oder dergleichen erhalten werden. Alternativ kann sie durch Hinzufügen von Rohmaterialkomponenten eines Verdickers zu einem Grundöl, Schmelzen dieser Komponenten und Rühren des Gemisches, um den Verdicker in dem Grundöl herzustellen, dann Rühren und Mischen mit den Komponenten (B), (C) und (E), als auch mit anderen Komponenten, falls erforderlich, und Leiten des so erhaltenen Gemisches durch ein Walzwerk oder dergleichen hergestellt werden.
Die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist hervorragend in Anti-Abschälen, Anti-Festfressen, Verschleißverhinderung und dergleichen und ist somit sehr nützlich als ein Schmierfett für Gleichlaufgelenke, Gleichlaufgetriebe, variable Laufgetriebe, Anlage/Einrichtung zur Eisenherstellung und dergleichen. Insbesondere kann die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hervorragende Wirkungen aufzeigen, wenn sie als ein Schmierfett für Gleichlaufgelenke verwendet wird, wie beispielsweise fixierten Typen von Gelenken, wie das Barfield-Gelenk, das Rzepper-Gelenk und untergreifendes freies Gelenk; und Gleichlauf-Verschiebegelenken, wie Topfgelenk, Tripodegelenk, Kreuz-Nut-Gelenk und dergleichen, und ist somit fähig, eine ausreichend lange Haltbarkeit zu erreichen, sogar in dem Fall, wo die Vorrichtung eine höhere Geschwindigkeit, kleinere Größe und leichteres Gewicht erreicht.
[Beispiele]
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung, unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele, welche die vorliegende Erfindung überhaupt nicht einschränken, ausführlich erläutert.
Beispiele 1 bis 18 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3
Herstellung der Schmierfettzusammensetzung
In Beispielen 1 bis 18 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 wurde als das Schmierstoffgrundöl ein Lösungsmittel-raffiniertes Mineralöl vom Paraffin-Typ (mit einer kinematischen Viskosität von 126 mm²/s bei 40°C) verwendet, und die nachfolgend aufgeführten Carbonat-dispergierten überalkalisierten Fettsäuren, Verdickermaterialien, EP-Wirkstoffe vom Schwefeltyp und Antioxidantien wurden damit compoundiert, um Schmierfettzusammensetzungen herzustellen.
In den Beispielen 1 bis 18 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 wurden Verdickermaterialien 1 bis 4, welche später erläutert werden, verwendet, um Verdicker in dem Schmierstoffgrundöl herzustellen. Das heißt, in den Beispielen 1 bis 5, 7 bis 11 und 13 bis 17 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 wurde ein Gemisch, in dem Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat in dem Lösungsmittel-raffinierten Mineralöl vom Paraffin-Typ durch Erhitzen gelöst wurde und ein Gemisch, in dem ein vorbestimmtes Amin und/oder Alkohol in dem Lösungsmittel-raffinierten Mineralöl vom Paraffin-Typ durch Erhitzen gelöst wurde, zusammengemischt, um einen Verdicker herzustellen. In den Beispielen 6, 12 und 18 wurde das Verdickermaterial 4 in dem Lösungsmittelraffinierten Mineralöl vom Paraffin-Typ durch Erhitzen gelöst, um einen Verdicker herzustellen.
Anschließend wurden hierzu Carbonat-dispergierte überalkalisierte Fettsäuren, Verdicker, EP-Wirkstoffe vom Schwefeltyp und Antioxidationsmittel hinzugefügt und mit dem Schmierstoffgrundöl, das solch einen Verdicker enthält, gerührt und die daraus resultierenden Gemische wurden durch ein Walzwerk geleitet, wobei Schmierfettzusammensetzungen erhalten wurden.
Andererseits wurde in den Beispielen 6, 12 und 18 das Verdickermaterial 4 hinzugefügt und mit dem Lösungsmittel-raffinierten Mineralöl vom Paraffin-Typ zusammen mit den Carbonat-dispergierten überalkalisierten Fettsäuren, den Verdickern, den EP-Wirkstoffen vom Schwefeltyp und den Antioxidationsmitteln gerührt und die daraus resultierenden Gemische wurden durch ein Walzwerk geleitet, wobei Schmierfettzusammensetzungen erhalten wurden.
(Carbonat-dispergierte überalkalisierte Fettsäure)
Carbonat-dispergierte überalkalisierte Fettsäure 1: durch Calciumcarbonat überalkalisiertes Calciumoleat (enthaltend 42 Massen-% Calciumoleat, 15,9 Massen-% Calciumcarbonat und 42,1 Massen-% Lösungsmittel-raffiniertes Mineralöl vom Paraffin-Typ; mit einer durchschnittlichen Calciumcarbonat-Partikelgröße von 717 nm und einer Gesamtbasenzahl von 258 mg KOH/g).
Carbonat-dispergierte überalkalisierte Fettsäure 2: durch Calciumcarbonat überalkalisiertes Calciumsalz einer gemischten Fettsäure (ein äquimolares Gemisch aus Ölsäure und Linolensäure) (enthaltend 29,6 Massen-% des Calciumsalzes der Fettsäure, 40,8 Massen-% Calciumcarbonat und 29,6 Massen-% Lösungsmittel-raffiniertes Mineralöl vom Paraffin-Typ; mit einer durchschnittlichen Calciumcarbonat-Partikelgröße von 306 nm und einer Gesamtbasenzahl von 513 mg KOH/g).

Carbonat-dispergierte überalkalisierte Fettsäure 3: durch Calciumcarbonat überalkalisiertes Calciumsalz einer gemischten Fettsäure (ein äquimolares Gemisch aus Ölsäure und Isostearinsäure) (enthaltend 35,8 Massen-% Calciumsalz der Fettsäure, 28,3 Massen-% Calciumcarbonat und 35,9 Massen-% Lösungsmittel-raffiniertes Mineralöl vom Paraffin-Typ; mit einer durchschnittlichen Calciumcarbonat-Partikelgröße von 560 nm und einer Gesamtbasenzahl von 385 mg KOH/g). (Verdickermaterial)

Verdickermaterial 1:	Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Cyclohexylamin und Stearylamin (mit einem Mischungsverhältnis (Molverhältnis) von 5:7:3)
Verdickermaterial 2:	Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Cyclohexylamin und Octadecylalkohol (mit einem Mischungsverhältnis (Molverhältnis) von 5:8:2)
Verdickermaterial 3:	Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat und Cyclohexylamin (mit einem Mischungsverhältnis (Molverhältnis) von 1:2)
Verdickermaterial 4:	Lithium-12-hydroxystearat (EP-Wirkstoff vom Schwefeltyp).

Die folgenden EP-Wirkstoffe 1 bis 5 wurden als EP-Wirkstoffe verwendet.

EP-Wirkstoff 1:	Dihydrocarbylpolysulfid (Polyisobutylensulfid mit einem Schwefelanteil von 45 Massen-%).
EP-Wirkstoff 2:	Schwefel-behandeltes (sulfurized) Fett (Schwefel-behandeltes Schmalz mit einem Schwefelanteil von 30 Massen-%).
EP-Wirkstoff 3:	Molybdändithiocarbamat.
EP-Wirkstoff 4:	Molybdändithiophosphat
EP-Wirkstoff 5	Zinkdithiophosphat

Antioxidationsmittel

Antioxidationsmittel 1:

Antioxidationsmittel vom Amintyp

Prüfstnddauererprobung (On-Table Durability Test)
Mit den somit erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen aus den Beispielen 1 bis 18 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 wurden Prüfstanddauererprobungen durchgeführt, um das Anti-Abschälen und die Anti-Festfressen zu bewerten. Das heißt, es wurde ein herkömmlich verfügbares Barfield-Gelenk der Größe #87 mit den Schmierfettzusammensetzungen überzogen und es wurden Tests durchgeführt, bei denen ein Zyklus als Änderung von Drehzahl, Drehmoment und Arbeitswinkel wie sie bei einer Fahrt eines Kraftfahrzeuges auftritt, definiert war und die Anzahl von Zyklen gemessen wurde, die verstrich, ehe es zum Festfressen des Gelenks oder Abschälen an dem jeweiligen Teil kam. Die Tabellen 1 bis 4 zeigen die so erhaltenen Ergebnisse.
TABELLE 1
TABELLE 2
TABELLE 3
TABELLE 4
Wie Tabellen 1 bis 3 zeigen, wurde bestätigt, dass die Schmierfettzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 18 hervorragend in Anti-Abschälen und Anti-Festfressen waren und ausreichend die Haltbarkeit von Gleichlaufgelenken verlängern konnten.
Wie Tabelle 4 im Gegensatz dazu zeigt, trat ein Festfressen in dem Fall, in dem die Schmierfettzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 verwendet wurden, und Abschälen in dem Fall, in dem die Schmierfettzusammensetzung des Vergleichsbeispiels 5 verwendet wurde, in einem frühen Stadium auf.
Wie vorstehend erläutert, erreicht die Schmierfettzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung Anti-Abschälen und Anti-Festfressen auf einem hohem Niveau und kann die Haltbarkeit von Gleichlaufgelenken und dergleichen ausreichend verlängern. Außerdem können diese Wirkungen der Schmierfettzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ohne die Verwendung von Bleiverbindungen erhalten werden, wodurch die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, was die Sicherheit im Hinblick auf den menschlichen Körper als auch auf die Umwelt anbelangt, ziemlich nützlich ist.

Claims

Schmierfettzusammensetzung enthaltend in einem Schmierstoffgrundöl, bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung: (a) 0,01–10 Massen-% eines Fettsäuresalzes; (b) 0,01–10 Massen-% Carbonat; (c) 2–30 Massen-% eines Verdickers; und (d) 0,1–20 Massen-% eines EP-Wirkstoffs vom Schwefeltyp; erhältlich durch Mischen der vorstehend genannten Komponenten, wobei das Fettsäuresalz und das Carbonat als ein Gemisch compoundiert werden, in dem das Carbonat in dem Fettsäuresalz dispergiert ist, und dabei einen Komplex bildet, in dem das Fettsäuresalz durch das Carbonat überalkalisiert ist.