JP3567959B2 - グリース組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種産業機械や車両等の回転部材や摺動部材に適用されるグリース組成物に関し、特に高温、高速回転で使用される機器の回転部材や摺動部材に好適なグリース組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種産業機械や車両等の軸受に封入されるグリースにおいて、鉱油を基油としたグリースは、エステル油、シリコーン油、エーテル油等の合成潤滑油を基油としたグリースよりも酸化されやすく、高温における潤滑寿命が短いという欠点がある。特に、凡用グリースとして広く使用されているリチウム石けんを増ちょう剤とするグリースは、１３０℃以上の高温では、酸化劣化により短時間でグリース構造が破壊し、潤滑作用を低下させる。これは、主に増ちょう剤である金属石けんが触媒となって基油を酸化させるためである。
【０００３】
このため、最近では、石けんグリースと異なり、金属元素を含まず酸化安定性に優れたウレア化合物を増ちょう剤とするウレアグリース、更には高温での潤滑性能に優れた合成油を基油とし、ウレア化合物を増ちょう剤とするウレアグリースが市場で脚光を浴びるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】
一方、グリースは各種の機械装置に一旦充填されると、長時間使用される場合が多く、その間常に空気と接触しているため、より熱安定性、酸化安定性に優れることが望まれている。更に、年々機械の小型化、軽量化、高速化が進み、またメンテナンスフリーの浸透により使用条件がますます苛酷になってきており、グリース組成物に対する要求性能も一段と厳しくなっている。このような要望に対して、上記ウレアグリースも十分に応えているとは言い難い状況にある。
【０００５】
このような状況から、特に高温における長寿命化の要求は、軸受メーカーにとっても最重要課題の一つとして取り上げられ、安価な長寿命のグリース組成物の開発が強く望まれている。また、使用上限温度の要求もますます上昇しているのが現状である。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、高温での潤滑性能並びに潤滑寿命が向上したグリース組成物を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討を行った結果、グリース組成物に、末端に特定のアミン構造を有するウレア化合物を含有させることにより、その高温寿命を大幅に向上できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
即ち、上記の目的は、本発明の、基油と増ちょう剤とを含有するグリース組成物であって、増ちょう剤の少なくとも一部に代えて、下記一般式〔Ｉ〕で表されるアミン構造を末端に有するウレア化合物を含有することを特徴とするグリース組成物により達成される。
【０００７】
【化２】

【０００８】
式中、Ｒ ₃ は、炭素数６〜１５の芳香族系炭化水素基を表す。Ａ₁ 、Ａ ₂はシクロヘキシル基、フェニル基、オクタデシル基または４．４ ' −ジフェニルアミノ基を表し、Ａ₁ 、Ａ ₂のうち４．４ ' −ジフェニルアミノ基の占める割合がモル比で０．０１以上であり、また同一でも異なっていてもよい。
【０００９】
上記一般式〔Ｉ〕で表される化合物は、末端の４．４ ' −ジフェニルアミノ基が酸化防止能を有し、また主鎖部分がウレア化合物の構造であるため増ちょう剤としても機能する。従って、この化合物を従来のグリース組成物に酸化防止剤として添加したり、あるいはこの化合物を単独で増ちょう剤として基油と混合することで、潤滑性能とともに酸化安定性に優れたグリース組成物を得ることができる。
本発明のグリース組成物は、酸化安定性に優れるため、特に高温、高速回転での使用に供される転がり軸受に好適である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のグリース組成物に関して、更に詳細に説明する。
本発明のグリース組成物は、一般のグリース組成物と同様に、基油と増ちょう剤とを含有する。
本発明で使用される基油としては、特に制限されることはなく、鉱油及び合成炭化水素油、エーテル油、エステル油等の合成油を単独もしくは混合して適宜使用できる。
尚、鉱油としてはパラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油を挙げることができ、合成炭化水素油としてはポリ−α−オレフィン油等を、エーテル油としてはジアルキルジフェニルエーテル油、アルキルトリフェニルエーテル油、アルキルテトラフェニルエーテル油等を、エステル油としてはジエステル油、ポリオールエステル油、又はこれらのコンプレックスエステル油、芳香族エステル油等を挙げることができる。
中でも、高温、高速での潤滑性能並びに潤滑寿命を考慮すると、合成油が含有されることが望ましく、特にエステル油、エーテル油の含有が望ましい。コスト面からは、鉱油が含有されることが望ましい。
【００１１】
また、増ちょう剤も特に制限されることはなく、例えばアルミニウム、バリウム、カルシウム、リチウム、ナトリウム等の金属石けん、リチウムコンプレックス、カルシウムコンプレックス、アルミニウムコンプレックス等の複合金属石けん、ジウレア、トリウレア、テトラウレア、ポリウレア等のウレア化合物、あるいは、シリカゲル、ベントナイト等の無機系化合物、ウレタン化合物、ウレア・ウレタン化合物、ナトリウムテレフタラメート化合物等を適宜使用できる。
【００１２】
本発明のグリース組成物は、上記の増ちょう剤の少なくとも一部に代えて、上記一般式〔Ｉ〕で表される、末端に特定のアミン構造を有するウレア化合物が配合されることを特徴とする。
一般式〔Ｉ〕で表される化合物において、Ｒ ₃ としては、４，４'−ジフェニルメタン基を好適な例として挙げることができる。また、Ａ₁ 、Ａ ₂は、両者の合計に対して４．４ ' −ジフェニルアミノ基の占める割合が０．３モル％以上であることがより好ましい。
【００１３】
上記の一般式〔Ｉ〕で表されるウレア化合物は、末端の４．４ ' −ジフェニルアミノ基が酸化防止機能を発現することが期待でき、従来のグリース組成物に酸化防止剤として添加できる。また、主鎖部分がウレア化合物の構造であるため増ちょう剤としての機能も有し、単独で上記の基油と組み合わせてグリース組成物とすることも可能である。
増ちょう剤として使用する場合、通常の増ちょう剤の配合量と同様に、グリース全量に対して４０重量％以下となるように基油に配合される。４０重量％を越える量を配合した場合、相対的に基油の量が少なくなり、潤滑作用に悪影響を及ぼす。
【００１４】
一方、酸化防止剤として従来のグリース組成物に添加される場合は、通常の酸化防止剤の添加量と同様に、グリース全量に対して０．３重量％以上となるように添加される。添加量が０．３重量％未満では、高温での潤滑性能及び軸受寿命を向上させるには不十分である。
また、従来の酸化防止剤との併用も可能である。
【００１５】
本発明のグリース組成物には、従来より公知の各種添加剤を配合することができる。
〔極圧剤〕
極圧剤として、例えば以下の化合物を使用することができる。
有機金属系のものとしては、ジチオカルバミン酸モリブデン、ジチオリン酸モリブデン等の有機モリブデン化合物、ジチオカルバミン酸亜鉛、ジチオリン酸亜鉛、亜鉛フェネート等の有機亜鉛化合物、ジチオカルバミン酸アンチモン、ジチオリン酸アンチモン等の有機アンチモン化合物、ジチオカルバミン酸セレン等の有機セレン化合物、ナフテン酸ビスマス、ジチオカルバミン酸ビスマス等の有機ビスマス化合物、ジチオカルバミン酸鉄、オクチル酸鉄等の有機鉄化合物、ジチオカルバミン酸銅、ナフテン酸銅等の有機銅化合物、ナフテン酸鉛、ジチオカルバミン酸鉛等の有機鉛化合物、マレイン酸スズ、ジブチルスズスルファイド等の有機スズ化合物、あるいは、アルカリ金属、アルカリ土類金属の有機スルホネート、フェネート、ホスホネート、金、銀、チタン、カドミウム等の有機金属化合物も必要なら使用できる。硫黄系化合物としては、ジベンジルジスルフィド等のスルフィドあるいはポリスルフィド化合物、硫化油脂類、無灰系カルバミン酸化合物類、チオウレア系化合物、もしくはチオカーボネート類等を使用ことができる。
リン酸系極圧剤としては、トリオクチルフォスフェート、トリクレジルフォスフェート等のリン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル等のリン酸エステル系化合物を使用することができる。
また、その他、塩素化パラフィン等のハロゲン系の極圧剤、あるいは、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、ＰＴＦＥ、硫化アンチモン、窒化硼素などの硼素化合物等の固体潤滑剤を使用することができる。
【００１６】
〔油性剤〕
油性剤として、例えば以下の化合物を使用することができる。
即ち、オレイン酸やステアリン酸等の脂肪酸、オレイルアルコール等の脂肪酸アルコール、ポリオキシエチレンステアリン酸エステルやポリグリセリルオレイン酸エステル等の脂肪酸エステル、リン酸、トリクレジルホスフェート、ラウリル酸エステルまたはポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸等のリン酸エステル等を使用することができる。
【００１７】
〔酸化防止剤〕
一般に使用される酸化防止剤も必要に応じて併用出来る。例えば、ゴム、プラスチック、潤滑油等に添加する老化防止剤、オゾン劣化防止剤、酸化防止剤から適宜選択して使用する。例えば、以下の化合物を使用することができる。
即ち、フェニル−１−ナフチルアミン、フェニル−２−ナフチルアミン、ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、ジピリジルアミン、フェノチアジン、Ｎ−メチルフェノチアジン、Ｎ−エチルフェノチアジン、３，７−ジオクチルフェノチアジン、ｐ，ｐ′−ジオクチルジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ′−ジイソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン等のアミン系化合物、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ジブチルフェノール等のフェノール系化合物等を使用することができる。
【００１８】
〔防錆剤・金属不活性化剤〕
防錆剤として、例えば以下の化合物を使用することができる。
即ち、有機スルホン酸のアンモニウム塩、バリウム、亜鉛、カルシウム、マグネシウム等アルカリ金属、アルカリ土類金属の有機スルホン酸塩、有機カルボン酸塩、フェネート、ホスホネート、アルキルもしくはアルケニルこはく酸エステル等のアルキル、アルケニルこはく酸誘導体、ソルビタンモノオレエート等の多価アルコールの部分エステル、オレオイルザルコシン等のヒドロキシ脂肪酸類、１−メルカプトステアリン酸等のメルカプト脂肪酸類あるいはその金属塩、ステアリン酸等の高級脂肪酸類、イソステアリルアルコール等の高級アルコール類、高級アルコールと高級脂肪酸とのエステル、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾール、２−メルカプトチアジアゾール等のチアゾール類、２−（デシルジチオ）−ベンゾイミダゾール、ベンズイミダゾール等のイミダゾール系化合物、あるいは、２，５−ビス（ドデシルジチオ）ベンズイミダゾール等のジスルフィド系化合物、あるいは、トリスノニルフェニルフォスファイト等のリン酸エステル類、ジラウリルチオプロピオネート等のチオカルボン酸エステル系化合物等を使用することができる。
また、亜硝酸塩等も使用することができる。
金属不活性化剤として、例えばベンゾトリアゾールやトリルトリアゾール等のトリアゾール系化合物を使用することができる。
【００１９】
本発明のグリース組成物は、常法に従い上記一般式〔Ｉ〕で表されるウレア化合物を増ちょう剤として所定量を基油に添加するか、もしくは従来のグリース組成物に酸化防止剤として所定量を添加し、更に必要に応じて上記の各種添加剤の所定量を添加して混練機により混練することにより得られる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１〜６及び比較例１〜６）
一般式〔Ｉ〕で表されるウレア化合物、基油、増ちょう剤、防錆剤、酸化防止剤を、表１〜表４に示す割合で配合して試験グリースを調製した。尚、比較例において酸化防止剤として用いたアルキルジフェニルアミンはバンダービルト８１（バンダービルト製）であり、高分子フェノールはイルガノックスＬ１０９（チバガイギー製）である。
得られた試験グリースを軸受耐久試験に供し、寿命時間を測定した。測定結果を表１〜表４に示す。
軸受耐久試験は、ＡＳＴＭ Ｄ １７４１の軸受寿命試験機に類似した試験機を用い、以下の方法によって行った。即ち、転がり軸受（呼び番号：６３０６ＶＶＣ３Ｅ）に各試験グリースを５．４ｇ封入し、温度１６０℃、ラジアル荷重６０ｋｇｆ、アキシアル荷重３００ｋｇｆの下で３６００ｒｐｍの回転数で高速回転させ、焼き付きに至るまでの時間を測定した。
【００２１】
【表１】

【００２２】
【表２】

【００２３】
【表３】

【００２４】
【表４】

【００２５】
表１〜表４の結果から判るように、基油と増ちょう剤とが同一であるグリース組成物において、本発明に係る一般式〔Ｉ〕で表される化合物を含有させることにより、軸受の寿命時間を格段に改善できる。特に、一般式〔Ｉ〕で表される化合物を使用すると、試験条件である１６０℃という高温には従来耐えられなかったリチウム石鹸ー鉱油系のグリース組成物（実施例２及び実施例５）でも３００時間以上の寿命を示す満足すべき結果が得られた。
また、一般式〔Ｉ〕で表される化合物を増ちょう剤とするグリース組成物（実施例４）も、他の酸化防止剤を用いなくとも軸受寿命に優れることが判る。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のグリース組成物は、一般式〔Ｉ〕で表されるアミン構造を末端に有するウレア化合物を含有することで、高温での潤滑寿命を大幅に改善でき、特に高温、高速回転に供される軸受に好適に使用することができる。

Claims (1)

1. 基油と増ちょう剤とを含有するグリース組成物であって、増ちょう剤の少なくとも一部に代えて、下記一般式〔Ｉ〕で表されるアミン構造を末端に有するウレア化合物を含有することを特徴とするグリース組成物。
   

   

   式中、Ｒ ₃ は、炭素数６〜１５の芳香族系炭化水素基を表す。Ａ₁ 、Ａ ₂はシクロヘキシル基、フェニル基、オクタデシル基または４．４ ' −ジフェニルアミノ基を表し、Ａ₁ 、Ａ ₂のうち４．４ ' −ジフェニルアミノ基の占める割合がモル比で０．０１以上であり、また同一でも異なっていてもよい。