JPS6011591A - ポリウレアグリ−ス組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はより改良されたポリウレアグリース組成物に関
するもので、詳しくは含水時の剪断安定性と潤滑性との
より改良されたポリウレアグリース組成物に関するもの
である。

ポリウレアグリースは基油中でイソシアネートとアミン
とを反応させて得られるグリースであり、ポリウレア化
合物が分散し増稠しているグリースであって耐熱性グリ
ースとして期待されているものであるが、含水時の剪断
安定性および潤滑性に更に改良すべき点があることが認
められている。

今回含水時の剪断安定性をより改良しようとし、また潤
滑性もさらに向上させようとし研究の結果、イソシアネ
ートとアミンを反応させた後、ポリメタクリレートを添
加して温度を急上昇し、その後冷却しついでモンタンワ
ックス酸の２価アルコールエステルを添加して製造する
ようにした本発明によって上記の目的が完全に達成でき
ることを知り得て本発明に至ったものである。

本発明で使用するイソシアネートはジフェニルメタン−
４１，４１／−ジイソシアネート、ｌ−リレンジイソシ
アネート、ナフチレン−１，５−ジイソシアネート等の
芳香族ジイソシアネートであって、これとヘキシルアミ
ン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘギサデシルア
ミン、アイコシルアミン、牛脂アミン、ヤシ油アミン、
アニリン、ｐ−トルイジン、ナフチルアミン等のモノア
ミンと反応させて得られるジウレア化合物が本発明の目
的に最も適するポリウレア化合物である。以下主として
ジウレア化合物を基油に分散させたジウレアグリースに
ついて製造方法を説明する。しかし、ジイソシアネート
、ジアミン、モノイソシアネート、モノアミンを反応さ
せて得られるトリウレア化合物、またはジイソシアネー
ト、モノアミン、水を反応させて得られるトリウレア化
合物またはジイソシアネート、モノアミン、ジアミンを
反応させて得られるテトラウレア化合物もジウレア化合
物よりや＼劣るが使用し得るポリウレア化合物である。

本発明に使用する基油は精製鉱油および合成油である。

また其の他の添加剤は酸化防止剤、極圧添加剤、防錆剤
等である。

本発明を好ましい具体例に基いて説明すると、基油の一
部を反応釜に仕込み６０℃に加熱してイソシアネートを
加え、攪拌して混和し、ついで別条で基油の残部を８０
°Ｃに加熱しアミンを加え、溶解した組成物を反応釜に
加え攪拌して反応させる。この時反応熱により反応釜中
の組成物の温度は約１００°Ｃに上昇する。この温度に
保持して反応物の赤外吸収を測定し、未反応のイソシア
ネートが詔ぬられなくなるまで攪拌を継続する。

これが反応の第１段階であって、この間にイソシアネー
トとアミンが反応しポリウレア化合物を生成し攪拌によ
って基油中に均一に分散する。この第１段階においては
反応物の温度は２０〜１２０°Ｃに保持する事が好まし
い。２０°Ｃより低くては反応し難いし、１２０°Ｃよ
り高くては反応が速すぎ生成したポリウレア化合物が基
油中に均一に分散し難い。第１段階の反応方法は公知の
方法とは寸同じである。

次に反応釜Ｑこポリメタクリレート０．５〜５重量％を
添加してから加熱して攪拌しつつ釜中の組成物の温度を
毎分１℃以上の温度上昇速度で上昇させて１８０〜２０
０℃の温度に達せしめる。これが第２段階である。ここ
において温度上昇速度は毎分１°Ｃが最低でこれ以下で
は含水時の剪断安定性改良の効果はない。毎分１°Ｃ以
上であればすべての速度において効果はある。しかし量
産の場合に加熱能力に限界があるから、無限に速度を大
にすることは出来ない。よって毎分１〜５°Ｃが実用上
適当な範囲である。しかしこれで最高速度が限定される
ものではない。また反応組成物は加熱時間はなるべく短
くして酸化を防止するのが良いのであるから・毎分１〜
５°Ｃの範囲の内では毎分５°Ｃが最も好ましい速度で
ある。第２段階終了後の組成物を冷却し室温近くでその
他の添加剤を加え、混線し脱泡すれば製品となり本発明
の第１の目的の含水時の剪断安定性の改良されたポリウ
レアグリースを得ることができる。

次に第２の目的の潤滑性を改良しようとして更に研究を
進めた所、第２段階終了後、室温近くまで冷却した状態
の組成物に０．５〜１０重斂％のモンタンワックス酸エ
ステルを添加し混練し脱泡したものが潤滑性が著しく向
上している事を見出して、ここに含水時の剪断安定性と
潤滑性の共に優れたポリウレアグリースを得ることがで
き本発明の目的を達成することができたのである。尚市
販のポリウレアグリースに上記第２段階以降の工程を適
用して本発明の目的を達成することもできる。

本発明に使用するポリメタクリレートは潤滑油の粘度指
数向上剤または粘度指数向上剤兼清浄分散剤として一般
に使用されているすべてのタイプを含むものである。

すなわち前者のメタクリル酸アルキルエステル単独重合
体であるいわゆる非分散型ポリメタクリレートまたは後
者のメタクリル酸アルキルエステル中にメタクリル酸ジ
エチルアミノエチルエステルのような極性メタクリル酸
エステル、２−メチ／Ｌ７−５−ビニルピリジンのよう
なアミン、Ｎ−ビニルピロリジノンのようなアミド等の
極性モノマーを全量に対して１０重量％程度混合して共
重合させた共重合体であるいわゆる分散型ポリメタクリ
レートが使用できる。ここにおいてメタクリル酸アルキ
ルエステルのアルキル基の炭素数は１〜１８で重合体、
共重合体の平均分子量は１０，０００〜１，５００，０
００が使用し得る範囲である。これらはいずれも公知の
ものである。

本発明においてかような公知のポリメタクレートをポリ
ウレアグリースの製造工程においてイソシアネートとア
ミンの反応終了後に、添加し２０〜１２０℃より１８０
〜２００°Ｃまで毎分１°Ｃ以上の温度上昇速度で上昇
させることによって含水剪断安定性が著しく改良された
ポリウレアグリースが得られることは本発明者等がはじ
めて見出したものである。

このポリメタクリレートは温度上昇後の高温状態のグリ
ース組成物に添加する場合または温度上昇し冷却後に添
加する場合等の工程中の他の時期に添加するときは本発
明の効果は得られないことも見出された。ポリメタクリ
レートの添加量は０．５重量％未満では効果がなく１０
重量％を越すと含水時の剪断安定性は向上するがグリー
スの流動性を損うので適当でない。

ポリメタクリレートがかような効果を有する原因はまだ
十分解明されてはいないが、大路次の事は考えられる。

ポリメタクリレートは油中に分散して存在する時は低温
においては小さい糸まり状に凝集しており、高温になる
と広がって糸まり状のものの体積が大きくなる。本発明
において基油とポリウレア化合物と共存する系にポリア
クリレートが添加され攪拌されながら温度が急上昇する
と糸まり状のものの体積が急激に増大し、その隙間にポ
リウレア化合物が容易に入り込み、次に冷却すれば糸ま
り状は収縮してポリウレア化合物受つつみながらこのポ
リウレア化合物がミセル化してグリース状となるので、
ポリウレア化合物のミセルは耐水性のよいポリメタクリ
レートによって被覆される。

かようにしてイソシアネートとアミンの反応後にポリメ
タクリレートを０゜５〜１０重敢％添加シ毎分ｌ″Ｃ以
上の温度上昇速度で２０〜１２０°Ｃより１８０〜２０
０°Ｃに上昇し次に冷却する事により含水時の剪断安定
性の優れたポリウレアグＩＪ−スが得られたのである。

次に本発明の第２の目的の潤滑性の向上に使用するモン
タンワックス酸エステルは西欧、米国等で褐炭中に含ま
れて産出するモンタンワックスを精製し分解して得られ
るモンタンワックス酸とエチレングリコール、ブチレン
グリコールのような２価アルコールとを縮合したエステ
ルで硬質のワックスであって普通Ｇこはカルナウバワッ
クスと同様にポリッシュに使用するものであるが、本発
明においては前記の使用方法で潤滑性が著しく向上する
事を見出したものである。使用する２価アルコールは炭
素数２〜６のものが効果のある範囲で、特に炭素数４の
ブチレングリコールが最も効果がある。かような効果の
ある理由についてはモンタンワックス酸は炭素数２５〜
８１の高分子酸でこの２分子と２価アルコール１分子と
縮合すると炭素数５４〜６６の高分子ワックスとなり融
点も８２〜８５°Ｃとなる。かような高分子で高融点の
ワックスを７０’Ｃ以下でグリースに混入し混練すれば
溶融せず微細に分散して物理的に混合している状態とな
る。このワックスは長い炭化水素鎖により金属に付着性
の強いものであるからグリースが摩擦面に接触するとグ
リースより容易に分離し摩擦面に付着し摩擦熱により溶
融して強靭な油膜となり優れた潤滑性が得られるものと
考えられる。

なお、モンタンワックス酸エステルの添加１　ハ０．５
重量％未満では効果がなく、１０重量％を越すと潤滑性
は良いがグリースが硬くなり付着性。

給油性が劣り適当でないので０．５〜ＩＯ重量％の範囲
とする。

次に第１表に示した実施例、比較例Ｇこよってより具体
的Ｇこ説明する。なお第１表に記載しである含水剪断安
定性および潤滑性の試験方法は次の通りである。

１、含水剪断安定度 ４ＳＴＭＤ１８８１のシェルロール試験方法に準拠して
行う方法であってグリース中に水を１０％含ませたもの
を試料として温度８０°Ｃで２４時間運転し、試験前後
のグリースのちょう度差により含水剪断安定度の優劣を
判定した。

２、潤滑性 ＡＳ’Ｉ’ＭＤ２７８２のテイムケン極圧試験方法に準
拠して行う方法であって、摩擦試験片リングに０．２ｇ
の試料グリースを均一に塗布してこれを毎分８００回転
で回転し、一方の摩擦試験片ブロックをそのリングにｌ
Ｏポンドの荷重で加圧し３時間の試験を行い、その間の
焼付の有無、ブロックの温度上昇およびブロックに生じ
た摩耗痕の幅を測定しこれらの数値より潤滑性の優劣を
判定したＯ ・実施例１ 鉱油のＴ盪を反応釜に仕込み８０℃に加熱しジフェニル
メタン−４，４１−ジイソシアネート全凰全加え攪拌し
混和した。

別の溶解釜に鉱油の残量を仕込み８０°Ｃに加熱し牛脂
アミンｐ−）ルイジン、アニリン、それぞれ全量を鉱油
に加え攪拌し溶解しておき、これを反応釜に加え攪拌し
て反応させた。反応熱により湿度が上昇し１００°Ｃと
なった。１００°Ｃに一定に保ち攪拌を継続し１０分後
反応組成物の赤外吸収を測定しイソシアネートの吸収を
認めなかったので、ポリメタアクリレート５重量％を加
え攪拌しつつ加熱して温度上昇速度を毎分３°Ｃとして
１９０°Ｃに到達するまで急上昇させ、ついでたくちに
攪拌しつつ冷却して３０°Ｃに到達した所でモンタンワ
ックス酸エステルを０．５重量％加え、均一になるまで
攪拌した後さらにロールミルで混練し試料とした。

実施例２ 実施例１と同じ方法でモンタンワックス酸エステルの添
加量のみ変えて５％として行い試料とした。

実施例３ 実施例１と同じ方法でモンタンワックス酸エステルの添
加量のみ変えて１０％として行い試料とした。

実施例４ 実施例１〜３および５〜６がアミンが芳香族が主体で従
って生成するポリウレア化合物の末端基が芳香族が主体
となるのに対して本例は脂肪族アミンが主体である。製
造方法は実施例１と同じ方法でモンタンワックス酸エス
テルの添加量を重肘％として行い試料とした。

実施例５ 実施例１と同じ方法でポリメタアクリレ−１・の添加量
を変えて０．５重量％とじ急上昇到達温度を１８０°Ｃ
としさらにモンタンワックス酸エステルの添加量を５重
量％とじて行い試料とした。

実施例６ 実施例１と同じ方法でポリメタアクリレートの添加量を
１０％とし急上昇到達温度を２００°Ｃとしさらにモン
タンワックス酸エステルの添加量を５重量％にして行い
試料とした。

実施例７ 本例は脂肪族アミンが主体である。実施例１と同じ方法
でモンタンワックス酸エステルの添加量を５重量％にし
て行い試料とした。

実施例１と同じ方法でポリメタクリレートの添加量を０
％（比較例１　）　０．１重量％（比較例２）、５重量
％（比較例８．４）、モンタンワックス酸エステルの添
加量はいずれも０％として行いそれぞれ試料とした。た
だし、比較例１，３は実施例１と同じ芳香族系、比較例
２．４は実施例４と同じ脂肪族系である。また比較例５
および６は市販のポリウレアグリースである。

以上の試料についてそれぞれグリースの性状、含水剪断
安定度、潤滑性について試験を行い効果を確認した。

第１表記載の試験結果より本発明の範囲のものはその他
のものと比較して目的とする含水剪断安定度と潤滑性が
共に著しく改良されていることが確認された。

本発明のポリウレアグリースはもとより各種機械の潤滑
用に使用して好適なものであるが、基油を適当に選択す
ることによりトラクションドライブ流体としても適用し
得るものである。すなわちトラクションドライブ装置に
適用される流体がころがり接触面における高圧下の薄膜
状態にあって流体の油膜が硬化してころがり摩擦係数（
トラクション係数）を増大する能力が大きいような基油
（例えばトルエンまたはギシレンアルキル化生成物水素
添加物、アルファメチルスチレン線状２量体水素添加物
等）を用いることによりトラクション係数の大きいグリ
ース流体が得られる。

かようなグリースはトラクション係数が大きくかつ含水
剪断安定性、潤滑性が優れているものであるからトラク
ションドライブ装置の動力伝達を有効に行ないつつ、悪
条件の使用状態Ｇこあっても長期安定に適用する事が可
能で、また装置の摩耗を有効に防止し得る機能を有する
ものである。

第１頁の続き ＠）発　明　者　安藤正夫 東海市加木屋町鎌吉良根３３−１ 新日鐵社宅１号棟５０２ ■出　願　人　新日本製鉄株式会社 東京都千代田区大手町２丁目６ 番３号 ７１６−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　ポリウレアグリースにポリメタクリレートを添加し
   て温度を急上昇させ、その後冷却しついでモンタンワッ
   クス酸エステルを添加し混練して成ることを特徴とする
   ポリウレアグリース組成物。