TW403780B - Oil composition for oil-retaining bearings - Google Patents

Description

A7 403780 _Βτ_____ 五、發明説明（1 ) 發明領域 本發明係關於一種保持潤滑油之軸承用油組成物。更 詳而言之，本發明係關於一種保持潤滑油之軸承（以下或 譯存油軸承）用油組成物，其可以減少燒結合金之軸承的 摩擦係數，避免軸承之磨耗，及對各種軸承材料表現極佳 的適應性。 本發明之先前技藝 燒結合金之軸承的製備係將潤滑油浸滲入一種多孔物 品內，.該物品之獲得係利用金屬粉末如鐵、鲖、錫、鉛、 鋅或碳的粉末當作材料，及藉燒結將此材料模製成物品。 用於燒結的材料主要被分類成銅材料及鐵材料。銅材料係 用於音響製品及家庭電氣器具如錄影機、汽車立體音響及 電扇中的各種型態馬達。鐵材料係用於汽車的電氣部分內 的各種型態馬達，如風扇馬達。這些製品的品質係與浸滲 入軸承內的潤滑油（燒結合金軸承用的油）之性質息息相 關〇 . 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 換言之，由於旋轉部分所產生的熱，燒結合金之軸承 所用的油必須有優良的耐熱性及高溫氧化安定性和低揮發 性。大部分的軸承不需要另外供給油，因此油亦必須具有 長壽命。此外油必須具有良好高溫和低溫潤滑性以及對材 料的適應性，如對燒結材料及燒結材料周圍部分內所用的 塑膠材料。再者，就耐磨耗性、抗膠執性、及氧化安定性 而言，有迫切需要對燒結合金之軸承用油作更進一步的改 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐）~~~~ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 403780 ^五、發明説明（2 ) 良，因爲燒結合金之軸承的大小及厚度逐漸減少，所以使 用環境變成更惡烈及更多變的。就攜帶型收錄音機、攜帶 型雷射唱機及攜帶型迷你唱機內之絞盤軸承和馬達軸承所 用的燒結合金之軸承用油而言，希望能減少摩擦係數以便 降低電力消耗、。作爲上述燒結合金軸承用的潤滑油，日本 專利公開號平成7 ( 1 9 9 5 ) — 5 3 9 8 4 )之說明書 中敘述一種包括基礎油及含金屬的特殊添加劑之油。然而 ，此軸承用油在使用於燒結合金軸承時，就優良的耐磨耗 性、氧化安定性及低摩擦係數而言，其性質不能完全令人 滿意。 發明概述 本發明已經在上述情況下被完成。因此，本發明之一 目的在於提供一種燒結合金軸承用的油組成物，其可減少 軸承的摩擦係數及改善軸承的耐磨耗性以及油組成物對於 軸承材料的適應性。 本發明的深入廣泛硏究結果發現當油組成物包含基礎 油及特殊的憐.化合物時，可以減少軸承之摩擦係數及改善 軸承的耐磨耗性和油對於軸承材料的適應性。. 因此，本發明提供種存油軸承用潤滑油組成物，其包 括一基礎油及至少一化合物選自含1 2至3 0個碳原子的 氫碳基的二氫碳基亞磷酸氫酯及三氫碳基磷酸酯。 發明之詳細說明 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) X'1/ .y裝 —訂_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

五、發明説明（3 ) 以下詳細說明本發明。 作爲含於本發明之持油軸承用油組成物內的基礎油， 可以使用一種包含礦油及/或合成油的基礎油。亦可使用 •除了含礦油及/或合成油外還含黏度指數改良劑的基礎油 〇 . 本發明中所用的礦油及合成油之種類及性質爲未受限 制的。可以使用4 0°C時動黏度爲5至5 0 0平方毫米/ 秒的油。當油之動黏度低於· 5平方毫米/秒時，會產生問 題如油膜强度減小及蒸發損失增加。.當油之動黏度高於 5 0 0平方毫米/秒時，黏滯阻力會增加且可能引起各種 麻煩。由於這些因素，動黏度之範圍較佳爲1 0至3 0 .0 平方毫米/秒.。礦油的例子包括石蠘礦油、中間餾出礦油 及環烷系礦油，其係經精製而獲得，例如經溶劑精製、加 氫精製、氫化裂解及脫蠟處理，及藉將黏度指數改良劑加 到這些油中所獲得到油。 經濟部中夬檩隼局員工消費合作、社印製

Hi - I I I- n - ^ _r I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4. 合成油的例子包括聚丁烯、聚烯烴（包括α —烯共聚 物）、各種酯（如多元酯、二元酸酯及磷酸酯）、各種醚 (如多苯基醚）、烷基苯、烷基棻及藉將黏度指數改良劑 加到這些油中所獲得到油。 本發明中，可以使用上述礦油的兩種或多種之組合物 。亦可使用上述合成油的兩種或多種之組合物。也可使用 礦油與合成油之組合物。 作爲基礎油，較宜使用包括聚一 π _儲、乙烯—or — 嫌共聚物或這些聚合物的氫化產物之基礎油。作爲聚一 α 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 403780___B7 _ 五、發明説明（4) —烯，較宜使用具有6至1 4個碳原子的π —烯之低聚物 。作爲乙烯—α -烯共聚物，較宜使用乙烯-丙烯共聚物 。本發明中，特佳爲使用一種基礎油，其包括至少一種選 自（a )聚一α —烯及其氫化產物、（b )乙烯一α -烯 共聚物及其氫化產物、及（c ) ( c_ 1 )聚—α —烯、 乙烯一 α —嫌共聚物、或其氣化產物與（c 一 2 )燒基苯 或烷基某之混合物，因爲可以得到較好的低溫特性且避免 淤渣的形成。亦可使用除了含上述成分外還含黏度指數改 良劑的基礎油。 上述基礎油在高溫使用時沒有任何問題如”油壓洩漏 ”，其發生在軸承材料之油滲透而導致油膜强度減小且軸 承的油洩漏量增加而導致軸承壽命減短且周遭部分積垢。 而且該基礎油沒有低溫啓動時之問題，如因爲油流動性減 低而導致油供應不足。 作爲本發明中當作基礎油用的烷基苯及烷基某，可以 使用具有苯環或棻環及至少一種烷基取代基的化合物，該 烷基具有6至3 0個碳原子，較佳10至2 4個碳原子， 且係鍵連至苯環或某環。基礎油中所含有的上述烷基苯或 烷基某之量較佳爲3至9 0重量％。含烷基苯或.烷基棻的 基礎油，尤其是其量不少於3重量％者，表現抑制淤渣形 成的效果，因此保持油經過軸承之孔的滲出。當含量超過 9 0重量％時，苯胺點會減低，且軸承周圍的密封材料會 膨脹或收縮，有時會導致軸承的油洩漏量增加。再者，在 上述高溫使用時及低溫啓動時可能會有問題，因爲黏度指 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210X297公釐）_ 7 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) rr 裝· <βτ 403780 at B7 五、發明説明（5 ) 數減少。由於上述理由，烷基苯或烷基某之.含量更佳爲佔 基礎油重量的3至7 5重量％，最佳3至6 0重量％。 可用於上述基礎油中的黏度指數改良劑之較佳例子包 括烯（共）聚物，如乙烯-丙烯共聚物，聚甲基丙烯酸酯 ，及聚異丁二烯。使用聚甲基丙烯酸酯係尤佳的，因爲較 好的低溫特性。黏度指數改良劑較佳具有數量平均分子量 爲 1,0，000 至 1，.〇〇〇，〇〇〇，更佳 10，000 至 100，〇〇〇，最佳 10，〇〇〇至 5 0，0 0 0，因爲在剪切條件下較好的安定性。 本發明存油軸承用的油組成物包括上述基礎油及至少 一種化合物選自含1 2至3 0個碳原子的氫碳基的二氫碳 基亞磷酸氫酯及三氫碳基磷酸酯。作爲上述二氫碳基亞磷 酸氫酯，較宜使用以下通式（I )所表示的化合物： (R 1 0 ) 2 POH ---(1) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述通式（I )中，R 1較佳代表具1 2至3 0個碳 原子的烷基或烯基。當上述二氫碳基亞磷酸氫酯中的氫碳 基具有少於12個碳原子時，則二氫碳基亞磷酸氫酯所提 供的油組成物之安定性較差且易於形成淤渣。當氫碳基具 有超過3 0個碳原子時會產生問題，所得的油組成物不會 表現該含量所預期的潤滑性，且二氫碳基亞磷酸氫酯不易 取得。由於上述理由，氫碳基較佳爲具有1 4至2 2個碳 原子。 本紙張尺度適用申國國家標準（CNS)A4規格（210X297公釐）—8 - A7 —403780_ B7________ 五、發明説明（6) 本發明中所用的二氫碳基亞磷酸氫酯之具體例子包括 二月桂基亞磷酸氫酯、二棕櫚基亞磷酸氫酯、二硬脂基亞 磷酸氫酯及二油基亞磷酸氫酯。 作爲本發明中所用的三氫碳基磷酸酯，較宜使用以下 通式（I I )所表示的化合物： (R 2 0 ) 3 P. = 0 -(11) 上述通式（I I )中，R2較佳代表烷基或烯基。由 於與上述二氫碳基亞磷酸氫酯相同之理由，烷基或烯基較 宜具有1 2至3 0個碳原子，較佳具有1 4至2 2個碳原 Ο 本發明中所用的三氫碳基磷酸酯之具體例子包括三月 桂基磷酸酯、三肉豆蔻基磷酸酯、三棕櫚基磷酸酯、三硬 醒基磷酸酯及三油基磷酸酯。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明存油軸承用的油組成物包括至少一種選自上述 二氫碳基亞磷酸氫酯及三氫碳基磷酸酯者，含量爲 0 . 0 1至1 0重量％。當含量少於0 . 0 1重量％時， 則難以表現本發明的有利效果。當含量超過1 0 .重量％時 ，則有利效果飽和，且可能易於形成淤渣。由於上述理由 ，含量較佳爲0 ·1至5重量％，最佳0 .1至3重量％ 0 本發明中，只要含量在上述範圍內，則可以使用兩種 或多種二氫碳基亞磷酸氫酯的組合物，且亦可以使用兩種 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X2.97公釐）-g _ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 403780 五、發明説明（7 ) 或多種三氫磷酸酯的組合物。也可以使用一種或多種二氫 碳基亞磷酸氫酯與一種或多種三氫碳基磷酸酯的組合物。 本發明存油軸承用的油組成物中，若應甩上有需要， 一可在對本發明目的無不良影響之範圍內另含有黏度指數改 良劑、傾點下降劑、無灰分散劑、金屬去垢劑、抗氧化劑 、油滑劑、腐蝕抑劑劑、界面活性劑、消泡劑及摩擦性改 良劑。 可將本發明存油軸承用的油組成物浸滲入燒結合金軸 承所用的各種型態燒結金屬材料內。燒結合金軸承可用當 作各種.型態的軸承，如攜帶型收錄音機、攜帶型雷射唱機 及攜帶型迷你唱機內之絞盤軸承和馬達軸承。 概括本發明之優點，本發明存油軸承用的油組成物藉 浸滲入各種型態的燒結合金材料內而用於燒結合金軸承， 可減少軸承的摩擦係數及改善軸承的耐磨耗性以及'潤滑油 組成物對於軸承材料的適應性。 以下參照實例更詳細說明本發明。然而，這些實例並 非用以限制本發.明。 (1 )殼磨耗試驗 依臼本石油機構之J P I — 5 S — 3 2 — 9 0方法來 評估耐磨耗性’且測量於以下條件下所形成的磨耗痕跡之 直徑 轉速：1200rpm 負荷：4 0 k g f 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1.:--1-----— -:V (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) —訂 .¾. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 403780 A7 B7 五、發明説明（8 )

油溫：5 〇 °C 時間：6 〇分鐘 (2 )擺錘形式摩擦試驗 依日本汽車工程協會之j AS〇 M3 1 4 — 8 8方 法於以下條件下來測量摩擦係數： 球：S U J 2. ( 3 / 1 6 吋）

輥針：S U J 2 油溫：2 5 °C (3 )軸承材料的浸漬試驗 在以下軸承材料浸於潤滑油中於1 2 Ο Ό試驗1 0 〇 小時後，藉檢驗軸承材料的腐蝕形成及測量試驗油中所形 成的淤渣量來評估潤滑油。所形成的淤渣量係利用孔直徑 爲0 . 8微米的微孔過濾器來測量。 軸承材料： 鐵材料：依照日本工業標準B — 1 5 8 1 S B F 2 1 1 8的材料 銅材料：依照日本工業標準B — 1 5 8 1 S B K 12 18 實例1至4及比較例1至4 使用表1所示的基礎油根據表2所示的配方來製備存 油軸承用的油組成物，評估所製備的油組成物之性質。結 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210><297公釐） 11 -I------1— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 403780 五、發明説明（9 ) 果示於表2中。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝.

、tT .1=:=.--.1 Γ—. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X2.97公釐） A7 B7 五、發明説明（10) 表1 基礎油⑴ 基礎油⑵ 基礎油（3) 聚-α -烯15 (重量％) .100 - - 聚-α -烯2) (重量％) - 65 27 聚-α -烯3> (重量％) - 30 43 院基苯 (重量％) - 5 - 烷基菓5) (重量％) - - 30 403780 動黏度（平方毫米/秒） 40°C 30.7 99.9 99.3 10 0°C 5.84 13.70 13.69 黏度指數 137 138 139 傾點（°c) -50> -50 40 閃點（°c) 238 264 252 (請先閲讀背面之注意事項再41寫本頁) -裝· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1) 聚-烯：動黏度（100°c)，6 cSt ; Ethyl公司產品，一種癸 烯低聚物。 2) 聚1 -烯：動黏度（100°C )，10 cSt ; Ethyl公司產品，一種癸 烯低聚物〇 _ 3) 聚-烯：動黏度（100°C)，40 cSt ; Ethyl公司產品，一種癸 烯低聚物。 4) 烷基苯：動黏度（4Q°C )，50 cSt ; —種分枝的重質烷基苯，具 有1-2個C 12烷基。 54)烷基某：動黏度（40°C )，28 cSt ; —種具有C 16至C 18烷基的 烷基棻。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 13 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 403780 五、發明説明（11) 表2-1 實例1 實例2· 實例3 實例4 基礎油（1) 97.0 97.0 基礎油（2) - 97.0 __ . 基礎油（3) - - 97.0 - 二油基亞磷酸氫酯 2.0 2.0 _ 二月桂基亞磷酸氫酯 — _ 2.0 三油基磷酸酯 - - 2.0 二丁基亞磷酸氫酯 - _ 二油醯磷酸酯 _ 三油基亞磷酸酯 - _ 三甲苯酚基磷酸酯 - _ 抗氧化劑·" 1.0 1.0 1.0 1.0 藉擺錘形式試驗所 0.10 0.10 0.10 0.10 測之摩擦係數 殼磨耗（毫米） 0.44 0.44 0.48 0.44 軸承之浸漬試驗 銅材料 腐蝕之形成 /fm*. IIII: 7vv? /frrr. m /fm*. m m 淤渣（毫克/100毫升） 1.8 0.6 0.7 1.9 (微孔，0.8微米） 鐵材料 腐蝕之形成 Λτττ. m /frTT». 雛 /fnT- m An*. m 淤渣（毫克/100毫升） 1.7 0.6 0.6 1.8 (微孔，0.8微米） —種Ciba-Geigy公司的 產品，Irganox L57;二苯胺抗氧化劑。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（〇呢）'八4規格（210父297公釐） 14 403780 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（12) 表2-2 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 基礎油（1) 97.0 97.0 97.0 97.0 基礎油（2) - - ~ - 基礎油（3) - - - - 二油基亞磷酸氫酯 - - - - 二月桂基亞磷酸氫酿 - -. - - 三油基磷酸酯 - - ' - 二丁基亞磷酸氫酯 2.0 - - - 二油醯磷酸酯 - 2.0 - - 三油基亞磷酸酯 - - 2.0 - 三甲苯酚基磷酸酯 - - .- 2.0 抗氧化劑> 1.0 1.0 1.0 1.0 藉擺錘形式試驗所 0.10 0 .10 0.14 0.13 測之摩擦係數 殼磨耗（毫米） 0.40 0.43 0.85 0.71 軸承之浸漬試驗 銅材料 腐蝕之形成 Arrt. 無 Arrr. m Art m /ftn*. m 淤渣（毫克/100毫升） (微孔，0.8微米） 10.8 13.1 0.6 0.5 鐵材料 腐蝕之形成 /fm*. m /fm*. m .無 /fm*. m 淤渣（毫克/1QQ毫升） 11.3 12.8 0.5 0.5 (微孔，0.8微米） •一種Ciba-Geigy公司的產品，I rganox L57 ;二苯胺抗氧化劑。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 用 - 个 沁 4 A Ns c /V 準 標 豕 釐 公

Claims (1)

1. 403780 ll D8六、申請專利範圍 附件1 : 第8 5 1 0 9 2 9 2號專利申請案 中文申請專利範圍修正本

   1 . 一種保持潤滑油之軸承用油組成物’包括一基礎 油及0.01至10重量％的選自二氫碳基亞磷酸氫酯及 三氫碳基磷酸酯的其中一類化合物，其中基礎油包含至少 —種選自下列者： (a) 聚—烯及其氫化產物， (b) 乙烯一α—烯共聚物及其氫化產物，及 (c ) (c — 1)聚_α_烯、乙烯—α —烯共聚物或其 氫化產物與 (c 一 2 )烷基苯或烷基某之混合物， 該二氫碳基亞磷酸氫酯係下式（I )所示之化合物·’ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (R 1 Ο ) 2 ΡΟΗ …（I ) 其中，R1代表具1 2至3 0個碳原子的烷基或烯基 且該三氫碳基磷酸酯係下式（I I )所示之化合物： (R 2 0 ) 3 Ρ = 0 -(II) 其中，R2代表具1 2至3 0碳原子之烷基或烯基。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公"5Ί * -1 - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

   經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 403780 g88 々、申請專利範圍 2 .如申請專利範圍第1項之保持潤滑油之軸承用油 組成物，其中保持潤滑油之軸承係一種燒結合金軸承》 (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 羊 訂 Ji—ir 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -2 -