TWI579373B - A lubricating oil composition for sintering an oil bearing - Google Patents

Description

用於燒結含油軸承之潤滑油組成物

本發明係關於用於燒結含油軸承之潤滑油組成物。

在鐵鋼、汽車、精密機械、一般機械等的各種產業領域中，潤滑油所帶來的潤滑性在節能方面的重要性增加。近年來，對於潤滑油的要求變得更複雜且更高。具體而言，更要求藉由1種潤滑油不僅要提升潤滑性，亦必須提升與金屬或樹脂等各種構件的穩定性。

例如，燒結含油軸承，其係將複數金屬材料的粉末燒結，再使含浸油含浸於所產生的無數油孔中加以使用的軸承。軸承的材質，主要係由鐵以及銅所構成，更進一步係由複數金屬所構成。該等金屬成分與經含浸的含浸油以極大的表面積接觸。金屬成分發揮作為觸媒的功用，而具有促使含浸油的氧化劣化的作用。由於含浸油的氧化劣化，可能導致油量不足或產生污渣，更可能導致油孔阻塞的狀況。在這樣的狀態下，容易造成金屬間彼此的接觸，而發生噪音或扭矩(torgue)的增加。因此，提高含浸油的抗氧化性係重要的課題。

此外，含浸燒結含油軸承的含浸油，亦必須兼具低摩擦特性、優良耐磨耗特性等作為潤滑油的功能。

專利文獻1中，提供一種潤滑油組成物，其以合成烴油作為基質，並含有磷酸酯與多元醇脂肪酸酯，而兼具良好金屬相容性和樹脂相 容性、以及耐磨耗特性和低摩擦特性。然而，抗氧化性並不充分。

【先前技術文獻】 【專利文獻】

[專利文獻1]日本專利第4946868號公報

於是，本發明所欲解決之課題，係提供一種用於燒結含油軸承之潤滑油組成物，其具有低摩擦特性、優良的耐磨耗特性，同時具有優良抗氧化性。

為了解決上述課題，本發明提供以下的用於燒結含油軸承之潤滑油組成物。

(1)一種用於燒結含油軸承之潤滑油組成物，其係包含基油、胺系抗氧化劑以及鉬酸胺鹽，其中該胺系抗氧化劑的含量，相對於潤滑油組成物整體為0.1~2.9重量%，且該鉬酸胺鹽的含量，相對於潤滑油組成物整體為0.025~9.0重量%。

(2)如(1)所述之用於燒結含油軸承之潤滑油組成物，其中該胺系抗氧化劑為烷基化二苯胺。

(3)如(1)或(2)所述之用於燒結含油軸承之潤滑油組成物，其中該胺系抗氧化劑的含量，相對於潤滑油組成物整體為0.5~2.5重量%，且該鉬酸胺鹽的含量，相對於潤滑油組成物整體為0.125~5重量%。

(4)如(1)至(3)任一項所述之用於燒結含油軸承之潤滑油組成 物，其中該鉬酸胺鹽係由鉬酸與碳數6~24的烷胺所形成的鹽。

本發明之用於燒結含油軸承之潤滑油組成物，藉由胺系抗氧化劑與鉬酸胺鹽的加乘效果，可大幅提升抗氧化性。此外，本發明之用於燒結含油軸承之潤滑油組成物，在低溫時亦不會析出，且黏度亦不會上升，而可發揮作為潤滑油的功能。

以下，依照實施態樣詳細說明本發明。

本發明之潤滑油組成物，包含基油、胺系抗氧化劑以及鉬酸胺鹽。

本發明中，雖未特別限定基油，但可列舉如：合成烴油、礦油等。該等基油，可各別單獨使用，或是亦可混合使用。作為合成烴油，例如，可列舉：聚α-烯烴、乙烯．α-烯烴共聚物、聚丁烯、烷基苯、烷基萘等。該等合成烴油，可各別單獨使用，或是亦可混合2種以上使用。

合成烴油的動黏度(40℃)，較佳為1~1000mm²/s。

本發明中，並未特別限定胺系抗氧化劑，可列舉如：烷基化二苯胺、三苯胺、苯基-α-萘胺、酚噻嗪、烷基化-α-萘胺、烷基化酚噻嗪。其中，特佳為烷基化二苯胺。作為烷基化二苯胺，可舉例如：單辛基二苯胺、單壬基二苯胺等的單烷基二苯胺；p,p’-二丁基二苯胺、p,p’-二戊基二苯胺、p,p’-二己基二苯胺、p,p’-二庚基二苯胺、p,p’-二辛基二苯胺、p,p’-二壬 基二苯胺等的二烷基二苯胺；四丁基二苯胺、四己基二苯胺、四辛基二苯胺、四壬基二苯胺等的四烷基二苯胺。

潤滑油組成物中的胺系抗氧化劑的含量為0.1~2.9重量%，較佳為0.5~2.5重量%。胺系抗氧化劑的含量若未滿0.1重量%，則無法得到氧化穩定性的效果。另一方面，胺系抗氧化劑的含量若超過2.9重量%，則在低溫環境下，胺系抗氧化劑對於基油的溶解性會降低，具有導致胺系抗氧化劑無法完全溶解而析出的疑慮。起因於胺系抗氧化劑析出使得燒結軸承的孔阻塞，導致油難以排出，則結果潤滑性變差。

本發明中，雖未特別限定鉬酸胺鹽，但例如為鉬酸與碳數6~24的烷胺所形成的鹽。作為烷胺，具體而言，可列舉：己胺、庚胺、辛胺、2-乙基己胺、壬胺、異壬胺、癸胺、異癸胺、十一胺、月桂胺、異月桂胺、十三胺、異十三胺、十四胺等的一級烷基胺；二丁胺、二己胺、二辛胺、二月桂胺、二(十三烷基)胺等的二級烷基胺。其中，特佳為二級烷基胺。

潤滑油組成物中鉬酸胺鹽的含量為0.025~9.0重量%，較佳為0.125~5重量%。鉬酸胺鹽的含量若未滿0.025重量%，則無法得到氧化穩定性的效果。另一方面，鉬酸胺鹽的含量若超過9.0重量%，則可能導致低溫時黏度上升。若黏度高，則含浸於燒結軸承的油難以排出，可能在啟動時容易與金屬接觸。

本發明之潤滑油組成物中，除了基油、胺系抗氧化劑以及鉬酸胺鹽以外，在不損及目的之範圍內，可適當添加選自酯油、磷酸酯以及多元醇之脂肪酸酯的至少1種。

作為酯油，例如，可列舉：單酯、二酯、聚醇酯、芳香族酯、碳酸酯；特佳為二酯。二酯係由雙質子酸與醇所合成的化合物。作為雙質子酸，可列舉：己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸等的碳數4~8的雙質子酸；作為醇，可列舉：2-乙基己醇、異辛醇、異壬醇、異癸醇、異十三醇、異硬脂醯醇等的碳數8~20的醇。二酯，具體為己二酸二(十三烷基)酯較佳。潤滑油組成物中的酯油的含量宜為3~10重量%。

作為磷酸酯，特佳為芳香族磷酸酯。作為芳香族磷酸酯，可列舉：三苯基磷酸酯、三甲苯酚基磷酸酯、苄基二苯基磷酸酯、乙基二苯基磷酸酯、甲苯酚基二苯基磷酸酯、二甲苯酚基苯基磷酸酯、乙基苯基二苯基磷酸酯、二乙基苯基苯基磷酸酯、丙基苯基二苯基磷酸酯、二丙基苯基苯基磷酸酯、三乙基苯基磷酸酯、三丙基苯基磷酸酯、丁基苯基二苯基磷酸酯、二丁基苯基苯基磷酸酯、三丁基苯基磷酸酯。潤滑油組成物中的磷酸酯的含量較佳為0.01~10重量%。

多元醇的脂肪酸酯，為由多元醇與脂肪酸所合成的化合物。作為多元醇，可列舉：丙三醇、山梨醇、伸烷基乙二醇、新戊基乙二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇酐；作為脂肪酸，可列舉：月桂酸、十六酸、硬脂酸、十八烯酸。具體而言，特佳為山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐倍半油酸酯、山梨醇酐三油酸酯等的山梨醇酐脂肪酸酯。潤滑油組成物中的多元醇的脂肪酸酯含量為0.01~10重量%較佳。

此外，本發明之潤滑油組成物中，亦可進一步含有酚系抗氧化劑、磷系抗氧化劑、金屬鈍化劑等。

作為酚系抗氧化劑，宜為受阻酚系抗氧化劑，例如，可列舉： 季戊四醇肆[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、十八基-3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、1,3,5-參(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基甲基)-2,4,6-三甲基苯、1,3,5-參(3,5-二第三丁基-4-羥基苄基)-1,3,5-三氮雜苯-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮。

作為磷系抗氧化劑，可列舉：烷基亞磷酸鹽類、烷基芳基亞磷酸鹽類以及芳基亞磷酸鹽類，其中較佳為芳基亞磷酸鹽類。作為芳基亞磷酸鹽類，可舉例如：三苯基亞磷酸鹽、三甲苯酚基亞磷酸鹽、參(乙基苯基)亞磷酸鹽、參(2,4-二第三丁基苯基)亞磷酸鹽。

作為金屬鈍化劑，可列舉：N,N-雙(2-乙基己基)-[(1,2,4-三唑-1-基)甲基]胺等的三唑類、N,N-雙(2-乙基己基)-(4或是5)-甲基-1H-苯并三唑-1-甲胺等的苯并三唑類、2,5-二烷基巰基-1,3,4-噻二唑等的噻二唑類。

藉由在基油中以既定量混混合胺系抗氧化劑、鉬酸胺鹽及必要的添加劑，並以三輥筒輥磨機或高壓均質機充分揉合，可得到本發明之潤滑油組成物。作為用於揉合的三輥筒輥磨機，一般係使用油壓式的裝置。

本發明之潤滑油組成物，含有胺系抗氧化劑與鉬酸胺鹽，藉由該等的加乘效果，而具有優良抗氧化性。特別是，在鐵的存在下，可大幅提升抗氧化性。燒結含油軸承，係將複數金屬材料粉末燒結，再使潤滑油含浸於所產生之無數油孔而使用的軸承，因此多種金屬成分會與含浸油以極大的表面積接觸，一般來說氧化劣化。本發明之潤滑油組成物，具有低摩擦特性、優良的耐磨耗特性，同時具有優良抗氧化特性，因此可合適地使用於燒結含油軸承。

此外，本發明之潤滑油組成物中，胺系抗氧化劑的含量，相對於潤滑油組成物整體為0.1~2.9重量%，且鉬酸胺鹽的含量，相對於潤滑油組成物整體為0.025~9.0重量%，故在低溫時不會析出，且黏度不會上升，而可發揮作為潤滑油的功能。

【實施例】

以下，雖根據實施例更詳細說明本發明，但本發明不應被該等實施例所限定。

(1)樣品油的調製方法

使用以下各成分，以表1及表2所示的混合量(重量%)，利用攪拌機進行混合，藉此調製潤滑油組成物(樣品油)。

合成烴油：聚-α-烯烴(DURASYN168(INEOS公司製)，40℃黏度：46mm²/s)

胺系抗氧化劑：辛基化二苯胺(NOCRAC AD-F(大內新興化學公司製))

鉬酸胺鹽：鉬酸與二(十三烷基)胺所形成的鹽(Sakurarubu 700(ADEKA公司製)之含量25重量%)

酚系抗氧化劑：十八基-3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯(SONGNOX1076PW(SONGWONG公司製))

磷系抗氧化劑：參(2,4-二第三丁基苯基)亞磷酸鹽(Irganox168(BASF公司製))

磷酸酯：三甲苯酚基磷酸酯(TCP(大八化學公司製))

多元醇的脂肪酸酯：山梨醇酐三油酸酯(EMASOL O-30V(花王公司 製))

礦油：(Sakurarubu 700(ADEKA公司製)的含量45重量%)

鏈烯烴胺聚烯醯胺(Polyolefin amide alkeneamine)：(Sakurarubu 700(ADEKA公司製)的含量30重量%)

(2)評估方法

(2-1)抗氧化性

取樣品油0.3g、鐵粉0.3g置入 37的鋁皿，並混合均勻。將鋁皿置入140℃的恆溫槽，每經過24小時，測定混合物的重量，算出蒸發損失率。將蒸發損失率首次超過50%時的時間顯示於表1。150小時以上的情況則評估為○，未滿150小時的情況則評估為×。

(2-2)低溫特性(溶解性)

取10ml樣品油置入20ml螺旋管，將螺旋管放入-5℃的恆溫槽，靜置1週。經過1週後以目視觀察有無析出。未析出的情況評估為○，有析出的情況則評估為×。

(2-3)低溫特性(黏度)

使用Anton Paar公司製的黏彈性測定裝置，測定樣品油的視黏度。使用 25、錐角1°的錐板，在溫度-40℃的條件下，以180秒使剪切速率從0s^-1上升至350s^-1，將剪切速率為300s^-1時的剪切黏度作為視黏度。為了抑制軸承扭矩的上升，故將視黏度在25000mPa．s以下的情況評估為○，超過25000mPa．s的情況則評估為×。

(3)評估結果

相關於各潤滑油組成物之抗氧化特性以及低溫特性(溶解性)的評估 結果顯示於表1及表2，相關於低溫特性(黏度)評估結果顯示於表3。

根據表1可得知，實施例1~5中，因為包含基油、胺系抗氧化劑以及鉬酸胺鹽，其中胺系抗氧化劑的含量，相對於潤滑油組成物整體為0.1~2.9重量%，且鉬酸胺鹽的含量，相對於潤滑油組成物整體為0.025~9.0重量%，故其抗氧化性以及低溫特性(溶解性)優良。

另一方面，如表2所示，比較例1、2、8中，因為不含胺系抗氧化劑，故可得知抗氧化性不佳。比較例3、6、7中，因為不含鉬酸胺鹽、故可得知抗氧化性不佳。比較例4、5中，因為胺系抗氧化劑的含量多，故可得知有低溫析出的狀況。如表3所示，比較例9中，因為鉬酸胺鹽的含量多，故可得知因低溫其黏度上升。

【產業上的利用可能性】

本發明之潤滑油組成物，作為潤滑油的基本性能優異，且具有優良抗氧化性，故不僅適用於燒結含油軸承，亦可應用於各種產業領域中的設備、零件等。

具體而言，可列舉：滾動軸承、滑動軸承、其他軸承、鏈條、套筒及金屬加工用零件等的要求潤滑性的零件。此外，亦可將潤滑及保護齒輪、閥、栓、油封、電接點部分等的滑動部(固體間接觸部)作為目的而使用本發明。

更詳細而言，可適用於下述各種設備、機械、裝置的各種部位。

可列舉汽車中，電動散熱器風扇馬達、風扇耦合器、電控廢氣循環(EGR；exhaust gas recirculation)、電控節流閥、交流發電機、惰輪(idler pulley)、電動制動器、集線器單元、水泵、電動窗、滑門、雨刷、電動動力轉向(power steering)等的要求潤滑性的滾動軸承、滑動軸承或是齒輪；自動變速機用控制開關、槓桿控制開關、按鈕開關等的要求潤滑性的電接點部分；黏滯耦合器的X型環部分、排氣制動器的O型環等的要求潤滑性的橡膠密封部分；車頭燈、片材、ABS、門鎖、門鉸鏈、離合器省 力系統、對分飛輪(bisection flywheel)、窗調整器、球型接頭等的要求潤滑性的滾動軸承、滑動軸承、齒輪或是滑動部。

可列舉辦公設備中，影印機、雷射印表機等的固定滾輪、固定皮帶之要求潤滑性的滾動軸承、滑動軸承、樹脂薄膜的滑動部或是齒輪。

可列舉樹脂製造裝置中，薄膜拉幅機、薄膜貼合機、班布里混合機(Banbury mixer)之要求潤滑性的滾動軸承、滑動軸承、銷、油封或是齒輪。

可列舉製紙裝置中，瓦楞機之要求潤滑性的滾動軸承、滑動軸承、銷、油封、齒輪或是鏈條。

可列舉木材加工裝置中，平壓機(CONTIPRESS)之要求潤滑性的滾動軸承、滑動軸承、銷、油、齒輪或是鏈條。

可列舉食品用機械中，烤麵包機、烤箱等的線性導引構件之要求潤滑性的滾動軸承。

可列舉工具機中，心軸、伺服馬達之要求潤滑性的滾動軸承或是滑動軸承。

可列舉半導體製造裝置、液晶製造裝置、電子顯微鏡中，真空泵的滾動軸承、齒輪；並可列舉電子控制裝置中，遮斷機的滾動軸承。

可列舉家電、資訊設備中，電腦的冷卻風扇、掃地機、洗衣機等的滾動軸承、滑動軸承或是油封等。

此外，亦可適用於時鐘、相機、行動電話等行動設備、精密設備零件、戶外使用的建設機械、電動工具、電鋸、斷路器、限位開關等所使用的各種零件。

Claims (3)

1. 一種用於燒結含油軸承之潤滑油組成物，其係包含基油、胺系抗氧化劑以及鉬酸胺鹽，其中該胺系抗氧化劑的含量，相對於潤滑油組成物整體為0.5~2.5重量%，且該鉬酸胺鹽的含量，相對於潤滑油組成物整體為0.125~5重量%。
2. 如申請專利範圍第1項之用於燒結含油軸承之潤滑油組成物，其中該胺系抗氧化劑為烷基化二苯胺。
3. 如申請專利範圍第1或2項之用於燒結含油軸承之潤滑油組成物，其中該鉬酸胺鹽係由鉬酸與碳數6~24的烷胺所形成的鹽。