專(zhuān)利名稱(chēng)：脲潤(rùn)滑脂組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脲潤(rùn)滑脂組合物。
脲潤(rùn)滑脂已知為耐熱性潤(rùn)滑脂，因?yàn)樗群袖囋碜鳛樵龀韯┑钠胀ㄤ囋頋?rùn)滑脂具有更高的滴點(diǎn)和更好的熱穩(wěn)定性。
近幾年發(fā)現(xiàn)，脲潤(rùn)滑脂比用各種金屬皂和無(wú)機(jī)材料作為增稠劑的潤(rùn)滑脂具有更優(yōu)良的耐磨性和潤(rùn)滑性。
據(jù)認(rèn)為，脲潤(rùn)滑脂優(yōu)良的耐磨性能是因?yàn)槠湓跐?rùn)滑的滑動(dòng)面既能形成脲膜又能形成氧化物膜。
脲潤(rùn)滑脂已經(jīng)得到了迅速的增長(zhǎng)，因?yàn)闈?rùn)滑脂能方便地應(yīng)用于典型的潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑部位，其中包括各種車(chē)輛等速聯(lián)軸節(jié)的軸承，球節(jié)，輪軸軸承，交流發(fā)電機(jī)和冷卻風(fēng)扇，機(jī)床的滾珠螺桿和線(xiàn)性導(dǎo)軌，建筑設(shè)備的各種滑動(dòng)區(qū)，和鋼制設(shè)備的軸承和齒輪以及各種其它工業(yè)機(jī)械設(shè)備。
脲潤(rùn)滑脂的用量在特定應(yīng)用方面正在穩(wěn)步上升，如包括CVJs(等速聯(lián)軸節(jié))在內(nèi)的各種車(chē)輛部件，響應(yīng)目前對(duì)微型化、重量減少和環(huán)境友好以及在需要高度耐熱、耐摩擦性潤(rùn)滑脂的鋼制設(shè)備中需求的趨勢(shì)，強(qiáng)烈要求在滑動(dòng)區(qū)具有耐久性和降低的摩擦損耗。
雖然脲潤(rùn)滑脂的性能年年都在發(fā)展，但是根據(jù)所期望的應(yīng)用，最新脲潤(rùn)滑脂還有待改進(jìn)。
例如，家用電器設(shè)備和辦公室自動(dòng)化設(shè)備尤其要求具有適當(dāng)?shù)穆曇籼匦裕瑫r(shí)車(chē)輛零部件需要具有必不可少的低噪聲性能，抗磨性和低摩擦性能。
以真空吸塵器作為家用電器設(shè)備和辦公室自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)生的噪聲的熟悉例子，降噪正變得日益嚴(yán)峻，因?yàn)殡S著該設(shè)備尺寸的減小和在該設(shè)備中吸力的增加，其中的軸承在30,000-40,000rmp的高轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而導(dǎo)致高的氣動(dòng)噪音和滾動(dòng)噪音。
此外，希望使攝像機(jī)、磁帶錄像機(jī)和電子設(shè)備的軸承產(chǎn)生的噪音最小化，因?yàn)檫@些噪聲可能作為錯(cuò)誤信號(hào)并對(duì)電子元件產(chǎn)生不利影響。
所以，如果一種能夠確保低噪聲和高潤(rùn)滑性的潤(rùn)滑脂應(yīng)用于上述軸承將是非常有效的，因而具有改進(jìn)性能的潤(rùn)滑脂的研發(fā)是所期望的。
還有，在節(jié)能和節(jié)燃料的進(jìn)展進(jìn)一步加速的情況下，車(chē)輛的平滑性也在日益改善，所以組成車(chē)輛的單個(gè)部件所需的質(zhì)量水平也在日益提高。
所以，對(duì)于這些部件的滑動(dòng)區(qū)，應(yīng)用能夠確保低噪聲和高潤(rùn)滑性的潤(rùn)滑脂是非常想望的，因此要求研發(fā)一種具有改進(jìn)性能的潤(rùn)滑脂。
需要潤(rùn)滑的車(chē)輛部件的實(shí)例包括各種類(lèi)型的軸承，如散熱器的冷卻風(fēng)扇軸承，空調(diào)機(jī)的壓縮機(jī)軸承和交流發(fā)電機(jī)軸承，等速聯(lián)軸節(jié)，動(dòng)力萬(wàn)向傳動(dòng)軸的萬(wàn)向節(jié)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的齒輪和軸承，滾珠螺桿，齒條導(dǎo)承的滑動(dòng)區(qū)和球節(jié)。
具有低噪聲和低摩擦的平滑潤(rùn)滑直接關(guān)系到節(jié)能、節(jié)燃料和車(chē)輛平穩(wěn)，在這些應(yīng)用中表現(xiàn)優(yōu)異性能的潤(rùn)滑脂是非常有用的。因此，需要更加高效的潤(rùn)滑脂。
另一方面，在其它工業(yè)領(lǐng)越中需要潤(rùn)滑的部件的實(shí)例包括各種自動(dòng)裝配機(jī)械手的軸承、機(jī)床的滾珠螺桿和線(xiàn)性導(dǎo)軌、建筑器材的各種滑動(dòng)區(qū)和鋼制設(shè)備的各種軸承，它們與車(chē)輛、家用電器設(shè)備和辦公室自動(dòng)化設(shè)備相比在低噪聲的直接要求中有限制。
盡管對(duì)潤(rùn)滑脂的低噪聲的直接要求在此類(lèi)應(yīng)用中有限制，但是來(lái)自于潤(rùn)滑脂的噪聲不但在于潤(rùn)滑脂的攪動(dòng)和流動(dòng)引起的物理噪聲，而且還在于潤(rùn)滑表面之間的界面產(chǎn)生的噪聲(界面上外來(lái)物質(zhì)引起的噪聲和油膜破損而引起的金屬與金屬的接觸產(chǎn)生的噪聲)。
當(dāng)然，可以認(rèn)為在潤(rùn)滑方面差且被外來(lái)物質(zhì)污染的不合標(biāo)準(zhǔn)的潤(rùn)滑脂易于引起油膜破損和在界面上的磨損以及不可接受的噪聲的產(chǎn)生。因此，其降噪特性不會(huì)被改善，除非改進(jìn)潤(rùn)滑性。也就是說(shuō)，具有良好降噪特性的潤(rùn)滑脂意味著它的潤(rùn)滑性也得到改進(jìn)。
以軸承作為例子進(jìn)一步解釋潤(rùn)滑脂的低噪聲性質(zhì)。大體上，潤(rùn)滑脂在滾動(dòng)元件軸承上的潤(rùn)滑機(jī)理是，填充在在軸承中的潤(rùn)滑脂由于轉(zhuǎn)動(dòng)而暫時(shí)地?cái)[動(dòng)和分散，此后，隨著攪動(dòng)和溝道效應(yīng)的重復(fù)，痕量的潤(rùn)滑脂或油被供入到滑動(dòng)區(qū)域，從而潤(rùn)滑該滑動(dòng)區(qū)域。其中，在軸承的滾動(dòng)元件和滾動(dòng)面之間的震動(dòng)產(chǎn)生的聲音表現(xiàn)為軸承噪聲。
軸承的工作精度、外來(lái)物質(zhì)對(duì)潤(rùn)滑脂的污染和在潤(rùn)滑脂中增稠劑的顆粒都是引起噪聲的因素。聲音特性不但隨著侵入潤(rùn)滑脂中的污垢和灰塵的形式和類(lèi)型而且還隨著所引入的增稠劑的形式和類(lèi)型而顯著變化。此外，這些物質(zhì)往往成為了平滑潤(rùn)滑的障礙。
一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于脲潤(rùn)滑脂而言，通過(guò)使胺和異氰酸酯反應(yīng)得到的脲化合物可以用作增稠劑并且它們分散于油中和保持潤(rùn)滑脂狀態(tài)。
脲潤(rùn)滑脂在耐磨性能上一般要優(yōu)于皂潤(rùn)滑脂，因?yàn)槠渲杏米髟龀韯┑碾寤衔镆子谖降浇饘俦砻妗５?，許多前述通過(guò)胺和異氰酸酯反應(yīng)得到的脲化合物是硬的顆粒狀，因此損害了降噪特性并對(duì)平滑潤(rùn)滑有不利影響。
JP-A-1-139696，JP-A-2-77494和JP-A-6-17080涉及到脲潤(rùn)滑脂的聲學(xué)性質(zhì)。
JP-A-1-139696公開(kāi)了一種增稠劑，該增稠劑包含分別由以下通式(a)和(b)表示的二脲化合物(a)和(b)的混合物(a)R1NHCONHR2NHCONHR3(b)R4NHCONHR5NHCONHR6其中R2是二苯基甲烷基，R1和R3各代表C8直鏈或支化的飽和烷基，R5代表亞甲苯基或雙亞甲苯基，和R4和R6各代表烷基取代的芳族基或鹵素取代的芳族基。
JP-A-2-77494公開(kāi)了一種增稠劑，包含前述通式(a)和(b)表示的二脲化合物(a)和(b)的混合物，但是，其中R2代表雙亞甲苯基，R1和R3各代表C18直鏈或支化的飽和或不飽和烷基，R5代表二苯基甲烷基，和R4和R6代表C8直鏈或支化的飽和烷基。
JP-A-6-17080公開(kāi)了一種增稠劑，包含前述通式(a)和(b)代表的二脲化合物(a)和(b)的混合物，但是，其中R2代表亞甲苯基，R1和R3各代表C16-18直鏈或支化的飽和或不飽和烷基，R5代表二苯基甲烷基，和R4和R6代表C8直鏈或支化的飽和烷基。
以下是其它關(guān)于聲學(xué)性質(zhì)的文獻(xiàn)實(shí)例。
JP-A-3-28299公開(kāi)了一種潤(rùn)滑脂組合物，其中包含烷基二苯基醚油作為基本成分的基礎(chǔ)油與前述通式(a)所表示的二脲化合物的增稠劑混合，但是，其中R2代表C6-15的芳烴基，R1和R3代表C8-18直鏈烷基，前提條件是C8烷基在R1和R3的結(jié)合物中的比例是60-100mol％。
JP-A-2-80493的第8頁(yè)表2公開(kāi)一種用于圓錐形滾柱軸承的組合物，該組合物通過(guò)混合脲潤(rùn)滑脂與0.5-5wt％氧化改性的聚烯烴和/或酸改性的聚烯烴來(lái)制備，且在表2中進(jìn)一步公開(kāi)了該脲增稠劑是從C8辛胺，C18硬脂胺(十八烷基胺)和MDI(二苯基甲烷-4，4’-二異氰酸酯)所制備，并說(shuō)明了這些試劑對(duì)機(jī)械穩(wěn)定性、濕剪切穩(wěn)定性和壓力傳遞能力具有有利的影響。
JP-A-3-243696公開(kāi)了一種前述通式(a)代表的二脲化合物，其中R2是3，3’-二甲基-4，4’-二亞苯基，R1和R3是C8-18烷基與油基的混合基團(tuán)。該文件所公開(kāi)的技術(shù)的不足在于稠度系數(shù)(yield)過(guò)低以至于如果不增加增稠劑的量不能得到具有稠度大約250的潤(rùn)滑脂和高溫條件下油分離的程度過(guò)大。
JP-A-58-185693公開(kāi)了一種二脲潤(rùn)滑脂，它通過(guò)引入一種或多種選自鏈烯基丁二酸酰亞胺、烷基苯磺酸金屬鹽或石油磺酸金屬鹽中的添加劑來(lái)改進(jìn)性能。該文件進(jìn)一步公開(kāi)了利用二異氰酸酯和單胺制備二脲潤(rùn)滑脂，并列舉了脂族胺，如十八胺和油胺，和芳族胺，如環(huán)己胺，作為上述單胺的實(shí)例。文件還說(shuō)明了所述潤(rùn)滑脂具有滿(mǎn)意的聲音特性。
以下引用考察生產(chǎn)方法來(lái)提高聲音特性的其它方案。
例如，JP-A-2-4895公開(kāi)一種脲潤(rùn)滑脂的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法能夠提高脲潤(rùn)滑脂聲音特性，其中異氰酸酯和胺加入基礎(chǔ)油中并使其在溫度60-120℃下彼此反應(yīng)，然后利用捏合機(jī)對(duì)所得脲化合物和基礎(chǔ)油的混合物進(jìn)行分散處理，接著以0.5-2℃/分鐘的升溫速度加熱到160-180℃。
JP-A-3-190996公開(kāi)一種制備據(jù)說(shuō)具有好的聲音特性的潤(rùn)滑脂的方法，其中，將溶解或分散了異氰酸酯的基礎(chǔ)油和溶解或分散了胺的基礎(chǔ)油通過(guò)在反應(yīng)器中加壓由碰撞作用進(jìn)行混合來(lái)引起它們彼此間的反應(yīng)，或者它們被加壓和引入到轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪下，從而引起它們彼此反應(yīng)。
此外，JP-A-3-231993公開(kāi)一種制備低噪聲脲潤(rùn)滑脂的方法，該方法包括加熱由2-30wt％的前述通式(a)代表的脲化合物，其中R1和R3是C8-18飽和烷基，R2是亞甲苯基，二苯基甲烷基或二甲基二亞苯基，和98-70wt％的基礎(chǔ)油組成的混合物到170-230℃以使脲化合物完全溶解于基礎(chǔ)油中的第一步驟，和以至少5℃/秒的速度冷卻第一步驟所獲得的溶液的第二步驟。
正如以上文件中記載，在許多情況下甲苯二異氰酸酯(TDI)或3，3’-二甲基-4，4’-二亞苯基二異氰酸酯(TODI)被用作獲得具有好的聲音特性的脲潤(rùn)滑脂組合物的起始材料。
對(duì)于它們的制備方法，可以通過(guò)使用捏和機(jī)，讓反應(yīng)在高壓釜中進(jìn)行，或加熱而后混合兩種或多種類(lèi)型的潤(rùn)滑脂來(lái)溶解它們來(lái)避免脲化合物的團(tuán)聚。
隨著脲潤(rùn)滑脂產(chǎn)量的上升和對(duì)低噪聲潤(rùn)滑脂的需求的增長(zhǎng)，還有對(duì)潤(rùn)滑脂生產(chǎn)的清潔工作環(huán)境以及最終產(chǎn)品的更好聲音特性的需要。
許多用戶(hù)需要一種價(jià)格低性能高的潤(rùn)滑脂，而使用昂貴的TODI作為原材料并需要復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程的脲潤(rùn)滑脂將沒(méi)有商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
進(jìn)一步從健康和安全的角度來(lái)說(shuō)，潤(rùn)滑脂產(chǎn)量的增加要求花費(fèi)更多的精力關(guān)注作為原材料的TDI的處置和特殊設(shè)備的安裝。結(jié)果，要求考慮增加改善聲音特性的生產(chǎn)設(shè)施和延長(zhǎng)生產(chǎn)過(guò)程時(shí)間。
本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了特定的脲潤(rùn)滑脂組合物，該組合物具有令人滿(mǎn)意的稠度系數(shù)(yield)、在高溫下較低的油分離度以及出色的聲音特性和潤(rùn)滑性能。此外，所述脲潤(rùn)滑脂組合物可以在傳統(tǒng)的潤(rùn)滑脂生產(chǎn)設(shè)施中生產(chǎn)，不需要專(zhuān)門(mén)的設(shè)備如高壓釜或捏合機(jī)來(lái)分散增稠劑。
根據(jù)本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物具有好的潤(rùn)滑能力并能夠容易地在摩擦表面上擴(kuò)散以及強(qiáng)烈地吸附到摩擦表面。此外，在所述潤(rùn)滑脂組合物中脲化合物的受干預(yù)的增稠功能不象外來(lái)物質(zhì)一樣的成為其中的障礙。因此，在與添加劑的協(xié)同作用下，本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物不會(huì)引起噪聲，并且另外由于它的粘彈性還能增強(qiáng)油膜強(qiáng)度并能在滑動(dòng)表面形成更有效的潤(rùn)滑膜。因此，能獲得理想的潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑作用。
根據(jù)本發(fā)明提供了脲潤(rùn)滑脂組合物，它包含潤(rùn)滑基礎(chǔ)油和相對(duì)于脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量的2-30wt％的增稠劑，其中所述增稠劑選自(1)包含化合物(a)和化合物(b)的混合物，該混合物含有相對(duì)于化合物(a)和化合物(b)的總量的20-80mol％的化合物(a)；(2)通過(guò)混合化合物(c)和混合物(1)所形成的混合物；或(3)單獨(dú)化合物(c)，其中各自化合物是由以下通式表示(a)R1NHCONHR2NHCONHR1，(b)R3NHCONHR2NHCONHR3和(c)R1NHCONHR2NHCONHR3表示，其中R2是二苯基甲烷基，R1是C6-10飽和烷基和R3是C14-20飽和和/或不飽和烷基，其中不飽和烷基占R3烷基的至少20mol％。
優(yōu)選，不飽和烷基占R3烷基的至少2 5mol％，更優(yōu)選至少30mol％。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，R1是C8烷基和/或R3是C14-20飽和和/或不飽和烷基，其中占R3烷基的至少20mol％的不飽和烷基是油基。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，脲潤(rùn)滑脂組合物包含潤(rùn)滑基礎(chǔ)油和相對(duì)于脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量的2-30wt％的增稠劑，其中所述增稠劑選自(1)包含化合物(a)和化合物(b)的混合物，該混合物含有相對(duì)于化合物(a)和化合物(b)的總量的20-80mol％的化合物(a)；(2)通過(guò)混合化合物(c)和混合物(1)所形成的混合物；或(3)單獨(dú)化合物(c)，其中各自化合物是由以下通式表示(a)R1NHCONHR2NHCONHR1(b)R3NHCONHR2NHCONHR3和
(c)R1NHCONHR2NHCONHR3其中R2是二苯基甲烷基，R1是C8飽和烷基，R3是C14-20飽和和/或不飽和烷基，其中該烷基應(yīng)要求其包括至少20mol％的油基成分。
在本發(fā)明中，當(dāng)上述增稠劑以相對(duì)于脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量的2-30wt％，優(yōu)選5-20wt％的量引入到潤(rùn)滑基礎(chǔ)油中時(shí)，能獲得具有突出特性和性能的脲潤(rùn)滑脂。當(dāng)作為增稠劑的脲化合物的含量小于2wt％時(shí)，增稠效果是低的并不可能形成潤(rùn)滑脂。另一方面，當(dāng)作為增稠劑的脲化合物的含量超過(guò)30wt％時(shí)，潤(rùn)滑脂變得太硬和因此無(wú)法獲得潤(rùn)滑效果。
在脲潤(rùn)滑脂組合物中，當(dāng)化合物(a)在混合物(1)的比例，相對(duì)于化合物(a)和化合物(b)的總量，小于20mol％或超過(guò)80mol％時(shí)，則使用該混合物將有很少效果，并且在降噪性能和油分離程度上沒(méi)有改善。
用于本發(fā)明脲潤(rùn)滑脂組合中的潤(rùn)滑基礎(chǔ)油可以方便的是一種或多種的植物油、礦物油，和/或合成油。
礦物來(lái)源的基礎(chǔ)油可以是礦物油，例如溶劑精制或加氫處理生產(chǎn)的礦物油。
合成來(lái)源的基礎(chǔ)油可以是典型的烴油，如C10-C50烴聚合物，例如α-烯烴液態(tài)聚合物(聚(α-烯烴))，酯類(lèi)型的合成油，硅油和/或醚類(lèi)型的合成油。還可以是它們的混合物。
可以方便利用的礦物油的實(shí)例包括Royal Dutch/Shell Group的成員公司以商品名“HVI”，“MVIN”或“HMVIP”出售的那些產(chǎn)品。
也可以使用聚α-烯烴和通過(guò)蠟的氫化異構(gòu)化制備的那一類(lèi)型的基礎(chǔ)油，如Royal Dutch/Shell Group的成員公司以商品名“XHVI”(商標(biāo))出售的那些產(chǎn)品。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物進(jìn)一步包括一種作為添加劑的鋅化合物。
能方便地用于本發(fā)明脲潤(rùn)滑脂組合物中的鋅化合物的特定例子包括二硫代氨基甲酸鋅，例如，二乙基二硫代氨基甲酸鋅、二丙基二硫代氨基甲酸鋅、二丁基二硫代氨基甲酸鋅、二戊基二硫代氨基甲酸鋅、二己基二硫代氨基甲酸鋅、二癸基二硫代氨基甲酸鋅、二異丁基二硫代氨基甲酸鋅，二(2-乙基己基)二硫代氨基甲酸鋅，二戊基二硫代氨基甲酸鋅、二月桂基二硫代氨基甲酸鋅、二(十八烷基)二硫代氨基甲酸鋅和二苯基二硫代氨基甲酸鋅等等，和二甲苯基二硫代氨基甲酸鋅、二(二甲基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(乙基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(丙基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(丁基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(戊基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(己基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(辛基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(壬基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(癸基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(十二烷基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(十四烷基苯基)二硫代氨基甲酸鋅和二(十六烷基苯基)二硫代氨基甲酸鋅。類(lèi)似地，二硫代磷酸鋅的特定例子包括二乙基二硫代磷酸鋅、二丙基二硫代磷酸鋅、二丁基二硫代磷酸鋅、二戊基二硫代磷酸鋅、二己基二硫代磷酸鋅、二癸基二硫代磷酸鋅、二異丁基二硫代磷酸鋅，二(2-乙基己基)二硫代磷酸鋅，二戊基二硫代磷酸鋅、二月桂基二硫代磷酸鋅、二(十八烷基)二硫代磷酸鋅、二苯基二硫代磷酸鋅，和二(甲苯基)二硫代磷酸鋅、二(二甲基苯基)二硫代磷酸鋅、二(乙基苯基)二硫代磷酸鋅、二(丙基苯基)二硫代磷酸鋅、二(丁基苯基)二硫代磷酸鋅、二(戊基苯基)二硫代磷酸鋅、二(己基苯基)二硫代磷酸鋅、二(庚基苯基)二硫代磷酸鋅、二(辛基苯基)二硫代磷酸鋅、二(壬基苯基)二硫代磷酸鋅、二(癸基苯基)二硫代磷酸鋅、二(十二烷基苯基)二硫代磷酸鋅、二(十四烷基苯基)二硫代磷酸鋅和二(十六烷基苯基)二硫代磷酸鋅。在上述有機(jī)金屬鋅化合物中的金屬性元素如S或P能與摩擦表面的鐵反應(yīng)而形成磷化鐵或硫化鐵的耐極壓膜等；添加劑本身分解并與其它添加劑相互反應(yīng)形成保護(hù)膜。
此外，令人驚奇的是，由于上述S-P類(lèi)型的添加劑與本發(fā)明的具有突出的穿透到界面的能力和吸附性的脲增稠劑的協(xié)同效應(yīng)，本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物表現(xiàn)出突出的潤(rùn)滑性能。
本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物有利地在其中包括鉬化合物作為添加劑。
能方便地用于本發(fā)明脲潤(rùn)滑脂組合物中的鉬化合物的特定例子包括二硫代氨基甲酸鉬，例如，二乙基二硫代氨基甲酸鉬、二丙基二硫代氨基甲酸鉬、二丁基二硫代氨基甲酸鉬、二戊基二硫代氨基甲酸鉬、二己基二硫代氨基甲酸鉬、二癸基二硫代氨基甲酸鉬、二異丁基二硫代氨基甲酸鉬，二(2-乙基己基)二硫代氨基甲酸鉬，二戊基二硫代氨基甲酸鉬、二月桂基二硫代氨基甲酸鉬、二(十八烷基)二硫代氨基甲酸鉬和二苯基二硫代氨基甲酸鉬等等，和二(甲苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(二甲基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(乙基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(丙基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(丁基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(戊基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(己基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(辛基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(壬基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(癸基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(十二烷基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(十四烷基苯基)二硫代氨基甲酸鉬和二(十六烷基苯基)二硫代氨基甲酸鉬；以及二硫代磷酸鉬，如二戊基二硫代磷酸鉬、二丙基二硫代磷酸鉬、二丁基二硫代磷酸鉬、二戊基二硫代磷酸鉬、二己基二硫代磷酸鉬、二癸基二硫代磷酸鉬、二異丁基二硫代磷酸鉬，二(2-乙基己基)二硫代磷酸鉬，二戊基二硫代磷酸鉬、二月桂基二硫代磷酸鉬、二(十八烷基)二硫代磷酸鉬、二苯基二硫代磷酸鉬，和二(甲苯基)二硫代磷酸鉬、二(二甲基苯基)二硫代磷酸鉬、二(乙基苯基)二硫代磷酸鉬、二(丙基苯基)二硫代磷酸鉬、二(丁基苯基)二硫代磷酸鉬、二(戊基苯基)二硫代磷酸鉬、二(己基苯基)二硫代磷酸鉬、二(庚基苯基)二硫代磷酸鉬、二(辛基苯基)二硫代磷酸鉬、二(壬基苯基)二硫代磷酸鉬、二(癸基苯基)二硫代磷酸鉬、二(十二烷基苯基)二硫代磷酸鉬、二(十四烷基苯基)二硫代磷酸鉬和二(十六烷基苯基)二硫代磷酸鉬，和描述在JP5-664 35B1中的鉬化合物，即是脂肪油、二乙醇胺和鉬源的反應(yīng)產(chǎn)物。
上述鉬化合物容易主動(dòng)地吸附到構(gòu)成滑動(dòng)面的金屬表面上，并由于摩擦面上產(chǎn)生的熱而分解產(chǎn)生MoO3和MoS2，該MoS2組分?jǐn)U散進(jìn)入金屬中而具有保護(hù)摩擦面的作用機(jī)理。
此外，令人驚奇的是，由于這些鉬化合物的化學(xué)性質(zhì)與本發(fā)明脲增稠劑的物理化學(xué)性質(zhì)如吸附性和滲透性的協(xié)同效應(yīng)，本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂表現(xiàn)出突出的潤(rùn)滑性能。
為了進(jìn)一步本發(fā)明脲潤(rùn)滑脂的性能，可以方便地在其中加入添加劑如抗氧劑、抗腐蝕劑和耐極壓劑。
例如，抗氧劑包括烷基酚、受阻酚、烷基胺、二苯基胺和三嗪抗氧劑；抗腐蝕劑包括磺酸鈣、磺酸鈉、磺酸鋇和氨基衍生物或羧酸金屬鹽；和耐極壓劑包括硫化的油或脂、硫化的烯烴、磷酸酯、磷酸三甲苯酯、硫代磷酸三烷基酯、三苯基硫代磷酸酯(triphenylphosphorothionates)。
用于軸承的潤(rùn)滑劑有利地含有本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物。
因此，本發(fā)明進(jìn)一步提供潤(rùn)滑軸承的方法，該方法包括用本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物填充軸承。
此外，用于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器的滑動(dòng)面上的潤(rùn)滑劑有利地包含本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物。
因此，本發(fā)明進(jìn)一步提供潤(rùn)滑相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器的滑動(dòng)面的方法，該方法包括利用本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物潤(rùn)滑所述滑動(dòng)面。
本發(fā)明進(jìn)一步提供本發(fā)明脲潤(rùn)滑脂組合物作為降噪潤(rùn)滑脂組合物的用途，特別是所述潤(rùn)滑脂組合物用于降低軸承噪音的用途。
下文將參考實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，但這些實(shí)施例不用于限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例實(shí)施例1-5向潤(rùn)滑脂釜內(nèi)加入按表1所示配混比例的MDI(二苯基甲烷-4，4’-二異氰酸酯)和60重量份的基礎(chǔ)油，加熱到接近50℃；在溶解MDI后，在快速的攪拌下緩慢加入已分散于20重量份基礎(chǔ)油中的辛胺。大約10分鐘后，將已分散于20重量份基礎(chǔ)油中的油基胺添加進(jìn)去，繼續(xù)攪拌。
潤(rùn)滑脂釜的內(nèi)容物的溫度將因?yàn)槎惽杷狨ヅc胺的反應(yīng)而升高，接著通過(guò)加熱到168℃并在這一溫度下保持約30分鐘而完成反應(yīng)，隨后冷卻到室溫和然后在三輥磨機(jī)中處理而得到潤(rùn)滑脂。
實(shí)施例6和7向潤(rùn)滑脂釜內(nèi)加入按表1所示的配混比例的MDI和60重量份的基礎(chǔ)油，加熱到約50℃，然后在溶解MDI后，將已溶解于40重量份的基礎(chǔ)油中的辛胺與油胺的混合物緩慢地加入該溶液中，和將混合物劇烈攪拌。潤(rùn)滑脂釜的內(nèi)容物加熱到168℃并在這一溫度下保持約30分鐘而完成反應(yīng)，接著冷卻到室溫和然后用三輥磨機(jī)處理而得到潤(rùn)滑脂。
實(shí)施例8-10配混比例示于表2。利用刮鏟均勻地混合50重量份的實(shí)施例1的潤(rùn)滑脂和50重量份的實(shí)施例6的潤(rùn)滑脂而得到實(shí)施例8的潤(rùn)滑脂。
利用刮鏟均勻地混合50重量份的實(shí)施例2的潤(rùn)滑脂和50重量份的實(shí)施例6的潤(rùn)滑脂而得到實(shí)施例9的潤(rùn)滑脂。
利用刮鏟均勻地混合50重量份的實(shí)施例3的潤(rùn)滑脂與50重量份的實(shí)施例6的潤(rùn)滑脂而得到實(shí)施例10的潤(rùn)滑脂。
實(shí)施例11-16向潤(rùn)滑脂釜內(nèi)加入按表3和4所示的配混比例的MDI(二苯基甲烷-4，4’-二異氰酸酯)和60重量份的基礎(chǔ)油，加熱到約50℃，然后在溶解MDI后，在快速的攪拌下緩慢加入已溶于基礎(chǔ)油中的20重量份辛胺。在大約10分鐘后，將在表3中示出的除了混合在組合物中的辛基胺以外的其它胺與20重量份的基礎(chǔ)油添加進(jìn)去，繼續(xù)攪拌。
潤(rùn)滑脂釜的內(nèi)容物的溫度通過(guò)二異氰酸酯與胺的反應(yīng)而升高，然后通過(guò)加熱到168℃并在這一溫度下保持約30分鐘而完成反應(yīng)，接著冷卻到80℃，隨后添加在表3列出的添加劑，然后在三輥磨機(jī)中處理得到潤(rùn)滑脂。
對(duì)比例1-15向潤(rùn)滑脂釜內(nèi)加入按表5-7所示的配混比例的二異氰酸酯和60重量份的基礎(chǔ)油，在下述溫度下溶解二異氰酸酯后，在快速的攪拌下緩慢加入已分散于40重量份的基礎(chǔ)油中的胺。
潤(rùn)滑脂釜的內(nèi)容物被加熱到168℃并在這一溫度下保持約30分鐘而完成反應(yīng)，接著冷卻到室溫，然后在三輥磨機(jī)中處理而得到潤(rùn)滑脂。
在對(duì)比例13-15中，在冷卻到室溫后，添加在表7中列出的添加劑，然后在三輥磨機(jī)中處理而得到潤(rùn)滑脂。
在表1和表3-7中，MDI是二苯基甲烷-4，4’-二異氰酸酯；加熱溫度約50℃TDI是2，4/2，6(80％/20％)甲苯(trilene)-4，4’-二異氰酸酯；加熱溫度約30℃TODI是3，3’-二(甲苯)-4，4’-二異氰酸酯；加熱溫度約75℃。
實(shí)施和對(duì)比實(shí)施例中示出的油的在100℃下粘度，礦物油是10.12mm2/s，烷基二苯基醚油是12.69mm2/s，聚(α-烯烴)油是12.70mm2/s。
在表1和2的增稠劑mol％欄中(a)代表R1NHCONHR2NHCONHR1(b)代表R3NHCONHR2NHCONHR3和(c)代表R1NHCONHR2NHCONHR3其中R2是二苯基甲烷基，R1是C8飽和烷基和R3是C18不飽和烷基；(1)指實(shí)施例1的二脲化合物，(2)指實(shí)施例2的二脲化合物，(3)指實(shí)施例3的二脲化合物，和(4)指實(shí)施例6的二脲化合物。
表3，表4和表7中的添加劑添加劑A是具有C4和C5烷基的主要Zn-DTP(主要二硫代磷酸鋅)，添加劑B是具有C3和C6烷基的次要Zn-DTP(次要二硫代磷酸鋅)，添加劑C是具有C5烷基的Zn-DTC(二硫代氨基甲酸鋅)，添加劑D是具有C8烷基的Mo-DTC(二硫代氨基甲酸鉬)，添加劑E是JP5-66435 B1中描述的鉬復(fù)合化合物，添加劑F是具有主要C8烷基的Mo-DTP(二硫代磷酸鉬)，添加劑G是通過(guò)2，4-雙(n-硫辛基)-6-(4-羥基-3，5-二-t-丁胺)-1，3，5-三嗪和辛基二苯基胺按1∶2的比例以50％的濃度與礦物油配混而形成的淤漿料。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
通過(guò)使用以下方法測(cè)試表中實(shí)施例與對(duì)比例的性能。
稠度JIS K2220滴點(diǎn)JIS K2220油分離度JIS K2220方法在150℃溫度的條件下進(jìn)行24小時(shí)。
噪音測(cè)試?yán)肗SK噪音測(cè)試儀(從NSK LTD獲得)按JP532357B1中描述的方法對(duì)每種潤(rùn)滑脂進(jìn)行軸承噪音測(cè)試。
Bowden摩擦測(cè)試?yán)镁哂幸韵录夹g(shù)參數(shù)的設(shè)備測(cè)量摩擦系數(shù)，該設(shè)備評(píng)價(jià)在往復(fù)運(yùn)動(dòng)床與銷(xiāo)(pin)之間的摩擦面的摩擦，該銷(xiāo)接受與安裝在床上的板垂直的載荷，該設(shè)備具有施加與床垂直的載荷的機(jī)構(gòu)。
1.形式往復(fù)滑動(dòng)摩擦測(cè)試儀2.試驗(yàn)件固定邊鋼球或者棒條運(yùn)動(dòng)邊鋼板規(guī)格約3×40×100mm3.滑動(dòng)速度0.05-20mm/s4.滑動(dòng)距離20-50mm5.載荷0.1-10Kg6.溫度室溫到200℃7.驅(qū)動(dòng)方法絲杠(Feed screw)滑動(dòng)，導(dǎo)程2mm8.驅(qū)動(dòng)馬達(dá)AC伺服電動(dòng)機(jī)400W這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(1)根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用普通的潤(rùn)滑脂生產(chǎn)設(shè)備，而不必需要將增稠劑分散的特別裝置如捏合機(jī)或高壓釜，可以生產(chǎn)出具有突出降噪和潤(rùn)滑性能的脲潤(rùn)滑脂組合物；(2)根據(jù)本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物有突出的稠度系數(shù)，有少量的增稠劑變成粘稠潤(rùn)滑脂；和(3)根據(jù)本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂具有高滴點(diǎn)以及在高溫下不會(huì)表現(xiàn)出油分離。
權(quán)利要求
1.脲潤(rùn)滑脂組合物，它包含潤(rùn)滑基礎(chǔ)油和相對(duì)于脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量的2-30wt％的增稠劑，其中所述增稠劑選自(1)包含化合物(a)和化合物(b)的混合物，該混合物含有相對(duì)于化合物(a)和化合物(b)的總量的20-80mol％的化合物(a)；(2)通過(guò)混合化合物(c)和混合物(1)所形成的混合物；或(3)單獨(dú)化合物(c)，其中各自化合物由以下通式表示(a)R1NHCONHR2NHCONHR1；(b)R3NHCONHR2NHCONHR3；和(c)R1NHCONHR2NHCONHR3，其中R2是二苯基甲烷基，R1是C6-10飽和烷基和R3是C14-40飽和和/或不飽和烷基，其中不飽和烷基占R3烷基的至少20mol％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的脲潤(rùn)滑脂組合物，其中不飽和烷基占R3烷基的至少30mol％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的脲潤(rùn)滑脂組合物，其中油基占R3烷基的至少20mol％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的脲潤(rùn)滑脂組合物，其中所述組合物進(jìn)一步包含作為添加劑的鋅化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的脲潤(rùn)滑脂組合物，其中所述鋅化合物選自二硫代氨基甲酸鋅和二硫代磷酸鋅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的脲潤(rùn)滑脂組合物，其中所述組合物進(jìn)一步包含作為添加劑的鉬化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的脲潤(rùn)滑脂組合物，其中所述鉬化合物選自二硫代氨基甲酸鉬，二硫代磷酸鉬以及脂肪油、二乙醇胺和鉬源的反應(yīng)產(chǎn)物的鉬復(fù)合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的脲潤(rùn)滑脂組合物，其中增稠劑以相對(duì)于脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量的5-20wt％的量存在。
9.潤(rùn)滑軸承的方法，該方法包含利用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的脲潤(rùn)滑脂組合物填充軸承。
10.潤(rùn)滑在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的機(jī)器的滑動(dòng)面的方法，該方法包含利用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的脲潤(rùn)滑脂組合物潤(rùn)滑所述滑動(dòng)面。
全文摘要
脲潤(rùn)滑脂組合物，它包含潤(rùn)滑基礎(chǔ)油和相對(duì)于脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量的2－30wt％的增稠劑，其中所述增稠劑選自(1)包含化合物(a)和化合物(b)的混合物，該混合物含有相對(duì)于化合物(a)和化合物(b)的總量的20－80mol％的化合物(a)；(2)通過(guò)混合化合物(c)和混合物(1)所形成的混合物；或(3)單獨(dú)化合物(c)，其中各自化合物是由通式(a)R
文檔編號(hào)C10M169/06GK1723268SQ200380105694
公開(kāi)日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月10日
發(fā)明者沼澤幸一, 大村一成, 尾崎幸洋, 益森隆一 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司