專(zhuān)利名稱(chēng)：用于恒速接頭的脲潤(rùn)滑脂組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于恒速接頭的脲潤(rùn)滑脂組合物；更具體地，本發(fā)明涉及用于恒速接頭的可抑制振動(dòng)且具有低摩擦系數(shù)的脲潤(rùn)滑脂組合物。
本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物特別適合于在汽車(chē)中用作跳躍式恒速接頭的潤(rùn)滑。
恒速接頭是一種常用的接頭，其可以使動(dòng)力從汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)傳輸?shù)杰?chē)輪，同時(shí)保持恒定的角速度和扭矩。雖然在大多數(shù)汽車(chē)中已經(jīng)應(yīng)用了傳動(dòng)軸，但現(xiàn)代的汽車(chē)設(shè)計(jì)傾向于前輪驅(qū)動(dòng)，并且已經(jīng)有多種恒速接頭可以實(shí)現(xiàn)這種前輪驅(qū)動(dòng)。屬于跳躍類(lèi)接頭的恒速接頭的構(gòu)造使它們沿軸向滑動(dòng)；正是這種滑動(dòng)的摩擦阻力產(chǎn)生源振動(dòng)，導(dǎo)致汽車(chē)內(nèi)的振動(dòng)和噪音。因此，迫切需要一種能夠非常好地降低內(nèi)部接頭摩擦的潤(rùn)滑脂組合物。
為了處理這類(lèi)問(wèn)題，市場(chǎng)上出現(xiàn)了多種應(yīng)用具有較好摩擦特性的脲潤(rùn)滑脂的恒速接頭的例子。
在日本待審專(zhuān)利申請(qǐng)H6-57283中公開(kāi)的技術(shù)是一種用于恒速接頭的潤(rùn)滑脂組合物，其中向脲潤(rùn)滑脂中加入(a)二硫化鉬，(b)硫化二烷基二硫代氨基甲酸鉬，和(c)二烷基二硫代氨基甲酸鉛。
在日本待審專(zhuān)利申請(qǐng)H5-79280中公開(kāi)的技術(shù)是一種用于恒速接頭的潤(rùn)滑脂，其通過(guò)在脲潤(rùn)滑脂中同時(shí)應(yīng)用二硫代氨基甲酸鉬和二硫代磷酸鉬添加劑或?qū)⒍虼姿徜\混入這些有機(jī)鉬化合物而制得。
在日本待審專(zhuān)利申請(qǐng)H6-330072中公開(kāi)的技術(shù)是一種用于恒速接頭的潤(rùn)滑脂組合物，其中向脲潤(rùn)滑脂中同時(shí)加入(A)硫化二烷基二硫代氨基甲酸鉬和(B)三苯基硫羰磷酸鹽。
在日本待審專(zhuān)利申請(qǐng)H10-147791中公開(kāi)的技術(shù)涉及用于跳躍式恒速接頭的潤(rùn)滑脂組合物，其中向脲潤(rùn)滑脂中混入二硫代氨基甲酸鉬、硫-磷基極壓劑和氧化蠟鈣鹽。
但與應(yīng)用商用潤(rùn)滑脂相比，雖然其在跳躍式恒速接頭的軸向上產(chǎn)生的力(下文中稱(chēng)為驅(qū)動(dòng)力)要低一些，但現(xiàn)有技術(shù)的這些潤(rùn)滑脂不能說(shuō)是低摩擦力的潤(rùn)滑脂，對(duì)于在苛刻條件下應(yīng)用的最新的恒速接頭，它們還不能完全令人滿(mǎn)意。
在本發(fā)明中，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用于恒速接頭的脲潤(rùn)滑脂組合物，所述潤(rùn)滑脂組合物表現(xiàn)出令人驚訝的有利特性在恒速接頭中產(chǎn)生的振動(dòng)得到降低，及改進(jìn)的低摩擦系數(shù)。
因此，本發(fā)明提供一種用于恒速接頭的脲潤(rùn)滑脂組合物，所述組合物包括基油、一種或多種脲增稠劑化合物，(A)由通式(I)表示的一種或多種硫化二烷基二硫代氨基甲酸鉬 其中R1和R2獨(dú)立選自1-24個(gè)碳的烷基，m+n＝4，m為0-3，n為4-1，B)由通式(II)表示的三苯基硫羰磷酸鹽 和(C)一種或多種硬脂酸金屬鹽。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，脲潤(rùn)滑脂組合物進(jìn)一步包含(D)一種或多種鈣基分散劑。
以脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量計(jì)，本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物優(yōu)選包含結(jié)合在其中的0.5-10wt％的組分(A)。
以脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量計(jì)，本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物優(yōu)選包含結(jié)合在其中的0.1-10wt％的組分(B)。
以脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量計(jì)，本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物優(yōu)選包含結(jié)合在其中的0.5-10wt％的組分(C)。
以脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量計(jì)，本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物優(yōu)選包含結(jié)合在其中的0.5-10wt％的組分(D)。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，以基油和脲增稠劑化合物的總量計(jì)，在脲潤(rùn)滑脂組合物中一種或多種脲增稠劑化合物的存在量為2-35wt％。
如果脲增稠劑化合物的量低于2wt％，增稠效果可能很小，系統(tǒng)可能不容易變得脂潤(rùn)滑。如果脲增稠劑化合物的量超過(guò)35wt％，潤(rùn)滑脂可能會(huì)變得太硬，并且潤(rùn)滑效果可能不令人滿(mǎn)意。
在本發(fā)明中應(yīng)用的脲潤(rùn)滑脂組合物是一種包含如下組分的潤(rùn)滑脂組合物作為基油的潤(rùn)滑油，如礦物油、酯基合成油、醚基合成油、烴基合成油或其混合物，以及作為增稠劑的脲增稠劑化合物，所述脲增稠劑化合物通過(guò)使脂肪胺、脂環(huán)胺、芳胺或類(lèi)似物與各種異氰酸酯化合物反應(yīng)而得到，其中沒(méi)有特別的限制。
礦物源基油可以包括那些通過(guò)溶劑精煉或加氫處理產(chǎn)生的基油?？梢苑奖銘?yīng)用的礦物油的例子包括那些由Royal Dutch/Shell Group的子公司以″HVI″、″MVIN″或″HMVIP″銷(xiāo)售的油品。
合成油的具體例子包括聚烯烴如α-烯烴低聚物和聚丁烯、聚亞烷基二醇如聚乙二醇和聚丙二醇、二酯如二-2-乙基己基癸二酸酯和二-2-乙基己基己二酸酯、多羥基酯如三羥甲基丙烷酯和季戊四醇酯、全氟烷基醚、硅油、多苯基醚，單獨(dú)或作為混合油而應(yīng)用。
也可以應(yīng)用由蠟的加氫異構(gòu)化生產(chǎn)的基油類(lèi)，如那些由RoyalDutch/Shell Group的子公司以″X(qián)HVI″(商標(biāo)名)銷(xiāo)售的物質(zhì)。
在本發(fā)明的潤(rùn)滑脂組合物中，礦物油和/或合成油可以用作基油。
可以方便地用作增稠劑的脲增稠劑化合物包括二脲、三脲、四脲和類(lèi)似物。二脲化合物的典型例子可以通過(guò)使二異氰酸酯與單胺反應(yīng)而得到；二異氰酸酯的例子包括二苯基甲烷二異氰酸酯、亞苯基二異氰酸酯、二苯基二異氰酸酯、苯基二異氰酸酯和甲代亞苯基二異氰酸酯，而單胺的例子包括辛胺、十二烷胺、十六烷胺、十八烷胺和油胺。
所有這些增稠劑和基油的例子可以單獨(dú)應(yīng)用，也可以作為混合物而應(yīng)用，關(guān)于這些，本發(fā)明沒(méi)有特別限定。
可以方便地用作組分(A)的硫化二烷基二硫代氨基甲酸鉬的具體例子包括硫化二乙基二硫代氨基甲酸鉬、硫化二丙基二硫代氨基甲酸鉬、硫化二丁基二硫代氨基甲酸鉬、硫化二戊基二硫代氨基甲酸鉬、硫化二己基二硫代氨基甲酸鉬、硫化二癸基二硫代氨基甲酸鉬、硫化二異丁基二硫代氨基甲酸鉬、硫化二-(2-乙基己基)二硫代氨基甲酸鉬、硫化二戊基二硫代氨基甲酸鉬、硫化二月桂基二硫代氨基甲酸鉬和硫化二硬脂基二硫代氨基甲酸鉬。
以脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量計(jì)，所加入的組分(A)的量?jī)?yōu)選為0.5-10wt％，更優(yōu)選為0.5-5wt％。
如果加入超過(guò)10wt％的組分(A)，可能不能得到希望的摩擦系數(shù)降低效果，并且有可能劣化。如果加入少于0.5wt％的組分(A)，則可能對(duì)摩擦性能沒(méi)有什么改進(jìn)。
以脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量計(jì)，用作組分(B)的三苯基硫羰磷酸鹽在本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物中優(yōu)選以0.1-10wt％的量加入，更優(yōu)選的量為0.1-5wt％。
如果組分(B)的量低于0.1wt％，則對(duì)摩擦性能沒(méi)有改進(jìn)。但當(dāng)組分(B)的量超過(guò)10wt％時(shí)，可能不能得到充分的潤(rùn)滑。
可以方便地作為組分(C)而用于本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物中的硬脂酸金屬鹽的例子包括硬脂酸鋰、硬脂酸鈣、硬脂酸鈉、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、硬脂酸鋁、硬脂酸鋅。
以總量計(jì)，組分(C)優(yōu)選以0.5-10wt％的量加入本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物中，更優(yōu)選為0.5-5wt％。
如果加入超過(guò)10wt％的組分(C)，則可能沒(méi)有摩擦性能的降低效果。另外，潤(rùn)滑脂會(huì)變得更硬，很難實(shí)現(xiàn)希望的滲透。如果加入少于0.5wt％的組分(C)，則摩擦性能的改進(jìn)可能不令人滿(mǎn)意。
應(yīng)該注意的是雖然有很多種不同于硬脂酸的更高級(jí)脂肪酸及其無(wú)數(shù)的類(lèi)似金屬鹽，但已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明中只有硬脂酸金屬鹽可以在很大程度上降低恒速接頭的驅(qū)動(dòng)力。其它更高級(jí)脂肪酸金屬鹽不能使驅(qū)動(dòng)力充分降低。
可以方便地用作組分(D)的鈣基分散劑為在分子結(jié)構(gòu)中具有鈣的分散劑，并且分散劑指可以在油中分散固體和類(lèi)似物的添加劑。
其典型例子有苯酚鈣、磺酸鈣和水楊酸鈣，雖然組分(D)并不局限于此。
以脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量計(jì)，組分(D)優(yōu)選以0.5-10wt％的量加入，更優(yōu)選為1-7wt％。
如果加入少于0.5wt％的組分(D)，則可能沒(méi)有足夠的分散效果或潤(rùn)滑效果，而如果加入超過(guò)10wt％的組分(D)，則潤(rùn)滑脂可能變軟。
為了進(jìn)一步改進(jìn)本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物的性能，也可以向其中加入其它添加劑，如抗氧化劑、防腐蝕劑、極壓劑、聚合物和類(lèi)似物。
例如，可以方便地應(yīng)用包括烷基酚、受阻酚、烷基胺、二苯胺和三嗪抗氧化劑的抗氧化劑；包括磺酸鈣、磺酸鈉、磺酸鋇和羧酸的氨基衍生物或金屬鹽的抗腐蝕劑；以及包括硫化油或脂肪、硫化烯烴、磷酸酯、磷酸三鄰甲苯酯、硫代磷酸三烷基酯和三苯基硫羰磷酸酯的極壓劑。
用于恒速接頭的潤(rùn)滑劑可以有利地包含本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物。
因此，本發(fā)明還提供一種潤(rùn)滑恒速接頭的方法，所述方法包括用本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物填充所述恒速接頭；本發(fā)明還提供用本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物填充的恒速接頭。
本發(fā)明還提供本發(fā)明的脲潤(rùn)滑脂組合物的用途，用作降低摩擦和降低振動(dòng)的潤(rùn)滑脂組合物，具體地，所述潤(rùn)滑脂組合物用于降低恒速接頭中的摩擦和/或振動(dòng)的用途。
下面參考如下實(shí)施例描述本發(fā)明，所述實(shí)施例并不打算以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例下述工作實(shí)施例和比較實(shí)施例中的用于恒速接頭的脲潤(rùn)滑脂組合物通過(guò)向包含基油和脲增稠劑化合物的脲基潤(rùn)滑脂組合物中加入添加劑而得到，添加劑的比例在表1-5中給出，并應(yīng)用一個(gè)三輥研磨機(jī)處理所得的系統(tǒng)。使用100℃下運(yùn)動(dòng)粘度為15mm2/s的純化礦物油作為前述的基油。
在工作實(shí)施例中應(yīng)用的添加劑為硬脂酸鋅和硬脂酸鋁，其為組分(C)的典型例子，以及水楊酸鈣和磺酸鈣用作組分(D)。
在工作實(shí)施例1-5中，向脲基潤(rùn)滑脂組合物中加入四類(lèi)添加劑，即組分(A)、組分(B)、組分(C)和組分(D)。
在工作實(shí)施例6中，向脲基潤(rùn)滑脂組合物中加入組分(A)、組分(B)和組分(C)。
在比較例1-6中，向脲基潤(rùn)滑脂組合物中加入兩種或三種選自組分(A)、(B)、(C)和(D)的組分。
在比較例7中，向脲基潤(rùn)滑脂組合物中加入組分(A)和(B)。所述比較例的組合物對(duì)應(yīng)于日本待審專(zhuān)利申請(qǐng)H6-330072中公開(kāi)的組合物。
通過(guò)使2mol二苯基甲烷二異氰酸酯與2mol辛胺和2mol油胺反應(yīng)，并在基油中均勻分散這樣得到的脲增稠劑化合物，從而得到表1-5中的二脲潤(rùn)滑脂。所得的脲基潤(rùn)滑脂組合物的滲透性(25℃，60W)為268，并且其滴點(diǎn)為221℃。應(yīng)該注意的是，以基油和脲增稠劑化合物的總量為基準(zhǔn)，所述脲增稠劑化合物在其中的含量為10wt％。
通過(guò)使2mol二苯基甲烷二異氰酸酯與1mol辛胺、1mol月桂胺和1mol亞乙基二胺反應(yīng)，并在基油中均勻分散這樣得到的脲化合物，從而得到表2和4中的四脲潤(rùn)滑脂。所得到的脲基潤(rùn)滑脂組合物的滲透性(25℃，60W)為325，并且其滴點(diǎn)為253℃。應(yīng)該注意的是，以基油和脲增稠劑化合物的總量為基準(zhǔn)，所述脲增稠劑化合物在其中的含量為13wt％。
通過(guò)如下試驗(yàn)獲得表中所示的滲透性、滴點(diǎn)和摩擦系數(shù)。
(1)滲透性按JIS K2220中的滲透試驗(yàn)方法測(cè)量滲透性。
(2)滴點(diǎn)按JIS K2220中的滴點(diǎn)試驗(yàn)方法測(cè)量滴點(diǎn)。
(3)摩擦系數(shù)在各種摩擦和磨擦試驗(yàn)設(shè)備中，應(yīng)用對(duì)驅(qū)動(dòng)力有較高關(guān)聯(lián)性的SRV試驗(yàn)設(shè)備；在如下試驗(yàn)條件下測(cè)量摩擦系數(shù)。
試驗(yàn)樣品碗(Φ17.5mm)/盤(pán)子負(fù)荷300N滑動(dòng)速度0.18m/s溫度室溫時(shí)間10分鐘潤(rùn)滑脂在試驗(yàn)樣品上涂覆約1g潤(rùn)滑脂表1-5還給出當(dāng)在恒速接頭上應(yīng)用時(shí)潤(rùn)滑脂組合物是否令人滿(mǎn)意，其中比較例7的潤(rùn)滑脂組合物作為標(biāo)準(zhǔn)的參比潤(rùn)滑脂。
●極好的驅(qū)動(dòng)力降低效果○好的驅(qū)動(dòng)力降低效果□沒(méi)有效果x高的驅(qū)動(dòng)力*1 A為硫化二烷基二硫代氨基甲酸鉬，烷基為C4，n為2和3的混合物。
*2 B為三苯基硫羰磷酸鹽。
*3 C-1為硬脂酸金屬鹽，金屬為鋅。
*4 C-2為硬脂酸金屬鹽，金屬為鋁。
*5 D-1為鈣基分散劑，水楊酸鈣。
*6 D-2為鈣基分散劑，磺酸鈣。
表1
表2
表3
表4
表5
與包含組分(A)、(B)和(C)中兩種或三種作為添加劑的比較例1-7相比，包含組分(A)、組分(B)、組分(C)和組分(D)作為添加劑的工作實(shí)施例1-5的潤(rùn)滑脂組合物，以及應(yīng)用組分(A)、組分(B)和組分(C)制得的工作實(shí)施例6的潤(rùn)滑脂組合物，可以提供低得多的摩擦系數(shù)。另外，與比較例7相比，工作實(shí)施例1-6更好地降低了驅(qū)動(dòng)力，而比較例7是日本待審專(zhuān)利H6-330072的已知組合物。
很明顯本發(fā)明提供一種脲潤(rùn)滑脂組合物，其可以令人驚訝地抑制恒速接頭中的振動(dòng)，并可以在很大程度上降低摩擦系數(shù)。
權(quán)利要求
1.用于恒速接頭的脲潤(rùn)滑脂組合物，其包含基油、一種或多種脲增稠劑化合物A)一種或多種由通式(I)表示的硫化二烷基二硫代氨基甲酸鉬 其中R1和R2獨(dú)立選自1-24個(gè)碳的烷基，m+n＝4，m為0-3，n為4-1，B)由通式(II)表示的三苯基硫羰磷酸鹽 和C)一種或多種硬脂酸金屬鹽。
2.權(quán)利要求1的脲潤(rùn)滑脂組合物，所述潤(rùn)滑脂組合物進(jìn)一步包含(D)一種或多種鈣基分散劑。
3.權(quán)利要求1或2的脲潤(rùn)滑脂組合物，其中以脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量計(jì)混合有0.5-10wt％的組分(A)。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的脲潤(rùn)滑脂組合物，其中以脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量計(jì)混合有0.1-10wt％的組分(B)。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的脲潤(rùn)滑脂組合物，其中以脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量計(jì)混合有0.5-10wt％的組分(C)。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的脲潤(rùn)滑脂組合物，其中以脲潤(rùn)滑脂組合物的總重量計(jì)混合有0.5-10wt％的組分(D)。
7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的脲潤(rùn)滑脂組合物，其中以基油和脲增稠劑化合物的總量計(jì)混合有2-35wt％的一種或多種脲增稠劑化合物。
8.一種潤(rùn)滑恒速接頭的方法，包括用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的脲潤(rùn)滑脂組合物填充所述恒速接頭。
9.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的脲潤(rùn)滑脂組合物用于降低恒速接頭中的摩擦和/或振動(dòng)的用途。
10.一種用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的脲潤(rùn)滑脂組合物填充的恒速接頭。
全文摘要
一種用于恒速接頭的脲潤(rùn)滑脂組合物，其包含基油、一種或多種脲增稠劑化合物A)一種或多種由通式(I)表示的硫化二烷基二硫代氨基甲酸鉬，其中R
文檔編號(hào)C10M169/02GK1806033SQ200480016851
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者川村靖, 松本巧, 宮島和浩, 二村哲雄, 大村和茂, 筱田憲明, 田中啟司, 山本武郎 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司