專利名稱：潤滑脂組合物的制作方法
潤滑脂組合物本發(fā)明涉及具有低摩擦系數(shù)的潤滑脂組合物，其可特別用于在機(jī)動車輛的傳動裝置中使用的等速萬向節(jié)中。萬向節(jié)或機(jī)械耦接是包括幾個部件的機(jī)械系統(tǒng)，所述幾個部件相對于彼此是可移動或是柔性的，這允許在運(yùn)行過程中其轉(zhuǎn)軸占據(jù)可變相對位置的兩個旋轉(zhuǎn)部分相互驅(qū)動。 換句話說，這是能夠?qū)⑥D(zhuǎn)動從一個軸傳遞至相對于第一個軸活動的另一個軸的連接。如果在所有的時候兩個軸的轉(zhuǎn)速相等，則萬向節(jié)稱為具有恒等速度。等速萬向節(jié)內(nèi)部的運(yùn)動是復(fù)雜的，具有滾動、滑動和旋轉(zhuǎn)的組合。這導(dǎo)致在組件的接觸表面上的磨損以及在表面之間的顯著摩擦力。磨損可導(dǎo)致接頭失效并且摩擦力可導(dǎo)致驅(qū)動鏈中的抖動、振動和噪聲。因此，用于等速萬向節(jié)的潤滑脂必須不僅具有抗磨損效果，而且還必須具有低摩擦系數(shù)，以減少或防止噪音、振動和抖動。不同添加劑是已知的并且有助于減少磨損和/或摩擦。因此，已知的用于等速萬向節(jié)的潤滑脂經(jīng)常含有抗磨損添加劑，其為例如磷化合物或磷-硫化合物，以及摩擦改性齊U，例如含鉬有機(jī)化合物，其可以影響這些性質(zhì)中的任一個或二者。申請EP 0435745描述了例如一種用于等速萬向節(jié)的潤滑脂，其包含礦物油、聚脲型增稠劑、0. 5 5襯％的二硫代磷酸鉬(MoDTP)和0. 5 5wt %的二硫代氨基甲酸鉬 (MoDTC)作為摩擦改性劑(FM)、以及0. 5 IOwt %的SiDTP作為EP劑，以及0. 5 60%的乙烯與支鏈α烯烴的共聚物。專利EP 0708172還描述了一種用于等速萬向節(jié)的具有低摩擦系數(shù)的潤滑脂，其包含基礎(chǔ)油、簡單或復(fù)合的鋰皂增稠劑、一種或更多種MoDTC或MoDTP型的含鉬有機(jī)組分、 至少一種二硫代磷酸鋅、不含金屬的磷-硫極壓劑、氧化蠟的鈣鹽、石油磺酸鈣鹽或烷基芳族磺酸鈣鹽。法國專利FR 1421105如此描述了與磷的含氧酸的金屬鹽組合的具有層狀晶體結(jié)構(gòu)的固體潤滑產(chǎn)品用于降低潤滑脂的摩擦系數(shù)的應(yīng)用。申請WO 2007/085643描述了一種用于等速萬向節(jié)的具有低摩擦系數(shù)的潤滑脂組合物，其包含基礎(chǔ)油、一種或更多種硫脲型增稠劑、0. 1 5wt%的平均粒徑小于10 μ m的顆粒形式的二硫化鎢(Nippon Lubricant Ltd銷售的tanmikB)和0. 1 5wt%的一種或更多種二硫代磷酸鋅和/或二硫代氨基甲酸鉬。美國專利5516439描述了一種潤滑脂組合物，其包含(a)基礎(chǔ)油、(b)鋰基增稠劑、 (c)鉬化合物，其為二硫代磷酸鉬或二硫代氨基甲酸鉬、(d) 二硫代磷酸鋅、(e)金屬鹽。也已知使用固體潤滑劑如層狀形式或富勒烯形式的二硫化鉬(MoS2)或二硫化鎢 (WS2)作為摩擦改性劑，用于降低潤滑脂的摩擦系數(shù)。某些出版物報道使用無機(jī)富勒烯形式的金屬二硫?qū)倩飦斫档蜐櫥秃蜐櫥哪Σ料禂?shù)和提高潤滑油和潤滑脂的抗磨損性能。出片反物 “Fullerene-1 ike WS2Nanoparticles Superior Lubricants for Harsh Conditions”，Lev Rapoport，Nieles Fleischer，Reshef Tenne Adv. Mat. 2003，15，651-655
4如此比較了由鋰增稠的基礎(chǔ)油、隨后添加層狀們2以及最后添加富勒烯們2構(gòu)成的參比潤滑脂的摩擦性質(zhì)。出版 物"Modification of contact surfaces by fullerene-like solid lubricant nanoparticles，，，L. Rapoport, V. Leshchinski, Yu. Volovik, M. Lvovsky, 0. Nepomnyashchy, Y. Feldman, R. Popovitz—Biro, R.Tenne, Surface and Coating Technology 163-164(2003)405-412比較了相同產(chǎn)品的抗磨損性質(zhì)。然而，沒有公開無機(jī)富勒烯形式的金屬二硫?qū)倩锱c潤滑脂的其它組分的具體組合。特別是，在現(xiàn)有技術(shù)中沒有公開無機(jī)富勒烯型金屬二硫?qū)倩锱c商用潤滑脂配方中必需的增稠劑、抗磨損劑和任選的極壓添加劑的相互作用的影響。這些影響可證明是正面的或負(fù)面的。因此，仍然需要摩擦系數(shù)甚至更低于現(xiàn)有技術(shù)的潤滑脂的配制潤滑脂。也仍然需要具有極低摩擦系數(shù)并且同時具有與現(xiàn)有技術(shù)的潤滑脂相當(dāng)或改善的抗磨損性質(zhì)的這種潤滑脂。出乎意料的是，本申請人已證明在特別是用鋰皂增稠的潤滑脂中，用作固體摩擦改性劑的無機(jī)富勒烯形式的過渡金屬硫?qū)倩锱c有機(jī)磷-硫型抗磨損和極壓化合物之間的協(xié)同效應(yīng)。潤滑脂中這些化合物的組合可以使所述潤滑脂的摩擦系數(shù)降低至遠(yuǎn)低于單獨(dú)含有這些化合物中的一種或其它的潤滑脂的摩擦系數(shù)。相對于包含有機(jī)鉬化合物作為摩擦改性劑和包含有機(jī)磷化合物或有機(jī)磷-硫化合物作為抗磨損添加劑的已知潤滑脂而言，這些潤滑脂的抗磨損性能得到維持。發(fā)明簡述本發(fā)明涉及一種潤滑脂組合物，其包含(a) 一種或更多種礦物的、合成的或天然的基礎(chǔ)油；(b)增稠劑；(c)由具有無機(jī)富勒烯結(jié)構(gòu)的一種或更多種過渡金屬硫?qū)倩锝M成的至少一種固體潤滑劑，(d) 一種或更多種有機(jī)磷和/或有機(jī)磷-硫的抗磨損和/或極壓添加劑。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂組合物中，增稠劑(b)主要由至少一種脂肪酸金屬皂組成。甚至更優(yōu)選地，脂肪酸金屬鹽構(gòu)成所述組合物中增稠劑(b)的至少50wt%，優(yōu)選至少80wt%。根據(jù)一個實施方案，用于根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂組合物中的具有無機(jī)富勒烯結(jié)構(gòu)的一種或更多種過渡金屬硫?qū)倩锞哂薪又υ谄浔砻嫔系臒o機(jī)磷酸根基團(tuán)。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂組合物中，至少一種固體潤滑劑(C)的硫?qū)僭剡x自 S、Se、Te。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂組合物中，至少一種固體潤滑劑(C)的過渡金屬選自 Mo、W、Zr、Hf、Pt、Re、Ti、Ta、Nb，優(yōu)選選自 Mo 和 W。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，在根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂組合物中，至少一種固體潤滑劑(c)為過渡金屬二硫?qū)倩铮瑑?yōu)選具有無機(jī)富勒烯結(jié)構(gòu)的二硫化鉬M0&或二硫化鎢肥2。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂組合物中，固體潤滑劑(c)由直徑為80 220nm， 優(yōu)選100 200nm的顆粒構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂組合物有利地包含至少一種抗磨損和/或極壓添加劑(d)， 其選自磷酸、亞磷酸、硫代磷酸或硫代亞磷酸的酯，或其衍生物；二硫代磷酸鹽，優(yōu)選二硫代磷酸鋅或鉬；硫代磷酸酯/鹽；磷酸酯胺鹽(amine phosphate)。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂組合物包含至少一種抗磨損和/或極壓添加劑(d)，其選自下式的二硫代磷酸鋅(RlO) (R20) PS2ZnS2P (R30) (R40)其中R1、R2、R3、R4彼此獨(dú)立地為包含1 M個、優(yōu)選3 20個碳原子的線型或支鏈烷基，或包含6 30個、優(yōu)選8 18個碳原子的任選取代的芳基。根據(jù)另一實施方案，根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求之一的潤滑脂組合物包含至少一種抗磨損和/或極壓添加劑(d)，其選自下式的二硫代磷酸鉬(R50) (R60) SPS (MoS2) 2SPS (R70) (R80)其中，R5、R6、R7、R8彼此獨(dú)立地為包含1 M個、優(yōu)選3 20個碳原子的線型或支鏈烷基，或包含6 30個、優(yōu)選8 18個碳原子的任選取代的芳基，其任選與上述耐磨損和/或極壓添加劑特別是上述二硫代磷酸鋅組合。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的用脂肪酸金屬皂增稠的潤滑脂組合物中，所述金屬皂是含有14 觀個碳原子、飽和或不飽和、羥基化或未羥基化的簡單脂肪酸金屬皂，和/或含有14 觀個碳原子、飽和或不飽和、羥基化或未羥基化的一種或更多種脂肪酸與具有含 6 12個碳原子的短烴鏈的一種或更多種羧酸組合的復(fù)合金屬皂。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的所述潤滑脂組合物中，脂肪酸的金屬皂選自鈦皂、鋁皂； 或堿金屬皂和堿土金屬皂，優(yōu)選鋰皂、鈣皂、鈉皂、鋇皂。根據(jù)一個優(yōu)選實施方案，根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂組合物包含至少一種基礎(chǔ)油(a)，其為合成來源的油，優(yōu)選選自聚α烯烴。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的所述潤滑脂組合物的基礎(chǔ)油或基礎(chǔ)油(a)的混合物的根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D445的40°C動力學(xué)粘度為70 140cM，優(yōu)選90 IOOcM。優(yōu)選配制根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂組合物，其根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D217的稠度為沈5 385 個1/10毫米，優(yōu)選265 295個1/10毫米，或310 340個1/10毫米，或3；35 385個 1/10毫米，優(yōu)選310 340的1/10毫米。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂組合物包含· 70 94.—種或更多種基礎(chǔ)油(a)· 5 —種或更多種增稠劑(b)· 0. 1 5%的一種或更多種固體潤滑劑(C)·0. 1 5%的一種或更多種有機(jī)磷和/或有機(jī)磷-硫的抗磨損和/或極壓添加劑 ⑷。本發(fā)明還涉及上述潤滑脂組合物在機(jī)動車輛傳動裝置的等速萬向節(jié)中的用途。本發(fā)明還涉及包含前述潤滑脂組合物的等速萬向節(jié)。具體說明
潤滑基礎(chǔ)油用于根據(jù)本發(fā)明的組合物中的其它一種或更多種基礎(chǔ)油可以是礦物油或根據(jù) API (美國石油學(xué)會)分類中所限定類別的I IV組合成來源的油。根據(jù)本發(fā)明的礦物基礎(chǔ)油包括通過原油的大氣壓和真空蒸餾，然后進(jìn)行精煉操作，如溶劑提取、脫浙青、溶劑脫蠟、氫處理、加氫裂化和加氫異構(gòu)化、加氫精制得到的所有類型的基礎(chǔ)油。根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂組合物的基礎(chǔ)油也可以是合成油，如某些酯、硅氧烷、二醇、 聚丁烯、聚α烯烴(PAO)?；A(chǔ)油也可以是天然來源的油，例如酯的醇和羧酸的酯，它們可從天然資源如向日葵、油菜籽、棕櫚油等中得到。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的組合物中，存在聚α烯烴(PAO)的合成油。例如，聚α 烯烴由具有4 32個碳原子的單體(例如辛烯，癸烯)得到。他們的重均分子量通常為 250 3000。調(diào)節(jié)基礎(chǔ)油的混合物，使得其根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D445的40°C粘度為40 140cSt，優(yōu)選90 lOOdt。為此，可以是使用大范圍的輕聚α烯烴，例如PAO 6 (40°C下為31cSt)、 PAO 8(40°C下為 48cSt)，或重聚 α 烯烴，例如 PAO 40 (40°C下為 400cSt)或 PAO 100 (40°C 下為 IOOOcSt)。增稠劑根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂可以用常規(guī)用于潤滑脂工業(yè)的增稠劑來增稠，即主要為脂肪酸金屬皂、任選無機(jī)增稠劑如膨潤土或硅鋁酸鹽、或聚脲。脂肪酸金屬皂可以單獨(dú)制備或在潤滑脂的制造過程中原位制備(在后一種情況下，一種或更多種脂肪酸溶解在基礎(chǔ)油中，然后加入適當(dāng)?shù)慕饘贇溲趸?。這些增稠劑是潤滑脂領(lǐng)域常用的產(chǎn)品，易得并且廉價。它們提供最佳的技術(shù)妥協(xié)，結(jié)合良好的機(jī)械性能、 良好的耐熱性和良好的耐水性。優(yōu)選使用通常包含10 觀個碳原子、飽和或不飽和、任選羥基化的長鏈脂肪酸。長鏈脂肪酸(通常包含10 觀個碳原子)為例如癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生四烯酸、山崳酸、油酸、亞油酸、芥酸及其羥基化的衍生物。12-羥基硬脂酸是此類別中最公知和優(yōu)選的衍生物。這些長鏈脂肪酸一般來自植物油，如棕櫚油、蓖麻油、菜籽油、葵花油等，或來自動物脂肪(獸脂、鯨油等)?？梢允褂靡环N或更多種長鏈脂肪酸來形成所謂的簡單皂。也可以使用一種或更多種長鏈脂肪酸與具有含至多8個碳原子的短烴鏈的一種或更多種羧酸組合形成所謂的復(fù)合皂。用于制皂的皂化劑可以是鋰、鈉、鈣、鋇、鈦、鋁的金屬化合物，優(yōu)選鋰和鈣的金屬化合物，優(yōu)選這些金屬的氫氧化物、氧化物或碳酸鹽。在根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂中，可以使用具有或不具有相同金屬陽離子的一種或更多種金屬化合物。因此，可以使用鋰皂與較低比例的鈣皂組合。這具有改善潤滑脂的耐水性的優(yōu)點(diǎn)。金屬皂在根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂中的用量為5 20wt%，優(yōu)選8 15wt%，通常
712wt%。金屬皂的量通常調(diào)節(jié)為得到根據(jù)NLGI分類的0級、1級或2級的潤滑脂。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂主要包含脂肪酸金屬皂作為增稠劑。這意味著，與其它增稠劑的重量百分?jǐn)?shù)相比，簡單或復(fù)合的脂肪酸的金屬皂一起在根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂中占據(jù)最大的重量百分?jǐn)?shù)。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂組合物中，簡單或復(fù)合的脂肪酸的一種或更多種金屬皂的量占增稠劑總重量的至少50wt%，甚至更優(yōu)選至少SOwt %。根據(jù)一個實施方案，根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂可以主要包含簡單或復(fù)合的脂肪酸的金屬皂作為增稠劑，以及較少量的其它增稠劑，如聚脲或膨潤土或鋁硅酸鹽類無機(jī)增稠劑。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂不含聚脲類增稠劑。注意到當(dāng)將無機(jī)富勒烯型摩擦改性劑引入用聚脲增稠的潤滑脂中時，摩擦性質(zhì)的改善較少。甚至更優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂只包含簡單或復(fù)合的脂肪酸金屬皂作為增稠劑。固體潤滑劑在根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂中使用的固體潤滑劑是具有無機(jī)富勒烯結(jié)構(gòu)的過渡金屬硫?qū)倩?。原則上，術(shù)語富勒烯是指由碳原子構(gòu)成的閉合凸多面體納米結(jié)構(gòu)。富勒烯類似于石墨，包括連接的六邊形環(huán)的片，但它們含有一些五邊形環(huán)，有時含有七邊形環(huán)，這阻止結(jié)構(gòu)平坦化。在本申請中，富勒烯和納米管之間的區(qū)別在于富勒烯為封閉結(jié)構(gòu)，而納米管是基于相同原理形成的開放結(jié)構(gòu)。針對富勒烯型結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)表明這種結(jié)構(gòu)不限于含碳材料，而是能夠在所有層狀形式的納米顆粒顆粒中產(chǎn)生，特別是在過渡金屬硫?qū)倩镏小＿@些結(jié)構(gòu)類似于碳富勒烯，并被稱為無機(jī)富勒烯或“無機(jī)富勒烯狀材料”，也表示為 “IF，，。存在大量描述這些無機(jī)富勒烯的結(jié)構(gòu)和合成方法的文獻(xiàn)，具體有-Tenne, R.，Margulis, L.，Genut M. Hodes, G. Nature 1992，360，444，-Feldman, Y. , ffasserman, Ε. ,Srolovitz,D. J. &Tenne,R. Science 1995,267,222,-Tenne, R. Nature Nanotech. 2006，1，103。專利EP 0580019也描述了這些結(jié)構(gòu)及其合成方法。這些封閉結(jié)構(gòu)最經(jīng)常具有類似球狀的形狀，完美程度或多或少取決于所用的合成方法，由幾個同心層(“洋蔥”結(jié)構(gòu)或“嵌套的多面體”)構(gòu)成。無機(jī)富勒烯的摩擦學(xué)性質(zhì)通?？梢詺w因于他們的準(zhǔn)球狀和洋蔥狀結(jié)構(gòu)，這允許它們?nèi)鐚訝罱Y(jié)構(gòu)那樣逐漸地剝落或機(jī)械變形，而不是在摩擦?xí)r附著到接觸物，因此它們被建議作為固體潤滑劑。這種球形、洋蔥狀結(jié)構(gòu)存在于所有的具有無機(jī)富勒烯結(jié)構(gòu)的過渡金屬硫?qū)倩镏?見例如上文引用的Tenne, R. Nature Nanotech. 2006，1，103)。因此，在潤滑劑領(lǐng)域和在根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂中優(yōu)選具有洋蔥狀結(jié)構(gòu)的無機(jī)富勒烯。其通常是約80 220nm級別的球體，含有幾十個同心層，通常為25 100或150個層或更多的層。用于根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂中的固體潤滑劑是過渡金屬硫?qū)倩铩?br> 過渡金屬可以是例如鎢、鉬、鋯、鉿、鉬、錸、鈦、鉭、鈮，優(yōu)選鉬或鎢，并且硫?qū)僭乜梢允抢缌颉⑽?、碲，?yōu)選硫或碲。過渡金屬硫?qū)倩锟梢允抢鏜oS2、MoSe2, MoTe2, WS2、WSe2, ZrS2, ZrSe2, HfS2, HfSe2、PtS2、ReS2、ReSe2、TiS3、ZrS3、ZrSe3、HfS3、HfSe3、TiS2、TaS2、TaSe2、NbS2、NbSe2、NbTe2, 對其摩擦學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。優(yōu)選地，這些是二硫?qū)倩?，?yōu)選WS2、WSii2、Mo&、Mc^e2。這些硫?qū)倩镆部梢园瑤追N過渡金屬，例如描述在申請WO 2009/034572中的化合物。它們也可以具有在其表面上接枝的聚合物，例如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等以提高其分散性，或磷酸根基團(tuán)以增強(qiáng)其抗磨損作用。在商業(yè)上，這些化合物往往以含有約75wt%的具有富勒烯結(jié)構(gòu)的金屬硫?qū)倩锖图s25wt%的潤滑油的糊劑形式提供。除非另有說明，本申請中表示的重量百分比只是指金屬硫?qū)倩?。根?jù)本發(fā)明的潤滑脂組合物優(yōu)選包含0. 1 5wt%的具有富勒烯結(jié)構(gòu)的過渡金屬硫?qū)倩?，?yōu)選0. 2 2wt %。有機(jī)磷-硫和/或有機(jī)磷化合物用于根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂中的磷-硫和/或磷化合物優(yōu)選選自用于潤滑脂和潤滑劑配方中的磷-硫抗磨損和極壓添加劑。這些非限制性地為例如硫代磷酸，硫代亞磷酸、這些酸的酯、它們的鹽，以及二硫代磷酸鹽，特別是二硫代磷酸鋅或鉬。在上述化合物中，特別只是在油狀介質(zhì)中分散更佳并且更有效的有機(jī)磷-硫和有機(jī)磷化合物將被保留在根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂中作為抗磨損和任選的極壓添加劑。無機(jī)化合物例如磷酸鈣也可用于潤滑脂中，但是用作增稠劑。作為抗磨損和磷-硫極壓添加劑的例子，可以提及的是包括1 3個硫原子的那些，如硫代磷酸單丁酯、硫代磷酸單辛酯、硫代磷酸單月桂酯、硫代磷酸二丁酯、硫代磷酸二月桂酯、硫代磷酸三丁酯、硫代磷酸三辛酯、硫代磷酸三苯酯、硫代磷酸三月桂酯、硫代亞磷酸單丁酯、硫代亞磷酸單辛酯、硫代亞磷酸單月桂酯、硫代亞磷酸二丁酯、硫代亞磷酸二月桂酯、硫代亞磷酸三丁酯、硫代亞磷酸三辛酯、硫代亞磷酸三苯酯、硫代亞磷酸三月桂酯及其鹽。硫代磷酸和硫代亞磷酸的酯的鹽的例子是通過與含氮化合物如氨或胺例如磷酸酯胺鹽，或氧化鋅或氯化鋅反應(yīng)得到的那些。作為有機(jī)磷-硫抗磨損化合物，也可以使用硫代磷酸酯/鹽例如硫代磷酸三苯酯， 更優(yōu)選其中苯基被烷基取代的那些。在根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂中優(yōu)選有機(jī)磷-硫抗磨損化合物，因為硫的存在促進(jìn)了潤滑脂的極壓性能。根據(jù)本發(fā)明的潤滑劑組合物還可以包含有機(jī)磷抗磨損和極壓添加劑，例如磷酸烷基酯或膦酸烷基酯；亞磷酸和磷酸的單、二和三酯，以及它們的鹽。特別優(yōu)選下式的二硫代磷酸鋅(RlO) (R20) PS2ZnS2P (R30) (R40)
其中，R1、R2、R3、R4彼此獨(dú)立地為包含1 M個、優(yōu)選3 20個碳原子的線型或支鏈烷基，或包含6 30個、優(yōu)選8 18個碳原子的任選取代的芳基。另一類優(yōu)選的化合物是下式的二硫代磷酸鉬(R50) (R60) SPS (MoS2) 2SPS (R70) (R80)其中，R5、R6、R7、R8彼此獨(dú)立地為包含1 M個、優(yōu)選3 20個碳原子的線型或支鏈烷基，或包含6 30個、優(yōu)選8 18個碳原子的任選取代的芳基。這些不同的化合物可以在根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂組合物中單獨(dú)使用或以混合物使用。其wt %優(yōu)選占組合物總重量的0. 5 5wt %，優(yōu)選0. 7 2wt %或0. 8 1. 5wt %。其它添加劑根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂還可以包含適合其用途的任何類型的添加劑，例如抗氧化劑如胺化的或酚類抗氧化劑；防銹添加劑，其可以是含氧化合物如酯；以及銅鈍化劑。這些不同的化合物通常在潤滑脂中存在的水平低于1襯％，或甚至0.5襯％。根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂還可以包含聚合物，例如聚異丁烯(PIB)，含量一般為5 10%，其賦予潤滑脂改善的內(nèi)聚性，從而更好地抵抗離心作用。這些聚合物也使得潤滑脂與表面的粘附更佳，并且提高基礎(chǔ)油部分的粘度并由此提高待摩擦部件之間的油膜厚度。潤滑脂的制備方法根據(jù)本發(fā)明的潤滑脂優(yōu)選通過原位形成金屬皂來制造。一種或更多種脂肪酸在環(huán)境溫度下溶解在一部分的基礎(chǔ)油或基礎(chǔ)油混合物中。該部分一般為成品潤滑脂所含油的總量的約50%。脂肪酸可以是包含14 觀個碳原子的長鏈酸以形成簡單皂，任選地與包含6 12個碳原子的短鏈脂肪酸組合以形成復(fù)合皂。在約60 80°C的溫度下加入金屬化合物，優(yōu)選金屬氫氧化物類型的。因此，可以添加一種類型的金屬或組合幾種金屬。在根據(jù)本發(fā)明的組合物中優(yōu)選的金屬是鋰，任選與較小比例的鈣組合。脂肪酸與一種或更多種金屬化合物的皂化反應(yīng)在約100 110°C的溫度下發(fā)生。隨后通過在約200°C的溫度下煮沸該混合物來蒸發(fā)所形成的水。然后，潤滑脂通過加入剩余的基礎(chǔ)油部分而得到冷卻。然后，在約80°C下引入添加劑，然后捏合足夠的時間以獲得均勻的潤滑脂組合物。潤滑脂的等級潤滑脂的稠度是其靜止時的硬度或流動性的量度。其數(shù)字基于具有給定尺寸和重量的錐的刺入深度來表示。潤滑脂預(yù)先進(jìn)行捏合。測量潤滑脂稠度的條件由標(biāo)準(zhǔn)ASTM D217 限定。根據(jù)其稠度，潤滑脂被分為在潤滑脂領(lǐng)域中常用的9個NLGI (美國潤滑脂協(xié)會) 類別或等級。這些等級示于下表中。
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權(quán)利要求
1.一種潤滑脂組合物，包含(a)一種或更多種礦物的、合成的或天然的基礎(chǔ)油；(b)增稠劑；(c)由具有無機(jī)富勒烯結(jié)構(gòu)的一種或更多種過渡金屬硫?qū)倩飿?gòu)成的至少一種固體潤滑劑，(d)一種或更多種有機(jī)磷和/或有機(jī)磷-硫的抗磨損和/或極壓添加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潤滑脂組合物，其中所述增稠劑(b)主要包含至少一種脂肪酸金屬鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1 2中任一項所述的潤滑脂組合物，其中所述脂肪酸金屬鹽占所述組合物中所述增稠劑(b)的至少50wt%，優(yōu)選至少80wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的潤滑脂組合物，其中所述具有無機(jī)富勒烯結(jié)構(gòu)的一種或更多種過渡金屬硫?qū)倩锞哂薪又υ诒砻嫔系臒o機(jī)磷酸根基團(tuán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的潤滑脂組合物，其中至少一種固體潤滑劑(c) 的硫?qū)僭剡x自Sde、Te。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項所述的潤滑脂組合物，其中至少一種固體潤滑劑(c) 的過渡金屬選自Mo、W、&、Hf、Pt、Re、Ti、Ta、Nb，優(yōu)選選自Mo和W。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項所述的潤滑脂組合物，其中至少一種固體潤滑劑(c) 為過渡金屬二硫?qū)倩铩?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中任一項所述的潤滑脂組合物，其中至少一種固體潤滑劑(c) 為具有無機(jī)富勒烯結(jié)構(gòu)的二硫化鉬或二硫化鎢WS2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項所述的潤滑脂組合物，其中所述固體潤滑劑(c)由直徑為80 220nm，優(yōu)選100 200nm的顆粒構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一項所述的潤滑脂組合物，其中至少一種抗磨損和/或極壓添加劑(d)選自磷酸、亞磷酸、硫代磷酸或硫代亞磷酸的酯，或其衍生物；二硫代磷酸鹽， 優(yōu)選二硫代磷酸鋅或鉬；硫代磷酸酯/鹽；磷酸酯胺鹽。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的潤滑脂組合物，其中至少一種抗磨損和/或極壓添加劑 (d)選自下式的二硫代磷酸鋅(RlO) (R20) PS2ZnS2P (R30) (R40)其中R1、R2、R3、R4彼此獨(dú)立地為包含1 M個、優(yōu)選3 20個碳原子的線型或支鏈烷基，或包含6 30個、優(yōu)選8 18個碳原子的任選取代的芳基。
12.根據(jù)權(quán)利要求10 11中任一項所述的潤滑脂組合物，其中至少一種抗磨損和/或極壓添加劑(d)選自下式的二硫代磷酸鉬(R50)(R60)SPS (MoS2)2SPS(R70) (R80)其中，R5、R6、R7、R8彼此獨(dú)立地為包含1 M個、優(yōu)選3 20個碳原子的線型或支鏈烷基，或包含6 30個，優(yōu)選8 18個碳原子的任選取代的芳基。
13.根據(jù)權(quán)利要求2 12中任一項所述的潤滑脂組合物，其中所述金屬皂是含有14 28個碳原子、飽和或不飽和、羥基化或未羥基化的簡單脂肪酸金屬皂，和/或含有14 觀個碳原子、飽和或不飽和、羥基化或未羥基化的一種或更多種脂肪酸與具有含至多6 12 個碳原子的短烴鏈的一種或更多種羧酸組合的復(fù)合金屬皂。
14.根據(jù)權(quán)利要求2 13中任一項所述的潤滑脂組合物，其中所述脂肪酸的金屬皂選自鈦皂、鋁皂；或堿金屬皂和堿土金屬皂，優(yōu)選鋰皂、鈣皂、鈉皂、鋇皂。
15.根據(jù)權(quán)利要求1 14中任一項所述的潤滑脂組合物，其中至少一種基礎(chǔ)油(a)為合成來源的油，優(yōu)選選自聚α烯烴。
16.根據(jù)權(quán)利要求1 15中任一項所述的潤滑脂組合物，其中所述基礎(chǔ)油或基礎(chǔ)油 (a)的混合物的根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D445的40°C動力學(xué)粘度為70 140cM，優(yōu)選90 IOOcM。
17.根據(jù)權(quán)利要求1 16中任一項所述的潤滑脂組合物，所述潤滑脂組合物的根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D217的稠度為洸5 385個1/10毫米，優(yōu)選265 295個1/10毫米，或310 340個1/10毫米或335 385個1/10毫米，優(yōu)選310 ；340的1/10毫米。
18.根據(jù)權(quán)利要求1 17中任一項所述的潤滑脂組合物，包含 70 94.—種或更多種基礎(chǔ)油(a) 5 20wt%的一種或更多種增稠劑(b) 0. 1 5%的一種或更多種固體潤滑劑(c) 0. 1 5%的一種或更多種有機(jī)磷和/或有機(jī)磷-硫的抗磨損和/或極壓添加劑(d)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1 18中任一項所述的潤滑脂組合物在機(jī)動車輛的傳動裝置的等速萬向節(jié)中的用途。
20.一種含有根據(jù)權(quán)利要求1 19中任一項所述的潤滑脂的等速萬向節(jié)。
全文摘要
一種潤滑脂組合物，包含(a)一種或更多種礦物、合成或天然的基礎(chǔ)油；(b)增稠劑；(c)由具有無機(jī)富勒烯結(jié)構(gòu)的一種或更多種過渡金屬硫?qū)倩锝M成的至少一種固體潤滑劑，(d)一種或更多種有機(jī)磷和/或有機(jī)磷-硫的抗磨損和/或極壓添加劑。以上限定的潤滑脂組合物在機(jī)動車輛的傳動裝置的等速萬向節(jié)中的用途。含有以上限定的潤滑脂的等速萬向節(jié)。
文檔編號C10M169/06GK102482604SQ201080040328
公開日2012年5月30日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者弗蘭克·巴爾金 申請人:道達(dá)爾煉油與銷售部