滑动机构及滑动机构用润滑脂组合物的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种滑动机构，其由经由含有增稠剂和基油的润滑脂组合物而滑动的第1构件和第2构件构成，其中，所述润滑脂组合物含有十二羟基硬脂酸锂作为增稠剂，基油为癸二酸二辛酯和/或聚α烯烃油，在第1构件和第2构件的至少一个构件的滑动面上设有由类金刚石碳构成的硬质碳覆膜。
【专利说明】滑动机构及滑动机构用润滑脂组合物
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种滑动机构。详细而言，涉及一种在经由硬质碳覆膜而滑动的滑动 构件间存在特定的润滑脂的滑动机构及润滑脂组合物。
【背景技术】
[0002] 在汽车中，滑动材料的作用包括：在发动机的滑动部位中，对于摩擦磨损环境苛刻 的部位的耐磨损性优异，且显现出低的摩擦系数，最近，对于作为随动件部位的气门挺杆或 挺杆垫片，一直在发展使用各种硬质薄膜材料或插入有滚针轴承的滚子摇臂。
[0003] 通常，硬质碳材料、特别是类金刚石碳（DLC)材料在空气中且不存在润滑油的情 况下摩擦系数与氧化钛（TiN)或氮化铬（CrN)这样的耐磨损性的硬质覆膜材料相比较低， 因此，有望用作低摩擦滑动材料。
[0004] 另外，在专利文献1中，通过在由DLC构成且氢含量为20原子％以下的硬质碳覆 膜覆盖于至少一个滑动构件而成的滑动机构中使用以酯油、醚油或它们的混合物为基油的 润滑脂，实现了优异的低摩擦特性。
[0005] 但是，从节省资源、节能的观点出发，期望进一步低摩擦化。因此，本发明的目的在 于，提供一种滑动机构及该滑动机构用润滑脂组合物，所述滑动机构进一步降低摩擦系数 而实现低摩擦化，且提高了耐磨损性。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2006-194281号公报
【发明内容】
[0009] 本发明人等进行了潜心研究，结果首次得知：通过使用十二羟基硬脂酸锂 (Li_(120H)St)作为增稠剂，除酯油及醚油之外，聚α烯烃在滑动机构中的滑动构件的摩 擦降低方面也具有效果。另外得知：在酯油中，特别是作为二元酸酯的癸二酸二辛酯，与其 它酯油相比，特别显示优异的摩擦降低效果。
[0010] 即、根据本发明，提供以下技术方案：
[0011] 1. 一种滑动机构，其包括经由含有增稠剂和基油的润滑脂组合物而滑动的第1构 件和第2构件，其中，
[0012] 所述润滑脂组合物含有十二羟基硬脂酸锂作为增稠剂，基油为癸二酸二辛酯和/ 或聚α烯烃油，
[0013] 在第1构件和第2构件中至少一个构件的滑动面上设有由类金刚石碳构成的硬质 碳覆膜。
[0014] 2.如上述第1项所述的滑动机构，其中，所述基油在40°C下的动态粘度为10? 70mm 2/sec ；
[0015] 3.如上述第1或第2项所述的滑动机构，其中，所述硬质碳覆膜由氢含量为0. 5原 子％以下的类金刚石碳构成；
[0016] 4. 一种滑动机构用润滑脂组合物，所述滑动机构包括经由含有增稠剂和基油的润 滑脂组合物而滑动的第1构件和第2构件，在第1构件和第2构件中至少一个构件的滑动 面上设有由类金刚石碳构成的硬质碳覆膜，其中，
[0017] 所述润滑脂组合物含有十二羟基硬脂酸锂作为所述增稠剂，基油为癸二酸二辛酯 和/或聚α烯烃油。
[0018] 5.如上述第4项所述的滑动机构用润滑脂组合物，其中，所述基油在40°C下的动 态粘度为10?70mm 2/sec。
[0019] 根据本发明，可以提供一种进一步降低了摩擦的滑动机构及该滑动机构用润滑脂 组合物。本发明的滑动机构及润滑脂组合物的耐磨损性也优异。
【具体实施方式】
[0020] <润滑脂组合物>
[0021][增稠剂]
[0022] 本发明的润滑脂组合物含有Li_(120H) St作为增稠剂。在不会对本发明的润滑脂 组合物的性能带来不良影响的范围内可以含有其它增稠剂。作为其它增稠剂，可列举例如： 含有Li、Na等的金属阜、选自Li、Na、Ba、Ca等的复合金属阜等金属阜类、渗润土、娃胶、脲 化合物、脲?氨基甲酸酯化合物、氨基甲酸酯化合物等非皂类。作为脲化合物，可列举二脲 化合物、三脲化合物、四脲化合物、多脲化合物、脲?氨基甲酸酯化合物、二氨基甲酸酯化合 物或它们的混合物。增稠剂最优选为单独的Li-(120H)St。
[0023] 作为组合物中增稠剂的量，优选2?40质量％，更优选5?30质量％，进一步优 选8?25质量％。含有其它增稠剂的情况下，增稠剂中所含的Li-(120H) St的比例以增稠 剂的总质量为基准，优选50?100质量％，更优选70?100质量％。
[0024] [基油]
[0025] 作为本发明的润滑脂组合物中使用的基油，使用作为二元酸酯的癸二酸二辛酯和 /或聚α烯烃。通过使用这些基油，可以有助于摩擦系数的降低、耐磨损性的提高。
[0026] 基油的动态粘度过低时，由于油膜断裂，无法得到充分的耐磨损性，当其过高时， 流动性变差，难以对润滑部位供给润滑脂，因此，优选在40°C下为10?70mm 2/s，更优选为 10 ?50mm2/s。
[0027] [添加剂]
[0028] 本发明的润滑脂组合物可以根据需要含有作为添加剂的防锈剂、耐负荷添加剂、 抗氧化剂等。这些添加量通常为〇. 01?10质量％。
[0029] 作为防锈剂，可列举无机类防锈剂和有机类防锈剂。作为无机类防锈剂，可列举： 硅酸钠、亚硝酸钠、钥酸钠、碳酸锂、碳酸钾等无机金属盐。作为有机类防锈剂，可列举：苯甲 酸钠、苯甲酸锂等苯甲酸盐、磺酸钙、磺酸锌等磺酸酯盐、环烷酸锌、癸二酸钠等羧酸盐、琥 珀酸、琥珀酸酐、琥珀酸半酯等琥珀酸衍生物、山梨糖醇酐单油酸酯、山梨糖醇酐三油酸酯 等山梨糖醇酐酯、脂肪酸胺盐。
[0030] 作为耐负荷添加剂，可列举：磷酸酯等磷类、聚硫醚、硫化油脂等硫类、硫代磷酸 (酯）等磷-硫类、硫代氨基甲酸盐、硫代磷酸盐、有机磷酸酯。另外，也可列举作为固体润 滑剂的M〇S2、石墨、MCA (三聚氰胺氰尿酸酯）、PTFE (聚四氟乙烯）。
[0031] 抗氧化剂可列举作为润滑脂的抗氧化劣化剂已知的苯酚类抗氧化剂、胺类抗氧化 剂。
[0032] 作为苯酚类抗氧化剂，可列举：2,6_二叔丁基-对甲酚（BHT)、2,2' -亚甲基双 (4-甲基-6- 丁基苯酚）、4, 4' - 丁叉基双（3-甲基-6-叔丁基苯酚）、2, 6-二叔丁基-苯 酚、2, 4-二甲基-6-叔丁基苯酚、叔丁基羟基苯甲醚（BHA)、4, 4'- 丁叉基双（3-甲基-6-叔 丁基苯酚）、4, 4' -亚甲基双（2, 3-二叔丁基苯酚）、4, 4' -硫代双（3-甲基-6-叔丁基苯 酚）。
[0033] 作为胺类抗氧化剂，可列举：N-正丁基-对氨基苯酚、4, 4' -四甲基-二氨基二苯 基甲烷、α-萘胺、N-苯基-α-萘胺、吩噻嗪。
[0034] <滑动机构>
[0035] [类金刚石碳（DLC)]
[0036] 本发明中作为对象的滑动机构，只要具有在本发明的润滑脂的存在下进行相互滑 动的滑动构件，且在滑动构件中一方或双方中在其滑动部包覆由类金刚石碳（DLC)构成的 硬质碳覆膜即可。
[0037] 在此，硬质碳覆膜为含有碳的非晶质的DLC薄膜，碳原子之间的键合形态包含金 刚石结构（SP 3键）和石墨键（SP2键）这两者。
[0038] 具体而言，可列举：仅由碳原子构成的a-C (非晶碳）、含有氢的a_C:H(氢非晶碳） 以及钛（Ti)或钥（Mo)等在一部分中含有金属原子的MeC等。在本发明中，氢含量越少越 优选。优选由氢含量为0.5原子％以下的DLC构成的硬质碳覆膜。可以进一步优选使用由 不含有氢的a-C系（非晶碳系）的DLC构成的硬质碳覆膜。
[0039] [基材]
[0040] 构成本发明的滑动机构的第一及第二的滑动构件的基材没有特别限定，可以优选 列举钢等铁基合金。因此，作为本发明的滑动机构的针对对象--滑动是指，在一个滑动构 件的滑动面和设置于另一个滑动构件的滑动面上的由DLC覆膜构成的硬质碳薄膜之间在 存在本发明的润滑脂的状态下进行滑动、或在设置于两个滑动构件的滑动面的由DLC覆膜 构成的硬质碳薄膜之间在存在本发明的润滑脂的状态下进行滑动。需要说明的是，该滑动 中的摩擦、滑动形式没有特别限定，利用点接触、线接触及面接触的任一种形式的滑动均都 是本发明的滑动机构的针对对象。
[0041] 本发明的滑动机构可以适用于在较高温度下且高压条件下等且需要润滑脂的各 种滑动机构。不受机械、装置种类的限定，可以优选用于汽车的滑动机构。
[0042] 如上所述，在至少一个滑动构件用DLC涂敷的滑动部中，通过使用Li_(120H)St 作为增稠剂，且含有癸二酸二辛酯和/或聚α烯烃油作为基油的润滑脂组合物，可以降低 摩擦系数并得到良好的耐磨损性。虽然还未得到任何理论支持，其认为其原因是：在边界 润滑及混合润滑区域，在DLC膜上Li-(120H)St发挥了适当的作用，显示低摩擦系数。另 夕卜，基油的动态粘度升高时，油膜变厚，因此，Li-(120H) St的参与相对变小，因而该效果变 小。因此，为了显示良好的润滑，40°C下的动态粘度优选10?70mm2/ sec。认为聚α烯烃 油/Li_(120H)St显示良好的摩擦磨损特性的原因是：由于聚α烯烃油为无极性，因此， Li-(120H)St容易被滑动面吸附，显示低摩擦系数。在酯油等极性的油的情况下，吸附变为 竞争吸附，因此，有时添加剂难以奏效。但是认为，癸二酸二辛酯的情况下，基油的吸附性 大。
[0043] 实施例
[0044] <试验润滑脂>
[0045] 向表1所示的基油中添加 Li-(120H) St并使含量为表1所示的质量％，将这些物 质进行混合及加热，溶解Li- (120H) St，其后进行冷却。将其用3辊磨机进行混炼，制造润滑 脂组合物。另外，基油在40°C下的动态粘度根据JIS K222023.进行测定。将得到的润滑脂 组合物供于SRV试验。
[0046] 〈试验方法〉
[0047] 耐磨损性、摩擦系数
[0048] 试验机：SRV试验（往返动摩擦试验机）
[0049] 试验条件
[0050] ?温度：80°C
[0051] ?振动数：50Hz
[0052] ?负荷：400N(面压 0· 3GPa)
[0053] ?振幅：3mm
[0054] ?时间：30min.
[0055] 材质
[0056] ?板：[DLC] SUJ2 (摩擦研磨 Ra < 0· 01 μ m = +DLC 涂覆（厚度：0· 7 μ m)
[0057] 在板的上部滑动面表面利用PVD电弧尚子式尚子喷镀法形成氢原子量0. 5原子％ 以下、厚度〇. 7 μ m的DLC薄膜。
[0058] [钢]SUJ2 (摩擦研磨 Ra < 0· 01 μ m) Φ 24X 7. 9mm
[0059] ?滚轴（滑动侧）：[钢]SUJ2 Φ 15mmX 22mm
[0060] 判定：
[0061] ?摩擦系数：μ ;在试验30分钟后稳定时的摩擦系数
[0062] [表]
[0063]
【权利要求】
1. 一种滑动机构，其包括经由含有增稠剂和基油的润滑脂组合物而滑动的第1构件和 第2构件，其中， 所述润滑脂组合物含有十二羟基硬脂酸锂作为增稠剂，基油为癸二酸二辛酯和/或聚 α細煙油， 在第1构件和第2构件中至少一个构件的滑动面上设有由类金刚石碳构成的硬质碳覆 膜。
2. 如权利要求1所述的滑动机构，其中，所述基油在40°C下的动态粘度为10?70mm2/ sec〇
3. 如权利要求1或2所述的滑动机构，其中，所述硬质碳覆膜由氢含量为0. 5原子％以 下的类金刚石碳构成。
4. 一种滑动机构用润滑脂组合物，所述滑动机构包含经由含有增稠剂和基油的润滑脂 组合物而滑动的第1构件和第2构件，并且在第1构件和第2构件中至少一个构件的滑动 面上设有由类金刚石碳构成的硬质碳覆膜，其中， 所述润滑脂组合物含有十二羟基硬脂酸锂作为所述增稠剂，基油为癸二酸二辛酯和/ 或聚α烯烃油。
5. 如权利要求4所述的滑动机构用润滑脂组合物，其中，所述基油在40°C下的动态粘 度为 10 ?70mm2/sec。
【文档编号】C10N30/06GK104245904SQ201380018413
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年3月29日 优先权日:2012年4月2日
【发明者】羽山诚, 吉成照, 驹场雅范, 马渕豊, 保田芳辉, 安部三郎, 芹泽克之, 樋口毅 申请人:日产自动车株式会社