专利名称：油脂组合物和机械部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及油脂组合物和机械部件，尤其涉及在常温 低温下耐微振磨损性优异的润滑油脂组合物和封入了该组合物的轴承等机械部件。
背景技术：
汽车、电机制品、各种机械部件及制品大多利用铁路、卡车来运送。该运送时，因为铁轨接头处、道路不平所引起的震动，涂布了油脂的润滑部件会发生微振磨损(fretting)。 报道指出，微振磨损为在微小振幅下产生的表面损伤，在大气中生成氧化的磨耗粉末，由于其研磨作用而多产生严重的磨耗(非专利文献1)。作为其对策，提出了 ⑴降低相对滑动量，(2)两面分离、防止直接接触，⑶通过磷酸盐被膜等覆盖接触面或供给润滑油、油脂从而防止表面间的附着，等(非专利文献1)。实际的耐微振磨损性优异的油脂，在汽车用车轮轴承用油脂技术领域中进行了较多开发和研究。例如，有报告指出，使用芳香族二脲作为增稠剂而软化了稠度的油脂，与现有的使用锂皂作为增稠剂的油脂相比，显著改善了耐微振磨损性等(非专利文献2)。如上所述，现实中采取了改变增稠剂的种类或软化稠度从而改善油脂的流入等对策。但是，芳香族二脲流动性差，例如在用于轴承时，虽然在深沟球轴承时能够表现出较长寿命，但在角接触球轴承时具有由于向润滑部流入不足而润滑寿命短的缺点，能够使用的轴承受到限制。如上所述，利用改变增稠剂进行的改善存在所获得的油脂缺乏通用性的问题。此外当软化稠度时，产生了泄漏的问题，无法用于泄漏会导致问题的部位。因此， 其作为油脂也缺乏通用性。但是，这些对策均是针对常温下发生的微振磨损的，几乎没有能够防止低温下发生的微振磨损的报道。进而，随着低温下基油粘度增加，油脂的流入性将降低，因此上述( 通过供给油脂从而防止表面间的附着的能力将降低。因此，为了不引起低温下基油粘度增加，考虑了使用以昂贵的合成油为主体的基油的对策，但存在着不充分的抑制基油粘度上升的效果、致使原料费高涨的缺点。现有技术文献非专利文献非专利文献1 山本雄二等摩擦学(卜，4 # Π ”一 )，理工学社，1999年11月 25日发行，201 203页非专利文献2 :T. Endo =Eurogrease, 11 月 /12 月(1997)25 40 页
发明内容
本发明的目的在于提供耐微振磨损性优异的油脂组合物。
本发明的其它目的在于提供一种不依赖以昂贵的合成油为主体的基油、且从常温至低温下(例如-50°C，优选-40°C左右)耐微振磨损性优异的油脂组合物。本发明的另一其它目的在于提供使用了上述油脂组合物的机械部件。本发明提供下述所示的油脂组合物和机械部件。1. 一种油脂组合物，其特征在于，在含有基油、增稠剂和添加剂的油脂组合物中，基油的40°C的运动粘度为50 200mm2/S，增稠剂含有以下通式⑴所示的二脲化合物，通式(ι)=Ri-Nhconh-R2-NhcoNh-R3式中，r2为碳原子数6 15的2价芳香族烃基，r1和r3为相同或不同的基团，表示环己基、碳原子数8 22的直链或支链烷基，添加剂为选自由环烷酸金属盐、碳原子数6 10的脂肪酸与碳原子数6 10的脂肪族胺的盐、以及有机磺酸金属盐组成的组中的至少1种。2.根据上述1所述的油脂组合物，所述环烷酸金属盐为选自环戊酸锌和环己酸锌组成的组中的至少1种，所述胺盐为碳原子数6 10的直链脂肪酸与碳原子数6 10的直链脂肪族胺的盐，所述有机磺酸盐为选自二壬基萘磺酸钙盐、二壬基萘磺酸锌盐和二壬基萘磺酸钡盐组成的组中的至少1种。3.根据上述1或2所述的油脂组合物，其特征在于，油脂组合物中，所述环烷酸金属盐的含量为0. 5 5. 0质量％，所述胺盐的含量为1. 5 5. 0质量％，所述有机磺酸金属盐的含量为1.5 5.0质量％。4. 一种机械部件，其封入了上述1 3中任意一项所述的油脂组合物。本发明的油脂组合物耐微振磨损性优异。因此，本发明的油脂组合物可以用于各种机械部件的润滑。作为对象的机械部件没有特别限定，可以列举出例如滚动轴承、滚珠螺丝、线性导向轴承、各种齿轮、凸轮和等速万向节、轴颈轴承(滑动轴承)、活塞、螺丝、缆绳、 链等。特别适合于滚动轴承。
具体实施例方式本发明的油脂组合物中使用的基油，只要是40°C的运动粘度为50 200mm2/S的基油即可，没有特别限制。若40°C的运动粘度小于50mm2/s，则存在油膜变薄的倾向，有时无法确保充分的油膜厚度，当超过200mm2/s时，存在粘性阻力(viscosity resistance)增加的倾向。从成本和性能的观点出发，最优选矿物油。根据需要，可以将矿物油或合成油混合而使用。作为合成油，可以使用例如以二酯、多元醇酯为代表的酯系合成油，以聚α烯烃、 聚丁烯为代表的合成烃油，以烷基二苯基醚、聚丙二醇为代表的醚系合成油，硅油等各种合成油，这些可以单独使用也可以将2种以上混合使用。但是，从成本和性能的观点出发，基油中的矿物油的含量优选为70质量％以上， 进一步优选为80 100质量％，最优选为100质量％。本发明的油脂组合物中使用的增稠剂含有通式(i)所示的特定的二脲化合物。本发明的油脂组合物中的二脲化合物的含量为使油脂组合物的稠度达到优选235 325、进一步优选280 325程度的量。具体而言，相对于油脂组合物全体优选为5 15质量％，进一步优选为8 12质量％。若小于5质量％，在对油脂施加剪切时会软化，油脂容易从机械部件泄漏 ’若为15 质量％以上，有时油脂的流入性会降低。另一方面，若为以锂皂等金属皂为增稠剂的油脂，则无法赋予充分的耐微振磨损性。本发明的油脂组合物中使用的添加剂含有选自由环烷酸金属盐、碳原子数6 10 的脂肪酸与碳原子数6 10的脂肪族胺的盐、以及有机磺酸金属盐组成的组中的至少1 种。作为环烷酸金属盐的金属，可以列举出锌、镁、钙、铝等。其中锌盐尤为优异。构成前述胺盐的碳原子数6 10的脂肪酸可以是直链或支链脂肪酸。此外，构成前述胺盐的碳原子数6 10的脂肪族胺也可以为直链或支链脂肪族胺。优选碳原子数6 10的直链脂肪酸与碳原子数6 10的直链脂肪族胺的盐，进一步优选碳原子数8的直链脂肪酸与碳原子数8的直链脂肪族胺的盐。作为构成前述有机磺酸金属盐的有机磺酸，可以列举出通过润滑油馏分中的芳香族烃成分的磺化而得到的石油磺酸盐、二壬基萘磺酸、重质烷基苯磺酸这类合成磺酸。作为前述有机磺酸金属盐的金属，可以列举出钙、锌、钡、钠等。有机磺酸钙盐可以为中性，也可以为高碱性盐，例如使用碱值为50 500mgK0H/g左右的钙盐。优选二壬基萘磺酸的金属盐，特别优选二壬基萘磺酸的钙盐、锌盐、钡盐。本发明的油脂组合物中，环烷酸金属盐的含量优选为0. 5 5. 0质量％，特别优选为1.0 5.0质量％，碳原子数6 10的脂肪酸与碳原子数6 10的脂肪族胺的盐的含量优选为 1. 5 5. 0质量％，特别优选为2. 0 5. 0质量％。有机磺酸金属盐的含量优选为1. 5 5. 0质量％，特别优选为2. 0 5. 0质量％。在并用2种以上时，可以适当调整含量。若含量小于上述含量，则虽然具有作为防锈剂的效果，但防止常温 低温下产生的微振磨损的效果不充分；即使添加5. 0质量％以上也看不到更好的添加效果，不经济。作为本发明的油脂组合物的添加剂而使用的环烷酸金属盐、脂肪酸胺盐、有机磺酸盐，通常广泛用作润滑油的防锈剂，在油脂中也同样用作防锈剂。但是，尚不存在上述环烷酸金属盐、胺盐、有机磺酸金属盐对防止常温 低温下产生的微振磨损有效这样内容的报告和公开。本发明的油脂组合物中，根据需要还可以添加上述环烷酸金属盐、胺盐、有机磺酸金属盐以外的通用的其它添加剂。可以列举出例如以下所示的添加剂。 抗氧化剂胺类苯基α萘胺、烷基化苯基α萘胺、烷基化二苯胺等酚类2，6_ 二叔丁基-对甲酚、季戊四醇·四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基) 丙酸酯]、十八烷基-3-(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯等受阻酚等喹啉系2，2，4-三甲基-1，2 二氢喹啉聚合物等·防锈剂
羧酸和其衍生物链烯基琥珀酸酐、链烯基琥珀酸酯、链烯基琥珀酸半酯羧酸盐脂肪酸、二元酸、羊毛脂脂肪酸、链烯基琥珀酸等的金属盐(Ca、Ba、Mg、 Al、Zn、Na等)或胺盐钝化剂亚硝酸钠、钼酸钠等酯脱水山梨糖醇三油酸酯、脱水山梨糖醇单油酸酯等金属防腐剂苯并三唑或其衍生物、氧化锌等·极压齐[J磷系化合物磷酸三甲苯酯、磷酸三2-乙基己酯等硫系化合物二苄基二硫醚、各种多硫化物等硫-磷系化合物三苯基硫代磷酸酯有机金属系极压剂二烷基二硫代磷酸的Zn、Mo、Sb、Bi等盐、二烷基二硫代氨基甲酸的Zn、Mo、Sb、Ni、Cu、Bi等盐等以及，无灰二硫代氨基甲酸盐、无灰二硫代磷酸盐氨基甲酸盐等·固体润滑剂二硫化钼、石墨、PTFE, MCA等。常温下的微振磨损的防止可以通过改变增稠剂种类(芳香族脲皮膜带来的上述 (2)的效果)、软化稠度(对油脂流入的改善)来应对(后述的比较例6 10、比较例19、 20)。但是，由于低温下油脂流入性降低，无法期待通过油脂的供给所带来的微振磨损防止效果。本发明的油脂组合物含有特定的添加剂(环烷酸金属盐、碳原子数6 10的脂肪酸与碳原子数6 10的脂肪族胺的盐、或有机磺酸金属盐)。因此可以认为，将其用于例如轴承时，通过该添加剂对构件表面的强烈吸附力，在二脲油脂和滚珠以及内外轮圈的界面发挥粘接作用，即使在油脂流入性降低的环境下也能使两面充分分离，防止两面直接接触，从而能够防止低温下的微振磨损。通过添加特定的添加剂能够改善常温 低温下的耐微振磨损性这一本发明效果， 是本领域技术人员无法容易地预测的。实施例1 14、比较例1 17在基油中，以原料胺相对于1摩尔原料异氰酸酯为2摩尔的比率，使规定量进行反应，加入规定量的添加剂，通过3辊辊磨机调整至规定的稠度。比较例18在规定量的基油中，混合规定量的羟基硬脂酸锂并加热溶解，冷却后，加入规定量的添加剂，通过3辊辊磨机调整至规定的稠度。试验方法·混和稠度 JIS K 2220. 7 费夫纳摩擦氧化试验(Fafnir friction oxidation test)(基于 ADTM D 4170)·评价耐微振磨损性的标准试验在2组下述试验推力轴承上涂布试验油脂，进行规定的摆动运转，求出磨耗量(微振磨损磨耗所致的重量减少)。试验条件
轴承ANDREWSW 5/8荷重2450N(55Olbf)(面压力I86IMPa)摆动角0.21rad(12° )摆动频率25Hz时间22h温度25°C，-3O0C油脂封入量每组轴承为1. Og磨耗量每组轴承的圈的质量减少量(试验轴承圈的总质量减少量/2)判定◎磨耗量为2. Omg以下(耐微振磨损性非常强)〇磨耗量超过2. 0且小于5. Omg (耐微振磨损性强)Δ 磨耗量超过5. 0且小于15. Omg (耐微振磨损性稍稍具有)X 磨耗量为15. Omg以上(耐微振磨损性无)防锈试验ASTM D1743-73轴承防锈试验判定〇无锈X 有锈结果示于表1 5。表权利要求
1.一种油脂组合物，其特征在于，在含有基油、增稠剂和添加剂的油脂组合物中，基油的40°C的运动粘度为50 200mm2/S，增稠剂含有以下通式(I)所示的二脲化合物，通式(ι) =Ri-Nhconh-R2-NhcoNh-R3式中，R2为碳原子数6 15的2价芳香族烃基，R1和R3为相同或不同的基团，表示环己基、碳原子数8 22的直链或支链烷基，添加剂为选自环烷酸金属盐、碳原子数6 10的脂肪酸与碳原子数6 10的脂肪族胺的盐、以及有机磺酸金属盐组成的组中的至少1种。
2.根据权利要求1所述的油脂组合物，所述环烷酸金属盐为选自环戊酸锌和环己酸锌组成的组中的至少1种，所述胺盐为碳原子数6 10的直链脂肪酸与碳原子数6 10的直链脂肪族胺的盐，所述有机磺酸盐为选自二壬基萘磺酸钙盐、二壬基萘磺酸锌盐和二壬基萘磺酸钡盐组成的组中的至少1种。
3.根据权利要求1或2所述的油脂组合物，其特征在于，油脂组合物中，所述环烷酸金属盐的含量为0. 5 5. 0质量％，所述胺盐的含量为1. 5 5. 0质量％，所述有机磺酸金属盐的含量为1.5 5.0质量％。
4.一种机械部件，其封入了权利要求1 3中任意一项所述的油脂组合物。
全文摘要
本发明提供一种油脂组合物，其特征在于，在含有基油、增稠剂和添加剂的油脂组合物中，基油的40℃的运动粘度为50～200mm2/s，增稠剂含有以下通式(I)所示的二脲化合物，通式(I)R1-NHCONH-R2-NHCONH-R3(式中，R2为碳原子数6～15的2价芳香族烃基，R1和R3为相同或不同的基团，表示环己基、碳原子数8～22的直链或支链烷基)，添加剂为选自环烷酸金属盐、碳原子数6～10的脂肪酸与碳原子数6～10的脂肪族胺的盐、以及有机磺酸金属盐组成的组中的至少1种。本发明的组合物从常温至低温下(例如-50℃，优选-40℃左右)耐微振磨损性优异。
文档编号C10M159/24GK102471718SQ201080034868
公开日2012年5月23日 申请日期2010年8月10日 优先权日2009年8月10日
发明者山本正道 申请人:协同油脂株式会社