润滑脂组合物和滚动轴承的制作方法

文档序号:29849591发布日期:2022-04-30 06:40阅读:162来源:国知局

1.本公开内容涉及润滑脂组合物和封入有该润滑脂组合物的滚动轴承。


背景技术:

2.近年来,随着ev车、混合动力车的需求扩大,要求应对电动机用轴承的电蚀的措施。
3.例如,在专利文献1中,为了提供由于具有导电性而不易产生带电、电蚀并且不易产生润滑脂组合物的泄漏的滚动轴承,提出了含有合成烃油和作为导电添加剂的特定三种炭黑的导电润滑脂组合物。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本特开2006-329364号公报


技术实现要素:

7.本公开内容的润滑脂组合物为包含基础油、增稠剂和导电添加剂(a)的润滑脂组合物,其中,
8.上述基础油为偏苯三酸酯,
9.上述导电添加剂(a)为包含海泡石和膨润土的混合物且为进行了有机改性的添加剂,
10.上述导电添加剂(a)的含量相对于上述基础油、上述增稠剂和上述导电添加剂(a)的合计量为3质量%~10质量%。
11.本公开内容的滚动轴承为封入有本公开内容的润滑脂组合物的滚动轴承。
附图说明
12.[图1]为表示本公开内容的一个实施方式涉及的滚珠轴承的截面图。
[0013]
[图2]为用于说明基础润滑脂的制备工序的图。
[0014]
[图3](a)为轴承旋转扭矩测定试验机的示意图,(b)为(a)的主要部分截面图。
[0015]
[图4]为用于说明旋转扭矩与能量损失(来自旋转扭矩)的关系的图。
[0016]
[图5]为轴承润滑脂寿命测定试验机的示意图。
具体实施方式
[0017]
<本公开内容的发明所要解决的问题>
[0018]
含有炭黑的润滑脂组合物为黑色,在从滚动轴承泄漏的情况下,滚动轴承、其周边构件被黑色污染,有时导致外观变差。
[0019]
另外,当配合有炭黑时,有时导致扭矩的增大。
[0020]
在这样的状况下,本发明人等进行了深入研究,发现如果是含有特定的基础油和
导电添加剂的润滑脂组合物,则显示出良好的导电性,并且在封入滚动轴承中时,能够抑制该滚动轴承的扭矩的增大,从而完成了本公开内容的发明。
[0021]
<本公开内容的发明的效果>
[0022]
本公开内容的润滑脂组合物具有优异的导电性,封入有上述润滑脂组合物的本公开内容的滚动轴承不易发生电蚀。
[0023]
另外,本公开内容的润滑脂组合物对滚动轴承的扭矩降低有用。
[0024]
<本公开内容的发明的实施方式的概要>
[0025]
以下,列举本公开内容的发明的实施方式的概要进行说明。
[0026]
(1)本公开内容的润滑脂组合物为包含基础油、增稠剂和导电添加剂(a)的润滑脂组合物,其中,
[0027]
上述基础油为偏苯三酸酯,
[0028]
上述导电添加剂(a)为包含海泡石和膨润土的混合物且为进行了有机改性的添加剂,
[0029]
上述导电添加剂(a)的含量相对于上述基础油、上述增稠剂和上述导电添加剂(a)的合计量为3质量%~10质量%。
[0030]
上述润滑脂组合物为含有基础油、增稠剂和导电添加剂(a)的润滑脂组合物,基础油为偏苯三酸酯,导电添加剂(a)为包含海泡石和膨润土的混合物且为进行了有机改性的添加剂。
[0031]
由于具有这样的组成的润滑脂组合物具有良好的导电性,因此能够抑制封入有该润滑脂组合物的滚动轴承中电蚀的发生。另外,上述润滑脂组合物还能够有助于封入有该润滑脂组合物的滚动轴承的扭矩降低。
[0032]
(2)在上述润滑脂组合物中,上述增稠剂相对于上述基础油和上述增稠剂的合计质量的比例优选为10质量%~25质量%。
[0033]
(3)在上述润滑脂组合物中,上述增稠剂优选为由下述结构式(1)表示的双脲。
[0034]r1-nhconh-r
2-nhconh-r3…
(1)
[0035]
(式中,r1和r3彼此独立地为由-c
nh2n+1
(n为6~10的整数)表示的官能团,r2为-(ch2)
6-、-c6h3(ch3)-或-c6h
4-ch
2-c6h
4-。)
[0036]
在此情况下,更适合于使封入有上述润滑脂组合物的滚动轴承扭矩降低。
[0037]
(4)在上述(3)的润滑脂组合物中,上述增稠剂相对于上述基础油和上述增稠剂的合计质量的比例优选为15质量%~25质量%。
[0038]
(5)在上述润滑脂组合物中,上述增稠剂优选为由下述结构式(2)表示的双脲、由下述结构式(3)表示的双脲和由下述结构式(4)表示的双脲的混合物,
[0039]r4-nhconh-r
5-nhconh-r6…
(2)
[0040]
(式中,r4和r6彼此独立地为由-c
nh2n+1
(n为6~10的整数)表示的官能团,r5为-(ch2)
6-、-c6h3(ch3)-或-c6h
4-ch
2-c6h
4-。)
[0041]r7-nhconh-r
8-nhconh-r9…
(3)
[0042]
(式中,r7和r9彼此独立地为环己基或具有1~4个c1~c4烷基的烷基环己基(烷基的碳原子数的总数为4以下),r8为-(ch2)
6-、-c6h3(ch3)-或-c6h
4-ch
2-c6h
4-。)
[0043]r10-nhconh-r
11-nhconh-r
12

(4)
[0044]
(式中,r
10
为由-c
nh2n+1
(n为6~10的整数)表示的官能团,r
12
为环己基或具有1~4个c1~c4烷基的烷基环己基(烷基的碳原子数的总数为4以下),r
11
为-(ch2)
6-、-c6h3(ch3)-或-c6h
4-ch
2-c6h
4-。)
[0045]
在此情况下,也更适合于使封入有上述润滑脂组合物的滚动轴承扭矩降低。另外,适合于将封入有上述润滑脂组合物的滚动轴承达到润滑脂寿命的时间延长。
[0046]
(6)在上述(5)的润滑脂组合物的增稠剂中,上述r4、上述r6和上述r
10
的合计量相对于上述r4、上述r6、上述r
10
、上述r7、上述r9和上述r
12
的合计量的比例优选为50摩尔%~90摩尔%。
[0047]
(7)在上述(5)或(6)的润滑脂组合物中,上述增稠剂相对于上述基础油和上述增稠剂的合计质量的比例优选为10质量%~20质量%。
[0048]
(8)上述(1)~(7)中任一项的润滑脂组合物优选还包含防锈剂和抗氧化剂中的至少一者。
[0049]
(9)本公开内容的滚动轴承为封入有上述(1)~(8)中任一项的润滑脂组合物的滚动轴承。
[0050]
<本公开内容的发明的实施方式的详细内容>
[0051]
以下,参照附图对本公开内容的发明的实施方式进行说明。
[0052]
需要说明的是,在本公开内容中,应该认为关于发明的实施方式在所有方面均为例示而非限制性的。本发明的权利范围由权利要求书示出,旨在包括与权利要求书均等的含义和范围内的所有改变。
[0053]
本公开内容的一个实施方式涉及的滚动轴承为封入有包含本公开内容的一个实施方式涉及的润滑脂组合物的润滑脂的滚珠轴承。
[0054]
图1为表示本公开内容的一个实施方式涉及的滚珠轴承的截面图。
[0055]
滚珠轴承1具有内圈2、设置在该内圈2的径向外侧的外圈3、设置在所述内圈2与外圈3之间的多个作为滚动体的滚珠4、保持这些滚珠4的环状的保持器5。另外,该滚珠轴承1在轴向的一侧和另一侧各自设置有密封件6。
[0056]
此外,内圈2与外圈3之间的环状区域7封入有包含本公开内容的一个实施方式涉及的润滑脂组合物的润滑脂g。
[0057]
内圈2在其外周形成有供滚珠4滚动的内滚道面21。
[0058]
外圈3在其内周形成有供滚珠4滚动的外滚道面31。
[0059]
多个滚珠4夹设在内滚道面21与外滚道面31之间,并在所述内滚道面21和外滚道面31上滚动。
[0060]
被封入区域7中的润滑脂g还夹设在滚珠4与内圈2的内滚道面21的接触部位以及滚珠4与外圈3的外滚道面31的接触部位。需要说明的是,润滑脂g以相对于从由内圈2、外圈3和密封件6围成的空间中除去滚珠4和保持器5后的空间的容积占20体积%~40体积%的方式封入。
[0061]
密封件6为具有环状的金属环6a和被固定至金属环6a的弹性构件6b的环状构件,径向外侧部被固定至外圈3,径向内侧部的唇前端可滑动接触地安装至内圈2。密封件6防止封入的润滑脂g向外部泄漏。
[0062]
这样构成的滚珠轴承1封入有包含后述本公开内容的一个实施方式涉及的润滑脂
组合物的润滑脂作为润滑脂g。因此,封入有润滑脂g的滚珠轴承1抑制了电蚀的发生,并且确保了低扭矩性能。
[0063]
接着,对构成润滑脂g的润滑脂组合物详细地说明。
[0064]
构成润滑脂g的润滑脂组合物为本公开内容的一个实施方式涉及的润滑脂组合物,含有基础油、增稠剂和导电添加剂(a)。
[0065]
上述基础油为偏苯三酸酯。偏苯三酸酯通过与亲有机性页硅酸盐组合使用,适合于赋予润滑脂g良好的导电性。另外,采用偏苯三酸酯作为基础油在赋予润滑脂g良好的耐热性方面也是合适的。
[0066]
作为上述偏苯三酸酯,优选为偏苯三酸三酯。
[0067]
作为上述偏苯三酸三酯,例如可以列举偏苯三酸与碳原子数6~18的一元醇的反应产物等。其中,优选为偏苯三酸与碳原子数8和/或10的一元醇的反应产物。
[0068]
作为上述偏苯三酸三酯的具体例,可以列举:偏苯三酸三(2-乙基己酯)、偏苯三酸三正烷基酯(c8、c10)、偏苯三酸三异癸酯、偏苯三酸三正辛酯等。
[0069]
上述偏苯三酸三酯可以仅使用一种,也可以并用两种以上。
[0070]
上述偏苯三酸三酯的40℃下的基础油动态粘度优选为37mm2/秒~57mm2/秒。在此情况下,适合于在确保耐热性的同时实现滚动轴承扭矩降低。
[0071]
上述基础油动态粘度为根据jis k 2283的值。
[0072]
在上述润滑脂组合物中,上述增稠剂相对于上述基础油和上述增稠剂的合计质量的比例优选为10质量%~25质量%。
[0073]
当上述增稠剂的含量小于10质量%时,润滑脂g的保持基础油的能力降低,有时在滚动轴承的旋转中基础油从润滑脂g分离的量变多。另一方面,当上述增稠剂的含量大于25质量%时,有时因滚动轴承的旋转而产生的由内圈、外圈、滚珠、保持器的相对运动引起的润滑脂g的剪切所产生的搅拌阻力变大,从而滚动轴承的扭矩变大,或者促进与由润滑脂g的剪切产生的搅拌阻力相伴的润滑脂g的发热所引起的润滑脂g的氧化、基础油的蒸发、油分离所引起的润滑脂g的劣化。
[0074]
作为上述增稠剂,例如可以使用脲类增稠剂。
[0075]
作为上述增稠剂,优选为双脲。
[0076]
作为上述增稠剂的双脲,优选为由下述结构式(1)表示的双脲。
[0077]r1-nhconh-r
2-nhconh-r3…
(1)
[0078]
(式中,r1和r3彼此独立地为由-c
nh2n+1
(n为6~10的整数)表示的官能团,r2为-(ch2)
6-、-c6h3(ch3)-或-c6h
4-ch
2-c6h
4-。)
[0079]
在此,在r2为-c6h3(ch3)-的情况下,亚苯基优选以甲基为1位时在2、4位或2、6位结合。另外,在r2为-c6h
4-ch
2-c6h
4-的情况下,优选两个亚苯基均在对位结合。
[0080]
作为r2,优选为-c6h
4-ch
2-c6h
4-。
[0081]
由上述结构式(1)表示的双脲为其中r1和r3为碳原子数6~10的烷基且碳链长度短的脂肪族双脲。使用这样的脂肪族双脲的润滑脂组合物的作为沟道性(
チャンネリング
性)的指标之一的粘性降低能量高,适合于降低扭矩。
[0082]
粘性降低能量为触变性的一个指标,可以使用旋转式流变仪获得。
[0083]
由上述结构式(1)表示的双脲为脂肪族胺与二异氰酸酯化合物反应而生成的产
或-c6h
4-ch
2-c6h
4-。)
[0103]
在此,在r5、r8、r
11
为-c6h3(ch3)-的情况下,亚苯基优选以甲基为1位时在2、4位或2、6位结合。另外,在r5、r8、r
11
为-c6h
4-ch
2-c6h
4-的情况下,优选两个亚苯基均在对位结合。
[0104]
作为r5、r8、r
11
,优选为-c6h
4-ch
2-c6h
4-。
[0105]
由上述结构式(2)、上述结构式(4)表示的双脲为其中r4、r6和r
10
彼此独立地为碳原子数6~10的烷基并且碳链长度短的脂肪族双脲、脂肪族/脂环族双脲。
[0106]
另外,由上述结构式(3)、上述结构式(4)表示的双脲中,r7、r9和r
12
彼此独立地为环己基或具有1~4个c1~c4烷基的烷基环己基(烷基的碳原子数的总数为4以下)。因此,由上述结构式(3)、上述结构式(4)表示的双脲为无碳链或碳链长度短的脂环族双脲、脂肪族/脂环族双脲。
[0107]
在此,c1~c4烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基中的任一种烷基。因此,上述烷基环己基(烷基的碳原子数的总数为4以下)为上述c1~c4烷基以烷基的碳原子数的总数为1~4个的方式结合至环己基的2位~6位中的1~4个位置处的烷基环己基。
[0108]
使用这样的脂肪族双脲、脂环族双脲和脂肪族/脂环族双脲的混合物的润滑脂组合物中,脂肪族双脲、脂肪族/脂环族双脲的作为沟道性的指标之一的粘性降低能量高,适合于降低扭矩。
[0109]
另外,使用了上述混合物的润滑脂组合物中,脂环族双脲、脂肪族/脂环族双脲通过抑制由剪切引起的润滑脂的软化来抑制润滑脂从润滑的位置的泄漏,适合于将封入有上述润滑脂组合物的滚动轴承达到润滑脂寿命为止的时间延长。
[0110]
在上述润滑脂组合物中,在作为上述增稠剂的双脲为脂肪族双脲、脂环族双脲和脂肪族/脂环族双脲的混合物的情况下,上述r4、上述r6和上述r
10
的合计量(烷基的合计量)相对于上述r4、上述r6、上述r
10
、上述r7、上述r9和上述r
12
的合计量(烷基、环己基和烷基环己基的合计量)的比例(以下也称为脂肪族官能团的比例)以物质的量基准(摩尔基准)计优选为50摩尔%~90摩尔%。
[0111]
在此情况下,与作为增稠剂的双脲仅由脂肪族双脲构成的润滑脂组合物相比,封入滚动轴承中时的耐泄漏性极其良好。另外,与作为增稠剂的双脲仅由脂肪族双脲构成的润滑脂组合物同样地具有优异的导电性,并且能够实现封入有该润滑脂组合物的滚动轴承的扭矩降低。
[0112]
另一方面,当上述脂肪族官能团的比例大于90摩尔%时,缺乏耐泄漏性的提高效果。另外,当上述脂肪族官能团的比例小于50摩尔%时,缺乏封入有润滑脂组合物的滚动轴承的扭矩降低效果,或者在滚动轴承高速旋转时,有时会因发热而使润滑脂组合物容易热劣化。
[0113]
上述脂肪族官能团的比例更优选为60摩尔%~80摩尔%。
[0114]
由上述结构式(2)表示的双脲、由上述结构式(3)表示的双脲和由上述结构式(4)表示的双脲的混合物为脂肪族胺和/或脂环族胺与二异氰酸酯化合物反应而生成的产物。
[0115]
上述脂肪族胺为碳原子数6~10的脂肪族胺,作为具体例,可以列举:1-氨基己烷、1-氨基庚烷、1-氨基辛烷、1-氨基壬烷、1-氨基癸烷等。
[0116]
其中,优选为1-氨基辛烷。
[0117]
上述的脂肪族胺可以仅使用一种,也可以并用两种以上。
[0118]
作为上述脂环族胺,可以列举具有环己基的环己胺,或甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基中的任意烷基以烷基的碳原子数的总数为合计1~4个的方式结合至环己基的2位~6位中的1~4个位置处的烷基环己胺等。
[0119]
在上述脂环族胺中,优选为环己胺。
[0120]
上述的脂环族胺可以仅使用一种,也可以并用两种以上。
[0121]
作为上述二异氰酸酯化合物,例如可以列举:六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-tdi)、2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-tdi)、2,4-tdi和2,6-tdi的混合物、4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)等。
[0122]
为了得到由上述结构式(2)表示的双脲、由上述结构式(3)表示的双脲和由上述结构式(4)表示的双脲的混合物,可以使上述脂肪族胺和上述脂环族胺与上述二异氰酸酯化合物在各种条件下反应,但为了得到作为增稠剂的均匀分散性高的双脲化合物的混合物,优选在基础油中反应。
[0123]
另外,上述脂肪族胺和上述脂环族胺与上述二异氰酸酯化合物的反应可以在溶解有脂肪族胺和脂环族胺的基础油中添加溶解有二异氰酸酯化合物的基础油来进行,也可以在溶解有二异氰酸酯化合物的基础油中添加溶解有脂肪族胺和脂环族胺的基础油来进行。
[0124]
对上述脂肪族胺和脂环族胺与二异氰酸酯化合物的反应中的温度和时间没有特别限制,通常可以采用与在这种反应中采用的条件相同的条件。
[0125]
从脂肪族胺、脂环族胺和二异氰酸酯化合物的溶解性、挥发性的观点考虑,反应温度优选为150℃~170℃。
[0126]
从使脂肪族胺和脂环族胺与二异氰酸酯化合物的反应结束的方面、缩短制造时间来高效地进行润滑脂组合物的制造的方面考虑,反应时间优选为0.5小时~2.0小时。
[0127]
在作为增稠剂的双脲为由上述结构式(2)表示的双脲、由上述结构式(3)表示的双脲和由上述结构式(4)表示的双脲的混合物的情况下,增稠剂的含量相对于基础油和增稠剂的合计量优选为10质量%~20质量%。
[0128]
在增稠剂的含量在上述范围的情况下,适合于减少在滚动轴承的旋转中从润滑脂g分离的基础油的量,或者避免滚动轴承的扭矩变大,或者抑制由润滑脂g的发热引起的润滑脂g的氧化、基础油的蒸发、油分离所引起的润滑脂g的劣化。
[0129]
在此情况下,上述增稠剂的更优选的含量相对于基础油和增稠剂的合计量为13质量%~17质量%。
[0130]
上述导电添加剂(a)为包含海泡石和膨润土的混合物且为进行了有机改性的添加剂,也被称为亲有机性页硅酸盐。
[0131]
海泡石为具有链状结构的矿物,膨润土为具有层状或板状结构的矿物。
[0132]
上述亲有机性页硅酸盐为由海泡石和膨润土复杂地相互缠绕而形成的三维网状结构构建而成的。上述亲有机性页硅酸盐由于通过上述三维网络结构而形成导电路径,因此具有导电性。另外,由于上述亲有机性页硅酸盐被有机改性,因此与基础油的亲和性也优异。
[0133]
因此,通过配合上述亲有机性页硅酸盐,能够赋予润滑脂组合物良好的导电性。
[0134]
另外,上述亲有机性页硅酸盐能够提高上述润滑脂组合物的沟道性,并且有助于
滚动轴承的扭矩降低。
[0135]
在上述亲有机性页硅酸盐中,上述海泡石和上述膨润土可以两者被有机改性,也可以仅任一者被有机改性。
[0136]
上述亲有机性页硅酸盐优选海泡石和膨润土两者被有机改性。在此情况下,更适合于封入有上述润滑脂组合物的轴承的扭矩降低。
[0137]
上述海泡石、上述膨润土被有机改性是指例如利用阳离子表面活性剂进行处理。
[0138]
作为上述阳离子表面活性剂,例如可以列举:氯化烷基三甲基铵、溴化烷基三甲基铵、碘化烷基三甲基铵、氯化二烷基二甲基铵、溴化二烷基二甲基铵、碘化二烷基二甲基铵、烷基苯扎氯铵等季铵盐型阳离子类表面活性剂;单烷基胺盐、二烷基胺盐、三烷基胺盐等烷基胺盐型阳离子类表面活性剂等。
[0139]
其中,优选为季铵盐型阳离子类表面活性剂。
[0140]
作为上述包含海泡石和膨润土的混合物、即进行了有机改性的物质(亲有机性页硅酸盐),可以使用市售品。
[0141]
作为市售品的具体例,例如可以列举:garamite(注册商标)1958(byk公司制造)、garamite(注册商标)2578(byk公司制造)、garamite(注册商标)7303(byk公司制造)、garamite(注册商标)7305(byk公司制造)等。
[0142]
相对于上述基础油、上述增稠剂和上述导电添加剂(a)的合计量,作为上述导电添加剂(a)的上述亲有机性页硅酸盐的含量为3质量%~10质量%。
[0143]
当上述导电添加剂(a)的含量在上述范围内时,在将上述润滑脂组合物封入滚动轴承中时,成为抑制电蚀的发生并且对降低扭矩有用的润滑脂组合物。
[0144]
另一方面,当上述导电添加剂(a)的含量小于3质量%时,润滑脂组合物的导电性不能充分提高。另外,在将上述润滑脂组合物封入滚动轴承中时,有时导致该滚动轴承的扭矩变大。
[0145]
另外,当上述导电添加剂(a)的含量大于10质量%时,上述润滑脂组合物变硬,有时导致封入有上述润滑脂组合物的滚动轴承的扭矩变得过大。
[0146]
相对于上述基础油、上述增稠剂和上述导电添加剂(a)的合计量,上述亲有机性页硅酸盐的优选含量为3质量%~7质量%。
[0147]
优选上述润滑脂组合物除了含有上述导电添加剂(a)以外,还含有防锈剂和/或抗氧化剂。在此情况下,能够进一步提高上述润滑脂组合物的润滑寿命。
[0148]
上述润滑脂组合物还可以含有作为其它添加剂的例如极压剂、油性剂、耐磨剂、染料、色调稳定剂、增粘剂、结构稳定剂、金属钝化剂、粘度指数改进剂等。
[0149]
上述润滑脂组合物优选不含有炭黑。这是为了避免在从滚动轴承泄漏时对周边构件造成黑色污染。
[0150]
接着,对上述润滑脂组合物的制造方法进行说明。
[0151]
上述润滑脂组合物的制造例如可以通过如下方式进行:首先制备包含基础油和增稠剂的基础润滑脂,然后在所得到的基础润滑脂中投入上述导电添加剂(a)和根据需要含有的任意成分,并利用自转公转混合机等进行搅拌来混合各成分。
[0152]
根据以上说明的实施方式,作为构成封入到滚珠轴承1中的润滑脂g的润滑脂组合物,采用除了含有作为基础油的偏苯三酸酯和增稠剂以外还含有上述导电添加剂(a)的组
合物。通过采用这样的润滑脂组合物,在封入有上述润滑脂g的滚珠轴承1中能够抑制电蚀的发生。
[0153]
另外,通过使用上述润滑脂g,能够实现滚珠轴承1的扭矩降低。
[0154]
本公开内容的发明的实施方式不限于上述实施方式,可以为其它实施方式。
[0155]
例如,本公开内容的滚动轴承的实施方式也可以为封入有包含本公开内容的润滑脂组合物的润滑脂的滚柱轴承等使用了滚珠以外的滚动体的滚珠轴承以外的滚动轴承。
[0156]
实施例
[0157]
接着,根据实施例对本发明进一步详细地说明,但本发明不仅限于这些实施例。
[0158]
在此,制备多种润滑脂组合物,并评价各润滑脂组合物的特性。将各润滑脂组合物的组成和评价结果示于表1。
[0159]
(基础润滑脂a的制备)
[0160]
作为基础润滑脂a,经过下述工序制备含有作为基础油的偏苯三酸三酯和作为增稠剂的双脲的润滑脂组合物。
[0161]
图2为用于说明基础润滑脂的制备工序的图。
[0162]
(1)将作为偏苯三酸三酯中的一种的偏苯三酸三正烷基酯(c8,c10)(花王公司制造,(商品名)trimex n-08)作为基础油,将该基础油预先加热至100℃。
[0163]
(2)测量基础油、1-氨基辛烷和4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)。
[0164]
(3)将一半量的基础油(100℃)和mdi投入到不锈钢容器a中,在100℃下搅拌30分钟。
[0165]
(4)将剩余的一半量的基础油(100℃)和1-氨基辛烷投入到另外的不锈钢容器b中,在100℃下搅拌30分钟。
[0166]
将上述工序(3)和(4)称为一次工序。
[0167]
(5)将不锈钢容器b内的胺溶液滴加到不锈钢容器a中,缓慢地投入到异氰酸酯溶液中。此时,通过反应热使液体温度升温约20℃。
[0168]
(6)在确认了不锈钢容器b内的胺溶液全部投入到不锈钢容器a内后,升温至170℃。
[0169]
(7)在加热的同时进行搅拌,将温度保持在170℃下30分钟。将本工序(7)称为二次工序。
[0170]
(8)停止加热,在搅拌的同时自然冷却,冷却至100℃。
[0171]
(9)在确认了温度为100℃以下后,停止搅拌,原样自然冷却至常温。
[0172]
(10)利用三辊磨机实施均质化处理。此时,将处理条件设定为:
[0173]
辊间间隙:50μm
[0174]
辊间压力:1mpa
[0175]
转速:200分钟-1
[0176]
处理温度:25℃。
[0177]
经过这样的工序(1)~(10),制备了增稠剂为20质量%、基础油为80质量%的基础润滑脂a。
[0178]
另外,该基础润滑脂a作为比较例1的润滑脂组合物供于后述的评价。
[0179]
需要说明的是,所生成的基础润滑脂a的增稠剂为具有以下结构式(a)的双脲。
[0180][0181]
(实施例1)
[0182]
将95.00质量份的上述基础润滑脂a和5.00质量份的亲有机性页硅酸盐按照下述方法混合,制备了润滑脂组合物。
[0183]
使用自转公转混合机,在转速:2000分钟-1
、时间:3分钟的条件下,将亲有机性页硅酸盐混合到基础润滑脂a中。
[0184]
在此,作为亲有机性页硅酸盐,使用“garamite(注册商标)7303,byk公司制造”。
[0185]
(实施例2)
[0186]
除了将基础润滑脂a和亲有机性页硅酸盐各自的配合量改变为90.00质量份的基础润滑脂a和10.00质量份的亲有机性页硅酸盐以外,与实施例1同样地制备润滑脂组合物。
[0187]
(实施例3)
[0188]
(a)首先,作为基础润滑脂b,经过下述工序制备了含有作为基础油的偏苯三酸三酯和作为增稠剂的三种双脲的混合物的润滑脂组合物(参照图2)。
[0189]
(1)将作为偏苯三酸三酯中的一种的偏苯三酸三正烷基酯(c8,c10)(花王公司制造,(商品名)trimex n-08)作为基础油,将该基础油预先加热至100℃。
[0190]
(2)称量基础油、1-氨基辛烷、环己胺和4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)。在此,1-氨基辛烷和环己胺以摩尔比计称量为1-氨基辛烷:环己胺=7:3。
[0191]
(3)将一半量的基础油(100℃)和mdi投入到不锈钢容器c中,在100℃下搅拌30分钟。
[0192]
(4)将剩余的一半量的基础油(100℃)、1-氨基辛烷和环己胺投入到另外的不锈钢容器d中,在100℃下搅拌30分钟。
[0193]
将上述工序(3)和(4)称为一次工序。
[0194]
(5)将不锈钢容器d内的胺溶液滴加到不锈钢容器c中,缓慢地投入到异氰酸酯溶液中。此时,通过反应热使液体温度升温约20℃。
[0195]
(6)在确认了不锈钢容器d内的胺溶液全部投入到不锈钢容器c内后,升温至170℃。
[0196]
(7)在加热的同时进行搅拌,将温度保持在170℃下30分钟。将本工序(7)称为二次工序。
[0197]
(8)停止加热,在搅拌的同时自然冷却,冷却至100℃。
[0198]
(9)在确认了温度为100℃以下后,停止搅拌,原样自然冷却至常温。
[0199]
(10)利用三辊磨机实施均质化处理。此时,将处理条件设定为:
[0200]
辊间间隙:50μm
[0201]
辊间压力:1mpa
[0202]
转速:200分钟-1
[0203]
处理温度:25℃。
[0204]
经过这样的工序(1)~(10),制备了增稠剂为15质量%、基础油为85质量%的基础润滑脂b。
[0205]
需要说明的是,所生成的基础润滑脂b的增稠剂为具有下述结构式(a)的脂肪族双
脲、具有下述结构式(b)的脂环族双脲和具有下述结构式(c)的脂肪族/脂环族双脲的混合物。
[0206]
在上述双脲的混合物中,结构式(a)的2个辛基和结构式(c)的辛基的合计量相对于结构式(a)的2个辛基、结构式(c)的辛基、结构式(b)的2个环己基和结构式(c)的环己基的合计量的比例以物质的量基准计为70摩尔%。
[0207][0208][0209]
(b)接着,利用下述方法混合95.00质量份的上述基础润滑脂b和5.00质量份的亲有机性页硅酸盐(garamite(注册商标)7303),制备了润滑脂组合物。
[0210]
使用自转公转混合机,在转速:2000分钟-1
、时间:3分钟的条件下,将亲有机性页硅酸盐混合到基础润滑脂b中。
[0211]
(比较例1)
[0212]
将上述基础润滑脂a作为本比较例的润滑脂组合物。
[0213]
(比较例2)
[0214]
除了将基础润滑脂a和亲有机性页硅酸盐各自的配合量改变为98.00质量份的基础润滑脂a和2.00质量份的亲有机性页硅酸盐以外,与实施例1同样地制备了润滑脂组合物。
[0215]
(比较例3)
[0216]
除了代替亲有机性页硅酸盐而配合炭黑“#3050b,三菱化学公司制造”以外,与实施例2同样地制备了润滑脂组合物。
[0217]
(比较例4)
[0218]
(a)首先,作为基础润滑脂c,经过下述工序制备了含有作为基础油的聚-α-烯烃和作为增稠剂的双脲的润滑脂组合物(参照图2)。
[0219]
(1)将作为聚-α-烯烃中的一种的pao6(ineos oligomers公司制造,(商品名)durasyn 166polyalphaolefin,动态粘度(40℃)29mm2/秒~33mm2/秒)作为基础油,将该基础油预先加热至100℃。
[0220]
(2)测量基础油、对甲苯胺和4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)。
[0221]
(3)将一半量的基础油(100℃)和mdi投入到不锈钢容器e中,在100℃下搅拌30分钟。
[0222]
(4)将剩余的一半量的基础油(100℃)和对甲苯胺投入到另外的不锈钢容器f中,在100℃下搅拌30分钟。
[0223]
将上述工序(3)和(4)称为一次工序。
[0224]
(5)将不锈钢容器f内的胺溶液滴加到不锈钢容器e中,缓慢地投入到异氰酸酯溶液中。此时,通过反应热使液体温度升温约20℃。
[0225]
(6)在确认了不锈钢容器f内的胺溶液全部投入到不锈钢容器e内后,升温至170℃。
[0226]
(7)在加热的同时进行搅拌,将温度保持在170℃下30分钟。将本工序(7)称为二次工序。
[0227]
(8)停止加热,在搅拌的同时自然冷却,冷却至100℃。
[0228]
(9)在确认了温度为100℃以下后,停止搅拌,原样自然冷却至常温。
[0229]
(10)利用三辊磨机实施均质化处理。此时,将处理条件设定为:
[0230]
辊间间隙:50μm
[0231]
辊间压力:1mpa
[0232]
转速:200分钟-1
[0233]
处理温度:25℃。
[0234]
经过这样的工序(1)~(10),制备了润滑脂组合物。
[0235]
所生成的基础润滑脂c的增稠剂为芳香族双脲。
[0236]
(b)接着,利用下述方法混合90.00质量份的上述基础润滑脂c和10.00质量份的亲有机性页硅酸盐(garamite(注册商标)7303),制备了润滑脂组合物。
[0237]
使用自转公转混合机,在转速:2000分钟-1
、时间:3分钟的条件下,将亲有机性页硅酸盐混合到基础润滑脂c中。
[0238]
(润滑脂组合物的评价)
[0239]
对在实施例1~3和比较例1~4中制备的润滑脂组合物进行评价。将结果示于表1。
[0240][0241]
在表1中所示的各评价的评价方法如下所述。
[0242]
(1)体积电阻率的测定
[0243]
通过下述方法对在实施例和比较例中制备的润滑脂组合物的体积电阻率进行测量。
[0244]
作为电极,使用“adcmt公司制造,液体电阻试样箱12707”,作为测定装置,使用“adcmt公司制造,数字超高电阻/微量电流计r8340a”,在上述液体电阻试样箱中加入0.8ml的作为试样的润滑脂组合物,测定该润滑脂组合物的体积电阻率(ω
·
cm)。测定条件如表2所示。
[0245]
[表2]
[0246]
项条件测定装置adcmt数字超高电阻/微量电流计r8340a电极adcmt液体阻力试样箱12707润滑脂量0.8ml试样厚度1000μm测定电压0.01v测定增益
×
10000保护电极的有无有
[0247]
(2)能量损失(来自旋转扭矩)的测定
[0248]
使用轴承旋转扭矩测定试验机(参照图3(a)和(b)),按照下述表3的条件测定在实施例和比较例中制备的润滑脂组合物的能量损失(来自旋转扭矩)。图3(a)为轴承旋转扭矩测定试验机30的示意图,图3(b)为组装了试验轴承31的上述试验机的壳体32的截面图。
[0249]
在此,以相对于从由内圈、外圈和密封件围成的空间中除去滚珠和保持器后的空间的容积成为35体积%的润滑脂组合物的方式,将在实施例和比较例中制备的润滑脂组合物分别封入作为试验轴承31的“6202 2rucm fgp0s00”中。
[0250]
如图3(b)所示,将2个该试验轴承31装入轴承旋转扭矩测定试验机30的壳体32内,使通过弹簧33负载的轴向载荷为44n的恒定载荷,在室温下以1800分钟-1
使内圈预旋转60秒,然后静置60秒,以1800分钟-1
使内圈旋转并进行试验。将试验时间设定为1800秒。旋转扭矩利用载荷检测用负载传感器34测定作用在壳体32上的切线力并乘以壳体32的外径尺寸来计算。在图3中,35为锭子。
[0251]
[表3]
[0252][0253]
然后,对测定的旋转扭矩进行时间积分,计算出在轴承旋转中损失的能量。在本评价中,将其定义为能量损失(来自旋转扭矩)。
[0254]
当对旋转扭矩的时间变化进行作图时,能够如图4所示,图4的影线部分的面积相当于上述能量损失。在上述能量损失的评价中,能量损失越小,越意味着是从滚动面(滚道
面内滚珠接触的部分)排除一次的润滑脂组合物难以再次流入滚动面的沟道型润滑脂组合物。即,意味着是低扭矩的润滑脂组合物。
[0255]
需要说明的是,图4不是反映了实施例和比较例中的任一者的实际的试验结果的图,而是用于说明旋转扭矩与上述能量损失的关系的例示。
[0256]
(3)润滑脂寿命的测定
[0257]
使用轴承润滑脂寿命测定试验机(参照图5),按照下述表4的条件测定在实施例1和实施例3中制备的润滑脂组合物的润滑脂寿命。图5为组装了试验轴承41的轴承润滑脂寿命测定试验机40的示意图。
[0258]
轴承润滑脂寿命测定试验机40具有:壳体42;轴43,其具有轴主体43a、一个轴端的凸缘43b和另一个轴端的外螺纹43c;盖44;负载弹簧45;第一衬垫46;第二衬垫47;轴承螺母48;驱动用空气涡轮49;和转速检测传感器50。
[0259]
在轴承润滑脂寿命测定试验机40中,使负载弹簧45与轴43的一个轴端的凸缘43b抵接,使第一衬垫46与负载弹簧45抵接,使第一试验轴承41a的内圈与第一衬垫46抵接,使第二衬垫47与第一试验轴承41a的外圈抵接,使第二试验轴承41b的外圈与第二衬垫47抵接,使轴承螺母48与第二试验轴承41b的内圈抵接,并将它们安装至轴主体43a的外周。通过将轴承螺母48与另一个轴端的外螺纹43c螺合,将负载弹簧45压缩,对第一试验轴承41a和第二试验轴承41b施加轴向载荷。在另一个轴端的外螺纹43c的前端安装驱动用空气涡轮49。此外,将轴43、负载弹簧45、第一衬垫46、第一试验轴承41a、第二衬垫47、第二试验轴承41b、轴承螺母48、驱动用空气涡轮49的组装体插入壳体42中,将盖44安装至壳体42。在盖44上,空气入口51形成在与空气涡轮49在轴向上一致的位置,从空气入口51向空气涡轮49喷吹高压空气,由此固定至轴43的第一试验轴承41a的内圈和第二试验轴承41b的内圈相对于固定至壳体42的第一试验轴承41a的外圈和第二试验轴承41b的外圈旋转。固定至盖44的转速检测传感器50测定空气涡轮49相对于壳体42的转速。
[0260]
在此,以相对于从由内圈、外圈和密封件围成的空间中除去滚珠和保持器后的空间的容积成为20体积%的润滑脂组合物的方式,将在实施例1和3中制备的润滑脂组合物分别封入作为第一试验轴承41a和第二试验轴承41b的“608-2ru(使用树脂保持器)”中。
[0261]
[表4]
[0262][0263]
在该试验的情况下,润滑脂寿命是由于润滑脂从由内圈、外圈和密封件围成的空间向外部空间泄漏而引起试验轴承润滑不良而产生的。在该试验中,测定直至试验轴承锁定为止的时间(小时)。由该试验明确可知,与包含作为脂肪族脲的增稠剂的润滑脂组合物相比,包含作为脂肪族双脲、脂环族双脲和脂肪族/脂环族双脲的混合物的增稠剂的润滑脂
组合物不易从试验轴承中泄漏。
[0264]
由实施例和比较例的结果明确可知,本公开内容的润滑脂组合物由于具有良好的导电性,因此能够抑制滚动轴承中的电蚀的发生,而且对于滚动轴承的扭矩降低有用。
[0265]
符号说明
[0266]
1:滚珠轴承,2:内圈,3:外圈,4:滚珠,5:保持器,6:密封件,7:区域,30:轴承旋转扭矩测定试验机,31、41:试验轴承,40:轴承润滑脂寿命测定试验机,g:润滑脂
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