有機(jī)硅潤滑脂組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在不降低耐磨耗性的狀態(tài)下提高了高摩擦性的有機(jī)硅潤滑脂組合物。有機(jī)硅潤滑脂組合物包含增稠劑、作為基礎(chǔ)油的硅油、作為摩擦調(diào)整劑的莫氏硬度為6以下的金屬氧化物，前述硅油以基礎(chǔ)油的總質(zhì)量為基準(zhǔn)而為50％質(zhì)量以上。
【專利說明】
有機(jī)硅潤滑脂組合物
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及有機(jī)硅潤滑脂組合物。具體涉及:可優(yōu)選應(yīng)用于要求高的摩擦系數(shù)與 優(yōu)異的耐磨耗性的潤滑部(具體而言，離合器、扭矩限制器機(jī)構(gòu)的潤滑部等）中的有機(jī)硅潤 滑脂組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 人們考慮到地球的環(huán)境問題，正在實施汽車的輕型化，隨之而來正在比以往更多 種多樣的部位適用著離合器(clutch)、扭矩限制器機(jī)構(gòu)。使用了潤滑脂組合物的離合器或 者扭矩限制器機(jī)構(gòu)之中，扭矩最大、使用條件最嚴(yán)酷的部位是汽車的發(fā)動機(jī)起動機(jī)的離合 器。
[0003] 發(fā)動機(jī)起動機(jī)的離合器由如下部件構(gòu)成:離合器外套(clutch outer)與離合器內(nèi) 套(clutch inner)、為了將離合器外套的旋轉(zhuǎn)傳輸向離合器內(nèi)套而在離合器外套與離合器 內(nèi)套之間形成的楔子狀空間中配置的輥、施力以使輥趨向楔狀空間的狹小一方的彈簧。離 合器外套旋轉(zhuǎn)時，則輥移動到楔狀空間的狹小一方，夾在離合器外套與離合器內(nèi)套之間，從 而將旋轉(zhuǎn)傳輸向離合器內(nèi)套(扭矩傳輸狀態(tài)）。因此，對于在該部位使用的潤滑脂組合物，要 求高的摩擦系數(shù)，以使得離合器外套與離合器內(nèi)套與輥不滑走。
[0004] -直以來已知有：包含硅油作為摩擦系數(shù)0.18以上的基礎(chǔ)油的超越離合器 (overrunning clutch)用潤滑脂（專利文獻(xiàn)1)、以具有規(guī)定比例的苯基或甲基的有機(jī)聚娃 氧烷作為基礎(chǔ)油的潤滑脂組合物(專利文獻(xiàn)2、3 )、包含有以1~40重量％的比例包含具有規(guī) 定的運(yùn)動粘度的^甲基有機(jī)娃基礎(chǔ)油的基礎(chǔ)油、金屬氧化物的微粒、增桐劑的牽引潤滑油 脂組合物(traction glease composition)(專利文獻(xiàn)4)。這是由于，雖然與硅油的摩擦系 數(shù)高有關(guān)，但是具有如下的特征:硅油的表面張力為20~25dyn/cm 2,比其它的油小，因而不 易形成潤滑膜，而且，容易成為邊界潤滑(boundary lubrication)狀態(tài)。
[0005] 另外，離合器內(nèi)套的轉(zhuǎn)速高于離合器外套時，則輥一邊壓縮彈簧一邊自動移動向 楔狀空間的寬廣的一方，因而不傳輸旋轉(zhuǎn)(扭矩非傳輸狀態(tài)）。此時，在離合器外套、離合器 內(nèi)套、輥之間產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)，因而成為滑動狀態(tài)。因此，對于該部位中使用的潤滑脂組合物， 還要求耐磨耗性。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1:日本特公平7-35824號公報 [0009] 專利文獻(xiàn)2:日本特開平5-230486號公報 [0010] 專利文獻(xiàn)3:日本特開平6-279777號公報 [0011] 專利文獻(xiàn)4:日本特開2003-176489號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明想要解決的課題
[0013] 如前已敘述那樣，近年來伴隨著汽車的輕型化，人們要求離合器、扭矩限制器機(jī)構(gòu) 也小型化、輕型化，使用條件也嚴(yán)酷化。特別是在扭矩傳輸性方面，即使在更嚴(yán)酷的使用條 件下也要求充分地傳輸扭矩，因而對于潤滑脂組合物要求更高的摩擦系數(shù)。對于離合器、扭 矩限制器機(jī)構(gòu)，也同時要求耐磨耗性。
[0014] 因此，本發(fā)明的課題在于提供一種在不降低耐磨耗性的狀態(tài)下提高了高摩擦性的 有機(jī)硅潤滑脂組合物。
[0015] 用于解決問題的方案
[0016] 本發(fā)明人等針對于此課題，由于使用包含莫氏硬度6以下的金屬氧化物作為摩擦 調(diào)整劑的有機(jī)硅潤滑脂組合物，因而發(fā)明了一種提高摩擦系數(shù)并且不降低耐磨耗性的潤滑 脂。
[0017] 即，本發(fā)明提供以下的潤滑脂組合物：
[0018] 1.-種有機(jī)硅潤滑脂組合物，其包含增稠劑、作為基礎(chǔ)油的硅油、作為摩擦調(diào)整劑 的莫氏硬度為6以下的金屬氧化物，前述硅油以基礎(chǔ)油的總質(zhì)量為基準(zhǔn)而為50%質(zhì)量以上。
[0019] 2.根據(jù)前述1項所述的有機(jī)硅潤滑脂組合物，其中，前述金屬氧化物的莫氏硬度為 2~6〇
[0020] 3.根據(jù)前述1或者2項所述的有機(jī)硅潤滑脂組合物，其中，前述金屬氧化物是氧化 鎂或氧化鋅或氧化鉬。
[0021] 4.根據(jù)前述1~3中任一項所述的有機(jī)硅潤滑脂組合物，其中，前述金屬氧化物的 含量以組合物的總質(zhì)量為基準(zhǔn)而為0.1~10%質(zhì)量。
[0022]發(fā)明的效果
[0023] 本發(fā)明可提供一種在不降低耐磨耗性的狀態(tài)下提高了高摩擦性的有機(jī)硅潤滑脂 組合物。
【具體實施方式】
[0024] <基礎(chǔ)油>
[0025] 本發(fā)明的潤滑脂組合物中使用的基礎(chǔ)油為硅油。
[0026] 作為硅油，具體列舉出二甲基硅油、甲基苯基硅油(苯基改性硅油）、甲基含氫硅油 (methyl hydrogen silicone oil)、聚醚改性硅油、芳烷基改性硅油、氟烷基改性硅油、燒 基改性硅油、脂肪酸酯改性硅油等。優(yōu)選為二甲基硅油、甲基苯基硅油。特別優(yōu)選的是由下 述通式（1)表示的硅油。
[0027] (CH3)3Si〇-[-Si(Rl)(R2)-0-]n-Si(CH3)3 (1)
[0028](式中的R1、R2各自獨(dú)立地表示甲基或者苯基，甲基在全部有機(jī)基團(tuán)中所占的比例 為50~lOOmol % )
[0029]硅油的運(yùn)動粘度沒有特別限制，但是在25°C為20~10000mm2/S，優(yōu)選為50~ 2000mm2/s的范圍，這是適當(dāng)?shù)?。這是由于，其不足20mm2/s時則基礎(chǔ)油容易從潤滑脂分離，另 外超過10000mm 2/s時則在粘滯阻力的作用下低溫時的扭矩變大，任一個都在實用上不優(yōu) 選。
[0030]另外，上述通式（1)中的R1、R2各自獨(dú)立地表示甲基或者苯基，甲基在全部有機(jī)基 團(tuán)中所占的比例為50~lOOmol %。這是由于，甲基的含量相對于全部有機(jī)基團(tuán)而言不足 50mol %時，由溫度導(dǎo)致的粘度變化大，傾點(diǎn)也升高，在低溫的扭矩變大；優(yōu)選為60~ lOOmol%，更優(yōu)選為80~98%，更優(yōu)選為90~95%的范圍，這是良好的。
[0031]關(guān)于硅油的含量，相對于組合物的總質(zhì)量優(yōu)選為55~90%質(zhì)量。更優(yōu)選為70~ 90 %質(zhì)量。以這樣的量含有硅油時，貝lj顯示高的摩擦系數(shù)，因此優(yōu)選。
[0032] 另外，在硅油中也可在不降低其性能的范圍混合其它的基礎(chǔ)油。作為其它的基礎(chǔ) 油，列舉出選自由礦物油、聚烯烴、聚丁烯、烷基苯、動植物油、有機(jī)酸酯、二酯、多元醇酯、 聚亞烷基二醇、聚乙烯醚、聚苯醚、烷基苯基醚組成的組中的1種以上。關(guān)于并用的其它的基 礎(chǔ)油的量，相對于作為本發(fā)明的基礎(chǔ)油的硅油而言優(yōu)選為〇~50%質(zhì)量，為了不損害高的摩 擦系數(shù)，相對于本發(fā)明的潤滑油基礎(chǔ)油優(yōu)選為〇~20 %質(zhì)量。特別優(yōu)選為0~10 %質(zhì)量。最優(yōu) 選不包含其它的基礎(chǔ)油。
[0033] <增稠劑>
[0034] 本發(fā)明的潤滑脂組合物中使用的增稠劑沒有特別限制。具體列舉出鋰皂、復(fù)合鋰 皂所代表的皂系增稠劑、二脲所代表的脲系增稠劑、有機(jī)化粘土、二氧化硅所代表的無機(jī)系 增稠劑、聚四氟乙烯以及三聚氰胺氰脲酸酯所代表的有機(jī)系增稠劑等，可使用選自它們的 組中的至少一種。優(yōu)選選自由二氧化硅、鋰皂、復(fù)合鋰皂以及脲化合物組成的組。特別優(yōu)選 的是脲化合物。在脲化合物中，優(yōu)選為二脲系增稠劑，特別優(yōu)選為由下述通式(2)表示的二 脲系增稠劑。
[0035] R3-NHC0NH-R4-NHC0NH-R5 (2)
[0036]式中，R3、R5表示相同或不同的碳原子數(shù)4~20的1價的烴殘基，例如為脂肪族烴 基、脂環(huán)式烴基、芳香族烴基。R4表示碳原子數(shù)6~15的2價的芳香族烴基。
[0037]關(guān)于上述二脲系增稠劑，例如，可通過在基礎(chǔ)油中，使規(guī)定的二異氰酸酯與規(guī)定的 單胺進(jìn)行反應(yīng)而獲得。二異氰酸酯的優(yōu)選的具體例子是二苯基甲烷_4,4'_二異氰酸酯、甲 苯二異氰酸酯。作為單胺，列舉出脂肪族胺、芳香族胺、脂環(huán)式胺或它們的混合物。作為脂肪 族胺的具體例子，列舉出辛胺、十二烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺以及油胺（oleyl amine)。作為芳香族胺的具體例子，列舉出苯胺以及對甲苯胺。作為脂環(huán)式胺的具體例子， 列舉出環(huán)己胺。優(yōu)選為通過使用上述的單胺之中的環(huán)己胺、辛胺、十二烷基胺、十六烷基胺、 十八烷基胺或它們的混合物而獲得的二脲系增稠劑。特別優(yōu)選為，通過并用環(huán)己胺與辛胺、 十二烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺或它們的混合物而獲得的脂環(huán)脂肪族二脲。進(jìn)一步特 別優(yōu)選為，通過并用環(huán)己胺與十八烷基胺或它們的混合物而獲得的脂環(huán)脂肪族二脲。由下 述式(2-1)、（2-2)、（2-3)表示的3種二脲的混合物是最優(yōu)選的(式中，R是十八烷基）。
[0040] 增稠劑的含量通過比照目標(biāo)的稠度而適當(dāng)確定，但通常為2~35%質(zhì)量，優(yōu)選為5 ~30%質(zhì)量，更加優(yōu)選為10~25%質(zhì)量。
[0041] 不足2%質(zhì)量時則成為液狀，無法用作潤滑脂。另外超過35%質(zhì)量時則獲得了的潤 滑脂過硬，從而低溫扭矩變大并且實用上不優(yōu)選。
[0042]〈摩擦調(diào)整劑〉
[0043] 本發(fā)明的潤滑脂組合物中，包含莫氏硬度6以下的金屬氧化物作為摩擦調(diào)整劑。
[0044] 添加金屬氧化物作為摩擦調(diào)整劑時，則通過使金屬氧化物夾雜于潤滑面從而使得 油膜變得容易切斷并且摩擦系數(shù)變高。由于使用莫氏硬度為6以下的金屬氧化物，因而即使 在潤滑構(gòu)件為鋼的情況下，也可抑制鋼的損傷并且提高摩擦系數(shù)。
[0045] 具體列舉出氧化鎂、氧化鉀、氧化鈣、氧化鈧、氧化鈦、氧化釩、氧化鉻、氧化錳、氧 化鐵、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅、氧化鋅、氧化鎵、氧化鍺、氧化鎖、氧化紀(jì)、氧化錯、氧化銀、氧 化鉬、氧化锝、氧化釕、氧化銠、氧化鈀、氧化銀、氧化銦、氧化錫、氧化銻、氧化碲、氧化鋇、氧 化鉿、氧化鉭、氧化媽、氧化錸、氧化鉛、氧化娃。優(yōu)選為氧化鎂、氧化鋅、氧化鉬。金屬氧化物 的莫氏硬度優(yōu)選為6以下。更優(yōu)選為莫氏硬度2~6,更優(yōu)選為莫氏硬度4~6。莫氏硬度超過6 時，則扭矩非傳輸狀態(tài)下的空轉(zhuǎn)時的磨耗量變大因而不優(yōu)選。
[0046] 金屬氧化物的平均粒徑優(yōu)選為lOwii以下。更優(yōu)選為5mi以下，更優(yōu)選為2mi以下。平 均粒徑超過10M1以下時，則難以夾雜向潤滑面，因而無法期待充分的效果。予以說明，在本 說明書中，關(guān)于平均粒徑，可通過他吸附利用BET換算法而算出。
[0047] 關(guān)于金屬氧化物的添加量，以組合物的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，優(yōu)選為0.1~10.0%質(zhì)量。 更優(yōu)選為0.3 %質(zhì)量~7.0 %質(zhì)量，更優(yōu)選為0.5 %質(zhì)量~5.0 %質(zhì)量。特別優(yōu)選為1.0~ 3.0 %質(zhì)量。不足0.1 %質(zhì)量時則無法期待充分的效果，超過10.0 %質(zhì)量時則效果達(dá)到頂點(diǎn) 并且在成本上變?yōu)椴焕?br>[0048] <其它的添加劑>
[0049] 作為其它的添加劑，列舉出抗氧化劑、防銹劑、金屬減活劑、清潔分散劑、極壓添加 劑、消泡劑、抗乳化劑、油性提高劑、固體潤滑劑等在潤滑脂組合物中通常使用的添加劑。它 們可單獨(dú)使用或者混合2種以上而使用。予以說明，這些添加劑根據(jù)需要添加，其添加量一 般為0.01~10%質(zhì)量，但如果是不損害本發(fā)明的目的的程度則沒有特別限定。
[0050] <稠度>
[00511 本發(fā)明的潤滑脂組合物的工作錐入度優(yōu)選為200~400,進(jìn)一步優(yōu)選為230~380， 最優(yōu)選為250~350。
[0052]特別是，優(yōu)選為如下的有機(jī)硅潤滑脂組合物，其中，增稠劑是由上述式(2-1)、（2_ 2)、（2-3)表示的3種二脲的混合物，基礎(chǔ)油是由上述式（1)表示的硅油，且不包含其它的基 礎(chǔ)油，摩擦調(diào)整劑是氧化鎂或氧化鋅或氧化鉬。
[0053]進(jìn)一步特別是，優(yōu)選為如下的有機(jī)硅潤滑脂組合物，其中，增稠劑是在上述式（2_ 1)、（ 2-2)、（2-3)中表示的3種二脲的混合物，基礎(chǔ)油是在上述式（1)中，Rl、R2各自獨(dú)立地表 示甲基或者苯基，甲基在全部有機(jī)基團(tuán)中所占的比例為50~lOOmol%的硅油，且不包含其 它的基礎(chǔ)油，摩擦調(diào)整劑是氧化鎂或氧化鋅或氧化鉬，摩擦調(diào)整劑的含量以組合物的總質(zhì) 量為基準(zhǔn)而為0.1~10%質(zhì)量。
[0054]尤其是，優(yōu)選為如下的有機(jī)硅潤滑脂組合物，其中，增稠劑是在上述式(2-1)、（2_ 2)、（2-3)中表示的3種二脲的混合物，基礎(chǔ)油是在上述式（1)中，R1、R2各自獨(dú)立地表示甲基 或者苯基，甲基在全部有機(jī)基團(tuán)中所占的比例為95mol %的硅油，且不包含其它的基礎(chǔ)油， 摩擦調(diào)整劑是氧化鎂，摩擦調(diào)整劑的含量以組合物的總質(zhì)量為基準(zhǔn)而為1.0~3.0%質(zhì)量。
[0055]本發(fā)明的有機(jī)硅潤滑脂組合物優(yōu)選應(yīng)用于要求高的摩擦系數(shù)與優(yōu)異的耐磨耗性 的潤滑部，詳細(xì)而言優(yōu)選應(yīng)用離合器、扭矩限制器機(jī)構(gòu)的潤滑部。更具體地應(yīng)用于汽車起動 機(jī)的超越離合器、辦公設(shè)備的單向離合器以及各種牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)等。特別優(yōu)選為潤滑部的 表面是鋼的構(gòu)件。
[0056] 實施例
[0057] <有機(jī)硅潤滑脂組合物的制造>
[0058] ?基礎(chǔ)油
[0059]使用了式（1)中R1以及R2為甲基或者苯基、甲基在全部有機(jī)基團(tuán)中所占的比例為 95mol%的硅油。
[0060] ?增稠劑
[0061] 使用了由二苯基甲烷_4,4'_二異氰酸酯與環(huán)己胺以及十八烷基胺制造的脂環(huán)脂 肪族二脲。
[0062] ?摩擦調(diào)整劑
[0063] 氧化鎂(莫氏硬度:5~6、平均粒徑0.5M1)
[0064] 氧化鋅(莫氏硬度:4~5、平均粒徑0.2mi)
[0065] 氧化鉬(莫氏硬度:2~3、平均粒徑2. lwii)
[0066] 氧化鈦(莫氏硬度:7~8、平均粒徑0.15M1)
[0067]氮化硼(莫氏硬度：10、平均粒徑4mi)
[0068]在基礎(chǔ)油中，使規(guī)定量的胺（環(huán)己胺、十八烷基胺）與二苯甲烷二異氰酸酯進(jìn)行反 應(yīng)，將反應(yīng)得到的產(chǎn)物設(shè)為基礎(chǔ)潤滑脂，向其中加入基礎(chǔ)油與添加劑，按照混和稠度成為 300(JIS K2220)的方式進(jìn)行碾磨處理而調(diào)制了潤滑脂。
[0069] <試驗方法>
[0070] ?低速高載荷摩擦試驗
[0071 ]此試驗設(shè)想了離合器的扭矩傳輸狀態(tài)的潤滑條件。
[0072] 使用ASTM D 2670中規(guī)定的Falex試驗機(jī)而進(jìn)行了。在軸頸（journal)以及塊體 (block)涂布試驗潤滑脂，預(yù)先以既定的載荷夾入，旋轉(zhuǎn)軸頸約1秒。記錄產(chǎn)生的摩擦力，由 此求出起動0.001秒后的初始摩擦系數(shù)。試驗片、試驗條件如以下那樣。
[0073] 軸頸：外徑(pl/4n，SAE3135STEEL，Rb87 ~91
[0074] 塊體:AISI1137STEEL，Rc20-24
[0075] 面壓：200kgf/mm2
[0076] 圓周速度：0.096m/sec
[0077] ?高速低負(fù)荷磨耗試驗
[0078]此試驗設(shè)想了離合器的扭矩非傳輸狀態(tài)的潤滑條件。
[0079]使用ASTM D 2714中規(guī)定的LFW#1試驗機(jī)。在環(huán)上貼著滾軸，施加載荷、使得環(huán)進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)，在滾軸上生成了的磨耗通過利用測微計(micrometer)測定出。試驗片、試驗條件如以 下那樣。
[0080]環(huán)：外徑(p35mnix 寬度 8,7mni、SAE4620STEEL，Rc58~63，RMS6~12
[0081 ] 滾軸:滾軸軸承用圓筒滾軸，(p6mmx6mm，SUJ-2
[0082] 面壓：10kgf/mm2
[0083] 圓周速度：12.8m/sec
[0084] <評價基準(zhǔn)>
[0085] ?低速高載荷摩擦試驗?zāi)Σ料禂?shù)
[0086] (〇)：0.030^y
[0087] 〇：0.025^y<0.030
[0088] A：0.020^y<0.025
[0089] X ：y<0.020
[0090] ?高速低負(fù)荷磨耗試驗?zāi)ズ纳疃?br>[0091] 〇 ： <6mm
[0092] X ： ^6mm
[0093]將結(jié)果示于表1及表2。予以說明，表中，增稠劑以及摩擦調(diào)節(jié)劑的％質(zhì)量是以潤滑 脂組合物的總質(zhì)量為基準(zhǔn)的值。剩余部分是基礎(chǔ)油。
【主權(quán)項】
1. 一種有機(jī)硅潤滑脂組合物，其包含增稠劑、作為基礎(chǔ)油的硅油、作為摩擦調(diào)整劑的莫 氏硬度為6以下的金屬氧化物，所述硅油以基礎(chǔ)油的總質(zhì)量為基準(zhǔn)而為50%質(zhì)量以上。2. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)硅潤滑脂組合物，其中，所述金屬氧化物的莫氏硬度 為2~6〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)硅潤滑脂組合物，其中，所述金屬氧化物為氧化鎂或 氧化鋅或氧化鉬。4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項所述的有機(jī)硅潤滑脂組合物，其中，所述金屬氧化物的 含量以組合物的總質(zhì)量為基準(zhǔn)而為0.1~10%質(zhì)量。
【文檔編號】C10M169/04GK106029851SQ201580008816
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年2月18日
【發(fā)明人】廣岡巖樹, 吉成照
【申請人】協(xié)同油脂株式會社