等速万向节用润滑脂组合物及封入其的等速万向节.pdf

本发明提供价格低廉、且未使用环境负荷物质，而提高了耐鳞片状剥落性的等速万向节用润滑脂组合物、以及封入有该等速万向节用润滑脂组合物的等速万向节。本发明提供含有下述成分(a)～(f)的等速万向节用润滑脂组合物、以及封入该等速万向节用润滑脂组合物的等速万向节：(a)基础油、(b)二脲系增稠剂、(c)二烷基二硫代磷酸锌、(d)硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼、(e)二烷基二硫代氨基甲酸锌、以及(f)硫-氮系极压添加剂。

1.  等速万向节用润滑脂组合物，其含有下述成分(a)～(f)：
(a)基础油、
(b)二脲系增稠剂、
(c)二烷基二硫代磷酸锌、
(d)硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼、
(e)二烷基二硫代氨基甲酸锌、以及
(f)硫-氮系极压添加剂。

2.  封入有权利要求1所述的等速万向节用润滑脂组合物的等速万向节。

等速万向节用润滑脂组合物及封入其的等速万向节
技术领域
本发明涉及等速万向节用润滑脂组合物及封入其的等速万向节。尤其涉及适用于滑动型等速万向节或者固定型等速万向节的等速万向节用润滑脂组合物，以及封入该润滑脂组合物的等速万向节。
背景技术
目前，在汽车产业界中，从轻量化和确保使用空间的观点出发，FF车的生产正在增加。此外，从功能性的观点出发，4WD车的生产也在增加。这些FF车及4WD车是通过前轮进行动力的传递和操舵，因此需要在例如将方向盘打到头的状态下也能够实现圆滑的动力传递。为此，在FF车及4WD车中，作为即使交叉的两个轴的交叉角发生各种变化也能够等速传递旋转运动的部件，等速万向节是不可欠缺的。
该等速万向节中，球式等速万向节具有以滚珠作为滚动体的扭矩传递结构，由于旋转时在高表面压力下的复杂的滚动滑动，滚珠以及与滚珠接触的金属表面上受到交变应力，会产生鳞片状剥落。
此外，随着最近的发动机的高输出功率化，等速万向节的使用条件变得更加苛刻，外轮、内轮的转动面或滚珠产生鳞片状剥落的状况有加速的倾向，所以希望提高耐鳞片状剥落性。
作为解决上述问题的等速万向节用润滑脂组合物，例如已知有如下的等速万向节用润滑脂组合物：含有基础油、脲系增稠剂、硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼、二硫化钼、二硫代磷酸锌化合物、由一种或两种以上的植物油脂形成的油性剂(例如参照专利文献1)。但是，这些现有的润滑脂组合物的耐鳞片状剥落性并不充分。
另外，已知有如下的等速万向节用润滑脂组合物：含有基础油、二脲系增稠剂、硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼、二硫代磷酸锌化合物、不含金属元素的硫-磷系极压添加剂、二烷基二硫代磷酸铅(例如参照专利文献2)。该润滑脂组合物虽然显示出优异的耐鳞片状剥落性，但是由于含有重金属铅，所以在地球环境保护与安全性方面是不适宜的。
专利文献1：日本特许第2915611号；
专利文献2：日本特许第2989311号。
发明内容
发明要解决的技术问题
在上述使用二硫化钼的情况下，虽然能够得到一定的耐鳞片状剥落性，但是由于近年来钼的价格上涨，所得到的润滑脂价格高，欠缺普遍适用性。
此外，通过使用二烷基二硫代磷酸铅，能够得到优异的耐鳞片状剥落性，但是由于含有铅，所以在地球环境保护和安全性方面是不适宜的。
因此，本发明的目的是提供价格低廉、且不使用环境负荷物质就提高耐鳞片状剥落性的等速万向节用润滑脂组合物。
本发明的另一目的是提供封入有上述润滑脂组合物的等速万向节。
解决技术问题的技术方案
本发明人为了开发上述耐鳞片状剥落性得到提高的等速万向节用润滑脂组合物，使用被已知为摩擦磨损试验机的SRV试验机进行了耐鳞片状剥落性的性能评价。其结果，发现了等速万向节的耐鳞片状剥落性与用SRV试验机测定的特定条件下的滚珠与板的磨损状态与摩擦系数之间存在着特殊关系。进一步，本发明人在基础润滑脂中使用脲润滑脂，通过各种极压剂等的各种组合研究了上述关系。
其结果本发明人发现如下的润滑脂组合物在耐磨损性、低摩擦性方面非常优异，该润滑脂组合物含有二脲系增稠剂、基础油、二烷基二硫代磷酸锌、硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代氨基甲酸锌以及硫-氮系极压添加剂。进而发现即使在使用实际等速万向节的耐久性试验中，也比现有的等速万向节用润滑脂组合物价格低廉、且不使用环境负荷物质就提高了耐鳞片状剥落性。
本发明就是基于上述发现，提供以下等速万向节用润滑脂组合物、以及封入该润滑脂组合物的等速万向节。
1.含有下述成分(a)～(f)的等速万向节用润滑脂组合物。
(a)基础油、
(b)二脲系增稠剂、
(c)二烷基二硫代磷酸锌、
(d)硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼、
(e)二烷基二硫代氨基甲酸锌、以及
(f)硫-氮系极压添加剂。
2.封入有上述1记载的等速万向节用润滑脂组合物的等速万向节。
发明的效果
本发明的等速万向节用润滑脂组合物，价格低廉，且未使用环境负荷物质，与现有的等速万向节用润滑脂组合物相比，提高了耐鳞片状剥落性。
具体实施方式
作为本发明中使用的成分(a)的基础油，例如可以举出：以环烷系、石蜡系为代表的矿物油，以聚丁烯为代表的合成烃油，以烷基二苯醚为代表的醚系合成油，硅油、氟化油等各种合成油。
它们可以单独或者两种以上混合使用，从价格方面考虑，特别优选单独使用矿物油。
特别优选的基础油是在100℃具有10mm²/s以上的运动粘度的基础油。
作为本发明中使用的成分(b)的二脲系增稠剂，可以通过使规定的二异氰酸酯与规定的单胺反应而得到。
作为成分(b)的二脲系增稠剂，优选为如下通式(1)所示的物质。
R¹NH-CO-NH-C₆H₄-p-CH₂-C₆H₄-p-NH-CO-NHR¹’  (1)
(式中，R¹以及R¹’独立地是碳原子数为8～20、优选碳原子数为8～18的烷基、碳原子数为6～12、优选碳原子数为6～7的芳基、或者碳原子数为6～12、优选碳原子数为6～7的环烷基。)
二异氰酸酯的优选的具体例子为：二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯。
作为单胺，可以举出：脂肪族系胺、芳香族系胺、脂环式胺或者它们的混合物。
作为脂肪族胺的具体例子，可以举出：辛胺、十二胺、十六胺、十八胺和油胺。
作为芳香族胺的具体例子，可以举出：苯胺以及对甲苯胺。
作为脂环式胺的具体例子，可以举出：环己胺。
在上述单胺中，使用辛胺、十二胺、十八胺或者它们的混合物得到的成分(b)的脂肪族二脲系增稠剂是特别优选的。
关于本发明的润滑脂组合物中的成分(b)的二脲系增稠剂的含有量，只要是可得到必要的稠度的适当量即可，通常，相对于润滑脂组合物的总质量，优选为1～25质量％，更优选为2～20质量％。如果二脲系增稠剂的含有量超过25质量％，得到的润滑脂组合物就会过于硬，难以得到期望的效果。
作为本发明中使用的成分(c)的二烷基二硫代磷酸锌，优选如下通式(2)所示的物质。
[(R²O)₂SP-S]₂-Zn  (2)
(式中，R²是一价或二价的碳原子数为1～24的烷基、或者碳原子数为6～30的芳基。特别优选的是碳原子数为3～8的一价或二价烷基。)
本发明的润滑脂组合物的成分(c)的含有量，优选为0.1～10质量％，更优选为0.1～5质量％。如果含有量小于0.1质量％，有效果不充分的倾向，另外，含有量即使超过10质量％，效果也不会进一步提高。
作为本发明中使用的成分(d)的硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼，优选如下通式(3)所示的物质。
[R³₂N-CS-S]₂-Mo₂O_mS_n  (3)
(式中，R³是一价或二价的碳原子数为1～24、优选碳原子数为3～18的烷基，m为0～3，n为1～4，m+n＝4。)
本发明的润滑脂组合物中的成分(d)的含有量，优选为0.1～10质量％，更优选为0.1～5质量％。如果含有量小于0.1质量％，有效果不充分的倾向，另外，含有量即使超过10质量％，效果也不会进一步提高。
作为本发明中使用的成分(e)的二烷基二硫代氨基甲酸锌，优选如下通式(4)所示的物质。
[R⁴₂N-CS-S]₂-Zn  (4)
(式中，R⁴是一价或二价的碳原子数为1～24的烷基、或者碳原子数为6～30的芳基。特别优选碳原子数为3～8的一价或二价烷基。)
本发明的润滑脂组合物的成分(e)的含有量，优选为0.1～5质量％，更优选为1～5质量％。如果含有量小于0.1质量％，有效果不充分的倾向，另外，含有量即使超过5质量％，效果也不会进一步提高。
作为本发明中使用的成分(f)的硫-氮系极压添加剂，优选硫含量为5～20％质量％、氮含量为1～10质量％。
本发明的润滑脂组合物的成分(f)的含有量，优选为0.05～3质量％。如果含有量小于0.05质量％，有效果不充分的倾向，另外含有量即使超过3质量％，效果也不会进一步提高。
本发明的润滑脂组合物中，除了上述成分以外，还可以含有其他极压添加剂、抗氧化剂、防锈剂、防腐蚀剂等通常用于润滑脂组合物的添加剂。
通过按期望的配合比例使用作为必须成分的成分(a)～(f)，并且根据需要使用作为任选成分的上述各种添加剂，可以容易地制造出本发明的等速万向节用润滑脂组合物。例如，混合成分(a)与成分(b)而先制造出基础脲润滑脂后，向其中适当添加成分(c)～(f)就可以制造。
本发明的等速万向节用润滑脂组合物，例如由JIS K2220 5.3测定的稠度优选为265～385，更优选为285～340。通过调节上述(b)成分的量可以容易地调节上述稠度。
只要是等速万向节，没有任何限制，均可以使用本发明的等速万向节用润滑脂组合物，但是用于滑动型等速万向节例如双偏置式等速万向节、三球销式等速万向节时，其效果的发挥特别显著。
此外，本发明的等速万向节用润滑脂组合物，对于固定型等速万向节例如球笼式等速万向节，其效果的发挥也是显著的。
因此，封入有上述润滑脂组合物的各种等速万向节也在本发明的范围内。
实施例
<润滑脂组合物的制备>
在4000g(a)矿物油(100℃下运动粘度为13.2mm²/s)中均匀地分散通过使二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯250g(1mol)和辛胺258g(2mol)反应而生成的(b)二脲系化合物，得到基础润滑脂。
向该基础润滑脂中添加如表1所示配比的添加剂，一边进一步添加适当的矿物油(a)，一边用三辊研磨机调节到JIS稠度成为第1级(310～340)。
[表1]

※1)二烷基二硫代磷酸锌
※2)硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼
※3)二烷基二硫代氨基甲酸锌
※4)杂环硫氮化合物
※5)具有8个作为滚动体的滚珠的滑动型等速万向节
※6)具有8个作为滚动体的滚珠的固定型等速万向节
※7)具有8个作为滚动体的滚柱的滑动型三球销式等速万向节
<SRV试验>
对于上述实施例1～3以及比较例1～7的各润滑脂组合物，通过SRV摩擦磨损试验，读取滚珠磨痕大小和摩擦系数，对耐磨损性和低摩擦性进行评价。
试验方法、试验条件基于ASTM D5707。
从实用性角度考虑，磨痕大小在0.6mm以下、摩擦系数在0.065以下是必要的。
<耐鳞片状剥落性>
将上述实施例1～3以及比较例1～7的各润滑脂组合物封入实际万向节(具有8个作为滚动体的滚珠的滑动型等速万向节和固定型等速万向节、以及具有8个作为滚动体的滚柱的滑动型三球销式等速万向节)内，对它们按照以下条件实施万向节耐久性试验，评价鳞片状剥落的发生时间。
●测定条件
转速：200rpm
扭矩：1000N·m
角度：6°
●评价方法及评价基准
万向节各部分(外轮、内轮(或者耳轴)、笼、滚珠(或者滚柱)的鳞片状剥落的发生时间)
○：500h以上
×：小于500h
将结果示于表1。
含有成分(a)～(f)的本发明实施例1～3的等速万向节用润滑脂组合物，磨痕大小在0.60mm以下，摩擦系数在0.065以下，万向节各部分的鳞片状剥落的发生时间均为500小时以上，证明了在价格低廉且未使用环境负荷物质的条件下能够提高耐鳞片状剥落性。
相反，对于不含成分(d)～(f)的比较例1、不含成分(c)、(e)和(f)的比较例2、不含成分(e)和(f)的比较例3、不含成分(c)的比较例4、不含成分(d)的比较例5、不含成分(e)的比较例6的等速万向节用润滑脂组合物而言，磨痕大小均大于0.60mm。而且，摩擦系数均大于0.065。对于比较例1～7而言，万向节各部分的鳞片状剥落的发生时间均为小于500小时，证明了无法提高耐鳞片状剥落性。