等速万向节用润滑脂组合物以及润滑脂组合物 【技术领域】
本发明涉及用于等速万向节 (CVJ) 的润滑脂组合物以及封入其的等速万向节。在 被润滑的等速万向节部分产生极高的接触压力, 接头部分要承受复杂的翻转滑动作用。因 此, 经常发生异常振动。 本发明涉及一种能更有效地润滑这样的等速万向节、 有效地降低摩 擦防止振动发生的等速万向节用润滑脂组合物。背景技术
作为在这样的等速万向节中使用的润滑油脂, 例如可以举出以钙复合基作为增稠 剂的润滑脂, 或含有以锂基作为增稠剂和例如选自由硫化油脂、 磷酸三甲苯酯和二硫代磷 酸锌组成的组的硫 - 磷系极压剂的润滑脂。
在最近的汽车工业中, 从以车辆的环境对策 ( 消减 CO2) 为目的的轻量化且确保 居住空间的方面出发, 急剧地增加了 4 轮驱动车 (FF 型 ), 在其中不可缺少的等速万向节 (CVJ) 被广泛地使用。 在该 CVJ 中, 伸缩型等速万向节 (plunging type universal joint)、 特别是三球销型等速万向节 (TJ)、 双偏置式等速万向节 (DOJ) 等在带有某角度的状态下, 由于转动时进行复杂的翻转滑动运动, 在轴方向产生滑动阻力, 因此, 这成为空转时的振 动、 前进以及加速时的车体的横摇、 在特定速度下车内的拍频音、 或者闷音的起振源。为了 解决该问题, 虽然也对各种等速万向节 (CVJ) 自身的结构进行了改良, 但是在接头所占的 空间、 重量以及成本方面, 其改良非常复杂, 要求振动减低性能优异的润滑脂。
因此, 提案有含有脲系增稠剂、 二硫化钼以及选自由氧化蜡的钙盐、 石油磺酸的钙 盐、 烷基芳香族磺酸的钙盐、 水杨酸盐的钙盐、 酚盐的钙盐、 氧化蜡的高碱性钙盐、 石油磺酸 的高碱性钙盐、 烷基芳香族磺酸的高碱性钙盐、 水杨酸盐的高碱性钙盐和酚盐的高碱性钙 盐组成的组中的至少 1 种的等速万向节用润滑脂组合物 ( 专利文献 1), 或者除了这些成分 之外, 进一步含有不包括金属的硫 - 磷系极压剂和二硫代氨基甲酸钼的等速万向节用润滑 脂组合物 ( 专利文献 2)。
另外, 还提案有含有基油、 双脲系增稠剂、 二硫化钼、 硫化二烷基二硫代氨基甲酸 钼、 石油磺酸的钙盐、 硫 - 磷系极压剂以及植物性油脂的用于等速万向节用组合物 ( 专利文 献 3)。
但是, 以往的等速万向节用润滑脂组合物, 不能说其摩擦系数降低效果和防止振 动发生效果一定充足。
专利文献 1 : 日本特开平 9-194871 号公报
专利文献 2 : 日本特开平 9-324189 号公报
专利文献 3 : 日本特开 2006-96949 号公报 发明内容 因此, 本发明的目的在于提供一种等速万向节用润滑脂组合物, 特别是能有效地 润滑等速万向节、 有效地降低摩擦防止振动发生的等速万向节用润滑脂组合物, 以及封入
其的等速万向节。
解决问题的手段
本发明者们对于降低等速万向节的摩擦、 防止振动的润滑脂组合物进行了各种各 样的开发研究, 使用作为振动摩擦磨耗试验机而被知道的 SRV 试验机, 进行了在容易发生 振动的润滑条件下便于使用的润滑脂的性能评价。 其结果发现了作为等速万向节的起振源 的振动和用 SRV 试验机测定的特定振动条件下的摩擦系数有特别的关系。进一步本发明者 们通过在基础润滑脂中使用脲系润滑脂, 对油性剂和各种极压剂等进行各种各样的组合, 探讨了上述关系。其结果发现了含有基油、 脲系增稠剂、 选自由棕榈油精、 棕榈硬脂精以及 甘油单油酸酯组成的组中的至少 1 种的油性剂、 硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼、 磺酸锌盐 和硫 - 磷系极压剂的润滑脂组合物, 显示低摩擦系数所希望的润滑特性, 进一步, 即使在实 际的使用等速万向节的强制力试验中, 也与以往的用于等速万向节的润滑脂不同, 确认出 能显著地防止振动的发生, 从而完成了本发明。
本发明是基于上述的见解而完成的发明, 提供下述的等速万向节用润滑脂组合物 以及封入其的等速万向节。
1. 等速万向节用润滑脂组合物, 其特征在于, 含有下述成分 :
(a) 基油、
(b) 双脲系增稠剂、
(c) 选自由棕榈油精、 棕榈硬脂精和甘油单油酸酯组成的组中的至少 1 种油性剂、
(d) 下述式表示的硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼、
(R3R4N-CS-S)2-Mo2OmSn
( 式中, R3 和 R4 独立地表示碳原子数为 1 ~ 24 的烷基、 m 为 0 ~ 3、 n 为 4 ~ 1、 m+n= 4)、 (e) 磺酸锌盐、 和
(f) 硫 - 磷系极压添加剂。
2. 根据上述 1 所述的等速万向节用润滑脂组合物, 其中, 双脲系增稠剂为以下式 表示的双脲系增稠剂。
R1-NH-CO-NH-C6H4-p-CH2-C6H4-p-NH-CO-NHR2
(R1 和 R2 独立地为碳原子数 8 ~ 18 的烷基 )
3. 根据上述 1 所述的等速万向节用润滑脂组合物, 其中, 棕榈油精的碘值为 56 ~ 72, 以及上升熔点为 24℃以下。
4. 根据上述 1 所述的等速万向节用润滑脂组合物, 其中, 棕榈硬脂精的碘值为 48 以下, 以及上升熔点为 44℃以上。
5. 根据上述 1 或 2 所述的等速万向节用润滑脂组合物, 其中, 在整个组合物中各组 分的含量为 :
(a) 基油 49.0 ~ 98.65 质量%、
(b) 双脲系增稠剂 1.0 ~ 25.0 质量%、
(c) 油性剂 0.1 ~ 5.0 质量%、
(d) 硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼 0.1 ~ 5.0 质量%、
(e) 磺酸锌盐 0.1 ~ 15.0 质量%、 以及
(f) 硫 - 磷系极压添加剂 0.05 ~ 1.0 质量%。
6. 根据上述 1 ~ 5 任一项所述的等速万向节用润滑脂组合物, 其用于伸缩型等速 万向节。
7. 等速万向节, 其特征在于, 封入有上述 1 ~ 6 任一项所述的等速万向节用润滑脂 组合物。
发明的效果
本发明的等速万向节用润滑脂组合物能有效地润滑等速万向节, 有效地降低摩 擦, 显著地防止振动的发生。另外, 与以往的等速万向节用润滑脂组合物相比, 在耐接头剥 落 (flaking) 特性上优异。 具体实施方式
以下, 具体地说明本发明的等速万向节用润滑脂组合物。
本发明的润滑脂组合物含有下述成分 (a)、 (b)、 (c)、 (d)、 (e) 和 (f)。
(a) 基油、
(b) 双脲系增稠剂、
(c) 选自由棕榈油精、 棕榈硬脂精和甘油单油酸酯组成的组中的至少 1 种油性剂、 (d) 下述式表示的硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼、 (R3R4N-CS-S)2-Mo2OmSn ( 式中, R3 和 R4 独立地表示碳原子数为 1 ~ 24 的烷基、 m 为 0 ~ 3、 n 为 4 ~ 1、 m+n= 4)、 (e) 磺酸锌盐、 和
(f) 硫 - 磷系极压剂。
作为上述 (a) 成分的基油可以举出矿物油、 醚系合成油、 酯系合成油以及烃系合 成油等通常使用的润滑油, 或这些的混合油, 但是并不限定于这些中。从成本方面出发, 优 选使用矿物油, 另外, 优选使用以矿物油为主成分, 在其中混合有合成油的基油。
上述基油的 100℃的运动粘度优选为 5 ~ 30mm2/s, 更优选为 7 ~ 20mm2/s。如果 不到 5mm2/s, 有在等速万向节 (CVJ) 内不形成油膜而高速耐久性变得不充分的倾向, 如果超 2 过 30mm /s, 由于 CVJ 内的发热, 有高速耐久性降低的倾向。
可以使用所有的上述 (b) 成分的双脲系增稠剂。优选地举出以下述式子为代表的 增稠剂。
R1-NH-CO-NH-C6H4-p-CH2-C6H4-p-NH-CO-NHR2
(R1 和 R2 独立地为碳原子数 8 ~ 18 的烷基 )
上述双脲系增稠剂通过二苯甲烷二异氰酸酯和如辛胺、 十二胺、 十六胺、 十八胺等 这样的碳原子数 8 ~ 18 的烷基胺反应而得到。对于上述二异氰酸酯和胺反应的方法没有 特别的限制, 可以通过以往公知的方法来实施。
上述 (c) 成分的油性剂为选自棕榈油精、 棕榈硬脂精和甘油单油酸酯组成的组中 的至少 1 种。 特别优选棕榈油精、 棕榈硬脂精。 棕榈油精 (palm olein) 和棕榈硬脂精 (palm stearin) 一般是将从油棕的果肉 ( 油脂含量 16 ~ 20% ) 进行压榨而得到的油脂进行分级 而被分成带有必要性状的油脂成分的棕榈分级油, 对润滑作用是有效的。
在棕榈分级油中有低融点区域的棕榈油精和高融点区域的棕榈硬脂精。JAS 标准 中, 棕榈油精的酸值为 0.20 以下, 水分杂质为 0.1%以下, 碘值为 56 ~ 72, 上升熔点为 24℃ 以下等, 棕榈硬脂精的酸值为 0.20 以下, 水分杂质为 0.1%以下, 碘值为 48 以下, 上升熔点 为 44℃以上等。另外, 棕榈油精在 40℃为清澄的油, 而棕榈硬脂精在 60℃为清澄的油。
本发明的润滑脂组合物中所使用的棕榈油精优选碘值为 56 ~ 72 以及上升熔点为 24℃以下, 进一步优选碘值为 60 ~ 72 以及上升熔点为 20℃以下, 更优选碘值为 65 ~ 70 以 及上升熔点为 13℃以下的棕榈油精。
本发明的润滑脂组合物中所使用的棕榈硬脂精优选碘值为 48 以下以及上升熔点 为 44℃以上, 进一步优选碘值为 22 ~ 48 以及上升熔点为 44 ~ 56℃的棕榈硬脂精。
上述 (d) 成分为以下式表示的硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼。
(R3R4N-CS-S)2-Mo2OmSn
( 式中, R3 和 R4 独立地表示碳原子数为 1 ~ 24 的烷基、 m 为 0 ~ 3、 n 为 4 ~ 1、 m+n = 4)
R3 和 R4 独立地为碳原子数 1 ~ 24, 优选碳原子数为 2 ~ 18 的烷基。
上述 (e) 成分的磺酸锌盐的碱值优选为 50mgKOH/g 以下, 进一步优选为 40mgKOH/ g 以下, 例如可以举出碱值为 50mgKOH/g 以下的二壬基萘磺酸的锌盐。 这些锌盐通过作为在 机油等的润滑油中使用的金属系清净分散剂或者防锈剂而被知道的、 润滑油馏分中的芳香 族烃成分的磺化而得到。
作为上述 (f) 成分的硫 - 磷系极压剂优选为, 硫成分 15 ~ 35 重量%和磷成分 0.5 ~ 3 质量%的硫 - 磷系极压剂, 通过调整硫成分和磷成分的比率, 可以发挥优异的磨耗 防止性能或者熔敷防止性能。 如果硫成分比上述范围多, 接头变得容易腐蚀, 如果磷成分比 上述范围多, 变得难于得到接头的磨耗防止效果。另外, 两者都比上述范围少时, 变得难以 充分发挥作为目的的磨耗防止性能或者熔敷防止性能。
在本发明的等速万向节用润滑脂组合物中, 相对于等速万向节用润滑脂组合物的 全部质量, (a) 成分的基油含量优选为 49.0 ~ 98.65 质量%, (b) 成分的双脲系增稠剂的含 量优选为 1.0 ~ 25.0 质量%、 进一步优选为 5.0 ~ 15.0 质量%, (c) 选自棕榈油精、 棕榈硬 脂精和甘油单油酸酯组成的组中的至少 1 种油性剂的含量优选为 0.1 ~ 5.0 质量%、 进一 步优选为 0.5 ~ 5.0 质量%, (d) 成分的硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼的含量优选为 0.1 ~ 5.0 质量%、 进一步优选为 0.5 ~ 5.0 质量%, (e) 成分的磺酸锌盐的含量优选为 0.1 ~ 15.0 质量%、 进一步优选为 1.0 ~ 13.0 质量%, 以及成分 (f) 的硫 - 磷系极压剂的含量优选为 0.05 ~ 1.0 质量%、 进一步优选为 0.1 ~ 1.0 质量%。
上述 (b) 成分的双脲系增稠剂的含量如果不到 1.0 质量%, 增稠效果小, 难于进行 润滑脂化, 如果超过 25.0 质量%, 由于所得到的组合物变得过硬, 有变得得不到所期望的 效果的情况, 因此, 优选为上述范围内。
上述 (c) 成分的油性剂的含量如果不到 0.1 质量%, 得到所期望的效果变困难, 即 使含有超过 5.0 质量%, 有时效果也不增加, 因此, 优选为上述范围内。
上述 (d) 成分的硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼的含量如果不到 0.1 质量%, 得到 所期望的效果变困难, 即使含有超过 5.0 质量%, 有时效果也不增加, 因此, 优选为上述范 围内。上述 (e) 成分的磺酸锌的含量如果不到 0.1 质量%, 得到所期望的效果变困难, 即 使含有超过 15.0 质量%, 有时效果也不增加, 因此, 优选为上述范围内。
上述 (f) 成分的硫 - 磷系极压剂的含量如果不到 0.05 质量%, 得到所期望的效果 变困难, 即使含有超过 1.0 质量%, 有时效果也不增加, 因此, 优选为上述范围内。
在本发明的等速万向节用润滑脂组合物中除了上述 (a) ~ (f) 成分以外, 还可以 进一步添加在各种润滑油或润滑脂中使用的抗氧剂、 防锈剂、 聚合物添加剂。另外, 可以添 加除上述成分以外的极压剂、 摩擦缓和剂、 耐磨耗剂和固体润滑剂等添加剂。 添加上述添加 剂时, 其含量在等速万向节用润滑脂组合物的总质量中, 优选为 0.1 ~ 10.0 质量%。
实施例
以下, 通过实施例进一步详细地说明本发明。 另外, 本发明的范围并不限定于所涉 及的实施例中。
实施例 1
在容器中装入基油 440g 和二苯甲烷 -4, 4’ - 二异氰酸酯 58.9g, 将混合物加热至 70 ~ 80℃。在另一个容器中装入基油 440g 和辛胺 61.1g, 加热至 70 ~ 80℃后, 加入之前 的容器, 一边充分搅拌, 一边使其反应 30 分钟。其后一边搅拌, 一边升温至 160℃, 放冷后, 得到基础脂肪族胺双脲润滑脂。在该基础润滑脂中, 以表 1 所示的配比添加添加剂, 加入适 宜基油, 将得到的混合物在三辊研磨机中调制成稠度为 No.1 级。 作为润滑脂的基油, 使用具有以下特性的矿物油。
粘度 40℃ 157mm2/s
100℃ 14mm2/s
粘度指数 88
在表 1 和表 2 中显示了实施例 1 ~ 13, 表 3 ~表 5 中显示了比较例 1 ~ 24。
除了没有添加在实施例 1 ~ 13 中、 成分 (c)、 成分 (d)、 成分 (e)、 成分 (f) 的某种 之外, 同样地调制了比较例 1 ~ 23 的润滑脂。
比较例 24 为含有市售的 MoDTC 的脲润滑脂。
另外, 表中所示的各成分如以下所述, 表中的数字表示质量%。
MoDTC( 硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼 ) : 商品名 SAKURA-LUBE 600( 旭电化工业社 制)
棕榈油精 : 棕榈油精 100%、 碘值 66 ~ 70、 上升熔点为 13℃以下
棕榈硬脂精 : 棕榈硬脂精 100%、 碘值 22 ~ 48、 上升熔点为 44 ~ 56℃
磺酸锌盐 : 二壬基萘磺酸锌 ( 碱值 50mgKOH/g 以下 )
硫 - 磷系极压添加剂 : 商品名 : 路博润 810( 日本路博润公司制 )
对于上述等速万向节用润滑脂组合物, 用以下所示的试验方法进行了物性评价。
SRV 试验
测试片 球 : 直径 17.5mm(SUJ2)
板: 直径 24mm×7.85mm(SUJ2)
试验条件 负重 : 200N
频率数 : 50Hz
振幅 : 0.8mm
7CN 102471722 A
说时间 : 10 分钟 试验温度 : 40℃ 摩擦系数 (μ)明书6/8 页测定项目 强制力试验 在下述条件下, 进行实际接头的强制力试验, 测定强制力。 试验条件 转动数 : 200rpm 扭矩 : 500Nm 接头角度 : 10° 运转时间 : 2 分钟 接头类型 : 三球销型等速万向节 测定项目 测定接头强制力, 以市售脲润滑脂作为基准的增减率 (% ) 进行了评 表11 2 3 4 5 6 78.9 7 90.3 8 93.3价。
实施例脂肪族脲基体润滑脂 棕榈油精 棕榈硬脂精 甘油单油酸酯 MoDTC90.3 1.090.393.3 0.593.378.9 4.01.00.54.0 1.0 0.5 1.03.03.01.01.04.04.03.0磺酸锌盐 硫 - 磷系极压添加剂 SRV(μ) 强制力降低比
实施例5.5 0.2 0.03 -255.5 0.2 0.02 -284.5 0.7 0.03 -244.5 0.7 0.03 -2413.0 0.1 0.03 -2713.0 0.1 0.02 -305.5 0.2 0.03 -264.5 0.7 0.03 -25表29 78.9 10 84.5 2.5 11 88.8 2.5 12 84.5 13 88.8脂肪族脲基体润滑脂 棕榈油精8CN 102471722 A 棕榈硬脂精 甘油单油酸酯 MoDTC 磺酸锌盐 硫 - 磷系极压添加剂 SRV(μ) 强制力降低比
比较例 1 2说明书2.5 2.5 2.5 2.5 7.5 0.5 0.02 -31 1.0 4.5 0.7 0.03 -27 2.5 2.5 7.5 0.5 0.03 -26 2.5 2.5 1.0 4.5 0.7 0.03 -247/8 页4.0 4.0 13.0 0.1 0.04 -24表33 4 5 6 95.8 7 90.5 8 93.3脂肪族脲基体润滑脂 棕榈油精 棕榈硬脂精 甘油单油酸酯 MoDTC91.393.3 1.095.8 1.090.5 1.093.31.01.01.0 1.03.03.03.03.03.0磺酸锌盐 硫 - 磷系极压添加剂 SRV(μ) 强制力降低比5.5 0.2 0.08 -35.5 0.2 0.12 +1 0.2 0.09 -45.55.5 0.2 0.2 0.09 -25.55.5 0.20.09 -40.13 +10.08 -40.13 +3
比较例表49 95.8 10 90.5 11 91.3 12 88.8 13 91.8 14 87.0 15 88.8 16 91.8脂肪族脲基体润滑脂9CN 102471722 A 棕榈油精 棕榈硬脂精 甘油单油酸酯 MoDTC 磺酸锌盐 1.0 3.0说明书2.5 2.5 2.5 2.58/8 页2.5 2.5 2.51.0 3.0 2.52.52.5 2.52.5 2.52.55.5 硫 - 磷系极压添加剂 SRV(μ) 强制力降低比 0.2 0.08 -3 0.08 -45.5 0.7 0.09 -45.5 0.7 0.13 0.7 0.09 -5.55.5 0.7 0.7 0.08 -0.09 -0.14 -
表5可知, 含有成分 (c) ~ (f) 的本发明的实施例 1 ~ 13 的润滑脂组合物与不含有成 分 (c) ~ (f) 的任一种成分的比较例 1 ~ 20 的润滑脂组合物和比较例 21 的市售品相比, 显示了显著的摩擦系数降低效果和振动发生防止效果。
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