專利名稱：脲潤滑脂組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脲潤滑脂組合物。
脲潤滑脂已知為耐熱性潤滑脂，因?yàn)樗群袖囋碜鳛樵龀韯┑钠胀ㄤ囋頋櫥哂懈叩牡吸c(diǎn)和更好的熱穩(wěn)定性。
近幾年發(fā)現(xiàn)，脲潤滑脂比用各種金屬皂和無機(jī)材料作為增稠劑的潤滑脂具有更優(yōu)良的耐磨性和潤滑性。
據(jù)認(rèn)為，脲潤滑脂優(yōu)良的耐磨性能是因?yàn)槠湓跐櫥幕瑒?dòng)面既能形成脲膜又能形成氧化物膜。
脲潤滑脂已經(jīng)得到了迅速的增長，因?yàn)闈櫥芊奖愕貞?yīng)用于典型的潤滑脂潤滑部位，其中包括各種車輛等速聯(lián)軸節(jié)的軸承，球節(jié)，輪軸軸承，交流發(fā)電機(jī)和冷卻風(fēng)扇，機(jī)床的滾珠螺桿和線性導(dǎo)軌，建筑設(shè)備的各種滑動(dòng)區(qū)，和鋼制設(shè)備的軸承和齒輪以及各種其它工業(yè)機(jī)械設(shè)備。
脲潤滑脂的用量在特定應(yīng)用方面正在穩(wěn)步上升，如包括CVJs(等速聯(lián)軸節(jié))在內(nèi)的各種車輛部件，響應(yīng)目前對微型化、重量減少和環(huán)境友好以及在需要高度耐熱、耐摩擦性潤滑脂的鋼制設(shè)備中需求的趨勢，強(qiáng)烈要求在滑動(dòng)區(qū)具有耐久性和降低的摩擦損耗。
雖然脲潤滑脂的性能年年都在發(fā)展，但是根據(jù)所期望的應(yīng)用，最新脲潤滑脂還有待改進(jìn)。
例如，家用電器設(shè)備和辦公室自動(dòng)化設(shè)備尤其要求具有適當(dāng)?shù)穆曇籼匦裕瑫r(shí)車輛零部件需要具有必不可少的低噪聲性能，抗磨性和低摩擦性能。
以真空吸塵器作為家用電器設(shè)備和辦公室自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)生的噪聲的熟悉例子，降噪正變得日益嚴(yán)峻，因?yàn)殡S著該設(shè)備尺寸的減小和在該設(shè)備中吸力的增加，其中的軸承在30,000-40,000rmp的高轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而導(dǎo)致高的氣動(dòng)噪音和滾動(dòng)噪音。
此外，希望使攝像機(jī)、磁帶錄像機(jī)和電子設(shè)備的軸承產(chǎn)生的噪音最小化，因?yàn)檫@些噪聲可能作為錯(cuò)誤信號并對電子元件產(chǎn)生不利影響。
所以，如果一種能夠確保低噪聲和高潤滑性的潤滑脂應(yīng)用于上述軸承將是非常有效的，因而具有改進(jìn)性能的潤滑脂的研發(fā)是所期望的。
還有，在節(jié)能和節(jié)燃料的進(jìn)展進(jìn)一步加速的情況下，車輛的平滑性也在日益改善，所以組成車輛的單個(gè)部件所需的質(zhì)量水平也在日益提高。
所以，對于這些部件的滑動(dòng)區(qū)，應(yīng)用能夠確保低噪聲和高潤滑性的潤滑脂是非常想望的，因此要求研發(fā)一種具有改進(jìn)性能的潤滑脂。
需要潤滑的車輛部件的實(shí)例包括各種類型的軸承，如散熱器的冷卻風(fēng)扇軸承，空調(diào)機(jī)的壓縮機(jī)軸承和交流發(fā)電機(jī)軸承，等速聯(lián)軸節(jié)，動(dòng)力萬向傳動(dòng)軸的萬向節(jié)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的齒輪和軸承，滾珠螺桿，齒條導(dǎo)承的滑動(dòng)區(qū)和球節(jié)。
具有低噪聲和低摩擦的平滑潤滑直接關(guān)系到節(jié)能、節(jié)燃料和車輛平穩(wěn)，在這些應(yīng)用中表現(xiàn)優(yōu)異性能的潤滑脂是非常有用的。因此，需要更加高效的潤滑脂。
另一方面，在其它工業(yè)領(lǐng)越中需要潤滑的部件的實(shí)例包括各種自動(dòng)裝配機(jī)械手的軸承、機(jī)床的滾珠螺桿和線性導(dǎo)軌、建筑器材的各種滑動(dòng)區(qū)和鋼制設(shè)備的各種軸承，它們與車輛、家用電器設(shè)備和辦公室自動(dòng)化設(shè)備相比在低噪聲的直接要求中有限制。
盡管對潤滑脂的低噪聲的直接要求在此類應(yīng)用中有限制，但是來自于潤滑脂的噪聲不但在于潤滑脂的攪動(dòng)和流動(dòng)引起的物理噪聲，而且還在于潤滑表面之間的界面產(chǎn)生的噪聲(界面上外來物質(zhì)引起的噪聲和油膜破損而引起的金屬與金屬的接觸產(chǎn)生的噪聲)。
當(dāng)然，可以認(rèn)為在潤滑方面差且被外來物質(zhì)污染的不合標(biāo)準(zhǔn)的潤滑脂易于引起油膜破損和在界面上的磨損以及不可接受的噪聲的產(chǎn)生。因此，其降噪特性不會(huì)被改善，除非改進(jìn)潤滑性。也就是說，具有良好降噪特性的潤滑脂意味著它的潤滑性也得到改進(jìn)。
以軸承作為例子進(jìn)一步解釋潤滑脂的低噪聲性質(zhì)。大體上，潤滑脂在滾動(dòng)元件軸承上的潤滑機(jī)理是，填充在在軸承中的潤滑脂由于轉(zhuǎn)動(dòng)而暫時(shí)地?cái)[動(dòng)和分散，此后，隨著攪動(dòng)和溝道效應(yīng)的重復(fù)，痕量的潤滑脂或油被供入到滑動(dòng)區(qū)域，從而潤滑該滑動(dòng)區(qū)域。其中，在軸承的滾動(dòng)元件和滾動(dòng)面之間的震動(dòng)產(chǎn)生的聲音表現(xiàn)為軸承噪聲。
軸承的工作精度、外來物質(zhì)對潤滑脂的污染和在潤滑脂中增稠劑的顆粒都是引起噪聲的因素。聲音特性不但隨著侵入潤滑脂中的污垢和灰塵的形式和類型而且還隨著所引入的增稠劑的形式和類型而顯著變化。此外，這些物質(zhì)往往成為了平滑潤滑的障礙。
一般來說，對于脲潤滑脂而言，通過使胺和異氰酸酯反應(yīng)得到的脲化合物可以用作增稠劑并且它們分散于油中和保持潤滑脂狀態(tài)。
脲潤滑脂在耐磨性能上一般要優(yōu)于皂潤滑脂，因?yàn)槠渲杏米髟龀韯┑碾寤衔镆子谖降浇饘俦砻?。但是，許多前述通過胺和異氰酸酯反應(yīng)得到的脲化合物是硬的顆粒狀，因此損害了降噪特性并對平滑潤滑有不利影響。
JP-A-1-139696，JP-A-2-77494和JP-A-6-17080涉及到脲潤滑脂的聲學(xué)性質(zhì)。
JP-A-1-139696公開了一種增稠劑，該增稠劑包含分別由以下通式(a)和(b)表示的二脲化合物(a)和(b)的混合物(a)R1NHCONHR2NHCONHR3(b)R4NHCONHR5NHCONHR6其中R2是二苯基甲烷基，R1和R3各代表C8直鏈或支化的飽和烷基，R5代表亞甲苯基或雙亞甲苯基，和R4和R6各代表烷基取代的芳族基或鹵素取代的芳族基。
JP-A-2-77494公開了一種增稠劑，包含前述通式(a)和(b)表示的二脲化合物(a)和(b)的混合物，但是，其中R2代表雙亞甲苯基，R1和R3各代表C18直鏈或支化的飽和或不飽和烷基，R5代表二苯基甲烷基，和R4和R6代表C8直鏈或支化的飽和烷基。
JP-A-6-17080公開了一種增稠劑，包含前述通式(a)和(b)代表的二脲化合物(a)和(b)的混合物，但是，其中R2代表亞甲苯基，R1和R3各代表C16-18直鏈或支化的飽和或不飽和烷基，R5代表二苯基甲烷基，和R4和R6代表C8直鏈或支化的飽和烷基。
以下是其它關(guān)于聲學(xué)性質(zhì)的文獻(xiàn)實(shí)例。
JP-A-3-28299公開了一種潤滑脂組合物，其中包含烷基二苯基醚油作為基本成分的基礎(chǔ)油與前述通式(a)所表示的二脲化合物的增稠劑混合，但是，其中R2代表C6-15的芳烴基，R1和R3代表C8-18直鏈烷基，前提條件是C8烷基在R1和R3的結(jié)合物中的比例是60-100mol％。
JP-A-2-80493的第8頁表2公開一種用于圓錐形滾柱軸承的組合物，該組合物通過混合脲潤滑脂與0.5-5wt％氧化改性的聚烯烴和/或酸改性的聚烯烴來制備，且在表2中進(jìn)一步公開了該脲增稠劑是從C8辛胺，C18硬脂胺(十八烷基胺)和MDI(二苯基甲烷-4，4’-二異氰酸酯)所制備，并說明了這些試劑對機(jī)械穩(wěn)定性、濕剪切穩(wěn)定性和壓力傳遞能力具有有利的影響。
JP-A-3-243696公開了一種前述通式(a)代表的二脲化合物，其中R2是3，3’-二甲基-4，4’-二亞苯基，R1和R3是C8-18烷基與油基的混合基團(tuán)。該文件所公開的技術(shù)的不足在于稠度系數(shù)(yield)過低以至于如果不增加增稠劑的量不能得到具有稠度大約250的潤滑脂和高溫條件下油分離的程度過大。
JP-A-58-185693公開了一種二脲潤滑脂，它通過引入一種或多種選自鏈烯基丁二酸酰亞胺、烷基苯磺酸金屬鹽或石油磺酸金屬鹽中的添加劑來改進(jìn)性能。該文件進(jìn)一步公開了利用二異氰酸酯和單胺制備二脲潤滑脂，并列舉了脂族胺，如十八胺和油胺，和芳族胺，如環(huán)己胺，作為上述單胺的實(shí)例。文件還說明了所述潤滑脂具有滿意的聲音特性。
以下引用考察生產(chǎn)方法來提高聲音特性的其它方案。
例如，JP-A-2-4895公開一種脲潤滑脂的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法能夠提高脲潤滑脂聲音特性，其中異氰酸酯和胺加入基礎(chǔ)油中并使其在溫度60-120℃下彼此反應(yīng)，然后利用捏合機(jī)對所得脲化合物和基礎(chǔ)油的混合物進(jìn)行分散處理，接著以0.5-2℃/分鐘的升溫速度加熱到160-180℃。
JP-A-3-190996公開一種制備據(jù)說具有好的聲音特性的潤滑脂的方法，其中，將溶解或分散了異氰酸酯的基礎(chǔ)油和溶解或分散了胺的基礎(chǔ)油通過在反應(yīng)器中加壓由碰撞作用進(jìn)行混合來引起它們彼此間的反應(yīng)，或者它們被加壓和引入到轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪下，從而引起它們彼此反應(yīng)。
此外，JP-A-3-231993公開一種制備低噪聲脲潤滑脂的方法，該方法包括加熱由2-30wt％的前述通式(a)代表的脲化合物，其中R1和R3是C8-18飽和烷基，R2是亞甲苯基，二苯基甲烷基或二甲基二亞苯基，和98-70wt％的基礎(chǔ)油組成的混合物到170-230℃以使脲化合物完全溶解于基礎(chǔ)油中的第一步驟，和以至少5℃/秒的速度冷卻第一步驟所獲得的溶液的第二步驟。
正如以上文件中記載，在許多情況下甲苯二異氰酸酯(TDI)或3，3’-二甲基-4，4’-二亞苯基二異氰酸酯(TODI)被用作獲得具有好的聲音特性的脲潤滑脂組合物的起始材料。
對于它們的制備方法，可以通過使用捏和機(jī)，讓反應(yīng)在高壓釜中進(jìn)行，或加熱而后混合兩種或多種類型的潤滑脂來溶解它們來避免脲化合物的團(tuán)聚。
隨著脲潤滑脂產(chǎn)量的上升和對低噪聲潤滑脂的需求的增長，還有對潤滑脂生產(chǎn)的清潔工作環(huán)境以及最終產(chǎn)品的更好聲音特性的需要。
許多用戶需要一種價(jià)格低性能高的潤滑脂，而使用昂貴的TODI作為原材料并需要復(fù)雜的生產(chǎn)過程的脲潤滑脂將沒有商業(yè)競爭力。
進(jìn)一步從健康和安全的角度來說，潤滑脂產(chǎn)量的增加要求花費(fèi)更多的精力關(guān)注作為原材料的TDI的處置和特殊設(shè)備的安裝。結(jié)果，要求考慮增加改善聲音特性的生產(chǎn)設(shè)施和延長生產(chǎn)過程時(shí)間。
本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了特定的脲潤滑脂組合物，該組合物具有令人滿意的稠度系數(shù)(yield)、在高溫下較低的油分離度以及出色的聲音特性和潤滑性能。此外，所述脲潤滑脂組合物可以在傳統(tǒng)的潤滑脂生產(chǎn)設(shè)施中生產(chǎn)，不需要專門的設(shè)備如高壓釜或捏合機(jī)來分散增稠劑。
根據(jù)本發(fā)明的脲潤滑脂組合物具有好的潤滑能力并能夠容易地在摩擦表面上擴(kuò)散以及強(qiáng)烈地吸附到摩擦表面。此外，在所述潤滑脂組合物中脲化合物的受干預(yù)的增稠功能不象外來物質(zhì)一樣的成為其中的障礙。因此，在與添加劑的協(xié)同作用下，本發(fā)明的脲潤滑脂組合物不會(huì)引起噪聲，并且另外由于它的粘彈性還能增強(qiáng)油膜強(qiáng)度并能在滑動(dòng)表面形成更有效的潤滑膜。因此，能獲得理想的潤滑脂潤滑作用。
根據(jù)本發(fā)明提供了脲潤滑脂組合物，它包含潤滑基礎(chǔ)油和相對于脲潤滑脂組合物的總重量的2-30wt％的增稠劑，其中所述增稠劑選自(1)包含化合物(a)和化合物(b)的混合物，該混合物含有相對于化合物(a)和化合物(b)的總量的20-80mol％的化合物(a)；(2)通過混合化合物(c)和混合物(1)所形成的混合物；或(3)單獨(dú)化合物(c)，其中各自化合物是由以下通式表示(a)R1NHCONHR2NHCONHR1，(b)R3NHCONHR2NHCONHR3和(c)R1NHCONHR2NHCONHR3表示，其中R2是二苯基甲烷基，R1是C6-10飽和烷基和R3是C14-20飽和和/或不飽和烷基，其中不飽和烷基占R3烷基的至少20mol％。
優(yōu)選，不飽和烷基占R3烷基的至少2 5mol％，更優(yōu)選至少30mol％。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，R1是C8烷基和/或R3是C14-20飽和和/或不飽和烷基，其中占R3烷基的至少20mol％的不飽和烷基是油基。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，脲潤滑脂組合物包含潤滑基礎(chǔ)油和相對于脲潤滑脂組合物的總重量的2-30wt％的增稠劑，其中所述增稠劑選自(1)包含化合物(a)和化合物(b)的混合物，該混合物含有相對于化合物(a)和化合物(b)的總量的20-80mol％的化合物(a)；(2)通過混合化合物(c)和混合物(1)所形成的混合物；或(3)單獨(dú)化合物(c)，其中各自化合物是由以下通式表示(a)R1NHCONHR2NHCONHR1(b)R3NHCONHR2NHCONHR3和
(c)R1NHCONHR2NHCONHR3其中R2是二苯基甲烷基，R1是C8飽和烷基，R3是C14-20飽和和/或不飽和烷基，其中該烷基應(yīng)要求其包括至少20mol％的油基成分。
在本發(fā)明中，當(dāng)上述增稠劑以相對于脲潤滑脂組合物的總重量的2-30wt％，優(yōu)選5-20wt％的量引入到潤滑基礎(chǔ)油中時(shí)，能獲得具有突出特性和性能的脲潤滑脂。當(dāng)作為增稠劑的脲化合物的含量小于2wt％時(shí)，增稠效果是低的并不可能形成潤滑脂。另一方面，當(dāng)作為增稠劑的脲化合物的含量超過30wt％時(shí)，潤滑脂變得太硬和因此無法獲得潤滑效果。
在脲潤滑脂組合物中，當(dāng)化合物(a)在混合物(1)的比例，相對于化合物(a)和化合物(b)的總量，小于20mol％或超過80mol％時(shí)，則使用該混合物將有很少效果，并且在降噪性能和油分離程度上沒有改善。
用于本發(fā)明脲潤滑脂組合中的潤滑基礎(chǔ)油可以方便的是一種或多種的植物油、礦物油，和/或合成油。
礦物來源的基礎(chǔ)油可以是礦物油，例如溶劑精制或加氫處理生產(chǎn)的礦物油。
合成來源的基礎(chǔ)油可以是典型的烴油，如C10-C50烴聚合物，例如α-烯烴液態(tài)聚合物(聚(α-烯烴))，酯類型的合成油，硅油和/或醚類型的合成油。還可以是它們的混合物。
可以方便利用的礦物油的實(shí)例包括Royal Dutch/Shell Group的成員公司以商品名“HVI”，“MVIN”或“HMVIP”出售的那些產(chǎn)品。
也可以使用聚α-烯烴和通過蠟的氫化異構(gòu)化制備的那一類型的基礎(chǔ)油，如Royal Dutch/Shell Group的成員公司以商品名“XHVI”(商標(biāo))出售的那些產(chǎn)品。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的脲潤滑脂組合物進(jìn)一步包括一種作為添加劑的鋅化合物。
能方便地用于本發(fā)明脲潤滑脂組合物中的鋅化合物的特定例子包括二硫代氨基甲酸鋅，例如，二乙基二硫代氨基甲酸鋅、二丙基二硫代氨基甲酸鋅、二丁基二硫代氨基甲酸鋅、二戊基二硫代氨基甲酸鋅、二己基二硫代氨基甲酸鋅、二癸基二硫代氨基甲酸鋅、二異丁基二硫代氨基甲酸鋅，二(2-乙基己基)二硫代氨基甲酸鋅，二戊基二硫代氨基甲酸鋅、二月桂基二硫代氨基甲酸鋅、二(十八烷基)二硫代氨基甲酸鋅和二苯基二硫代氨基甲酸鋅等等，和二甲苯基二硫代氨基甲酸鋅、二(二甲基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(乙基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(丙基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(丁基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(戊基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(己基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(辛基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(壬基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(癸基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(十二烷基苯基)二硫代氨基甲酸鋅、二(十四烷基苯基)二硫代氨基甲酸鋅和二(十六烷基苯基)二硫代氨基甲酸鋅。類似地，二硫代磷酸鋅的特定例子包括二乙基二硫代磷酸鋅、二丙基二硫代磷酸鋅、二丁基二硫代磷酸鋅、二戊基二硫代磷酸鋅、二己基二硫代磷酸鋅、二癸基二硫代磷酸鋅、二異丁基二硫代磷酸鋅，二(2-乙基己基)二硫代磷酸鋅，二戊基二硫代磷酸鋅、二月桂基二硫代磷酸鋅、二(十八烷基)二硫代磷酸鋅、二苯基二硫代磷酸鋅，和二(甲苯基)二硫代磷酸鋅、二(二甲基苯基)二硫代磷酸鋅、二(乙基苯基)二硫代磷酸鋅、二(丙基苯基)二硫代磷酸鋅、二(丁基苯基)二硫代磷酸鋅、二(戊基苯基)二硫代磷酸鋅、二(己基苯基)二硫代磷酸鋅、二(庚基苯基)二硫代磷酸鋅、二(辛基苯基)二硫代磷酸鋅、二(壬基苯基)二硫代磷酸鋅、二(癸基苯基)二硫代磷酸鋅、二(十二烷基苯基)二硫代磷酸鋅、二(十四烷基苯基)二硫代磷酸鋅和二(十六烷基苯基)二硫代磷酸鋅。在上述有機(jī)金屬鋅化合物中的金屬性元素如S或P能與摩擦表面的鐵反應(yīng)而形成磷化鐵或硫化鐵的耐極壓膜等；添加劑本身分解并與其它添加劑相互反應(yīng)形成保護(hù)膜。
此外，令人驚奇的是，由于上述S-P類型的添加劑與本發(fā)明的具有突出的穿透到界面的能力和吸附性的脲增稠劑的協(xié)同效應(yīng)，本發(fā)明的脲潤滑脂組合物表現(xiàn)出突出的潤滑性能。
本發(fā)明的脲潤滑脂組合物有利地在其中包括鉬化合物作為添加劑。
能方便地用于本發(fā)明脲潤滑脂組合物中的鉬化合物的特定例子包括二硫代氨基甲酸鉬，例如，二乙基二硫代氨基甲酸鉬、二丙基二硫代氨基甲酸鉬、二丁基二硫代氨基甲酸鉬、二戊基二硫代氨基甲酸鉬、二己基二硫代氨基甲酸鉬、二癸基二硫代氨基甲酸鉬、二異丁基二硫代氨基甲酸鉬，二(2-乙基己基)二硫代氨基甲酸鉬，二戊基二硫代氨基甲酸鉬、二月桂基二硫代氨基甲酸鉬、二(十八烷基)二硫代氨基甲酸鉬和二苯基二硫代氨基甲酸鉬等等，和二(甲苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(二甲基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(乙基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(丙基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(丁基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(戊基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(己基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(辛基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(壬基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(癸基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(十二烷基苯基)二硫代氨基甲酸鉬、二(十四烷基苯基)二硫代氨基甲酸鉬和二(十六烷基苯基)二硫代氨基甲酸鉬；以及二硫代磷酸鉬，如二戊基二硫代磷酸鉬、二丙基二硫代磷酸鉬、二丁基二硫代磷酸鉬、二戊基二硫代磷酸鉬、二己基二硫代磷酸鉬、二癸基二硫代磷酸鉬、二異丁基二硫代磷酸鉬，二(2-乙基己基)二硫代磷酸鉬，二戊基二硫代磷酸鉬、二月桂基二硫代磷酸鉬、二(十八烷基)二硫代磷酸鉬、二苯基二硫代磷酸鉬，和二(甲苯基)二硫代磷酸鉬、二(二甲基苯基)二硫代磷酸鉬、二(乙基苯基)二硫代磷酸鉬、二(丙基苯基)二硫代磷酸鉬、二(丁基苯基)二硫代磷酸鉬、二(戊基苯基)二硫代磷酸鉬、二(己基苯基)二硫代磷酸鉬、二(庚基苯基)二硫代磷酸鉬、二(辛基苯基)二硫代磷酸鉬、二(壬基苯基)二硫代磷酸鉬、二(癸基苯基)二硫代磷酸鉬、二(十二烷基苯基)二硫代磷酸鉬、二(十四烷基苯基)二硫代磷酸鉬和二(十六烷基苯基)二硫代磷酸鉬，和描述在JP5-664 35B1中的鉬化合物，即是脂肪油、二乙醇胺和鉬源的反應(yīng)產(chǎn)物。
上述鉬化合物容易主動(dòng)地吸附到構(gòu)成滑動(dòng)面的金屬表面上，并由于摩擦面上產(chǎn)生的熱而分解產(chǎn)生MoO3和MoS2，該MoS2組分?jǐn)U散進(jìn)入金屬中而具有保護(hù)摩擦面的作用機(jī)理。
此外，令人驚奇的是，由于這些鉬化合物的化學(xué)性質(zhì)與本發(fā)明脲增稠劑的物理化學(xué)性質(zhì)如吸附性和滲透性的協(xié)同效應(yīng)，本發(fā)明的脲潤滑脂表現(xiàn)出突出的潤滑性能。
為了進(jìn)一步本發(fā)明脲潤滑脂的性能，可以方便地在其中加入添加劑如抗氧劑、抗腐蝕劑和耐極壓劑。
例如，抗氧劑包括烷基酚、受阻酚、烷基胺、二苯基胺和三嗪抗氧劑；抗腐蝕劑包括磺酸鈣、磺酸鈉、磺酸鋇和氨基衍生物或羧酸金屬鹽；和耐極壓劑包括硫化的油或脂、硫化的烯烴、磷酸酯、磷酸三甲苯酯、硫代磷酸三烷基酯、三苯基硫代磷酸酯(triphenylphosphorothionates)。
用于軸承的潤滑劑有利地含有本發(fā)明的脲潤滑脂組合物。
因此，本發(fā)明進(jìn)一步提供潤滑軸承的方法，該方法包括用本發(fā)明的脲潤滑脂組合物填充軸承。
此外，用于相對運(yùn)動(dòng)的機(jī)器的滑動(dòng)面上的潤滑劑有利地包含本發(fā)明的脲潤滑脂組合物。
因此，本發(fā)明進(jìn)一步提供潤滑相對運(yùn)動(dòng)的機(jī)器的滑動(dòng)面的方法，該方法包括利用本發(fā)明的脲潤滑脂組合物潤滑所述滑動(dòng)面。
本發(fā)明進(jìn)一步提供本發(fā)明脲潤滑脂組合物作為降噪潤滑脂組合物的用途，特別是所述潤滑脂組合物用于降低軸承噪音的用途。
下文將參考實(shí)施例來描述本發(fā)明，但這些實(shí)施例不用于限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例實(shí)施例1-5向潤滑脂釜內(nèi)加入按表1所示配混比例的MDI(二苯基甲烷-4，4’-二異氰酸酯)和60重量份的基礎(chǔ)油，加熱到接近50℃；在溶解MDI后，在快速的攪拌下緩慢加入已分散于20重量份基礎(chǔ)油中的辛胺。大約10分鐘后，將已分散于20重量份基礎(chǔ)油中的油基胺添加進(jìn)去，繼續(xù)攪拌。
潤滑脂釜的內(nèi)容物的溫度將因?yàn)槎惽杷狨ヅc胺的反應(yīng)而升高，接著通過加熱到168℃并在這一溫度下保持約30分鐘而完成反應(yīng)，隨后冷卻到室溫和然后在三輥磨機(jī)中處理而得到潤滑脂。
實(shí)施例6和7向潤滑脂釜內(nèi)加入按表1所示的配混比例的MDI和60重量份的基礎(chǔ)油，加熱到約50℃，然后在溶解MDI后，將已溶解于40重量份的基礎(chǔ)油中的辛胺與油胺的混合物緩慢地加入該溶液中，和將混合物劇烈攪拌。潤滑脂釜的內(nèi)容物加熱到168℃并在這一溫度下保持約30分鐘而完成反應(yīng)，接著冷卻到室溫和然后用三輥磨機(jī)處理而得到潤滑脂。
實(shí)施例8-10配混比例示于表2。利用刮鏟均勻地混合50重量份的實(shí)施例1的潤滑脂和50重量份的實(shí)施例6的潤滑脂而得到實(shí)施例8的潤滑脂。
利用刮鏟均勻地混合50重量份的實(shí)施例2的潤滑脂和50重量份的實(shí)施例6的潤滑脂而得到實(shí)施例9的潤滑脂。
利用刮鏟均勻地混合50重量份的實(shí)施例3的潤滑脂與50重量份的實(shí)施例6的潤滑脂而得到實(shí)施例10的潤滑脂。
實(shí)施例11-16向潤滑脂釜內(nèi)加入按表3和4所示的配混比例的MDI(二苯基甲烷-4，4’-二異氰酸酯)和60重量份的基礎(chǔ)油，加熱到約50℃，然后在溶解MDI后，在快速的攪拌下緩慢加入已溶于基礎(chǔ)油中的20重量份辛胺。在大約10分鐘后，將在表3中示出的除了混合在組合物中的辛基胺以外的其它胺與20重量份的基礎(chǔ)油添加進(jìn)去，繼續(xù)攪拌。
潤滑脂釜的內(nèi)容物的溫度通過二異氰酸酯與胺的反應(yīng)而升高，然后通過加熱到168℃并在這一溫度下保持約30分鐘而完成反應(yīng)，接著冷卻到80℃，隨后添加在表3列出的添加劑，然后在三輥磨機(jī)中處理得到潤滑脂。
對比例1-15向潤滑脂釜內(nèi)加入按表5-7所示的配混比例的二異氰酸酯和60重量份的基礎(chǔ)油，在下述溫度下溶解二異氰酸酯后，在快速的攪拌下緩慢加入已分散于40重量份的基礎(chǔ)油中的胺。
潤滑脂釜的內(nèi)容物被加熱到168℃并在這一溫度下保持約30分鐘而完成反應(yīng)，接著冷卻到室溫，然后在三輥磨機(jī)中處理而得到潤滑脂。
在對比例13-15中，在冷卻到室溫后，添加在表7中列出的添加劑，然后在三輥磨機(jī)中處理而得到潤滑脂。
在表1和表3-7中，MDI是二苯基甲烷-4，4’-二異氰酸酯；加熱溫度約50℃TDI是2，4/2，6(80％/20％)甲苯(trilene)-4，4’-二異氰酸酯；加熱溫度約30℃TODI是3，3’-二(甲苯)-4，4’-二異氰酸酯；加熱溫度約75℃。
實(shí)施和對比實(shí)施例中示出的油的在100℃下粘度，礦物油是10.12mm2/s，烷基二苯基醚油是12.69mm2/s，聚(α-烯烴)油是12.70mm2/s。
在表1和2的增稠劑mol％欄中(a)代表R1NHCONHR2NHCONHR1(b)代表R3NHCONHR2NHCONHR3和(c)代表R1NHCONHR2NHCONHR3其中R2是二苯基甲烷基，R1是C8飽和烷基和R3是C18不飽和烷基；(1)指實(shí)施例1的二脲化合物，(2)指實(shí)施例2的二脲化合物，(3)指實(shí)施例3的二脲化合物，和(4)指實(shí)施例6的二脲化合物。
表3，表4和表7中的添加劑添加劑A是具有C4和C5烷基的主要Zn-DTP(主要二硫代磷酸鋅)，添加劑B是具有C3和C6烷基的次要Zn-DTP(次要二硫代磷酸鋅)，添加劑C是具有C5烷基的Zn-DTC(二硫代氨基甲酸鋅)，添加劑D是具有C8烷基的Mo-DTC(二硫代氨基甲酸鉬)，添加劑E是JP5-66435 B1中描述的鉬復(fù)合化合物，添加劑F是具有主要C8烷基的Mo-DTP(二硫代磷酸鉬)，添加劑G是通過2，4-雙(n-硫辛基)-6-(4-羥基-3，5-二-t-丁胺)-1，3，5-三嗪和辛基二苯基胺按1∶2的比例以50％的濃度與礦物油配混而形成的淤漿料。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
通過使用以下方法測試表中實(shí)施例與對比例的性能。
稠度JIS K2220滴點(diǎn)JIS K2220油分離度JIS K2220方法在150℃溫度的條件下進(jìn)行24小時(shí)。
噪音測試?yán)肗SK噪音測試儀(從NSK LTD獲得)按JP532357B1中描述的方法對每種潤滑脂進(jìn)行軸承噪音測試。
Bowden摩擦測試?yán)镁哂幸韵录夹g(shù)參數(shù)的設(shè)備測量摩擦系數(shù)，該設(shè)備評價(jià)在往復(fù)運(yùn)動(dòng)床與銷(pin)之間的摩擦面的摩擦，該銷接受與安裝在床上的板垂直的載荷，該設(shè)備具有施加與床垂直的載荷的機(jī)構(gòu)。
1.形式往復(fù)滑動(dòng)摩擦測試儀2.試驗(yàn)件固定邊鋼球或者棒條運(yùn)動(dòng)邊鋼板規(guī)格約3×40×100mm3.滑動(dòng)速度0.05-20mm/s4.滑動(dòng)距離20-50mm5.載荷0.1-10Kg6.溫度室溫到200℃7.驅(qū)動(dòng)方法絲杠(Feed screw)滑動(dòng)，導(dǎo)程2mm8.驅(qū)動(dòng)馬達(dá)AC伺服電動(dòng)機(jī)400W這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(1)根據(jù)本發(fā)明，通過使用普通的潤滑脂生產(chǎn)設(shè)備，而不必需要將增稠劑分散的特別裝置如捏合機(jī)或高壓釜，可以生產(chǎn)出具有突出降噪和潤滑性能的脲潤滑脂組合物；(2)根據(jù)本發(fā)明的脲潤滑脂組合物有突出的稠度系數(shù)，有少量的增稠劑變成粘稠潤滑脂；和(3)根據(jù)本發(fā)明的脲潤滑脂具有高滴點(diǎn)以及在高溫下不會(huì)表現(xiàn)出油分離。
權(quán)利要求
1.脲潤滑脂組合物，它包含潤滑基礎(chǔ)油和相對于脲潤滑脂組合物的總重量的2-30wt％的增稠劑，其中所述增稠劑選自(1)包含化合物(a)和化合物(b)的混合物，該混合物含有相對于化合物(a)和化合物(b)的總量的20-80mol％的化合物(a)；(2)通過混合化合物(c)和混合物(1)所形成的混合物；或(3)單獨(dú)化合物(c)，其中各自化合物由以下通式表示(a)R1NHCONHR2NHCONHR1；(b)R3NHCONHR2NHCONHR3；和(c)R1NHCONHR2NHCONHR3，其中R2是二苯基甲烷基，R1是C6-10飽和烷基和R3是C14-40飽和和/或不飽和烷基，其中不飽和烷基占R3烷基的至少20mol％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的脲潤滑脂組合物，其中不飽和烷基占R3烷基的至少30mol％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的脲潤滑脂組合物，其中油基占R3烷基的至少20mol％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的脲潤滑脂組合物，其中所述組合物進(jìn)一步包含作為添加劑的鋅化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的脲潤滑脂組合物，其中所述鋅化合物選自二硫代氨基甲酸鋅和二硫代磷酸鋅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的脲潤滑脂組合物，其中所述組合物進(jìn)一步包含作為添加劑的鉬化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的脲潤滑脂組合物，其中所述鉬化合物選自二硫代氨基甲酸鉬，二硫代磷酸鉬以及脂肪油、二乙醇胺和鉬源的反應(yīng)產(chǎn)物的鉬復(fù)合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的脲潤滑脂組合物，其中增稠劑以相對于脲潤滑脂組合物的總重量的5-20wt％的量存在。
9.潤滑軸承的方法，該方法包含利用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的脲潤滑脂組合物填充軸承。
10.潤滑在相對運(yùn)動(dòng)中的機(jī)器的滑動(dòng)面的方法，該方法包含利用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的脲潤滑脂組合物潤滑所述滑動(dòng)面。
全文摘要
脲潤滑脂組合物，它包含潤滑基礎(chǔ)油和相對于脲潤滑脂組合物的總重量的2－30wt％的增稠劑，其中所述增稠劑選自(1)包含化合物(a)和化合物(b)的混合物，該混合物含有相對于化合物(a)和化合物(b)的總量的20－80mol％的化合物(a)；(2)通過混合化合物(c)和混合物(1)所形成的混合物；或(3)單獨(dú)化合物(c)，其中各自化合物是由通式(a)R
文檔編號C10M169/06GK1723268SQ200380105694
公開日2006年1月18日 申請日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月10日
發(fā)明者沼澤幸一, 大村一成, 尾崎幸洋, 益森隆一 申請人:國際殼牌研究有限公司