CN100366712C - 用于恒速接头的脲润滑脂组合物 - Google Patents

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Abstract

一种用于恒速接头的脲润滑脂组合物，其包含：基油、一种或多种脲增稠剂化合物：A)一种或多种由通式(I)表示的硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼，其中R1和R2独立选自1-24个碳的烷基，m+n＝4，m为0-3，n为4-1，B)由通式(II)表示的三苯基硫羰磷酸盐和C)一种或多种硬脂酸金属盐。

Description

用于恒速接头的脲润滑脂组合物
本发明涉及一种用于恒速接头的脲润滑脂组合物；更具体地，本发明涉及用于恒速接头的可抑制振动且具有低摩擦系数的脲润滑脂组合物。
本发明的脲润滑脂组合物特别适合于在汽车中用作跳跃式恒速接头的润滑。
恒速接头是一种常用的接头，其可以使动力从汽车发动机传输到车轮，同时保持恒定的角速度和扭矩。虽然在大多数汽车中已经应用了传动轴，但现代的汽车设计倾向于前轮驱动，并且已经有多种恒速接头可以实现这种前轮驱动。属于跳跃类接头的恒速接头的构造使它们沿轴向滑动；正是这种滑动的摩擦阻力产生源振动，导致汽车内的振动和噪音。因此，迫切需要一种能够非常好地降低内部接头摩擦的润滑脂组合物。
为了处理这类问题，市场上出现了多种应用具有较好摩擦特性的脲润滑脂的恒速接头的例子。
在日本待审专利申请H6-57283中公开的技术是一种用于恒速接头的润滑脂组合物，其中向脲润滑脂中加入：(a)二硫化钼，(b)硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼，和(c)二烷基二硫代氨基甲酸铅。
在日本待审专利申请H5-79280中公开的技术是一种用于恒速接头的润滑脂，其通过在脲润滑脂中同时应用二硫代氨基甲酸钼和二硫代磷酸钼添加剂或将二硫代磷酸锌混入这些有机钼化合物而制得。
在日本待审专利申请H6-330072中公开的技术是一种用于恒速接头的润滑脂组合物，其中向脲润滑脂中同时加入：(A)硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼和(B)三苯基硫羰磷酸盐。
在日本待审专利申请H10-147791中公开的技术涉及用于跳跃式恒速接头的润滑脂组合物，其中向脲润滑脂中混入二硫代氨基甲酸钼、硫-磷基极压剂和氧化蜡钙盐。
但与应用商用润滑脂相比，虽然其在跳跃式恒速接头的轴向上产生的力(下文中称为驱动力)要低一些，但现有技术的这些润滑脂不能说是低摩擦力的润滑脂，对于在苛刻条件下应用的最新的恒速接头，它们还不能完全令人满意。
在本发明中，已经开发了用于恒速接头的脲润滑脂组合物，所述润滑脂组合物表现出令人惊讶的有利特性：在恒速接头中产生的振动得到降低，及改进的低摩擦系数。
因此，本发明提供一种用于恒速接头的脲润滑脂组合物，所述组合物包括基油、一种或多种脲增稠剂化合物，
(A)由通式(I)表示的一种或多种硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼
其中R1和R2独立选自1-24个碳的烷基，m+n＝4，m为0-3，n为4-1，
B)由通式(II)表示的三苯基硫羰磷酸盐
Figure C20048001685100052
和
(C)一种或多种硬脂酸金属盐。
在本发明的一个优选实施方案中，脲润滑脂组合物进一步包含(D)一种或多种钙基分散剂。
以脲润滑脂组合物的总重量计，本发明的脲润滑脂组合物优选包含结合在其中的0.5-10wt％的组分(A)。
以脲润滑脂组合物的总重量计，本发明的脲润滑脂组合物优选包含结合在其中的0.1-10wt％的组分(B)。
以脲润滑脂组合物的总重量计，本发明的脲润滑脂组合物优选包含结合在其中的0.5-10wt％的组分(C)。
以脲润滑脂组合物的总重量计，本发明的脲润滑脂组合物优选包含结合在其中的0.5-10wt％的组分(D)。
在本发明的一个优选实施方案中，以基油和脲增稠剂化合物的总量计，在脲润滑脂组合物中一种或多种脲增稠剂化合物的存在量为2-35wt％。
如果脲增稠剂化合物的量低于2wt％，增稠效果可能很小，***可能不容易变得脂润滑。如果脲增稠剂化合物的量超过35wt％，润滑脂可能会变得太硬，并且润滑效果可能不令人满意。
在本发明中应用的脲润滑脂组合物是一种包含如下组分的润滑脂组合物：作为基油的润滑油，如矿物油、酯基合成油、醚基合成油、烃基合成油或其混合物，以及作为增稠剂的脲增稠剂化合物，所述脲增稠剂化合物通过使脂肪胺、脂环胺、芳胺或类似物与各种异氰酸酯化合物反应而得到，其中没有特别的限制。
矿物源基油可以包括那些通过溶剂精炼或加氢处理产生的基油。可以方便应用的矿物油的例子包括那些由Royal Dutch/Shell Group的子公司以″HVI″、″MVIN″或″HMVIP″销售的油品。
合成油的具体例子包括聚烯烃如α-烯烃低聚物和聚丁烯、聚亚烷基二醇如聚乙二醇和聚丙二醇、二酯如二-2-乙基己基癸二酸酯和二-2-乙基己基己二酸酯、多羟基酯如三羟甲基丙烷酯和季戊四醇酯、全氟烷基醚、硅油、多苯基醚，单独或作为混合油而应用。
也可以应用由蜡的加氢异构化生产的基油类，如那些由RoyalDutch/Shell Group的子公司以″XHVI″(商标名)销售的物质。
在本发明的润滑脂组合物中，矿物油和/或合成油可以用作基油。可以方便地用作增稠剂的脲增稠剂化合物包括二脲、三脲、四脲和类似物。二脲化合物的典型例子可以通过使二异氰酸酯与单胺反应而得到；二异氰酸酯的例子包括二苯基甲烷二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯、二苯基二异氰酸酯、苯基二异氰酸酯和甲代亚苯基二异氰酸酯，而单胺的例子包括辛胺、十二烷胺、十六烷胺、十八烷胺和油胺。
所有这些增稠剂和基油的例子可以单独应用，也可以作为混合物而应用，关于这些，本发明没有特别限定。
可以方便地用作组分(A)的硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼的具体例子包括硫化二乙基二硫代氨基甲酸钼、硫化二丙基二硫代氨基甲酸钼、硫化二丁基二硫代氨基甲酸钼、硫化二戊基二硫代氨基甲酸钼、硫化二己基二硫代氨基甲酸钼、硫化二癸基二硫代氨基甲酸钼、硫化二异丁基二硫代氨基甲酸钼、硫化二-(2-乙基己基)二硫代氨基甲酸钼、硫化二戊基二硫代氨基甲酸钼、硫化二月桂基二硫代氨基甲酸钼和硫化二硬脂基二硫代氨基甲酸钼。
以脲润滑脂组合物的总重量计，所加入的组分(A)的量优选为0.5-10wt％，更优选为0.5-5wt％。
如果加入超过10wt％的组分(A)，可能不能得到希望的摩擦系数降低效果，并且有可能劣化。如果加入少于0.5wt％的组分(A)，则可能对摩擦性能没有什么改进。
以脲润滑脂组合物的总重量计，用作组分(B)的三苯基硫羰磷酸盐在本发明的脲润滑脂组合物中优选以0.1-10wt％的量加入，更优选的量为0.1-5wt％。
如果组分(B)的量低于0.1wt％，则对摩擦性能没有改进。但当组分(B)的量超过10wt％时，可能不能得到充分的润滑。
可以方便地作为组分(C)而用于本发明的脲润滑脂组合物中的硬脂酸金属盐的例子包括硬脂酸锂、硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸钡、硬脂酸镁、硬脂酸铝、硬脂酸锌。
以总量计，组分(C)优选以0.5-10wt％的量加入本发明的脲润滑脂组合物中，更优选为0.5-5wt％。
如果加入超过10wt％的组分(C)，则可能没有摩擦性能的降低效果。另外，润滑脂会变得更硬，很难实现希望的渗透。如果加入少于0.5wt％的组分(C)，则摩擦性能的改进可能不令人满意。
应该注意的是虽然有很多种不同于硬脂酸的更高级脂肪酸及其无数的类似金属盐，但已经令人惊讶地发现，在本发明中只有硬脂酸金属盐可以在很大程度上降低恒速接头的驱动力。其它更高级脂肪酸金属盐不能使驱动力充分降低。
可以方便地用作组分(D)的钙基分散剂为在分子结构中具有钙的分散剂，并且分散剂指可以在油中分散固体和类似物的添加剂。
其典型例子有苯酚钙、磺酸钙和水杨酸钙，虽然组分(D)并不局限于此。
以脲润滑脂组合物的总重量计，组分(D)优选以0.5-10wt％的量加入，更优选为1-7wt％。
如果加入少于0.5wt％的组分(D)，则可能没有足够的分散效果或润滑效果，而如果加入超过10wt％的组分(D)，则润滑脂可能***。
为了进一步改进本发明的脲润滑脂组合物的性能，也可以向其中加入其它添加剂，如抗氧化剂、防腐蚀剂、极压剂、聚合物和类似物。
例如，可以方便地应用：包括烷基酚、受阻酚、烷基胺、二苯胺和三嗪抗氧化剂的抗氧化剂；包括磺酸钙、磺酸钠、磺酸钡和羧酸的氨基衍生物或金属盐的抗腐蚀剂；以及包括硫化油或脂肪、硫化烯烃、磷酸酯、磷酸三邻甲苯酯、硫代磷酸三烷基酯和三苯基硫羰磷酸酯的极压剂。
用于恒速接头的润滑剂可以有利地包含本发明的脲润滑脂组合物。
因此，本发明还提供一种润滑恒速接头的方法，所述方法包括用本发明的脲润滑脂组合物填充所述恒速接头；本发明还提供用本发明的脲润滑脂组合物填充的恒速接头。
本发明还提供本发明的脲润滑脂组合物的用途，用作降低摩擦和降低振动的润滑脂组合物，具体地，所述润滑脂组合物用于降低恒速接头中的摩擦和/或振动的用途。
下面参考如下实施例描述本发明，所述实施例并不打算以任何方式限制本发明的范围。
实施例
下述工作实施例和比较实施例中的用于恒速接头的脲润滑脂组合物通过向包含基油和脲增稠剂化合物的脲基润滑脂组合物中加入添加剂而得到，添加剂的比例在表1-5中给出，并应用一个三辊研磨机处理所得的***。使用100℃下运动粘度为15mm2/s的纯化矿物油作为前述的基油.
在工作实施例中应用的添加剂为硬脂酸锌和硬脂酸铝，其为组分(C)的典型例子，以及水杨酸钙和磺酸钙用作组分(D)。
在工作实施例1-5中，向脲基润滑脂组合物中加入四类添加剂，即组分(A)、组分(B)、组分(C)和组分(D)。
在工作实施例6中，向脲基润滑脂组合物中加入组分(A)、组分(B)和组分(C)。
在比较例1-6中，向脲基润滑脂组合物中加入两种或三种选自组分(A)、(B)、(C)和(D)的组分。
在比较例7中，向脲基润滑脂组合物中加入组分(A)和(B)。所述比较例的组合物对应于日本待审专利申请H6-330072中公开的组合物。
通过使2mol二苯基甲烷二异氰酸酯与2mol辛胺和2mol油胺反应，并在基油中均匀分散这样得到的脲增稠剂化合物，从而得到表1-5中的二脲润滑脂。所得的脲基润滑脂组合物的渗透性(25℃，60W)为268，并且其滴点为221℃。应该注意的是，以基油和脲增稠剂化合物的总量为基准，所述脲增稠剂化合物在其中的含量为10wt％。
通过使2mol二苯基甲烷二异氰酸酯与1mol辛胺、1mol月桂胺和1mol亚乙基二胺反应，并在基油中均匀分散这样得到的脲化合物，从而得到表2和4中的四脲润滑脂。所得到的脲基润滑脂组合物的渗透性(25℃，60W)为325，并且其滴点为253℃。应该注意的是，以基油和脲增稠剂化合物的总量为基准，所述脲增稠剂化合物在其中的含量为13wt％。
通过如下试验获得表中所示的渗透性、滴点和摩擦系数。
(1)渗透性
按JIS K2220中的渗透试验方法测量渗透性。
(2)滴点
按JIS K2220中的滴点试验方法测量滴点。
(3)摩擦系数
在各种摩擦和磨擦试验设备中，应用对驱动力有较高关联性的SRV试验设备；在如下试验条件下测量摩擦系数。
试验样品：碗(Φ17.5mm)/盘子
负荷：300N
滑动速度：0.18m/s
温度：室温
时间：10分钟
润滑脂：在试验样品上涂覆约1g润滑脂
表1-5还给出当在恒速接头上应用时润滑脂组合物是否令人满意，其中比较例7的润滑脂组合物作为标准的参比润滑脂。
●极好的驱动力降低效果
○好的驱动力降低效果
□没有效果
×高的驱动力
*1A为硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼，烷基为C4，n为2和3的混合物。
*2B为三苯基硫羰磷酸盐。
*3C-1为硬脂酸金属盐，金属为锌。
*4C-2为硬脂酸金属盐，金属为铝。
*5D-1为钙基分散剂，水杨酸钙。
*6D-2为钙基分散剂，磺酸钙。
表1
  工作实施例   1   2   3
  基础润滑脂(wt％)   二脲润滑脂四脲润滑脂   91.0-   91.0-   91.0-
  添加剂(wt％)   A*1   3.0   3.0   3.0
  B*2   2.0   2.0   2.0
  C-1*3C-2*4   2.0-   2.0-   -2.0
  D-1*5D-2*6   2.0-   -2.0   2.0
  渗透性60W滴点(℃)   275216   276214   272212
  SRV试验的摩擦系数   0.034   0.034   0.038
  在恒速接头中应用时的满意度   ●   ●   ○
表2
  工作实施例   4   5   6
  基础润滑脂(wt％)   二脲润滑脂四脲润滑脂   91.0-   -91.0   93.0-
  添加剂(wt％)   A*1   3.0   3.0   3.0
  B*2   2.0   2.0   2.0
  C-1*3C-2*4   -2.0   2.0-   -2.0
  D-1*5D-2*6   -2.0   2.0-   --
  渗透性60W滴点(℃)   272215   336242   338241
  SRV试验的摩擦系数   0.040   0.036   0.042
  在恒速接头中应用时的满意度   ○   ●   ○
表3
  比较例   1   2   3
  基础润滑脂(wt％)   二脲润滑脂四脲润滑脂   93.0-   95.0-   95.0-
  添加剂(wt％)   A*1   3.0   -   -
  B*2   -   3.0   -
  C-1*3C-2*4   2.0   -   -2.0
  D-1*5D-2*6   2.0   2.0   -3.0
  渗透性60W滴点(℃)   274213   272216   279211
  SRV试验的摩擦系数   0.061   0.120   烧坏
  在恒速接头中应用时的满意度   ×   ×   ×
表4
  比较例   4   5   6
  基础润滑脂(wt％)   二脲润滑脂四脲润滑脂   93.0-   -95.0   93.0-
  添加剂(wt％)   A*1   3.0   3.0   3.0
  B*2   2.0   -   2.0
  C-1*3C-2*4   --   -2.0   --
  D-1*5D-2*6   2.0-   --   -2.0
  渗透性60W滴点(℃)   272217   328246   298211
  SRV试验的摩擦系数   0.057   烧坏   0.070
  在恒速接头中应用时的满意度   □   ×   □
表5
  比较例   7
  基础润滑脂(wt％)   二脲润滑脂四脲润滑脂   95.0-
  添加剂(wt％)   A*1   3.0
  B*2   2.0
  C-1*3C-2*4   --
  D-1*5D-2*6   --
  渗透性60W滴点(℃)   269220
  SRV试验的摩擦系数   0.071
  在恒速接头中应用时的满意度   标准
与包含组分(A)、(B)和(C)中两种或三种作为添加剂的比较例1-7相比，包含组分(A)、组分(B)、组分(C)和组分(D)作为添加剂的工作实施例1-5的润滑脂组合物，以及应用组分(A)、组分(B)和组分(C)制得的工作实施例6的润滑脂组合物，可以提供低得多的摩擦系数。另外，与比较例7相比，工作实施例1-6更好地降低了驱动力，而比较例7是日本待审专利H6-330072的已知组合物。
很明显本发明提供一种脲润滑脂组合物，其可以令人惊讶地抑制恒速接头中的振动，并可以在很大程度上降低摩擦系数。

Claims (9)

1.用于恒速接头的脲润滑脂组合物，其包含：
基油；
一种或多种脲增稠剂化合物；
A)一种或多种由通式(I)表示的硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼
其中R1和R2独立选自1-24个碳的烷基，m+n＝4，m为0-3，n为4-1；
B)由通式(II)表示的三苯基硫羰磷酸盐
Figure C2004800168510002C2
和
C)一种或多种硬脂酸金属盐。
2.权利要求1的脲润滑脂组合物，所述润滑脂组合物进一步包含(D)一种或多种钙基分散剂。
3.权利要求1或2的脲润滑脂组合物，其中以脲润滑脂组合物的总重量计混合有0.5-10wt％的组分(A)。
4.权利要求1或2的脲润滑脂组合物，其中以脲润滑脂组合物的总重量计混合有0.1-10wt％的组分(B)。
5.权利要求1或2的脲润滑脂组合物，其中以脲润滑脂组合物的总重量计混合有0.5-10wt％的组分(C)。
6.权利要求2的脲润滑脂组合物，其中以脲润滑脂组合物的总重量计混合有0.5-10wt％的组分(D)。
7.权利要求1或2的脲润滑脂组合物，其中以基油和脲增稠剂化合物的总量计混合有2-35wt％的一种或多种脲增稠剂化合物。
8.一种润滑恒速接头的方法，包括用权利要求1-7任一项的脲润滑脂组合物填充所述恒速接头。
9.权利要求1-7任一项的脲润滑脂组合物用于降低恒速接头中的摩擦和/或振动的用途。
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