JP4381499B2 - Lubricating grease composition for constant velocity joints - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の等速ジョイント(Constant Velocity Joints,以下CVJと略す)用グリース組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車エンジンの高出力化、CVJの小型軽量化や取付角度の増大によってジョイントの温度は上昇する傾向にある。またCVJの中でプランジング型ジョイントは、トルクを伝達しながら回転するので、軸方向にスライド抵抗を生じ、これが車の振動や騒音の起振源となっている。この問題を解決するために、CVJの構造面からの対策も検討されているが、低摩擦グリースの使用による摩擦抵抗の軽減が効果的である。
【0003】
従来、CVJには二硫化モリブデン、硫化油脂、硫化オレフィンおよび鉛化合物等を含有した極圧リチウム石けんグリースが多く使用されている。最近では、摩擦特性に優れる硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンを添加したウレアグリースの使用が増加してきている。
【0004】
これらの代表的技術として、特公平4−34590号公報には、ウレアグリースに▲1▼硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンと、▲2▼硫化油脂、硫化オレフィン、トリクレジルフォスフェート、トリアルキルチオフォスフェート、ジアルキルジチオリン酸亜鉛から選ばれる1種以上の硫黄−リン系極圧添加剤が必須成分として含有された自動車の等速ジョイント用グリース組成物が開示されている。
【0005】
また、ウレアグリースに関するその他の技術は、特公平5−79280号、特公平8−23034号、特開平4−178499号、特開平4−304300号、特開平4−328198号、特開平6−57283号、特開平6−57284号、特開平6−100878号、特開平6−184583号、特開平7−197072号、特開平8−41485号、特開平9−194871号、特開平9−324190号、特開平10−183161号、特開平10−273691号、特開平10−273692号、USP4,840,740号、USP5,160,645号およびUSP5,449,471号等の明細書に開示されている。これらの技術は、いずれもウレアグリースへ硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンを加え、さらにジチオリン酸亜鉛のような他の添加剤とを併用添加することにより、摩擦摩耗を低減した技術と言える。
【0006】
CVJメーカーにおいては、グリースのコストダウンをグリースメーカーに強く要求しているが、その一方ではCVJの振動特性を向上させるためにさらなる摩擦低減に効果のある高性能なグリースを求めている。
【0007】
しかしながら、摩擦摩耗低減効果が認められる前記硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンは、高価格であるため、この添加剤を使用したグリースのコストダウンを図ることは難しい問題であった。また、一方では前述の硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンを使用しても前記各特許明細書記載のレベルから抜け出すことは難しく、この技術は、ほぼ限界にきていると考えられる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンを使用しないでも優れた摩擦摩耗低減効果を発揮することができる新規な等速ジョイント用グリース組成物を提供する点にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、等速ジョイント用グリースの摩擦摩耗特性を評価するための試験法として規格化されたASTM D5707、すなわちSRV(Schwingung Reibung Und Verschleiss)試験機を用いて各種組成のグリース組成物を試作して試験を行ない、従来グリースよりも優れた摩擦摩耗低減の効果を発現する新規な等速ジョイント用潤滑グリース組成物を見い出すことに成功した。
【0010】
すなわち、本発明は基油とウレア系増ちょう剤からなるグリースにおいて、
(A)有機モリブデン錯体0.1〜10重量%
(B)硫化オレフィン、無灰ジチオカーバメート、ポリサルファイド、チアジアゾール
系、およびジンクジチオカーバメートよりなる群から選ばれた硫黄を含む少なくと
も1種の添加剤0.1〜5重量%および
(C)モリブデンジチオフォスフェート、ジンクジチオフォスフェートおよびトリフェ
ニルフォスホロチオネートよりなる群から選択されたリンを含む少なくとも1種の
添加剤0.1〜5重量%
を含有することを特徴とする等速ジョイント用グリース組成物に関する。
【0011】
本発明に用いる潤滑基油としては、鉱油およびエステル油、エーテル油、炭化水素油等の合成油またはそれらの混合油を用いることができる。
【0012】
ウレア系増ちょう剤としては、いずれのウレア化合物も使用でき、例えばモノ、ジ、トリ、テトラウレア等を挙げることができる。また、ウレア・ウレタン化合物およびウレア・イミド化合物のようにウレア化合物を含む種々の増ちょう剤を用いることができる。
【0013】
本発明の(A)成分である有機モリブデン錯体は、特公平5−66435号公報記載の有機モリブデン錯体であることができる。この有機モリブデン錯体は、(a)炭素原子8〜24個の脂肪油、(b)ジエタノールアミンおよび(c)モリブデン源を反応させることにより製造することができ、その主要成分は下記一般式
【化1】

Figure 0004381499
および一般式(2)
【化2】
Figure 0004381499
〔一般式(1)および(2)におけるRは脂肪油残基を表わす〕
であると考えられている。
【0014】
脂肪油は、炭素原子8〜24個を有する高級脂肪酸のグリセリルエステルである。このようなエステルは植物油ないし動物油として通常知られているものを用いることができ、具体的には、ヤシ、コーン、綿実、アマニ、ピーナツ、大豆およびヒマワリの種子から誘導される油を挙げることができる。同様に、獣(牛、羊)油のような動物脂肪油を用いることができる。
【0015】
モリブデンの給源は、脂肪油とジエタノールアミンとの反応生成物と反応してエステルタイプのモリブデン錯体を形成することのできる含酸素モリブデン化合物である。モリブデンの給源には、取分け、モリブデン酸アンモニウム、酸化モリブデンおよびこれらの混合物が含まれる。
【0016】
本発明に使用する(A)成分は、全ウレア系グリースに対して0.1〜10重量%、好ましくは0.5〜5重量%である。0.1重量%未満の場合については、摩擦低減効果が不十分であり、また10重量%を越えても効果の一層の増大はない。
【0017】
本発明に使用する(B)成分は、硫化オレフィン、無灰ジチオカーバメート、ポリサルファイド、チアジアゾール系およびジンクジチオカーバメートよりなる群から選択される硫黄を含有する添加剤である。その使用量は単独もしくはこれらの混合物の形で全ウレア系グリースに対して、0.1〜5重量%、好ましくは0.5〜2重量%である。0.1重量%未満の場合には摩擦低減効果が不十分であり、また5重量%を越えても効果の一層の増大はない。
【0018】
本発明に使用する(C)成分は、モリブデンジチオフォスフェート、ジンクジチオフォスフェート、トリフェニルフォスホロチオネートよりなる群から選択されるリンを含有する添加剤である。その使用量は、単独もしくは混合物の形でウレア系グリースに対して0.1〜5重量%、好ましくは0.5〜2重量%である。0.1重量%未満の場合については摩擦低減効果が不十分であり、また5重量%を越えても効果の一層の増大はない。
【0019】
また、本発明の組成物には酸化防止剤、防錆剤、極圧剤/耐摩耗剤、油性向上剤、増粘剤など公知の各種添加剤を配合することができる。
【0020】
【実施例】
本発明を実施例およ比較例を挙げて説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
【0021】
表1および表2に示す配合で、基グリースに添加剤を加え、三本ロールミルで処理し、実施例と比較例のグリースを得た。基グリースの組成と性状は、次に示すとおりである。なお、基油は100℃の粘度が約11mm/Sの精製鉱油を用いた。
【0022】
I.ジウレアグリース
基油5400g中において、1モルの4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(295.1g)と2モルのオクチルアミン(304.9g)を反応させ、生成したウレア化合物を均一に分散、処理してちょう度(25℃、60W):301、滴点:>270℃の性状を有するグリースを得た。ウレア化合物の含有量は10重量%である。
【0023】
II.テトラウレアグリース
基油5100g中において2モルの4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(514.67g)と1モルのオクチルアミン(132.99g)、1モルのラウリルアミン(190.54g)および1モルのエチレンジアミン(61.80g)を反応させ、生成したウレア化合物を均一に分散、処理してちょう度(25℃、60W):308、滴点:254℃の性状を有するグリースを得た。ウレア化合物の含有量は15重量%となるようにした。
【0024】
III.リチウム石けんグリース
基油1350g中において12−ヒドロキシステアリン酸リチウム(150g)を溶解し、均一に分散、処理してちょう度(25℃、60W):275、滴点199℃の性状を有するグリースを得た。リチウム石けんの含有量は、10重量%である。
【0025】
表1および表2に示すグリース組成物についてASTM D5707に準拠した方法でSRV試験を行ない、摩擦摩耗の程度を確認した。
試験条件
試験片:標準ポール 直径10mm(材質DIN 100Cr6)
標準プレート 直径24×厚み7.85mm(材質DIN 100Cr6)
荷重/時間 50Nで30秒間ならし運転後、200Nで30分間
周波数 50Hz
試験温度 50℃
摩擦係数 試験終了時の最後の15秒間における平均摩擦係数
【0026】
なお、表中1)〜10)は下記のとおりである。
1) Mo−Complex(モリブデンコンプレックス)は、MOLYVAN855(Vanderbilt社製、商品名)である。
2) 硫化オレフィンは、Anglamol 33(Lubrizol社製、商品名)である。
3) 硫黄−リン系は、Anglamol 99M(Lubrizol社製、商品名)である。
4) 無灰ジチオカーバメートは、Vanlube 7723(Vanderbilt社製、商品名)である。
5) ポリサルファイドは、TPS32(フランス elf ATOCHEM社製、商品名)である。
6) チアジアゾールは、Vanlube 829(Vanderbilt社製、商品名)である。
7) Zn−DTC(ジンクジチオカーバメート)は、Vanlube Az(Vanderbilt社製、商品名)である。
8) Mo−DTP(モリブデンジチオフォスフェート)は、Sakuralube 300(旭電化社製、商品名)である。
9) Zn−DTP(ジンクジチオフォスフェート)は、Lubrizol社製、商品名)である。
10)TPPT(トリフェニルフォスホロチオネート)は、IRGALUBE TPPT(CIBA−GEIGY社製、商品名)である。
【0027】
【表1】
Figure 0004381499
【0028】
【表2】
Figure 0004381499
【0029】
〈評価〉
実施例1〜4は、耐摩耗性および摩擦係数に優れた結果を示している。
一方、比較例1〜10は、ウレアグリースへ(A)成分である有機モリブデン錯体単独、(A)成分と(B)成分である特定の硫黄を含有する添加剤との併用、(A)成分と(C)成分である限定されたリンを含有する添加剤との組合せを用いたグリースでSRV試験を行ったものである。また比較例11は実施例3に対応するものであるが、ベースがリチウム石けんグリースを用いたものである。
その結果、リチウム石けんグリースでは耐摩耗性および摩擦係数がともに大きく、摩擦摩耗の低減効果がないことが判る。
【0030】
【発明の効果】
本発明により、摩擦係数および耐摩耗性に優れる等速ジョイント用潤滑グリース組成物を得ることができた。
特に本発明によれば、ASTM D5707における摩擦係数が0.075以下、好ましくは0.070以下であり、ボールの平均摩耗痕径(mm)が0.50以下、好ましくは0.45以下の等速ジョイント用潤滑グリース組成物を得ることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a grease composition for constant velocity joints (hereinafter abbreviated as CVJ) of automobiles.
[0002]
[Prior art]
The temperature of the joint tends to rise as the output of the automobile engine increases, the CVJ becomes smaller and lighter, and the mounting angle increases. In addition, the plunging joint in the CVJ rotates while transmitting torque, so that a sliding resistance is generated in the axial direction, which is a source of vibration and noise of the car. In order to solve this problem, measures from the structural aspect of CVJ have been studied, but it is effective to reduce frictional resistance by using low friction grease.
[0003]
Conventionally, CVJ has often used extreme pressure lithium soap grease containing molybdenum disulfide, sulfurized fat, sulfurized olefin, lead compound and the like. Recently, the use of urea grease added with molybdenum sulfide dialkyldithiocarbamate having excellent friction characteristics has been increasing.
[0004]
As representative technologies of these, Japanese Patent Publication No. 4-34590 discloses urea grease with (1) molybdenum dialkyldithiocarbamate disulfide, and (2) sulfurized oil, sulfurized olefin, tricresyl phosphate, trialkylthiophosphate, There is disclosed a grease composition for a constant velocity joint of an automobile, which contains at least one sulfur-phosphorus extreme pressure additive selected from zinc dialkyldithiophosphate as an essential component.
[0005]
Other technologies relating to urea grease are disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-79280, Japanese Patent Publication No. 8-23034, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-178499, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-304300, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-328198, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-57283. JP-A-6-57284, JP-A-6-100088, JP-A-6-184833, JP-A-7-97072, JP-A-8-41485, JP-A-9-194871, JP-A-9-324190. , JP 10-183161, JP 10-273691, JP 10-273692, USP 4,840,740, USP 5,160,645 and USP 5,449,471. Yes. These technologies can be said to be technologies that reduce friction and wear by adding molybdenum dialkyldithiocarbamate molybdenum to urea grease and further adding other additives such as zinc dithiophosphate.
[0006]
The CVJ manufacturer strongly demands the grease manufacturer to reduce the cost of the grease. On the other hand, in order to improve the vibration characteristics of the CVJ, a high-performance grease effective for further reducing friction is demanded.
[0007]
However, since the molybdenum dialkyldithiocarbamate sulphide, which is recognized as having an effect of reducing friction and wear, is expensive, it has been a difficult problem to reduce the cost of grease using this additive. On the other hand, even if the above-mentioned molybdenum dialkyldithiocarbamate is used, it is difficult to get out of the levels described in the above patent specifications, and this technique is considered to have almost reached its limit.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel grease composition for constant velocity joints which can exhibit an excellent frictional wear reduction effect without using molybdenum sulfide dialkyldithiocarbamate.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention have used standardized ASTM D5707 as a test method for evaluating the friction and wear characteristics of constant velocity joint grease, that is, various grease compositions using SRV (Schwinging Rebun Und Verschleiss) tester. After trial manufacture and testing, the inventors succeeded in finding a new lubricating grease composition for constant velocity joints that has an effect of reducing friction and wear that is superior to conventional grease.
[0010]
That is, the present invention is a grease comprising a base oil and a urea thickener,
(A) Organic molybdenum complex 0.1 to 10% by weight
(B) at least one additive containing sulfur selected from the group consisting of sulfurized olefins, ashless dithiocarbamates , polysulfides, thiadiazoles, and zinc dithiocarbamates, and (C) molybdenum di 0.1-5% by weight of at least one additive comprising phosphorus selected from the group consisting of thiophosphate, zinc dithiophosphate and triphenylphosphorothionate
The present invention relates to a grease composition for constant velocity joints.
[0011]
As the lubricating base oil used in the present invention, mineral oils, synthetic oils such as ester oils, ether oils, hydrocarbon oils, or mixed oils thereof can be used.
[0012]
As the urea-based thickener, any urea compound can be used, and examples thereof include mono-, di-, tri-, and tetraurea. Further, various thickeners containing a urea compound such as a urea / urethane compound and a urea / imide compound can be used.
[0013]
The organomolybdenum complex which is the component (A) of the present invention can be an organomolybdenum complex described in JP-B-5-66435. This organomolybdenum complex can be produced by reacting (a) a fatty oil having 8 to 24 carbon atoms, (b) diethanolamine and (c) a molybdenum source, and the main components thereof are represented by the following general formula: ]
Figure 0004381499
And general formula (2)
[Chemical formula 2]
Figure 0004381499
[R in the general formulas (1) and (2) represents a fatty oil residue]
It is considered to be.
[0014]
Fatty oil is a glyceryl ester of higher fatty acids having 8 to 24 carbon atoms. Such esters may be those commonly known as vegetable oils or animal oils, and specifically include oils derived from palm, corn, cottonseed, flaxseed, peanut, soybean and sunflower seeds. Can do. Similarly, animal fatty oils such as animal (cow, sheep) oil can be used.
[0015]
The source of molybdenum is an oxygen-containing molybdenum compound that can react with the reaction product of fatty oil and diethanolamine to form an ester-type molybdenum complex. Molybdenum sources include, among others, ammonium molybdate, molybdenum oxide and mixtures thereof.
[0016]
The component (A) used in the present invention is 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, based on the total urea grease. When the amount is less than 0.1% by weight, the effect of reducing friction is insufficient, and when the amount exceeds 10% by weight, the effect is not further increased.
[0017]
The component (B) used in the present invention is an additive containing sulfur selected from the group consisting of sulfurized olefins, ashless dithiocarbamates , polysulfides, thiadiazoles and zinc dithiocarbamates. The amount used is 0.1 to 5% by weight, preferably 0.5 to 2% by weight, based on the total urea grease, alone or in the form of a mixture thereof. If it is less than 0.1% by weight, the effect of reducing friction is insufficient, and if it exceeds 5% by weight, the effect is not further increased.
[0018]
The component (C) used in the present invention is an additive containing phosphorus selected from the group consisting of molybdenum dithiophosphate, zinc dithiophosphate, and triphenylphosphorothionate. The amount used is 0.1 to 5% by weight, preferably 0.5 to 2% by weight, based on the urea-based grease, alone or in the form of a mixture. When the amount is less than 0.1% by weight, the effect of reducing friction is insufficient, and when the amount exceeds 5% by weight, the effect is not further increased.
[0019]
The composition of the present invention may contain various known additives such as antioxidants, rust inhibitors, extreme pressure agents / antiwear agents, oiliness improvers, and thickeners.
[0020]
【Example】
The present invention will be described with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereto.
[0021]
In the formulations shown in Tables 1 and 2, an additive was added to the base grease and treated with a three-roll mill to obtain greases of Examples and Comparative Examples. The composition and properties of the base grease are as follows. In addition, the refined mineral oil whose viscosity at 100 degreeC is about 11 mm < 2 > / S was used for the base oil.
[0022]
I. In 5400 g of diurea grease base oil, 1 mol of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (295.1 g) and 2 mol of octylamine (304.9 g) were reacted, and the resulting urea compound was uniformly dispersed and treated. A grease having properties of penetration (25 ° C., 60 W): 301 and dropping point:> 270 ° C. was obtained. The urea compound content is 10% by weight.
[0023]
II. 2 mol 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (514.67 g), 1 mol octylamine (132.99 g), 1 mol laurylamine (190.54 g) and 1 mol ethylenediamine in 5100 g tetraurea grease base oil (61.80 g) was reacted, and the formed urea compound was uniformly dispersed and processed to obtain a grease having properties of a consistency (25 ° C., 60 W): 308 and a dropping point: 254 ° C. The urea compound content was 15% by weight.
[0024]
III. Lithium soap grease In 1350 g of a base oil of lithium soap, lithium 12-hydroxystearate (150 g) is dissolved, uniformly dispersed and processed to obtain a grease having properties of a consistency (25 ° C., 60 W): 275, dropping point 199 ° C. It was. The content of lithium soap is 10% by weight.
[0025]
The grease compositions shown in Table 1 and Table 2 were subjected to an SRV test by a method based on ASTM D5707 to confirm the degree of frictional wear.
Test condition test piece: Standard pole diameter 10mm (material DIN 100Cr6)
Standard plate diameter 24 x thickness 7.85mm (material DIN 100Cr6)
Load / time After 50 seconds of running at 50 N, 30 minutes at 200 N, frequency 50 Hz
Test temperature 50 ℃
Coefficient of friction Average coefficient of friction over the last 15 seconds at the end of the test.
In addition, 1) -10) in a table | surface is as follows.
1) Mo-Complex (molybdenum complex) is MOLYVAN855 (trade name, manufactured by Vanderbilt).
2) The sulfurized olefin is Angolamol 33 (trade name, manufactured by Lubrizol).
3) The sulfur-phosphorus system is Angolamol 99M (trade name, manufactured by Lubrizol).
4) Ashless dithiocarbamate is Vanlube 7723 (trade name, manufactured by Vanderbilt).
5) Polysulfide is TPS32 (trade name, manufactured by France Elf ATOCHEM).
6) Thiadiazole is Vanlube 829 (trade name, manufactured by Vanderbilt).
7) Zn-DTC (zinc dithiocarbamate) is Vanlube Az (trade name, manufactured by Vanderbilt).
8) Mo-DTP (molybdenum dithiophosphate) is Sakuralube 300 (trade name, manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.).
9) Zn-DTP (zinc dithiophosphate) is a product name of Lubrizol.
10) TPPT (triphenylphosphorothionate) is IRGALUBE TPPT (trade name, manufactured by CIBA-GEIGY).
[0027]
[Table 1]
Figure 0004381499
[0028]
[Table 2]
Figure 0004381499
[0029]
<Evaluation>
Examples 1 to 4 show excellent results in wear resistance and friction coefficient.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 10, the urea molybdenum grease (A) component is an organic molybdenum complex alone, (A) component and (B) a specific sulfur-containing additive that is a component, (A) component And a grease using a combination of an additive containing limited phosphorus, which is the component (C), and the SRV test. Comparative Example 11 corresponds to Example 3 , but the base uses lithium soap grease.
As a result, it can be seen that lithium soap grease has both a large wear resistance and a high coefficient of friction, and has no effect of reducing frictional wear.
[0030]
【The invention's effect】
According to the present invention, a lubricating grease composition for a constant velocity joint having excellent friction coefficient and wear resistance can be obtained.
In particular, according to the present invention, the friction coefficient in ASTM D5707 is 0.075 or less, preferably 0.070 or less, and the average wear scar diameter (mm) of the ball is 0.50 or less, preferably 0.45 or less. A lubricating grease composition for a fast joint can be obtained.

Claims (1)

基油とウレア系増ちょう剤からなるグリースにおいて、
(A)有機モリブデン錯体0.1〜10重量%
(B)硫化オレフィン、無灰ジチオカーバメート、ポリサルファイド、チアジアゾール
系、およびジンクジチオカーバメートよりなる群から選ばれた硫黄を含む少なくと
も1種の添加剤0.1〜5重量%および
(C)モリブデンジチオフォスフェート、ジンクジチオフォスフェートおよびトリフェ
ニルフォスホロチオネートよりなる群から選択されたリンを含む少なくとも1種の
添加剤0.1〜5重量%
を含有することを特徴とする等速ジョイント用グリース組成物。
In grease consisting of base oil and urea thickener,
(A) Organic molybdenum complex 0.1 to 10% by weight
(B) at least one additive containing sulfur selected from the group consisting of sulfurized olefins, ashless dithiocarbamates , polysulfides, thiadiazoles, and zinc dithiocarbamates, and (C) molybdenum di 0.1-5% by weight of at least one additive comprising phosphorus selected from the group consisting of thiophosphate, zinc dithiophosphate and triphenylphosphorothionate
A grease composition for a constant velocity joint.
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