有機硅潤滑脂組合物的制作方法

有機硅潤滑脂組合物的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種在不降低耐磨耗性的狀態下提高了高摩擦性的有機硅潤滑脂組合物。有機硅潤滑脂組合物包含增稠劑、作為基礎油的硅油、作為摩擦調整劑的莫氏硬度為6以下的金屬氧化物，前述硅油以基礎油的總質量為基準而為50％質量以上。
【專利說明】
有機硅潤滑脂組合物
技術領域
[0001] 本發明涉及有機硅潤滑脂組合物。具體涉及:可優選應用于要求高的摩擦系數與 優異的耐磨耗性的潤滑部(具體而言，離合器、扭矩限制器機構的潤滑部等）中的有機硅潤 滑脂組合物。
【背景技術】
[0002] 人們考慮到地球的環境問題，正在實施汽車的輕型化，隨之而來正在比以往更多 種多樣的部位適用著離合器(clutch)、扭矩限制器機構。使用了潤滑脂組合物的離合器或 者扭矩限制器機構之中，扭矩最大、使用條件最嚴酷的部位是汽車的發動機起動機的離合 器。
[0003] 發動機起動機的離合器由如下部件構成:離合器外套(clutch outer)與離合器內 套(clutch inner)、為了將離合器外套的旋轉傳輸向離合器內套而在離合器外套與離合器 內套之間形成的楔子狀空間中配置的輥、施力以使輥趨向楔狀空間的狹小一方的彈簧。離 合器外套旋轉時，則輥移動到楔狀空間的狹小一方，夾在離合器外套與離合器內套之間，從 而將旋轉傳輸向離合器內套(扭矩傳輸狀態）。因此，對于在該部位使用的潤滑脂組合物，要 求高的摩擦系數，以使得離合器外套與離合器內套與輥不滑走。
[0004] -直以來已知有：包含硅油作為摩擦系數0.18以上的基礎油的超越離合器 (overrunning clutch)用潤滑脂（專利文獻1)、以具有規定比例的苯基或甲基的有機聚娃 氧烷作為基礎油的潤滑脂組合物(專利文獻2、3 )、包含有以1~40重量％的比例包含具有規 定的運動粘度的^甲基有機娃基礎油的基礎油、金屬氧化物的微粒、增桐劑的牽引潤滑油 脂組合物(traction glease composition)(專利文獻4)。這是由于，雖然與硅油的摩擦系 數高有關，但是具有如下的特征:硅油的表面張力為20~25dyn/cm 2,比其它的油小，因而不 易形成潤滑膜，而且，容易成為邊界潤滑(boundary lubrication)狀態。
[0005] 另外，離合器內套的轉速高于離合器外套時，則輥一邊壓縮彈簧一邊自動移動向 楔狀空間的寬廣的一方，因而不傳輸旋轉(扭矩非傳輸狀態）。此時，在離合器外套、離合器 內套、輥之間產生相對旋轉，因而成為滑動狀態。因此，對于該部位中使用的潤滑脂組合物， 還要求耐磨耗性。
[0006] 現有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1:日本特公平7-35824號公報 [0009] 專利文獻2:日本特開平5-230486號公報 [0010] 專利文獻3:日本特開平6-279777號公報 [0011] 專利文獻4:日本特開2003-176489號公報

【發明內容】

[0012]發明想要解決的課題
[0013] 如前已敘述那樣，近年來伴隨著汽車的輕型化，人們要求離合器、扭矩限制器機構 也小型化、輕型化，使用條件也嚴酷化。特別是在扭矩傳輸性方面，即使在更嚴酷的使用條 件下也要求充分地傳輸扭矩，因而對于潤滑脂組合物要求更高的摩擦系數。對于離合器、扭 矩限制器機構，也同時要求耐磨耗性。
[0014] 因此，本發明的課題在于提供一種在不降低耐磨耗性的狀態下提高了高摩擦性的 有機硅潤滑脂組合物。
[0015] 用于解決問題的方案
[0016] 本發明人等針對于此課題，由于使用包含莫氏硬度6以下的金屬氧化物作為摩擦 調整劑的有機硅潤滑脂組合物，因而發明了一種提高摩擦系數并且不降低耐磨耗性的潤滑 脂。
[0017] 即，本發明提供以下的潤滑脂組合物：
[0018] 1.-種有機硅潤滑脂組合物，其包含增稠劑、作為基礎油的硅油、作為摩擦調整劑 的莫氏硬度為6以下的金屬氧化物，前述硅油以基礎油的總質量為基準而為50%質量以上。
[0019] 2.根據前述1項所述的有機硅潤滑脂組合物，其中，前述金屬氧化物的莫氏硬度為 2~6〇
[0020] 3.根據前述1或者2項所述的有機硅潤滑脂組合物，其中，前述金屬氧化物是氧化 鎂或氧化鋅或氧化鉬。
[0021] 4.根據前述1~3中任一項所述的有機硅潤滑脂組合物，其中，前述金屬氧化物的 含量以組合物的總質量為基準而為0.1~10%質量。
[0022]發明的效果
[0023] 本發明可提供一種在不降低耐磨耗性的狀態下提高了高摩擦性的有機硅潤滑脂 組合物。
【具體實施方式】
[0024] <基礎油>
[0025] 本發明的潤滑脂組合物中使用的基礎油為硅油。
[0026] 作為硅油，具體列舉出二甲基硅油、甲基苯基硅油(苯基改性硅油）、甲基含氫硅油 (methyl hydrogen silicone oil)、聚醚改性硅油、芳烷基改性硅油、氟烷基改性硅油、燒 基改性硅油、脂肪酸酯改性硅油等。優選為二甲基硅油、甲基苯基硅油。特別優選的是由下 述通式（1)表示的硅油。
[0027] (CH3)3Si〇-[-Si(Rl)(R2)-0-]n-Si(CH3)3 (1)
[0028](式中的R1、R2各自獨立地表示甲基或者苯基，甲基在全部有機基團中所占的比例 為50~lOOmol % )
[0029]硅油的運動粘度沒有特別限制，但是在25°C為20~10000mm2/S，優選為50~ 2000mm2/s的范圍，這是適當的。這是由于，其不足20mm2/s時則基礎油容易從潤滑脂分離，另 外超過10000mm 2/s時則在粘滯阻力的作用下低溫時的扭矩變大，任一個都在實用上不優 選。
[0030]另外，上述通式（1)中的R1、R2各自獨立地表示甲基或者苯基，甲基在全部有機基 團中所占的比例為50~lOOmol %。這是由于，甲基的含量相對于全部有機基團而言不足 50mol %時，由溫度導致的粘度變化大，傾點也升高，在低溫的扭矩變大；優選為60~ lOOmol%，更優選為80~98%，更優選為90~95%的范圍，這是良好的。
[0031]關于硅油的含量，相對于組合物的總質量優選為55~90%質量。更優選為70~ 90 %質量。以這樣的量含有硅油時，貝lj顯示高的摩擦系數，因此優選。
[0032] 另外，在硅油中也可在不降低其性能的范圍混合其它的基礎油。作為其它的基礎 油，列舉出選自由礦物油、聚烯烴、聚丁烯、烷基苯、動植物油、有機酸酯、二酯、多元醇酯、 聚亞烷基二醇、聚乙烯醚、聚苯醚、烷基苯基醚組成的組中的1種以上。關于并用的其它的基 礎油的量，相對于作為本發明的基礎油的硅油而言優選為〇~50%質量，為了不損害高的摩 擦系數，相對于本發明的潤滑油基礎油優選為〇~20 %質量。特別優選為0~10 %質量。最優 選不包含其它的基礎油。
[0033] <增稠劑>
[0034] 本發明的潤滑脂組合物中使用的增稠劑沒有特別限制。具體列舉出鋰皂、復合鋰 皂所代表的皂系增稠劑、二脲所代表的脲系增稠劑、有機化粘土、二氧化硅所代表的無機系 增稠劑、聚四氟乙烯以及三聚氰胺氰脲酸酯所代表的有機系增稠劑等，可使用選自它們的 組中的至少一種。優選選自由二氧化硅、鋰皂、復合鋰皂以及脲化合物組成的組。特別優選 的是脲化合物。在脲化合物中，優選為二脲系增稠劑，特別優選為由下述通式(2)表示的二 脲系增稠劑。
[0035] R3-NHC0NH-R4-NHC0NH-R5 (2)
[0036]式中，R3、R5表示相同或不同的碳原子數4~20的1價的烴殘基，例如為脂肪族烴 基、脂環式烴基、芳香族烴基。R4表示碳原子數6~15的2價的芳香族烴基。
[0037]關于上述二脲系增稠劑，例如，可通過在基礎油中，使規定的二異氰酸酯與規定的 單胺進行反應而獲得。二異氰酸酯的優選的具體例子是二苯基甲烷_4,4'_二異氰酸酯、甲 苯二異氰酸酯。作為單胺，列舉出脂肪族胺、芳香族胺、脂環式胺或它們的混合物。作為脂肪 族胺的具體例子，列舉出辛胺、十二烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺以及油胺（oleyl amine)。作為芳香族胺的具體例子，列舉出苯胺以及對甲苯胺。作為脂環式胺的具體例子， 列舉出環己胺。優選為通過使用上述的單胺之中的環己胺、辛胺、十二烷基胺、十六烷基胺、 十八烷基胺或它們的混合物而獲得的二脲系增稠劑。特別優選為，通過并用環己胺與辛胺、 十二烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺或它們的混合物而獲得的脂環脂肪族二脲。進一步特 別優選為，通過并用環己胺與十八烷基胺或它們的混合物而獲得的脂環脂肪族二脲。由下 述式(2-1)、（2-2)、（2-3)表示的3種二脲的混合物是最優選的(式中，R是十八烷基）。
[0040] 增稠劑的含量通過比照目標的稠度而適當確定，但通常為2~35%質量，優選為5 ~30%質量，更加優選為10~25%質量。
[0041] 不足2%質量時則成為液狀，無法用作潤滑脂。另外超過35%質量時則獲得了的潤 滑脂過硬，從而低溫扭矩變大并且實用上不優選。
[0042]〈摩擦調整劑〉
[0043] 本發明的潤滑脂組合物中，包含莫氏硬度6以下的金屬氧化物作為摩擦調整劑。
[0044] 添加金屬氧化物作為摩擦調整劑時，則通過使金屬氧化物夾雜于潤滑面從而使得 油膜變得容易切斷并且摩擦系數變高。由于使用莫氏硬度為6以下的金屬氧化物，因而即使 在潤滑構件為鋼的情況下，也可抑制鋼的損傷并且提高摩擦系數。
[0045] 具體列舉出氧化鎂、氧化鉀、氧化鈣、氧化鈧、氧化鈦、氧化釩、氧化鉻、氧化錳、氧 化鐵、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅、氧化鋅、氧化鎵、氧化鍺、氧化鎖、氧化紀、氧化錯、氧化銀、氧 化鉬、氧化锝、氧化釕、氧化銠、氧化鈀、氧化銀、氧化銦、氧化錫、氧化銻、氧化碲、氧化鋇、氧 化鉿、氧化鉭、氧化媽、氧化錸、氧化鉛、氧化娃。優選為氧化鎂、氧化鋅、氧化鉬。金屬氧化物 的莫氏硬度優選為6以下。更優選為莫氏硬度2~6,更優選為莫氏硬度4~6。莫氏硬度超過6 時，則扭矩非傳輸狀態下的空轉時的磨耗量變大因而不優選。
[0046] 金屬氧化物的平均粒徑優選為lOwii以下。更優選為5mi以下，更優選為2mi以下。平 均粒徑超過10M1以下時，則難以夾雜向潤滑面，因而無法期待充分的效果。予以說明，在本 說明書中，關于平均粒徑，可通過他吸附利用BET換算法而算出。
[0047] 關于金屬氧化物的添加量，以組合物的總質量為基準，優選為0.1~10.0%質量。 更優選為0.3 %質量~7.0 %質量，更優選為0.5 %質量~5.0 %質量。特別優選為1.0~ 3.0 %質量。不足0.1 %質量時則無法期待充分的效果，超過10.0 %質量時則效果達到頂點 并且在成本上變為不利。
[0048] <其它的添加劑>
[0049] 作為其它的添加劑，列舉出抗氧化劑、防銹劑、金屬減活劑、清潔分散劑、極壓添加 劑、消泡劑、抗乳化劑、油性提高劑、固體潤滑劑等在潤滑脂組合物中通常使用的添加劑。它 們可單獨使用或者混合2種以上而使用。予以說明，這些添加劑根據需要添加，其添加量一 般為0.01~10%質量，但如果是不損害本發明的目的的程度則沒有特別限定。
[0050] <稠度>
[00511 本發明的潤滑脂組合物的工作錐入度優選為200~400,進一步優選為230~380， 最優選為250~350。
[0052]特別是，優選為如下的有機硅潤滑脂組合物，其中，增稠劑是由上述式(2-1)、（2_ 2)、（2-3)表示的3種二脲的混合物，基礎油是由上述式（1)表示的硅油，且不包含其它的基 礎油，摩擦調整劑是氧化鎂或氧化鋅或氧化鉬。
[0053]進一步特別是，優選為如下的有機硅潤滑脂組合物，其中，增稠劑是在上述式（2_ 1)、（ 2-2)、（2-3)中表示的3種二脲的混合物，基礎油是在上述式（1)中，Rl、R2各自獨立地表 示甲基或者苯基，甲基在全部有機基團中所占的比例為50~lOOmol%的硅油，且不包含其 它的基礎油，摩擦調整劑是氧化鎂或氧化鋅或氧化鉬，摩擦調整劑的含量以組合物的總質 量為基準而為0.1~10%質量。
[0054]尤其是，優選為如下的有機硅潤滑脂組合物，其中，增稠劑是在上述式(2-1)、（2_ 2)、（2-3)中表示的3種二脲的混合物，基礎油是在上述式（1)中，R1、R2各自獨立地表示甲基 或者苯基，甲基在全部有機基團中所占的比例為95mol %的硅油，且不包含其它的基礎油， 摩擦調整劑是氧化鎂，摩擦調整劑的含量以組合物的總質量為基準而為1.0~3.0%質量。
[0055]本發明的有機硅潤滑脂組合物優選應用于要求高的摩擦系數與優異的耐磨耗性 的潤滑部，詳細而言優選應用離合器、扭矩限制器機構的潤滑部。更具體地應用于汽車起動 機的超越離合器、辦公設備的單向離合器以及各種牽引驅動機構等。特別優選為潤滑部的 表面是鋼的構件。
[0056] 實施例
[0057] <有機硅潤滑脂組合物的制造>
[0058] ?基礎油
[0059]使用了式（1)中R1以及R2為甲基或者苯基、甲基在全部有機基團中所占的比例為 95mol%的硅油。
[0060] ?增稠劑
[0061] 使用了由二苯基甲烷_4,4'_二異氰酸酯與環己胺以及十八烷基胺制造的脂環脂 肪族二脲。
[0062] ?摩擦調整劑
[0063] 氧化鎂(莫氏硬度:5~6、平均粒徑0.5M1)
[0064] 氧化鋅(莫氏硬度:4~5、平均粒徑0.2mi)
[0065] 氧化鉬(莫氏硬度:2~3、平均粒徑2. lwii)
[0066] 氧化鈦(莫氏硬度:7~8、平均粒徑0.15M1)
[0067]氮化硼(莫氏硬度：10、平均粒徑4mi)
[0068]在基礎油中，使規定量的胺（環己胺、十八烷基胺）與二苯甲烷二異氰酸酯進行反 應，將反應得到的產物設為基礎潤滑脂，向其中加入基礎油與添加劑，按照混和稠度成為 300(JIS K2220)的方式進行碾磨處理而調制了潤滑脂。
[0069] <試驗方法>
[0070] ?低速高載荷摩擦試驗
[0071 ]此試驗設想了離合器的扭矩傳輸狀態的潤滑條件。
[0072] 使用ASTM D 2670中規定的Falex試驗機而進行了。在軸頸（journal)以及塊體 (block)涂布試驗潤滑脂，預先以既定的載荷夾入，旋轉軸頸約1秒。記錄產生的摩擦力，由 此求出起動0.001秒后的初始摩擦系數。試驗片、試驗條件如以下那樣。
[0073] 軸頸：外徑(pl/4n，SAE3135STEEL，Rb87 ~91
[0074] 塊體:AISI1137STEEL，Rc20-24
[0075] 面壓：200kgf/mm2
[0076] 圓周速度：0.096m/sec
[0077] ?高速低負荷磨耗試驗
[0078]此試驗設想了離合器的扭矩非傳輸狀態的潤滑條件。
[0079]使用ASTM D 2714中規定的LFW#1試驗機。在環上貼著滾軸，施加載荷、使得環進行 旋轉，在滾軸上生成了的磨耗通過利用測微計(micrometer)測定出。試驗片、試驗條件如以 下那樣。
[0080]環：外徑(p35mnix 寬度 8,7mni、SAE4620STEEL，Rc58~63，RMS6~12
[0081 ] 滾軸:滾軸軸承用圓筒滾軸，(p6mmx6mm，SUJ-2
[0082] 面壓：10kgf/mm2
[0083] 圓周速度：12.8m/sec
[0084] <評價基準>
[0085] ?低速高載荷摩擦試驗摩擦系數
[0086] (〇)：0.030^y
[0087] 〇：0.025^y<0.030
[0088] A：0.020^y<0.025
[0089] X ：y<0.020
[0090] ?高速低負荷磨耗試驗磨耗深度
[0091] 〇 ： <6mm
[0092] X ： ^6mm
[0093]將結果示于表1及表2。予以說明，表中，增稠劑以及摩擦調節劑的％質量是以潤滑 脂組合物的總質量為基準的值。剩余部分是基礎油。
【主權項】
1. 一種有機硅潤滑脂組合物，其包含增稠劑、作為基礎油的硅油、作為摩擦調整劑的莫 氏硬度為6以下的金屬氧化物，所述硅油以基礎油的總質量為基準而為50%質量以上。2. 根據權利要求1或2所述的有機硅潤滑脂組合物，其中，所述金屬氧化物的莫氏硬度 為2~6〇3. 根據權利要求1或2所述的有機硅潤滑脂組合物，其中，所述金屬氧化物為氧化鎂或 氧化鋅或氧化鉬。4. 根據權利要求1~3中任一項所述的有機硅潤滑脂組合物，其中，所述金屬氧化物的 含量以組合物的總質量為基準而為0.1~10%質量。
【文檔編號】C10M169/04GK106029851SQ201580008816
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年2月18日
【發明人】廣岡巖樹, 吉成照
【申請人】協同油脂株式會社