專利名稱：：潤滑脂組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種潤滑脂組合物，特別地涉及一種低摩擦潤滑脂組合物，由此抑制在潤滑部件例如軸承或齒輪中產(chǎn)生的磨損。技術(shù)背景例如在汽車、鐵和鋼材、鐵路和其它工業(yè)中的機(jī)械設(shè)備的軸承或齒輪中需要具有優(yōu)良摩擦磨損特性的潤滑脂。特別地，對于潤滑應(yīng)用例如其中存在滾動摩擦和滑動摩擦的汽車的恒速接頭和注塑機(jī)或電壓制機(jī)中的驅(qū)動齒輪的滾珠螺桿而言，這是重要的。傳統(tǒng)上，通過將二硫化鉬加入鋰皂增稠的潤滑脂組合物中制備具有優(yōu)良潤滑性能的潤滑脂。后來在該領(lǐng)域中，通過同時將有機(jī)鉬化合物和二硫代磷酸鋅加入脲增稠的潤滑脂中制備潤滑脂。這類脲增稠的潤滑脂已經(jīng)針對降低摩擦磨損特性而使用。例如，特開日本專利申請No.62-207397描述了一種包含石克-磷類極壓添加劑的潤滑脂組合物，其中將(a)二烷基二硫代氨基甲酸硫化鉬和(b)選自硫化油、硫化烯烴、磷酸三甲苯酯、二硫代磷酸三烷基酯和二烷基二硫代磷酸鋅中的至少一種彼此組合作為基本組分。另外，特開日本專利申請No.63-046299公開了一種潤滑脂組合物，其中添加劑即二烷基二硫代氨基甲酸硫化鉬和二硫代磷酸鉬以及任選的二硫代磷酸鋅同時共混在脲增稠的潤滑脂中。但在一些管轄范圍例如日本中，常用的含鉬潤滑脂添加劑例如上述的那些被定義為受限制的物質(zhì)。這些化學(xué)物質(zhì)由于對人的健康或生態(tài)系統(tǒng)的有害作用的危害而受到限制(例如JapanesePRTRLaw:PollutantReleaseTransferRegister;LawforpromotionofChemicalManagement),和通過這些管轄范圍的法律，可能要求含有規(guī)定數(shù)量或更多的任一種這些物質(zhì)的產(chǎn)品服從MSDS(MaterialSafetyDataSheet)。在潤滑脂組合物中使用多年的鉛化合物和銻化合物也被定義為PRTR受限制物質(zhì)。但這些化合物已經(jīng)幾乎完全被沒有這些問題的硫類極壓添加劑等代替。但上述鉬化合物，特別是二烷基二硫代氨基甲酸硫化鉬在降低摩擦和磨損中具有優(yōu)良的效果，和難以發(fā)現(xiàn)用于二烷基二硫代氨基甲酸鉬的替代物。另外，即使將該替代物加入潤滑脂中，也可能需要其數(shù)量很大以確保足夠低的摩擦系數(shù)。已知二硫化鴒為一種固體潤滑劑并且是未被定義為PRTR受限制物質(zhì)的一種物質(zhì)。特開日本專利申請No.2003-301188公開了通過將二硫化鵠加入含有聚氧丙烯和縮水甘油醚作為基礎(chǔ)油的鋰皂潤滑脂中，制得一種用于密度調(diào)節(jié)的粉末，使得當(dāng)使用的潤滑脂在水中釋放時，該潤滑脂漂浮或下沉。非常希望通過避免使用前述PRTR限制主體的鉬化合物和/或能夠降低其在這類潤滑脂組合物中使用量而開發(fā)出一種具有優(yōu)良的摩擦和磨損特性以及更好的安全性的施加極少環(huán)境負(fù)擔(dān)的潤滑脂組合物。通過將二硫化鴒和二硫代磷酸鋅和/或二硫代氨基甲酸鉬與脲增稠的潤滑脂共混，現(xiàn)已令人驚奇地開發(fā)出具有低的摩擦性能和優(yōu)良抗磨損性的潤滑脂組合物。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明提供一種潤滑脂組合物，其包含基礎(chǔ)油、一種或多種脲增稠劑、基于潤滑脂組合物總重量的(A)O.l-5wt。/。的二硫化鎢和(B)0.l-5wt^的一種或多種二硫代磷酸鋅和/或一種或多種二硫代氨基甲酸鉬。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，該潤滑脂組合物可以進(jìn)一步包含(C)一種或多種二硫代磷酸鉬。根據(jù)本發(fā)明，未使用被稱為PRTR受限制物質(zhì)的鉬化合物，或者其使用量可以相對減少，且可以由此獲得在摩擦和磨損特性方面具有優(yōu)良性能和高的穩(wěn)定性的潤滑脂組合物。本發(fā)明的潤滑脂組合物中的基礎(chǔ)油可以便利地選自礦物油、植物油和合成油例如酯油、醚油或烴油或它們的混合物。本發(fā)明的潤滑脂組合物中的一種或多種脲增稠劑可以選自脲化合物例如單脲、二脲、三脲、四脲或其它多脲。二脲化合物通過二異氰酸酯和單脲的反應(yīng)容易地獲得；四脲化合物可以通過二異氰酸酯、單脲和二胺的反應(yīng)獲得?？捎糜谥苽渌鲭寤衔锏亩惽杷狨サ睦影ǘ交淄槎惽杷狨?、亞甲苯基二異氰酸酯、二亞甲苯基二異氰酸酯和亞萘基二異氰酸酯。另外，可用于制備所述脲化合物的單胺的例子包括辛胺、十二烷胺、硬脂胺、油胺、苯胺、對曱苯胺和環(huán)己胺。另外，可用于制備所述脲化合物的二胺的例子包括乙二胺、丙二胺、丁二胺和亞苯基二胺。在一個優(yōu)選實施方案中，基于所述潤滑脂組合物的總重量，本發(fā)明的潤滑脂組合物可以包含總量為l-25wt。/。的所述一種或多種脲增稠劑。本發(fā)明的潤滑脂組合物可以進(jìn)一步包含一種或多種另外的增稠劑，例如金屬皂、有機(jī)物質(zhì)或無機(jī)物質(zhì)，例如鋰皂、鋰絡(luò)合皂、對苯二甲酸鈉、脲/氨基曱酸酯化合物和粘土。在本發(fā)明的潤滑脂組合物中用作前述組分(A)的二疏化鎢優(yōu)選為通過Fisher方法(Fisher亞篩分器)得到的平均粒徑小于lOjim的粉末。更優(yōu)選地，使用的二硫化鵠為通過前述方法得到的平均粒徑約0.6jim的粉末。可在本發(fā)明的潤滑脂組合物中用作前述組分(B)的一種或多種二硫代磷酸鋅可以便利地選自二烷基二疏代磷酸鋅和/或二芳基二硫代磷酸鋅。優(yōu)選地，所述一種或多種二石克代磷酸鋅可以選自式(I)的化合物，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(I)其中R'表示伯或仲烷基或芳基，其可以相同或不同。優(yōu)選地，伯或仲烷基被用作R'。上述R'的具體例子包括曱基、乙基、丙基、異丙基、丁基、仲丁基、異丁基、戊基、4-甲基戊基、己基、2-乙基己基、庚基、辛基、壬基、癸基、異癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、二十二烷基、二十四烷基、環(huán)戊基、環(huán)己基、甲基環(huán)己基、乙基環(huán)己基、二甲基環(huán)己基、環(huán)庚基、苯基、甲苯基、二甲苯基、乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十二烷基苯基、十四烷基苯基、十六烷基苯基、十八烷基苯基、千基和苯乙基。上述伯烷基二硫代磷酸鋅的具體例子包括二異丙基二硫代磷酸鋅和二異丁基二硫代磷酸鋅以及二異癸基二硫代磷酸鋅。另外，上述仲二烷基二硫代磷酸鋅的具體例子包括單或二仲丁基二硫代磷酸鋅、單或二仲戊基二硫代磷酸鋅和單或二-4-曱基-2-戊基二硫代磷酸鋅。上述芳基二硫代磷酸鋅的具體例子包括二-對十二烷基酚二硫代磷酸鋅、二庚基酚二硫代磷酸鋅和二-對壬基酚二硫代磷酸鋅?？稍诒景l(fā)明的潤滑脂組合物中用作組分(B)的一種或多種二烷基二硫代氨基曱酸鉬的優(yōu)選例子可以選自式(II)的化合物，(RiR2N-CS-S)2M02。mSn(II)其中W和W分別可以獨立地選自碳數(shù)為1-24、優(yōu)選3-18的烷基，m為0-3的整數(shù)，n為l-4的整數(shù)，且m+n-4。上述一種或多種二烷基二疏代氨基曱酸鉬的具體例子包括二乙基二硫代氨基曱酸硫化鉬、二丙基二硫代氨基甲酸硫化鉬、二丁基二硫代氨基曱酸硫化鉬、二戊基二硫代氨基曱酸硫化鉬、二己基二硫代氨基甲酸硫化鉬、二辛基二硫代氨基甲酸硫化鉬、二癸基二硫代氨基甲酸硫化鉬、二-十二烷基二硫代氨基甲酸硫化鉬、二(丁基苯基)二硫代氨基甲酸硫化鉬、二(壬基苯基)二硫代氨基曱酸硫化鉬、氧基二乙基二硫代氨基曱酸硫化鉬、氧基二丙基二硫代氨基甲酸硫化鉬、氧基二丁基二硫代氨基甲酸硫化鉬、氧基二戊基二硫代氨基甲酸硫化鉬、氧基二己基二硫代氨基甲酸硫化鉬、氧基二辛基二硫代氨基甲酸硫化鉬、氧基二癸基二硫代氨基甲酸硫化鉬、氧基二-十二烷基二硫代氨基曱酸硫化鉬、氧基(丁基苯基)二硫代氨基甲酸硫化鉬、氧基二(壬基苯基)二疏代氨基甲酸硫化鉬、和它們的混合物?？稍诒景l(fā)明的潤滑脂組合物中用作任選組分(c)的前述一種或多種二硫代磷酸鉬的具體例子包括二乙基二硫代磷酸硫化鉬、二丙基二疏代磷酸硫化鉬、二丁基二硫代磷酸硫化鉬、二戊基二硫代磷酸硫化鉬、二己基二疏代磷酸硫化鉬、二辛基二硫代磷酸硫化鉬、二癸基二硫代磷酸硫化鉬、二-十二烷基二硫代磷酸硫化鉬、二(丁基苯基)二疏代磷酸硫化鉬、二(壬基苯基)二硫代磷酸硫化鉬、氧基二乙基二硫代磷酸硫化鉬、氧基二丙基二硫代磷酸疏化鉬、氧基二丁基二硫代磷酸硫化鉬、氧基二戊基二硫代磷酸硫化鉬、氧基二己基二硫代磷酸硫化鉬、氧基二辛基二硫代磷酸硫化鉬、氧基二癸基二硫代磷酸硫化鉬、氧基二-十二烷基二硫代磷酸硫化鉬、氧基(丁基苯基)二硫代磷酸硫化鉬和氧基二(壬基苯基)二硫代磷酸硫化鉬。上述組分(A)二硫化鎢和(B)—種或多種二硫代磷酸鋅和/或一種或多種二硫代氨基甲酸鉬分別以0.l-5wt^的量共混在本發(fā)明的潤滑脂組合物中。優(yōu)選地，基于潤滑脂組合物的總重量，上述組分(A)和(B)各自以0.2-3wt。/。的量共混在本發(fā)明的潤滑脂組合物中。如果基于潤滑脂組合物的總重量，上述組分(A)和(B)各自以少于0.lwty。的量共混，則不能獲得低的摩擦系數(shù)和不能充分改進(jìn)摩擦磨損。此外，如果基于潤滑脂組合物的總重量，上述組分(A)和(B)以超過5wt。/n的量共混，則不會看出有利效果的進(jìn)一步提高。一種或多種二硫代磷酸鉬(C)可以0.1-5wt、更優(yōu)選0.2-3wt。/。的量存在于本發(fā)明的潤滑脂組合物中。本發(fā)明的潤滑脂組合物可以進(jìn)一步包含各種已知的添加劑例如抗氧劑如胺類和/或酚類抗氧劑、極壓添加劑例如烯烴>5危化物和/或油硫化物、增粘劑例如聚丁烯和/或聚甲基丙烯酸酯、固體潤滑劑例如二硫化鉬和/或氮化硼、金屬鹽例如能夠用作防銹劑或結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑的磺酸和/或磷酸鹽。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種降低機(jī)械設(shè)備的軸承、齒輪和/或接頭中的摩擦和/或磨損的方法，其中所述方法包括用如上文中所述的潤滑脂組合物潤滑所述軸承、齒輪和/或接頭。另外，本發(fā)明還提供一種軸承、齒輪和接頭，特征在于其中使用如上文中所述的潤滑脂組合物作為潤滑劑。此外，本發(fā)明還提供了如上文中所述的潤滑脂組合物用于潤滑軸承、齒輪和/或接頭的應(yīng)用。具體實施例方式下面參照以下實施例描述本發(fā)明，這些實施例不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。實施例通過在三輥研磨機(jī)中處理下面所示的具有表1-4中所示的共混組成的基礎(chǔ)潤滑脂和添加劑而獲得實施例1-7和比較例1-8的潤滑脂組合物?；A(chǔ)潤滑脂[1-1]二脲潤滑脂在IOOX:下具有約15mm7s的動態(tài)粘度的精煉礦物油(5400g)中將二苯基甲烷-4，4'-二異氰酸酯(295.2g)和辛胺(304.8g)反應(yīng)，和將制得的二脲化合物均勻分散得到基礎(chǔ)潤滑脂?；A(chǔ)潤滑脂中脲化合物的含量為10wt°/。。根據(jù)JS-K2220,該二脲潤滑脂的稠度(25匸，60W)為283,和其滴點為263t:。[1-2]四脲潤滑脂在IOO匸下具有約15mm7s的動態(tài)粘度的精煉礦物油(5160g)中將二苯基甲烷-4，4'-二異氰酸酯(382.7g)、硬脂胺(411,化)和乙二胺(46.Og)反應(yīng)，和將制得的脲化合物均勻分散得到基礎(chǔ)潤滑脂。基礎(chǔ)潤滑脂中脲化合物的含量為14wt%。根據(jù)JS-K2220,該四脲潤滑脂的稠度(25'C,60W)為285，和其滴點為2021C。[2]添加劑[2-1]二硫化鵠(在表中表示為WS2):使用可以以"TanmikB"的商品名由NipponLubricantsLtd.獲得的平均粒徑為0.6nm的二石充化鎢粉末。[2-2]二硫代磷酸鋅(在表中表示為Zn-DTP):使用可以以商品名"Lubrizol1395"由LubrizolInc.獲得的添加劑。[2-3]二硫代氨基甲酸鉬(在表中表示為Mo-DTC):使用可以以商品名"MolyvanA"由VanderbiltInc.獲得的添加劑。[2-4]二疏代磷酸鉬(在表中表示為Mo-DTP):使用可以以商品名"Sakuralube300"由AsahiElectrochemicalIndustriesLtd.獲得的添加劑。[2-5]二硫化鉬(在表中表示為MoS2):使用由CLIMAXMOLYBDENUMUKLtd生產(chǎn)的平均粒徑為0.7nm的二石?；f。[2-6]石墨(在表中表示為石墨)使用以商標(biāo)"FAHN"由FujiGraphiteUd生產(chǎn)的石墨。Falex耐磨性試驗通過進(jìn)行Falex耐磨性試驗進(jìn)行評價，以檢驗根據(jù)實施例和比較例得到的潤滑脂組合物的性能，和測量這些潤滑脂組合物的磨損系數(shù)和耐磨性(試驗樣品的表面粗糙度)。Falex耐磨性試驗基于IP241(IP:InstituteofPetroleum,UK);試驗根據(jù)以下條件進(jìn)行以在試驗結(jié)束后獲得磨損系數(shù)。和測量參考試驗樣品的Rmax(i^m)(最大表面粗糙度)。試驗條件旋轉(zhuǎn)速度290土10rpm溫度室溫(約25^C)負(fù)荷890N(200lbf)時間15min施用的潤滑脂量約lg施用到試驗樣品上試驗結(jié)果Falex耐磨性試驗的結(jié)果列于表1至表4中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表4<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>從表1和表2中明顯看出，實施例l-7在Falex試驗中表現(xiàn)出優(yōu)良的耐磨性，展現(xiàn)出低的摩擦性能-摩擦系數(shù)約0.056-0.083，試驗樣品的最大表面粗糙度約為5，9-10.lpnu相反，從表3和表4中明顯看出，比較例1-8的產(chǎn)品在每一情形下表現(xiàn)出相對于摩擦系數(shù)和耐磨性而言不令人滿意的結(jié)果。具體而言，比較例l、2、5、7和8的產(chǎn)品具有高的摩擦系數(shù)和表現(xiàn)出試驗樣品大的最大表面粗糙度值。比較例3和4的產(chǎn)品表現(xiàn)出相對低的摩擦系數(shù)值，但表現(xiàn)出試驗樣品大的最大表面粗糙度值；據(jù)推系數(shù)。在比較例6的產(chǎn)品的情形中，試驗樣品的最大表面粗糙度相對接近于實施例，但該產(chǎn)品表現(xiàn)出高的摩擦系數(shù)值。另外，通過比較實施例和比較例7、8可以看出，在作為具有與本發(fā)明中使用的二硫化鎢相同層晶格結(jié)構(gòu)的物質(zhì)的二硫化鉬或石墨的情形中，即使當(dāng)這些與例如Mo-DTC、Mo-DTP或Zn-DTP—起使用時，也和好的耐磨性的結(jié)果。因此，使用本發(fā)明的潤滑脂組合物，在不使用鉬化合物例如二烷基二硫代氨基甲酸硫化鉬的情況下可以獲得優(yōu)良的潤滑效果，或者可以實現(xiàn)這類鉬化合物用量的降低。權(quán)利要求1.一種潤滑脂組合物，其包含基礎(chǔ)油、一種或多種脲增稠劑、基于潤滑脂組合物總重量的(A)0.1-5wt％的二硫化鎢和(B)0.1-5wt％的一種或多種二硫代磷酸鋅和/或一種或多種二烷基二硫代氨基甲酸鉬。2.權(quán)利要求1的潤滑脂組合物，其中所述潤滑脂組合物進(jìn)一步包含(C)一種或多種二硫代礴酸鉬。3.權(quán)利要求2的潤滑脂組合物，其中基于潤滑脂組合物的總重量，一種或多種二硫代磷酸鉬(C)以0.l-5wt。/。的量存在。4.權(quán)利要求1-3任一項的潤滑脂組合物，其中基于潤滑脂組合物的總重量，所述一種或多種脲增稠劑以1-25w"的總量存在。5.權(quán)利要求1-4任一項的潤滑脂組合物，其中二硫化鎢(A)是通過Fisher方法獲得的平均粒徑小于l(Vm的粉末。6.權(quán)利要求1-5任一項的潤滑脂組合物，其中一種或多種二硫代磷酸鋅選自式(I)的化合物，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>(I)其中R'表示伯或仲烷基或芳基，其可以相同或不同。7.權(quán)利要求1-6任一項的潤滑脂組合物，其中一種或多種二硫代磷酸鋅選自二異丙基二硫代磷酸鋅、二異丁基二硫代磷酸鋅、二異癸基二硫代磷酸鋅、單或二仲丁基二硫代磷酸鋅、單或二仲戊基二硫代磷酸鋅、單或二-4-曱基-2-戊基二硫代磷酸鋅、二-對-十二烷基酚二硫代磷酸鋅、二庚基酚二硫代磷酸鋅和二-對-壬基酚二硫代磷酸鋅。8.權(quán)利要求1-7任一項的潤滑脂組合物，其中一種或多種二硫代氨基甲酸鉬選自式(II)的化合物，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>(I工)其中R1和R2分別可以獨立地選自碳數(shù)為1-24的烷基，m為0-3的整數(shù)，n為l-4的整數(shù)，且m+n-4。9.一種降低機(jī)械設(shè)備的軸承、齒輪和/或接頭中的摩擦和/或磨損的方法，其中所述方法包括用權(quán)利要求1-8任一項的潤滑脂組合物潤滑所述軸承、齒輪和/或接頭。10.權(quán)利要求1-9任一項的潤滑脂組合物用于潤滑軸承、齒輪和/或接頭的應(yīng)用。全文摘要一種潤滑脂組合物，其包含基礎(chǔ)油、一種或多種脲增稠劑、基于潤滑脂組合物總重量的(A)0.1-5wt％的二硫化鎢和(B)0.1-5wt％的一種或多種二硫代磷酸鋅和/或一種或多種二烷基二硫代氨基甲酸鉬。文檔編號C10N10/04GK101395257SQ200780007772公開日2009年3月25日申請日期2007年1月26日優(yōu)先權(quán)日2006年1月27日發(fā)明者尾崎幸洋,沼澤幸一申請人:國際殼牌研究有限公司