專利名稱：用于含油軸承的油組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于含油軸承的油組合物。更精確地說，本發(fā)明涉及一種用于含油軸承的并能夠降低燒結合金軸承的摩擦系數(shù)、阻止軸承摩損及表現(xiàn)出與各種類型軸承材料優(yōu)良的適應性的油組合物。
燒結合金軸承是通過向多孔制品中注入潤滑油而制備的，其中多孔制品是通過使用金屬粉末，例如鐵、銅、錫、鉛、鋅或碳的粉末，作為材料并借助于燒結把該材料模壓成制品而得到的。用于燒結的材料基本上分為銅質材料和鐵質材料。銅質材料被用于音響制品和家用電器例如磁帶錄像機、車載立體聲唱機和電扇中的各種類型的電功機。鐵質材料被用于機動車電器零件中的各種類型的電動機，例如風扇電動機。產(chǎn)品的質量取決于注入軸承中的潤滑油的性能(用于燒結合金軸承的油)。
也就是說，要求用于燒結合金軸承的油在高溫下具有優(yōu)良的抗熱性和氧化穩(wěn)定性及由于轉動件產(chǎn)生的熱的低揮發(fā)性。大多數(shù)軸承在使用時不再另外供應油，因此，還要求該油具有長的使用壽命。另外，還要求油在高或低溫下具有好的潤滑性能以及對材料的適應性，例如燒結材料和燒結材料周圍零件中使用的塑料材料。
此外，因為燒結合金軸承的尺寸和厚度正在降低和使用環(huán)境變得更惡劣和更多樣化，所以就抗磨性、抗膠住性和氧化穩(wěn)定性而論，急切要求進一步改進用于燒結合金軸承的油。對于在便攜式盒式收錄兩用機，便攜式緊湊型唱機、便攜式小型唱機的錄音機磁帶滾輪軸承和電動機軸承中所用的燒結合金軸承的油來說，為了減少功率消耗量，希望降低摩擦系數(shù)。在日本專利申請公開號平成7(1995)-53984的說明書中描述的一種包含原油和含金屬的特殊添加劑的油作為上述燒結合金軸承的油。然而，這種用于軸承的油不能滿足用于燒結合金軸承的油所要求的所有性能，即優(yōu)良的抗磨性、氧化穩(wěn)定性和低的摩擦系數(shù)。
本發(fā)明在上述情況下已被完成。因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于燒結合金軸承的油組合物，其能降低軸承的摩擦系數(shù)并改善軸承的抗磨性和油組合物對軸承材料的適應性。
通過發(fā)明人進行廣泛的研究，發(fā)現(xiàn)當油組合物包括一種原油和一種特殊的磷化合物時，能夠降低軸承的摩擦系數(shù)和改善軸承的抗磨性和油對軸承材料的適應性。
于是，本發(fā)明提供一種用于含油軸承的油組合物，其包括一種原油和至少一種類型的從含有一個具有12～30個碳原子的烴基的亞磷酸氫二烴酯和磷酸三烴酯中選擇的化合物。
下面詳細描述本發(fā)明。
一種包括礦物油和/或合成油的原油可以用作本發(fā)明的用于含油軸承的油組合物中的原油。除礦物油和/或合成油之外還包括粘度指數(shù)改善劑的原油也能使用。
對本發(fā)明中所用的礦物油和合成油的類型和性能沒有限定。能夠使用在40℃下運動粘度為5～500mm2/sec的油。當油的運動粘度低于5mm2/sec時，產(chǎn)生例如油膜強度下降和蒸發(fā)損失提高的問題。當油的運動粘度高于500mm2/sec時，粘滯阻力提高，并且有產(chǎn)生各種困難的可能性?；谶@些理由，運動粘度優(yōu)選地是10～300mm2/sec。礦物油的例子包括石蠟礦物油、中間餾出礦物油和通過精煉例如溶劑精制、加氫精制、加氫裂化和脫蠟處理得到的環(huán)烷基礦物油，以及在這些油中加入粘度指數(shù)改善劑所得到的油。
合成油的例子包括聚丁烯、聚烯烴(包括α-烯烴的共聚物)、各種類型的酯(例如多元醇酯、二元酸酯和磷酸酯)、各種類型的醚(例如聚苯醚)、烷基苯、烷基萘以及向這些油中添加粘度指數(shù)改善劑所得到的油。
在本發(fā)明中，可以使用上述兩種或多種類型的礦物油的混合物。也可以使用上述兩種或多種類型的合成油的混合物。以及也可以使用礦物油和合成油的混合物。
作為原油，優(yōu)選地使用由聚α-烯烴、乙烯-α-烯烴共聚物或這些聚合物的氫化產(chǎn)物組成的原油。優(yōu)選地使用含有6～14個碳原子的α-烯烴的低聚物作為聚α-烯烴。優(yōu)選地使用乙烯-丙烯共聚物作為乙烯-α-烯烴共聚物。在本發(fā)明中，特別優(yōu)選地是使用由至少從(a)聚α-烯烴和它們的氫化產(chǎn)物，(b)乙烯-α-烯烴共聚物和它們的氫化產(chǎn)物，和(c)(c-1)聚α-烯烴、乙烯-α-烯烴共聚物或它們的氫化產(chǎn)物和(c-2)烷基苯或烷基萘的混合物中選擇的一種組成的原油，因為能夠得到超低溫特性和阻止淤渣的形成。除上述組份外也可以使用含有粘度指數(shù)改善劑的原油。
上面描述的原油在高溫下使用期間可以免于難題，例如，由于軸承材料的油滲透導致的“油壓漏泄”引起油膜強度下降和軸承上油的泄漏量增大引起軸承壽命的縮短和周圍零件結垢，以及在低溫下開始使用時的這些難題，例如因為油的流動性下降軸承表面上油的供應不足。
在本發(fā)明中作為原油使用的烷基苯和烷基萘可以是具有一個苯環(huán)或一個萘環(huán)和至少一個含有6～30個、優(yōu)選地為10～24個碳原子并且結合在苯環(huán)或萘環(huán)上的烷基取代基的化合物。在原油中上述烷基苯和烷基萘的含量優(yōu)選地是3～90％(重量)。含有烷基苯或烷基萘的原油，特別是它們的量不低于3％(重量)的原油可以抑制淤渣的形成，從而保持油通過軸承材料中的孔漏出。當含量大于90％(重量)時，苯胺點下降，和軸承周圍的密封材料膨脹或收縮，有時將引起油從軸承上的泄漏量增大。此外，因為粘度指數(shù)下降，可能產(chǎn)生上述的在高溫下使用期間所產(chǎn)生的困難和在低溫下開始使用時的困難。基于上述理由，烷基苯或烷基萘的含量以原油重量計更優(yōu)選地是3～75％(重量)，最優(yōu)選地是3～60％。
能夠使用在上述原油中的粘度指數(shù)改善劑的優(yōu)選的例子包括烯烴(共)聚合物，例如乙烯-丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸酯和聚異丁烯。因為超低溫性能，特別優(yōu)選地使用聚甲基丙烯酸酯。由于在剪切條件下的超穩(wěn)定性，粘度指數(shù)改善劑的數(shù)均分子量優(yōu)選是10,000～1,000,000，較優(yōu)選地是10,000～100,000，更優(yōu)選地是10,000～50,000。
本發(fā)明的用于含油軸承的油組合物包括上面的原油和至少一種類型的從含有一個具有12～30個碳原子的烴基的亞磷酸氫二烴酯和磷酸三烴酯中選擇的化合物。由下面通式(I)(R1O)2POH…(I)代表的化合物優(yōu)選地用作上述的亞磷酸氫二烴基酯。
在上面的通式(I)中，R1優(yōu)選地表示具有12～30個碳原子的烷基或鏈烯基。當上面的亞磷酸氫二烴酯中的烴基的碳原子少于12個時，亞磷酸氫二烴酯提供一種穩(wěn)定性劣等的并且易于形成淤渣的油組合物。當烴基的碳原子多于30個時，所產(chǎn)生的問題是所得到的油組合物未表現(xiàn)出從所含的量中期望的潤滑性能，以及這種亞磷酸氫二烴酯不易得到?；谏鲜隼碛?，更優(yōu)選地是烴基具有14～22個碳原子。
在本發(fā)明中所用的亞磷酸氫二烴酯的具體例子包括亞磷酸氫二月桂酯、亞磷酸氫二棕櫚酯 、亞磷酸氫二硬脂基酯和亞磷酸氫二油烯酯。
優(yōu)選地使用由下面通式(II)代表的化合物作為本發(fā)明中所用的磷酸三烴酯(R2O)3P＝O…(II)在上面的通式(II)中，R2優(yōu)選地表示烷基或鏈烯基?；谏厦婷枋龅膶喠姿釟涠N酯的同樣的理由，烷基或鏈烯基優(yōu)選地具有12～30個碳原子，更優(yōu)選地具有14～22個碳原子。
用在本發(fā)明中的磷酸三烴酯的具體例子包括磷酸三月桂酯、磷酸三肉豆蔻酯、磷酸三棕櫚酯、磷酸三硬脂基酯和磷酸三油烯酯。
本發(fā)明的用于含油軸承的油組合物優(yōu)選地包括至少一種類型的從上述的亞磷酸氫二烴酯和磷酸三烴酯中選擇的化合物，其含量是0.01～10％(重量)。當含量低于0.01％(重量)時，本發(fā)明的有利效果幾乎沒有表現(xiàn)出來。當含量高于10％(重量)時，其有利效果充分表現(xiàn)出，并且有形成淤泥的傾向?；谏厦娴睦碛桑績?yōu)選地是0.1～5％(重量)、較優(yōu)選地是0.1～3％(重量)。
在本發(fā)明中，只要含量在上述范圍之中，可以使用兩種或多種類型的亞磷酸氫二烴酯的混合物，和也可以使用兩種或多種類型的磷酸三烴酯的混合物。以及可以使用一種或多種亞磷酸氫二烴酯和一種或多種磷酸三烴酯的混合物。
在本發(fā)明的用于含油軸承的油組合物中，如果需要，按照對本發(fā)明的目的沒有負作用的使用范圍可以另外包括粘度指數(shù)改善劑、傾點下降劑、無灰分散劑、金屬去垢劑、抗氧化劑、油性添加劑、抗腐蝕劑、表面活性劑、消泡劑和摩擦改良劑。
本發(fā)明的用于含油軸承的油組合物被注入各種類型的燒結金屬材料和被用于燒結合金的軸承。燒結合金軸承可以作為各種類型的軸承使用，例如，便攜式盒式收錄兩用機、便攜式緊湊型唱機、便攜式小型唱機中的滾輪軸承和電動機軸承。
本發(fā)明的優(yōu)點總結為，本發(fā)明的用于含油軸承的油組合物通過被注入各種不同類型的燒結金屬材料中而用于燒結合金軸承，能夠降低軸承的摩擦系數(shù)，并改善軸承的耐磨性和油組合物對軸承材料的適應性。
下面對照實施例更詳細地描述本發(fā)明。但是，實施例不是對本發(fā)明的限制。
用于含油軸承的油組合物的性能按照下列方法測定。
(1)殼體耐磨試驗根據(jù)日本石油協(xié)會的JPI-5S-32-90的方法測定耐磨性，并且測量在下列條件下所形成的擦痕的直徑轉動速度1200轉/分負荷40千克力油溫50℃時間60分鐘(2)擺錘式摩擦試驗根據(jù)日本汽車工程師協(xié)會制定的JASO M 314-88的方法在下列條件下測量摩擦系數(shù)
球 SUJ2(3/16英尺)滾針SUJ2油溫25℃(3)軸承材料的浸漬試驗在120℃下，下列軸承材料在試驗用油中浸漬100小時之后，通過檢查軸承材料中腐蝕的形成和測量所試驗的油中形成的淤渣的量來測定油。通過使用孔直徑為0.8μm的微孔濾器測量所形成的淤渣的量。
軸承材料鐵質材料按照日本工業(yè)標準B1581 SBF2118的材料銅質材料按照日本工業(yè)標準B1581 SBK1218的材料實施例1～4和對比例1～4根據(jù)表2中所示的配方使用表1中所示的原油制備用于含油軸承的油組合物，并且測定所制備的油組合物的性能。結果列在表2中。
表1原油(1) 原油(2) 原油(3)1)聚α-烯烴(重量)％ 100 - -2)聚α-烯烴(重量)％ - 65 273)聚α-烯烴(重量)％ - 30 434)烷基苯(重量)％ - 5 -5)烷基苯(重量)％ - - 30運動粘度(mm2/s)40℃30.7 99.999.3100℃ 5.84 13.70 13.69粘度指數(shù)137138 139傾點(℃)-50＞ -50 -40閃點(℃)238264 2521)聚α-烯烴運動粘度(100℃)，6cSt；Ethyl Corporation的產(chǎn)品，一種癸烯低聚物；2)聚α-烯烴運動粘度(100℃)，10cSt；Ethyl Corporation的產(chǎn)品，一種癸烯低聚物；3)聚α-烯烴運動粘度(100℃)，40cSt；Ethyl Corporation的產(chǎn)品，一種癸烯低聚物；4)烷基苯運動粘度(40℃)，50cSt；具有1～2個C12烷基的支鏈重烷基苯；5)烷基萘運動粘度(40℃)，28cSt；具有C16或C18烷基的烷基萘；
表2-1實施例1 實施例2 實施例3 實施例4原油(1)97.0-- 97.0原油(2)- 97.0 - -原油(3)- -97.0 -亞磷酸氫二油烯基酯 2.0 2.0 - -亞磷酸氫二月桂基酯 - -- 2.0磷酸三油烯基酯 - -2.0-亞磷酸氫二丁基酯- -- -酸式磷酸二油烯基酯 - -- -亞磷酸三油烯基酯- -- -磷酸三甲苯酯- -- -抗氧化劑*1.01.0 1.0 1.0通過擺錘式試驗所測的摩擦系數(shù)0.10 0.10 0.100.10殼體磨損(mm) 0.44 0.43 0.480.44軸承的浸漬試驗銅質材料腐蝕形成 無 無 無 無淤渣(mg/100ml)(微孔，0.8μm) 1.80.6 0.7 1.9鐵質材料腐蝕形成 無 無 無 無淤渣(mg/100ml)(微孔，0，8μm) 1.70.6 0.6 1.8*Ciba-Geigy公司的產(chǎn)品，Irganox L57，一種二苯胺抗氧化劑。
表2-2對比例1 對比例2 對比例3 對比例4原油(1) 97.097.097.097.0原油(2) - - - -原油(3) - - - -亞磷酸氫二油烯基酯 - - - -亞磷酸氫二月桂基酯 - - - -磷酸三油烯基酯 - - - -亞磷酸氫二丁基酯 2.0 - - -酸式磷酸二油烯基酯 - 2.0 - -亞磷酸三油烯基酯 - - 2.0 -磷酸三甲苯酯 - - - 2.0抗氧化劑*1.0 1.0 1.0 1.0通過擺錘式試驗所測的摩擦系數(shù) 0.100.100.140.13殼牌公司磨損(mm) 0.400.430.850.71軸承的浸漬試驗銅質材料腐蝕形成 形成形成無 無淤渣(mg/100m1)(微孔，0.8μm) 10.813.10.6 0.5鐵質材料腐蝕形成 形成形成無 無淤渣(mg/100ml)(微孔，0，8μm) 11.312.80.5 0.5*Ciba-Geigy公司的產(chǎn)品，Irganox L57，一種二苯胺抗氧化劑。
權利要求
1.一種用于含油軸承的油組合物，其包括一種原油和至少一種從含有一個具有12～30個碳原子的亞磷酸氫二烴酯和磷酸三烴酯中選擇的化合物。
2.根據(jù)權利要求1的用于含油軸承的油組合物，其中亞磷酸氫二烴酯是下列通式(I)(R1O)2POH…(I)代表的化合物，這里，R1表示具有12～30個碳原子的烷基或鏈烯基。
3.根據(jù)權利要求1的用于含油軸承的油組合物，其中磷酸三烴酯是下面通式(II)(R2O)3P＝O…(II)代表的化合物，這里，R2表示烷基或鏈烯基。
4.根據(jù)權利要求1的用于含油軸承的油組合物，其中油組合物中包含0.01～10％(重量)的從亞磷酸氫二烴酯和磷酸三烴酯中選擇的化合物。
5.根據(jù)權利要求1的用于含油軸承的油組合物，其中原油包括至少一種從(a)聚α-烯烴和它們的氫化產(chǎn)物，(b)乙烯-α-烯烴共聚物和它們的氫化產(chǎn)物，和(c)(c-1)聚α-烯烴、乙烯-α-烯烴共聚物或它們的氫化產(chǎn)物和(c-2)烷基苯或烷基萘的混合物中選擇的化合物。
6.根據(jù)權利要求1的用于含油軸承的油組合物，其中含油軸承是燒結合金軸承。
全文摘要
一種用于含油軸承的油組合物，其包括一種原油和一種含有一個具有12～30個碳原子的烴基的亞磷酸氫二烴酯和/或一種磷酸三烴酯。用于含油軸承的油組合物能降低軸承的摩擦系數(shù)和改善軸承的耐磨性以及油組合物對軸承材料的適應性。
文檔編號C10M137/00GK1147539SQ96109289
公開日1997年4月16日 申請日期1996年8月2日 優(yōu)先權日1995年8月3日
發(fā)明者清木啟通 申請人:出光興產(chǎn)株式會社