本发明专利技术提供了一种使用节能润滑剂组合物减少暴露至高剪切条件的两个表面之间的磨损的方法。所述润滑剂组合物包含具有烷基、芳基或烷基和芳基官能团的组合的聚硅氧烷基础油。所述聚硅氧烷基础油可根据下式而定义：其中对R，和R'独立地选择，以使得R为具有1-3个之间碳原子的烷基基团；R′为具有6至20个之间碳原子的烷基或芳基基团；并且m和n为整数，以使得25＜(m+n)＜500，并且m/(m+n)之比大于0.05且小于1.00。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 本公开整体涉及减小在高剪切条件下彼此相对移动的两个表面之间发生的膜摩 擦的润滑剂组合物的用途。更具体地讲，本公开涉及包含具有烷基官能团、芳基官能团或它 们的组合的聚硅氧烷基础油的润滑剂组合物的用途。 本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可能并不构成现有技术。 目前可以得到范围从天然和石油衍生的烃（矿物油）到合成的烃基和有机硅基聚 合物的多种润滑剂组合物。近几十年来对合成润滑剂的开发是对用于各种不同应用的润滑 剂的流变性和摩擦学特性进行优化的共同努力的结果。已开发了许多称为硅烷（-Si-)、硅 亚烷基化物（ _Si_C_)、娃氣烧（-Si_N_)和硅氧烷（-Si-O-)的娃基聚合物以用于弹性体、涂 料、表面改性剂、光致抗蚀剂分离膜和软性接触镜片。通常衍生于二氧化硅（例如，硅砂） 的硅氧烷因其商业意义而已进行了最广泛的评估。 硅氧烷是具有硅-氧主链而不是通常存在于烃中的碳-碳主链的聚合物结构。 Si-ο键的强度（_460kJ/m〇l)超过了 C-C键的强度（_348kJ/m〇l)。此外，硅氧烷分子比相 应的烃更柔韧，因为它们相对于围绕主链结构的链旋转表现出更低的空间位阻。这种低空 间位阻归因于多种因素，包括更长的Si-O键（0. 164nm，相比之下C-C为0. 153nm)，氧原子 不受侧基的阻碍以及更大的Si-O-Si键角（约143°，相比之下C-C-C为约110° )。硅氧 烷增强的柔韧性可实现增加的紧凑性、更低的熔融温度和更低的玻璃化转变温度。一般来 讲，已知硅氧烷具有非凡的氧化稳定性、低本体粘度（和温度-粘度系数）、拒水性、生物惰 性以及允许它们比常规烃更均匀地在表面上散开的相对低的表面张力。 硅氧烷通常衍生于硅与氯甲烷反应产生二甲基二氯硅烷，然后与水混合产生硅烷 醇，再进行聚合。常规硅氧烷聚合物的一个例子是聚二甲基硅氧烷（PDMS)。PDMS由交替的 硅和氧原子的主链构成，其中甲基基团键合到硅原子。已知PDMS提供不良的界面润滑特 性。然而，用其他基团诸如苯基基团来替换甲基基团可导致边界摩擦和磨损的减小。不幸 的是，这样的替换还将导致在以足够的量使用时硅氧烷聚合物分子刚性的增加。例如，苯 基基团替换了大量甲基基团的聚苯基甲基硅氧烷（PPMS)表现出增加的耐水性和氧化稳定 性，但分子柔韧性降低。
技术实现思路
本公开整体提供聚硅氧烷基础油作为节能润滑剂在两个表面彼此相对移动时减 少这两个表面之间的膜摩擦，以使得产生高剪切条件的用途。该高剪切条件定义为在约 1，000秒H和约100, 000, 000秒H之间的剪切速率。聚硅氧烷基础油对应于以下结构式：【主权项】1. 至少一种不含非有机硅基础油的聚硅氧烷基础油作为节能润滑剂，在两个机械表面 彼此相对移动时，通过利用高剪切条件下的暂时性剪切致稀减少所述两个表面之间出现的 膜摩擦的用途，所述高剪切条件定义为在1，〇〇〇秒H和100, 〇〇〇, 〇〇〇秒H之间的剪切速率； 所述聚硅氧烷基础油对应于以下结构式并且在至少303K的温度以及10nm或更大的EHL膜厚下表现出小于0. 07的摩擦系数； 其中对R和R'独立地选择，以使得R为具有1-3个之间碳原子的烷基基团；R'为具有 6-20个之间碳原子的烷基或芳基基团；m为整数，并且n为整数或0,而25 < (m+n) < 500 且 0? 05 <ni/(m+n) < 1. 00。2. 根据权利要求1所述的节能润滑剂的用途，其中在所述聚硅氧烷基础油中，R为甲基 基团，并且R'为具有6-12个之间碳原子的烷基基团；并且50 < (m+n) < 500且0.05 <m/ (m+n) < 0? 30。3. 根据权利要求1或2所述的节能润滑剂的用途，其中所述聚硅氧烷基础油对应于以 下结构式：4. 根据权利要求1所述的节能润滑剂的用途，其中在所述聚硅氧烷基础油中，R为甲基 基团，并且R'为具有6-12个之间碳原子的芳基基团，并且0 < (m+n) < 500且0.75 <m/ (m+n) < 1. 00 〇5. 根据权利要求4所述的节能润滑剂的用途，其中所述聚硅氧烷基础油对应于以下结 构式：6. 根据权利要求1所述的节能润滑剂的用途，其中所述润滑剂组合物包含所选的至少 第一和第二聚硅氧烷基础油的混合物，使得所述第一聚硅氧烷基础油中的R'为烷基基团， 并且所述第二聚硅氧烷基础油中的R'为芳基基团。7. 根据权利要求6所述的节能润滑剂的用途，其中所述第一聚硅氧烷基础油具有以下 结构：并且所述第二聚硅氧烷基础油具有以下结构：8. 根据权利要求1-7所述的节能润滑剂的用途，其中当暴露至所述高剪切条件时，所 述聚硅氧烷基础油表现出初始粘度（rU)减少至有效粘度（neff);其中rUff/rU之比在 0. 99和0. 05之间。9. 根据权利要求1-8所述的节能润滑剂的用途，其中所述聚硅氧烷基础油表现出超过 10,000g/mol的总质量。10. 根据权利要求1-9所述的节能润滑剂的用途，其中所述润滑剂组合物还包含作为 以下群组中的一者而选择的至少一种功能添加剂：极压添加剂、抗磨损添加剂、抗氧化剂、 消泡剂和腐蚀抑制剂。11. 根据权利要求1-10所述的节能润滑剂的用途，其中所述两个表面代表在机件中的 弹性流体动力学润滑（EHL)接触点。12. 根据权利要求11所述的节能润滑剂的用途，其中所述机件是滑动轴承、滚动元件 轴承、齿轮、凸轮及凸轮从动件或牵引传动件，并且任选地，所述两个表面是金属表面。13. 根据权利要求1-12所述的节能润滑剂的用途，其中所述润滑剂提供如下中的一 者和多者：所述两个表面之间的EHL膜厚小于2000nm，在398K的温度下膜摩擦系数小于 0. 05,以及在小于1，000秒的剪切速率下，摩擦系数小于0. 25。14. 一种减小机件中滚动或滑动表面之间的膜摩擦的方法，所述方法包括以下步骤： 提供具有第一表面和第二表面的机件；所述第一和第二表面代表所述机件中的弹性流 体动力学润滑（EHL)接触点； 在所述第一表面与第二表面之间提供润滑剂组合物，所述润滑剂组合物包含： 至少一种不含非有机硅基础油的聚硅氧烷基础油，所述聚硅氧烷基础油对应于以下结 构式：其中对R和R'独立地选择，以使得R为具有1-3个之间碳原子的烷基基团；R'为具有 6-20个之间碳原子的烷基或芳基基团；m为整数，并且n为整数或0,而25 < (m+n) < 500 且 0? 05 <ni/(m+n) < 1. 00 ;以及 允许所述第一表面滚过或滑过所述第二表面，使得所述润滑剂组合物暴露至高剪切条 件，所述高剪切条件定义为在1，〇〇〇秒h和100, 〇〇〇, 〇〇〇秒h之间的剪切速率；其中所述润 滑剂组合物在至少303K的温度以及10nm或更大的膜厚下表现出小于0. 07的摩擦系数。15. 根据权利要求14所述的方法，其中在所述聚硅氧烷基础油中，R为甲基基团，并 且R'为具有6-12个之间碳原子的烷基基团；并且50 < (m+n) < 500且0? 05 <ni/(m+n) < 0? 本文档来自技高网...
【技术保护点】
至少一种不含非有机硅基础油的聚硅氧烷基础油作为节能润滑剂，在两个机械表面彼此相对移动时，通过利用高剪切条件下的暂时性剪切致稀减少所述两个表面之间出现的膜摩擦的用途，所述高剪切条件定义为在1,000秒‑1和100,000,000秒‑1之间的剪切速率；所述聚硅氧烷基础油对应于以下结构式并且在至少303K的温度以及10nm或更大的EHL膜厚下表现出小于0.07的摩擦系数；其中对R和R’独立地选择，以使得R为具有1‑3个之间碳原子的烷基基团；R’为具有6‑20个之间碳原子的烷基或芳基基团；m为整数，并且n为整数或0，而25＜(m+n)＜500且0.05＜m/(m+n)＜1.00。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·斯塔默，曼弗雷德·容克，赫伯特·斯图格鲍尔，钟业华，王茜，图斌·J·马克斯，汤姆斯·左尔泊，
申请(专利权)人：道康宁公司，西北大学，
类型：发明
国别省市：美国;US
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