油脂组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种油脂组合物，其包括：基油；由至少一种选自锂、钙、镁和铝的金属和在每个分子结构中含有选自羟基、羧基和羧酸金属盐基团中的至少一种的脂肪酸形成的金属皂增稠剂；和由选自氧化物、碳化物和金刚石材料中的至少一种形成的纳米粒子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及油脂组合物，更具体地，涉及施用至滑动部件的含纳米粒子的油脂组 合物。本专利技术油脂组合物适用于一般工业机械、车辆和电气器材的滑动部件(例如马达的 滑动轴承或者滚动轴承)和其它易摩擦机械部件的润滑。
技术介绍
按照惯例，将润滑剂用于各种机械机器以降低滑动机构的摩擦系数。通过改善润 滑剂降低滑动机构摩擦系数不仅导致操作效率和部件寿命的提高，而且降低噪音和振动。例如，有文献披露了含有纳米粒子的液体润滑剂组合物，当施用至内燃机的钢滑 动部件时，其能够显著降低滑动部件摩擦系数，以改善燃烧效率(参见专利文件1)。另一方面，有文献披露了含有固体润滑添加剂如二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)的用 于等速接头(constant velocity joint)的油脂，其是有机钼添加剂的一个实例，并且尤其 是当施用至车辆传动轴的等速接头时，能够降低该接头的结构部件导致的噪音(参见专利 文件2)。现有技术文件专利文件专利文件1 日本特开2006-241443号公报专利文件2 日本特开平4-130193号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的问题MoDTC当用于油脂中时通过化学变化发挥它的作用。因此MoDTC的作用在启动时 或者在低载荷操作条件(其中油脂和滑动部件的温度低)下变得有限。这导致了一个问题， 即，根据使用条件，不能充分得到油脂的摩擦降低作用。通常，所述油脂通过以下方法制备 将一种或多种添加剂如增稠剂分散在液体润滑剂中，由此将液体润滑剂增稠至固态或者半 固态。即使当将含纳米粒子的润滑剂组合物简单增稠至油脂时，所得的油脂组合物也不能 总是提供足够的摩擦降低作用，这取决于与一种或多种油脂添加剂的组合。考虑到上面现有技术问题，做出了本专利技术。本专利技术的一个目的是提供能够在从低 温至高温的宽温度范围内显示低摩擦系数的油脂组合物。解决所沭问题的方法为了实现该目标，本专利技术人将注意力集中于涉及物理吸附并且不依赖于化学反应 的低摩擦机制并且进行了广泛的研究。结果发现，上面的目标可通过以下方法解决例如， 向基油(base oil)中添加并混合由至少一种选自锂、钙、镁和铝的金属和在每个分子结构 中含有选自羟基、羧基和羧酸金属盐基团中的至少一种的脂肪酸形成的金属皂增稠剂和由 选自氧化物、碳化物和金刚石材料中的至少一种形成的纳米粒子。本专利技术基于此发现。换句话说，本专利技术提供了一种油脂组合物，其包含基油；金属皂增稠剂，其由至3少一种选自由锂、钙、镁和铝构成的组的金属和在每个分子结构中含有选自由羟基、羧基和 羧酸金属盐基团构成的组中的至少一种的脂肪酸形成；和由选自氧化物、碳化物和金刚石 材料中的至少一种形成的纳米粒子。附图说明图1是示出SRV摩擦试验方法的示意性透视图。 具体实施例方式下面将详述本专利技术。本专利技术油脂组合物包含基油；由至少一种选自锂、钙、镁和铝的金属和在每个分 子结构中含有选自羟基、羧基和羧酸金属盐基团中的至少一种的脂肪酸形成的金属皂增稠 剂；和由选自氧化物、碳化物和金刚石材料中的至少一种形成的纳米粒子。在不使用通过化 学变化发挥作用的MoDTP作为必要组分的情况下，上面指定的油脂组合物可在从低温至高 温的宽温度范围内得到低摩擦系数。此外，上面指定的油脂组合物变得较不易于热劣化，并 且能够得到改善的寿命，这是因为油脂组合物的作用不涉及化学反应。目前推测本专利技术油脂组合物的摩擦降低和润滑作用通过以下机制得到所述金属皂增稠剂由于在其分子结构的末端或者侧链上存在羟基、羧基和/或羧 酸金属盐基团而显示出极性，因此当由至少一种选自锂、钙、镁和铝的金属和在每个分子结 构中含有选自羟基、羧基和羧酸金属盐基团中的至少一种的脂肪酸形成的金属皂增稠剂和 由选自氧化物、碳化物和金刚石材料中的至少一种形成的纳米粒子在基油中共存时，所述 金属皂增稠剂能够容易地吸附到高表面能纳米粒子表面上。这使得总系统能量降低。所得 的吸附了增稠剂的纳米粒子能够分散在油脂组合物中，而不会彼此聚结。特别地，在其上吸 附了含羟基、羧基和/或羧酸金属盐基团的增稠剂的纳米粒子当附着在滑动部件之间时能 够有效地防止滑动部件的直接接触(金属接触)。在滑动部件摩擦表面之间的摩擦位点，吸 附了增稠剂的纳米粒子不仅能够防止摩擦表面的表面凸起之间的直接接触，而且被压在摩 擦表面上，形成低剪切摩擦膜，由此降低摩擦表面之间的剪切阻力。结果，可能显著降低摩 擦位点的摩擦系数。由于纳米粒子表面是活性的(active)，可以设想，在纳米粒子呈粉末形 式的情况中，源于制造阶段的任何油/脂物质、溶剂和空气等均可被吸附到纳米粒子表面 上，导致纳米粒子表面能降低。然而纳米粒子具有通过摩擦暴露的新的表面，使得油脂组合 物的含羟基、羧基和/或羧酸金属盐的增稠剂能够被吸附到新暴露的纳米粒子表面上。应该注意的是，上面的机制仅是一种推测，不用说，油脂组合物的上面的作用即使 是通过不同于上面机制的任何机制得到的，也落在本专利技术的技术范围内。 作为基油，可以使用矿物油和/或合成油。油脂组合物中的基油含量无特别限制， 不过优选的是，在油脂组合物中含有基油作为主要组分。这里，术语“主要组分”是指含量 为50质量％或更多 的组分，基于油脂组合物的总量。 矿物油的具体实例是通过以下方法制备的正链烷烃油和基于链烷烃或者基于环 烷烃的油通过常压或者减压蒸馏从石油提取油馏分，然后通过纯化处理(例如溶剂脱浙 青、溶剂萃取、氢化裂解、溶剂脱蜡、加氢精制、硫酸洗涤和粘土精炼)的任何适合组合纯化 所提取的油馏分。尽管经常使用溶剂精制或者氢化精制的矿物油作为基油，但是也可以使用通过Gas-To-Liquid(GTL)蜡异构化或者通过深度氢化裂解以降低油中的芳族化合物含 量而制备的矿物油。合成油的具体实例是聚烯烃(PAO)油如α-烯烃低聚物油和聚丁烯油。也可以 使用酯油作为合成油，例如单酯油，例如其中烷基添加到硬脂酸和油酸中(碳数10-20)； 二酯油，例如戊二酸二(十三烷基)酯、己二酸二辛酯、己二酸二异癸酯、己二酸二(十三烷 基)酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、乙酰蓖麻 酸甲酯和癸二酸二辛酯；多元醇酯(POE)油，例如辛酸三羟甲基丙烷酯、壬酸三羟甲基丙烷 酯、2-乙基己酸季戊四醇酯(pentaerythritol-2-ethylhexanoate)和壬酸季戊四醇酯；芳 族酯油，例如偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三癸酯(tridecyl trimellitate)和均苯四酸四辛 酯；和复合酯油，例如一元酸和二元酸的混合脂族酸和多元醇的低聚酯。合成油的其它具 体实例是醚油如聚二醇，例如聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇单醚和聚丙二醇单醚；和苯 基醚，例如单烷基三苯醚、烷基二苯醚、二烷基二苯醚、四苯醚、五苯醚、单烷基四苯醚和二 烷基四苯醚。然而所述合成油不限于上面这些。也可以使用其它合成油如全氟烷基醚和硅 油。这些基油化合物可以单独使用，或者以其两种或者更多种的混合物的形式使用。 尤其优选的是使用具有羟基的酯油和/或醚油作为基油，使得所述基油可以帮助 金属皂增稠剂吸附到纳米粒子上以显著降低摩擦系数。基油运动粘度无特别限制。优选地，基油在100°C的运动粘度为2mm2/s或更高且 20mm2/s或更低。当基油运动粘度在100°C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油脂组合物，包含：基油；由脂肪酸和至少一种金属形成的金属皂增稠剂，所述至少一种金属选自由锂、钙、镁和铝构成的组，所述脂肪酸在每个分子结构中含有选自由羟基、羧基和羧酸金属盐基团构成的组中的至少一种；和由选自由氧化物、碳化物和金刚石材料构成的组中的至少一种形成的纳米粒子。

【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：马渕丰，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP