球接头用润滑脂组合物的制作方法

1.本发明涉及一种球接头(ball joint)用润滑脂组合物。

背景技术：

2.一直以来，作为用于汽车的悬架(suspension)、转向等的球接头的润滑脂，例如使用了矿物油或者合成烃油的润滑脂(参照专利文献1)。
3.由于润滑脂维持球接头的润滑性，因此使用粘度比较高的基油，或者改良增稠剂等方式来使润滑脂高粘度化，从而提高润滑脂的附着性。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2000-230188号公报

技术实现要素：

7.发明所要解决的课题
8.然而，现有的球接头用润滑脂存在球接头的起动转矩升高的问题。在专利文献1所记载的发明中未提及球接头的起动转矩。
9.此外，如上所述，当为了维持球接头用润滑脂的润滑性而采用高粘度时，难以将球接头在低温下的操作转矩(operating torque)抑制得较低。
10.因此，本发明是鉴于这样的问题而完成的发明，其目的在于提供一种与现有技术相比，能够降低起动转矩，此外还能够实现操作转矩的降低，可改善低温性的球接头用润滑脂组合物。
11.用于解决课题的手段
12.本发明的球接头用润滑脂组合物的特征在于，含有作为基油的硅油(silicone oil)、和添加剂，作为所述添加剂，含有氨基改性硅酮(silicone)以及改性聚烯烃。
13.通过该构成，利用作为基油的硅油，能够维持润滑脂组合物在低温下的流动性。此外，由于作为添加剂的氨基改性硅酮以及改性聚烯烃结合而形成牢固的油膜，因此在润滑脂组合物被用于球接头的润滑剂的情况下，能够防止球接头停止之际的油膜断裂。由此，能够降低润滑脂组合物的静止摩擦力并且提高球接头在低温下的操作性。
14.本发明的一方式的球接头用润滑脂组合物中，作为所述硅油，优选为包含二甲基硅油以及苯基改性硅油之中至少1种。通过该构成，二甲基硅油以及苯基改性硅油与其他的基油相比粘度指数较高，具备即便温度发生变化而粘度也不易发生变化的特性，因此能够维持润滑脂的流动性。
15.本发明的一方式的球接头用润滑脂组合物中，所述氨基改性硅酮优选为，由下述通式(1)或(2)来表示。
16.[化1]
[0017]
通式(1)
[0018][0019]
另，有机基为-rnh2，r表示烷基，n表示重复数。
[0020]
[化2]
[0021]
通式(2)
[0022][0023]
另，有机基选自-rnh2，中的任意一方，
[0024]
r及r’表示烷基，m、n表示重复数。
[0025]
通过该构成，这些氨基改性硅酮能够与改性聚烯烃有效地结合，从而使改性聚烯烃均匀地分散于基油中。
[0026]
本发明的一方式的球接头用润滑脂组合物中，作为所述改性聚烯烃，优选为，包含氧化聚乙烯、氧化聚丙烯、酸改性聚乙烯以及酸改性聚丙烯之中至少1种。通过该构成，并通过使用这些改性聚烯烃，从而能够与氨基改性硅酮有效地结合而良好地形成油膜。
[0027]
本发明的一方式的球接头用润滑脂组合物中，所述氨基改性硅酮的含量优选为大于0质量份且在30质量份以下。此外，所述改性聚烯烃的含量优选为大于0.1质量份且在20质量份以下。
[0028]
本发明的一方式的球接头用润滑脂组合物中，相对于所述改性聚烯烃的所述氨基改性硅酮的含量优选为下述式(3)的范围内。
[0029]
0.5≤(氨基改性硅酮质量/改性聚烯烃质量)≤30.0
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0030]
通过这些构成，能够使氨基改性硅酮与改性聚烯烃有效地作用，从而使改性聚烯烃均匀地分散于基油中并且有效地形成油膜。
[0031]
本发明的一方式的球接头用润滑脂组合物中，所述改性聚烯烃的酸价优选为，大于0.1(mgkoh/g)且在100.0(mgkoh/g)以下。通过该构成，能够与氨基改性硅酮更有效地结合，从而更好地形成油膜。
[0032]
本发明的一方式的球接头用润滑脂组合物中，所述润滑脂组合物的静止摩擦系数优选为0.050以下。通过该构成，能够有效地降低静止摩擦力。
[0033]
发明效果
[0034]
本发明的球接头用润滑脂组合物可适合用作汽车等中所使用的球接头的润滑剂。
附图说明
[0035]
图1为用于说明静摩擦系数的试验方法的示意图。
[0036]
图2为实验中使用的球接头的截面图。
具体实施方式
[0037]
以下对本发明的一实施方式(以下简称为“实施方式”)进行详细地说明。另外，本
发明并不局限于以下的实施方式，可在其主旨的范围内进行各种变形来实施。
[0038]
本发明人针对用作球接头的润滑而使用的润滑脂组合物进行了深入研究，其结果为：达到了通过使用硅油作为基油并且使用氨基改性硅酮以及改性聚烯烃作为添加剂来提升静止摩擦力以及低温下的操作性。
[0039]
(球接头用润滑脂组合物)
[0040]
本实施方式中的球接头用润滑脂组合物含有作为基油的硅油，或者含有作为添加剂的氨基改性硅酮以及改性聚烯烃。另外，可适当添加增稠剂等以往作为润滑脂组合物所包含的物质。
[0041]
尽管作为基油的硅油并未受到限定，但优选为包含二甲基硅油以及苯基改性硅油之中至少1种。
[0042]
基油的运动粘度优选为，在25℃下为100000mm2/s以下。此外，基油的运动粘度更优选为在25℃下为10000mm2/s以下，此外，尽管并未特别限定下限值，但例如基油的运动粘度在25℃下可降低至5mm2/s左右。
[0043]
此外，作为添加剂的氨基改性硅酮，优选为，由下述通式(1)或(2)来表示。
[0044]
[化3]
[0045]
通式(1)
[0046][0047]
另，有机基为-rnh2，r表示烷基，n表示重复数。
[0048]
[化4]
[0049]
通式(2)
[0050][0051]
另，有机基选自-rnh2中的任意一方，
[0052]
r及r’表示烷基，m、n表示重复数。
[0053]
尽管在此未限定数值，但m为几十以上，具体为50以上，在后述的实施例中为80～750左右。此外，n为100左右以下，具体为20以下，在后述的实施例中为1～10左右。
[0054]
此外，氨基改性硅酮的运动粘度优选为，在25℃下为15000mm2/s以下。该运动粘度可通过上述通式所记载的化学式的重复数来进行调节。
[0055]
作为添加剂的改性聚烯烃，优选为，包含氧化聚乙烯、氧化聚丙烯、酸改性聚乙烯以及酸改性聚丙烯之中至少1种。此外，改性聚烯烃的酸价优选为大于1(mgkoh/g)且在100.0(mgkoh/g)以下。此外，改性聚烯烃的酸价更优选为5(mgkoh/g)以上80(mgkoh/g)以下，进一步优选为15(mgkoh/g)以上60(mgkoh/g)以下。
[0056]
作为基油的二甲基硅油以及苯基改性硅油与其他的基油相比粘度指数较，具备即便温度发生变化而粘度也不易变化的特性。因此，通过使用二甲基硅油以及苯基改性硅油之中至少1个作为基油，从而能够维持润滑脂的流动性。
[0057]
此外，作为添加剂的氨基改性硅酮与添加剂的改性聚烯烃结合，能够使改性聚烯烃均匀地分散于基油中。此外，氨基改性硅酮与改性聚烯烃结合的部位有极性，容易附着在金属表面。因此，氨基改性硅酮与改性聚烯烃的混合物在球接头的金属表面形成牢固的油膜，从而能够防止球接头停止之际的油膜断裂。由此，通过本实施方式的球接头用润滑脂组合物，能够降低静止摩擦力，并且能够提高球接头在低温下的操作性。
[0058]
在球接头用润滑脂组合物中，氨基改性硅酮的含量优选为大于0质量份，更优选为3质量份以上，进一优选为4质量份以上。此外，氨基改性硅酮的含量优选为30质量份以下，更优选为25质量份以下，进一步优选为20质量份以下。
[0059]
改性聚烯烃的含量优选为大于0.1质量份，更优选为0.5质量份以上，进一步优选为1.0质量份以上。此外，改性聚烯烃的含量优选为20质量份以下，更优选为15质量份以下，进一步优选为10质量份以下。
[0060]
此外，相对于改性聚烯烃的氨基改性硅酮的含量优选为下述式(3)的范围内。
[0061]
0.5≤(氨基改性硅酮质量/改性聚烯烃质量)≤30.0
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0062]
(氨基改性硅酮质量/改性聚烯烃质量)优选为0.5以上，更优选为0.7以上，进一步优选为0.9以上，更进一步优选为1.0以上。此外，(氨基改性硅酮质量/改性聚烯烃质量)优选为30.0以下，更优选为10.0以下，进一步优选为5.0以下，更进一步优选为3.0以下。通过规定氨基改性硅酮以及改性聚烯烃的含量，从而能够使氨基改性硅酮与改性聚烯烃有效地作用，进而使改性聚烯烃均匀地分散于基油中并且有效地形成油膜。
[0063]
在本实施方式中，除了二甲基硅油以及苯基改性硅油以外，还可混合使用不同的基油。但，在将二甲基硅油以及苯基改性硅油以外的基油组合的情况下，占润滑脂组合物中的基油的一半以上适合由二甲基硅油以及苯基改性硅油之中至少1种来构成。
[0064]
在本实施方式中，优选为将添加剂的合计含量调整在预定范围内。由于添加剂的含量过多时易产生油分离，因此具体优选为，添加剂的含量设为50质量份以下。在此是指100质量份是指相对于基油与添加剂合计100质量份的比例。以下同样。
[0065]
如上所述那样构成的球接头用润滑脂组合物在本实施方式中的静止摩擦系数优选为0.050以下，更优选为0.045以下，进一步优选为0.040以下。由此，可有效地降低静止摩擦力。本实施方式中的静止摩擦系数取决于实施例的静止摩擦系数的实验条件。
[0066]
静止摩擦系数是在被施加了预定载荷的试验片与涂覆了润滑脂组合物的钢板滑动之际的、钢板的拉伸力(滑动阻力)除以载荷而求出的(参照实施例)。
[0067]
本实施方式的润滑脂组合物中所含有的增稠剂并未特别地限定，例如可选自锂皂、钙皂、钠皂、铝皂、铝复合皂、锂复合皂、钙复合皂、铝复合皂、脲化合物、有机化膨润土、聚四氟乙烯、硅胶、对苯二甲酸钠(
ナトリウムテレフタラメート
)之中至少1种。此外，还可使用例如脂肪酸酰胺。另外，锂皂是脂肪酸或其衍生物与氢氧化锂的皂化反应物。所使用的脂肪酸选自碳数为2～22的饱和或不饱和的脂肪酸以及它们的衍生物中至少1种。此外，所述的脂肪酸或其衍生物与氢氧化锂反应而成的“皂”是市售的，也可以使用。
[0068]
此外，根据需要，可添加抗氧化剂、防锈剂、防金属腐蚀剂(金属缓蚀剂)、油性剂、耐磨剂、极压剂、固体润滑剂等。这些添加物的含量被限制在0.01重量份～20重量份左右的范围内。
[0069]
作为抗氧化剂，可选自受阻酚、烷基化二苯胺、受阻胺光稳定剂、苯基-α-萘胺等。
根据后述的实验结果，添加1重量份左右抗氧化剂。由此可获得良好的防尘罩适合性。
[0070]
防尘罩是防止润滑脂泄漏、灰尘混入到球接头非常重要的部件，但防尘罩例如由氯丁橡胶制成，具有因加热而收缩的性质。由于防尘罩的收缩会引起润滑脂的泄漏以及灰尘的混入，因此必须防止防尘罩的收缩。
[0071]
在此，由于硅酮系润滑脂不会浸透防尘罩，因此为了防止防尘罩的收缩，在本实施方式中采用硅酮系润滑脂中混合抗氧化剂。由此，抗氧化剂作用于防尘罩，能够有效地抑制防尘罩的收缩。
[0072]
通常，由于硅酮系润滑脂氧化稳定性较高，因此只要不在高温(例如150℃以上)下使用，则不需要抗氧化剂，而在本实施方式中，并不是润滑脂的抗氧化，而是为了发挥对防尘罩的抗氧化性能而进行适当添加。
[0073]
另外，由于矿物油系润滑脂显示出油对防尘罩浸透而膨润的作用，因此可减轻收缩率。
[0074]
此外，作为防锈剂，可选自硬脂酸等羧酸、二羧酸、金属皂、羧酸胺盐、重质磺酸的金属盐、或多元醇的羧酸偏酯等。作为防金属腐蚀剂，可选自苯并三唑或苯并咪唑等。作为油性剂，可选自月桂胺等胺类、肉豆蔻醇等高级醇类、棕榈酸等高级脂肪酸类、硬脂酸甲酯等脂肪酸酯类、或油酰胺等酰胺类等。作为耐磨剂，可选自锌系、硫系、磷系、胺系、或酯系等。作为极压剂，可选自二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代磷酸钼、硫化烯烃、硫化油脂、三氯硬脂酸甲酯、氯化萘、碘化苄、氟烷基聚氧烷、或者环烷酸铅等。此外，作为固体润滑剂，可选自石墨、氟化石墨、聚四氟乙烯、三聚氰胺氰脲酸酯、二硫化钼、硫化锑等。
[0075]
此外，关于润滑脂组合物的稠度，可设为200～500左右。另外，关于稠度的测定方法，记载于后述的实施例一栏中。
[0076]
另外，在本实施方式中，作为低转矩化的油性剂，可适当添加羧酸改性硅酮等改性硅酮类。
[0077]
使用本实施方式的润滑脂组合物的球接头可用于例如汽车的悬架、转向等(例如下臂、拉杆旋转端等)的可动部分。由此能够改善汽车的机动性、操纵性。
[0078]
实施例
[0079]
以下，为了明确本发明的效果，通过实施过的实施例来对本发明进行详细地说明。另外，本发明并不受到以下实施例任何限定。
[0080]
在各实施例以及各比较例中，改变添加剂的种类、组成来制作球接头用润滑脂组合物，并测定润滑脂组合物的稠度、静止摩擦系数。作为基油，使用二甲基硅油(信越化学工业社制kf96-1000cs)。作为增稠剂，使用锂皂。而且，使用jisk2220的低温转矩试验方法，来测定各实施例以及各比较例的润滑脂组合物在-40℃下的起动转矩。结果示于表1。
[0081]
[表1]
3”分别对应于氧化聚乙烯、酸改性聚乙烯、酸改性聚丙烯、氧化聚乙烯。此外，“抗氧化剂-1”对应于烷基化二苯胺、“抗氧化剂-2”对应于受阻苯酚、“抗氧化剂-3”受阻胺光稳定剂。在表2中，括号内表示氨基改性硅酮-1、氨基改性硅酮-2、以及氨基改性硅酮-3的粘度。
[0084]
[表2]
[0085][0086]
稠度通过jis k2220中规定的稠度试验方法来测定。
[0087]
此外，本实验中测定静止摩擦系数。静止摩擦系数的实验条件如下。
[0088]
＜静止摩擦系数的实验条件＞
[0089]
试验片：spcc钢板/pom球
[0090]
载荷：2kgf
[0091]
润滑脂涂覆膜厚：0.05mm
[0092]
试验温度：室温
[0093]
试验时间：润滑脂组合物涂覆后静置16小时
[0094]
滑动速度：1mm/sec
[0095]
滑动距离：1mm
[0096]
滑动次数：1次
[0097]
图1为用于说明静止摩擦系数的试验方法的示意图。图1所示的符号3表示pom球，符号4表示spcc钢板。而且，使spcc钢板4在向b方向施加载荷的同时向a方向移动，并立即测定静摩擦系数。使spcc钢板移动的拉伸力作为滑动阻力进行测定。
[0098]
基于测定出的滑动阻力和施加到pom球的载荷，并通过下述(4)式来求出摩擦系数。
[0099]
摩擦系数＝(滑动阻力/载荷)
ꢀꢀ
(4)
[0100]
由滑动阻力的最大值即极大滑动阻力求出的摩擦系数作为静止摩擦系数而求得。
[0101]
实施例1-12与比较例1-3及市售品相比，维持了润滑脂组合物的静止摩擦系数较低的值。此外，实施例1-12中，与市售品相比，在-40℃下的起动转矩降低。即、在实施例中，静止摩擦力降低并且在低温下的操作性提高。
[0102]
实施例中，包含氨基改性硅酮以及酸改性聚烯烃作为添加剂。实施例中的润滑脂组合物的静止摩擦系数在0.030以上0.050以下。根据实施例及比较例可知，润滑脂组合物的静止摩擦系数优选为0.050以下，更优选为0.045以下，进一步优选为0.040以下。此外，实施例1-12中的润滑脂组合物在-40℃下的起动转矩为130mn
·
m以下。由此可知，润滑脂组合物在-40℃下的起动转矩优选为130mn
·
m以下，更优选为120mn
·
m以下，进一步优选为110mn
·
m以下。
[0103]
此外，对防尘罩适合性进行测定。在实验中，让防尘罩浸渍于本实施例、比较例、以及市售的润滑脂中，保持在120℃下，对经过336小时后的体积变化进行评价。
[0104]
体积收缩变化在12％以下时为〇，体积收缩变化大于12％时为
×
。如表1所示，添加抗氧化剂的实施例10-12可获得良好的防尘罩适合性。
[0105]
此外，将由表1所示的组成构成的球接头用润滑脂组合物填充在图2所示的球接头10的球状部12与表层13之间，并对起动转矩进行测定。另外，球接头10被构成为，具有球状部12、容纳球状部12的容纳部件14、和覆盖球状部12的表面的表层(片材)13。表层13由容纳部件14保持。球状部12的表面与轴部11一体设置。而且，球状部12与表层13之间填充润滑脂组合物15。另外，本实施例的球接头并不局限于上述结构。
[0106]
起动转矩是在润滑脂组合物的涂覆量设为0.5g、旋转速度设为0.2rpm、旋转角度设为45度的情况进行测定。另外，测定时的温度为25℃。
[0107]
如表1所示，实施例的起动转矩均低于比较例。
[0108]
可知本实施例能够将起动转矩降低至2500mn
·
m以下。
[0109]
此外，实施例1-12中包含4质量份以上20质量份以下氨基改性硅酮。根据实施例及比较例可知，润滑脂组合物中的氨基改性硅酮的含量优选为大于0质量份，更优选为3质量份以上，进一步优选为4质量份以上。此外可知优选为30质量份以下，更优选为25质量份以下，进一步优选为20质量份以下。
[0110]
此外，还包含2质量份以上10质量份以下改性聚烯烃。根据实施例及比较例，可知润滑脂组合物中的改性聚烯烃的含量优选为大于0.1质量份，更优选为0.5质量份以上，进一步优选为1.0质量份以上，更进一步优选为2质量份以上。此外可知，改性聚烯烃的含量优选为20质量份以下，更优选为15质量份以下，进一步优选为10质量份以下。
[0111]
此外，相对于改性聚烯烃的氨基改性硅酮的含量为1.0≤(氨基改性硅酮质量/改性聚烯烃质量)≤3.0。由此可知，(氨基改性硅酮质量/改性聚烯烃质量)优选为0.5以上，更优选为0.7以上，进一步优选为0.9以上，更进一步优选为1.0以上。此外可知，(氨基改性硅酮质量/改性聚烯烃质量)优选为30.0以下，更优选为10.0以下，进一步优选为5.0以下，更进一步优选为3.0以下。
[0112]
尤其在包含10质量份氨基改性硅酮-1以及5质量份改性聚烯烃-1、10质量份氨基改性硅酮-2以及5质量份改性聚烯烃-2之际，能够将静止摩擦系数有效地维持为低值。
[0113]
此外，改性聚烯烃的酸价为12以上。由此，改性聚烯烃的酸价优选为大于1(mgkoh/g)且在100.0(mgkoh/g)以下，更优选为5(mgkoh/g)以上80(mgkoh/g)以下，进一步优选为10(mgkoh/g)以上60(mgkoh/g)以下。
[0114]
如上所述那样在本实施方式所涉及的润滑脂组合物中，通过作为基油的硅油可维持润滑脂组合物的流动性。此外，由于作为添加剂的氨基改性硅酮以及改性聚烯烃结合而形成牢固的油膜，因此在润滑脂组合物被用于球接头的情况下，能够防止球接头停止之际的油膜断裂。由此，能够降低润滑脂组合物的静止摩擦力并且降低球接头在低温下的起动转矩。
[0115]
产业上的可利用性
[0116]
通过将本发明的润滑脂组合物作为球接头的润滑剂来使用，从而能够降低起动转矩以及操作转矩，并改善低温性。通过将使用了本发明的润滑脂组合物的球接头用于汽车的悬架、转向等，从而可改善汽车的机动性、操纵性。
[0117]
符号说明
[0118]
本技术基于2019年9月6日提出的日本特愿2019-162868。该内容全部包含于此。

技术特征：

1.一种球接头用润滑脂组合物，其特征在于，含有作为基油的硅油、和添加剂，作为所述添加剂，含有氨基改性硅酮以及改性聚烯烃。2.根据权利要求1所述的球接头用润滑脂组合物，其特征在于，作为所述硅油，含有二甲基硅油以及苯基改性硅油之中至少1种。3.根据权利要求1或2所述的球接头用润滑脂组合物，其特征在于，所述氨基改性硅酮由下述通式(1)或(2)来表示，[化1]通式(1)另，有机基为-rnh2，r表示烷基，n表示重复数。[化2]通式(2)另，有机基选自-rnh2，中的任意一方，r及r’表示烷基，m、n表示重复数。4.根据权利要求1至3中任一项所述的球接头用润滑脂组合物，其特征在于，作为所述改性聚烯烃，包含氧化聚乙烯、氧化聚丙烯、酸改性聚乙烯以及酸改性聚丙烯之中至少1种。5.根据权利要求1至4中任一项所述的球接头用润滑脂组合物，其特征在于，所述氨基改性硅酮的含量大于0质量份且在30质量份以下。6.根据权利要求1至5中任一项所述的球接头用润滑脂组合物，其特征在于，所述改性聚烯烃的含量大于0.1质量份且在20质量份以下。7.根据权利要求1至6中任一项所述的球接头用润滑脂组合物，其特征在于，相对于所述改性聚烯烃的所述氨基改性硅酮的含量为下述式(3)的范围，0.5≤(氨基改性硅酮质量/改性聚烯烃质量)≤30.0
ꢀꢀꢀꢀ
(3)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的球接头用润滑脂组合物，其特征在于，所述改性聚烯烃的酸价大于0.1(mgkoh/g)且在100.0(mgkoh/g)以下。9.根据权利要求1至8中任一项所述的球接头用润滑脂组合物，其特征在于，所述润滑脂组合物的静止摩擦系数在0.050以下。10.根据权利要求1至9中任一项所述的球接头用润滑脂组合物，其特征在于，作为抗氧化剂，包含受阻酚、烷基化二苯胺、或者受阻胺光稳定剂之中的至少任意1种。

技术总结

本发明的目的在于提供一种球接头用润滑脂组合物，其与现有技术相比，能够降低起动转矩，此外还能够实现操作转矩的降低，改善低温性。本发明的球接头用润滑脂组合物的特征在于，含有作为基油的硅油、和添加剂，作为所述添加剂，其含有氨基改性硅酮以及改性聚烯烃。作为所述硅油，优选为，含有二甲基硅油以及苯基改性硅油之中至少1种。改性硅油之中至少1种。改性硅油之中至少1种。