润滑脂组合物和封入有该润滑脂组合物的滚动轴承的制作方法

在2016年10月21日提出的日本专利申请2016-207010的公开，包括其说明书、附图及摘要作为参照而全部包含于此。

本发明涉及润滑脂组合物和封入有该润滑脂组合物的滚动轴承。

背景技术：

作为电动机用轴承中使用的润滑脂组合物，日本特开2010-65171号公报公开了含有包含全氟聚醚油的基础油、包含聚四氟乙烯的增稠剂和作为无机系微粒的二氧化硅的润滑脂组合物。

对于封入有润滑脂作为润滑剂的轴承而言，润滑脂大大地影响轴承的转矩性能。对于轴承而言为了确保低转矩性能，优选通过降低润滑脂的高温粘性，而在轴承旋转时使润滑脂在难以对转矩带来影响的部分(密封件、保持架等)流动。但是，如果润滑脂的流动性高，则有时由于在轴承中存在的微小间隙等导致润滑脂漏出。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供能够兼顾低转矩性能和耐润滑脂泄漏性的润滑脂组合物和封入有该润滑脂组合物的滚动轴承。

本发明的一方式的润滑脂组合物的构成上的特征在于，其含有：

含有酯油的基础油；及

含有下述式(1)所表示的二脲的增稠剂，

所述二脲的含量为18质量％以下，

化1

式中，r1和r3彼此相同或不同且表示脂肪族烃基和脂环式烃基，r2表示芳香族烃基。

附图说明

前述及后述的本发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确，其中，相同的标号表示相同的部件。

图1是示出本发明的一个实施方式的滚动轴承的截面图。

图2是针对样品no.1～8示出剪切应力与轴承转矩的关系的图。

图3是针对样品no.1～8示出剪切粘度与润滑脂的泄漏性的关系的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。

图1是示出本发明的一个实施方式的滚动轴承1的截面图。滚动轴承1具备内圈3和外圈4、球5、保持架6、润滑脂g、一对环状的密封构件7、8。内圈3和外圈4是在彼此之间划分出环状的区域2的一对轨道构件。球5是配置在区域2中且相对于内圈3和外圈4滚动的多个滚动体。保持架6配置于区域2且保持各球5。润滑脂g填充在区域2中。一对环状的密封构件7、8固定于外圈4而与内圈3滑动接触。

各密封构件7、8具有环状的芯部9、9和烧结在该芯部9、9上的环状的橡胶体10、10。各密封构件7、8中，其外周部嵌入在外圈4的两端面形成的槽部11、11中而被固定，内周部嵌入在内圈3的两端面形成的槽部12、12中而被固定。润滑脂g以在利用一对密封构件7、8划分出的区域2内几乎充满的方式被封入在两圈3、4之间。

接着，对构成润滑脂g的润滑脂组合物详细地进行说明。本发明的润滑脂组合物含有基础油和增稠剂。作为基础油，含有酯油作为主要成分(至少相对于基础油的总量超过50质量％，优选为80质量％以上，进一步优选为100质量％)，除此以外，也可以含有合成油(除酯油以外)和矿物油。

作为酯油，可以列举例如：癸二酸二丁酯、癸二酸二-2-乙基己酯、己二酸二辛酯、己二酸二异癸酯、己二酸二(十三烷基)酯、树脂酸二(十三烷基)酯、甲基·乙酰基樟脑酸酯等二酯油、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸十三烷基酯、均苯四酸四辛酯等芳香族酯油、三羟甲基丙烷辛酸酯、三羟甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇-2-乙基己酸酯、季戊四醇壬酸酯等多元醇酯油、碳酸酯油、作为多元醇与二元酸/一元酸的混合脂肪酸的低聚酯的复合酯油等。其中，优选地可以列举多元醇酯油，进一步优选地可以列举三羟甲基丙烷类的酯油。

作为可以与酯油合用的合成油，可以列举例如：合成烃油、硅油、氟油、苯醚油、聚乙二醇油、烷基苯油、烷基萘油、联苯油、二苯基烷烃油、二(烷基苯基)烷烃油、聚乙二醇油、聚苯醚油、全氟聚醚、氟化聚烯烃等氟化合物等。

作为可以与酯油合用的矿物油，可以列举例如：烷烃类矿物油、环烷烃类矿物油等。基础油的运动粘度(40℃)例如为25mm²/s～35mm²/s。基础油的配合量例如相对于润滑脂组合物总量为80质量％以上，优选为85质量％以下。

作为增稠剂，含有包含二脲的增稠剂作为主要成分(至少相对于基础油的总量超过50质量％，优选为80质量％以上，进一步优选为100质量％)，也可以含有其它种类的增稠剂。包含二脲的增稠剂如下述式(1)所表示。

【化2】

化2

式中，r1和r3彼此相同或不同，表示脂肪族烃基和脂环式烃基。r2表示芳香族烃基。优选r1和r3彼此相同或不同，且为c8～c18的脂肪族烃基和脂环式烃基。进一步优选r1和r3彼此相同或不同，且为c8～c18的烷基和脂环式烃基。

即，包含上述式(1)所表示的二脲的增稠剂可以含有：(1)r1和r3均为脂肪族烃基、(2)r1和r3均为脂环式烃基以及(3)r1和r3中的一者为脂肪族烃基而另一者为脂环式烃基这样的至少三种二脲。更具体而言，上述式(1)所表示的二脲可以是使脂肪族胺和脂环式胺的混合胺与二异氰酸酯反应而得到的二脲。

脂肪族胺和脂环式胺以下述式(2)和(3)表示，与氨基(h2n-)结合的官能团r1、r3作为上述式(1)的r1、r3导入二脲中。

h2n-r1…(2)h2n-r3…(3)

作为脂肪族胺，具体而言，可以列举c8～c12的饱和和/或不饱和的脂肪族胺。具体而言，可以列举：己胺(c6)、庚胺(c7)、辛胺(c8)、壬胺(c9)、癸胺(c10)、十一烷基胺(c11)、十二烷基胺(別名：月桂胺c12)、十四烷基胺(c14)、十六烷基胺(c16)、十八烷基胺(c18)、油胺(c18)等。

作为脂环式胺，具体而言，可以列举环己胺、二环己胺等。二异氰酸酯以下述式(4)表示，与异氰酸酯基(o＝c＝n-)结合的官能团r2作为上述式(1)的r2导入二脲中。

o＝c＝n-r2-n＝c＝o…(4)

作为二异氰酸酯，具体而言，可以列举芳香族二异氰酸酯。作为芳香族二异氰酸酯，可以列举例如：苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(tdi)、二苯基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)等。

并且，混合胺与二异氰酸酯可以在多种方法和条件下进行反应。由于可以得到增稠剂的均匀分散性高的二脲，因此优选在基础油中进行反应。另外，反应可以在溶解有混合胺的基础油中添加溶解有二异氰酸酯的基础油来进行，也可以在溶解有二异氰酸酯的基础油中添加溶解有混合胺的基础油来进行。这些反应中的温度和时间没有特别限定，与通常的这种反应同样即可。从混合胺和二异氰酸酯的溶解性、挥发性的观点出发，反应温度优选为60℃～170℃。从使混合胺与二异氰酸酯的反应完成的观点和基于制造时间短缩的高效化的观点出发，反应时间优选为0.5～2.0小时。这种情况下，混合胺中的脂肪族胺与脂环式胺的配合比例(质量比)优选脂肪族胺大于50，更优选大于70。

作为所得到的二脲，如上所述，可以存在(1)在r1和r3两者中导入来源于脂肪族胺的脂肪族烃基而得的二脲、(2)在r1和r3两者中导入来源于脂环式胺的脂环式烃基而得的二脲、和(3)在r1和r3中的一者导入来源于脂肪族胺的脂肪族烃基并在另一者导入来源于脂环式胺的脂环式烃基而得的二脲。

包含二脲的增稠剂的配合量相对于润滑脂组合物总量为18质量％以下，优选为15质量％以上。作为可以与包含二脲的增稠剂合用的增稠剂，可以列举例如三脲、四脲、聚脲(除二脲、三脲、四脲以外)等具有脲基的化合物、具有脲基和氨基甲酸酯基的化合物、二氨基甲酸酯等具有氨基甲酸酯基的化合物或它们的混合物等脲类增稠剂例如钙皂、铝皂、钠皂、锂皂等金属皂类、钙络合物、铝络合物、锂络合物等复合皂类等皂型增稠剂例如对苯二甲酸钠、聚四氟乙烯(ptfe)等有机类非皂型增稠剂例如硅胶、有机膨润土等无机类非皂型增稠剂。

含有二脲的增稠剂总的配合量相对于润滑脂组合物总量为15质量％以上，优选为18质量％以下。本发明的润滑脂组合物可以含有例如极压剂、油性剂、防锈剂、抗氧化剂、耐磨剂、染料、色调稳定剂、增稠剂、结构稳定剂、金属钝化剂、粘度指数提高剂等各种添加剂作为任选成分。

并且，润滑脂组合物例如可以通过将作为必要成分的基础油和增稠剂以及根据需要的其它添加剂混合、搅拌后通过辊磨机等而得到。所得到的润滑脂组合物在温度130℃、剪切速度100s^-1下的剪切粘度为4pa·s以上，优选为7pa·s以下，进一步优选为5pa·s以上且7pa·s以下。需要说明的是，该剪切粘度例如可以利用旋转式流变仪进行测定。

润滑脂组合物在应变1,000,000％下的剪切应力为1800pa以上，优选为3000pa以下，进一步优选为2000pa以上且2500pa以下。该剪切应力例如可以利用旋转式流变仪进行测定。润滑脂组合物具有240～280的稠度(jisk2220)。

以上，根据本发明的润滑脂组合物，通过使增稠剂含有脂肪族烃基和脂环式烃基两者作为末端官能团、并且将增稠剂的含量设定为18质量％以下，而能够提高产生大应变的剪切应力。由此，能够提高润滑脂的通路性，能够将轴承转矩抑制得较低。

由于能够提高高温(130℃)下的剪切粘度，因此还能够防止润滑脂泄漏。例如，能够防止润滑脂g从图1的内圈3或外圈4与密封构件7、8的间隙漏出。其结果是能够提高滚动轴承1的产品寿命。本发明并非限制于上述实施方式，也可通过其它实施方式实施。

例如，在上述实施方式中，对在由(多列)球轴承构成的滚动轴承1中封入有润滑脂(g)的例子进行了说明。但是，封入包含本发明的润滑脂组合物的润滑脂的轴承也可以是使用球以外的构件作为滚动体的滚针轴承、滚子轴承等其它滚动轴承。本发明的滚动轴承除了适合于汽车用途以外，还适合于空调等要求静音性和免维护性的用途中。

除此以外，在权利要求书所记载的事项的范围内能够实施各种设计变更。

【实施例1】

接着，基于实施例和比较例对本发明进行说明，但本发明不受下述实施例限制。以下示出实施例1～3和比较例1～6。

＜润滑脂的配合＞

对于各实施例和各比较例，将基础油和增稠剂以表1所示的比例(质量％)配合后进行轧制处理，由此制备出试验用润滑脂组合物。在表1中，样品no.(1)为实施例1、(2)为实施例2、(3)为比较例1、(4)为实施例3、(5)～(9)分别为比较例2～6。作为基础油和增稠剂，使用下述物质。

(i)基础油

酯油(多元醇酯运动粘度(40℃)＝25mm²/s)

(ii)增稠剂

使脂肪族胺(辛胺)和/或脂环式胺(环己胺)与二异氰酸酯(mdi)反应而得的物质。即，使用了下述式(1)中r1和r3彼此相同或不同且为环己基和碳原子数8～18的烷基、r2为芳香族烃基的增稠剂。

【化3】

化3

脂肪族胺和脂环式胺的投入比例如表1所示。在表1的样品no.(1)～(4)中，“脂肪族＞50、脂环式＜50”表示脂肪族胺和脂环式胺的配合比率(质量比)为大于50且小于100/小于50且大于0(脂肪族/脂环式)。脂肪族胺与脂环式胺的比例的总量为100。表1的样品no.(1)～(3)的脂肪族胺与脂环式胺的比例相同。对于样品no.(4)而言，脂肪族胺的比例少于(1)～(3)中的脂肪族胺的比例，脂环式胺的比例多于(1)～(3)中的脂环式胺的比例。

对于所得到的试验用润滑脂组合物，进行如下所示的评价。将评价结果示于表1、图2和图3中。

<评价>

(i)剪切粘度(pa·s)

利用流变仪(anton-paar公司制造的“mcr301”)测定各试验用润滑脂组合物的、温度130℃、剪切速度100s-¹下的剪切粘度。

(ii)润滑脂的泄漏性

利用依据astmd1741的润滑脂性能试验机，进行130℃×1000h的耐久试验，通过目视对润滑脂从z板与内圈的间隙的泄漏进行确认。

(iii)剪切应力(pa)

利用流变仪(anton-paar公司制造的“mcr301”)对各试验用润滑脂组合物的、应变1,000,000％下的剪切应力进行测定。

(iv)轴承转矩

将各实施例和各比较例中得到的润滑脂组合物0.7g封入滚动轴承(6202)中，在转速为1800r/分钟、轴向载荷44n、室温的条件下使其旋转，测定旋转0.5h后的转矩值。

(v)结果

由表1和图2可知，对于增稠剂的配合比例为18质量％以下的样品no.(1)、(2)和(4)～(7)而言，能够实现将轴承转矩抑制为作为目标值的17mn·m以下。但是，对于只含有脂环式烃作为增稠剂的末端官能团的样品no.(9)，增稠剂的配合比例为16质量％，无法实现轴承转矩的目标值。能够实现该轴承转矩的目标值的剪切应力根据图2中绘出的回归直线a可认为以1800pa以上为标准。

样品no.(1)、(2)和(4)～(7)中，将含有脂肪族烃基和脂环式烃基两者作为增稠剂的末端官能团的样品no.(1)、(2)和(4)进行比较，增稠剂的配合比例相对较少的(1)的轴承转矩为14.4mn·m。考虑到这种情况，使用该具有两种官能团的增稠剂的情况下，为了实现轴承转矩的目标值(17mn·m以下)，认为增稠剂的配合比例至少为15质量％以上即可。

另外，将脂肪族烃基与脂环式烃基的比例彼此相同的样品no.(1)～(3)进行比较。增稠剂的配合比例为它们的中间值(18质量％)的样品no.(2)的轴承转矩最小，在下限侧(16质量％)和上限侧(22质量％)轴承转矩增大。由此，含有脂肪族烃基和脂环式烃基两者作为增稠剂的末端官能团的情况下，认为增稠剂的配合比例优选不过多也不过少。

根据增稠剂的配合比例彼此相同且脂肪族烃基和脂环式烃基的比例彼此不同的样品no.(2)与(4)的比较，关于轴承转矩，认为优选脂肪族烃基的比例少。接着，根据表1和图3，对于含有脂肪族烃基和脂环式烃基两者作为增稠剂的末端官能团的样品no.(1)～(4)而言，能够使高温(130℃)下的剪切粘度为作为目标值的4pa·s以上，也没有观察到润滑脂泄漏。另一方面，对于样品no.(5)～(7)，虽然能够实现图2所示的轴承转矩的目标值(17mn·m以下)，但高温下的剪切粘度大致小于3pa·s，还观察到了润滑脂泄漏。关于样品no.(8)，也无法实现轴承转矩的目标值，也观察到了润滑脂泄漏。

由上述可知，如样品no.(1)、(2)和(4)那样，含有脂肪族烃基和脂环式烃基两者作为增稠剂的末端官能团，并且，将增稠剂的配合比例设定为18质量％。可知，由此，可以提供在能够确保低转矩性能的同时能够防止润滑脂泄漏的润滑脂组合物。