專(zhuān)利名稱(chēng)：低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、低摩擦試劑組合物和降低摩擦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、低摩擦試劑組合物和降低摩擦的方法，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及在內(nèi)燃機(jī)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)等的滑動(dòng)件的各種滑動(dòng)表面上改善摩擦性能的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、低摩擦試劑組合物和降低摩擦的方法。
背景技術(shù)：
諸如全球變暖和臭氧層破壞的全球環(huán)境問(wèn)題近在眼前。正如人們一直所說(shuō)的那樣，CO2的排放對(duì)全球變暖有著非常大的影響，降低CO2的排放量、特別設(shè)立CO2排放標(biāo)準(zhǔn)在每個(gè)國(guó)家都已經(jīng)成為一個(gè)大問(wèn)題。降低CO2排放的一個(gè)挑戰(zhàn)是降低由于機(jī)器、設(shè)備等摩擦損耗造成的能耗，特別是要改善車(chē)用燃料的效率或燃料經(jīng)濟(jì)，這取決于發(fā)動(dòng)機(jī)滑動(dòng)件及其使用的潤(rùn)滑油的性能。改善車(chē)用燃料效率的方法有以下幾種(1)降低潤(rùn)滑油粘度，從而降低水力潤(rùn)滑區(qū)域中的粘性阻力和發(fā)動(dòng)機(jī)中的攪動(dòng)阻力；(2)向潤(rùn)滑油中添加合適的摩擦改進(jìn)劑和其它添加劑，以在混合潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑條件下降低摩擦損耗。
鑒于上述情況，人們對(duì)各種摩擦改進(jìn)劑進(jìn)行了大量研究，摩擦改進(jìn)劑包括有機(jī)鉬化合物如二硫代氨基甲酸鉬(MoDTC)和二硫代磷酸鉬(MoDTP)。研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)含有機(jī)鉬化合物的潤(rùn)滑油在使用早期對(duì)傳統(tǒng)鋼滑動(dòng)件能夠成功地提供降低摩擦的作用。
發(fā)明內(nèi)容
以前也試驗(yàn)過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)滑動(dòng)件上應(yīng)用硬涂層材料，以使滑動(dòng)件具有高耐磨性和低摩擦系數(shù)。首先，已知類(lèi)金剛石碳(DLC)材料在空氣中具有低摩擦性能，因此預(yù)期能夠用作滑動(dòng)件的涂層材料。
但如KANO等人在Japan Tribology Congress 1999.5，Tokyo，報(bào)告集第11-12頁(yè)所公開(kāi)的那樣，在潤(rùn)滑油存在下，DLC材料不能提供低摩擦系數(shù)。如KANO等人在World Tribology Congress 2001.9，Vienna，報(bào)告集第342頁(yè)所公開(kāi)的那樣，即使與含有機(jī)鉬化合物的潤(rùn)滑油結(jié)合使用，DLC材料也不能提供足夠低的摩擦系數(shù)。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改善的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、低摩擦試劑組合物和降低摩擦的方法，通過(guò)本發(fā)明可以有效克服傳統(tǒng)活塞中存在的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種改善的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、低摩擦試劑組合物和降低摩擦的方法，在各種用途和條件下在滑動(dòng)表面上都顯示出極其優(yōu)異的低摩擦性能，特別是與鋼材料和有機(jī)鉬化合物的傳統(tǒng)組合相比具有低摩擦性能。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種改善的手動(dòng)傳動(dòng)裝置，其中各個(gè)滑動(dòng)位置如軸承的摩擦系數(shù)得到明顯降低，從而在降低每個(gè)滑動(dòng)位置的滑動(dòng)阻力的同時(shí)改善耐卡死性和耐磨性，從而明顯有助于改善自動(dòng)車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種改善的最終減速齒輪裝置，其中各個(gè)滑動(dòng)位置如側(cè)齒輪的背表面和相互之間通過(guò)墊圈滑動(dòng)接觸的差速器箱內(nèi)表面之間位置處的摩擦系數(shù)得到明顯降低，從而在降低每個(gè)滑動(dòng)位置的滑動(dòng)阻力的同時(shí)改善耐卡死性和耐磨性，從而明顯有助于改善自動(dòng)車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)。
本發(fā)明的第一個(gè)方面是一種低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包括第一滑動(dòng)件，其包括具有表面的基底材料和涂覆在基底材料表面上形成涂層的硬碳薄膜；第二滑動(dòng)件，其具有與第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面，第二滑動(dòng)件由選自如下的至少一種材料制成金屬材料、非金屬材料和包括所述金屬和非金屬材料之一及涂覆在所述金屬和非金屬材料之一表面上的薄膜的材料。另外，在第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面和第二滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面之間存在有機(jī)含氧化合物和低摩擦試劑組合物中的至少一種。有機(jī)含氧化合物在分子中含有氧。低摩擦試劑組合物含有所述有機(jī)含氧化合物。
本發(fā)明的第二個(gè)方面是用在低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中的低摩擦試劑組合物，低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一滑動(dòng)件，其包括具有表面的基底材料和涂覆在基底材料表面上形成涂層的硬碳薄膜；第二滑動(dòng)件，其具有與第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面，第二滑動(dòng)件由選自如下的至少一種材料制成金屬材料、非金屬材料和包括所述金屬和非金屬材料之一及涂覆在所述金屬和非金屬材料之一表面上的薄膜的材料。所述低摩擦試劑組合物存在于第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面和第二滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面之間。本發(fā)明的低摩擦試劑組合物包含在分子中含有氧的有機(jī)含氧化合物。
本發(fā)明的第三個(gè)方面是在機(jī)構(gòu)中降低摩擦的方法，該機(jī)構(gòu)包括第一滑動(dòng)件，其包括具有表面的基底材料和涂覆在基底材料表面上形成涂層的硬碳薄膜；第二滑動(dòng)件，其具有與第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面，第二滑動(dòng)件由選自如下的至少一種材料制成金屬材料、非金屬材料和包括所述金屬和非金屬材料之一及涂覆在所述金屬和非金屬材料之一表面上的薄膜的材料。在本發(fā)明中，降低摩擦的方法包括在第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面和第二滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面之間的位置處供應(yīng)有機(jī)含氧化合物和低摩擦試劑組合物中的至少一種。有機(jī)含氧化合物在分子中含有氧。低摩擦試劑組合物含有所述有機(jī)含氧化合物。
本發(fā)明的第四個(gè)方面是一種手動(dòng)傳動(dòng)裝置，其包括具有滑動(dòng)表面的第一滑動(dòng)件；第二滑動(dòng)件，其具有與第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面。另外，硬碳薄膜涂覆在第一和第二滑動(dòng)件的至少一個(gè)滑動(dòng)表面上，硬碳薄膜含有不超過(guò)20原子％的氫。在手動(dòng)傳動(dòng)裝置中，第一和第二滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面在潤(rùn)滑油的存在下相互之間滑動(dòng)接觸，潤(rùn)滑油含有有機(jī)含氧化合物和脂族胺化合物中的至少一種。
本發(fā)明的第五個(gè)方面是一種最終減速齒輪裝置，其包括具有滑動(dòng)表面的第一滑動(dòng)件；第二滑動(dòng)件，其具有與第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面。另外，硬碳薄膜涂覆在第一和第二滑動(dòng)件的至少一個(gè)滑動(dòng)表面上，硬碳薄膜含有不超過(guò)20原子％的氫。在最終減速齒輪裝置中，第一和第二滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面在潤(rùn)滑油的存在下相互之間滑動(dòng)接觸，潤(rùn)滑油含有有機(jī)含氧化合物和脂族胺化合物中的至少一種。
圖1是作為本發(fā)明低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)施方案的手動(dòng)傳動(dòng)裝置的示意性剖視圖，示出形成硬碳薄膜的位置；圖2是示意性透視圖，示出結(jié)合圖1的手動(dòng)傳動(dòng)裝置測(cè)試摩擦系數(shù)的磨損試驗(yàn)用的盤(pán)上圓柱體單元往復(fù)式磨損試驗(yàn)機(jī)的基本部件；圖3的圖線(xiàn)示出用圖2的磨損試驗(yàn)機(jī)得到的摩擦系數(shù)的測(cè)量結(jié)果；圖4是作為本發(fā)明低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)另一種實(shí)施方案的最終減速齒輪裝置的示意性剖視圖，示出形成硬碳薄膜的位置；圖5的圖線(xiàn)示出用磨損試驗(yàn)機(jī)與圖4的最終減速齒輪裝置結(jié)合得到的摩擦系數(shù)的測(cè)量結(jié)果；和圖6的示意圖示出在盤(pán)上銷(xiāo)釘試驗(yàn)中形成本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)另一種實(shí)施方案一部分的滑動(dòng)件(銷(xiāo)釘和圓盤(pán))的排列方式。
具體實(shí)施例方式
下面詳述本發(fā)明。除另有說(shuō)明外，下面描述中的所有百分?jǐn)?shù)(％)都是質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
根據(jù)本發(fā)明，一種低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包括第一滑動(dòng)件，其包括具有滑動(dòng)表面的基底材料和涂覆在基底材料的滑動(dòng)表面上形成涂層的硬碳薄膜；第二滑動(dòng)件，其具有與第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面。第二滑動(dòng)件由選自如下的至少一種材料制成金屬材料、非金屬材料和包括所述金屬和非金屬材料之一及涂覆在所述金屬和非金屬材料之一表面上的薄膜的材料。另外，在第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面和第二滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面之間存在有機(jī)含氧化合物和低摩擦試劑組合物中的至少一種。有機(jī)含氧化合物在分子中含有氧。低摩擦試劑組合物含有所述有機(jī)含氧化合物。
第一種實(shí)施方案下面參考圖1-3描述本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一種實(shí)施方案。
現(xiàn)在參考圖1，1表示用于自動(dòng)車(chē)的手動(dòng)傳動(dòng)裝置，該圖示出滑動(dòng)位置的例子。本發(fā)明的手動(dòng)傳動(dòng)裝置1在其離合器箱內(nèi)具有被兩個(gè)球軸承2a和2b可旋轉(zhuǎn)支撐的輸入軸3和被滾柱軸承4a和球軸承4b可旋轉(zhuǎn)支撐的主軸5，其中3速輸入齒輪3a和4速輸入齒輪3b分別利用滾針軸承2c和2d可旋轉(zhuǎn)地裝配到輸入軸3上，5速輸入齒輪3c固定在輸入軸3上。
另一方面，與環(huán)繞輸入軸3形成的齒輪3d嚙合的1速主齒輪5a利用滾針軸承4c可旋轉(zhuǎn)地裝配到主軸5上。與輸入軸3的齒輪3e嚙合的2速主齒輪5b通過(guò)利用2速套管6a與其配合的滾針軸承4d可旋轉(zhuǎn)地裝配到主軸5上。另外，與輸入軸3的5速輸入齒輪3c嚙合的5速主齒輪5c通過(guò)利用5速套管6b與其配合的滾針軸承4e可旋轉(zhuǎn)地裝配到主軸5上。
在本發(fā)明的手動(dòng)傳動(dòng)裝置1中，可以形成硬碳薄膜，以覆蓋輸入軸3和3速輸入齒輪3a的滾針軸承2c之間的滑動(dòng)位置及輸入軸3和4速輸入齒輪3b的滾針軸承2d之間的滑動(dòng)位置中的輸入軸3的滑動(dòng)表面。應(yīng)當(dāng)理解的是，滾針軸承2c和2d的表面上可以覆蓋或涂覆硬碳薄膜，可以在二者上都形成硬碳薄膜。
至于主軸5，可以形成硬碳薄膜，以覆蓋主軸5和1速主齒輪5a的滾針軸承4c之間的滑動(dòng)位置中主軸5的滑動(dòng)表面，覆蓋主軸5的2速套管6a和滾針軸承4d之間的滑動(dòng)位置及5速套管6b和滾針軸承4a之間的滑動(dòng)位置中的套管6a和6b的滑動(dòng)表面。在這種情況下，同樣可以形成硬碳薄膜，以覆蓋滾針軸承4c、4d或4e的表面，或者覆蓋相互滑動(dòng)的兩個(gè)滑動(dòng)表面。
如果需要，優(yōu)選在分別與滾針軸承2c、2d、4c、4d和4e相互滑動(dòng)的3速輸入齒輪3a、4速輸入齒輪3b、1速主齒輪5a、2速主齒輪5b和5速主齒輪5c的內(nèi)周面上形成硬碳薄膜。
前面所述實(shí)施方案是在輸入軸3的3速輸入齒輪3a和4速輸入齒輪3b及主軸5的1速主齒輪5a、2速主齒輪5b和5速主齒輪5c的滑動(dòng)部位總共5個(gè)滑動(dòng)表面上形成硬碳薄膜。但是不應(yīng)當(dāng)局限于上述5個(gè)表面，可以在任何其它滑動(dòng)部位中形成硬碳薄膜，例如在可旋轉(zhuǎn)地支撐輸入軸3和主軸5的球軸承2a、2b和4b及滾柱軸承4a的每個(gè)滑動(dòng)表面上都可以形成硬碳薄膜。
應(yīng)當(dāng)理解的是，上述手動(dòng)傳動(dòng)裝置中滑動(dòng)部位的滑動(dòng)表面是在潤(rùn)滑油的存在下與相對(duì)部件的滑動(dòng)表面滑動(dòng)接觸。
硬碳薄膜例如是由主要由碳原子構(gòu)成的DLC(類(lèi)金剛石碳)和無(wú)定形碳材料形成的。DLC材料在碳原子之間的鍵中呈現(xiàn)金剛石結(jié)構(gòu)(SP3鍵)和/或石墨結(jié)構(gòu)(SP2鍵)。更具體地說(shuō)，硬碳(DLC)薄膜1a是由如下材料形成的由碳組成的無(wú)氫無(wú)定形碳(a-C)、含氫的無(wú)定形碳(a-CH)或者含有鈦(Ti)或鉬(Mo)金屬元素作為其一部分的金屬碳化物或金屬碳(MeC)。
隨著硬碳薄膜中氫含量的增加，摩擦系數(shù)增加。因此，在本發(fā)明中，必須使硬碳薄膜中的氫含量上限為20原子％。為了在滑動(dòng)過(guò)程中充分降低潤(rùn)滑油中的摩擦系數(shù)及得到穩(wěn)定的滑動(dòng)性能，硬碳薄膜中的氫含量?jī)?yōu)選不大于10原子％，更優(yōu)選不大于0.5原子％。
利用基本不使用氫和/或含氫化合物的PVD法如濺射法或離子電鍍法可以得到氫含量如此低的硬碳薄膜。在這種情況下，在進(jìn)行用于硬碳薄膜的成膜操作時(shí)，除了在成膜操作過(guò)程中使用不含氫的氣體外，還優(yōu)選將反應(yīng)器和用于支撐基底材料的工具烘焙，將基底材料表面充分清潔，以降低硬碳薄膜中的氫含量。
在基底材料表面上形成硬碳薄膜。因?yàn)橛蔡急∧さ哪ず穸群苄?，所以形成硬碳薄膜前的基底材料的表面粗糙度?duì)形成在基底材料表面上的硬碳薄膜的表面粗糙度影響很大。因此，在涂覆硬碳薄膜之前基底材料的表面粗糙度(中線(xiàn)平均粗糙度)Ra優(yōu)選不大于0.1μm。如果基底材料的表面粗糙度大于0.1μm，則硬碳薄膜的表面粗糙度造成的突起部分會(huì)增加對(duì)相對(duì)部件的局部赫茲(Hertz)接觸壓力，從而導(dǎo)致在硬碳薄膜中形成裂紋。表面粗糙度Ra解釋為JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))B0601(2001)中的Ra75。
下面討論用于本發(fā)明手動(dòng)傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑油(組合物)。
潤(rùn)滑油(組合物)優(yōu)選包括基礎(chǔ)油和作為無(wú)灰摩擦改進(jìn)劑的有機(jī)含氧化合物與脂族胺中的至少一種。值得注意的是，在涂覆在基底材料上的硬碳薄膜的滑動(dòng)表面上在潤(rùn)滑油存在下能夠顯示出極其優(yōu)異的低摩擦性能。
對(duì)基礎(chǔ)油沒(méi)有特別限制，可以使用常用于潤(rùn)滑油的任何基礎(chǔ)油(單一化合物或多種化合物)，例如礦物油、合成油、油脂(化合物)、或者礦物油、合成油和油脂的任意組合。
礦物油的具體例子包括用如下方法制備的鏈烷烴基或環(huán)烷烴基油及鏈烷烴用常壓或減壓蒸餾法從石油中提取潤(rùn)滑油，然后用如下處理方法中的至少一種將得到的潤(rùn)滑油餾分提純?nèi)軇┟摓r青、溶劑提取、加氫分解、溶劑脫蠟、加氫提純、硫酸處理、粘土處理等，這些處理方法可以適當(dāng)組合。一般用加氫提純或溶劑提純法將得到的潤(rùn)滑油餾分提純。另外還優(yōu)選使用通過(guò)能夠大量減少芳族組分的高溫加氫分解法提純潤(rùn)滑油餾分得到的礦物油或通過(guò)用于異構(gòu)化GTL(氣至液)蠟的方法生產(chǎn)的礦物油。
合成油的具體例子包括聚α-烯烴(如1-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物和乙烯-丙烯低聚物)、聚α-烯烴的氫化物、異丁烯低聚物、異丁烯低聚物的氫化物、異鏈烷烴、烷基苯、烷基萘、二酯(如戊二酸雙(十三烷基)酯、己二酸二辛酯、己二酸二異癸酯、己二酸雙(十三烷基)酯和癸二酸二辛)酯、多元醇酯(如三羥甲基丙烷辛酸酯；三羥甲基丙烷壬酸酯；三羥甲基丙烷酯如三羥甲基丙烷異硬脂酸酯；季戊四醇酯如季戊四醇-2-乙基己酸酯和季戊四醇壬酸酯)、聚氧亞烷基二醇、二烷基二苯基醚和聚苯醚。在這些合成油化合物中，優(yōu)選聚α-烯烴，如1-辛烯低聚物和1-癸烯低聚物及其氫化物。
作為用于手動(dòng)傳動(dòng)裝置中使用的潤(rùn)滑油中的基礎(chǔ)油，上述礦物油和合成油(化合物)可以單獨(dú)使用，也可以?xún)煞N或多種的混合物形式使用，對(duì)其混合比沒(méi)有限制。
對(duì)基礎(chǔ)油中的硫含量沒(méi)有特別限制。硫含量?jī)?yōu)選不大于0.2％，更優(yōu)選不大于0.1％，甚至更優(yōu)選不大于0.05％。還優(yōu)選用通過(guò)加氫提純的礦物油或合成油作為基礎(chǔ)油，因?yàn)檫@些油中的硫含量不大于0.005％，或者說(shuō)基本上不含硫(不大于5ppm)。
對(duì)基礎(chǔ)油中的芳烴含量也沒(méi)有特別限制。為了使用于自動(dòng)車(chē)手動(dòng)傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑油長(zhǎng)期保持低摩擦性能，基礎(chǔ)油中的芳烴含量?jī)?yōu)選是15％或更低，更優(yōu)選10％或更低，最優(yōu)選5％或更低。當(dāng)芳烴含量大于15％時(shí)，基礎(chǔ)油的氧化穩(wěn)定性會(huì)受到破壞。
本申請(qǐng)中的芳烴含量定義為根據(jù)ASTM D2549“通過(guò)洗脫色譜分離高沸點(diǎn)油的芳烴餾分和非芳烴餾分的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法(Standard TestMethod for Separation of Representative Aromatics andNonaromatics Fractions of High-Boiling Oils by ElutionChromatography)”測(cè)定的芳烴餾分量。
對(duì)基礎(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度沒(méi)有特別限制。當(dāng)潤(rùn)滑油用于手動(dòng)傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑油時(shí)，在100℃下測(cè)定的基礎(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選是2mm2/s或更高，更優(yōu)選3mm2/s或更高，同時(shí)，優(yōu)選20mm2/s或更低，更優(yōu)選10mm2/s或更低，最優(yōu)選8mm2/s或更低。當(dāng)100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度低于2mm2/s時(shí)，潤(rùn)滑油能夠提供充分的耐磨性，但是蒸發(fā)性能差。當(dāng)運(yùn)動(dòng)粘度高于20mm2/s時(shí)，潤(rùn)滑油難以顯示低摩擦性能，其蒸發(fā)性能也可能下降，這是不可取的。與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)時(shí)，可以自由選擇至少兩種基礎(chǔ)油將其混合成混合物，其中單種基礎(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度可以在上述范圍之外，只要混合物在100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度在上述優(yōu)選范圍內(nèi)即可。
對(duì)基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)沒(méi)有特別限制，當(dāng)潤(rùn)滑油用于內(nèi)燃機(jī)時(shí)，其粘度指數(shù)優(yōu)選是80或更高，更優(yōu)選100或更高，最優(yōu)選120或更高。增加基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)可以使用于手動(dòng)傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑油具有優(yōu)異的低溫粘度性能和燃料經(jīng)濟(jì)性能。
另一方面，對(duì)本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中的上述有機(jī)含氧化合物沒(méi)有特別限制，可以是分子中含有氧的任何有機(jī)化合物。例如可以是由碳、氫和氧構(gòu)成的有機(jī)含氧化合物。有機(jī)含氧化合物可以含有其它元素如氮、硫、鹵素(氟、氯等)、磷、硼、金屬等。特別是從進(jìn)一步降低一個(gè)滑動(dòng)件(DLC涂覆的滑動(dòng)件)和另一個(gè)滑動(dòng)件定義的滑動(dòng)表面位置中的摩擦考慮，優(yōu)選由碳、氫和氧構(gòu)成且含有羥基的有機(jī)含氧化合物或其衍生物，其中更優(yōu)選含有兩個(gè)或更多個(gè)羥基。出于同樣的原因，更優(yōu)選硫含量低或不含硫的有機(jī)含氧化合物。
對(duì)本申請(qǐng)中使用的“衍生物”也沒(méi)有特別限制，例如可以是由碳、氫和氧構(gòu)成的有機(jī)含氧化合物與如下化合物反應(yīng)得到的化合物含氮化合物、含磷化合物、硫或含硫化合物、含硼化合物、鹵素或含鹵素化合物、金屬元素、含金屬化合物(有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物)等。
上述有機(jī)含氧化合物具體可以是含羥基、羧基、羰基、酯鍵或醚鍵(也可以含有兩種或多種這樣的基團(tuán)或鍵)的化合物，優(yōu)選含有一種或多種選自羥基、羧基、羰基和酯鍵的基團(tuán)或鍵，更優(yōu)選是含一種或多種選自羥基、羧基和酯鍵的基團(tuán)或鍵的有機(jī)含氧化合物，進(jìn)一步優(yōu)選是含一種或多種選自羥基和羧基的基團(tuán)的有機(jī)含氧化合物，特別優(yōu)選是含一個(gè)或多個(gè)羥基的有機(jī)含氧化合物。
有機(jī)含氧化合物的更具體的例子包括醇、羧酸、醚、酯、酮、醛、碳酸酯(這些化合物還可以含有一種或多種選自羥基、羧基、羰基、酯鍵和醚鍵的基團(tuán)或鍵)、其衍生物及其任意混合物。優(yōu)選地，有機(jī)含氧化合物可以是至少一種選自一元或多元醇、羧酸、醚、酯及其衍生物的化合物，以潤(rùn)滑油總量計(jì)，其含量?jī)?yōu)選是0.05-3.0％。
上述醇是如下通式(1)表示的有機(jī)含氧化合物R-(OH)n(1)例如含一個(gè)或多個(gè)羥基的化合物。
醇的例子如下。
1.1一元醇。
1.2二元醇。
1.3三元或更高級(jí)的多元醇。
1.4選自上述1.1-1.3的醇的環(huán)氧烷加成物。
1.5選自上述1.1-1.4的兩種或多種醇的混合物。
一元醇(1.1)在分子中有一個(gè)羥基，例如其包括具有1-40個(gè)碳原子的一元烷基醇(其中烷基可以是直鏈或支鏈)，如甲醇、乙醇、丙醇(1-丙醇、2-丙醇)、丁醇(1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇)、戊醇(1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、3-甲基-2-丁醇、2-甲基-2-丁醇、2，2-二甲基-1-丙醇)、己醇(1-己醇、2-己醇、3-己醇、2-甲基-1-戊醇、2-甲基-2-戊醇、2-甲基-3-戊醇、3-甲基-1-戊醇、3-甲基-2-戊醇、3-甲基-3-戊醇、4-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2，3-二甲基-1-丁醇、2，3-二甲基-2-丁醇、3，3-二甲基-1-丁醇、3，3-二甲基-2-丁醇、2-乙基-1-丁醇、2，2-二甲基丁醇)、庚醇(1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、2-甲基-1-己醇、2-甲基-2-己醇、2-甲基-3-己醇、5-甲基-2-己醇、3-乙基-3-戊醇、2，2-二甲基-3-戊醇、2，3-二甲基-3-戊醇、2，4-二甲基-3-戊醇、4，4-二甲基-2-戊醇、3-甲基-1-己醇、4-甲基-1-己醇、5-甲基-1-己醇、2-乙基戊醇)、辛醇(1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、4-甲基-3-庚醇、6-甲基-2-庚醇、2-乙基-1-己醇、2-丙基-1-戊醇、2，4，4-三甲基-1-戊醇、3，5-二甲基-1-己醇、2-甲基-1-庚醇、2，2-二甲基-1-己醇)、壬醇(1-壬醇、2-壬醇、3，5，5-三甲基-1-己醇、2，6-二甲基-4-庚醇、3-乙基-2，2-二甲基-3-戊醇、5-甲基辛醇等)、癸醇(1-癸醇、2-癸醇、4-癸醇、3，7-二甲基-1-辛醇、2，4，6-三甲基庚醇等)、十一醇、十二醇、十三醇、十四醇、十五醇、十六醇、十七醇、十八醇(硬脂醇等)、十九醇、二十醇、二十一醇、二十三醇、二十四醇；具有2-40個(gè)碳原子的一元烯基醇(其中烯基可以是直鏈或支鏈，雙鍵可以在任何所需位置處)，如乙烯醇、丙烯醇、丁烯醇、己烯醇、辛烯醇、癸烯醇、十二碳烯醇、十八碳烯醇(油醇等)；具有3-40個(gè)碳原子的一元(烷基)環(huán)烷醇(其中烷基可以是直鏈或支鏈，烷基和羥基可以在任何所需位置處)，如環(huán)戊醇、環(huán)己醇、環(huán)庚醇、環(huán)辛醇、甲基環(huán)戊醇、甲基環(huán)己醇、二甲基環(huán)己醇、乙基環(huán)己醇、丙基環(huán)己醇、丁基環(huán)己醇、二甲基環(huán)己醇、環(huán)戊基甲醇、環(huán)己基乙醇(1-環(huán)己基乙醇、2-環(huán)己基乙醇等)、環(huán)己基乙醇、環(huán)己基丙醇(3-環(huán)己基丙醇等)、環(huán)己基丁醇(4-環(huán)己基丁醇等)、丁基環(huán)己醇、3，3，5，5-四甲基環(huán)己醇；(烷基)芳醇(其中烷基可以是直鏈或支鏈，烷基和羥基可以在任何所需位置處)，如苯醇、甲基苯基醇(鄰甲酚、間甲酚、對(duì)甲酚)、甲氧甲酚、乙基苯基醇、丙基苯基醇、丁基苯基醇、丁基甲基苯基醇(3-甲基-6-叔丁基苯基醇等)、二甲基苯基醇、二乙基苯基醇、二丁基苯基醇(2，6-二叔丁基苯基醇、2，4-二叔丁基苯基醇等)、二丁基甲基苯基醇(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基醇等)、二丁基乙基苯基醇(2，6-二叔丁基-4-乙基苯基醇等)、三丁基苯基醇(2，4，6-三叔丁基苯基醇等)、萘酚(α-萘酚、β-萘酚等)、二丁基萘酚(2，4-二叔丁基-α-萘酚等)；6-(4-羥基-3，5-二叔丁基苯胺基)-2，4-雙(正辛基硫代)-1，3，5-三嗪及其混合物。
其中更優(yōu)選具有12-18個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基或烯基醇，如油醇和硬脂醇，因?yàn)樗鼈兛梢愿行У亟档屯扛灿杏蔡?DLC)薄膜的滑動(dòng)件和其它任何材料的滑動(dòng)表面之間的摩擦，并且它們的揮發(fā)性低，因此，即使在高溫條件下(例如內(nèi)燃機(jī)中的滑動(dòng)條件)，也具有降低摩擦的作用。
具體來(lái)說(shuō)，二元醇(1.2)是分子中有兩個(gè)羥基的醇，例如包括具有2-40個(gè)碳原子的烷基或烯基二醇(其中烷基或烯基可以是直鏈或支鏈，烯基的雙鍵可以在任何所需位置處，羥基也可以在任何所需位置處)，如乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二二醇、新戊二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，2-丁二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、2-乙基-2-甲基-1，3-丙二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、1，7-庚二醇、2-甲基-2-丙基-1，3-丙二醇、2，2-二乙基-1，3-丙二醇、1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、1，10-癸二醇、1，11-十一烷二醇、1，12-十二烷二醇、1，13-十三烷二醇、1，14-十四烷二醇、1，15-十五烷二醇、1，16-十六烷二醇、1，1 7-十七烷二醇、1，18-十八烷二醇、1，19-十九烷二醇、1，20-二十烷二醇；(烷基)環(huán)烷烴二醇(其中烷基可以是直鏈或支鏈，烷基和羥基可以在任何所需位置處)，如環(huán)己二醇、甲基環(huán)己二醇；具有2-40個(gè)碳原子的二元(烷基)芳醇(其中烷基可以是直鏈或支鏈，烷基和羥基可以在任何所需位置處)，如苯二醇(鄰苯二酚等)、甲基苯二醇、乙基苯二醇、丁基苯二醇(對(duì)叔丁基鄰苯二酚等)、二丁基苯二醇(4，6-二叔丁基間苯二酚等)、4，4’-硫代雙(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4，4’-丁二烯雙(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，2’-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，2’-硫代雙(4，6-二叔丁基間苯二酚)、2，2’-亞甲基雙(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4，4’-亞甲基雙(2，6-二叔丁基苯酚)、2，2’-(3，5-二叔丁基羥基)丙烷、4，4’-環(huán)己二烯雙(2，6-二叔丁基苯酚)；對(duì)叔丁基苯酚/甲醛縮合物、對(duì)叔丁基苯酚/乙醛縮合物；及其混合物。
其中優(yōu)選乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、2-乙基-2-甲基-1，3-丙二醇、1，7-庚二醇、1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、1，10-癸二醇、1，11-十一烷二醇、1，12-十二烷二醇，因?yàn)樗鼈兛梢愿行У亟档屯扛灿杏蔡急∧さ幕瑒?dòng)件和其它任何材料的滑動(dòng)表面之間的摩擦。另外還優(yōu)選分子量至少為300，優(yōu)選至少為400的高分子量位阻醇如2，6-二叔丁基-4-(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)苯基醇，因?yàn)樗鼈兗词乖诟邷叵?例如在內(nèi)燃機(jī)中的滑動(dòng)條件下)也難以揮發(fā)，具有極好的耐熱性，并且它們能夠很好地顯示出降低摩擦的作用，能夠賦予潤(rùn)滑油優(yōu)異的抗氧化穩(wěn)定性。
具體來(lái)說(shuō)，三元或更高級(jí)的多元醇是具有三個(gè)或多個(gè)羥基的醇。一般使用3-10元醇，優(yōu)選使用3-6元醇。這些組分的例子是三羥甲基烷烴如甘油、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、三羥甲基丁烷；以及赤丁四醇、季戊四醇、1，2，4-丁三醇、1，3，5-戊三醇、1，2，6-己三醇、1，2，3，4-丁四醇、山梨糖醇、阿東糖醇、阿糖醇、木糖醇、甘露糖醇；及其聚合物或縮合物(如甘油二聚物至八聚物，如二甘油、三甘油、四甘油；三羥甲基丙烷二聚物至八聚物，如二(三羥甲基丙烷)；季戊四醇二聚物至四聚物如二季戊四醇；山梨聚糖；縮合物如山梨糖醇/甘油縮合物(包括分子內(nèi)縮合物、分子間縮合物和自縮合物))。
也可以使用糖如木糖、阿糖醇、核糖、鼠李糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、山梨糖、纖維二糖、甘露糖、異麥芽糖、海藻糖和蔗糖。
其中更優(yōu)選3-6元醇如甘油、三羥甲基烷烴(如三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、三羥甲基丁烷)、季戊四醇、1，2，4-丁三醇、1，3，5-戊三醇、1，2，6-己三醇、1，2，3，4-丁四醇、山梨糖醇、山梨聚糖、山梨糖醇/甘油縮合物、阿東糖醇、阿糖醇、木糖醇、甘露糖醇及其混合物；甚至更優(yōu)選甘油、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、季戊四醇、山梨聚糖及其混合物。特別優(yōu)選氧含量至少為20％，優(yōu)選至少為30％，更優(yōu)選至少為40％的多元醇。高于六元醇的多元醇會(huì)過(guò)多地增加潤(rùn)滑油的粘度。
上述組分1.4包括選自1.1-1.3的醇的環(huán)氧烷加成物。具體來(lái)說(shuō)，它們是通過(guò)如下方法制備的向醇中加入具有2-6個(gè)碳原子，優(yōu)選2-4個(gè)碳原子的環(huán)氧烷或其聚合物或共聚物，從而將醇的羥基烴基醚化或烴基酯化。具有2-6個(gè)碳原子的環(huán)氧烷包括環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、1，2-環(huán)氧丁烷(α-環(huán)氧丁烷)、2，3-環(huán)氧丁烷(β-環(huán)氧丁烷)、1，2-環(huán)氧-1-甲基丙烷、1，2-環(huán)氧庚烷、1，2-環(huán)氧己烷。其中優(yōu)選環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷，因?yàn)樗鼈兡軌蚋行У亟档湍Σ粒桓鼉?yōu)選環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷。
當(dāng)本申請(qǐng)中使用兩種或多種不同類(lèi)型的環(huán)氧烷時(shí)，對(duì)氧化烯的聚合模式?jīng)]有具體定義，各個(gè)基團(tuán)可以隨機(jī)共聚或嵌段共聚。當(dāng)環(huán)氧烷加入具有2-6個(gè)羥基的多元醇中時(shí)，可以加成到多元醇的所有羥基上，也可以加成到其中的部分羥基上。
上述羧酸是如下通式(2)表示的化合物R-(COOH)n(2)例如含一個(gè)或多個(gè)羧基的化合物。
羧酸的例子如下。
2.1脂族一元羧酸(脂肪酸)。
2.2脂族多元羧酸。
2.3碳環(huán)羧酸。
2.4雜環(huán)羧酸。
2.5選自上述2.1-2.4的兩種或多種羧酸的混合物。
具體來(lái)說(shuō)，脂族一元羧酸(脂肪酸)是分子中有一個(gè)羧基的羧酸，例如其包括具有1-40個(gè)碳原子的飽和脂族一元羧酸(其中飽和脂族結(jié)構(gòu)可以是直鏈或支鏈)，如甲酸、乙酸(醋酸)、丙酸、丁酸(丁酸、異丁酸等)、戊酸(戊酸、異戊酸、新戊酸等)、己酸(己酸等)、庚酸、辛酸(辛酸等)、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸(月桂酸等)、十三烷酸、十四烷酸(肉豆蔻酸等)、十五烷酸、十六烷酸(棕櫚酸等)、十七烷酸、十八烷酸(硬脂酸等)、十九烷酸、二十烷酸、二十一烷酸、二十二烷酸、二十三烷酸、二十四烷酸、二十五烷酸、二十六烷酸、二十七烷酸、二十八烷酸、二十九烷酸、三十烷酸；具有1-40個(gè)碳原子的不飽和脂族一元羧酸(其中不飽和脂族結(jié)構(gòu)可以是直鏈或支鏈，不飽和鍵可以在任何所需位置處)，如丙烯酸(丙烯酸等)、丙炔酸(丙炔酸等)、丁烯酸(甲基丙烯酸、巴豆酸、異巴豆酸等)、戊烯酸、己烯酸、庚烯酸、辛烯酸、壬烯酸、癸烯酸、十一碳烯酸、十二碳烯酸、十三碳烯酸、十四碳烯酸、十五碳烯酸、十六碳烯酸、十七碳烯酸、十八碳烯酸(油酸等)、十九碳烯酸、二十碳烯酸、二十一碳烯酸、二十二碳烯酸、二十三碳烯酸、二十四碳烯酸、二十五碳烯酸、二十六碳烯酸、二十七碳烯酸、二十八碳烯酸、二十九碳烯酸、三十碳烯酸。
脂族多元羧酸包括具有2-40個(gè)碳原子的飽和或不飽和脂族二元羧酸(其中飽和或不飽和脂族結(jié)構(gòu)可以是直鏈或支鏈，不飽和鍵可以在任何所需位置處)，如乙烷二酸(草酸)、丙烷二酸(丙二酸等)、丁烷二酸(丁二酸、甲基丙二酸等)、戊烷二酸(戊二酸、乙基丙二酸等)、己烷二酸(己二酸等)、庚烷二酸(庚二酸等)、辛烷二酸(辛二酸等)、壬烷二酸(壬二酸等)、癸烷二酸(癸二酸等)、丙烯二酸、丁烯二酸(馬來(lái)酸、富馬酸等)、戊烯二酸(檸康酸、中康酸等)、己烯二酸、庚烯二酸、辛烯二酸、壬烯二酸、癸烯二酸；飽和或不飽和三元羧酸(其中飽和或不飽和脂族結(jié)構(gòu)可以是直鏈或支鏈，不飽和鍵可以在任何所需位置處)，如丙烷三羧酸、丁烷三羧酸、戊烷三羧酸、己烷三羧酸、庚烷三羧酸、辛烷三羧酸、壬烷三羧酸、癸烷三羧酸；飽和或不飽和四元羧酸(其中飽和或不飽和脂族結(jié)構(gòu)可以是直鏈或支鏈，不飽和鍵可以在任何所需位置處)。
具體來(lái)說(shuō)，碳環(huán)羧酸是碳環(huán)分子中有一個(gè)或多個(gè)羧基的羧酸，例如其包括具有含3-40個(gè)碳原子的一、二、三或四羧酸的環(huán)烷環(huán)(其中如果有烷基或烯基，則烷基或烯基可以是直鏈或支鏈，如果有雙鍵，則雙鍵可以在任何所需位置處，對(duì)取代基的數(shù)目和位置沒(méi)有限制)，例如環(huán)己烷一羧酸、甲基環(huán)己烷一羧酸、乙基環(huán)己烷一羧酸、丙基環(huán)己烷一羧酸、丁基環(huán)己烷一羧酸、戊基環(huán)己烷一羧酸、己基環(huán)己烷一羧酸、庚基環(huán)己烷一羧酸、辛基環(huán)己烷一羧酸、環(huán)庚烷一羧酸、環(huán)辛烷一羧酸、三甲基環(huán)戊烷二羧酸(樟腦酸等)；具有7-40個(gè)碳原子的芳族一羧酸如苯羧酸(苯甲酸)、甲基苯羧酸(甲苯甲酸等)、乙基苯羧酸、丙基苯羧酸、苯二羧酸(鄰苯二酸、間苯二酸、對(duì)苯二酸等)、苯三羧酸(偏苯三酸等)、苯四羧酸(1，2，4，5-苯四酸等)；萘羧酸(萘甲酸等)；具有帶7-40個(gè)碳原子的芳基的一、二、三或四羧酸(其中如果有烷基或烯基作為取代基，則烷基或烯基可以是直鏈或支鏈，如果有雙鍵，則雙鍵可以在任何所需位置處，對(duì)取代基的數(shù)目和位置沒(méi)有限制)，例如苯基丙酸(氫化阿托酸)、苯基丙烯酸(阿托酸、肉桂酸等)、水楊酸、具有帶1-30個(gè)碳原子的一個(gè)或多個(gè)烷基的烷基水楊酸。
具體來(lái)說(shuō)，雜環(huán)羧酸是在分子中有一個(gè)或多個(gè)羧基的羧酸，例如其包括具有5-40個(gè)碳原子的羧酸，如呋喃羧酸、噻吩羧酸、吡啶羧酸(煙酸、異煙酸等)。
上述醚是如下通式(3)表示的化合物R-(O-R’)n(3)例如含一個(gè)或多個(gè)醚鍵的化合物。
醚的例子如下。
3.1飽和或不飽和脂族醚。
3.2芳族醚。
3.3環(huán)醚。
3.4選自上述3.1-3.3的兩種或多種醚的混合物。
具體來(lái)說(shuō)，脂族單醚(飽和或不飽和脂族醚)是具有1-40個(gè)碳原子的飽和或不飽和脂族醚(其中飽和或不飽和脂族結(jié)構(gòu)可以是直鏈或支鏈，不飽和鍵可以在任何所需位置處)，例如二甲基醚、二乙基醚、二正丙基醚、二異丙基醚、二丁基醚、二異丁基醚、二正戊基醚、二異戊基醚、二己基醚、二庚基醚、二辛基醚、二壬基醚、二癸基醚、二(十一烷基)醚、二(十二烷基)醚、二(十三烷基)醚、二(十四烷基)醚、二(十五烷基)醚、二(十六烷基)醚、二(十七烷基)醚、二(十八烷基)醚、二(十九烷基)醚、二(二十烷基)醚、甲基乙基醚、甲基正丙基醚、甲基異丙基醚、甲基異丁基醚、甲基叔丁基醚、甲基正戊基醚、甲基異戊基醚、乙基正丙基醚、乙基異丙基醚、乙基異丁基醚、乙基叔丁基醚、乙基正戊基醚、乙基異戊基醚、二乙烯基醚、二烯丙基醚、甲基乙烯基醚、甲基烯丙基醚、乙基乙烯基醚、乙基烯丙基醚。
具體來(lái)說(shuō)，芳族醚的例子包括苯甲醚、苯乙醚、苯基醚、二芐醚、苯基芐基醚、α-萘基醚、β-萘基醚、聚苯基醚、全氟乙醚；這些醚可以具有飽和或不飽和基團(tuán)(其中飽和或不飽和基團(tuán)可以是直鏈或支鏈，不飽和鍵可以在任何所需位置處，對(duì)取代基的數(shù)目和位置沒(méi)有限制)。優(yōu)選地，這些醚在使用條件下，特別是在室溫下是液體。
具體來(lái)說(shuō)，環(huán)醚是具有2-40個(gè)碳原子的醚，例如其包括環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷、四氫呋喃、四氫吡喃、二氧雜環(huán)己烷、縮水甘油醚；這些醚可以具有飽和或不飽和基團(tuán)、碳環(huán)、或者具有碳環(huán)的飽和或不飽和脂族基團(tuán)(其中飽和或不飽和基團(tuán)可以是直鏈或支鏈，不飽和鍵可以在任何所需位置處，對(duì)取代基的數(shù)目和位置沒(méi)有限制)。
上述酯是如下通式(4)表示的化合物R-(COO-R’)n(4)例如含一個(gè)或多個(gè)酯鍵的化合物。
酯的例子如下。
4.1脂族一元羧酸(脂肪酸)的酯。
4.2脂族多元羧酸的酯。
4.3碳環(huán)羧酸的酯。
4.4雜環(huán)羧酸的酯。
4.5醇或酯的環(huán)氧烷加成物。
4.6選自上述4.1-4.5的任何化合物的混合物。
上述4.1-4.5的酯可以是羥基和羧基都被酯化的全酯，也可以是部分羥基或羧基保持原樣的偏酯。
上述4.1的組分是一種或多種選自上述脂族一元羧酸(脂肪酸)的酸和一種或多種選自上述一、二、三或更高級(jí)多元醇的醇的酯，其包括脂肪酸酯無(wú)灰摩擦改進(jìn)劑。脂肪酸酯無(wú)灰摩擦改進(jìn)劑是具有帶6-30個(gè)，優(yōu)選8-24個(gè)，更優(yōu)選10-20個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烴基的脂肪酸酯，其包括具有這樣的烴基的脂肪酸和脂族一元醇或脂族多元醇的酯。脂肪酸在本發(fā)明中指的是脂族一元羧酸。具體來(lái)說(shuō)，酯的優(yōu)選例子是甘油一油酸酯、甘油二油酸酯、山梨聚糖一油酸酯、山梨聚糖二油酸酯等。在本發(fā)明中，可以不使用脂肪酸酯無(wú)灰摩擦改進(jìn)劑。
除脂肪酸酯無(wú)灰摩擦改進(jìn)劑之外的4.1組分包括具有帶1-5個(gè)或31-40個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烴基的脂肪酸酯。它們的例子是具有這樣的烴基的脂肪酸和脂族一元醇或脂族多元醇的酯。
在上述組分中，100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度為1-100mm2/sec的那些酯可以用于潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)油，一般來(lái)說(shuō)，它們不同于上述脂肪酸酯無(wú)灰摩擦改進(jìn)劑。它們的例子是多元醇酯如單酯或復(fù)合酯，它們是由具有3-40、優(yōu)選4-18、更優(yōu)選4-12個(gè)碳原子的三元或更高級(jí)多元醇，特別是具有新戊基結(jié)構(gòu)的三元或更高級(jí)多元醇與選自具有1-40、優(yōu)選4-18、更優(yōu)選6-12個(gè)碳原子的一元羧酸的一種或多種羧酸形成，它們的混合物或其上加成有環(huán)氧烷的加成物，如三羥甲基丙烷辛酸酯、三羥甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇2-乙基己酸酯、季戊四醇壬酸酯。這些酯可以是羥基和羧基都被酯化的全酯，也可以是部分羥基或羧基保持原樣的偏酯。但優(yōu)選是全酯。這些酯的羥基值通常至多是100mgKOH/g，優(yōu)選至多是50mgKOH/g，更優(yōu)選至多是10mgKOH/g。
用于潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)油在100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選是2-60mm2/sec，更優(yōu)選3-50mm2/sec。
4.2組分是一種或多種選自上述脂族多元羧酸的酸和一種或多種選自上述一、二、三或更高級(jí)多元醇的醇的酯，優(yōu)選的例子是一種或多種選自具有2-40，優(yōu)選4-18，更優(yōu)選6-12個(gè)碳原子的二元羧酸的多元羧酸和一種或多種選自具有4-40個(gè)，優(yōu)選4-18個(gè)，更優(yōu)選6-14個(gè)碳原子的一元醇的酯，例如馬來(lái)酸二丁酯、谷氨酸二(十三烷基)酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸二異癸酯、己二酸二(十三烷基)酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、這些二酯(如馬來(lái)酸二丁酯)的共聚物、具有4-16個(gè)碳原子的聚α-烯烴；乙酸酐等的α-烯烴加成物和具有1-40個(gè)碳原子的醇的酯。在這些化合物中，100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度為1-100mm2/sec的那些酯可以用于潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)油。
4.3組分是一種或多種選自上述碳環(huán)羧酸的酸和一種或多種選自上述一、二、三或更高級(jí)多元醇的醇的酯，優(yōu)選的例子是芳族羧酸酯，例如苯二酸酯、偏苯三酸酯、1，2，4，5-苯四酸酯、水楊酸酯。在這些酯中，100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度為1-100mm2/sec的那些酯可以用于潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)油。
4.4組分是一種或多種選自上述雜環(huán)羧酸的酸和一種或多種選自上述一、二、三或更高級(jí)多元醇的醇的酯。在這些酯中，100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度為1-100mm2/sec的那些酯可以用于潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)油。
4.5組分包括向一種或多種選自上述一、二、三或更高級(jí)多元醇的醇上加成環(huán)氧烷然后將其酯化制備的酯；以及向選自上述4.1-4.4組分的酯上加成環(huán)氧烷制備的加成物。在這些化合物中，100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度為1-100mm2/sec的那些酯可以用于潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)油。
酮是如下通式(5)表示的化合物R-(CO-R’)n(5)例如含一個(gè)或多個(gè)羰基的化合物。
上述酮的具體例子包括5.1飽和或不飽和脂族酮；5.2碳環(huán)酮；5.3雜環(huán)酮；5.4酮醇；5.5酮酸；5.6兩種或多種選自上述五類(lèi)酮的混合物。
具體來(lái)說(shuō)，飽和或不飽和脂族酮(5.1)可以是具有1-40個(gè)碳原子的飽和或不飽和脂族酮(可以是直鏈或支鏈，在任意位置處可以有不飽和鍵)，例如丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、甲基異丙基酮、甲基丁基酮、甲基異丁基酮、叔酮、二乙基酮、二丙基甲酮、二異丙基酮、甲基乙烯基酮、異亞丙基丙酮或5-庚烯-2-酮。
具體來(lái)說(shuō)，碳環(huán)酮(5.2)同樣可以是具有1-40個(gè)碳原子的碳環(huán)酮，例如環(huán)丁酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、苯乙酮、苯基乙基酮、丙基苯基甲酮、異丁基苯基甲酮、苯酮、二芐基甲酮或2-萘乙酮，它們可以具有飽和或不飽和脂族基團(tuán)(可以是直鏈或支鏈，可以在不飽和鍵的任意位置處，取代基的位置和數(shù)目也是任意的)。
具體來(lái)說(shuō)，雜環(huán)酮(5.3)同樣可以是具有1-40個(gè)碳原子的碳環(huán)酮，例如噻嗯基乙酮或2-乙酰呋喃酮，它們可以具有飽和或不飽和脂族基團(tuán)(可以是直鏈或支鏈，可以在不飽和鍵的任意位置處，取代基的位置和數(shù)目也是任意的)。
具體來(lái)說(shuō)，酮醇(5.4)同樣可以是具有1-40個(gè)碳原子的酮醇，例如丙酮醇、乙偶姻、乙酰乙基醇、二丙酮醇、苯甲酰甲醇或苯偶姻，它們可以具有碳環(huán)或雜環(huán)，也可以具有帶飽和或不飽和脂族基團(tuán)的碳環(huán)或雜環(huán)(脂族基團(tuán)可以是直鏈或支鏈，可以在不飽和鍵的任意位置處，取代基的位置和數(shù)目也是任意的)。
具體來(lái)說(shuō)，酮酸(5.5)同樣可以是具有1-40個(gè)碳原子的酮酸，例如α-酮酸如piruvic acid、苯甲酰甲酸或phenylpiruvic acid，β-酮酸如乙酰乙酸、丙酰乙酸或苯甲酰乙酸，或者γ-酮酸如乙酰丙酸或β-苯甲酰丙酸。
醛是如下通式(6)表示的有機(jī)含氧化合物R(CHO)n(6)例如具有一個(gè)或兩個(gè)醛基的化合物。
上述醛的具體例子包括6.1飽和或不飽和脂族醛；6.2碳環(huán)醛；6.3雜環(huán)醛；6.4選自上述三類(lèi)醛的兩種或多種的混合物。
具體來(lái)說(shuō)，飽和或不飽和脂族醛(6.1)可以是具有1-40個(gè)碳原子的飽和或不飽和脂族醛(這樣的飽和或不飽和脂族結(jié)構(gòu)可以是直鏈或支鏈，不飽和鍵可以在任意位置處)，例如甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、異丁醛、戊醛、異戊醛、新戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛、十一烷醛、月桂醛、十三烷醛、肉豆蔻醛、十五烷醛、棕櫚醛、十七烷醛、硬脂醛、丙烯醛、巴豆醛、丙醛、乙二醛或丁二醛。
具體來(lái)說(shuō)，碳環(huán)醛(6.2)可以是具有1-40個(gè)碳原子的碳環(huán)醛，例如苯甲醛、鄰甲苯甲醛、間甲苯甲醛、對(duì)甲苯甲醛、水楊醛、肉桂醛、α-萘甲醛或β-萘甲醛，它們可以具有飽和或不飽和脂族基團(tuán)(可以是直鏈或支鏈，可以在不飽和鍵的任意位置處，取代基的位置和數(shù)目也是任意的)。
具體來(lái)說(shuō)，雜環(huán)醛(6.3)可以是具有1-40個(gè)碳原子的雜環(huán)醛，例如糠醛，它們可以具有飽和或不飽和脂族基團(tuán)(可以是直鏈或支鏈，可以在不飽和鍵的任意位置處，取代基的位置和數(shù)目也是任意的)。
碳酸酯是如下通式(7)表示的有機(jī)含氧化合物R-(O-COO-R’)n(7)例如具有一個(gè)或兩個(gè)碳酸酯鍵的化合物。
具體來(lái)說(shuō)，碳酸酯可以是具有1-40個(gè)碳原子的碳酸酯，其具有飽和或不飽和脂族基團(tuán)、碳環(huán)基團(tuán)、具有飽和或不飽和脂族基團(tuán)的碳環(huán)基團(tuán)或具有碳環(huán)基團(tuán)的飽和或不飽和脂族基團(tuán)(這樣的飽和或不飽和脂族基團(tuán)可以是直鏈或支鏈，可以在不飽和鍵的任意位置處，取代基的位置和數(shù)目也是任意的)，例如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二正丙酯、碳酸二異丙酯、碳酸二正丁酯、碳酸二異丁酯、碳酸二叔丁酯、碳酸二戊酯、碳酸二己酯、碳酸二庚酯、碳酸二辛酯、碳酸二壬酯、碳酸二癸酯、碳酸二(十一烷)酯、碳酸二(十二烷)酯、碳酸二(十三烷)酯、碳酸二(十四烷)酯、碳酸二(十五烷)酯、碳酸二(十六烷)酯、碳酸二(十七烷)酯、碳酸二(十八烷)酯、或碳酸二苯酯、或在這些碳酸酯上加成環(huán)氧烷的羥基(聚)氧烷碳酸酯。
同樣，上述有機(jī)含氧化合物(醇、羧酸、酯、醚、酮、醛和碳酸酯)的衍生物的例子是上述有機(jī)含氧化合物與如下化合物反應(yīng)得到的化合物含氮化合物、含磷化合物、硫或含硫化合物、含硼化合物、鹵素或含鹵素化合物、金屬元素、含金屬化合物(有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物)，但是不限于這些例子。用于得到衍生物的上述化合物一般用作添加劑，當(dāng)將其用在基礎(chǔ)油中時(shí)，對(duì)其作用沒(méi)有特別限制。
另一方面，通式(1)-(7)中的R和R’各自獨(dú)立地表示烴基如烷基、烯基、亞烷基、環(huán)烷基、烷基環(huán)烷基、芳基、烷基芳基或芳基烷基(這些烴基還可以含有選自羥基、羧基、羰基、酯鍵和醚鍵的一種或多種基團(tuán)或鍵，還可以含有不是碳、氫和氧的元素如氮或硫(如雜環(huán)化合物)、鹵素(如氟或氯)、磷、硼或金屬)。
對(duì)烴基的碳原子數(shù)目沒(méi)有特別限制，但是優(yōu)選1-40個(gè)碳原子，更優(yōu)選2-30個(gè)碳原子，特別優(yōu)選3-20個(gè)碳原子。
烷基的例子包括具有1-40個(gè)碳原子的烷基，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、直鏈或支鏈戊基、直鏈或支鏈己基、直鏈或支鏈庚基、直鏈或支鏈辛基、直鏈或支鏈壬基、直鏈或支鏈癸基、直鏈或支鏈?zhǔn)煌榛?、直鏈或支鏈?zhǔn)榛⒅辨溁蛑ф準(zhǔn)榛?、直鏈或支鏈?zhǔn)耐榛⒅辨溁蛑ф準(zhǔn)逋榛?、直鏈或支鏈?zhǔn)榛?、直鏈或支鏈?zhǔn)咄榛?、直鏈或支鏈?zhǔn)送榛?、直鏈或支鏈?zhǔn)磐榛?、直鏈或支鏈二十烷基、直鏈或支鏈二十一烷基、直鏈或支鏈二十二烷基、直鏈或支鏈二十三烷基或直鏈或支鏈二十四烷基，?yōu)選具有2-30個(gè)碳原子的烷基，特別優(yōu)選具有3-20個(gè)碳原子的烷基。
烯基的例子包括具有2-40個(gè)碳原子的烯基，例如乙烯基、直鏈或支鏈丙烯基、直鏈或支鏈丁烯基、直鏈或支鏈戊烯基、直鏈或支鏈己烯基、直鏈或支鏈庚烯基、直鏈或支鏈辛烯基、直鏈或支鏈壬烯基、直鏈或支鏈癸烯基、直鏈或支鏈?zhǔn)惶枷┗?、直鏈或支鏈?zhǔn)枷┗?、直鏈或支鏈?zhǔn)枷┗?、直鏈或支鏈?zhǔn)奶枷┗?、直鏈或支鏈?zhǔn)逄枷┗?、直鏈或支鏈?zhǔn)枷┗?、直鏈或支鏈?zhǔn)咛枷┗⒅辨溁蛑ф準(zhǔn)颂枷┗?、直鏈或支鏈?zhǔn)盘枷┗?、直鏈或支鏈二十碳烯基、直鏈或支鏈二十一碳烯基、直鏈或支鏈二十二碳烯基、直鏈或支鏈二十三碳烯基、直鏈或支鏈二十四碳烯基，?yōu)選具有2-30個(gè)碳原子的烯基，特別優(yōu)選具有3-20個(gè)碳原子的烯基。
環(huán)烷基的例子包括具有3-40個(gè)碳原子的環(huán)烷基，例如環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基或環(huán)辛基，優(yōu)選具有3-20個(gè)碳原子的環(huán)烷基，特別優(yōu)選具有5-8個(gè)碳原子的環(huán)烷基。
烷基環(huán)烷基的例子包括具有4-40個(gè)碳原子的烷基環(huán)烷基，例如甲基環(huán)戊基、二甲基環(huán)戊基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、甲基乙基環(huán)戊基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、二乙基環(huán)戊基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、甲基環(huán)己基、二甲基環(huán)己基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、甲基乙基環(huán)己基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、二乙基環(huán)己基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、甲基環(huán)庚基、二甲基環(huán)庚基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、甲基乙基環(huán)庚基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)或二乙基環(huán)庚基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)，優(yōu)選具有5-20個(gè)碳原子的烷基環(huán)烷基，特別優(yōu)選具有6-12個(gè)碳原子的烷基環(huán)烷基。
芳基的例子包括具有6-20個(gè)碳原子的芳基，例如苯基或萘基，優(yōu)選具有6-10個(gè)碳原子的芳基。
烷基芳基的例子包括具有7-40個(gè)碳原子的烷基芳基，例如單取代苯基如甲苯基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、乙苯基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、直鏈或支鏈丙苯基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、直鏈或支鏈丁苯基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、直鏈或支鏈戊苯基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、直鏈或支鏈己苯基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、直鏈或支鏈庚苯基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、直鏈或支鏈辛苯基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、直鏈或支鏈壬苯基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、直鏈或支鏈癸苯基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、直鏈或支鏈?zhǔn)煌榛交?包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)或直鏈或支鏈?zhǔn)榛交?包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)；或者具有兩個(gè)或多個(gè)相同或不同的直鏈或支鏈烷基的芳基如二甲苯基(包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)、二乙苯基、二丙苯基、2-甲基-6-叔丁基苯基、2，6-二叔丁基-4-甲苯基或2，6-二叔丁基-4-(3，5-二叔丁基-4-苯甲基)苯基(烷基還可以包括芳基、烷基芳基或芳基烷基，還包括所有結(jié)構(gòu)異構(gòu)體)，優(yōu)選具有7-20個(gè)碳原子的烷基芳基，特別優(yōu)選具有7-12個(gè)碳原子的烷基芳基。
同樣，芳基烷基的例子包括具有7-40個(gè)碳原子的芳基烷基，例如苯甲基、苯乙基、苯丙基(包括丙基的異構(gòu)體)、苯丁基(包括丁基的異構(gòu)體)、苯戊基(包括戊基的異構(gòu)體)或苯己基(包括己基的異構(gòu)體)，優(yōu)選具有7-20個(gè)碳原子的芳基烷基，特別優(yōu)選具有7-12個(gè)碳原子的芳基烷基。
上述含有機(jī)氧有機(jī)化合物的衍生物可以和含有機(jī)氧有機(jī)化合物一樣使用。具體來(lái)說(shuō)，衍生物的例子包括將選自上述醇、羧酸、酯、醚、酮、醛和碳酸酯中的一種硫化制備的化合物；將其鹵化(氟化、氯化)制備的化合物；它們與酸如硫酸、硝酸、硼酸、磷酸或其酯或金屬鹽的反應(yīng)產(chǎn)物；它們與金屬、含金屬化合物或胺化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
其中優(yōu)選選自醇、羧酸及其衍生物的一種或多種物質(zhì)與胺化合物的反應(yīng)產(chǎn)物(如曼尼烯(Mannich)反應(yīng)產(chǎn)物、?；a(chǎn)物、酰胺)。
本申請(qǐng)中優(yōu)選的胺化合物包括氨、單胺、二胺和多胺。更具體地說(shuō)，它們的例子是氨；具有碳原子數(shù)為1-30的烷基的烷基胺(其中烷基可以是直鏈或支鏈)，例如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一烷基胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十四烷基胺、十五烷基胺、十六烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺、硬脂胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、二庚胺、二辛胺、二壬胺、二癸胺、二(十一烷基)胺、二(十二烷基)胺、二(十三烷基)胺、二(十四烷基)胺、二(十五烷基)胺、二(十六烷基)胺、二(十七烷基)胺、二(十八烷基)胺、甲乙胺、甲丙胺、甲丁胺、乙丙胺、乙丁胺和丙丁胺；具有碳原子數(shù)為2-30的烯基的烯基胺(其中烯基可以是直鏈或支鏈)，例如乙烯基胺、丙烯基胺、丁烯基胺、辛烯基胺和油基胺；具有碳原子數(shù)為1-30的烷醇基團(tuán)的烷醇胺(其中烷醇基團(tuán)可以是直鏈或支鏈)，例如甲醇胺、乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺、戊醇胺、己醇胺、庚醇胺、辛醇胺、壬醇胺、甲醇乙醇胺、甲醇丙醇胺、甲醇丁醇胺、乙醇丙醇胺、乙醇丁醇胺和丙醇丁醇胺；具有碳原子數(shù)為1-30的亞烷基的亞烷基二胺如亞甲基二胺、亞乙基二胺、亞丙基二胺和亞丁基二胺；多胺如二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六胺；衍生自上述單胺、二胺或多胺且還具有碳原子數(shù)為8-20的烷基或烯基的化合物，如十一烷基二乙胺、十一烷基二乙醇胺、十二烷基二丙胺、油基二乙醇胺、油基亞丙基二胺、硬脂基四亞乙基五胺；雜環(huán)化合物如N-羥乙基油基咪唑啉；這些化合物的環(huán)氧烷加成物；及其混合物。
在這些含氮化合物中，優(yōu)選具有碳原子數(shù)為10-20的烷基或烯基的脂族胺(這些烷基或烯基可以是直鏈或支鏈)，例如癸胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺、油基胺和硬脂胺。
在這些含氧有機(jī)化合物的衍生物中，優(yōu)選具有8-20個(gè)碳原子的碳酰胺如油酰胺。
脂族胺化合物的例子是每個(gè)都具有C6-C30直鏈或支鏈烴鏈或基團(tuán)，優(yōu)選C8-C24直鏈或支鏈烴鏈或基團(tuán)，更優(yōu)選C10-C20直鏈或支鏈烴鏈或基團(tuán)的脂族胺化合物。當(dāng)烴鏈的碳原子數(shù)不在6-30范圍內(nèi)時(shí)，潤(rùn)滑油可能不會(huì)產(chǎn)生預(yù)期的充分降低摩擦的作用。
C6-C30直鏈或支鏈烴鏈的具體例子包括烷基如己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基和三十烷基；烯基如己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、二十碳烯基、二十一碳烯基、二十二碳烯基、二十三碳烯基、二十四碳烯基、二十五碳烯基、二十六碳烯基、二十七碳烯基、二十八碳烯基、二十九碳烯基和三十碳烯基。上述烷基和烯基包括所有可能的異構(gòu)體。另外，烯基的位置是任意的。
脂族胺化合物的例子有脂族單胺及其環(huán)氧烷加成物、脂族多胺、咪唑啉化合物及其衍生物。這些脂族胺的具體例子包括脂族胺化合物如月桂胺、月桂基二乙胺、月桂基二乙醇胺、十二烷基二丙醇胺、棕櫚胺、硬脂胺、硬脂基四亞乙基五胺、油基胺、油基亞丙基二胺、油基二乙醇胺和N-羥乙基油基咪唑啉；上述脂族胺(C6-C28烷基或烯基胺)和環(huán)氧烷的加成物如N，N-二聚氧化烯-N-烷基胺；上述脂族胺與C2-C30一元羧酸(如脂肪酸)或C2-C30多元羧酸(如草酸、苯二酸、偏苯三酸和1，2，4，5-苯四酸)反應(yīng)以將全部或部分剩余的氨基和/或亞氨基中和或酰胺化而制備的酸改性化合物。本發(fā)明優(yōu)選使用N，N-二聚氧乙烯-N-油基胺。
在用于手動(dòng)傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑油中，對(duì)脂族胺化合物的含量沒(méi)有特別限制，以潤(rùn)滑油的總質(zhì)量計(jì)，其含量?jī)?yōu)選是0.05-3.0％，更優(yōu)選0.1-2.0％，最優(yōu)選0.5-1.4％。當(dāng)脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或脂族胺摩擦改進(jìn)劑的量低于0.05％時(shí)，潤(rùn)滑油可能不會(huì)產(chǎn)生充分降低摩擦的作用。當(dāng)脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或脂族胺摩擦改進(jìn)劑的量高于3.0％時(shí)，潤(rùn)滑油會(huì)產(chǎn)生良好的降低摩擦作用，但是會(huì)不利地破壞儲(chǔ)存穩(wěn)定性和相容性，從而導(dǎo)致沉積。
另外，本發(fā)明中使用的用于手動(dòng)傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑油優(yōu)選包括聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物作為無(wú)灰分散劑?？捎糜诒景l(fā)明的聚丁烯基琥珀酰亞胺的具體例子包括下面通式(1)和(2)表示的化合物。
在通式(1)和(2)中，n表示1-5的整數(shù)，優(yōu)選2-4的整數(shù)，以得到良好的清潔作用。另外，PIB表示衍生自聚丁烯的聚丁烯基?？梢杂萌缦路椒ㄖ苽渚鄱∠┰诜鸫呋瘎┗蚵然X催化劑的存在下將高純度異丁烯或1-丁烯和異丁烯的混合物聚合，使聚丁烯的數(shù)均分子量達(dá)到900-3500，優(yōu)選1000-2000。當(dāng)聚丁烯的數(shù)均分子量低于900時(shí)，有可能起不到充分清潔的作用。當(dāng)聚丁烯的數(shù)均分子量高于3500時(shí)，聚丁烯可能會(huì)破壞低溫流動(dòng)性。在生產(chǎn)聚丁烯基琥珀酰亞胺時(shí)，可以用任意合適的處理方法(如吸附法或洗滌法)將來(lái)自上述聚丁烯生產(chǎn)催化劑的痕量氟和氯殘余物除去，以此在提純后使用聚丁烯。優(yōu)選將氟和氯殘余物的含量控制為50ppm或更低，更優(yōu)選10ppm或更低，最優(yōu)選1ppm或更低。
對(duì)聚丁烯基琥珀酰亞胺的生產(chǎn)方法沒(méi)有特別限制。例如可以用如下方法制備聚丁烯基琥珀酰亞胺使上述聚丁烯或除去氟和氯殘余物的聚丁烯的氯化物與馬來(lái)酸酐在100-200℃下反應(yīng)，形成聚丁烯基琥珀酸酯，然后使如此形成的聚丁烯基琥珀酸酯與多胺(如二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六胺)反應(yīng)。
聚丁烯基琥珀酰亞胺衍生物的例子是式(1)和(2)的聚丁烯基琥珀酰亞胺與硼化合物或含氧有機(jī)化合物反應(yīng)以將全部或部分剩余的氨基和/或亞氨基中和或酰胺化而得到的硼和酸改性化合物。其中優(yōu)選使用含硼聚丁烯基琥珀酰亞胺，特別是含硼雙(聚丁烯基)琥珀酰亞胺。
上述硼化合物可以是硼酸、硼酸鹽或硼酸酯。硼酸的具體例子包括原硼酸、偏硼酸和對(duì)硼酸。硼酸鹽的具體例子包括硼酸銨的銨鹽如偏硼酸銨、四硼酸銨、五硼酸銨和八硼酸銨。硼酸酯的具體例子包括硼酸和烷醇(優(yōu)選C1-C6烷醇)的酯，如硼酸一甲酯、硼酸二甲酯、硼酸三甲酯、硼酸一乙酯、硼酸二乙酯、硼酸三乙酯、硼酸一丙酯、硼酸二丙酯、硼酸三丙酯、硼酸一丁酯、硼酸二丁酯和硼酸三丁酯。在本發(fā)明的含硼聚丁烯基琥珀酰亞胺中，氮與硼的質(zhì)量含量比(B/N)通常是0.1-3，優(yōu)選0.2-1。
上述含氧有機(jī)化合物的例子有C1-C30一元羧酸如甲酸、乙酸、乙二醇酸、丙酸、乳酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕櫚酸、十七烷酸、硬脂酸、油酸、十九烷酸和二十烷酸；C2-C30多元羧酸如草酸、苯二酸、偏苯三酸和1，2，4，5-苯四酸，其酸酐和酯；C2-C6環(huán)氧烷；羥基(聚)氧亞烷基碳酸酯。
對(duì)聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物在潤(rùn)滑油中的加入量沒(méi)有特別限制，以潤(rùn)滑油的總質(zhì)量計(jì)，其加入量?jī)?yōu)選是0.1-15％，更優(yōu)選1.0-12％。當(dāng)聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物在潤(rùn)滑油中的加入量低于0.1％時(shí)，可能達(dá)不到充分的清潔作用。當(dāng)聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物在潤(rùn)滑油中的加入量高于15％時(shí)，則很不經(jīng)濟(jì)。另外，這么大量的聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物會(huì)導(dǎo)致反乳化性能的劣化。
另外優(yōu)選地，潤(rùn)滑油包括下面通式(3)表示的二硫代磷酸鋅作為抗氧化劑和耐磨劑。
在通式(3)中，R4、R5、R6和R7各自表示C1-C24烴基。C1-C24烴基優(yōu)選是C1-C24直鏈或支鏈烷基、C3-C24直鏈或支鏈烯基、C5-C13環(huán)烷基或直鏈或支鏈烷基環(huán)烷基、C6-C18芳基或直鏈或支鏈烷基芳基、或C7-C19芳基烷基。上述烷基或烯基可以是伯、仲或叔烷基或烯基。R4、R5、R6和R7的具體例子包括烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基和二十四烷基；烯基，例如丙烯基、異丙烯基、丁烯基、丁二烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基(油基)、十九碳烯基、二十碳烯基、二十一碳烯基、二十二碳烯基、二十三碳烯基和二十四碳烯基；環(huán)烷基，例如環(huán)戊基、環(huán)己基和環(huán)庚基；烷基環(huán)烷基，例如甲基環(huán)戊基、二甲基環(huán)戊基、乙基環(huán)戊基、丙基環(huán)戊基、乙基甲基環(huán)戊基、三甲基環(huán)戊基、二乙基環(huán)戊基、乙基二甲基環(huán)戊基、丙基甲基環(huán)戊基、丙基乙基環(huán)戊基、二丙基環(huán)戊基、丙基乙基甲基環(huán)戊基、甲基環(huán)己基、二甲基環(huán)己基、乙基環(huán)己基、丙基環(huán)己基、乙基甲基環(huán)己基、三甲基環(huán)己基、二乙基環(huán)己基、乙基二甲基環(huán)己基、丙基甲基環(huán)己基、丙基乙基環(huán)己基、二丙基環(huán)己基、丙基乙基甲基環(huán)己基、甲基環(huán)庚基、二甲基環(huán)庚基、乙基環(huán)庚基、丙基環(huán)庚基、乙基甲基環(huán)庚基、三甲基環(huán)庚基、二乙基環(huán)庚基、乙基二甲基環(huán)庚基、丙基甲基環(huán)庚基、丙基乙基環(huán)庚基、二丙基環(huán)庚基和丙基乙基甲基環(huán)庚基；芳基，例如苯基和萘基；烷基芳基，例如甲苯基、二甲苯基、乙苯基、丙苯基、乙基甲基苯基、三甲基苯基、丁苯基、丙基甲基苯基、二乙苯基、乙基二甲基苯基、四甲基苯基、戊苯基、己苯基、庚苯基、辛苯基、壬苯基、癸苯基、十一烷基苯基和十二烷基苯基；芳基烷基，例如苯甲基、甲基苯甲基、二甲基苯甲基、苯乙基、甲基苯乙基和二甲基苯乙基。上述烴基包括所有可能的異構(gòu)體。
可以用R4、R5、R6和R7形成的烴基包括所有可以考慮的直鏈或支鏈結(jié)構(gòu)。烯基雙鍵的位置、烷基與環(huán)烷基的鍵聯(lián)位置及烷基與芳基的鍵聯(lián)位置都是任意的。在上述烴基中，特別優(yōu)選具有1-18個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基、具有6-18個(gè)碳原子的芳基、直鏈或支鏈烷基芳基?？捎糜诒景l(fā)明的二硫代磷酸鋅的具體例子包括二異丙基二硫代磷酸鋅、二異丁基二硫代磷酸鋅、二仲丁基二硫代磷酸鋅、二仲戊基二硫代磷酸鋅、二正己基二硫代磷酸鋅、二仲己基二硫代磷酸鋅、二辛基二硫代磷酸鋅、二-2-乙基己基二硫代磷酸鋅、二正癸基二硫代磷酸鋅、二正十二烷基二硫代磷酸鋅、二異十三烷基二硫代磷酸鋅及其混合物。
對(duì)二硫代磷酸鋅在潤(rùn)滑油中的加入量沒(méi)有特別限制。為了產(chǎn)生更高的降低摩擦的作用，以潤(rùn)滑油的總質(zhì)量計(jì)，用磷元素表示的二硫代磷酸鋅含量?jī)?yōu)選是0.1％或更低，更優(yōu)選0.06％或更低，最優(yōu)選是其最低有效量。當(dāng)二硫代磷酸鋅含量大于0.1％時(shí)，可能抑制無(wú)灰脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或無(wú)灰脂族胺摩擦改進(jìn)劑的作用，特別是在DLC薄膜和由鐵基材料制成的相對(duì)部件之間的滑動(dòng)表面(平面)處。
可以用任何已知的方法制備二硫代磷酸鋅。例如可以用如下方法制備二硫代磷酸鋅使具有上述R4、R5、R6和R7烴基的醇或酚與五硫化磷反應(yīng)，形成二硫代磷酸，然后用氧化鋅將如此形成的二硫代磷酸中和。在本申請(qǐng)中，二硫代磷酸鋅生產(chǎn)原料使用醇或酚時(shí)，二硫代磷酸鋅的分子結(jié)構(gòu)是不同的。應(yīng)當(dāng)理解的是，用上述通式(3)表示的至少兩種二硫代磷酸鋅可以以合適比例混合后使用。
如上所述，在本發(fā)明中，在硬碳薄膜如DLC膜的滑動(dòng)表面和相對(duì)部件使用潤(rùn)滑油的情況下，潤(rùn)滑油具有極其優(yōu)異的降低摩擦性能。當(dāng)用在內(nèi)燃機(jī)中時(shí)，為了提高用于手動(dòng)傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑油(組合物)所需的性能，潤(rùn)滑油可以含有其它添加劑，例如金屬清潔劑、抗氧化劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、除上述脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或脂族胺摩擦改進(jìn)劑外的摩擦改進(jìn)劑、除上述聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物外的無(wú)灰分散劑、耐磨劑或極壓添加劑、防銹劑、非離子表面活性劑、破乳劑、金屬鈍化劑和/或消泡劑。為了滿(mǎn)足所要求的潤(rùn)滑油性能，這些添加劑可以單獨(dú)使用，也可以以?xún)煞N或多種的混合物形式使用。
金屬清潔劑可以是一般用于潤(rùn)滑油的任何金屬清潔劑化合物。可用于本發(fā)明的金屬清潔劑的具體例子包括堿金屬或堿土金屬的磺酸鹽、酚鹽和水楊酸鹽；及其兩種或多種的混合物。堿金屬的例子包括鈉(Na)和鉀(K)，堿土金屬的例子包括鈣(Ca)和鎂(Mg)。在本發(fā)明中可以適當(dāng)使用鈉和鈣的磺酸鹽、鈉和鈣的酚鹽、鈉和鈣的水楊酸鹽。可以根據(jù)潤(rùn)滑油需要的性能選擇金屬清潔劑的總堿值和含量。根據(jù)ISO3771“高氯酸電位滴定法確定堿值(Determination of basenumber-Perchloric acid potentiometric titration method)”的高氯酸法測(cè)定的金屬清潔劑的總堿值通常是0-500mgKOH/g，優(yōu)選150-400mgKOH/g。以潤(rùn)滑油的總質(zhì)量計(jì)，金屬清潔劑的含量通常是0.1-10％。
抗氧化劑可以是一般用于潤(rùn)滑油的任何抗氧化劑化合物?？捎糜诒景l(fā)明的抗氧化劑的具體例子包括酚類(lèi)抗氧化劑，如4，4’-亞甲基雙(2，6-二叔丁基苯酚)和十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯；氨基抗氧化劑，如苯基-α-萘胺、烷基苯基-α-萘胺和烷基二苯胺；及其兩種或多種的混合物。以潤(rùn)滑油的總質(zhì)量計(jì)，抗氧化劑的含量通常是0.01-5％。
粘度指數(shù)改進(jìn)劑的例子有非分散型粘度指數(shù)改進(jìn)劑，如選自各種甲基丙烯酸的一種或兩種單體的共聚物和該共聚物的氫化物；分散型粘度指數(shù)改進(jìn)劑，如甲基丙烯酸酯(包括氮化合物)的共聚物。如下物質(zhì)也可以用作粘度指數(shù)改進(jìn)劑乙烯和α-烯烴(如丙烯、1-丁烯和1-戊烯)的共聚物及其氫化物、聚異丁烯及其氫化物、苯乙烯和二烯的氫化共聚物、苯乙烯和馬來(lái)酸酐的共聚物和聚烷基苯乙烯。
粘度指數(shù)改進(jìn)劑的分子量要根據(jù)剪切穩(wěn)定性選擇。例如用于分散型或非分散型聚甲基丙烯酸酯時(shí)，粘度指數(shù)改進(jìn)劑的數(shù)均分子量要求是5000-1000000，更需要是100000-800000；用于聚異丁烯及其氫化物時(shí)，要求是800-5000；用于乙烯/α-烯烴共聚物及其氫化物時(shí)，要求是800-300000，更需要是10000-200000。上述粘度指數(shù)改進(jìn)劑可以單獨(dú)使用，也可以以?xún)煞N或多種的混合物形式使用。以潤(rùn)滑油的總質(zhì)量計(jì)，粘度指數(shù)改進(jìn)劑的量?jī)?yōu)選為0.1-40.0％。
除上述脂族胺化合物外的摩擦改進(jìn)劑的例子有無(wú)灰摩擦改進(jìn)劑如硼酸酯、高級(jí)醇和脂族醚，金屬摩擦改進(jìn)劑如二硫代磷酸鉬、二硫代氨基甲酸鉬和二硫化鉬。
除上述聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物外的無(wú)灰分散劑的例子有都具有數(shù)均分子量為900-3500的聚丁烯基的聚丁烯基苯甲胺和聚丁烯基胺，具有數(shù)均分子量小于900的聚丁烯基的聚丁烯基琥珀酰亞胺及其衍生物。
耐磨劑或極壓添加劑的例子有二硫化物、硫化油脂、烯烴硫化物、具有1-3個(gè)C2-C20烴基的磷酸酯、硫代磷酸酯、亞磷酸酯、硫代亞磷酸酯以及這些酯的胺鹽。
防銹劑的例子有烷基苯磺酸鹽、二壬基萘磺酸鹽、烯基琥珀酸酯和多元醇酯。
非離子表面活性劑和破乳劑的例子有非離子聚亞烷基乙二醇表面活性劑如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基萘基醚。
金屬鈍化劑的例子有咪唑啉化合物、嘧啶衍生物、噻唑和苯并三唑。
消泡劑的例子有硅酮、氟硅酮和氟烷基醚。
以潤(rùn)滑油的總質(zhì)量計(jì)，除上述脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或脂族胺摩擦改進(jìn)劑外的摩擦改進(jìn)劑、除聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物外的無(wú)灰分散劑、耐磨劑或極壓添加劑、防銹劑和破乳劑中的每一種的含量通常都是0.01-5％，以潤(rùn)滑油的總質(zhì)量計(jì)，金屬鈍化劑的含量是0.0005-1％。
試驗(yàn)1下面參考實(shí)施例和對(duì)比例更具體地描述該實(shí)施方案，但這些實(shí)施例不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
為了測(cè)定摩擦系數(shù)，進(jìn)行盤(pán)上圓柱體單元往復(fù)式磨損試驗(yàn)。
如圖2所示，將作為滑動(dòng)側(cè)測(cè)試件的圓柱狀測(cè)試件10A放置和壓在作為相對(duì)側(cè)測(cè)試件的圓盤(pán)狀測(cè)試件10B上。然后使圓柱狀測(cè)試件10A以圖2中所示的兩個(gè)粗箭頭方向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以在如下磨損試驗(yàn)條件下進(jìn)行盤(pán)上圓柱體單元往復(fù)式磨損試驗(yàn)。
磨損試驗(yàn)條件試驗(yàn)裝置盤(pán)上圓柱體單元往復(fù)式磨損試驗(yàn)機(jī)；滑動(dòng)側(cè)測(cè)試件15(直徑)×22mm圓柱狀測(cè)試件；相對(duì)側(cè)測(cè)試件24(直徑)×7.9mm圓盤(pán)狀測(cè)試件；負(fù)荷400N(壓在滑動(dòng)側(cè)測(cè)試件上的負(fù)荷)；滑動(dòng)側(cè)測(cè)試件往復(fù)運(yùn)動(dòng)的幅度3.0mm；往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率50Hz；試驗(yàn)溫度80℃；
試驗(yàn)時(shí)間30分鐘；應(yīng)用潤(rùn)滑油的方式在試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，在滑動(dòng)側(cè)測(cè)試件和相對(duì)側(cè)測(cè)試件之間的滑動(dòng)表面上滴加潤(rùn)滑油。
制造圓柱狀測(cè)試件(滑動(dòng)側(cè))將JIS G4805中描述為高碳鉻軸承鋼材料的SUJ2鋼加工成具有上述尺寸的作為滑動(dòng)側(cè)測(cè)試件的圓柱狀測(cè)試件10A，然后將其修整，使其表面粗糙度Ra為0.04μm。將如此制造的圓柱狀測(cè)試件匯總在表1中。
制造圓盤(pán)狀測(cè)試件(相對(duì)側(cè))將與上述相同的SUJ2鋼加工成具有上述尺寸的作為相對(duì)側(cè)測(cè)試件的圓盤(pán)狀測(cè)試件10B，然后將其上滑動(dòng)面修整，使其表面粗糙度Ra為0.05μm，用電弧離子型離子電鍍法(PVD)在該表面上涂覆厚度為0.5μm的DLC薄膜。DLC薄膜中的氫原子含量不大于0.5原子％，努普(Knoop)硬度HK為2170kg/mm2，表面粗糙度(最大高度)Ry為0.03μm，厚度為0.5μm。最大高度Ry解釋為JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))B0601(2001)中的Rz。用于對(duì)比例的圓盤(pán)狀測(cè)試件上不涂覆DLC薄膜。如此制造的圓盤(pán)狀測(cè)試件匯總在表1中。
制備用于手動(dòng)傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑油將作為基礎(chǔ)油的礦物油或合成油(PAO，聚α-烯烴(1-辛烯低聚物))與如下物質(zhì)組合制備用于手動(dòng)傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑油SP基(含S和P的化合物，其中有0.5質(zhì)量％的硫代磷酸胺鹽)和/或ZnDTP(二硫代磷酸鋅)基極壓劑或耐磨劑(化合物的量為1.5質(zhì)量％)和脂肪酸酯或脂族胺摩擦改進(jìn)劑。如此制備的潤(rùn)滑油匯總在表1中。
試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，將上述圓柱狀測(cè)試件、圓盤(pán)測(cè)試件和用于手動(dòng)傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑油組合在一起，根據(jù)上述方法測(cè)定樣品的摩擦系數(shù)。結(jié)果示于圖3中。
表1
從圖3中的數(shù)據(jù)可以清楚地看出在使用其上滑動(dòng)表面上涂覆有DLC薄膜的圓盤(pán)測(cè)試件的實(shí)施例中，與使用不涂覆DLC薄膜的圓盤(pán)測(cè)試件的對(duì)比例相比，試驗(yàn)樣品的摩擦系數(shù)大幅下降。
如上所述，在該實(shí)施方案中，在用于手動(dòng)傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑油存在下滑動(dòng)的手動(dòng)傳動(dòng)裝置的滑動(dòng)位置的至少一個(gè)滑動(dòng)表面上涂覆氫含量降低的硬碳薄膜。因此，該實(shí)施方案提供了極其優(yōu)異的耐磨性，可以改善手動(dòng)傳動(dòng)裝置的滑動(dòng)位置的耐卡死性能，另外還可以降低其摩擦系數(shù)和滑動(dòng)阻力，從而改善自動(dòng)車(chē)的燃料效率。
第二種實(shí)施方案下面參考圖4和5描述本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二種實(shí)施方案。
現(xiàn)在參考圖4，11表示用于自動(dòng)車(chē)的最終減速齒輪裝置，該圖示出滑動(dòng)位置的例子。本發(fā)明的最終減速齒輪裝置11在其差速器殼(減速齒輪箱)12內(nèi)具有其頂端有傳動(dòng)小齒輪13a的主動(dòng)軸13。固定在與傳動(dòng)小齒輪13a嚙合的環(huán)形齒輪15a上的差速器箱15通過(guò)側(cè)軸承14被差速器殼12可旋轉(zhuǎn)地支撐。兩個(gè)側(cè)齒輪16可旋轉(zhuǎn)地固定在差速器箱15中。兩個(gè)與相應(yīng)的側(cè)齒輪16嚙合的小齒輪嚙合齒輪18被差速器箱15中的小齒輪嚙合軸17可旋轉(zhuǎn)地支撐，其中主動(dòng)軸13通過(guò)兩個(gè)滾柱軸承19可旋轉(zhuǎn)地固定在差速器殼12上，并且與傳動(dòng)軸連接。
在最終減速齒輪裝置11中，當(dāng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這種轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)小齒輪13a和環(huán)形齒輪15a傳送到差速器箱15。當(dāng)自動(dòng)車(chē)向前驅(qū)動(dòng)時(shí)，差速器箱15和側(cè)齒輪16及小齒輪嚙合齒輪18一體轉(zhuǎn)動(dòng)，左右傳動(dòng)輪軸以相同的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。
另一方面，當(dāng)自動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，其內(nèi)側(cè)軸阻力增加，因此，側(cè)齒輪16和小齒輪嚙合齒輪18在差速器箱15內(nèi)各自轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)果，自動(dòng)車(chē)的內(nèi)側(cè)軸轉(zhuǎn)速下降，而外側(cè)軸轉(zhuǎn)速以相應(yīng)的量提升。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠平滑地使自動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向。
最終減速齒輪裝置11中的滑動(dòng)件包括側(cè)軸承14的滾柱14a和內(nèi)座圈14b、差速器箱15、側(cè)齒輪16、小齒輪嚙合軸17、小齒輪嚙合齒輪18及位于差速器箱15和側(cè)齒輪16之間以控制其間間隙的墊圈20。側(cè)軸承14的滾柱14a的端面和內(nèi)座圈14b之間的位置；差速器箱15的內(nèi)面和側(cè)齒輪16之間的位置；差速器箱15的內(nèi)面和墊圈20之間的位置；側(cè)齒輪16的背面和墊圈20之間的位置；小齒輪嚙合軸17的外周面和小齒輪嚙合齒輪18之間的位置；以及小齒輪嚙合齒輪18的背面和差速器箱15的內(nèi)面之間的位置均是在用于最終減速齒輪裝置的潤(rùn)滑油存在下相互滑動(dòng)的滑動(dòng)位置。在這些滑動(dòng)位置中的任何滑動(dòng)件的滑動(dòng)面，例如側(cè)軸承14的滾柱14a的端面、差速器箱15的內(nèi)面、小齒輪嚙合軸17的外周面、小齒輪嚙合齒輪18的背面和墊圈20的兩個(gè)面都可以用硬碳薄膜覆蓋或涂覆，或者這些滑動(dòng)面的兩側(cè)都用形成在其上的硬碳薄膜覆蓋或涂覆。
另外，上述滑動(dòng)面以外的其它任何滑動(dòng)面，例如支撐主動(dòng)軸13的滾柱軸承19的滾柱19a的一個(gè)或兩個(gè)端面和內(nèi)座圈19b的外周面也可以用形成在其上的硬碳薄膜覆蓋或涂覆。
碳薄膜例如是由主要由碳原子和無(wú)定形碳構(gòu)成的DLC(類(lèi)金剛石碳)材料形成的。DLC材料在碳原子之間的鍵模式中呈現(xiàn)金剛石結(jié)構(gòu)(SP3鍵)和/或石墨結(jié)構(gòu)(SP2鍵)。更具體地說(shuō)，硬碳(DLC)薄膜是由如下材料形成的由碳組成的無(wú)氫無(wú)定形碳(a-C)、含氫的無(wú)定形碳(a-CH)或者含有鈦(Ti)或鉬(Mo)金屬元素作為其一部分的金屬碳化物或金屬碳(MeC)。
隨著硬碳薄膜中氫含量的增加，摩擦系數(shù)增加。因此，在本發(fā)明中，必須使硬碳薄膜中的氫含量上限為20原子％。為了在滑動(dòng)過(guò)程中充分降低潤(rùn)滑油中的摩擦系數(shù)及得到穩(wěn)定的滑動(dòng)性能，硬碳薄膜中的氫含量?jī)?yōu)選不大于10原子％，更優(yōu)選不大于0.5原子％。
利用基本不使用氫和/或含氫化合物的PVD法如濺射法或離子電鍍法可以得到氫含量如此低的硬碳薄膜。在這種情況下，在進(jìn)行用于硬碳薄膜的成膜操作時(shí)，除了在成膜操作過(guò)程中使用不含氫的氣體外，還優(yōu)選將反應(yīng)器和用于支撐基底材料的工具烘焙，將基底材料表面充分清潔，以降低硬碳薄膜中的氫含量。硬碳薄膜也可以通過(guò)CVD法得到。
在基底材料表面上形成硬碳薄膜。因?yàn)橛蔡急∧さ哪ず穸群苄?，所以形成硬碳薄膜前的基底材料的表面粗糙度?duì)形成在基底材料表面上的硬碳薄膜的表面粗糙度影響很大。因此，在涂覆硬碳薄膜之前基底材料的表面粗糙度(中線(xiàn)平均粗糙度)Ra優(yōu)選不大于0.1μm。如果基底材料的表面粗糙度大于0.1μm，則硬碳薄膜的表面粗糙度造成的突起部分會(huì)增加對(duì)相對(duì)部件的局部赫茲(Hertz)接觸壓力，從而導(dǎo)致在硬碳薄膜中形成裂紋。表面粗糙度Ra解釋為JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))B0601(2001)中的Ra75。
下面討論用于本發(fā)明最終減速齒輪裝置的潤(rùn)滑油(組合物)。
潤(rùn)滑油(組合物)優(yōu)選包括基礎(chǔ)油和作為無(wú)灰摩擦改進(jìn)劑的有機(jī)含氧化合物與脂族胺化合物中的至少一種。值得注意的是，在涂覆在基底材料上的硬碳薄膜的滑動(dòng)表面上在潤(rùn)滑油存在下能夠顯示出極其優(yōu)異的低摩擦性能。
如上所述，潤(rùn)滑油(組合物)是與本發(fā)明的用于自動(dòng)車(chē)的最終減速齒輪裝置結(jié)合使用的。用在該最終減速齒輪裝置中的潤(rùn)滑油(組合物)與上面討論的第一種實(shí)施方案中的相同。
應(yīng)當(dāng)理解的是，用于最終減速齒輪裝置的潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)油、有機(jī)含氧化合物、脂族胺化合物及其它組分(添加劑)與第一種實(shí)施方案中用于手動(dòng)傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑油中使用的組分相同。換句話(huà)說(shuō)，對(duì)第一種實(shí)施方案中潤(rùn)滑油的相關(guān)說(shuō)明通用或選擇性適用于第二種實(shí)施方案中的潤(rùn)滑油。
試驗(yàn)2下面參考實(shí)施例和對(duì)比例更具體地描述該實(shí)施方案，但這些實(shí)施例不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
為了測(cè)定摩擦系數(shù)，進(jìn)行盤(pán)上圓柱體單元往復(fù)式磨損試驗(yàn)，使用與第一種實(shí)施方案相關(guān)的試驗(yàn)1中相同的方法。如圖2所示，將作為滑動(dòng)側(cè)測(cè)試件的圓柱狀測(cè)試件10A放置和壓在作為相對(duì)側(cè)測(cè)試件的圓盤(pán)狀測(cè)試件10B上。然后使圓柱狀測(cè)試件10A以圖2中所示的兩個(gè)粗箭頭方向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以在如下磨損試驗(yàn)條件下進(jìn)行盤(pán)上圓柱體單元往復(fù)式磨損試驗(yàn)。
磨損試驗(yàn)條件試驗(yàn)裝置盤(pán)上圓柱體單元往復(fù)式磨損試驗(yàn)機(jī)；滑動(dòng)側(cè)測(cè)試件15(直徑)×22mm圓柱狀測(cè)試件；相對(duì)側(cè)測(cè)試件24(直徑)×7.9mm圓盤(pán)狀測(cè)試件；負(fù)荷400N(壓在滑動(dòng)側(cè)測(cè)試件上的負(fù)荷)；滑動(dòng)側(cè)測(cè)試件往復(fù)運(yùn)動(dòng)的幅度3.0mm；往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率50Hz；試驗(yàn)溫度80℃；試驗(yàn)時(shí)間30分鐘；應(yīng)用潤(rùn)滑油的方式在試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，在滑動(dòng)側(cè)測(cè)試件和相對(duì)側(cè)測(cè)試件之間的滑動(dòng)表面上滴加潤(rùn)滑油。
制造圓柱狀測(cè)試件(滑動(dòng)側(cè))將JIS G4805中描述為高碳鉻軸承鋼材料的SUJ2鋼加工成具有上述尺寸的作為滑動(dòng)側(cè)測(cè)試件的圓柱狀測(cè)試件10A，然后將其修整，使其表面粗糙度Ra為0.04μm。將如此制造的圓柱狀測(cè)試件匯總在表1中。
制造圓盤(pán)狀測(cè)試件(相對(duì)側(cè))將與上述相同的SUJ2鋼加工成具有上述尺寸的作為相對(duì)側(cè)測(cè)試件的圓盤(pán)狀測(cè)試件10B，然后將其上滑動(dòng)面修整，使其表面粗糙度Ra為0.05μm，用電弧離子型離子電鍍法(PVD)在該表面上涂覆厚度為0.5μm的DLC薄膜。DLC薄膜中的氫原子含量不大于0.5原子％，努普(Knoop)硬度HK為2170kg/mm2，表面粗糙度(最大高度)Ry為0.03μm，厚度為0.5μm。最大高度Ry解釋為JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))B0601(2001)中的Rz。用于對(duì)比例的圓盤(pán)狀測(cè)試件上不涂覆DLC薄膜。如此制造的圓盤(pán)狀測(cè)試件匯總在表1中。
制備用于最終減速齒輪裝置的潤(rùn)滑油將作為基礎(chǔ)油的礦物油或合成油(PAO，聚α-烯烴(1-辛烯低聚物))與如下物質(zhì)組合制備用于最終減速齒輪裝置的潤(rùn)滑油S基(4質(zhì)量％)、SP基(含S和P的化合物，其中有1.5質(zhì)量％的硫代磷酸胺鹽)或硼酸鹽基(3質(zhì)量％)極壓劑(添加劑)或耐磨劑(化合物的量為1.5質(zhì)量％)和脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑。如此制備的潤(rùn)滑油匯總在表2A和2B中。
試驗(yàn)結(jié)果如表2A和2B所示，將上述圓柱狀測(cè)試件、圓盤(pán)測(cè)試件和用于最終減速齒輪裝置的潤(rùn)滑油組合在一起，根據(jù)上述方法測(cè)定樣品的摩擦系數(shù)。結(jié)果示于圖5中。
表2A
表2B
從圖5中的數(shù)據(jù)可以清楚地看出在使用其上滑動(dòng)表面上涂覆有DLC薄膜的圓盤(pán)測(cè)試件的實(shí)施例中，與使用不涂覆DLC薄膜的圓盤(pán)測(cè)試件的對(duì)比例相比，試驗(yàn)樣品的摩擦系數(shù)大幅下降。
如上所述，在該實(shí)施方案中，在用于最終減速齒輪裝置的潤(rùn)滑油存在下滑動(dòng)的最終減速齒輪裝置的滑動(dòng)位置的至少一個(gè)滑動(dòng)表面上涂覆氫含量很低的硬碳薄膜。因此，該實(shí)施方案提供了極其優(yōu)異的耐磨性，可以改善最終減速齒輪裝置的滑動(dòng)位置的耐卡死性能，另外還可以降低其摩擦系數(shù)和滑動(dòng)阻力，從而改善自動(dòng)車(chē)的燃料效率。
第三種實(shí)施方案下面參考圖6描述本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的第三種實(shí)施方案。下面將詳細(xì)解釋本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)和低摩擦試劑組合物。
根據(jù)第三種實(shí)施方案，低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一滑動(dòng)件(A)，其包括具有滑動(dòng)表面的基底材料和涂覆在基底材料的滑動(dòng)表面上形成涂層的類(lèi)金剛石碳薄膜；第二滑動(dòng)件(B)，其具有與第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面，第二滑動(dòng)件由選自如下的至少一種材料制成金屬材料、非金屬材料和包括所述金屬和非金屬材料之一及涂覆在所述金屬和非金屬材料之一表面上的薄膜的材料。另外，在第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面和第二滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面之間存在有機(jī)含氧化合物(C)和低摩擦試劑組合物(D)中的至少一種。有機(jī)含氧化合物在分子中含有氧。低摩擦試劑組合物含有所述有機(jī)含氧化合物。
換句話(huà)說(shuō)，低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)是通過(guò)在DLC涂覆的滑動(dòng)件(A)和滑動(dòng)件(B)之間的滑動(dòng)位置中提供有機(jī)含氧化合物(C)或含有機(jī)含氧化合物(C)的低摩擦試劑組合物(D)構(gòu)成的。因此，DLC涂覆的滑動(dòng)件和其它滑動(dòng)件能夠以比現(xiàn)有技術(shù)低得多的摩擦力滑動(dòng)。
上述DLC涂覆的滑動(dòng)件(A)中使用的DLC(類(lèi)金剛石碳)材料是主要由碳元素形成的無(wú)定形材料，其中的碳-碳鍵包括金剛石結(jié)構(gòu)(SP3鍵)和石墨鍵(SP2鍵)。其具體的例子包括只由碳形成的a-C(無(wú)定形碳)、含氫的a-CH(氫化無(wú)定形碳)、含有部分金屬元素如鈦(Ti)或鉬(Mo)的MeC。在本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中，為了使其具有非常大的降低摩擦作用，DLC材料優(yōu)選由不含氫的a-C材料構(gòu)成。
另外，上述DLC涂覆的滑動(dòng)件(A)中使用的基底材料可以是非鐵金屬如滲碳鋼、硬化鋼、鋁等。應(yīng)當(dāng)理解的是，在基底材料的表面上形成DLC薄膜涂層，從而形成DLC涂覆的滑動(dòng)件(A)。
對(duì)構(gòu)成上述滑動(dòng)件(B)的材料沒(méi)有特別限制，可以是金屬材料如含鐵材料、鋁基材料、鎂基材料或鈦基材料。特別優(yōu)選含鐵材料、鋁基材料或鎂基材料，因?yàn)檫@些材料易于應(yīng)用在現(xiàn)有機(jī)器或設(shè)備的滑動(dòng)件或滑動(dòng)部位上，并且在各種領(lǐng)域中有助于節(jié)能。
對(duì)于構(gòu)成上述滑動(dòng)件(B)的材料，還可以使用非金屬材料，如樹(shù)脂、塑料、碳等。
另外，在這些金屬或非金屬材料上涂覆各種薄膜涂層形成的材料也可以用作構(gòu)成上述滑動(dòng)件(B)的材料。
對(duì)含鐵材料沒(méi)有特別限制，不僅可以是高純度的鐵，而且還可以是各種鐵合金(與鎳、銅、鋅、鉻、鈷、鉬、鉛、硅或鈦或其任意組合的合金)。其具體例子包括根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)的滲碳鋼SCM 420和SCr 420。
對(duì)鋁基材料沒(méi)有特別限制，不僅可以是高純度的鋁，而且還可以是各種鋁基合金。具體來(lái)說(shuō)，含如4-20％硅(Si)和1.0-5.0％銅(Cu)的亞低共熔或過(guò)低共熔鋁合金是需要的。鋁合金的優(yōu)選例子包括根據(jù)JIS的AC2A、AC8A、ADC12和ADC14。
另外，對(duì)用作上述滑動(dòng)件(B)的具有各種涂層的金屬材料沒(méi)有特別限制，具體來(lái)說(shuō)可以是具有薄膜(表面)涂層如TiN、CrN或上述DLC材料涂層的金屬材料如上述含鐵材料、鋁基材料、鎂基材料或鈦基材料，其中優(yōu)選涂覆有DLC材料的金屬材料。更優(yōu)選地，DLC材料是a-C型類(lèi)金剛石碳并且基本上不含氫。
考慮到滑動(dòng)穩(wěn)定性，DLC涂覆的滑動(dòng)件(A)和滑動(dòng)件(B)(例如金屬材料或具有各種薄膜涂層的金屬材料)的表面粗糙度Ra均為0.1μm或更小，優(yōu)選0.08μm或更小。當(dāng)表面粗糙度大于0.1μm時(shí)，會(huì)形成局部劃傷，從而明顯增加摩擦系數(shù)。
另外優(yōu)選地，用顯微維氏(Vicker)硬度(在10g負(fù)荷下)表示的DLC涂覆的滑動(dòng)件(A)的表面硬度(DLC薄膜涂層的表面硬度)Hv是1000-3500，DLC薄膜厚度是0.3-2.0μm。在DLC涂覆的滑動(dòng)件(A)的表面硬度和厚度不在上述范圍內(nèi)的情況下，當(dāng)Hv小于1000或厚度小于0.3μm時(shí)，磨損加速，當(dāng)Hv大于3500或厚度大于2.0μm時(shí)，將發(fā)生剝離。同樣在鐵基材料的表面硬度HRC(洛氏(Rockwell)硬度C分級(jí))小于45的情況下，高赫茲接觸壓會(huì)導(dǎo)致皺縮，從而加速其剝離。
同樣在用含鐵材料作為滑動(dòng)件(B)的情況下，用洛氏硬度C分級(jí)表示的表面硬度HRC優(yōu)選是45-60。這種條件是有效的，因?yàn)榧词乖谕馆嗠S動(dòng)件中的約700MPa的高赫茲接觸壓條件下也能夠保持薄膜的耐久性。
同樣在用鋁基材料作為滑動(dòng)件(B)的情況下，其表面硬度或布氏(Brinell)硬度HB優(yōu)選是80-130。在鋁基材料的表面硬度不在上述范圍內(nèi)的情況下，HB小于80時(shí)鋁基材料易于磨損。
同樣在滑動(dòng)件(B)是由具有薄膜涂層的金屬材料，特別是涂覆有DLC材料的金屬材料構(gòu)成的情況下，用顯微維氏(Vicker)硬度(在10g負(fù)荷下)表示的表面硬度Hv優(yōu)選是1000-3500，DLC薄膜厚度是0.3-2.0μm。在DLC涂覆的滑動(dòng)件(A)的表面硬度和厚度不在上述范圍內(nèi)的情況下，當(dāng)Hv小于1000或厚度小于0.3μm時(shí)，磨損加速，當(dāng)Hv大于3500或厚度大于2.0μm時(shí)，將發(fā)生剝離。
定義在DLC涂覆的滑動(dòng)件(A)的滑動(dòng)表面和滑動(dòng)件(B)的滑動(dòng)表面之間的滑動(dòng)表面位置可以是在存在有機(jī)含氧化合物(C)或含有化合物(C)的低摩擦試劑組合物(D)的條件下部件(A)和部件(B)的滑動(dòng)表面相互接觸處的滑動(dòng)表面位置。例如滑動(dòng)表面位置形成在4沖程或2沖程型內(nèi)燃機(jī)的滑動(dòng)零件或部件中，例如閥驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、活塞、活塞環(huán)、活塞裙、汽缸襯筒、連桿、曲軸、軸承、軸承金屬、齒輪、鏈、帶、油泵等中的零件，也可以是驅(qū)動(dòng)傳送系統(tǒng)(如齒輪)中的零件、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)中的滑動(dòng)零件、以及要經(jīng)受?chē)?yán)酷的摩擦條件從而需要低摩擦的其它各種滑動(dòng)零件。在這些滑動(dòng)表面位置中，僅僅通過(guò)在至少一個(gè)滑動(dòng)件上涂覆DLC涂層和應(yīng)用有機(jī)含氧化合物，就可以達(dá)到與傳統(tǒng)技術(shù)相比更高的潤(rùn)滑性和極其優(yōu)異的低摩擦性能。
例如在內(nèi)燃機(jī)的閥驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案是由升降桿的頂部表面形成的滑動(dòng)表面位置或通過(guò)在鐵(鋼)基材料上形成DLC涂層而形成的圓盤(pán)狀墊片以及由低合金冷鑄鐵、滲碳鋼、精煉碳鋼或由其任意組合構(gòu)成的材料形成的凸輪袍。
應(yīng)當(dāng)理解的是，用于低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)油、有機(jī)含氧化合物及其它組分(添加劑)與第一種實(shí)施方案中用于手動(dòng)傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑油中使用的組分相同。換句話(huà)說(shuō)，對(duì)第一種實(shí)施方案中潤(rùn)滑油的相關(guān)說(shuō)明通用或選擇性適用于第三種實(shí)施方案中的潤(rùn)滑油。
雖然上述有機(jī)含氧化合物(C)單獨(dú)(即100％)用在由DLC涂覆的滑動(dòng)件(A)和滑動(dòng)件(B)構(gòu)成的滑動(dòng)表面位置中時(shí)即可具有極其優(yōu)異的低摩擦性能，但是通過(guò)在這些滑動(dòng)表面位置處提供用如下方法形成的低摩擦試劑組合物(D)也可以達(dá)到潤(rùn)滑性向有機(jī)含氧化合物(C)中加入各種潤(rùn)滑劑或者將有機(jī)含氧化合物(C)加入各種介質(zhì)中。
可以用如下方法得到這種低摩擦試劑組合物(D)向各種介質(zhì)中按任意比例加入有機(jī)含氧化合物(C)，各種介質(zhì)如礦物油、合成油、天然油脂、稀釋油、潤(rùn)滑脂、蠟、具有3-40個(gè)碳原子的烴、烴溶劑、非烴有機(jī)溶劑、水或其混合物，特別是在滑動(dòng)條件下或常溫下是液態(tài)、脂態(tài)或蠟態(tài)的介質(zhì)。對(duì)有機(jī)含氧化合物(C)在這些介質(zhì)的含量沒(méi)有特別限制，但是其下限值通常是0.001％，優(yōu)選0.05％，更優(yōu)選0.1％，其含量可以超過(guò)3.0％。另外如上所述，其上限值可以是100％，但是優(yōu)選50％，更優(yōu)選20％，進(jìn)一步優(yōu)選10％，特別優(yōu)選5％，其加入量即使很少如0.1-2％也能夠達(dá)到優(yōu)異的低摩擦性能。
作為低摩擦試劑組合物(D)所含有的介質(zhì)，特別優(yōu)選使用潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油(潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)油)，對(duì)這類(lèi)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油沒(méi)有特別限制，可以使用任何常用的用于潤(rùn)滑劑組合物的礦物油型或合成型基礎(chǔ)油。
礦物油型潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的例子包括用如下方法制備的產(chǎn)品用常壓或減壓蒸餾原油得到潤(rùn)滑劑餾分，然后對(duì)潤(rùn)滑劑餾分進(jìn)行至少一種如下處理方法溶劑脫瀝青、溶劑提取、加氫分解、溶劑脫蠟、加氫提純和蠟異構(gòu)化，特別是經(jīng)過(guò)加氫分解、加氫提純或蠟異構(gòu)化的基礎(chǔ)油。在這些產(chǎn)品中，優(yōu)選通過(guò)加氫提純或加氫分解得到的礦物油或通過(guò)將費(fèi)托法得到的GTL(氣至液)蠟或在潤(rùn)滑油脫蠟步驟中得到的富含正鏈烷烴的蠟異構(gòu)化得到的異鏈烷烴礦物油。
合成型潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的例子包括在前面解釋組分(C)中所述烷基萘、烷基苯、聚丁烯及其氫化產(chǎn)品；聚α-烯烴，如1-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物或其氫化產(chǎn)品；100℃的運(yùn)動(dòng)粘度為1-100mm2/s的酯；及其混合物。除這些酯外，合成型潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的優(yōu)選例子包括聚α-烯烴，如1-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物及其氫化產(chǎn)品。另外對(duì)于酯，特別優(yōu)選多元醇酯。
除了單獨(dú)或作為混合物使用礦物油型潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油或合成型潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油外，還可以使用兩種或多種礦物油型基礎(chǔ)油或合成型基礎(chǔ)油的混合物。同樣在這些混合物中，對(duì)兩種或多種基礎(chǔ)油的混合比沒(méi)有特別限制，可以任意選擇。
對(duì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油中的芳烴總含量也沒(méi)有特別限制，但優(yōu)選是15％或更低，更優(yōu)選10％或更低，進(jìn)一步更優(yōu)選8％。當(dāng)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油中的芳烴總含量大于15％時(shí)，將導(dǎo)致氧化穩(wěn)定性變差，因此是不可取的。即使?jié)櫥突A(chǔ)油中的芳烴總含量為2％或更低，甚至是0％時(shí)，也能夠得到具有高的降低摩擦作用的組合物，例如在酯潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油如高度氫化分解的礦物油、蠟異構(gòu)化礦物油、聚α-烯烴或氫化產(chǎn)物、1-癸烯低聚物的氫化產(chǎn)物、多元醇酯或其混合物中。在有機(jī)含氧化合物(C)(不包括用作潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的酯)含量大于2％的情況下，因?yàn)閮?chǔ)存穩(wěn)定性可能受到破壞，所以如果需要，可以通過(guò)混合溶劑提純礦物油或烷基苯，或者使用酯用作潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油來(lái)調(diào)節(jié)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油中的芳烴總含量(例如2％或更高)?！胺紵N總含量”表示根據(jù)ASTM D2549測(cè)定的芳烴餾分含量，這些芳烴餾分通常含有烷基苯、烷基萘、蒽、菲、其烷基化產(chǎn)品、其中四個(gè)或多個(gè)苯環(huán)稠合的化合物和含有雜環(huán)芳香結(jié)構(gòu)的化合物如嘧啶、喹啉、苯酚和萘酚。
同樣對(duì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度沒(méi)有特別限制，但是在用作內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑劑組合物的情況下，100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選是2mm2/s或更高，更優(yōu)選3mm2/s或更高，而其上限優(yōu)選是20mm2/s或更低，更優(yōu)選10mm2/s或更低，特別優(yōu)選8mm2/s或更低。當(dāng)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油在100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度是2mm2/s或更高時(shí)，可以得到能夠充分形成油膜的組合物，基礎(chǔ)油在高溫條件下也具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性能和較小的蒸發(fā)損失。而另一方面，當(dāng)100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度是20mm2/s或更低時(shí)，能夠降低流體阻力，從而能夠得到在潤(rùn)滑位置處具有較小摩擦阻力的組合物。
另外，對(duì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)沒(méi)有特別限制，但是優(yōu)選是80或更高，并且在用作內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑劑組合物的情況下，優(yōu)選是100或更高，更優(yōu)選120或更高，可以在140-250范圍內(nèi)。高粘度指數(shù)的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油能夠得到不僅低溫粘度性能優(yōu)異而且降低摩擦的性能優(yōu)異的組合物。
為了改善所需性能，低摩擦試劑組合物(D)還可以包括單獨(dú)或多種組合使用的無(wú)灰分散劑、耐磨劑或極壓劑、金屬基清潔劑、抗氧化劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、無(wú)灰摩擦調(diào)節(jié)劑、防銹劑、非離子表面活性劑、破乳劑、金屬鈍化劑或消泡劑。
作為無(wú)灰分散劑，可以使用各種已知的無(wú)灰分散劑。例如可以有利地使用聚丁烯基琥珀酰亞胺或其衍生物。
下面將詳細(xì)解釋本發(fā)明的降低摩擦的方法。
在機(jī)構(gòu)中降低摩擦的方法，該機(jī)構(gòu)包括第一滑動(dòng)件(A)，其包括具有滑動(dòng)表面的基底材料和涂覆在基底材料的滑動(dòng)表面上形成涂層的硬碳薄膜；第二滑動(dòng)件(B)，其具有與第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面，第二滑動(dòng)件由選自如下的至少一種材料制成金屬材料、非金屬材料和包括所述金屬和非金屬材料之一及涂覆在所述金屬和非金屬材料之一表面上的薄膜的材料。在本發(fā)明中，降低摩擦的方法包括在第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面和第二滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面之間的位置處供應(yīng)有機(jī)含氧化合物(C)和低摩擦試劑組合物(D)中的至少一種。有機(jī)含氧化合物在分子中含有氧。低摩擦試劑組合物含有所述有機(jī)含氧化合物。
換句話(huà)說(shuō)，這種降低摩擦的方法是對(duì)由涂覆有金剛石類(lèi)碳的DLC涂覆的滑動(dòng)件(A)和用金屬材料、非金屬材料或在其表面上形成膜而得到的涂覆材料或其任意組合的滑動(dòng)件(B)構(gòu)成的滑動(dòng)表面位置進(jìn)行潤(rùn)滑。降低摩擦的方法的特征是提供給滑動(dòng)表面以分子中含有氧的有機(jī)含氧化合物(C)或含有機(jī)含氧化合物(C)的低摩擦試劑組合物(D)。通過(guò)該方法，可以極大地改善各種滑動(dòng)表面的低摩擦性能。
試驗(yàn)3下面參考實(shí)施例和對(duì)比例更清楚地描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
制備用于盤(pán)上銷(xiāo)釘(單體)摩擦試驗(yàn)的滑動(dòng)件(銷(xiāo)釘和圓盤(pán))樣品。用其基本部件示于圖6的試驗(yàn)儀進(jìn)行盤(pán)上銷(xiāo)釘摩擦試驗(yàn)，其中每個(gè)試驗(yàn)使用三個(gè)銷(xiāo)釘和一個(gè)圓盤(pán)。
<銷(xiāo)釘?shù)幕撞牧?amp;gt;
通過(guò)磨削將熱處理的SUJ2材料(根據(jù)JIS G 4805)制成一定的銷(xiāo)釘形狀，然后通過(guò)用研磨帶拋光將銷(xiāo)釘形狀的材料修整成各種表面粗糙度(Ra為0.2μm或更小)。從而生產(chǎn)出銷(xiāo)釘?shù)幕撞牧稀?br>
<圓盤(pán)的基底材料>
將熱處理的SUJ2材料或AC2A材料的圓盤(pán)狀材料進(jìn)行一定的時(shí)效硬化處理，然后通過(guò)拋光將與銷(xiāo)釘接觸的滑動(dòng)表面修整為各種表面粗糙度。從而生產(chǎn)出圓盤(pán)的基底材料。
<表面處理>
用石墨作為靶體，用PVD法或CVD法在如此修整的銷(xiāo)釘基底材料或圓盤(pán)基底材料的表面上涂覆各種厚度的如下涂層材料(a)、(b)和(c)，從而在基底材料的表面上形成涂層。通過(guò)用研磨帶拋光將涂層表面修整成各種表面粗糙度(Ra為0.1μm或更小)(a)a-C(用PVD法)(b)DLC(a-CH)(用CVD法)
(C)CrN從而制備出用于盤(pán)上銷(xiāo)釘摩擦試驗(yàn)的銷(xiāo)釘和圓盤(pán)樣品。
測(cè)量銷(xiāo)釘和圓盤(pán)，得到如表3所示的涂層厚度(表示為“膜厚度”)、表面硬度(Hv)和表面粗糙度(Ra)。
滑動(dòng)件規(guī)格和測(cè)量結(jié)果示于表3中。在表3中，“Ex.”表示實(shí)施例；“Comp.Ex.”表示對(duì)比例；“Ref.Ex.”表示參考例。
表3
<樣品油(1)>
用氫化1-癸烯低聚物(100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度3.9mm2/s，粘度指數(shù)124，芳烴總含量0.0％)作為潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油制備樣品油(1)，具體通過(guò)向基礎(chǔ)油中混入1.0％的作為有機(jī)含氧化合物的油醇和13.0％的其它添加劑[無(wú)灰分散劑聚丁烯基琥珀酰亞胺(氮含量1.2％)，5.0％；金屬基清潔劑磺酸鈣(總堿值300mg KOH/g，鈣含量12.0％)，0.5％，酚鈣(總堿值255mg KOH/g，鈣含量9.2％)，0.9％；及粘度指數(shù)提高劑、抗氧化劑、極壓劑、防銹劑、破乳劑、非離子表面活性劑、金屬鈍化劑、消泡劑等]。
<樣品油(2)>
用與樣品油(1)同樣的方法制備樣品油(2)，只是不混入13.0％的其它添加劑。
<樣品油(3)>
用與樣品油(1)同樣的方法制備樣品油(3)，只是用油酸作為有機(jī)含氧化合物。
<樣品油(4)>
用與樣品油(1)同樣的方法制備樣品油(4)，只是用0.5％的油醇和0.5％的油酸一起作為有機(jī)含氧化合物。
<樣品油(5)>
用與樣品油(1)同樣的方法制備樣品油(5)，只是用氫化礦物油(100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度5.0mm2/s，粘度指數(shù)120，芳烴總含量5.5％)作為潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油，用1.0％的油酰胺作為有機(jī)含氧化合物。
<樣品油(6)>
使用商購(gòu)的機(jī)油，其在100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度是10.2mm2/s。
<樣品油(7)>
用與樣品油(5)同樣的方法制備樣品油(7)，只是加入1.0％的二硫代氨基甲酸鉬代替油酰胺。
<樣品油(8)>
單獨(dú)使用(100％)甘油(無(wú)水甘油1，2，3-丙三醇，Sigma-AldrichJapan Co.生產(chǎn)的“Fluka 49767”)。
<樣品油(9)>
單獨(dú)使用(100％)三羥甲基丙烷和異C8(碳原子數(shù)為8)、正C8、C10和C11脂肪酸的脂肪酸混合物的三酯(Kao Corporation生產(chǎn)的“KAOLUBE KSL-268”)。
這些低摩擦試劑組合物的組成及性能示于表4。
表4
1)PAO(聚α-烯烴)100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度3.9mm2/S，粘度指數(shù)124，芳烴含量0.0質(zhì)量％；2)氫化分解基礎(chǔ)油100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度5.0mm2/s，粘度指數(shù)120，芳烴含量5.5質(zhì)量％；3)油醇；4)油酸；5)油酰胺；6)硫化氨基甲酸鉬(Mo含量9.9質(zhì)量％)7)其它可能的添加劑包括無(wú)灰分散劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、抗氧化劑、極壓劑、防銹劑、破乳劑、非離子表面活性劑、金屬鈍化劑和消泡劑；8)商購(gòu)SG級(jí)別油；9)甘油(Fluka 49767無(wú)水甘油1，2，3-丙三醇)；10)三羥甲基丙烷(三羥甲基丙烷、異C8、正C8、C10和C11酯)。
實(shí)施例3-1至3-11將表3所示的滑動(dòng)件組合并應(yīng)用表4所示的低摩擦試劑組合物(樣品油(1)-(5)、(8)、(9))制備用于每個(gè)實(shí)施例的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。然后如下所述對(duì)每個(gè)低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行盤(pán)上銷(xiāo)釘摩擦試驗(yàn)，測(cè)定摩擦系數(shù)將銷(xiāo)釘和圓盤(pán)按照?qǐng)D6放置，其中三個(gè)銷(xiāo)釘(表示為“嚙合銷(xiāo)釘(剛性)”)以50Kgf的負(fù)荷壓在圓盤(pán)(表示為“測(cè)試件”)上，使最大赫茲接觸壓力為80MPa。每個(gè)銷(xiāo)釘?shù)闹睆绞?mm，長(zhǎng)度為5mm。將圖6所示的銷(xiāo)釘和圓盤(pán)浸泡在油溫為80℃的油浴中的樣品油中。圓盤(pán)以30rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)60分鐘。結(jié)果也示于表3中。
對(duì)比例3-1至3-4和前面的實(shí)施例一樣，將表3所示的滑動(dòng)件組合并應(yīng)用表4所示的低摩擦試劑組合物(樣品油(1)、(2)、(6)、(7))制備用于每個(gè)對(duì)比例的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。然后用與實(shí)施例3-1至3-11同樣的方法對(duì)每個(gè)低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行盤(pán)上銷(xiāo)釘摩擦試驗(yàn)，測(cè)定摩擦系數(shù)。結(jié)果也示于表3中。
從表3可以看出實(shí)施例3-1至3-11中得到的基底材料和樣品油的所有組合都能夠得到優(yōu)異的摩擦系數(shù)。與在普通汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中使用基底材料和樣品油(6)的對(duì)比例3-1相比，這些實(shí)施例能夠?qū)⒛Σ两档图s50-70％。
同樣，實(shí)施例3-6至3-8的結(jié)果顯示低摩擦試劑組合物中的羥基顯示出優(yōu)異的降低摩擦的作用。
同樣，實(shí)施例3-10和3-11的結(jié)果顯示當(dāng)?shù)湍Σ猎噭┙M合物中的化合物的氧含量越高，其降低摩擦的效果越好。
實(shí)施例3-1至3-11中得到的測(cè)試件在試驗(yàn)后還具有令人滿(mǎn)意的表面狀況，同時(shí)還顯示出優(yōu)異的耐磨性和穩(wěn)定的低摩擦性能。
在參考例3-1中，測(cè)試件的基底材料與低摩擦試劑組合物的組合是經(jīng)過(guò)氮化鉻處理的鋼材料與被認(rèn)為是對(duì)于鋼材料之間的滑動(dòng)表面最有效的低摩擦試劑組合物的有機(jī)鉬的組合。結(jié)果，摩擦系數(shù)低至約0.06。根據(jù)各個(gè)領(lǐng)域研究的機(jī)理，這種低摩擦是通過(guò)滑動(dòng)表面上的二硫化鉬膜達(dá)到的。所達(dá)到的這種低摩擦是本發(fā)明的指標(biāo)，應(yīng)當(dāng)理解的是，在上述實(shí)施例中都達(dá)到了這種優(yōu)異的低摩擦性能。
另外，在對(duì)比例3-1中，測(cè)試件的基底材料與低摩擦試劑組合物的組合是普通軸承鋼與機(jī)油的組合。結(jié)果，摩擦系數(shù)大于0.1，從而導(dǎo)致差的摩擦性能?？梢哉J(rèn)為這是由于本發(fā)明所建議的具有低摩擦行為的機(jī)構(gòu)沒(méi)有令人滿(mǎn)意地實(shí)現(xiàn)其功能。
另一方面，對(duì)比例3-2是經(jīng)過(guò)類(lèi)金剛石碳處理的鋼材料與混合在樣品油中的有機(jī)鉬化合物的組合，其摩擦系數(shù)高至約0.1，沒(méi)有顯示出可以與實(shí)施例3-2相比的效果?？梢哉J(rèn)為這是因?yàn)榻档湍Σ恋臋C(jī)理不同于現(xiàn)有鋼材料之間的滑動(dòng)表面中的機(jī)理。
另外，對(duì)比例3-3和3-4是用在對(duì)比例3-2中的基底材料經(jīng)過(guò)氮化鉻處理得到的鋼材料與實(shí)施例中使用的樣品油即用于經(jīng)過(guò)類(lèi)金剛石碳處理的鋼材料時(shí)能夠提供低摩擦性的樣品油的組合。結(jié)果，摩擦系數(shù)大于0.1?？梢哉J(rèn)為這是由于該組合不同于本發(fā)明的金屬材料與樣品油的組合，因此不能實(shí)現(xiàn)低摩擦性。
另外，在參考例3-1中，測(cè)試件的基底材料與低摩擦試劑組合物的組合是經(jīng)過(guò)氮化鉻處理的鋼材料與作為低摩擦試劑組合物的樣品油(7)的組合，樣品油(7)中含有對(duì)于現(xiàn)有鋼材料之間的滑動(dòng)表面最有效的有機(jī)鉬。結(jié)果，摩擦系數(shù)低至約0.05。根據(jù)傳統(tǒng)的研究機(jī)理，可以認(rèn)為這種低摩擦是由滑動(dòng)表面上的二硫化鉬膜達(dá)到的。
雖然已經(jīng)用實(shí)施例和對(duì)比例描述了該實(shí)施方案，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不限于此，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以進(jìn)行多種改進(jìn)。例如本發(fā)明的原理可以用于工業(yè)機(jī)器中使用的齒輪滑動(dòng)件等。
如上所述，該實(shí)施方案使用了其中的至少一個(gè)是由DLC涂覆材料形成的滑動(dòng)件和特定化合物的組合，在各種應(yīng)用的滑動(dòng)表面中都顯示出極其優(yōu)異的低摩擦性能，該實(shí)施方案提供的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、低摩擦試劑組合物和降低摩擦的方法與鋼材料和有機(jī)鉬化合物的傳統(tǒng)組合相比能夠達(dá)到更優(yōu)異的低摩擦性能。
本申請(qǐng)中引入如下日本專(zhuān)利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容作為參考2003年8月6日申請(qǐng)的No.2003-206197；2003年8月21日申請(qǐng)的No.2003-208264和2003年8月6日申請(qǐng)的No.2003-206199。
盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的某些實(shí)施方案和實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方案和實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述教導(dǎo)下可以對(duì)上述實(shí)施方案和實(shí)施例進(jìn)行改動(dòng)和變化。本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書(shū)定義。
權(quán)利要求
1.一種低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包括第一滑動(dòng)件，其包括具有表面的基底材料和涂覆在基底材料表面上形成涂層的硬碳薄膜；第二滑動(dòng)件，其具有與第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面，第二滑動(dòng)件由選自如下的至少一種材料制成金屬材料、非金屬材料和包括所述金屬和非金屬材料之一及涂覆在所述金屬和非金屬材料之一表面上的薄膜的材料；在第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面和第二滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面之間存在有機(jī)含氧化合物和低摩擦試劑組合物中的至少一種，有機(jī)含氧化合物在分子中含有氧，低摩擦試劑組合物含有所述有機(jī)含氧化合物。
2.權(quán)利要求1的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中第一滑動(dòng)件的硬碳薄膜是由DLC形成的。
3.權(quán)利要求2的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中DLC是用a-C表示的類(lèi)金剛石碳，其中基本上不含氫。
4.權(quán)利要求2的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中第二滑動(dòng)件的金屬材料是選自鐵基材料、鋁合金和鎂合金的至少一種，其中薄膜是由選自DLC、TiN和CrN的至少一種形成的。
5.權(quán)利要求4的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中第二滑動(dòng)件的DLC是用a-C表示的類(lèi)金剛石碳，其中基本上不含氫。
6.權(quán)利要求1的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中有機(jī)含氧化合物是選自醇、羧酸、酯、醚、酮、醛、碳酸酯和所述醇、羧酸、酯、醚、酮、醛、碳酸酯的至少一種衍生物的至少一種。
7.權(quán)利要求1的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中低摩擦試劑組合物包括用在低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中時(shí)是液態(tài)、脂態(tài)或蠟態(tài)的介質(zhì)，有機(jī)含氧化合物含在所述介質(zhì)中。
8.權(quán)利要求7的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中所述介質(zhì)是潤(rùn)滑劑。
9.一種用在低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中的低摩擦試劑組合物，其中低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一滑動(dòng)件，其包括具有表面的基底材料和涂覆在基底材料表面上形成涂層的硬碳薄膜；第二滑動(dòng)件，其具有與第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面，第二滑動(dòng)件由選自如下的至少一種材料制成金屬材料、非金屬材料和包括所述金屬和非金屬材料之一及涂覆在所述金屬和非金屬材料之一表面上的薄膜的材料；所述低摩擦試劑組合物存在于第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面和第二滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面之間；并且所述低摩擦試劑組合物包括在分子中含有氧的有機(jī)含氧化合物。
10.一種在機(jī)構(gòu)中降低摩擦的方法，該機(jī)構(gòu)包括第一滑動(dòng)件，其包括具有表面的基底材料和涂覆在基底材料表面上形成涂層的硬碳薄膜；第二滑動(dòng)件，其具有與第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面，第二滑動(dòng)件由選自如下的至少一種材料制成金屬材料、非金屬材料和包括所述金屬和非金屬材料之一及涂覆在所述金屬和非金屬材料之一表面上的薄膜的材料，所述降低摩擦的方法包括在第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面和第二滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面之間的位置處供應(yīng)有機(jī)含氧化合物和低摩擦試劑組合物中的至少一種，有機(jī)含氧化合物在分子中含有氧，低摩擦試劑組合物含有所述有機(jī)含氧化合物。
11.權(quán)利要求1的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)形成手動(dòng)傳動(dòng)裝置的一部分，硬碳薄膜含有不超過(guò)20原子％的氫，低摩擦試劑組合物是潤(rùn)滑油。
12.權(quán)利要求11的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中硬碳薄膜含有不超過(guò)10原子％的氫。
13.權(quán)利要求11的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中硬碳薄膜含有不超過(guò)0.5原子％的氫。
14.權(quán)利要求11的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中在涂覆硬碳薄膜之前基底材料的滑動(dòng)表面的表面粗糙度(Ra)不大于0.1μm。
15.權(quán)利要求11的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中潤(rùn)滑油含有脂族胺化合物。
16.權(quán)利要求15的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中有機(jī)含氧化合物是選自醇、羧酸、酯、醚、酮、醛、碳酸酯和所述醇、羧酸、酯、醚、酮、醛、碳酸酯的至少一種衍生物的至少一種，以潤(rùn)滑油總質(zhì)量計(jì)，有機(jī)含氧化合物的含量是0.05-3.0％。
17.權(quán)利要求15的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中脂族胺化合物具有碳原子數(shù)為6-30的烴鏈，其含量以潤(rùn)滑油總質(zhì)量計(jì)為0.05-3.0％。
18.權(quán)利要求15的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中潤(rùn)滑油包括基礎(chǔ)油，所述基礎(chǔ)油是礦物油和合成油中的至少一種。
19.權(quán)利要求1的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)形成最終減速齒輪裝置的一部分，硬碳薄膜含有不超過(guò)20原子％的氫，低摩擦試劑組合物是潤(rùn)滑油。
20.權(quán)利要求19的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中硬碳薄膜含有不超過(guò)10原子％的氫。
21.權(quán)利要求19的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中硬碳薄膜含有不超過(guò)0.5原子％的氫。
22.權(quán)利要求19的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中在涂覆硬碳薄膜之前基底材料的滑動(dòng)表面的表面粗糙度(Ra)不大于0.1μm。
23.權(quán)利要求19的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中潤(rùn)滑油含有有機(jī)含氧化合物和脂族胺化合物中的至少一種。
24.權(quán)利要求23的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中有機(jī)含氧化合物是選自醇、羧酸、酯、醚、酮、醛、碳酸酯和所述醇、羧酸、酯、醚、酮、醛、碳酸酯的至少一種衍生物的至少一種，以潤(rùn)滑油總質(zhì)量計(jì)，有機(jī)含氧化合物的含量是0.05-3.0％。
25.權(quán)利要求23的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中脂族胺化合物具有碳原子數(shù)為6-30的烴鏈，其含量以潤(rùn)滑油總質(zhì)量計(jì)為0.05-3.0％。
26.權(quán)利要求23的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中潤(rùn)滑油包括基礎(chǔ)油，所述基礎(chǔ)油是礦物油和合成油中的至少一種。
27.一種手動(dòng)傳動(dòng)裝置，其包括具有滑動(dòng)表面的第一滑動(dòng)件；第二滑動(dòng)件，其具有與第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面；和涂覆在第一和第二滑動(dòng)件的至少一個(gè)滑動(dòng)表面上的硬碳薄膜，所述硬碳薄膜含有不超過(guò)20原子％的氫，其中第一和第二滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面在潤(rùn)滑油的存在下相互之間滑動(dòng)接觸，所述潤(rùn)滑油含有有機(jī)含氧化合物和脂族胺化合物中的至少一種。
28.一種最終減速齒輪裝置，其包括具有滑動(dòng)表面的第一滑動(dòng)件；第二滑動(dòng)件，其具有與第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面；和涂覆在第一和第二滑動(dòng)件的至少一個(gè)滑動(dòng)表面上的硬碳薄膜，所述硬碳薄膜含有不超過(guò)20原子％的氫，其中第一和第二滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面在潤(rùn)滑油的存在下相互之間滑動(dòng)接觸，所述潤(rùn)滑油含有有機(jī)含氧化合物和脂族胺化合物中的至少一種。
全文摘要
一種低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括第一和第二滑動(dòng)件。第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面涂有硬碳薄膜作為涂層。第二滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面與第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面滑動(dòng)接觸。且第二滑動(dòng)件由選自如下的至少一種材料制成金屬材料、非金屬材料和包括所述金屬和非金屬材料之一及涂覆在所述金屬和非金屬材料之一表面上的薄膜的材料。另外，在第一滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面和第二滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面之間存在有機(jī)含氧化合物和低摩擦試劑組合物中的至少一種。有機(jī)含氧化合物在分子中含有氧。低摩擦試劑組合物含有所述有機(jī)含氧化合物。
文檔編號(hào)F16C33/02GK1730962SQ200410056308
公開(kāi)日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2004年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月6日
發(fā)明者上野貴文, 石川貴朗, 浜田孝浩, 加納真, 讓·米歇爾·馬丁, 竹島茂樹(shù), 小西正三郎, 馬渕豐, 中村清隆 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社, 新日本石油株式會(huì)社, 讓·米歇爾·馬丁