Смазочная композиция

Смазочная композиция

Реферат

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции для использования в роликовых контактных или в роликовых и скользящих контактных системах, таких как роликоподшипники и зубчатые передачи (шестерни); в частности, оно относится к смазочной композиции для использования в роликовых контактных или в роликовых и скользящих контактных системах, в которых прикладывается нагрузка (масса).

Проведены многочисленные исследования смазочных композиций, предназначенных для улучшения функционирования машин, которые находятся в контакте с жесткими внешними условиями высоких скоростей и больших нагрузок. Например, выложенный патент Японии 2008-133440 предлагает смазочную композицию, которая может использоваться в трансмиссиях, в которых повышение компактности создает условия работы при высоких скоростях и высоких нагрузках. Эта смазочная композиция включает в составе базовых масел, которые могут быть минеральными и/или синтетическими маслами, дитиофосфаты металлов и поли(мет)акрилаты, содержащие гидроксильные группы. Она имеет хорошие противозадирные свойства; возможно также получение смазочной композиции, которая демонстрирует способность выдерживать экстремальные [сверхвысокие] давления, такую же или более высокую, чем смазочные композиции с присадками на основе серы/фосфора, низкие усталостные характеристики, высокую окислительную стабильность и перспективу более длительного срока службы. Хорошая смазочная композиция может быть получена даже при том условии, что трансмиссии были изготовлены более компактно и также эксплуатируются при высоких скоростях и высоких нагрузках.

Однако механизмы смазывания в роликовых контактных или в роликовых и скользящих контактных системах, в которых прикладывается нагрузка (масса), имеют аспекты, отличающие их от механизмов смазывания в трансмиссиях, и изучались именно эти механизмы. Например, в Tribologist, Vol.53, No.10, page 653, было показано, что смазочная композиция, которая образует EHL (упруго-гидродинамическая смазка) масляную пленку и предупреждает, тем самым, интерференцию между протуберанцами зубьев на поверхностях скольжения, может применяться в качестве смазочной композиции для использования в роликовых контактных или в роликовых и скользящих контактных системах, таких как роликоподшипники и зубчатые передачи, и главным образом в качестве смазочной композиции для использования в роликовых контактных или в роликовых и скользящих контактных системах под нагрузкой (массой).

Согласно Tribologist, Vol.53, No.10, page 653, важными элементами смазочной композиции, которая образует EHL масляную пленку, являются минимальная толщина масляной пленки в линейном контакте и пьезокоэффициент вязкости. Минимальная толщина масляной пленки - это минимальная толщина масляной пленки зазора линейного контакта, т.е. минимальная толщина пленки масла, которая присутствует в зазоре линейного контакта. Она определяет условие минимальности для поддержания смазывания. Пьезокоэффициент вязкости - это коэффициент, который показывает взаимосвязь между давлением, прикладываемым в контактной системе, и вязкостью смазочной композиции. Он представляет собой числовую величину, обозначенную как а в формуле Хэмрока-Доусона, и чем больше его значение, тем выше вязкость по мере роста давления. Он показывает тенденцию, посредством чего в упруго-гидродинамических условиях смазывания поддерживается увеличенная толщина масляной пленки.

В Journal of Lubrication Technology, Transactions of ASME, 99 (Apr.), 264 (1977) также сообщается, что смазочная композиция, которая образует EHL (упруго-гидродинамическая смазка) масляную пленку, играет определенную роль в предупреждении интерференции между протуберанцами зубцов на поверхностях скольжения в роликоподшипниках, и представлена формула Хэмрока-Доусона, показывающая связь между минимальной толщиной масляной пленки в точечном контакте (Hmin: безразмерная величина минимальной толщины масляной пленки) и толщиной масляной пленки в центре зоны контакта (Не: безразмерная величина толщины масляной пленки в центре).

Конкретным примером смазочной композиции, которая может использоваться в подшипниках высокоскоростных главных шпинделей (станков), имеющих роликоподшипники с керамическими шариками, работающие в жестких внешних условиях высоких скоростей и больших нагрузок в центрах высокоскоростной обработки, которые обрабатывают детали самолетов и, в частности, металлы, такие как титан, является смазочная композиция для использования в керамических смазках, предложенная в выложенном патенте Японии 2008-179669. В этой смазочной композиции базовое масло, будучи, по меньшей мере, одним видом масла, выбранного из минеральных масел и/или синтетических масел, содержит по меньшей мере один вид присадки, выбранной из группы, состоящей из кислотных амидов, полученных реакцией аминов с насыщенными одноосновными карбоновыми кислотами с числом атомов углерода от 12 до 30 или с ненасыщенными одноосновными карбоновыми кислотами с числом атомов углерода от 18 до 24; саркозиновых кислот, производных аспарагиновой кислоты или производных янтарной кислоты. Если даже она используется в высокоскоростных главных шпинделях станков, которые имеют роликоподшипники с керамическими шариками, работающие в жестких внешних условиях высоких скоростей и больших нагрузок, то она все равно демонстрирует удовлетворительные охлаждающие свойства и хорошую защиту от коррозии, высокий уровень термической и окислительной стабильности и высокую способность выдерживать экстремальные [сверхвысокие] давления.

Для достижения превосходных эксплуатационных характеристик смазки в ответ на изменяющиеся условия использования необходимо изменить состав присадки. Поэтому целью настоящего изобретения является решение вышеупомянутых проблем предшествующего уровня техники путем предложения смазочной композиции для использования в роликовых контактных или в роликовых и скользящих контактных системах, таких как роликоподшипники и зубчатые передачи, и, в частности, смазочной композиции для использования в роликовых контактных или в роликовых и скользящих контактных системах, в которых прикладывается нагрузка (масса), т.е. смазочной композиции, которая использует присадки, отличающиеся от присадок предшествующего уровня техники, и характеризуется увеличенной минимальной толщиной масляной пленки, высоким пьезокоэффициентом вязкости и большой величиной произведения давления на скорость (критерий PV).

Настоящее изобретение относится к следующему.

(1) Смазочная композиция, содержащая базовое масло (A) и поли(мет)акрилат (B) с добавленными гидроксильными группами.

(2) Смазочная композиция по вышеуказанному (1), которая дополнительно содержит алкилнафталин (C).

(3) Смазочная композиция по вышеуказанному (1) или (2), которая дополнительно содержит соединение (D) фосфорсодержащей карбоновой кислоты.

(4) Смазочная композиция по любому из вышеуказанных (1)-(3), в которой базовое масло (A) имеет %CA не выше 10 и отношение %CN к %CP (%CN/%CP) не ниже 0,4.

(5) Смазочная композиция по любому из вышеуказанных (1)-(4), которая содержит в пересчете на ее общее количество от 70% до 99,5% масс, базового масла (A) и от 0,5% до 30% масс. поли(мет)акрилата (B) с добавленными гидроксильными группами.

(6) Смазочная композиция по любому из вышеуказанных (2)-(5), которая содержит в пересчете на ее общее количество от 0 до 10% масс. алкилнафталина (C).

(7) Смазочная композиция по любому из вышеуказанных (3)-(6), которая содержит в пересчете на ее общее количество от 0 до 1,0% масс, соединения (D) фосфорсодержащей карбоновой кислоты.

(8) Смазочная композиция по любому из вышеуказанных (1)-(7), предназначенная для использования в роликовых контактных или в роликовых и скользящих контактных системах.

Смазочная композиция, составляющая предмет настоящего изобретения, представляет собой смазочную композицию для использования в роликовых контактных или в роликовых и скользящих контактных системах, таких как роликоподшипники и зубчатые передачи, и, в частности, смазочную композицию для использования в роликовых контактных или в роликовых и скользящих контактных системах, в которых прикладывается нагрузка (масса). Элементы, подлежащие смазыванию в шпинделях, несущих элементах и опорных деталях, которые составляют роликовые контактные или роликовые и скользящие контактные системы, представляют собой смазываемые элементы, изготовленные из таких материалов, как железо, сталь и керамика, и используемые в большинстве случаев в роликовых контактных или в роликовых и скользящих контактных системах, таких как роликоподшипники и зубчатые передачи, но существует и особая сфера применимости масел - для смазывания высокоскоростных подшипников в контактных системах, которые содержат керамику.

%CA базового масла (A), используемый в настоящем изобретении, предпочтительно составляет не выше 10, но более предпочтительно - не выше 5 и наиболее предпочтительно - не выше 1. Если %CA базового масла смазочной композиции превысит указанный выше верхний предел, то ее вязкостно-температурные характеристики, термическая и окислительная стабильность и фрикционные характеристики ухудшатся. Доведение %CA базового масла смазочной композиции настоящего изобретения по меньшей мере до 1 позволит повысить растворимость присадок, но %CA может также равняться 0.

%CN/%CP базового масла (A) составляет, как указывалось выше, предпочтительно не ниже 0,4, более предпочтительно - не ниже 0,5. Если %CN/%CP меньше указанного выше нижнего предела, то пьезокоэффициент вязкости, который связывает противоизносные свойства и способность к образованию масляной пленки, снизится.

Далее, %CN базового масла (A) предпочтительно составляет от 30 до 60, более предпочтительно - от 30 до 50 и даже более предпочтительно - от 30 до 40. Если %CN базового масла смазочной композиции превысит указанный выше верхний предел 60 или будет меньше указанного выше нижнего предела 30, то будет иметь место тенденция к снижению пьезокоэффициента вязкости, который связывает противоизносные свойства и способность к образованию масляной пленки.

Под %CP, %CN и %CA в настоящем изобретении подразумевается процентное содержание, определяемое методом ASTM D-3238-85 (n-d-M-метод кольцевого анализа), и оно соответственно относится к процентной доле количества атомов углерода в парафине от общего количества атомов углерода, к процентной доле количества атомов углерода в нафтеновом компоненте от общего количества атомов углерода и к процентной доле количества атомов углерода в ароматическом соединении от общего количества атомов углерода. Другими словами, предпочтительные диапазоны вышеупомянутых %CP, %CN и %CA основаны на показателях, получаемых вышеуказанным методом, и, даже если, например, базовое масло смазочной композиции не содержит нафтеновый компонент, оно все равно может показать процентное содержание, в котором %CN, полученный вышеуказанным методом, превышает 0.

В качестве базового масла (A) по настоящему изобретению могут применяться такие базовые масла из вышеприведенной композиции базовых масел, которые используются как базовые масла смазочных композиций. Нет ограничений относительно происхождения, способа очистки или т.п.Базовые масла, которые могут использоваться, могут быть минеральными маслами, известными как высокоочищенные базовые масла, и синтетическими маслами. Поскольку базовые масла, которые относятся к API (Американский институт нефти) категориям базовых масел группы I, группы II, группы III, группы IV и группы V, могут входить или могут не входить в вышеприведенные диапазоны композиции, возможен выбор одного вида из базовых масел, относящихся к указанным категориям, либо смеси нескольких видов для использования в качестве базового масла по настоящему изобретению.

Подходящими примерами базового масла (A) для использования в настоящем изобретении являются масла с плотностью при 15°C от 0,75 до 0,95 г/см³, но предпочтительно - от 0,80 до 0,90 г/см³. Подходящими примерами являются масла с кинематической вязкостью при 40°C от 1,7 до 100 мм²/с, но предпочтительно - от 2 до 68 мм²/с, со среднечисловой молекулярной массой от 140 до 590, но предпочтительно - от 170 до 500, и с кинематической вязкостью при 100°C от 0,75 до 20 мм²/с, но предпочтительно - от 1 до 8 мм²/с, а индекс вязкости может свободно выбираться в зависимости от цели применения, но он может быть от 20 до 160, предпочтительно - от 40 до 130.

Особенно пригодными в качестве базового масла (A) для использования в настоящем изобретении являются такие масла, которые демонстрируют толщину масляной пленки в центре зоны контакта при 80°C (в измерениях устройством оптического типа для измерения толщины EHL масляной пленки) не менее 150 нм, предпочтительно - не менее 160 нм. Метод измерения толщины масляной пленки в центре зоны контакта описан ниже.

В случае базового масла (A) для использования в настоящем изобретении только те базовые масла, которые показывают пьезокоэффициент вязкости (средний) при 80°C, рассчитанный по толщине масляной пленки в центре зоны контакта, измеренной с помощью устройства оптического типа для измерения толщины EHL масляной пленки, не ниже 13 ГПа^-1, предпочтительно - не ниже 14 ГПа^-1, а также увеличенную толщину масляной пленки в центре зоны контакта, и способны увеличить пьезокоэффициент вязкости и величину произведения давления на скорость (критерий PV), являются пригодными в качестве базового масла (A) для использования в смазочных композициях, используемых в высокоскоростных главных шпинделях станков. Метод расчета пьезокоэффициента вязкости описан ниже.

Важным фактором, влияющим на смазывающие свойства, является "минимальная толщина (Hmin) масляной пленки", образующейся на поверхности смазывания. Существует несколько методов измерения толщины масляной пленки, и измеряемыми показателями, которые могут быть измерены этими методами, являются "минимальная толщина (Hmin) масляной пленки", "толщина (Hc) масляной пленки в центре зоны контакта" [далее по тексту - "центральная толщина масляной пленки"] и др. Из них "минимальная толщина (Hmin) масляной пленки" - это толщина масляной пленки на участке, на котором масляная пленка, образовавшаяся на поверхности смазывания, имеет минимальную толщину, и поэтому необходима методика нахождения участка минимальной толщины по данным, полученным путем измерений. В противоположность этому, "центральная толщина (Hc) масляной пленки" - это толщина масляной пленки, определяемая по данным центральной зоны шарикового контакта. В этом случае методика проще, и измерения можно провести за более короткое время. Как описано в Journal of Lubrication Technology, Transactions of ASME, 99 (Apr.) 264 (1977) (page 274), Hmin и Hc выражаются приближенными формулами и между ними существует почти пропорциональная взаимосвязь, так что в основном нет особой разницы в том, определяются свойства по Hmin или Hc. Поэтому в настоящем изобретении легко измеряемая "центральная толщина (Hc) масляной пленки" измеряется как показатель "минимальной толщины (Hmin) масляной пленки", а характеристики базовых масел и смазочных композиций выражаются с учетом "центральной толщины (Hc) масляной пленки".

Метод измерения толщины масляной пленки, принятый в настоящем изобретении, является методом вычисления толщины EHL масляной пленки с помощью оптической интерферометрии. Основные принципы измерений следующие.

Белый свет излучается сверху на переднюю кромку (центр) контактного стального шарика в точечном контакте ниже вращающегося стеклянного диска. Часть этого белого света отражается хромированным слоем, который покрывает поверхность стеклянного диска, а остальной свет проходит сквозь слой диоксида кремния и масляную пленку и возвращается, отражаясь от стального шарика. Полученные при этом интерференционные полосы передаются в компьютер с помощью спектрометра и цифровой ПЗС-камеры (полупроводниковой камеры на приборах с зарядовой связью) высокого разрешения, и компьютер вычисляет толщину масляной пленки.

Толщина пленки, полученная этим методом измерения, представляет собой толщину в центре зоны контакта (центральная толщина масляной пленки), и, следовательно, "пьезокоэффициент вязкости" рассчитывается по формуле (I), описанной ниже.

Базовые масла, пригодные для применения в настоящем изобретении в качестве базового масла (A) для использования в смазочных композициях для высокоскоростных главных шпинделей станков, - это масла, критерий PV которых, рассчитываемый по максимальной нагрузке (Р) и максимальной частоте вращении (V) по нижеприведенной формуле (I), определяемых в ходе проводимых в условиях экстремального [сверхвысокого] давления испытаний на 4-шариковой машине Shell с использованием керамических шариков, составляет не менее 50×10⁴, предпочтительно - не менее 55×10⁴. Метод расчета критерия PV описан ниже.

К р и т е р и й   P V = ( P ) × ( V )                                                                               ( I )

В качестве предпочтительных примеров базового масла (A), используемого в настоящем изобретении, можно назвать высокоочищенные базовые масла на нафтеновой основе. В большинстве случаев примеры с нафтеновым компонентом (%CN) от 30 до 50 называются базовыми маслами на нафтеновой основе, но в качестве высокоочищенных базовых масел на нафтеновой основе для применения в настоящем изобретении могут использоваться только масла, которые являются базовыми маслами на нафтеновой основе, которые подвергаются дополнительной очистке и поэтому содержат нафтеновый компонент (%CN) и ароматический компонент (%CA), регулируемые в пределах вышеупомянутых диапазонов. Метод очистки является методом, цель которого состоит не только в удалении серосодержащего компонента и других примесей, но и в крекинге и удалении ароматического компонента. Бывают ситуации, когда очистка проводится с применением растворителей и т.п., но гидроочистка более предпочтительна. Предпочтительно, если процесс гидроочистки проходит стадии гидрокрекинга, вакуум-дистилляции, депарафинизации растворителями и гидрофинишинга.

Гидроочищенные базовые масла на нафтеновой основе - это масла с пониженным в результате гидроочистки %CA. Поскольку %CN, %CA и %CP таких гидроочищенных базовых масел на нафтеновой основе находятся в пределах вышеупомянутых диапазонов, предпочтительно, чтобы в качестве базовых масел настоящего изобретения использовались базовые масла именно такого состава. Базовое масло (A), в котором %CN, %CA и %CP находятся в пределах вышеупомянутых диапазонов, равно как и в вышеуказанных гидроочищенных базовых маслах на нафтеновой основе, используется в таком количестве, что оно является основным компонентом и служит в качестве материала для приготовления смазочной композиции настоящего изобретения. Пропорции смешивания вышеуказанного базового масла (A) в смазочной композиции настоящего изобретения специально не лимитируются. Оно используется в количестве, соответствующем количеству композиции за минусом количеств введенных различных присадок, описанных ниже, но желательно, чтобы пропорции смешивания в пересчете на общее количество смазочной композиции составляли от 70% до 99,5% масс, предпочтительно - от 75% до 92% масс. Ароматический компонент в обычных базовых маслах на нафтеновой основе, количественно отражаемый в %CA, включает, как правило, многие виды ароматических соединений, такие как моноциклические, дициклические и трициклические, и имеет место широкое распределение по молекулярной массе. Поэтому эти компоненты удаляются в максимально возможном количестве, а алкилнафталин, который способен придавать новые свойства, добавляется отдельно, так что может гарантироваться получение смазочной композиции со стабильными свойствами.

Алкилнафталины (С), вводимые в смазочную композицию настоящего изобретения, представляют собой алкилнафталины, которые используются в качестве синтетических базовых масел. Алкилнафталин является ароматическим компонентом, но он способен улучшать эксплуатационные качества и характеристики смазочной композиции при подмешивании его в небольшом количестве в качестве присадки так, чтобы ароматический компонент (%CA) составлял от 0 до 10% относительно базового масла.

Из алкилнафталинов (C), вводимых в смазочную композицию настоящего изобретения, предпочтительно использовать, например, алкилнафталины с плотностью при 15°C порядка 0,908 г/см³, кинематической вязкостью при 40°C порядка 29 мм²/с, кинематической вязкостью при 100°С порядка 47 мм²/с и с индексом вязкости 74. Вышеуказанные алкилнафталины (C) вводятся в диапазоне от 0 до 10% масс., но предпочтительно - от 0 до 5% масс., в пересчете на общее количество смазочной композиции.

В качестве примеров поли(мет)акрилатов (B) с добавленными гидроксильными группами, вводимых в смазочную композицию настоящего изобретения, можно назвать улучшители индекса вязкости недиспергаторного типа, такие как полиметакрилаты, или олефиновые полимеры, такие как этилен-пропиленовые сополимеры, стирол-диеновые сополимеры, полиизобутилен и полистирол, и улучшители индекса вязкости диспергаторного типа, в которых азотсодержащие мономеры сополимеризуются с последними. Средняя молекулярная масса варьирует в очень широких пределах - от 10000 до 1500000, а что касается молекулярной структуры, то она бывает двух типов: недиспергаторного и диспергаторного типов. Диспергаторный тип имеет полярные группы и оказывает влияние на способность к образованию масляной пленки и на моюще-диспергирующие свойства.

Поли(мет)акрилаты (В) с добавленными гидроксильными группами, вводимые в смазочную композицию настоящего изобретения, являются сополимерами, причем сополимерами, в которых основными структурными мономерами являются алкил(мет)акрилаты, содержащие алкильные группы с числом атомов углерода от 1 до 20, и виниловые мономеры, содержащие гидроксильные группы.

В качестве конкретных примеров вышеупомянутых алкил(мет)акрилатов (а), содержащих алкильные группы с числом атомов углерода от 1 до 20, можно назвать:

(a1) алкил(мет)акрилаты, содержащие алкильные группы с числом атомов углерода от 1 до 4,

например, метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, n - или изопропил(мет)акрилат, n-, изо- или втор-бутил(мет)акрилат;

(а2) алкил(мет)акрилаты, содержащие алкильные группы с числом атомов углерода от 8 до 20,

например, n-октил(мет)акрилат, 2-этилгексил(мет)акрилат, n-децил(мет)акрилат, n-изодецил(мет)акрилат, n-ундецил(мет)акрилат, n-додецил(мет)акрилат, 2-метил-ундецил(мет)акрилат, n-тридецил(мет)акрилат, 2-метил-додецил(мет)акрилат, n-тетрадецил(мет)акрилат, 2-метил-тридецил(мет)акрилат, n-пентадецил(мет)акрилат, 2-метил-тетрадецил(мет)акрилат, n-гексадецил(мет)акрилат и n-октадецил(мет)акрилат, n-эйкозил(мет)акрилат, n-докозил(мет)акрилат, метакрилат Dobanol 23 [смесь C₁₂/С₁₃ оксоспиртов от Mitsubishi Chemical (Ltd.)] и метакрилат Dobanol 45 [смесь С₁₃/С₁₄ оксоспиртов от Mitsubishi Chemical Company Ltd.];

(а3) алкил(мет)акрилаты, содержащие алкильные группы с числом атомов углерода от 5 до 7,

например, n-пентил(мет)акрилат и n-гексил(мет)акрилат.

Из вышеперечисленных (a1)~(a3) предпочтительными веществами являются вещества, относящиеся к (a1) и (а2), причем (а2) являются особенно предпочтительными. Следовательно, предпочтительными веществами из вышеперечисленных (al) с точки зрения индекса вязкости являются вещества с числом атомов углерода от 1 до 2 в алкильных группах. Предпочтительными веществами из вышеперечисленных (а2) с точки зрения растворимости в базовом масле и низкотемпературных характеристик являются вещества с числом атомов углерода от 10 до 20 в алкильных группах и особенно предпочтительными - вещества с числом атомов углерода от 12 до 14.

Вышеупомянутые содержащие гидроксильные группы виниловые мономеры (b), которые образуют сополимеры с алкил(мет)акрилатами, имеющими алкильные группы с числом атомов углерода от 1 до 20, представляют собой виниловые мономеры, содержащие одну или более гидроксильных групп (предпочтительно - одну или две) в своих молекулах. В качестве конкретных примеров можно назвать:

(b1) гидроксиалкил (мет)акрилаты, содержащие алкильные группы с числом атомов углерода от 2 до 6,

например, 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, 2- или 3-гидроксипропил(мет)акрилат, 2-гидроксибутил(мет)акрилат, 1-метил-2-гидроксиэтил(мет)акрилат;

(b2) моно- или дигидроксиалкил-замещенные (мет)акриламиды, содержащие алкильные группы с числом атомов углерода от 1 до 4, например,

N,N-дигидроксиметил(мет)акриламид, N,N-дигидроксипропил(мет)акриламид, N,N-ди-2-гидроксибутил(мет)акриламид;

(b3) виниловые спирты (получаемые гидролизом винилацетатных звеньев);

(b4) алкенолы с числом атомов углерода от 3 до 12,

например, (мет)аллиловый спирт, кротиловый спирт, изокротиловый спирт, 1-октенол,1-ундеценол;

(b5) алкендиолы с числом атомов углерода от 4 до 12, например, 1-бутен-3-ол, 2-бутен-1-ол, 2-бутен-1,4-диол;

(b6) гидроксиалкил-алкениловые простые эфиры, содержащие алкильные группы с числом атомов углерода от 1 до 6 и алкениловые группы с числом атомов углерода от 3 до 10,

например, 2-гидроксиэтилпропениловый простой эфир;

(b7) ароматические мономеры, содержащие гидроксильные группы,

например, o-, m- или p-гидроксистирол;

(b8) многоатомные (от трехатомных до восьмиатомных) спирты, например, алкановые полиолы, их внутримолекулярные или межмолекулярные дегидраты, алкениловые простые эфиры (с числом атомов углерода от 3 до 10) Сахаров (например, глицерина, пентаэритритола, сорбитола (сорбита), сорбитана, диглицерина, сахарозы) или (мет)акрилаты сахаров (например, (мет)аллиловый простой эфир сахарозы);

(b9) виниловые мономеры, содержащие гидроксильные группы и полиоксиалкиленовые цепи,

например, моно(мет)акрилаты или моно(мет)аллиловые простые эфиры полиоксиалкиленгликолей (алкиленовая группа с числом атомов углерода от 2 до 4, степень полимеризации от 2 до 50), или полиоксиалкиленовые полиолы [полиоксиалкиленовые простые эфиры (алкильные группы с числом атомов углерода от 2 до 4, степень полимеризации от 2 до 100) вышеупомянутых многоатомных спиртов - от трехатомных до восьмиатомных] [например, полиэтиленгликоль (степень полимеризации от 2 до 9)-моно(мет)акрилаты, полипропиленгликоль (степень полимеризации от 2 до 12)-моно(мет)акрилаты, полипропиленгликоль (степень полимеризации от 2 до 30)-моно(мет)аллиловые простые эфиры].

Из вышеперечисленных (b1)-(b9) с точки зрения эффекта улучшения индекса вязкости предпочтительным типом является (b1), в частности, 2-гидроксиэтил-метакрилат.

Соответствующие соотношения между мономерами, являющимися структурными звеньями вышеупомянутых сополимеров поли(мет)акрилатов, содержащих гидроксильные группы, с точки зрения индекса вязкости предпочтительно следующие.

Нижний предел для вышеупомянутого компонента (а) предпочтительно составляет 50% масс., но более предпочтительно - 75% масс. Верхний предел составляет предпочтительно 95% масс., но более предпочтительно - 85% масс.

Нижний предел для вышеупомянутого (al) предпочтительно составляет 0% масс., более предпочтительно - 1% масс. Верхний предел составляет предпочтительно 20% масс., более предпочтительно - 10% масс.

Нижний предел для вышеупомянутого (а2) предпочтительно составляет 50% масс, более предпочтительно - 70% масс. Верхний предел составляет предпочтительно 95% масс., более предпочтительно - 90% масс.

Нижний предел для вышеупомянутого (b) предпочтительно составляет 5% масс., более предпочтительно - 7% масс., но особенно предпочтительным является 11% масс.Верхний предел составляет предпочтительно 50% масс., более предпочтительно - 30% масс., но особенно предпочтительным является 15% масс.

Нижний предел для суммы вышеупомянутых (a)+(b) предпочтительно составляет 55% масс., более предпочтительно - 82% масс. Верхний предел предпочтительно составляет 100% масс.

Гидроксильное число содержащих гидроксильные группы поли(мет)акрилатов (B), вводимых в смазочную композицию настоящего изобретения в качестве присадки, составляет от 10 до 100, но предпочтительно - от 20 до 50, более предпочтительно - от 25 до 35. Измерение гидроксильного числа дает число, полученное измерением в соответствии с JIS К3342 (1961), и оно показывает количество гидроксильных групп в присадке.

Из содержащих добавленные гидроксильные группы поли(мет)акрилатов (B), вводимых в смазочную композицию настоящего изобретения, предпочтительно использовать поли(мет)акрилаты, например, с молекулярной массой примерно 17000 и гидроксильным числом примерно 28.

Соединения (D) фосфорсодержащих карбоновых кислот, вводимые в смазочную композицию настоящего изобретения, представляют собой сложные эфиры дитиофосфатов или их производные, примерами которых являются следующие:

моноалкиловые сложные эфиры дитиофосфатов (алкильные группы могут быть линейными или разветвленными), такие как монопропил-дитиофосфат, монобутил-дитиофосфат, монопентил-дитиофосфат, моногексил-дитиофосфат, моногептил-дитиофосфат, монооктил-дитиофосфат и монолаурил-дитиофосфат; моно((алкил)арил)овые сложные эфиры дитиофосфатов, такие как монофенил-дитиофосфат и монокрезил-дитиофосфат; диалкиловые сложные эфиры дитиофосфатов (алкильные группы могут быть линейными или разветвленными), такие как дипропил-дитиофосфат, дибутил-дитиофосфат, дипентил-дитиофосфат, дигексил-дитиофосфат, дигептил-дитиофосфат, диоктил-дитиофосфат и дилаурил-дитиофосфат; ди((алкил)арил)овые сложные эфиры дитиофосфатов, такие как дифенил-дитиофосфат и дикрезил-дитиофосфат; триалкиловые сложные эфиры дитиофосфатов (алкильные группы могут быть линейными или разветвленными), такие как трипропил-дитиофосфат, трибутил-дитиофосфат, трипентил-дитиофосфат, тригексил-дитиофосфат, тригептил-дитиофосфат, триоктил-дитиофосфат и трилаурил-дитиофосфат; три((алкил)арил)овые сложные эфиры, такие как трифенил-дитиофосфат и трикрезил-дитиофосфат.

Соединения фосфорсодержащих карбоновых кислот должны содержать карбоксильные группы и атомы фосфора в одних и тех же молекулах. Специального ограничения их структуры не предусмотрено. Однако с точки зрения способности выдерживать экстремальные [сверхвысокие] давления и термической и окислительной стабильности предпочтительными являются фосфорилированные карбоновые кислоты или сложные эфиры фосфорилированных карбоновых кислот.

В качестве примеров фосфорилированных карбоновых кислот и сложных эфиров фосфорилированных карбоновых кислот можно назвать соединения, которые могут быть представлены следующей химической формулой (1):

В химической формуле (1) R₄ и R₅ могут быть одинаковыми или разными и обозначать соответственно атом водорода или углеводородную группу с числом атомов углерода от 1 до 30; R₆ обозначает алкиленовую группу с числом атомов углерода от 1 до 20, a R₇ обозначает атом водорода или углеводородную группу с числом атомов углерода от 1 до 30. X₁, Х₂, X₃ и X₄ могут быть одинаковыми или разными, и каждый из них обозначает атом кислорода или атом серы.

В вышеприведенной химической формуле (1) R₄ и R₅ обозначают соответственно атом водорода или углеводородную группу с числом атомов углерода от 1 до 30, и в качестве примеров углеводородной группы с числом атомов углерода от 1 до 30 можно назвать алкильные группы, алкенильные группы, арильные группы, алкиларильные группы и арилалкильные группы.

Вышеупомянутые фосфорилированные карбоновые кислоты включают такие кислоты, которые имеют структуру химической формулы (2) (см. ниже), обозначающей пригодные β-дитиофосфорилированные пропионовые кислоты.

В качестве конкретного примера этих β-дитиофосфорилированных пропионовых кислот можно назвать 3-(ди-изобутокси-тиофосфорилсульфанил)-2-метилпропионовую кислоту.

Количество соединений фосфорсодержащих карбоновых кислот в смазочной композиции специально не лимитируется, но в пересчете на общее количество смазочной композиции оно предпочтительно составляет от 0,001% до 1% масс., более предпочтительно - от 0,002% до 0,5% масс.

Если количество соединений фосфорсодержащих карбоновых кислот меньше вышеуказанного нижнего предела, то такая тенденция сделает невозможным достижение адекватных трибологических характеристик, в то время как в случае превышения вышеуказанного верхнего предела будет иметь место тенденция к эффекту улучшения трибологических характеристик, не соответствующему используемому количеству. Вдобавок возникнет опасность того, что термическая и окислительная стабильность и гидролитическая стабильность ухудшатся, что нежелательно.

Помимо вышеупомянутых соединений фосфорсодержащих карбоновых кислот, могут также использоваться соединения фосфора при условии, что они отличаются наличием элементов, способных улучшать эксплуатационные качества, такие как способность выдерживать экстремальные [сверхвысокие] давления. Предпочтительными являются фосфатные сложные эфиры [сложные фосфатэфиры], кислотные сложные фосфатэфиры, аминные соли кислотных сложных фосфатэфиров, хлорсодержащие слоные фосфатэфиры, фосфитные сложные эфиры и фосфортионаты, более предпочтительными -сложные фосфатэфиры; триарилфосфаты, такие как трифенилфосфат, трикрезилфосфат, монокрезил-дифенилфосфат и дикрезил-монофенилфосфат также относятся к предпочтительным соединениям.

Количество вышеуказанных фосфорсодержащих соединений специально не ограничивается, но в пересчете на общее количество смазочной композиции оно предпочтительно составляет от 0,01% до 5% масс., более предпочтительно - от 0,01% до 1% масс., даже более предпочтительно - от 0,01% до 0,5% масс. и еще более предпочтительно - от 0,01% до 0,3% масс. Если количество фосфорсодержащего соединения превышает 0,3% масс., то это сопряжено с риском снижения термической и окислительной стабильности.

Помимо вышеперечисленных структурных составляющих (A)-(D), возможно смешивание со смазочной композицией настоящего изобретения присадок смазочных композиций, повсеместно используемых в качестве присадок к смазочным композициям. Например, можно назвать обычные антиоксиданты, деактиваторы металлов, улучшители маслянистости, противовспениватели, ингибиторы коррозии, деэмульгаторы и другие известные присадки смазочных композиций.

В качестве примеров антиоксидантов, которые могут использоваться в настоящем изобретении, можно назвать антиоксиданты на основе аминов, антиоксиданты на основе фенолов, антиоксиданты на основе серы и антиоксиданты на основе фосфора. Эти антиоксиданты могут использоваться в силу того, что они имеют формы, приемлемые для практики производства стандартных смазочных композиций. Эти антиоксиданты могут использоваться по отдельности или в множественных комбинациях в диапазоне от 0,01% до 5% масс. в пересчете на общее количество смазочной композиции.

В качестве примеров деактиваторов металлов, которые могут использоваться в настоящем изобретении, можно упомянуть производные бензотриазолов, производные бензимидазолов, производные бензотиазолов, производные бензоксазолов, производные тиадиазолов и производные триазолов. Эти деактиваторы металлов могут использоваться по отдельности или в множественных комбинациях в диапазоне от 0,01% до 0,5% масс. в пересчете на общее количество смазочной композиции.

В качестве улучшителей маслянистости, которые могут использоваться в настоящем изобретении, можно, например, примешивать сложные эфиры жирных кислот и многоатомных спиртов. Например, возможно использование сложных эфиров частично или полностью насыщенных или ненасыщенных жирных кислот с числом атомов углерода от 1 до 24 и многоатомных спиртов,