具有dlc接觸表面的系統、用於潤滑該系統的方法以及用於該系統的潤滑劑的製作方法
2023-11-09 21:41:32 1
專利名稱:具有dlc接觸表面的系統、用於潤滑該系統的方法以及用於該系統的潤滑劑的製作方法
技術領域:
本發明涉及一種系統,如內燃機,該系統具有一對相對可移動的、面對面的類金剛石炭(DLC)接觸表面,其中接觸表面至少之一被塗DLC,尤其是,本發明涉及一個系統,比如內燃機,該系統同時塗有DLC接觸表面和非塗有DLC接觸表面。本發明也涉及用於上述系統的一種潤滑劑和用該潤滑劑潤滑具有DLC接觸表面的系統的一種方法。
背景技術:
最近,地球環境問題已引人注目,如地球變暖和臭氧消耗。特別是CO2釋放相當引人關注,據說其顯著影響著地球變暖,且各國都關注其規定標準。
CO2減少的主要挑戰之一是減少機械、系統等中磨擦浪費引起的能量損耗,尤其要減少交通工具燃料消耗。在減少發動機等中具有相對可移動的、面對面接觸表面部件的磨擦表面,如滑動表面、轉動表面或滾動表面,形成這種接觸表面的材料以及對用每種材料制的這種接觸表面進行潤滑的潤滑劑起重要作用。
對發動機等中部件來說,在嚴重磨擦浪費條件下,形成這種接觸表面的材料必須具有極好的抗磨損特性和低磨擦係數。為了達到這些目的,近來人們使用了各種硬薄膜材料。例如,與抗磨耗硬塗料如TiN和CrN相比,在沒有潤滑劑的情況下,DLC材料因其在空氣中磨擦係數低而確認作為一種低磨擦材料。
為了減少潤滑劑中能量損失,例如,為了改善發動機燃料損耗,已提出通過降低潤滑劑的粘度來減少液體動力潤滑區域中的粘性阻力以及發動機中的鼓動阻力,並通過加入最適宜的磨擦修飾劑和各種添加劑來減少混合與分界潤滑區域中的磨擦浪費。已廣泛研究了該磨擦修飾劑,尤其是已開發了有機鉬化合物如二硫代碳酸鉬(MoDTC)和二硫代磷酸鉬(MoDTP),以及含有有機鉬化合物的潤滑劑,並且取得了效果;在初期使用階段,在普通鋼滑動表面表現出極好的低磨擦係數。
另一方面,已有報導,在空氣中具有極好低磨擦特性的DLC材料在有潤滑劑的情況下,僅具有有限的磨擦減少效果(非專利文獻出版物1);也有報導,含有一種有機鉬化合物的潤滑劑用於DLC材料中不會產生足夠磨擦降低效果(非專利文獻出版物2)。
非專利文獻出版物1日本磨擦學家會公報(Japanese Society ofTribologists,Congress Proceeding),東京,1999.5,第11-12頁,Kano等.
非專利文獻出版物2世界磨擦學會公報(World TribologyCongress,Proceeding)2001.9,維也納,第342頁,Kano等.
發明內容
本發明的一個目的是提供一種具有DLC接觸表面的系統,,該系統具有一對相對可移動的、面對面的類金剛石炭(DLC)接觸表面,其中接觸表面至少之一被塗DLC。尤其是一個同時具有一對DLC接觸表面和一對相對可移動的面對面的非DLC接觸表面的系統,該系統的接觸表面之間的磨擦進一步減少,並且穩定保持這種低磨擦特性。
本發明的另一個目的是提供一種用於具有DLC接觸表面系統尤其是同時具有DLC接觸表面和非DLC接觸表面的系統的潤滑劑,其適用於進一步降低該系統接觸表面之間的磨擦,並穩定保持低磨擦特性。
本發明的再一個目的是提供一種潤滑具有DLC接觸表面的系統的方法,其能進一步降低具有DLC接觸表面系統,尤其是同時具有DLC接觸表面和非DLC接觸表面的系統之間的磨擦,並且潤滑穩定保持低磨擦特性的接觸表面。
根據本發明,提供具有DLC接觸表面的系統,包括一對相對可移動的、至少之一覆蓋DLC塗膜的面對面DLC接觸表面,和一種分散在所述的DLC接觸表面之間的潤滑劑(L)該潤滑劑;所述潤滑劑(L)包含一種潤滑基油(A),該一種潤滑基油(A)含有一種作為主成分的基油(X)和一種含硫的鉬化物(B)。
該基油(X)組成包含至少一種加氫裂化的礦物油、一種蠟異構化的礦物油和一種多α烯基油之一;該基油(X)在100℃時動力粘度為2-20mm2/s,總芳香族含量不高於質量5%,硫含量不高於質量0.005%。
本發明還提供了一種潤滑上述系統的方法,包括使用分散在兩個DLC接觸表面之間的上述潤滑劑(L)潤滑具有一對相對可移動的、面對面的類金剛石炭(DLC)接觸表面,其中接觸表面至少之一被塗DLC塗膜。
根據本發明,還提供一種用於潤滑具有一對面對面DLC接觸表面的系統的潤滑劑,該接觸表面至少之一塗DLC塗膜,所述的潤滑劑包括一種潤滑基油(A),含有作為主成分的一種基油(X);所述的基油(X)包含至少一種加氫裂化的礦物油、一種蠟異構化的礦物油和一種多α烯基油之一;所述基油(X)100℃時動力粘度為2-20mm2/s,總芳香族含量不高於質量5%,硫含量不高於質量0.005%。
一種含硫的鉬化物(B)。
根據本發明,還提供了一種潤滑劑(L)的應用,該潤滑劑(L)包括,以基油(X)作為主成分的潤滑基油(A)和一種含硫的鉬化物(B),用於潤滑具有一對相對可移動的、面對面的類金剛石炭(DLC)接觸表面,其中接觸表面至少之一被塗DLC塗膜。
本發明的潤滑劑以低磨擦水平潤滑一對相對可移動的、至少之一塗DLC塗膜的面對面DLC接觸表面,如滑動表面、轉動表面、滾動表面等,也穩定保持這種低磨擦特性。因此,本發明潤滑劑不但應用於系統中所有表面都是DLC接觸表面的系統,而且應用於具有至少一對DLC接觸表面和至少一對非DLC接觸表面的系統。另外,根據本發明的系統和潤滑方法,使用本發明的上述潤滑劑,以便該系統和方法能在具有DLC接觸表面及要求具有低磨擦特性的各種機械領域和系統提供廣泛節能。
最佳實施方式現詳細介紹本發明。
本發明的系統具有一對相對可移動的、至少之一塗DLC的面對面DLC接觸表面。該對DLC接觸表面可以是具有一個塗DLC塗膜的表面和其上塗有或未塗有不是DLC塗膜的一種材料的金屬或非金屬材料制的另一表面,或者,兩個接觸表面塗DLC。
本發明的系統可以具有其中所有的DLC接觸表面,但是最佳地具有至少一對DLC接觸表面和至少一對沒有DLC塗膜的,塗有或未塗有非DLC塗膜的一種金屬或非金屬材料的接觸表面。
一對相對可移動的、至少之一塗DLC的面對面接觸表面包括滑動表面、轉動表面、滾動表面等,其中面對面接觸表面之一或兩者運動產生表面的相對運動。
形成該DLC塗膜表面的DLC材料是一種碳元素為主要組分的無形材料,並且,在金剛石結構(SP3鍵結構)和石墨鍵(SP2鍵)中均包括碳鍵。尤其是DLC材料可以是僅由碳元素組成的a-C(無形碳)、含有氫的a-CH(氫化無形碳),或者是具有金屬元素如鈦(Ti)或鉬(Mo)的MeC(金屬碳化物)。本發明優選DLC接觸表面具有至少一個表面塗有一種a-C基材料而沒有氫作為DLC材料,因為其具有顯著降低磨擦效果。
DLC表面的基體材料沒有特殊限定,優選使用鐵基材料,該DLC塗膜表面可以採用常規的PVD或CVD方法。
接觸表面中,一個是DLC塗覆表面,另一個不是DLC塗膜表面;形成DLC塗膜於其上的基體材料和形成非DLC接觸表面的材料沒有特殊限制。不管如何,可以使用一種金屬基,如鐵基、鋁基、錳基或鈦基材料,特別優選鐵基、鋁基和錳基材料,因為這些材料是在現有機械和系統內相對可移動的、面對面一對接觸表面中常規使用的,並且,在各個領域中廣泛用於節能。生產上述接觸表面等也可以使用非金屬材料,如樹脂、塑料或碳。除了DLC塗膜外,用金屬或非金屬材料形成的表面可以用各種薄膜,如TiN或CrN。優選這種薄膜在金屬材料如鐵基、鋁基、錳基或鈦基材料制的基體上形成。
鐵基材料沒有特殊限定,不僅可以使用高純度鐵,也可以使用各種鐵基合金,其中與鐵可任意結合的可以是碳、鎳、銅、鋅、氯、鈷、鉬、鉛、矽、鈦或其中二種或多種。這種鐵基材料的典型實施可以包括碳化鋼SCM420和SCr420(JIS)。
鋁基材料沒有特殊限定,不僅可以使用高純度鋁,也可以使用各種鋁基合金。例如,優選含有質量4-20%矽(Si)和質量1.0-5.0%銅(Cu)的亞共晶或超共晶鋁合金,這些鋁合金優選實例可以包括AC2A、AC8A、ADC12和ADC14(JIS)。
錳基材料例如可以是錳-鋁-鋅基(Mg-Al-Zn)、錳-鋁-稀土金屬基(Mg-Al-REM)、錳-鋁-鈣基(Mg-Al-Ca)、錳-鋅-鋁-鈣基(Mg-Zn-Al-Ca)、錳-鋁-鈣-稀土金屬基(Mg-Al-Ca-REM)、錳-鋁-鍶基(Mg-Al-Sr)、錳-鋁-矽基(Mg-Al-Si)、錳-稀土金屬鋅基(Mg-REM-Zn)、錳-銀稀土金屬基(Mg-Ag-REM)、錳-釔-稀土金屬基(Mg-Y-REM)材料,或者一種這些材料任意結合的材料,尤其是可以使用AZ91、AE42、AX51、AXJ、ZAX85、AXE522、AJ52、AS21、QS22、WE43(ASTM)。
該接觸表面的表面粗度(Ra)可以根據JIS B 0601-1994進行測定,為了接觸表面的運動穩定性,通常可以不超過0.1um,優選不超過0.08um。如果Ra超過0.1um,局部磨損會顯著增加磨擦係數。
具有DLC塗膜的表面或沒有DLC塗膜的表面,優選表面硬度的維氏微硬度為Hv1000至3500(10g負載),且膜厚度為0.3-2.0um。如果薄膜如DLC塗覆表面的表面硬度Hv小於1000,或者如果膜厚度小於0.3um,該塗覆易於磨損掉;而如果該表面硬度Hv超過3500或者如果膜厚度大於2.0um,該塗覆易於剝落。
當鐵基材料用於形成另一個沒有DLC塗覆表面的接觸表面的基體時,優選表面硬度的洛克威爾氏硬度C標度為HRC45至60。作為典型觀測用凸輪隨動部件,其優點是甚至在約為700Mpa高表面壓力條件下的接觸運動中也能保持面對面DLC塗覆表面的耐用性。如果鐵基材料的表面硬度小於HRC45,在高表面壓力下面對面DLC塗膜表面會易於變形或剝落。
當鋁基材料用於形成另一個沒有DLC塗覆表面的接觸表面的基體時,優選表面硬度的布氏硬度HB為80-130。如果鋁基材料的表面硬度小於HB80,鋁基材料的表面會易於磨損。
當錳基材料用於形成另一個沒有DLC塗覆表面的接觸表面的基體時,優選表面硬度的布氏硬度HB為45-95。如果錳基材料的表面硬度小於HB45,錳基材料的表面會易於磨損。
用於本發明系統和潤滑方法中的潤滑劑(L)可以是本發明具有DLC接觸表面系統中的潤滑劑。
根據本發明的潤滑劑,包含潤滑基油(A),該潤滑劑含有作為主成分的基油(X),含硫的鉬化物(B),在需要時,可以選擇至少一種磨擦修飾劑(C),金屬去汙劑(B)、磷基抗磨劑(E)之一。
該基油(X)含有特殊性狀,該基油的組成中具有至少一種加氫裂化礦物油、一種蠟異構化礦物油和一種多α烯基油。
用於基油(X)中的加氫裂化礦物油沒有特殊限定,只要該油具有後面討論的性狀,並且可採用常規方法生產就可以。
用於基油(X)中的蠟異構化礦物油沒有特殊限定,只要該油具有後面討論的性狀,並且可從潤滑劑脫蠟過程獲得的常規石蠟中豐富異構蠟而生產,蠟屑或者從費-託反應中獲得的GTL(氣體到液體)蠟用常規方法形成異構石蠟。異構蠟礦物油也可以通過適當結合可選擇步驟如蒸餾、用溶劑提取、用溶劑脫蠟、加氫脫蠟和加氫精煉來生產。
用於基油(X)中的多α烯基油可以是C2-C30的聚合物或共聚物,優選C8-C16的多α烯基油或其氫化物。特別優選使用多α烯基油如1-辛烯或1-癸烯寡聚物或其氫化物。
基油(X)的運動粘度在100℃為2-20mm2/s,優選3-10mm2/s,更優選3.5-5mm2/s。設定100℃時基油(X)的運動粘度為2mm2/s或更高,可以獲取的潤滑劑能形成足量的油膜,具有極好的潤滑性,並且惡劣條件下該基油蒸發損失較低。設定100℃時基油(X)的運動粘度到20mm2/s或較低,能使得基油在攪動時液體阻力不會太高,並且可以獲得潤滑劑在潤滑點表現低磨擦阻力的效果。
基油(X)中的總芳香族量不高於質量的5%,優選不高於質量的3%,更優選為質量的0-2%。降低總芳香族量更利於實現和保持DLC接觸表面的低磨擦。
這裡所用總芳香族量是指根據ASTMD2549測定的芳香族量部分。芳香族部分通常包括烷基苯、烷基萘、蒽、菲及其烷基化產物;四個或多個苯環縮合產生的化合物;或者具有雜芳環的化合物如嘧啶、喹啉、苯酚或萘酚。
基油(X)中的硫量不高於質量的0.005%,優選不高於質量的0.002%,最優選基油(X)中基本不含硫。通過降低基油(X)中的硫量也更有利於獲得和保持DLC接觸表面較低的磨擦。
基油(X)的粘度沒有特別限定,通常不低於80,優選不低於100,更優選不低於120,最優選不低於125。粘度指數的上限一般為200-300。選擇具有高粘度指數的基油(X),潤滑劑不僅可以在低溫具有極好粘度特性,而且能獲得超強磨擦降低的效果。
潤滑劑基油(A)最好僅含有基油(X),但可以適當含有少量其它基油,只要不顯著影響本發明的效果,例如,不超過潤滑劑基油(A)總量質量50%,優選不超過30%,更優選不超過質量的20%,更優選不超過質量的10%。
另一種基油可以是不具備上述特性的礦物油、在適度條件下獲得的氫化油、除了多α烯基油外的合成油等。不具備上述特性的礦物油的實例可以包括溶劑提取油和溶劑脫蠟油。除了多α烯基油外的合成油例子可以包括烷基萘;烷基苯;二酯如雙十三烷基戊二酯、雙辛烷基己二酯、雙異癸烷基己二酯、雙十三烷基己二酯和雙辛烷基癸二酯;多羥基酯如三羥甲基丙烷辛酸酯、三羥甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇-2-乙基己酸酯和季戊四醇壬酸酯以及其兩種或多種的混合物。當潤滑劑基油(A)包含了上述的基油,潤滑劑基油(A)中的硫量不特別限定。但是,為了保持較低的磨擦特性,硫量不高於質量的0.005%,優選不高於質量的0.001%,更優選的是不含硫。
組分(B)是分子中,含硫的鉬化有機物,可以是,比如,鉬的氧化物,比如二氧化鉬,三氧化鉬;鉬酸物,比如說O-鉬酸,P-鉬酸,硫化鉬酸;鉬酸鹽,比如說鉬酸的金屬鹽,銨鹽;硫化鉬,比如二硫化鉬,三硫化鉬,五硫化鉬或者聚乙烯鉬;硫化鉬酸,硫化鉬酸的金屬鹽或銨鹽;鉬的滷化物,比如說,氯化鉬,含硫有機物,二硫代氨基甲酸鹽,二硫代磷酸鹽,硫代氨基黃酸鹽,噻重氮,氫硫基噻重氮,硫代碳酸宜乙酯,烴基四磷酸鈉,去硫四乙基秋蘭姆,二度(硫代烴基對硫磷)二硫化物;有機硫化物或硫化酯,其它有機混合物。
組分(B)較優的例子,可以包括二硫代氨基甲酸鹽鉬,比如說二硫代氨基甲酸鹽硫化鉬,二硫代氨基甲酸硫化氧硫,和三環硫化鉬或連多硫酸鉬,包括結合另外配合基體比如二硫代氨基甲酸鹽和二硫代磷酸鹽鉬,比如二硫代氨基甲酸鹽硫化鉬和二硫代氨基甲酸鹽氧鉬和二硫代氨基甲酸鹽硫化氧鉬,最優選為二硫代氨基甲酸鹽鉬。
烴基是C2-C30,直鏈或支鏈C2-C30,較優為C5-C18,更優為C6-C13烷基;C6-C18,最好為C10-C15烷基;或者烷基,其中直鏈或支鏈C6-C13為特別優選的。
本發明的潤滑劑中,組分(B)沒有特別限制,為了最低的磨擦特性,通常可以是含量為潤滑劑鉬化物總量的0.001-0.2%,優選0.02-0.1%,更優選0.03-0.1%。
組分(C),一種磨擦修飾劑可以是一種含氧有機化合物或胺類。而且,優選至少是C1-C40酯類、胺類、醯胺類、醇類、醚類、羧酸類、酮類、醛和碳酸鹽及其衍生物之一。其中,優選C3-C30的一種或者其兩種或多種的混合物,更優選C3-C20脂肪族酯類、脂肪族胺類、脂肪族醯胺類、脂肪族醇類和脂肪族羧酸類及其衍生物類。
只要其分子中具有氧,含氧有機化合物可以是任何有機化合物,可以是其分子由碳、氧和氧組成的一種化合物,或者其分子中除了這些元素外,還含有滷素如氟或氯、氮、硫、磷、硼金屬等的一種化合物。
含氧的有機化合物的例子可以包括至少具有羥基、羧基、羰基、醚鍵和酯鍵及其衍生物之一。其中,優選化合物是至少具有羥基、羧基、羰基和酯鍵及其衍生物之一的含氧有機化合物,更優選至少具有羥基、羧基和酯鍵及其衍生物之一的含氧有機化合物,最優選化合物是含有至少羥基和羧基及其衍生物之一的含氧有機化合物。尤其是特別優選具有羥基及其衍生物的含氧有機化合物,因為它們具有進一步降低DLC接觸表面間磨擦的能力。優選這些化合物具有兩個或多個羥基。也優選含氧有機化合物中含有少量硫或無硫。
上述衍生物代表性的是由碳、氧和氧組成的化合物與一種如含氮化合物、含磷化合物、硫、含硫化合物、含硼化合物、滷素、含滷素化合物、金屬、一種無機或含金屬有機化合物或者亞烷基氧化物反應獲得的一種化合物。
含氧有機化合物的例子可以包括含氧化合物如醇類、羧酸類、酯類、醚類、酮類、醛類和碳酸鹽類,以及這些化合物還具有一個羥基、一個羧基、一個羰基和與其結合一個酯鍵及其衍生物和其兩種或多種混合物至少之一。
例如,醇可以是一羥基醇、二羥基醇、三羥基醇或更高羥基醇,或者其兩種或多種的混合物。
一羥基醇其分子中具有一個羥基,例如可以是具有一條直鏈或支鏈烷基的C1-C40的一羥基烷基醇,具有在一任意位置有雙鍵的一條直鏈或支鏈烯基的C2-C40的一羥基烯基醇,具有一條直鏈或支鏈烷基且在一任意位置的烷基和羥基被取代的C3-C40的一羥基(烷基)環烷基醇,具有一條直鏈或支鏈烷基且在一任意位置的烷基和羥基被取代的(烷基)芳基醇,6-(4-氧-3,5-雙-叔-丁基苯胺基)-2,4-雙(辛基硫代)-1,3,5-三嗪,或者其兩種或多種的混合物。
一羥基烷基醇可以包括甲醇;乙醇;丙醇如1-丙醇和2-丙醇;丁醇如1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇和2-甲基-2-丙醇;戊醇如1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-2-丁醇、2-甲基-2-丁醇和2,2-二甲基-1-丙醇;己醇如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-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、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-丁醇和2,2-二甲基丁醇;庚醇如1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、2-甲基-1-己醇、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-己醇和2-乙基戊醇;辛醇如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-庚醇和2,2-二甲基己醇;壬醇如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;癸醇如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;十一烷基醇;十二烷基醇;十三烷基醇;十四烷基醇;十五烷基醇;十六烷基醇;十七烷基醇;十六烷基醇;十七烷基醇;十八烷基醇如硬脂醇;十九烷基醇;二十烷基醇;二十一烷基醇;二十三基烷醇;二十四烷基醇。
一羥基烯基醇的例子可以包括乙烯醇、丙烯醇、丁烯醇、己烯醇、辛烯醇、癸烯醇、十二烯基醇或十八烯基醇如油醇。
一羥基(烷基)環烷基醇的例子可以包括環戊醇、環己醇、環庚醇、甲基環戊醇、甲基環己醇、丁基環己醇、二甲基環己醇、環戊基甲醇、環己基甲醇、環己基乙醇如1-環己基乙醇和2-環己基乙醇、環己基丙醇如3-環己基丙醇、環己基丁醇如4-環己基丁醇、丁基環己醇和3,3,5,5-四甲基環己醇。
(烷基)芳基醇的例子可以包括苯基醇、甲基苯基醇如鄰苯酚、間苯酚和對苯酚、甲氧甲酚、乙基苯基醇、丙基苯基醇、丁基苯基醇、丁基甲基苯基醇如3-甲基-6-叔-丁基苯基醇、二甲基苯基醇、二乙基苯基醇、二丁基苯基醇如2,6-雙-叔-丁基苯基醇和2,4-雙-叔-丁基苯基醇,二丁基甲基苯基醇如2,6-雙-叔-丁基-4-甲基苯基醇、二丁基乙基苯基醇如2,6-雙-叔-丁基-4-乙基苯基醇、三丁基苯基醇如2,4,6-三-叔-丁基-4-丁基苯基醇、萘醇如α-萘醇和β-萘醇以及二丁基萘醇如2,4-雙-叔-丁基-α萘醇。
甚至在高溫條件下,為了強化DLC接觸表面間磨擦減少以及為了低揮發性和獲得磨擦降低效果,例如,在發動機中,一羥基醇可以優選直鏈或支鏈C12-C18烷基醇,如油醇或硬脂醇。
二羥基醇在其分子中具有兩個羥基,例如可以是具有一條直鏈或支鏈烷基或烯基且在一任意位置帶烯基雙鍵的C2-C40烷基或烯基二醇;具有在一個任意位置取代烷基和羥基的(烷基)一條直鏈或支鏈烷基的環烷二醇;具有在一任意位置取代烷基和羥基的一條直鏈或支鏈烷基的C2-C40二羥基(烷基)芳基醇;對-叔-丁基苯酚和甲醛的縮合物;對-叔-丁基苯酚和乙醛的縮合物以及其兩種或多種的混合物。
烷基-或烯基-二醇的例子可以包括乙烯二元醇、二乙烯二元醇、聚乙烯二元醇、丙烯二元醇、二丙烯二元醇、聚丙烯二元醇、新戊醇、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、1,11-十一烯二醇、1,12-十二烯二醇、1,13-十三烯二醇、1,14-十四烯二醇、1,15-十五烯二醇、1,16-十六烯二醇、1,17-十七烯二醇、1,18-十八烯二醇、1,19-十九烯二醇和1,20-二十烯二醇。
(烷基)環烷基二醇的例子可以包括環己烷二醇和甲基環己烷二醇。
二羥基(烷基)芳基醇的例子可以包括苯二酚如鄰苯二酚;甲基苯二酚;乙基苯二酚;丁基苯二酚如對-叔-丁基苯酚;二丁基苯二酚如4,6-雙-叔-丁基-間苯二酚;4,4』-硫代雙(3-甲基-6-叔-丁基苯酚)、4,4』-亞丁基雙(3-甲基-6-叔-丁基苯酚)、2,2』-亞甲基(4-甲基-6-叔-丁基苯酚)、2,2』-硫代雙(4-6-二-叔-丁基間苯酚)、2,2』-亞甲基-雙(4-乙基-6-叔-丁基苯酚)、4,4』-亞丁基雙(2,6-雙-叔-丁基苯酚)、2,2』-(3,5-雙-叔-丁基-4-羥基)丙烷和4,4』-環亞己雙(2,6-雙-叔-丁基苯酚)。
為了增強DLC接觸表面間的磨擦降低,二羥基醇可以優選乙二醇、新戊醇、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、1,11-十一烷二醇或1,12-十二烷二醇。可以選擇不低於300的高分子量受阻醇,優選不低於400的高分子量受阻醇,如2,6-雙-叔-丁基-4-(3,5-雙-叔-4-(3,5-雙-叔-丁基-4-羥苯基)苯酚醇,因為甚至在發動機等高溫條件下,它們具有低揮發性、極好的熱阻性和表現出磨擦降低效果的能力,並且它們的能力能提供超氧化穩定性。
三羥或更高醇其分子中具有三個或多個羥基,通常為從三羥至十羥醇,優選從三羥至六羥醇。這些多羥醇的例子可以包括丙三醇;三羥甲基烷如三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷和三羥甲基丁烷;赤蘚醇;季戊丁醇;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;山梨醇;阿東糖醇;阿拉伯糖醇;木糖醇;甘露糖醇;以及它們的聚合物或縮合物。
聚合物或縮合物的例子可以包括丙三醇的二聚物到八聚物如二丙三醇、三丙三醇和四丙三醇;三羥甲基丙烷的二聚物至八聚物如二三羥甲基丙烷;戊三醇的二聚物到四聚物如二戊三醇;山梨糖分子內聚物化合物如山梨醇-丙三醇縮合產物;分子內縮合物化合物或者自身縮合化合物。
作為三羥或更高醇也可以使用糖如木糖、阿拉伯糖醇、核糖、鼠李糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、山梨糖、纖維二糖、麥芽糖(mantose)、異麥芽糖(isomantose)海藻糖或蔗糖。
三羥或更高醇可以優選三羥至六羥醇,如丙三醇;三羥甲基烷包括三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷和三羥甲基丁烷;戊三醇;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;山梨醇;山梨醇酯;山梨醇-丙三醇縮合產物;阿東糖醇;阿拉伯糖醇;木糖醇或者甘露糖醇或者它們的混合物。其中更優選丙三醇、三羥甲基烷、三羥甲基丙烷、戊三醇、山梨糖醇酯和它們的混合物,以及氧含量不超過20%的多羥醇,優選不超過30%,更優選不超過40%。此外,比六羥醇更高的多羥醇增加粘性。
羧酸可以是具有一個或多個羧基的化合物,如脂肪族一元羧酸、脂肪族多元羧酸、碳環羧酸、雜環羧酸或者其兩種或多種的混合物。
脂肪族一元羧酸的例子可以包括具有一條直鏈或支鏈飽和脂肪基的C1-C40飽和脂肪族一元羧酸以及具有在一個任意位置具有一個不飽和鍵的一條直鏈或支鏈不飽和脂肪族基的C2-C40不飽和脂肪族一元羧酸。
飽和脂肪族一元羧酸的例子可以包括甲酸;乙酸(醋酸);丙酸(正丙酸);丁酸如正丁酸和異丁酸;戊酸如正戊酸、異戊酸和辛戊酸;己酸如正己酸;庚酸;辛酸如正辛酸;壬酸如正壬酸;癸酸;十一烷酸;十二烷酸如月桂酸;十三烷酸;十四烷酸如肉豆蔻酸;十五烷酸;十六烷酸如棕櫚酸;十七烷酸;十八烷酸如硬脂酸;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;二十九烷酸和三十烷酸。
不飽和脂肪族一元羧酸的例子可以包括丙烯酸如正丙烯酸;丙酸如正丙酸;丁烯酸如異丁烯酸、巴豆酸和異巴豆酸;戊烯酸;己烯酸;庚烯酸;辛烯酸;壬烯酸;癸烯酸;十一烯酸;十二烯酸;十三烯酸;十四烯酸;十五烯酸;十六烯酸;十七烯酸;十八烯酸如油酸;十九烯酸;二十烯酸;二十一烯酸;二十二烯酸;二十三烯酸;二十四烯酸;二十五烯酸;二十六烯酸;二十七烯酸;二十八烯酸;二十九烯酸和三十烯酸。
脂肪族多元羧酸的例子可以包括具有一條直鏈或支鏈飽和或不飽和脂肪基的C2-C40飽和或不飽和脂肪族二元羧酸,且不飽和脂肪基在一任意位置有一不飽和鍵;具有一條直鏈或支鏈飽和或不飽和脂肪族基的飽和或不飽和脂肪族三元羧酸,且不飽和脂肪基在一個任意位置有一個不飽和鍵;具有一條直鏈或支鏈飽和或不飽和脂肪基的C2-C40飽和或不飽和脂肪族四元羧酸,且不飽和脂肪基在一任意位置有一不飽和鍵的。
脂肪族二元羧酸的例子可以包括乙二酸(草酸);丙二酸如正丙二酸;丁二酸如琥珀酸和甲基丙二酸;戊二酸如穀氨酸和乙基丙二酸;己二酸如肥酸;庚二酸如正庚二酸;辛二酸如正辛二酸(spelic acid);壬二酸如杜鵑花酸(azelaic acid);癸二酸如正癸二酸(sebacic acid);丙烯二酸;丁烯二酸如馬來酸和富馬酸;戊烯二酸如甲基順式丁烯二酸和甲基反式丁烯二酸;己烯二酸;庚烯二酸;辛烯二酸;壬烯二酸和癸烯二酸。
脂肪族三羧酸的例子可以包括丙三酸、丁三酸、戊三酸、己三酸、庚三酸、辛三酸、壬三酸和癸三酸。
碳環羧酸可以是具有一個萘環的C3-C40一元、二元、三元或四元羧酸,其中如果含有烷基和烯基可以是直鏈或支鏈,且雙鍵的位置是任選的,並且替代數和位置是可任選的;或者具有一個芳基的C7-C40一元、二元、三元或四元羧酸如C7-C40芳香族一元羧酸,如果含有烷基和烯基可以是直鏈或支鏈,雙鍵位置是可選擇的,並且取代的數目和位置是可選擇的。
具有一個萘環的一元、二元、三元或四元羧酸的例子可以包括六環一元羧酸、甲基六環一元羧酸、乙基六環一元羧酸、丙基六環一元羧酸、丁基六環一元羧酸、戊基六環一元羧酸、己烷基六環一元羧酸、七環一元羧酸、八環一元羧酸和三甲基五環二羧酸如樟腦酸具有一個芳基的一元、二元、三元或四元羧酸的例子可以包括苯羧酸(苯甲酸);甲基苯羧酸如甲基甲酸;乙基苯羧酸;丙基苯羧酸;苯二羧酸如苯二甲酸,異苯二甲酸和對苯二甲酸;苯三羧酸如苯偏三酸;苯四羧酸如苯均四酸;萘羧酸如萘酸;苯基丙酸如氫化阿託酸;苯基丙烯酸如阿託酸和肉桂酸;水楊酸和具有一個或多個C1-C30烷基的烷基水楊酸。
雜環羧酸其分子中具有一個或多個羧基,如可以是C5-C40雜環羧酸如呋喃甲酸,硫代苯羧酸、吡啶羧酸包括尼克酸和異尼克酸。
酯是具有一個或多個酯鍵的含氧有機化合物,例如可以是脂肪族一元羧酸酯、脂肪族多元羧酸酯、碳環羧酸酯、雜環羧酸酯或其一種或多種混合物。酯可以是在酯中的所有羥基或羧基被酯化的完全酯或仍留有某些羥基或羧基的部分酯。
脂肪族一元羧酸酯可以是選自上述脂肪族一元羧酸的一種或多種化合物以及從上述一元、二元、三元羥基或更高醇中選擇的一個或多個化合物形成的酯。這種酯優選的例子可以包括甘油單油酸酯、甘油二油酸酯、甘油三油酸酯、山梨糖醇酐單油酸酯和山梨糖醇酐二油酸酯。
脂肪族多元羧酸酯可以是從上述脂肪族多元羧酸中選擇的一個或多個化合物和從上述一元、二元、三元羥基或更高級醇中選擇的一個或多個化合物形成的酯。這種酯的優選例子可以包括從C4-C40二元羧酸選擇的一個或多個多元羧酸的二酯,優選C4-C18,更優選C4-C12;以及從C4-C40的單羥基醇中選擇的一個或多個化合物,優選C4-C18,更優選C6-C14,如馬來酸二丁酯、雙十三烷戊二酯、雙-2-乙基己基己二酸酯、己二酸二異癸酯、雙十三烷己二酯或者雙-2-乙基己基癸二酸酯;這二元酯的共聚物,如馬來酸二丁酯和C4-C16多-α-烯烴;以及α-烯烴-乙酸酐加成產生和C1-C40醇形成的酯。
碳環羧酸酯可以是從上述碳環羧酸選擇的一種或多種化合物和從上述一元、二元、三元羥基或更高醇中選擇的一個或多個化合物形成的酯。這種酯的優選例子可以包括芳基羧酸如苯二甲酸酯、苯偏三酸酯、苯均四酸酯和水楊酸酯。
雜環羧酸酯可以是從上述雜環羧酸選擇的一種或多種化合物和從上述一元、二元、三元羥基或更高醇中選擇的一個或多個化合物形成的酯。
醚是具有一個或多個醚鍵的含氧有機化合物,並且,可以是飽和或不飽和脂肪族醚、芳族醚、環醚、多羥基醇醚以及其二種或多種混合物。
飽和或不飽和脂肪族醚的例子可以包括C1-C40飽和或不飽和脂肪族醚,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、二己基醚、二庚基醚、二辛基醚、二壬基醚、二癸基醚、二辛基醚、雙十一烷基醚、雙十二烷基醚、雙十三烷基醚、雙十四烷基醚、雙十五烷基醚、雙十六烷基醚、雙十七烷基醚、雙十八烷基醚、雙十九烷基醚、雙二十烷基醚、甲基乙基醚、乙基正丙基醚、甲基異丁基醚、甲基-叔-丁基醚、甲基正戊基醚、甲基異戊基醚、乙基對丙基醚、乙基異丙基醚、乙基異丁基醚、乙基異丁基醚、乙基叔丁基醚、乙基正戊基醚、乙基異戊基醚、聯乙烯醚、己二烯醚、甲基乙烯醚、甲基己二烯醚、乙基乙烯醚、乙基己二烯醚。這些飽和或不飽和脂肪族醚可是直鏈或支鏈,並且不飽和鍵的位置是可任選的。
芳族醚的例子可以包括苯甲醚、苯乙醚、二苯醚、二苄醚、苄基苯基醚、α-奈基醚、β-奈基醚、聚苯醚和全氟醚。這些化合物可以具有直鏈或支鏈,飽和脂肪族基或不飽和鍵在任選位置的不飽和脂肪族基以及替換位置和數目是可以任選的。優選這些化合物以液態狀使用,而且優選室溫下液態狀。
環醚的例子可以包括C2-C40環醚如環氧乙烷、氧化丙烯、氧雜環丁烷、環氫呋喃、四氫吡喃、二氧雜環己烷和縮水甘油醚。這些化合物可以具有飽和或不飽和脂肪族基的一條直鏈或支鏈、一個碳環或具有一條飽和或不飽和脂肪族基且不飽和鍵的位置是可任選的碳環,並且取代位置和數目是任選的。
多羥基醇的醚可以是從上述二羥基、三羥基或更高醇中選擇的一種或多種多羥基醇的醚以及從上述單羥基醇選擇的一種或多種單羥基醇的醚之一。醚可以是完全醚,其中多羥基醇中所有的羥基是醚化的,或者醚可以是部分醚,其中某些羥基仍然是完整的。為了獲得較低磨擦特性,更優選部分醚。
酮是具有一個或多個羰鍵的含氧有機化合物,可以是飽和或不飽和脂肪族酮類、碳環酮類、雜環酮類、醇酮類、酸酮類或者其中兩種或多種的混合物。
飽和或不飽和脂肪族酮類的例子可以包括C1-C40飽和或不飽和脂肪族酮,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、叔己酮、二乙基酮、二丙基酮、二異丙基酮、甲基乙烯基酮、三甲苯基氧化物、甲基丁酮。這些化合物可以具有飽和或不飽和脂肪族基的一條直鏈或支鏈,並且不飽和鍵的位置是任選的。
碳環酮的例子可以包括C1-C40碳環酮,如環丁酮、環戊酮、環己酮、苯乙酮、苯丙酮、苯丁酮、苯戊酮、二苯酮、二苄基酮和2-萘乙酮。這些化合物可以具有飽和或不飽和脂肪族基的一條直鏈或支鏈,不飽和鍵的位置是可選的,並且,取代位置和數目是可選的。
雜環酮的例子可以包括C1-C40雜環酮,如噻嗯基乙酮和2-乙醯呋喃。這些化合物可以具有飽和或不飽和脂肪族基的一條直鏈或支鏈,不飽和鍵的位置是任選的,並且,替代位置和數目是任選的。
酮醇的例子可以包括C1-C40酮醇,如丙酮醇、乙醯乙基醇、雙丙酮醇、苯甲醯甲醇和二苯乙醇酮。這些化合物可以具有一個碳環或雜環,或者具有飽和或不飽和脂肪族基的一條直鏈或支鏈的一個碳環或雜環,不飽和鍵的位置是任選的,並且取代位置和數目是任選的。
酮酸的例子可以包括C1-C40酮酸,如α-酮酸,包括丙酮酸、苯甲醯甲酸和苯丙酮酸;β-酮酸,包括乙醯乙酸、丙醯乙酸和苯甲醯乙酸;以及γ-酮酸,包括乙醯基丙酸以及β-苯甲醯丙醯酸。
醛是具有一個或多個醛基的含氧有機化合物,可以是飽和或不飽和脂肪族醛類、碳環醛類、雜環醛以及其兩種或多種的混合物。
飽和或不飽和脂肪族醛類的例子可以包括C1-C40飽和或不飽和脂肪族醛類,如甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、異丁醛、正戊醛、異戊醛、新戊醛、己醛、壬醛、癸醛、十一烷基醛、十二烷基醛、十三烷基醛、豆蔻酸酯醛、十五烷基醛、十六烷基醛、十七烷基醛、十八烷基醛、丙烯醛、丁烯醛、丙炔醛、乙二醛和丁二醛。這些化合物可以具有飽和或不飽和脂肪族基的一條直鏈或支鏈,並且,不飽和鍵的位置是任選的。
碳環醛的例子可以包括C1-C40碳環醛類,如苯甲醛、鄰甲苯甲醛、間甲苯甲醛、對甲苯甲醛、水楊醛、肉桂醛、α-萘醛和β-萘醛。這些化合物可以具有飽和或不飽和脂肪族基的一條直鏈或支鏈,不飽和鍵的位置是任選的,並且取代位置和數目是任選的。
雜環醛的例子可以包括C1-C40雜環醛類,如糠醛。這些化合物可以具有飽和或不飽和脂肪族基的一條直鏈或支鏈,不飽和鍵的位置是任選的,並且取代位置和數目是任選的。
碳酸鹽是具有一個或多個碳酸鍵的含氧有機化合物,並且可以是具有一個飽和或不飽和C1-C40脂肪族基、一個碳環、一個具有一飽和或不飽和脂肪族基的碳環或者一個具有一碳環的飽和或不飽和脂肪族基,如二甲基碳酸鹽、二乙基碳酸鹽、二異丙基碳酸鹽、二異丙基碳酸鹽、二正丁基碳酸鹽、二異丁基碳酸鹽、二叔丁基碳酸鹽、二戊基碳酸鹽、二己基碳酸鹽、二庚基碳酸鹽、二辛基碳酸鹽、二壬基碳酸鹽、二癸基碳酸鹽、雙十一烷基碳酸鹽、雙十二烷基碳酸鹽、雙十三烷基碳酸鹽、雙十四烷基碳酸鹽、雙十五烷基碳酸鹽、雙十六烷基碳酸鹽、雙十七烷基碳酸鹽、雙十八烷基碳酸鹽、雙苯基碳酸鹽。這些化合物具有飽和或不飽和脂肪基的一條直鏈或支鏈,不飽和鍵的位置是任選的,並且取代位置和數目是任選的。
另外,也可以使用羥基(多)氧化亞烷基碳酸鹽,其中氧化亞烷基被加成到這些碳酸鹽上。
上述醇可以用分子式R-(OH)n表示,羧酸用分子式R-(COOH)n表示,酯用分子式R-(COO-R』)n表示,醚用分子式R-(O-R』)n表示,酮用分子式R-(CO-R』)n表示,醛用分子式R-(CHO)n表示,碳酸鹽用分子式R-(o-CooR』)n表示。
上述分子式中R和R』每個都獨立表示一個烴基,如烷基、鏈烯基、亞烷基、環烷基、芳基、烷芳基或芳烷基,或者是去掉了一個或多相氫原子的烴基。烴基可以具有一個或多個基團或鍵,其選自羥基、羧基、羰基、酯鍵或醚鍵,或者除了碳、氫、氧外還可以選擇含有如氮、硫、雜環化合物、滷素如氟或氯、磷、硼、鐵等。
羥基中的炭數沒有特殊限定,優選為1-40個,更優選為2-30個,最優選為3-20個。
烷基的例子可以包括C1-C40烷基,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、直鏈或支鏈十一烷基、直鏈或支鏈十二烷基、直鏈或支鏈十三烷基、直鏈或支鏈十四烷基、直鏈或支鏈十五烷基、直鏈或支鏈十六烷基、直鏈或支鏈十七烷基、直鏈或支鏈十八烷基、直鏈或支鏈十九烷基、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、直鏈或支鏈二十四烷基。烷基可以優選一個C2-C30烷基,更優選C3-C20烷基。
烯基的例子可以包括C2-C40烯基,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、直鏈或支鏈十一烯基、直鏈或支鏈十二烯基、直鏈或支鏈十三烯基、直鏈或支鏈十四烯基、直鏈或支鏈十五烯基、直鏈或支鏈十六烯基、直鏈或支鏈十七烯基、直鏈或支鏈十八烯基、直鏈或支鏈十九烯基、直鏈或支鏈二十烯基、直鏈或支鏈二十一烯基、直鏈或支鏈二十二烯基、直鏈或支鏈二十三烯基、直鏈或支鏈二十四烯基。烯基可以優選是一個C2-C30烯基,更優選C3-C20烯基。、環烷基的例子可以包括C3-C40環烷基,如環戊基、環己基、環庚基、環辛基。環烷基可以優選是一個C3-C20的環烷基,更優選C5-C8環烷基。
烷基環烷環基的例子可以包括C4-C40烷基環烷基,如甲基環戊基、二甲基環戊基、甲基乙基環戊基、二乙基環戊基、甲基環己基、二甲基環己基、甲基乙基環己基、二乙基環己基、甲基環庚基、二甲基環庚基、甲基乙基環庚基和二乙基環庚基。烷基環烷基可以優選是一個C5-C20的烷基環烷基,更優選C6-C12烷基環烷基,並且包括所有可能的結構異構物。
芳基的例子可以包括C6-C20芳基,如苯基和萘基,更優選芳基是一個C6-C10芳基。
烷芳基的例子可以包括1-取代苯基如甲苯基、乙基苯基、直鏈或支鏈丙基苯基、直鏈或支鏈丙基苯基、直鏈或支鏈丙基苯基、直鏈或支鏈丙基苯基、直鏈或支鏈丁基苯基、直鏈或支鏈戊基苯基、直鏈或支鏈己基苯基、直鏈或支鏈庚基苯基、直鏈或支鏈辛基苯基、直鏈或支鏈壬基苯基、直鏈或支鏈癸基苯基、直鏈或支鏈十一烷基苯基、直鏈或支鏈十二烷基苯基、直鏈或支鏈十三烷;以及具有二個或多個相同或不同直鏈或支鏈芳基的芳基如二甲苯基、二乙基苯基、二丙基苯基、2-甲基-6-叔-丁基苯基、2,6-雙-叔-丁基-4-甲基苯基和2,6-雙-叔-丁基-4-(3,5-雙-叔-丁基-4-苄基)苯基。烷芳基可以選擇C7-C40烷芳基,優選C7-C20烷芳基,更優選C7-C12烷芳基。烷基可以選擇具有一個芳基、烷芳基或芳烷基,並且包括所有可能的結構異構物。
芳烷基的例子可以包括C7-C40芳烷基,如苄基、苯基乙基、苯基丙基、苯基丁基、苯基戊基和苯基己基。芳烷基可以選擇是一個C7-C20的芳烷基,更優選C7-C12芳烷基,並且包括所有可能的結構異構物。
含氧有機化合物也可以上述化合物的衍生物。這種衍生物可以包括至少是含氮化合物、硫、含硫化合物、含硼化合物、滷素、滷素化合物、金屬元素、有機或無機含金屬化合物和烯化氧中的一種與含氧有機化合物反應獲得的化合物,但不局限於此。
例如,至少選自上述醇類、羧酸類、酯類、醚類、酮類、醛類和在碳酸鹽類的一種硫化或滷化如氟化或氯化獲得的化合物;至少一種選自上述組的化合物與硫酸、硝酸、硼酸或磷酸、這些酸的酯或金屬鹽的反應產物;至少一種選自上述組的化合物與金屬、含金屬化合物或烯化氧反應獲得的烯化氧加成產物;或者可以使用至少一種選自上述組的化合物與胺化合物的反應產物。
其中,優選至少選自醇類、羧酸類、醛類以及其衍生物的一種化合物與胺化合物的反應產物,如曼尼希反應產物;至少選自上述組一種化合物的丙烯酸酯化產物;以及至少選自上述組的一種化合物的醯胺類。
胺化合物可以是氨、單胺、二胺或多胺。胺化合物的代表例子可以包括氨;具有一條直鏈或支鏈C1-C30烷基的烷基胺,如甲基胺、乙基胺、丙基胺、丁基胺、戊基胺、己基胺、庚基胺、辛基胺、壬基胺、癸基胺、十一烷基胺、十二烷基胺、十三烷基基胺、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、二甲基胺、二乙基胺、二丙基胺、二丁基胺、二戊基胺、二己基胺、二庚基胺、二辛基胺、二壬基胺、二癸基胺、雙十一烷基胺、雙十二烷基胺、雙十三烷基基胺、雙十四烷基胺、雙十五烷基胺、雙十六烷基胺、雙十七烷基胺、雙十八烷基胺、甲基乙基胺、甲基丙基胺、甲基丁基胺、乙基丙基胺、乙基丁基胺和丙基丁基胺;具有一條直鏈或支鏈C2-C30鏈烯基的烯基胺,如乙烯胺、丙烯胺、丁烯胺、辛烯胺和油胺;具有一條直鏈或支鏈C1-C30醇基的醇胺,如甲醇胺、乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺、戊醇胺、己醇胺、辛醇胺、庚醇胺、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;直鏈或支鏈C1-C30亞烷基雙胺,如亞甲基雙胺、亞乙基雙胺、亞丙基雙胺和亞丁基雙胺;多胺如二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯戊胺和戊乙烯六胺;具有一條C8-C20烷基或烯基的上述單胺、二胺、多胺,如十一烷基二乙基胺、十二烷基二乙醇胺、十二烷基二丙醇胺、油基二乙醇胺、油基亞丙基二胺和硬脂基亞丁基戊胺;雜環化合物如N-羥乙基油基咪唑啉;這些化合物的烯化氧加成產物;以及其混合物。
其中優選這些氮化合物、直鏈或支鏈C10-C20烷基、烷基胺和鏈烯基胺,如癸基胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺、油基胺和硬脂基胺。
含氧有機化合物已討論過。為了提供優越的磨擦降低效果,在所列的化合物中,優選具有一個羥基的化合物。另外,仍為提供優越的磨擦降低效果,醇基比羥基更能直接連接到羰基上,如羧基。這種羥基在化合物中的數目沒有特殊限定,但為了優越的磨擦降低效果,優選化合物具有儘可能多的羥基。不過,該化合物與一種介質如潤滑劑基油一起使用時,處於可溶性考慮,可以限制羥基的數目。
脂肪族胺可以是具有直鏈或支鏈C6-C30脂肪族烴基的那些化合物,優選C8-C24,更優選C10-C20脂肪族烴基。如果碳原子數目在範圍6-30之外,不會獲得足夠的磨擦降低效果。只要所包含的直鏈或支鏈脂肪族烴基在上述範圍內,可以選擇包含別的烴基。
直鏈或支鏈C6-C30脂肪族烴基的例子可以包括烷基,如己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、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;以及烯基,如己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一烯基、十二烯基、十三烯基、十四烯基、十五烯基、十六烯基、十七烯基、十八烯基、十九烯基、二十烯基、二十一烯基、二十二烯基、二十三烯基、二十四烯基、二十五烯基、二十六烯基、二十七烯基、二十八烯基、二十九烯基和三十烯基。
上述烷基或烯基可以是直鏈或支鏈,並且烯基中的雙健可以在任意位置。
脂肪胺可以是各種胺化合物,如單胺類、多胺類、醇胺類,或者具有上述直鏈或支鏈C6-C30脂肪烴基的咪唑啉,或者其衍生物。
單胺的例子可以包括月桂胺、月桂二乙基胺、棕櫚胺、硬脂胺和油胺。
多胺的例子可以包括硬脂基四亞乙基五胺和油基亞丙基二胺。
醇胺的例子可以包括月桂基二乙醇胺、十二烷基二丙醇胺和油基二乙醇胺。
含氮雜環化合物的例子可以包括N-羥乙基油基咪唑啉。
衍生物可以是烯化氧加成產物、酸修飾化合物等。
烯化氧加成產物可以是通過對上述各種胺化合物中的一個氮原子進行烯化氧加成反應獲得的化合物。這種烯化氧加成產物的例子可以包括對具有C6-C28烷基或烯基的一個初級單胺進行烷基氧化加成反應獲得N,N-二聚氧化烯-N-烷基-或烯基胺,特別優選N,N-二聚氧化烯-N-油基胺。
酸修飾化合物可以通過用上述羧酸與上述各種胺反應獲得,優選用脂肪族一元羧酸,尤其是C2-C30脂肪族一元羧酸;上述脂肪族多元羧酸,尤其是C2-C30脂肪族多元羧酸,包括草酸;或者上述碳環羧酸,尤其是C6-C30碳環羧酸,包括脂肪酸、苯偏三酸;或者苯均四酸,以便完全或部分中和或醯胺化氨基和/或亞氨基。
為了進一步改善磨擦降低效果,本發明的潤滑劑中最好增加組分(C),其含量沒有特殊限定,通過不超過潤滑劑總量質量的3.0%,優選為總量質量的0.05-3.0%,更優選為總量質量的0.1-2.0%,最優選為總量質量的0.5-1.4%。
組分(D),金屬去汙劑,最好是鹼金屬或鹼土金屬磺酸鹽,鹼金屬或鹼土金屬水楊酸鹽,鹼金屬或鹼土金屬石炭酸鹽,鹼金屬或鹼土金屬羧酸鹽,鹼金屬或鹼土金屬石腦油,或者其中兩種或多種的混合物。
鹼金屬可以是,比如,鈉或鉀。鹼土金屬可以是,比如,鈣、鎂或鋇。金屬去汙劑的金屬最好是鹼土金屬,尤其是鈣。
組分(D)可以是中性、鹼性或過鹼性的並且可以使用其中任何一種。特別是中性鹼土金屬水楊酸鹽具有良好的磨擦降低效果。鹼性或過鹼性的金屬去汙劑可以是如含有碳酸鈣和/或硼酸鈣的一種金屬去汙劑,也可以使用其中任一種。但是,含有硼酸鈣的金屬去汙劑因為其極好的實際磨擦降低效果而特別優選。
其中最好的是不含硫的金屬去汙劑,比如,鹼金屬或者鹼土金屬的水楊酸鹽,鹼金屬或者鹼土金屬酚鹽(沒有硫交聯,例如用烯基)或者鹼金屬或鹼土金屬的碳酸鹽。更優地,鹼土金屬的水楊酸鹽包含,碳酸鈣和/或硼酸鈣,最優地,鹼土金屬的水楊酸鹽包含硼酸鈣。
組分(D)可能對磨擦特性具有消極影響。為減少這種消極影響,應該使用中性的鹼土金屬的水楊酸鹽或包含硼酸鈣的鹼性或過鹼性的金屬去汙劑。
組分(D)的總鹼基數目沒有特殊的限定,通常為0-500KOH/g,優選為10-400mgKOH/g。最好使用其中一種或者同時使用10-150KOH/g和150-350KOH/g的金屬去汙劑。
本發明的潤滑劑中,為了改善去汙力,比如泥狀分散性,需要加入金屬去汙劑。組分(B)的含量沒有特殊限定。在用於內燃機中時,為了降低亞硫酸化灰分,金屬元素項的含量通常不超過潤滑劑總量的1%,優選為潤滑劑總量的0.01-1質量%,更優選為0.05-0.3質量%,最優選不超過0.2質量%。
組分(E),磷基的抗磨劑,沒有特別限定,只要分子中包含磷就可以。
組分(E)可以是,例如,亞磷酸單酯、亞磷酸二酯、亞磷酸三酯、磷酸單酯、磷酸二酯和磷酸三酯,每個都含有C1-C30的烴基,包括其金屬鹽以及其胺鹽。
C1-C30烴基可以優選直鏈或支鏈C1-C30烷基,直鏈或支鏈C1-C30烯基,C5-C13環烷基或者直鏈或支鏈烷基環烷基,C6-C18芳基或者直鏈或支鏈烷芳基,或者C7-C19芳烷基。烷基或芳基可以是初級、二級之一或者三級。
C1-C30烴基典型例子可以包括烷基如甲基、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、二十四烷基;烯基如丙烯基、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、十一烯基、十二烯基、十三烯基、十四烯基、十五烯基、十六烯基、十七烯基、十八烯基如油基、十九烯基、二十烯基、二十一烯基、二十二烯基、二十三烯基、二十四烯基;環烷基如環戊基、環己基、環庚基;烷基環烷基如甲基環戊基、二甲基環戊基、乙基環戊基、丙基環戊基、乙基甲基環戊基、三甲基環戊基、二乙基環戊基、乙基二甲基環戊基、丙基甲基環戊基、丙基乙基環戊基、二丙基環戊基、丙基乙基甲基環戊基、甲基環己基、二甲基環己基、乙基環己基、丙基環己基、乙基甲基環己基、三甲基環己基、二乙基環己基、乙基二甲基環己基、丙基甲基環己基、丙基乙基環己基、二丙基環己基、丙基乙基甲基環己基、甲基環庚基、二甲基環庚基、乙基環庚基、丙基環庚基、乙基甲基環庚基、三甲基環庚基、二乙基環庚基、乙基二甲基環庚基、丙基甲基環庚基、丙基乙基環庚基、二丙基環庚基、丙基乙基甲基環庚基;芳基如苯基和萘基;烷芳基如甲苯基、二甲苯基、乙苯基、丙苯基、乙甲苯基、三甲苯基、丁苯基、丙甲苯基、二乙苯基、乙二甲苯基、四甲苯基、戊苯基、己苯基、庚苯基、辛苯基、壬苯基、癸苯基、十一苯基和十二苯基;芳烷基如苄基、甲基苄基、二甲基苄基、苯乙基、甲基苯乙基和二甲基苯乙基。
烴基包括所有可想到的直鏈或支鏈結構,並且,烯基中的雙鍵位置、烷基結合到環烷基的位置、烷基結合到芳基的位置、芳基結合到烷基的位置均是任意的。此外,烴基可以具有(聚)氧化烯烴,如(聚)氧化乙烯或(聚)氧化丙烯。
組分(C)優選的例子可以包括亞磷酸單酯、亞磷酸二酯、亞磷酸三酯、磷酸單酯、磷酸二酯和磷酸三酯,每個具有C3-C24的一級、二級或三級烷基及其金屬鹽和其胺鹽,優選C4-C18,更優選C4-C12。其中,優選磷酸酯及其金屬鹽和其胺鹽,特別優選磷酸單酯和/或磷酸二酯的金屬鹽和胺鹽(胺複合物)。
金屬鹽中的金屬沒有特殊的限定,例如,可以是一種鹼金屬,如鋰、鈉、鉀或銫;一種鹼土金屬,如鈣、錳或鋇;或者一種重金屬,如鋅、銅、鐵、鉛、鎳、銀、鎂或鉬。其中優選鹼土金屬如鈣、鎂和鋅,更優選鋅。
胺鹽中的胺沒有特殊限定,例如,可以是氨、一元胺、二胺或多胺。典型的例子包括具有C1-C30烷基的烷基胺,如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一胺、十二胺、十三胺、十四胺、十五胺、十六胺、十七胺、十八胺、二甲基胺、二乙基胺、二丙基胺、二丁基胺、二戊基胺、二己基胺、二庚基胺、二辛基胺、二壬基胺、二癸基胺、雙十一烷基胺、雙十二烷基胺、雙十三烷基胺、雙十四烷基胺、雙十五烷基胺、雙十六烷基胺、雙十七烷基胺、雙十八烷基胺、甲基乙基胺、甲基丙基胺、甲基丁基胺、乙基丙基胺、乙基丁基胺、丙基丁基胺;具有C2-C30烯基的(直鏈或支鏈)的烯胺,如乙烯胺、丙烯胺、丁烯胺、辛烯胺和油胺;具有C1-C30鏈烷醇基(直鏈或支鏈)的鏈烷醇胺,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、丙醇丁醇胺;具有C1-C30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、亞丁基二胺;多胺如二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基戊胺和五亞乙基己胺;包括具有C8-C20烷基或烯基的上述一元胺、二元胺、多元胺的雜環化合物,如十一烷二乙基胺、十一烷二乙醇胺、十二烷二丙醇胺、油基二乙醇胺、油基亞丙烷二胺和硬脂基四亞乙基戊胺以及N-羥乙基油基咪唑啉;及其烯化氧加成產物;其混合物和化合物如烷基或烯基琥珀醯胺。
這些胺化合物中,優選具有C10-C20烷基或烯基的脂肪族胺(直鏈或支鏈),如癸胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺、油胺和硬脂醯胺。
組分(E)最佳的例子是二硫代磷酸鹽,具有一代、二代或三代烷基,通常為C3-C24,優選為C4-C18,更優為C4-C12,當設備或者裝置的幾個接觸表面的一部分或者主要部分為DLC接觸表面。尤其是,具有C4-C12一代烷基和二代烷基的二硫代磷酸鋅,最優的情況是具有二代烷基的。
當一代二硫代磷酸鋅和二代二硫代磷酸鋅同時使用於組分(E),二者的比例最好不低於50%,更優為不少於60%。本發明中二硫代磷酸鋅非常重要。
當設備或者裝置的幾個接觸表面的部分或者主要部分為DLC接觸表面,組分(E)其它的優選的例子可以包括無硫的磷化物。優選的例子比如,亞磷酸單酯、亞磷酸二酯、亞磷酸三酯、磷酸單酯、磷酸二酯和磷酸三酯,每個具有C3-C24的一級、二級或三級烷基及其金屬鹽和其胺鹽,優選C4-C18,更優選C4-C12。其中,優選磷酸酯及其金屬鹽和其胺鹽,特別優選磷酸單酯和/或磷酸二酯的金屬鹽和胺鹽(胺複合物)組分(E)可以在需要時,被選擇性地加入到本發明地潤滑劑中,因為這種組分提供了很好地抗磨特性以及在接觸表面惡劣地運動狀態下改善地減少磨擦效果。組分(E)的含量沒有特別限定。通常不多於潤滑劑總質量的的5%,最好是0.1-5%。當本發明的潤滑劑應用於內燃機,組分(E)的含量佔潤滑劑總質量的比例通常不大於0.1%,優選為0.01-0.1%,更優為0.06-0.08%.
組分(E)可能對磨擦特性具有消極影響。為減少這種消極影響,應該使用不含硫的,磷基的抗磨劑。
本發明的潤滑劑和上述的潤滑劑(L)可以選擇性地包括添加劑以提高性能。比如,添加劑包括除組分(E)的抗磨劑,無灰分分散劑、粘度指數改良劑、粘度指數改良劑、除上述以外的磨擦修飾劑、鏽抑制劑、金屬失活劑、表面活性劑、反乳化劑、密封溶脹劑、泡沫抑制劑、染色劑及其混合物。
除組分(E)的抗磨劑和特壓添加劑是周知的抗磨劑。比如,含硫抗磨劑和特壓添加劑,硫化油、脂、石蠟、二硫代氨基甲酸鹽類及其提取物。這些含硫抗磨劑可以含量很小,例如不超過潤滑劑總質量的0.1%最好是不含這些抗磨劑。
無灰分分散劑可以是潤滑劑中使用的一種已知分散劑。優選例子可以包括聚丁基丁二酯分散劑、聚丁基苄胺分散劑、聚丁胺分散劑和曼尼希分散劑,其中優選聚丁基平均分子量數為700-3500,更優選為900-2500。無灰分分散劑也可以是硼化合物衍生物、羧酸衍生物等。
如果含有無灰分分散劑,其含量沒有特別限定,通常為潤滑劑總質量的的0.1-15%。
抗氧化劑可以是潤滑劑中使用的一種已知的抗氧化劑。優選例子可以包括無灰的抗氧化劑,比如苯酚抗氧化劑和胺抗氧化劑;和金屬基抗氧化劑,如鉬基抗氧化劑和銅基抗氧化劑,其中苯酚抗氧化劑和/或胺抗氧化劑為最佳。
如果含有抗氧化劑,其含量在本發明的潤滑劑中沒有特別限定,通常為潤滑劑總量的0.01-3%。
粘度指數改良劑可以是一種所謂非分散劑型粘度指數改良劑,如各種甲基丙烯酸的一種聚合物或者一種其氫化產物,或一種任意結合的其共聚物以及一種其氫化產物;或者是一種所謂分散劑型粘度指數改良劑還包括與具有氮的各種甲基丙烯酸酯共聚化的化合物。也可以使用非分散劑型或分散劑型乙烯-α-烴共聚物以及其氫化物、聚異丁烯和其氫化產物、苯乙烯-二烯共聚物的氫化產物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、聚烷基苯乙烯等。α-烴可以優選丙烯、1-丁烯或1-戊烯,優選為聚甲基丙烯酸酯。
粘度指數改良劑的分子量應當在低剪切穩定性下選擇。該粘度指數改良劑的分子量平均數代表例子通常可以是分散劑或非分散劑型聚甲基丙烯為5000-1000000,優選為100000-800000;聚異乙烯或其氫化物通常為800-5000;乙烯-α-烴共聚物以及其氫化物通常為800-300000,優選為10000-200000。可以使用一種或多種粘度指數改良劑的一種組合物,優選含量通常為潤滑劑總量的0.1-40.0%。
傾點下降劑可以是適合於潤滑劑基油的傾點下降劑。例如可以使用聚甲基丙烯酸酯基傾點下降劑。
其它的磨擦修飾劑可以是二硫化鉬或者其它周知的磨擦修飾劑。
鏽抑制劑可以是例如烷基苯磺酸鹽、二壬基萘磺酸鹽、烯基琥珀酸鹽或聚羥基醇酯。
反乳化劑可以是例如一種聚乙烯二醇基非離子表面活性劑,如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚或者聚氧乙烯烷基萘基醚。
金屬去活化劑可以是例如咪唑啉、一種嘧啶衍生物、苯並三唑或硫代二唑。
泡沫抑制劑可以是例如矽、氟矽或氟代烷基醚。
在本發明的潤滑劑中,如果含有鏽抑制劑和/或反乳化劑,其含量沒有特別限定,通常為潤滑劑總量的0.01-5%。如果含有金屬去活化劑,其含量沒有特別限定,可以適當選擇通常範圍為潤滑劑總量的0.0005-1%。
根據本發明的具有DLC接觸表面的系統中,採用適合於該系統類型的方式,如密封方式或環流方式,通過在接觸表面之間提供的潤滑劑,可以將本發明的潤滑劑(L)分散在DLC接觸表面或非DLC接觸表面之間,並且運行該系統。
本發明的系統具有一對相對可移動的、至少之一塗DLC塗膜的面對面DLC接觸表面,例如,可以是內燃機如四-或二-循環發動機,尤其是至少一個位置具有DLC接觸表面的內燃機氣閥結構類、活塞類、活塞環類、活塞裙類、汽缸套類、連杆類、曲軸類、軸承類、滾柱軸承類、金屬齒輪類、鏈類、帶類、油泵等。也包括驅動傳輸機械如齒輪類、具有硬碟驅動器接觸表面的驅動器類和其他具有在嚴重磨擦條件下的具有一對DLC接觸表面且需要有低磨擦特性的系統。
在本發明的系統中,優選內燃機中的氣閥結構例子可以包括具有接觸表面的氣閥結構,該接觸表面組成有由鋼基體上形成DLC膜而製成的盤式薄墊或者升降頂表面,以及由一種低合金冷硬鑄鐵、滲碳鋼或熱精煉碳鋼或者這些物質任意結合的一種材料製成的凸輪凸角。
根據本發明對一個系統表面進行潤滑的方法,實際上可以是在上述相對可移動的、至少之一用DLC塗覆的一對面對面DLC接觸表面之間,用本發明的潤滑劑對其進行潤滑。通過用本發明的潤滑劑,也就是潤滑劑(L),特別是,兩個DLC接觸表面和非DLC接表面,潤滑該DLC塗覆表面,整個具有接觸表面的系統的磨擦被降低,可以長期穩定保持DLC接觸表面的低磨擦特性。
實施例下面參考實施例和比較實施例,更詳細解釋本發明,且本發明可以採用各種方式修飾或改良。
實施例1-9和比較實施例1和比較例製備一火車發動機閥門用的有DLC塗膜的墊片用來測量發動機馬達扭距,作為低磨擦系統DLC接觸表面的例子。
墊片製備通過磨光一SUJ2熱處理材磨光成具有預定表面粗度(Ra=0.2um或更低),製備了該試驗件。
採用VCD處理,用a-C(無形碳)型DLC塗覆了所獲得的表面,使其具有1.1μm厚度,並且,用包纏帶磨光成表面粗度(Ra=0.04um),表面硬度Hv達到1800。。
潤滑劑的製備表示根據本發明的潤滑劑(實例1-9),比較實施例1和含硫的鉬化物潤滑劑(比較例)在表1中,基油I是一種具有100℃時動力粘度為24.0mm2/s、粘度指數為125、芳族含量佔質量1.0%、硫含量為質量0.001%的嚴重加氫裂化礦物油。
含硫的鉬化物潤滑劑是MoDTC,含有9.9質量%鉬和稀釋液。磨擦修飾劑I是甘油單油脂。金屬去汙劑I是一種含有碳酸鈣,具有總鹼基數為170mgKOH/g,鈣含量為質量的6.8%,而金屬去汙劑II是一種過鹼性的水楊酸鈣,含有硫酸鈣具有鹼基數為166mgKOH/g,鈣含量為質量的6.2%。
顯示實驗(1)SRV磨擦實驗採用與實施例1-1相同方式進行,除了使用表3中所示的潤滑劑外,結果表示在表3中。
(2)發動機運轉磨擦實驗發動機運轉磨擦實驗是在下列條件下進行的,作為發動機墊片使用一個普通鋼墊片和一個如前所述的DLC塗膜墊片。基於普通鋼墊片和比較實施例1的潤滑劑獲得的磨擦轉矩,結合DLC塗膜墊片和前述的潤滑劑測定出磨擦轉矩降低率。結果表示在表1中。
另外,發動機運轉磨擦試驗可以測量整個發動機的磨擦轉矩,並且,對比評價分界潤滑區域的SRV磨擦試驗,可以得出一個在混合與分界潤滑區域的磨擦減少效果的廣泛評價。進一步,既然在使用相同潤滑劑的被潤滑的發動機中,所有的潤滑點裡只有墊片塗有DLC塗膜,現有的試驗可以評價系統的磨擦減少效果。被評價的系統不僅可以是只有DLC接觸表面的系統,同時也可以是普通被潤滑的發動機中的無DLC塗膜表面的,大部分由鋼組成的非DLC接觸表面的系統。
試驗條件A油溫100℃時,發動機轉速為700rpmB油溫60℃時,發動機轉速為3500rpm從表1可以看出,與普通鋼墊片和比較實施例1的潤滑劑所獲得磨擦轉矩相比,當使用DLC塗膜墊片和實施例中的潤滑劑時,獲得了極優越的磨擦轉矩降低率。特別是當使用實施例1的潤滑劑時,可得到一個極好的,超過20%的磨擦轉矩降低率。同樣地,當使用實施例2的潤滑劑時,可得到一個極好的19%的磨擦轉矩降低率。因此證明了,本發明的潤滑劑不僅對DLC接觸表面有效,還對於擁有非DLC接觸表面和DLC接觸表面的系統可產生極好的磨擦減少效果。
權利要求
1.一種具有類金剛石碳(DLC)接觸表面的系統,包括一對相對可移動的、至少之一塗DLC塗膜的面對面DLC接觸表面,和一種潤滑劑(L),分散在所述的DLC接觸表面之間,所述的潤滑劑(L)包含一種以下所述的基油(X)作為主成分的潤滑基油(A)和一種含硫的鉬化物(B),所述的基油(X)組成包含至少一種加氫裂化的礦物油、一種蠟異構化的礦物油和一種多α烯基油;並且在100℃時動力粘度為2-20mm2/s,總芳香族含量不高於5質量%,硫總含量不高於0.005質量%。
2.根據權利要求1的系統,其特徵在於,所述潤滑劑(L)至少還包含一種磨擦修飾劑(C),金屬去汙劑(D)和一種磷基抗磨劑(E)之一。
3.根據權利要求2的系統,其特徵在於,所述的磨擦修飾劑(C)至少還包含C1-C40酯、胺、醯胺、醇、醚、羧酸、酮、醛和碳酸鹽之一。
4.根據權利要求2的系統,其特徵在於,所述的磨擦修飾劑(C)至少還包含含氧有機物和脂肪族胺類之一。
5.根據權利要求1的系統,其特徵在於,所述的潤滑潤滑基油(A)硫含量不高於0.005質量%,或者實質上不含硫。
6.根據權利要求1的系統,其特徵在於,所述DLC接觸表面為內燃機中的接觸表面。
7.根據權利要求1的系統,其特徵在於,除了所述的DLC接觸表面外,還包括一對相對可移動的沒有塗DLC塗膜的面對面非DLC接觸表面,所述的潤滑劑(L)同時分散所述的DLC接觸表面之間和非DLC接觸表面之間。
8.一種潤滑權利要求1所述系統的的方法,包括使用分散在所述的DLC接觸表面之間的潤滑劑(L)潤滑一對相對可移動的,至少之一塗DLC塗膜的面對面DLC接觸表面,所述的潤滑劑(L)包含一種以下所述的基油(X)作為主成分的潤滑基油(A)和一種含硫的鉬化物(B),所述的基油(X)組成至少包含一種加氫裂化的礦物油、一種蠟異構化的礦物油和一種多α烯基油之一;在100℃時動力粘度為2-20mm2/s,總芳香族含量不高於5質量%,硫含量不高於0.005質量%。
9.一種用於潤滑具有一對面對面DLC接觸表面的系統的潤滑劑,該接觸表面至少之一塗DLC塗膜,所述的潤滑劑包括一種潤滑基油(A),含有作為主成分的一種基油(X);所述的基油(X)至少包含一種加氫裂化的礦物油、一種蠟異構化的礦物油和一種多α烯基油之一;所述基油(X)100℃時動力粘度為2-20mm2/s,總芳香族含量不高於質量5%,硫含量不高於質量0.005%;和一種含硫的鉬化物(B)。
10.根據權利要求9的潤滑劑,至少還包含磨擦修飾劑(C)、金屬去汙劑(D)和磷基抗磨劑(E)之一。
11.根據權利要求10的潤滑劑,其中所述的磨擦修飾劑(C)至少包含C1-C40酯、胺、醯胺、醇、醚、羧酸、酮、醛和碳酸鹽之一。
12.根據權利要求10的潤滑劑,所述的磨擦修飾劑(C)至少包含一種含氧有機化合物和脂肪族胺類之一。
13.根據權利要求9的潤滑劑,其中所述的含硫的鉬化物(B)中鉬元素含量佔潤滑劑總量的0.02-0.1質量%。
14.根據權利要求10的潤滑劑,其中所述的金屬去汙劑(D)包含一種不含硫的金屬去汙劑作為主要成分。
15.根據權利要求14的潤滑劑,其中所述的不含硫的金屬去汙劑至少包含一種中性的鹼土金屬水楊酸鹽和包含硼酸鈣的鹼性或過鹼性的金屬去汙劑之一。
16.根據權利要求10的潤滑劑,其中所述的磷基抗磨劑(E)包含二硫代磷酸鋅。
17.根據權利要求10的潤滑劑,其中所述的磷基抗磨劑(E)包含一種無硫磷酸物。
全文摘要
本發明涉及一種潤滑系統,包括一對相對可移動的,至少之一塗有DLC的面對面DLC接觸表面,該系統的接觸表面之間的磨擦進一步減少並穩定保持這種低磨擦性。本發明還涉及一種潤滑上述系統的潤滑劑和一種潤滑方法。該潤滑劑包括包含一種以基油(X)作為主成分的潤滑基油(A)和一種含硫的鉬化物(B)。所述的基油(X)組成包含至少一種加氫裂化的礦物油、一種蠟異構化的礦物油和一種多α烯基油;並且在100℃時動力粘度為2-20mm
文檔編號C10M107/02GK1863895SQ200480029038
公開日2006年11月15日 申請日期2004年8月6日 優先權日2003年8月6日
發明者小西正三郎, 加納真, 上野貴文, 石川貴朗 申請人:新日本石油株式會社, 日產自動車株式會社