BG63604B1

BG63604B1 - Състави на грес за смазване

Info

Publication number: BG63604B1
Application number: BG102993A
Authority: BG
Inventors: Dirk Loderer; Dieter Sohn; Herbert Kardinal
Original assignee: Klueber Lubrication Muenchen Kg
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1998-12-07
Publication date: 2002-06-28
Also published as: ES2159867T3; HK1018959A1; EP0902828A1; BG102993A; CA2257368C; AU734890B2; ATE204601T1; DE19622906A1; BR9709645A; US6265362B1; AU3093997A; TW509720B; WO1997047710A1; EP0902828B1; JP2000514105A; DE59704374D1; JP4098831B2; DK0902828T3; CA2257368A1

Abstract

Съставите включват смес от следните компоненти: масло на базата на въглеводород; перфлуоро-полиалкилетерно масло с обща формула A'-(0-CF2)v-(0-C2F4)w-(0-C3F6)x-(0-C4F8)y-(0-CF2CF(CF3))z-0-A'', в която A' e -CF3, -C2F5, -C3F7, -CF2T, където Т означава Н или Cl, A'' може да бъде A' или -CF3, -C2F5, -C3F7, -CF2T, като Т е Н или Cl и v, w, z, y и z са цели числа, по-големи или равни на 0; дикарбамидкато сгъстяващо средство; типични адитиви и органични и неорганични твърди мазилни вещества. Изобретението се отнася и до метод за получаване на съставите.

Description

Изобретението се отнася до състави на грес за смазване и до метод за получаване на тези състави.

Предшестващо състояние на техниката

Известно е, че разработването на-нови състави на грес за смазване трябва да бъде съвместимо с цялостното бъдещо развитие на технологията, което поставя нови и по-високи изисквания по отношение на съставите на грес за смазване. Известните състави на грес за смазване, базирани на минерални или синтетични масла, повече не могат да отговарят на тези изисквания.

Греста за смазване има приложение в технологията на превозните средства, в технологиите на обработване на материали, при конструкцията на машинните съоръжения и в производствените системи и съоръжения, както и в областта на домакинските уреди и потребителската електроника.

При барабанните (ролковите) лагери греста за смазване осигурява образуване на един отделящ, предаващ натоварване филм от грес между частите, които се плъзгат една към друга или се търкалят една върху друга. Това предотвратява контакта така, че няма никакво износване. Смазките трябва да задоволяват различни изисквания, между които са следните:

- екстремни работни условия, такива като много високи и много ниски скорости и натоварвания;

- високи температури, които са причинени от високите скорости на въртене и натоварване или от външен топлинен източник;

- много ниски температури, дължащи се на слабото нагряване на самите лагери в студена околна среда или от интензивна загуба на топлина чрез отдаването й на студената околна среда;

- специални изисквания на ползувателя по отношение на работните характеристики, например слабо триене, нисък шум, изискване за изключително дълготрайна работа, без да се налага периодично повторно смазване;

- неблагоприятни условия на околната среда и дефектно херметизиране на лагерите, и

- динамично влияние върху греста, например центробежна сила, гравитация, вибрации.

Един важен параметър за дълготрайност при работа на смазаните с грес лагери при високите температурни граници, с изключение на максималната работна температура съгласно DIN 51825, е свързан с шума на мазилното вещество. При циркулация (валцуване, разтегляне) смазваща грес може да причини вибрации (шумове на мазилното вещество) в ролковия лагер, които настъпват при средния (300 до 1800 Hz) и при високия (1800 до 10, 000 Hz) честотен диапазон, в сравнение с нискочестотния диапазон, 50 до 300 Hz. Шумът на смазващото вещество се наслагва върху шумовите пикове, които се получават поради ударните пулсации върху лагерния пръстен, когато ролковите елементи се въртят върху твърди части. Оценката на шума се извършва съгласно метода SKF-Bequiet, който се базира на статистическите изпитания на върховите шумове и тяхното прехвърляне към шумовите класове BQ1 до BQ4. Показателят за шум и продължителността на работния живот на ролковите лагери се влошават при повишаване стойността на шумовия клас (H.Werries, Е. Paland, FVA-изследвания по въпроса за “нискошумна смазваща грес’,’ University of Hannover, 1994). Така, 100% шумов клас BQ1 се характеризира като много добър, а стойности с нисък процент изключително в шумовия клас BQ4 се характеризират като много лош показател за шум. Колкото по-добър е показателят за шума на смазващата грес, толкова са по-малки вибрациите на лагерите, причинени от греста. Това е еквивалентно на по-малко натоварване на ролковите лагери и по-дълъг работен живот на лагерите.

Състав за смазване, който включва изходно масло, такова като триметилолпропан пеларгонат, пентаеритритол пеларгонат, полифенилетер, перфлуоралкилетер и техни смеси и сгъстяващо средство, такова като ди- или поликарбамид, е известен от US-A 5 512 188. Дикарбамидът може да бъде получен от диизоцианат и амин, такъв като октиламин или анилин. Съставът на грес за смазване може да съдържа борен нитрид или политетрафлуороетилен (твърди мазилни вещества) и адитиви.

Състави на грес за смазване на базата на нефтено масло или на синтетично масло на базата на въглеводород, смесено с перфлуоро-полиалкилетер, уплътнени с органичен или неорганичен уплътнител, са описани в ЕР-А 0 657 524. Тегловното съотношение на маслото за смазване и перфлуоро-полиалкилетер/сгъстителя, е в границата от 97:3 до 80:20, а съотношението на маслото за смазване/перфлуорополиалкилетер е в границата от 95:5 до 60:40. С тези масла за смазване и прибавените перфлуоро-полиалкилетерни/ компоненти времето на работа е удължено при работна температура от 170°С до 175°С.

Състави на грес за смазване, базирани на термично стабилни полифенилетери, алкилирани фенилетери, полиолестери и ароматни карбонови киселини, сгъстени с 5 до 30% тегл. ди- и/или поликарбамиди са известни от US-A 5 145 591. Те могат да бъдат използвани при високи работни температури над 180°С, съгласно DIN 51825. За работни температури, повисоки от 180°С, съставите на грес за смазване, изцяло базирани на перфлуорополиалкилетери, сгъстени с PTFE, неорганични уплътнители, такива като бентонити, аерозоли или метални сапуни или метални комплексни сапуни, трябва да бъдат използвани за работни температури над 180°С.

Изобретението има за цел да осигури състав на грес за смазване, който да отговаря на посочените по-горе изисквания , да бъде

А' - (O-CF₂) _v- (O-C2F4) (O-C₃F₆ в която А’ е -CF₃, -C₂F₅, -C₃F₇ ~CF₂T, където T е H или Cl, А” е А’ или различни CF₃, -C₂F₃, -CjF₇, -CF₂T, където T е H или Cl и v, w, х, у и ζ са цели числа > 0.

Предпочитани верижни компоненти са:

- (CF(CF₃) CF₂O)z-,

- (CF(CF₃) CF₂O)z- (CF₂O)v, -където z/v възлиза на около 40/1,

- (CF₂(CF₂0)_w- CF₂O)_v-, където w/v възлиза на около 3/2 и

- (CF₂CF₂0)w CF₂O)_v-, където w/v възлиза на около 2/3.

Използваните перфлуоро-полиалкилетерни масла за предпочитане са термично стабилни масла с ниска степен на изпарение при 200°С, такива като намиращите се на разположение на пазара масла Aflunox, Fomblin, използваем по-специално при високи температурни условия и да има много добър показател на шум и дълготрайност при работа, и в значителна степен да не причинява износване на ролковите лагери.

Техническа същност на изобретението

Изобретението осигурява състави на грес за смазване, включващи смес на изходно масло. което се състои по същество от въглеводородно масло и перфлуорополиалкилетерно масло и една малка част сгъстяващо средство на базата на дикарбамиден състав, както и типични полезни прибавки (адитиви), които имат особено добър шумозаглушващ ефект при работни температури от 180°С до 250°С, както и метод за получаването на тези състави на грес за смазване.

Маслото на базата на въглеводород се получава от естер на ароматна ди-, три- или тетракарбонова киселина с един или повече С₇до С₂₂-алкохоли, полифенилетер или алкилиран полифенилетер, естер на триметилолпропан, пентаеритритол или дипентаеритритол с алифатна С₇- до С₂₂- карбонови киселини, С₁₈димерни киселинни естери с С,- до С₂₂-алкохоли и комплексни естери, като отделни компоненти или във всякакви смеси.

Перфлуоро-полиалкилетерите на съставите на грес за смазване съгласно изобретението имат обща формула:

- iO-C₄F₈)_y- (OCF₂CF (CF₃) ) _и—О—A' '

Krytox или Demnum, които се използват в съставите на грес за смазване съгласно изобретението. Съставите на грес за смазване, които задоволяват изискванията във висока температурна граница, могат да бъдат получени само с перфлуорополиалкилетерни масла.

Сгъстяващите агенти са реакционни продукти от диизоцианат, за предпочитане 2,4толуол диизоцианат, 2,6-толуол диизоцианат, 4,4’-дифенилметан диизоцианат, 4,4-дифенил диизоцианат, 3,3’ -диметилдифенил-4,4,-диизоцианат, 3,3’-диметилдифенилметан-4,4’-диизоцианат, поотделно или смесени и амин с обща формула (H₂N)_X R, където η 1 и R е алкилна или алкиленова група с 6 до 12 въглеродни атома, поотделно или смесени.

Съставите на фес за смазване съгласно изобретението съдържат типични адитиви срещу корозия, окисление и за защита срещу влиянието на метали, които действат като хелатни съединения, радикалови акцептори, UV - конвертери, образуватели и реакционни наслоения и други.

Съставите на грес за смазване съгласно изобретението се смесват в съотношение поголямо от 60/40 масло на базата на въглеводород и перфлуорополиалкилетерно масло, сгъстяват се с 5 до 30% тегл. от дикарбамидното съединение и съдържат до 10% тегл. адитиви и/или до 10% тегл. органични или неорганични твърди мазилни вещества. Твърдите мазилни вещества могат да бъдат например полиимиди, PTFE, графит, метални окиси, борен нитрид, молибденов дисулфид или фосфати.

В приготвените състави на грес за смазване вискозитетът на маслото, базирано на въглеводород, е в границата от 100 до 500 mm’/s, а този на перфлуорополиалкилетерното масло е от 10 до 1500 nm²/s.

Съставите на грес за смазване имат точки на капене по-високи от 240°С съгласно DIN ISO 2176 и са подходящи за високи работни температури до 250оС съгласно DIN 51825.

Съставите на грес за смазване съгласно изобретението се получават или чрез смесване на масло на базата на въглеводород, сгъстено с дикарбамид, с перфлуорополиалкилетерно масло, след това сместа се хомогенизира, като се използва хомогенизатор с високо налягане, или чрез смесване на масло на базата на въглеводород с перфлуорополиалкилетерно масло. Сместа се сгъстява чрез синтезиране на дикарбамидното съединение в тази смес и след това същата се хомогенизира чрез използване на хомогенизатор с високо налягане и/или тривалцова мелачка.

Изобретението е разяснено по-подробно чрез следните примери.

Примери за изпълнение на изобретението

Пример

Пример 1 (В1)

120.8 g от смес на 2,4- и 2,6-толуол диизоцианат взаимодействат със 129.9 g анилин в 700 g диалкилфенилетерно масло, в което алкиловият радикал има 8 въглеродни атома. След като завърши екзотермичната реакция, продуктът се нагрява до 160°С. През време на охлаждането се прибавят 20 намиращ се на пазара антиокислител, 20 g намиращо се на пазара защитно средство против износване и 10 g намиращо се на пазара корозионно защитно средство. След това се прибавят 667 g перфлуорополиалкилетер с вискозитет 200 mm²/s при 40°С. Греста се хомогенизира чрез единствена хомогенизация с високо налягане и едно последващо валцоване върху тривалцова мелачка. По този начин се получава грес от NLGI-клас 2, съгласно DIN ISO 2137. Получената по този начин грес се тестува върху стенд за тестуване на шума. Измерен е особено нисък показател на шум, в сравнение с този на намиращите се на пазара състави на грес за смазване.

Пример 2 (В2).

78.7 g дифенилметан-изоцианат взаимодейства с 81.3 g октиламин в двуфазова смес на 800 естерно масло, състоящо се от естер на тримелитова киселина и алкохолна смес на С₈и С₁₀-алкохоли, с 1000 перфлруорополиалкилетер, имащ вискозитет 400 mm²/s при 40°С, по същия начин, както в пример 1. Прибавят се 40 g g търговски достъпни адитиви и сместа се хомогенизира чрез повторно валцуване върху тривалцова мелачка. По този начин се получава грес от NLGI-клас 2 съгласно DIN ISO 2137 с показател за особено нисък шум.

Пример 3 (ВЗ).

Съставът на грес за смазване се получава, както е описано в пример 2, с изключение на това, че получената маслена смес е съставена от 800 g естерно масло и 800 g перфлуоро-полиал кил етер.

По този начин се получава грес от NLGIклас 2 съгласно DIN ISO 2137 с показател за особено нисък шум.

Пример 4 (В4).

Състав на грес за смазване се получава, както е описано в пример 2, с изключение на това, че получената маслена смес се състои от 800 g естерно масло и 500 g перфлуорополиал кил етер.

Пример 5 (В5).

Съставът на грес за смазване се получава, както е описано в пример 2, с изключение на това, че приготвената маслена смес се състои от 800 g естерно масло и 200 g перфлуоро-полиалкилетер.

По този начин се получава грес с NLGIклас 2 съгласно DIN ISO 2137 с показател за особено нисък шум.

Пример 6 (В6).

Състав на грес за смазване се получава, както е описано в пример 2, с изключение на това, че не е прибавен перфлуоро-полиалкилетер към 800 g естерно масло. По този начин се получава грес с NLGI-клас 2 съгласно OIN ISO 2137 с показател за особено нисък шум.

Пример 7 (В7).

Състав на грес за смазване се получава, както е описано в пример 6, с изключение на това, че вместо 800 естерно масло, съставено от тримелитова киселина и С₈- и С₁₀-алкохоли, се използва 800 g естерно масло, приготвено от пиромелитова киселина и С₈- и С₁₀ алкохоли. Пример 8 (В8; сравнителен пример). Намиращ се на пазара продукт, приготвен от полиалкилетер (PFPE), сгъстен с поли5 тетрафлуоретилен (PTFE).

Следващите таблици показват свойствата на смазките от примери 1 до 8.

Таблица 1 показва измерванията от тестуването на шума на съставите на грес за смаз10 ване, получени съгласно примери 1 до 8, както са определени по DIN ISO 2137.

ТАБЛИЦА. 1

Грес за смазване	Bl	В2	ВЗ	В4	В5	В6	В6	В7	В8
FAG FE-9, DIN Т2 Тестова температура (°C)	220	220	220	220	220	200	180	200	240
(А, 6000, 1500) Времетраене L₅₀ Weinbull	156	210	142	81	56	20	530	113	83
NLGI-клас (DIN ISO 2176)	2	2	2	2	2	2	2	2	2
Температура на падане на капката (DIN ISO 2176)	>240	>240	>240	>240	>240	>240		>240	са 170
Клас за шум SFK-Bequiet % BQ1	39	. 94	89	90	85	88		99	0
% BQ2	82	98	98	98	97	96		100	5

Тегловните съотношения на съставите на грес за смазване от примери 1 до 8 са посочени в таблица 2.

ТАБЛИЦА 2

Грес за смазване	В1	В2	ВЗ	В4	В5	В6	В7	В8
Тегловни % на маслото за смазване, базирано на въглеводород	42	40	44.4	53.4	66.6	80	80	0
Тегловни % на средствата за консистенция и на адитивите	18	10	11.2	13.3	16.7	20	20	20
Тегловни % на перфлуорополиалкилетерно масло	40	50	44.4	33.3	16.7	0	0	0
Съотношенията на	смесите	на	масло	на	базата	на

въглеводород и перфлуоро-полиалкилетерно масло са дадени в таблица 3.

ТАБЛИЦА 3

Грес за смазване	В1	В2	ВЗ	В4	В5	В6	В7	В8
Тегловни % на маслото за смазване на базата на въглеводород	51.2	44.4	50	61.6	80	100	100	0
Тегловни % на перфлуорополиалкилетерно	48.8	55.6	50	38.4	20	0	0	100

масло

Таблици 1 и 2 показват, че греста за смазване В6 на базата на естерно масло, която е 15 сгъстена с дикарбамид, надвишава с един фактор от 5 изискванията при висока работна температура от 180°С, съгласно DIN 51825. Същата обаче не задоволява напълно критерия на Ь50-времетраене на работа най-малко 100 часа, 20 съгласно DIN 51825 FAG FE-9 машина за тестване на лагерите при 200°С. Критерият на висока работна температура от 200°С е задоволен само с термично много устойчиви дикарбамидни състави на грес, базирани на естери на пироме- 25 литова киселина (В7). Таблица 3 показва, че една висока работна температура от 220°С съгласно DIN 51825 се постига само чрез прибавяне на перфлуорополиалкилетерно масло, ако частта на масата на перфлуорополиалкилетера в 39 маслената смес на масло за смазване, базирано на въглеводород, е над 40% тегл.

От таблица 1 се вижда, че съставите на грес за смазване съгласно изобретението показват по-добри показатели по отношение на 35

А' - (O-CF₂) ν (O-C₂F₄) _w- (O-C₃F_e) _xкъдето A’ e -CF₃, C₂F_S, -C₃F₇ или ~CF₂T, където T е H или Cl, 4θ

А” е А’ или -CF₃, -C₂F_}, -C₃F₇, -CF₂, където T е H или Cl и v, w, x, у и z са цели числа > 0,

- дикарбамид като сгъстяващо средство, което е реакционният продукт на диизоцианат и амин с обща формула (H₂,N)_x R, където R е 45 алкилов радикал с 6 до 22 въглеродни атома или арилов радикал с 6 до 12 въглеродни атома и х е 1,

- типични адитиви и

- органични и неорганични твърди ма- 5θ зилни вещества, избрани от полиимиди, PTFE, графит, метални окиси, борен нитрид, молибде- шума, отколкото намиращите се на разположение на пазара състави на грес за смазване (сравнителен пример В8).

Claims

1. Състав на грес за смазване, характеризиращ се с това, че съдържа смес на

- масло на базата на въглеводород, получено от естер на ароматна ди, три- или тетракарбонова киселина, с един или повече С₇до С₂₂-алкохоли, налични самостоятелно или в смес, полифенилетер или алкилиран полифенилетер, естер на триметилолпропан, пентаеритритол или дипентаеритритол или дипентаеритритол с алифатни С₇- до С₂₂-карбонови киселини, естер на С₁₈-димерна киселина с С₇- до С₂₂-алкохоли, комплексни естери, като отделни компоненти или смесени, както се желае,

- перфлуорополиалкилетерно масло с общата формула:

(O-C₄F₈)y-(OCF₂CF(CF₃) ) _Z-O-A' ' нов дисулфид и фосфати.

2. Състав на грес за смазване съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че съотношението в сместа на маслените компоненти от въглеводородно масло и перфлуорополиалкилетерно масло е по-голямо от 60/40 и че те са сгъстени с 5 до 30% тегл. дикарбамид, към който са прибавени до 10% тегл. адитиви и/или органични или неорганични твърди мазилни вещества.

3. Състав на грес за смазване съгласно претенция I или 2, характеризиращ се с това, че вискозитетът на маслото на базата на въглеводород е в границата от 10 до 500 mm²/s и че перфлуорополиалкилетерното масло е в границата от 10 до 1500 nm²/s.

4. Състав на грес за смазване съгласно една от предходните претенции, характеризиращ се с това, че температурата на падане на капката съгласно DIN ISO 2176 е по-висока от 240°С.

5. Метод за получаване на състави на грес за смазване съгласно една от претенции от 1 до 4, характеризиращ се с това, че те се получават чрез смесване на масло на базата на въглеводород, сгъстено с дикарбамид, с перфлуоро-полиалкилетерно масло и след това сместа се хомогенизира чрез използване на хомогенизатор с високо налягане и/или тривалцова мелачка, или чрез смесване на масло на базата на въглеводород с перфлуоро-полиал5 килетерно масло и сгъстяване на тази смес чрез синтезиране на дикарбамидното съединение и след това тя се хомогенизира посредством хомогенизатор с високо налягане и/или тривалцова мелачка.

6. Състава на грес за смазване съгласно една от претенции от 1 до 5, характеризиращ се с това, че се използва при високи работни температури от 180°С до 250“С съгласно DIN 51825.