BR112016005148B1

BR112016005148B1 - massa lubrificante

Info

Publication number: BR112016005148B1
Application number: BR112016005148-3A
Authority: BR
Inventors: Kouji Takane; Tsukasa Yamagishi
Original assignee: Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2020-12-29
Also published as: CN105531358B; JP6055746B2; US20160237374A1; JP2015059153A; WO2015041227A1; CN105531358A; EP3045516A4; EP3045516A1; EP3045516B1; US10760030B2

Abstract

MASSA LUBRIFICANTE. Uma massa lubrificante da invenção contém um óleo sintético de flúor como de base e um sal de ácido inorgânico selecionado em pelo menos um dentre fosfato, tungstato, sulfato e sulfito. A massa lubrificante da invenção possui uso adequado em um rolamento, uma engrenagem e semelhantes devido a excelente resistência ao desgaste e baixo impacto ambiental.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção refere-se a uma massa lubrificante contendo um óleo sintético de flúor como óleo base.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002]Uma vez que uma dita massa lubrificante de flúor contendo um óleo sintético de flúor como óleo de base apresenta uma solubilidade em óleo pobre, vários aditivos utilizáveis, em geral, em um agente de lubrificação de hidrocarbonetos são restritivamente utilizáveis para a massa lubrificante de flúor. Por exemplo, a fim de conferir a resistência ao desgaste e uma função anticorrosiva para a massa lubrificante de flúor, nitrito de sódio (p.ex., um agente inorgânico de passivação) tem sido usado por um longo tempo. Entretanto, nitrito de sódio é conhecido por reagir com uma amina secundária sob condições ácidas para gerar N-nitrosamina. Como N-nitrosamina é uma substância ambientalmente onerosa, um aditivo capaz de funcionar no lugar de nitrito de sódio é desejado. Em tais circunstâncias, a massa lubrificante de flúor contendo pelo menos um sal metálico ácido dicarboxílico alifático, um sal metálico de ácido de monoamido monocarboxílico ou um sal metálico ácido monoéster carboxílico como agente espessante são propostos (ver, por exemplo, Literatura Patentária 1). Literatura Patentária 1 divulga que uma massa lubrificante de flúor apresenta resistência ao desgaste, resistência a vazamento e detergência e produtibilidade excelentes a um custo satisfatório. Ademais, uma massa lubrificante de flúor contendo politetrafluoretileno como agente espessante e um sal metálico ácido graxo (p.ex. sal metálico ácido sebácico) como inibidor de ferrugem é proposto (ver, por exemplo, Literatura Patentária 2). Literatura Patentária 2 divulga que a massa lubrificante de flúor apresenta características de evaporação e resistência a ferrugem excelentes.

LISTA DE CITAÇÃO LISTA DE CITAÇÃO LITERATURA(S) PATENTÁRIA(S)

[0003] Literatura Patentária 1: JP-A-2001-354986 Literatura Patentária 2: JP-A-2008-013652

RESUMO DA INVENÇÃO PROBLEMAS A SEREM SOLUCIONADOS COM A INVENÇÃO

[0004] Entretanto, mesmo a massa lubrificante de flúor da Literatura de Patente 1 e 2 não necessariamente apresenta uma resistência ao desgaste suficiente. Ademais, como a massa lubrificante de flúor da Literatura de Patente 2 contém um sal metálico ácido, resistência ao calor não é suficiente. Um objeto da invenção é fornecer uma massa lubrificante de flúor resistente à ferrugem, com excelente resistência ao desgaste e baixo impacto ambiental.

MEIOS PARA A SOLUÇÃO DE PROBLEMAS

[0005] A fim de resolver os problemas acima, a presente massa lubrificante é fornecida de acordo com os aspectos da invenção. (1) De acordo com um aspecto da invenção, a massa lubrificante contém: um óleo sintético de flúor como óleo de base, e um sal de ácido inorgânico que é de pelo menos um dentre fosfato, tungstato, sulfato e sulfito. (2) Na configuração acima, o sal de ácido inorgânico é um sal metálico alcalino. (3) Na configuração acima, o fosfato é pelo menos um dentre ortofosfato, fosfato de hidrogênio, polifosfato, fosfito e metafosfato. (4) De acordo com outro aspecto da invenção, a massa lubrificante contém um óleo sintético de flúor como óleo de base, e um sal de ácido inorgânico, o qual o sal de ácido inorgânico é fosfato e tungstato. (5) Na configuração acima, o fosfato é pelo menos um dentre fosfato de hidrogênio, pirofosfato, tripolifosfato e tripolifosfato. (6) Na configuração acima, o sal de ácido inorgânico é um sal do mesmo metal alcalino. (7) Na configuração acima, o sal de ácido inorgânico é um sal de sódio. (8) Na configuração acima, o conteúdo do sal de ácido inorgânico é em um intervalo de 0,5% em massa a 15% em massa em uma quantidade total da massa lubrificante. (9) Na configuração acima, o óleo sintético de flúor é um óleo de perfluoralquil poliéter.

[0006] De acordo com os aspectos supracitados da invenção, uma massa lubrificante de flúor exibindo uma excelente resistência ao desgaste pode ser fornecida.

DESCRIÇÃO DA(S) MODALIDADE(S)

[0007] A massa lubrificante de acordo com uma modalidade exemplar (doravante também referido como “a presente massa lubrificante”) contém um óleo sintético de flúor como um óleo de base e pelo menos um sal de ácido inorgânico selecionado dentre fosfato, tungstato, sulfato e sulfito. A modalidade exemplar da invenção será descrita abaixo em detalhes.

[0008] A presente massa lubrificante é uma assim chamada massa lubrificante de flúor. Qualquer óleo sintético de flúor é usável como óleo de base contanto que contenha flúor em uma molécula e seja usável como um óleo lubrificante. Em particular, um óleo de perfluoralquil poliéter que seja inerte e possua uma baixa pressão de vapor é adequadamente utilizável como óleo de base. O óleo de perfluoralquil poliéter preferencial possui uma viscosidade cinemática a 40 graus C em um intervalo de 5 mm2/s a 1000 mm2/s, mais preferivelmente de 50 mm2/s a 1000 mm2/s, mais preferencialmente de 70 mm2/s a 800 mm2/s. Quando a viscosidade cinemática a 40 graus C cai no intervalo acima, um equilíbrio entre um ponto de fluidez e uma quantidade de evaporação é excelente. A razão de óleo de base na presente massa lubrificante é preferencial em um intervalo de 50% em massa a 98% em massa, mais preferencialmente de 65% em massa a 85% em massa em uma quantidade total da massa lubrificante.

[0009] Qualquer agente espessante é usável na massa lubrificante enquanto sendo dispersável em sólido no óleo sintético de flúor para transformar o óleo sintético de flúor em um estado de massa lubrificante (estado semissólido) Exemplos dos agentes espessantes incluem: uma resina de flúor representada por politetrafluoretileno e politetrafluoretileno; um sabão de metal representado por sabão de Li, sabão de Ca e sabão de Al; um sabão complexo representado por sabão complexo de Li, sabão complexo de Ca e sabão complexo de Al; um composto de ureia; um composto de uretano; bentonita; um composto de silicone; tereftalato de sódio; cianurato de melamina; e carbono negro. Em particular, politetrafluoroetileno, sílica, cianurato de melamina, carbono negro e semelhantes são preferenciais. Uma razão entre agente espessante na presente massa lubrificante é preferencial em um intervalo de 1% em massa a 49% em massa, mais preferencial de 10% em massa a 40% em massa da quantidade total da massa lubrificante. Quando a razão do agente espessante é de 1 de massa ou mais, a presente massa lubrificante possui uma fluidez suficiente. Quando a razão do agente espessante é de 49% em massa ou menos, a presente massa lubrificante não é excessivamente dura. Em outras palavras, quando a razão do agente espessante cai dentro do intervalo acima, um equilíbrio entre a fluidez e rigidez (maciez) é excelente.

[00010] A presente massa lubrificante contém pelo menos um sal de ácido inorgânico selecionado dentre fosfato, tungstato, sulfato e sulfito como sal de ácido inorgânico. O sal de ácido inorgânico aumenta a resistência ao desgaste. Exemplos preferenciais do fosfato descrito acima incluem ortofosfato, fosfato de hidrogênio, polifosfato, fosfito e metafosfato. Exemplos de polifosfato incluem pirofosfato (difosfato), tripolifosfato e tetrapolifosfato. Dentre os fosfatos acima, fosfato de hidrogênio, pirofosfato (difosfato), tripolifosfato e tetrapolifosfato são preferenciais tendo em vista os efeitos decorrentes.

[00011] Exemplos de tungstato incluem tungstato de lítio, tungstato de sódio, tungstato de potássio, tungstato de rubídio, tungstato de césio, tungstato de magnésio, tungstato de cálcio, tungstato de estrôncio, tungstato de bário, tungstato de zircônio, tungstato de manganês, tungstato de ferro, tungstato de cobalto, tungstato de níquel, tungstato de cobre, tungstato de prata, tungstato de zinco, tungstato de cádmio e tungstato de amônio. Uso combinado do fosfato e tungstato acima descritos podem significativamente aumentar a resistência ao desgaste por efeitos sinérgicos. Então, fosfato é preferencial fosfato de hidrogênio, pirofosfato (difosfato), tripolifosfato e tetrapolifosfato. Ademais, tanto o fosfato e tungstato acima descritos são preferencialmente sais metálicos alcalinos, mais preferencialmente sais de sódio.

[00012] Exemplos de sulfato incluem sulfato de lítio, sulfato de sódio, sulfato de potássio, sulfato de rubídio, sulfato de césio, sulfato de magnésio, sulfato de cálcio e sulfato de amônio. Exemplos de sulfito incluem sulfito de lítio, sulfito de sódio, sulfito de potássio, sulfito de rubídio, sulfito de césio, sulfito de magnésio, sulfito de cálcio e sulfito de amônio.

[00013] Dentre os sais de ácido inorgânico acima, um sal metálico alcalino é preferencial tendo em vista os efeitos decorrentes. O sal metálico alcalino é preferencial um sal de sódio, um sal de potássio e um sal de lítio, dentre os quais o sal de sódio, em particular, é preferido. Um teor do sal de ácido inorgânico acima é preferencial no intervalo de 0,5% em massa a 15% em massa, mais preferencialmente de 0,8% em massa a 12% em massa, ainda mais preferencialmente de 2% em massa a 8% em massa. Quando pirofosfato, em particular, pirofosfato de sódio é usado como o sal de ácido inorgânico, o teor de pirofosfato de sódio é preferencial em um intervalo de 0,8% em massa a 8% em massa. Quando tungstato, em particular, tungstato de sódio é usado como o sal de ácido inorgânico, o teor de tungstato de sódio é preferencial em um intervalo de 2% em massa a 12% em massa.

[00014] Ainda, aditivos adicionados, em geral, à massa lubrificante, exemplos os quais incluem um antioxidante, um inibidor de ferrugem, um agente anticorrosivo, um agente de pressão extrema e um agente de oleosidade, podem ser adicionados se preciso à presente massa lubrificante.

[00015] Exemplos do antioxidante incluem: um antioxidante amínico tal qual alquil difenilamina (no qual um grupo aquil preferencialmente possui 4 a 20 átomos de carbono), trifenilamina, fenil-α- naftilamina, fenotiazina, fenil-α-naftilamina alquilada, fenotiazina e fenotiazina alquilada; um antioxidante fenólico tal qual 2,6-di-terc-butil-4- metilfenol e 4,4’-metilenobis (2,6-di-terc-butilfenol); e a antioxidante sulfúrico. Um dos antioxidantes pode ser usado sozinho, ou dois ou mais destes podem ser usados em combinação. O teor do antioxidante não é particularmente limitado, mas é preferencial em um intervalo de 0,05% em massa a 7% em massa da quantidade total da massa lubrificante.

[00016] Exemplos do inibidor de ferrugem incluem ácido graxo, sabão de ácido graxo, sal de amina de ácido graxo, sulfonato de aquil, parafina oxidada e polioxialquileter. O teor do inibidor de ferrugem não é particularmente limitado, mas é preferencial em um intervalo de 0,1% em massa a 2% em massa na quantidade total da massa lubrificante. Exemplos do agente anticorrosivo incluem vários compostos tais como um composto benzotriazol, um composto toliltriazol, um composto tiadiazol e um composto imidazol. Um dos agentes anticorrosivos pode ser usado sozinho, ou dois, ou mais destes podem ser usados em combinação. O teor do agente anticorrosivo não é particularmente limitado, mas preferencial em um intervalo de 0,01% em massa a 3% em massa, mais preferencialmente de 0,01% em massa a 1% em massa da quantidade total da massa lubrificante.

[00017] Exemplos do agente de pressão extrema incluem a agente sulfúrico de pressão extrema e um agente fosfórico de pressão extrema. Exemplos do agente sulfúrico de pressão extrema incluem sulfeto de olefinas, gordura sulfurizada e óleo, éster sulfurado, tiocarbamatos, ditiocarbamatos e polissulfetos. Exemplos do agente fosfórico de pressão extrema incluem fosfitos, fosfatos, ésteres de fosfonato, e sais de aminas do mesmo ou sais metálicos do mesmo. Um dos agentes de pressão extrema pode ser usado sozinho, ou dois ou mais destes podem ser usados em combinação. O teor do agente fosfórico de pressão extrema não é particularmente limitado, mas é preferencial em um intervalo de 0,1% em massa a 20% em massa da quantidade total da massa lubrificante.

[00018] Exemplos do agente de oleosidade incluem ácido monocarboxílico alifático, ácido alifático polimerizado, hidroxi-ácidos graxos, monoálcool alifático, monoamina alifática, amida de ácido monocarboxílico alifático, e um éster parcial formado por álcool poli hídrico e ácido monocarboxílico alifático. Um dos agentes de oleosidade pode ser usado sozinho, ou dois, ou mais destes podem ser usados em combinação. O teor do agente de oleosidade não é particularmente limitado, mas é preferencial em um intervalo de 0,01% em massa a 10% em massa da quantidade total da composição.

[00019] A fim de fabricar (preparar) a presente massa lubrificante, por exemplo, o agente espessante (incluindo um precursor), o sal de ácido inorgânico e outros aditivos necessários são adicionados nas respectivas quantias predeterminadas ao óleo sintético de flúor (p. ex., óleo de perfluoralquil poliéter) e a mistura obtida é aquecida com agitação para preparar a massa lubrificante. A massa lubrificante obtida pode ser ainda amassada por um moinho de três rolos conforme preciso. A presente massa lubrificante é efetivamente usável em um rolamento (p. ex., um rolamento de esfera e um rolamento deslizante), uma engrenagem, bucha para pino, parafuso de esfera, guia linear e várias porções de correr que são usadas a temperaturas altas e sob condições severas.

Exemplos

[00020] A invenção irá descrever abaixo em maiores detalhes, exemplificando e comparando. Deve ser notado que a invenção não é limitada a uma descrição especifica dos exemplos e semelhantes. Exemplos 1-14, Comparações 1-3 e Exemplos de Referência 1-3 Cada um dos sais de ácido inorgânicos mostrados na Tabela 1 abaixo foi misturado em uma quantidade predeterminada para preparar uma massa lubrificante de teste. Perfluoropoliéter tendo uma viscosidade cinemática a 40 graus C de 400 mm2/s foi usada como o óleo de base. Politetrafluoretileno de 25% em massa foi misturado como o agente espessante.

[00021] Tabela 1

[00022] Após cada uma das massas lubrificantes de teste ser revestidas no disco usando um teste de disco sobre esfera descrito em DIN51834, um teste de atrito foi conduzido nas seguintes condições. Uma media (unidade: mm) do um diâmetro do comprimento e um diâmetro de largura de uma faixa de desgaste depois de passados 60 minutos desde o início do teste foi medida. Os resultados são mostrados na Tabela 1. Temperatura: 190 graus C Peso: 50 N Amplitude: 1 mm Frequência: 50 Hz Diâmetro da bola: 10 mm

[00023] Resultados da Avaliação

[00024] Como as presentes massas lubrificantes nos Exemplos 1 a 14 contêm o sal de ácido inorgânicos predeterminado, a presente massa lubrificante não sobrecarrega o meio ambiente e apresenta uma resistência ao desgaste excelente, similar ao nitrito de sódio em Exemplos de Referência (o que implica no grande impacto ambiental). As massas lubrificantes nas Comparações 1 a 3, que não contêm o sal de ácido inorgânico predeterminado de acordo com a invenção, exibindo uma resistência ao desgaste baixa.

[00025] Exemplos 15 a 17 Tabela 2 mostra os resultados da avaliação da massa lubrificante de teste contendo pirofosfato de sódio e tungstato de sódio, em termos de resistência ao desgaste, testados da mesma maneira que a massa lubrificante da Tabela 1. Tabela 2

[00026] Resultados da Avaliação Como comparado com o Exemplo 3 no qual pirofosfato de sódio (5.0% em massa) foi adicionado sozinho como o sal de ácido inorgânico e Exemplo 6 no qual tungstato de sódio (5.0% em massa) foi adicionado sozinho como o sal de ácido inorgânico, Exemplo 16 com a mesma quantidade adicionada (quantidade total de 5.0% em massa) mostrou um diâmetro significativamente pequeno da faixa de desgaste. Consequentemente, pode ser entendido que os aditivos produzem efeitos sinérgicos.

Claims

1. Massa lubrificante caracterizada pelo fato de que compreende: um óleo sintético de flúor como um óleo de base; e um sal ácido inorgânico selecionado dentre pelo menos um de fosfato, tungstato, sulfato e sulfito, em que o sal ácido inorgânico é um sal metálico alcalino, e em que um teor do sal de ácido inorgânico se situa em um intervalo de 0,5% em massa a 15% em uma quantidade total da massa lubrificante.

2. Massa lubrificante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o fosfato é pelo menos um dentre ortofosfato, fosfato de hidrogênio, polifosfato, fosfito e metafosfato.

3. Massa lubrificante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o sal de ácido inorgânico é uma combinação de fosfato e tungstato.

4. Massa lubrificante, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o fosfato é pelo menos um dentre fosfato de hidrogênio, pirofosfato, tripolifosfato e tetrapolifosfato.

5. Massa lubrificante, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que o sal de ácido inorgânico é um sal do mesmo metal alcalino.

6. Massa lubrificante, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que o sal de ácido inorgânico é um sal de sódio.

7. Massa lubrificante, de acordo com qualquer umas das reivindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o óleo sintético de flúor é um óleo de perfluoralquil poliéter.