KR100969798B1 - 전단안전성이 우수한 그리스 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전단안전성이 우수한 그리스 조성물에 관한 것으로, 그 구성은 윤활의 주체가 되는 기유와 그리스의 특성을 결정하는 증주제(Thickener)를 포함하여 이루어지는 그리스 조성물에 있어서,
동점도가 40℃에서 90 내지 110 cSt를 갖는 광유와 동점도가 40℃에서 450 내지 550 cSt를 갖는 광유가 1 : 1 내지 1.2의 중량비율로 혼합된 기유 70 내지 85중량%, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI:Methylene-diphenyl diisocyanate), 사이클로헥실아민(Cyclo-hexylamine) 및 아닐린(Aniline)이 2.5 : 1 : 1의 중량비율로 혼합된 것을 포함하는 증주제 10 내지 20중량%, 첨가제로 마모방지제 2 내지 10중량% 및 산화방지제 2 내지 4중량%로 이루어지는 것으로서,
기존의 우레아 그리스가 가지는 우수한 기능성을 한층 더 향상시키기 위한 것으로, 우레아 그리스 중에서도 디우레아 그리스의 증주제로써 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI), 사이클로헥실아민 및 아닐린을 2.5 : 1 : 1의 중량비율로 혼합된 것을 증주제로 사용함으로, 전단안정성 및 내수성이 한층 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

전단안전성이 우수한 그리스 조성물{Grease composite which the shear stability is superior}
본 발명은 전단안전성이 우수한 그리스 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 우레아 그리스가 가지는 우수한 기능성을 한층 더 향상시키기 위해 우레아 그리스 중에서도 디우레아 그리스의 증주제로 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI), 사이클로헥실아민(Cyclo-hexylamine) 및 아닐린(Aniline)을 2.5 : 1 : 1의 중량비율로 혼합된 것을 증주제로 사용함으로, 전단안정성 및 내수성이 한층 더 향상시킬 수 있는 전단안전성이 우수한 그리스 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 제철산업과 자동차산업 분야에서 사용되는 그리스는 증주제의 결정구조가 안정하여 고온에서 기계적 안전성, 산화안정성, 마모방지성, 윤활성능이 우수하며, 유분리 현상이 매우 적으며, 고온에서 장시간 사용시에도 잔사를 남기지 않는 우레아 그리스가 널리 사용된다.
이러한, 우레아 그리스는 대표적으로 우레아 화합물의 개수에 따라 디우레아(Di-urea), 트리우레아(Tri-urea), 테트라우레아(Tetra-urea)로 나뉜다.
여기서, 마찰특성 및 내수성 등 제철산업과 자동차 분야에 사용되는 그리스 에서 요구되는 성능을 만족시키는 위해 통상적으로 디우레아 그리스를 사용하고 있는데, 이러한 디우레아 그리스는 증주제로 디이소시아네이트류의 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI)만을 사용하였기 때문에 전단과 열이 동시에 작용하는 제철 및 자동차 분야의 부품에서 적합한 유변 물성을 나타내지 못하였다. 이로 인해, 초기의 마찰특성 및 내수성을 만족시키지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 그 목적은 기존의 우레아 그리스가 가지는 우수한 기능성을 한층 더 향상시키기 위한 것으로, 우레아 그리스 중에서도 디우레아 그리스의 증주제로 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI), 사이클로헥실아민 및 아닐린을 2.5 : 1 : 1의 중량비율로 혼합된 것을 증주제로 사용함으로, 전단안정성 및 내수성이 한층 더 향상시킬 수 있는 전단안전성이 우수한 그리스 조성물을 제공함에 있다.
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상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전단안전성이 우수한 그리스 조성물은 윤활의 주체가 되는 기유와 그리스의 특성을 결정하는 증주제를 포함하여 이루어지는 그리스 조성물에 있어서,
동점도가 40℃에서 90 내지 110 cSt를 갖는 광유와 동점도가 40℃에서 450 내지 550 cSt를 갖는 광유가 1 : 1 내지 1.2의 중량비율로 혼합된 기유 70 내지 85중량%, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI), 사이클로헥실아민 및 아닐린이 2.5 : 1 : 1의 중량비율로 혼합된 것을 포함하는 증주제 10 내지 20중량%, 첨가제로 마모방지제 2 내지 10중량% 및 산화방지제 2 내지 4중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
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이상에서와 같이 본 발명에 따른 전단안전성이 우수한 그리스 조성물에 의하면, 기존의 우레아 그리스가 가지는 우수한 기능성을 한층 더 향상시키기 위해 우레아 그리스 중에서도 디우레아 그리스의 증주제로 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI), 사이클로헥실아민 및 아닐린을 2.5 : 1 : 1의 중량비율로 혼합된 것을 증주제로 사용함으로, 전단안정성 및 내수성이 한층 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
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본 발명은 윤활의 주체가 되는 기유와 그리스의 특성을 결정하는 증주제(Thickener)를 포함하여 이루어지는 그리스 조성물에 있어서,
상기 기유는 전체 그리스 조성물에 대하여, 70 내지 85중량%가 포함되어 있 으며, 상기 기유로는 광유(鑛油:Mineral oil)가 사용되되, 상기 광유는 동점도가 40℃에서 90 내지 110 cSt를 갖는 저점도 광유와, 40℃에서 450 내지 550 cSt를 갖는 고점도 광유가 1 : 1 내지 1.2의 중량비율로 혼합된 것을 사용한다.
여기서, 상기 기유의 함유량이 70중량% 미만인 경우에는 지나치게 고화되어 그리스로서의 실용성이 없는 문제점이 발생하고, 상기 기유의 함유량이 85중량%를 초과하는 경우에는 고온에서 쉽게 액화되는 문제점이 발생함으로 상기 범위 내에서 기유를 사용함이 바람직하다.
또한, 상기 기유는 저점도 광유와 고점도 광유가 1 : 1 내지 1.2 중량비율로 혼합되는데, 상기 저점도 광유가 상기 중량비율을 초과하여 혼입되는 경우에는 그리스의 내열성은 낮아지고, 증발량(Evaporation loss)은 증가하는 문제점이 발생하고, 상기 고점도의 광유가 상기 중량비율을 초과하여 혼입되는 경우에는 토오크가 크고, 발열량이 커지는 문제점이 발생함으로 상기 범위 내에서 저점도 광유와 고점도 광유를 혼합하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 점도가 낮은 저점도 광유와 점도가 높은 고점도 광유를 혼합하여 사용하게 되면, 저온에서는 점도가 낮은 저점도 광유 성분에 의하여 그리스의 저온 특성이 향상되고, 고온에서는 점도가 높은 고점도 광유 성분에 의하여 그리스의 고온특성이 향상됨으로 저온, 상온, 고온에서 신뢰성을 추구할 수 있는 그리스를 제공할 수 있게 된다.
상기 증주제는 전체 그리스의 조성물에 대하여, 10 내지 20중량%가 포함되어 있으며, 상기 증주제로는 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI:Methylene-diphenyl diisocyanate), 사이클로헥실아민(Cyclo-hexylamine) 및 아닐린(Aniline)이 2.5 : 1 : 1의 중량비율로 혼합된 것을 사용한다.
여기서, 상기 증주제의 함량이 10중량% 미만인 경우에는 주도(Penetration)가 높아지거나 유분리(油分離,저장안정성)가 심해지는 문제점이 발생하며, 상기 증주제의 함량이 20중량%를 초과하는 경우에는 유동성이 저하되는 문제점이 발생함으로, 상기의 범위 내에서 증주제를 사용함이 바람직하다.
또한, 상기 증주제는 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI), 사이클로헥실아민 및 아닐린이 2.5 : 1 : 1의 중량비율로 혼합되는데, 상기 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI)가 상기 중량비율보다 적게 혼입되는 경우에는 전단을 받을 경우 심하게 연화되는 문제가 발생하게 되고, 상기 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI)가 상기 중량비율보다 초과하여 혼입되는 경우에는 정적인 상태에서 경화되는 문제점이 발생함으로, 상기와 같은 범위로 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI), 사이클로헥실아민 및 아닐린을 혼합하여 한층 더 향상된 그리스의 전단안정성을 확보하도록 한다.
한편, 본 발명에 사용되는 첨가제로는 전체 그리스의 조성물에 대하여, 마모방지제(Anti-wear Additive)가 2 내지 10중량%가 포함되며, 산화방지제(Anti-oxidant)가 2 내지 4중량%로 이루어지되,
상기 마모방지제는 징크디티오포스페이트 및 인산에스테르가 혼합된 통상의 것을 사용하여 인산에스테르가 징크디티오포스페이트와 같은 첨가제와의 상승효과로 마찰계수를 효율적으로 낮추도록 하며, 상기 산화방지제는 통상의 아민계 화합물을 사용한다.
이때, 상기 마모방지제의 함량이 10중량%를 초과하는 경우에는 마모방지 효과가 더 이상 증가되지 않거나 오히려 나빠지게 되고, 상기 마모방지제의 함량이 2중량% 미만인 경우에는 내마모성이 저하되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 범위 내의 마모방지제를 사용함이 바람직하다.
또한, 상기 산화방지제의 함량이 4중량%를 초과하는 경우에는 산화방지 효과가 더 이상 증가되지 않으며, 상기 산화방지제의 함량이 2중량% 미만인 경우에는 산화방지 효과가 저하되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 범위 내에서 산화방지제를 사용함이 바람직하다.
상기 첨가제 이외의 다른 첨가제로 극압첨가제(Extreme Pressure Additive), 녹/부식방지제(Rust and Corrosion inhibitor), 고체첨가제(Solid Additive) 및 기타첨가제(유성향상제, 구조안정제, 점착성향상제 등)가 추가로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 물론 아니다.
실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 3
다음 표 1에 나타난 조성과 조성비율에 따라 그리스 조성물을 조제하였다. 실시예 1 및 2에서는 기유로 저점도 광유(동점도가 40℃에서 90 내지 110 cSt)와 고점도 광유(동점도가 40℃에서 450 내지 550 cSt)가 1 : 1 내지 1.2의 중량비율로 혼합된 것을 사용하였고, 증주제로 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI), 사이클로헥실아민 및 아닐린이 2.5 : 1 : 1의 중량비율로 혼합된 것을 사용하였으며, 비교 예 1 내지 3은 기유로 저점도 광유 또는 고점도 광유를 각각 사용하였고, 증주제로 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI)를 단독으로 사용하였다. 그리스 조성물은 통상적인 방법으로 조제하였으며, 실시예 1 및 2, 비교예 1 내지 3에서 제조한 그리스 조성물에 대한 물성은 다음과 같은 방법으로 측정하였으며, 그에 대한 결과는 표 2에 나타난 바와 같다.
1) 혼화주도 측정은 ASTM D 217에 준하여 수행하였다.
2) 4구극압성 시험은 ASTM D 2596에 준하여 수행하였다.
3) 4구마모 시험은 ASTM D 2266에 준하여 수행하였다.
4) 혼화안정도(전단안정성) 시험은 그리스 90중량%와 증류수 10중량%를 혼합기에서 잘 혼합하여, 그리스와 물을 균일한 혼합물로 만든 후, 혼화기에 넣고 더블 스트로크(Double Stroke)를 10만회 한다. ASTM D 217에 준하여 수행함.
5) 적점 시험은 ASTM D 566에 준하여 수행하였다.
6) 마찰계수측정(SPV)은 ASTM D 5707-05에 준하여 수행하였다.
[표 1] 조성비율에 따른 그리스 조성물
Figure 112009080562880-pat00001
[표 2] 조성비율에 따른 그리스 조성물의 물성
Figure 112009080562880-pat00002
실시예 1 및 2에서 제조되는 그리스 조성물은 유막형성에 적합한 전단안정성(혼화안정도)이 우수하게 나타났으며, 4구 내마모 성능 및 마찰계수 성능 또한 매우 낮게 나타내었다. 이에 반하여 비교예 1 내지 3의 그리스 조성물은 전단안정성(혼화안정도)이 불안정하였으며 마찰계수가 높은 것으로 확인되었다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것으로 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.

Claims (3)

  1. 윤활의 주체가 되는 기유와 그리스의 특성을 결정하는 증주제(Thickener)를 포함하여 이루어지는 그리스 조성물에 있어서,
    동점도가 40℃에서 90 내지 110 cSt를 갖는 광유와 동점도가 40℃에서 450 내지 550 cSt를 갖는 광유가 1 : 1 내지 1.2의 중량비율로 혼합된 기유 70 내지 85중량%, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI:Methylene-diphenyl diisocyanate), 사이클로헥실아민(Cyclo-hexylamine) 및 아닐린(Aniline)이 2.5 : 1 : 1의 중량비율로 혼합된 것을 포함하는 증주제 10 내지 20중량%, 첨가제로 마모방지제 2 내지 10중량% 및 산화방지제 2 내지 4중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전단안전성이 우수한 그리스 조성물.
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