BR112017017308B1 - Composição de graxa e uso de uma composição de graxa - Google Patents
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Abstract
Trata-se de uma composição de graxa que compreende uma polialfaolefina e um espessante que é um sal de ácido graxo de cálcio. A composição é adequada para uso em uma interface de vedação-metal em um mancal vedado.
Description
[001] A presente invenção refere-se a uma composição de graxa e ao uso da composição de graxa em um mancal vedado.
[002] Mancais vedados são usados em muitos tipos diferentes de maquinário. As vedações impedem o ingresso de sujeira e água que pode danificar o mancal e prejudicar o funcionamento do maquinário. Os materiais de vedação típicos incluem borracha de acrilonitrila-butadieno (NBR) e fluoroelastômeros (FKM). Uma graxa é fornecida no contato por vedação a fim de prolongar a vida da vedação. Pode haver um atrito significativo na interface de vedação-metal que pode levar à geração de calor e a uma perda de eficiência. Os presentes inventores almejaram fornecer composições de graxa que podem atuar para reduzir o atrito na interface de vedação-metal e, desse modo, aprimorar a eficiência de mancais vedados.
[003] Os presentes inventores constataram surpreendentemente que a combinação de um óleo à base de polialfaolefina de baixa viscosidade com um espessante de cálcio pode fornecer uma graxa que gera particularmente baixo atrito em uma interface de vedação-metal. Consequentemente, a presente invenção fornece uma composição de graxa que compreende de 40 a 90% em peso de um primeiro componente de óleo-base que é uma polialfaolefina e que tem uma viscosidade cinemática a 100 oC entre 1 e 5 mm2/s, em que a porcentagem em peso se baseia no peso da composição de graxa e que compreende um espessante que é um sal de ácido graxo C13-C21 de cálcio.
[004] Em um aspecto adicional, a presente invenção fornece o uso de uma composição de graxa em uma interface de vedação-metal em um mancal vedado em que a composição de graxa compreende um óleo-base e um espessante, em que o óleo-base compreende de 40 a 90% em peso de um primeiro óleo-base que é uma polialfaolefina e tem uma viscosidade cinemática a 100 oC entre 1 e 5 mm2/s, em que a porcentagem em peso se baseia no peso da composição de graxa e compreende um espessante que é um sal de ácido graxo C13-C21 de cálcio.
[005] A composição de graxa compreende de 40 a 90% em peso de um primeiro componente de óleo-base que é uma polialfaolefina e tem uma viscosidade cinemática a 100 oC entre 1 e 5 mm2/s. A composição de graxa pode compreender óleos-base adicionais, porém, de preferência, o primeiro componente de óleo-base constitui pelo menos 50% em peso e, de preferência, pelo menos 80% em peso do óleo-base total (com base no peso total do óleo-base na composição de graxa).
[006] O espessante na composição de graxa é um sal de ácido graxo C13-C21 de cálcio e, de preferência, é um sal de ácido graxo de óleo de rícino hidrogenado de cálcio. A quantidade de espessante é, de preferência, de 2 a 18% em peso com base no peso da composição de graxa, mais preferencialmente, de 2 a 14% em peso.
[007] A composição de graxa da presente invenção pode compreender também antioxidantes, conservantes contra ferrugem, agentes de oleosidade, aditivos de pressão extrema, agentes antidesgaste, lubrificantes sólidos, desativadores de metal, polímeros, detergentes e outros aditivos.
[008] Os antioxidantes incluem, por exemplo, 2,6-di-t-butil-4-metilfenol, 2,6- di-t-butil-paracresol, P,P’-dioctildifenilamina, N-fenil-α-naftilamina e fenotiazinas.
[009] Os conservantes contra ferrugem incluem óxido de parafina, sais de metal de ácido carboxílico, sais de metal ácido sulfônico, ésteres de ácido carboxílicos, ésteres de ácido sulfônico, ésteres de ácido succínico, ésteres de sorbitano e vários sais de amina.
[010] Os agentes de oleosidade, os aditivos de pressão extrema e os agentes antidesgaste incluem, por exemplo, ditiofosfatos dialquílicos de zinco sulfurizado, ditiofosfatos diarílicos de zinco sulfurizado, ditiocarbamatos dialquílicos de zinco sulfurizado, ditiocarbamatos diarílicos de zinco sulfurizado, ditiofosfatos dialquílicos de molibdênio sulfurizado, ditiofosfatos diarílicos de molibdênio sulfurizado, ditiocarbamatos dialquílicos de molibdênio sulfurizado, ditiocarbamatos diarílicos de molibdênio sulfurizado, complexos orgânicos de molibdênio, olefinas sulfurizadas, trifenilfosfatos, trifenilfosforotionatos, tricresilfosfatos outros ésteres de fosfato e gorduras e óleos sulfurizados.
[011] Os lubrificantes sólidos incluem, por exemplo, molibdênio dissulfeto, grafite, nitreto de boro, cianurato de melamina, PTFE (politetrafluoroetileno), dissulfeto de tungstênio, mica, fluoreto de grafite e assim por diante.
[012] Os desativadores de metal incluem, por exemplo, N,N’-disalicilideno- 1,2-diaminopropano, benzotriazol, benzoimidazol, benzotiazol e tiadiazol.
[013] As composições de graxa podem ser fabricadas com o uso de rotas de fabricação de graxa.
[014] As composições de graxa da invenção são usadas adequadamente em uma interface de vedação-metal em um mancal vedado. A vedação é produzida adequadamente a partir de um material, tal como borracha de acrilonitrila-butadieno (NBR), borracha de acrilonitrila-butadieno hidrotratada (HNBR) ou um fluoroelastômero (FKM). O mancal conterá um lubrificante e a composição de graxa da invenção deve ser aplicada de modo que a composição de graxa não seja contaminada pelo lubrificante.
[015] A invenção é explicada adicionalmente de maneira detalhada abaixo por meio de exemplos e de exemplos comparativos, porém, a invenção não é limitada de maneira alguma por esses exemplos.
[016] As graxas foram preparadas adicionando-se óleo-base e ácido graxo a uma caldeira, aquecendo a 85 a 90 oC (a 3 oC/min.) e agitando a 100 rpm. O hidróxido de cálcio foi adicionado como um pó e, em seguida, a água foi adicionada. A caldeira foi fechada e aquecida a 135 oC (a 2 oC/min.). Os teores foram agitados a 100 rpm e o limite de temperatura de parede da caldeira foi definido a 140 oC. A caldeira foi ventilada aproximadamente 40 minutos após atingir 135 oC. O óleo-base adicional foi aquecido a 80 oC e, em seguida, adicionado por meio de uma bomba à caldeira. Os teores foram agitados a 150 rpm por 5 minutos e a temperatura de produto foi mantida entre 130 e 135 oC. Um tubo de nitrogênio foi conectado à caldeira, e os teores foram expostos ao fluxo de nitrogênio por 15 minutos, desse modo, desidratando a amostra. Os teores foram resfriados a 100 oC (a 2 oC/min.) com agitação a 100 rpm. Os aditivos foram adicionados, com o uso de óleo-base adicional para diluição, a 80 oC ou menos. Após a adição de um aditivo, os teores foram agitados por 1 minuto a 100 rpm. Em seguida, os teores foram resfriados a 50 a 60 oC (controlados pela definição de temperatura de parede: 20 oC a 5 oC/min. e agitação a 100 rpm). A desaeração começou a 70 oC, com o uso de um vácuo de - 0,01 MPa (-150 mbar) por 10 minutos e agitação a 50 rpm. O produto foi homogeneizado a 1 x 30 MPa (300 bar).
[017] Todas as formulações são resumidas na Tabela 1 abaixo, com as quantidades fornecidas como % em peso com base no peso total da formulação:
[018] O PAO 2.0 foi uma polialfaolefina e teve uma viscosidade a 100 oC de 2x10-6 m2/s (2,0 cSt). O XHVI 3.0 e o XHVI 4.0 foram óleos-base produzidos por um processo de Fischer-Tropsch e foram obtidos junto à Shell. O XHVI 3.0 teve uma viscosidade a 100 oC de 3x10-6 m2/s (3,0 cSt) e o XHVI 4.0 teve uma viscosidade a 100 oC de 4x10-6 m2/s (4,0 cSt). O HCOFA é um ácido graxo de óleo de rícino hidrogenado. O pacote de aditivo foi o mesmo em cada um dentre o exemplo e os exemplos comparativos.
[019] As graxas foram aplicadas a vedações de NBR. Um mancal vedado foi testado por 24 horas e, em seguida, o atrito foi medido.
[020] Os resultados são fornecidos na Tabela 2:
[021] A composição de graxa da invenção (em que o óleo-base é uma polialfaolefina) mostra um atrito consideravelmente menor que as composições de graxa dos exemplos comparativos (em que os óleos-base têm viscosidades semelhantes, porém, são produzidos pelos processos de Fischer-Tropschs).
Claims (2)
1. Composição de graxa CARACTERIZADA pelo fato de que compreende de 40 a 90% em peso de um primeiro componente de óleo-base que é uma polialfaolefina e que tem uma viscosidade cinemática a 100 oC de entre 1 e 5 mm2/s, em que a porcentagem em peso se baseia no peso da composição de graxa e que compreende um espessante que é um sal de ácido graxo C13-C21 de cálcio, em que a quantidade de espessante é de 2 a 18% em peso com base no peso da composição de graxa.
2. Uso de uma composição de graxa em uma interface de vedação-metal em um mancal vedado CARACTERIZADO pelo fato de que a composição de graxa compreende um óleo-base e um espessante, em que o óleo-base compreende de 40 a 90% em peso de um primeiro componente de óleo-base que é uma polialfaolefina e tem uma viscosidade cinemática a 100 oC de entre 1 e 5 mm2/s, em que a porcentagem em peso se baseia no peso da composição de graxa e compreende um espessante que é um sal de ácido graxo C13-C21 de cálcio, em que a quantidade de espessante é de 2 a 18% em peso, com base no peso da composição de graxa.
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