BR112018014800B1

BR112018014800B1 - Composição de graxa

Info

Publication number: BR112018014800B1
Application number: BR112018014800-8A
Authority: BR
Inventors: Keiji Tanaka; Yoshitomo Fujimaki
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij B.V.
Priority date: 2016-01-22
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2022-03-22
Also published as: WO2017125581A1; KR20180101405A; JP2017128702A; JP6683484B2; US20210171858A1; BR112018014800A2; CN108473909A; EP3405555B1; EP3405555A1; CN108473909B

Abstract

Trata-se de uma composição de graxa que contém um composto de ureia como um espessante, um óleo-base, um salicilato de metal alcalinoterroso e/ou um fenato de metal alcalinoterroso como um primeiro constituinte aditivo, um sabão metálico, que é um sal metálico de ácido esteárico, como um segundo constituinte aditi-vo, e um sulfonato de cálcio e/ou um naftenato de zinco como um terceiro constituinte aditivo.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001]Essa invenção refere-se a uma composição de graxa, e, mais especifi-camente, a uma graxa de ureia.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002]Na técnica anterior, vários tipos de graxas à base de ureia foram propos-tos, dependendo das aplicações. Por exemplo, a Patente Aberta a Inspeção Pública no JP2000-198994 revelou uma graxa à base de ureia resistente à água, a ser usada em ambientes em que a mesma está em contato com água, sendo que a ureia à base de água é caracterizada pelo fato de que é feita para conter 0,2 a 15% em peso de um salicilato de metal de estrutura específica. A Patente Aberta a Inspeção Pública no JP2005-008745 também revelou uma composição de graxa de ureia para o uso em juntas de velocidade vetorial constante caracterizada pelo fato de que a graxa de ureia é feita para conter a dialquilditiocarbamato de molibdênio sulfurizado de estrutura específica, um fosforotionato de trifenila de estrutura específica e um sal metálico de ácido esteárico.

[003]A mistura por adição de água é absolutamente indesejável para lubrificação com graxa. Por esse motivo, as etapas são realizadas mesmo no projeto de ma- quinário, aprimorando-se a estrutura de vedações, para impedir o máximo de ingresso possível de água a partir do lado de fora. No entanto, dependendo das partes de máquina e dado o ambiente operacional, há frequentemente pontos nos quais o ingresso de água não pode ser evitado. Por exemplo, vários pinos de caçamba em maquinário de construção usado em ambientes externos, ou partes deslizantes por atrito de suas engrenagens ou guindastes, em que mancais em vários tipos de máquinas de lami- nação em siderúrgicas, mancais de roda ou juntas de velocidade vetorial constante em carros, mancais em bombas de água ou máquinas motrizes fora de borda, e mancais em máquinas de lavar estão em ambientes em que os mesmos estão em contato com água, e é frequentemente o caso em que água entra e causa danos através de desgaste ou descascamento anormal de partes de máquina. Na Referência de Pa-tente 1 anteriormente mencionada, essa situação é abordada oferecendo-se uma graxa à base de ureia que tem a propriedade de manter uma película lubrificante es-tável em que a estrutura de graxa não é propensa a quebrar mesmo em ambientes de operação em que a água ingressou na graxa e em que quaisquer partículas de água estão presentes em um estado microscópico, mesmo quando houve ingresso de água na graxa através de agitação. No entanto, embora as graxas reveladas nas Referências de Patente 1 e 2, sem mencionar outras, possuam vida útil resistente à água satisfatória, até mesmo essas possuem um problema com desempenho de desgaste de lubrificação resistente à água que é insatisfatório.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004]Essa invenção, portanto, aborda essa situação oferecendo-se uma graxa à base de ureia que exibe uma vida útil resistente à água de longo prazo enquanto possui desempenho de desgaste de lubrificação resistente à água superior.

[005]Como resultado de investigações repetidas e intensivas a fim de obter o objetivo anteriormente mencionado, a presente invenção foi aperfeiçoada consta-tando-se que os problemas mencionados acima podem ser solucionados mesclando- se aditivos de três tipos diferentes de constituintes em uma graxa que usa uma ureia como um espessante.

[006]Mais especificamente, a invenção oferece [1] a [9] a seguir: [1] Uma composição de graxa que contém um composto de ureia como um espessante, um óleo-base {por exemplo, óleos lubrificantes ou misturas dos mesmos que pertencem aos Grupos 1 a 5 nas categorias de óleo-base estipuladas pelo Instituto Americano do Petróleo (API)}, um salicilato de metal alcalinoterroso e/ou um fenato de metal alcalinoterroso como um primeiro constituinte aditivo, um sabão metálico, que é um sal metálico de ácido esteárico, como um se-gundo constituinte aditivo, e um sulfonato de cálcio e/ou um naftenato de zinco como um terceiro constituinte aditivo. [2] Composição de graxa, de acordo com [1], que contém tanto um sulfonato de cálcio e um naftenato de zinco como o terceiro constituinte anteriormente mencio-nado. [3] Composição de graxa, de acordo com [1] ou [2], que contém adicional-mente um ácido orgânico de alquila e/ou um éster de ácido orgânico de alquila. [4] Composição de graxa, de acordo com qualquer um dentre [1] a [3], em que o espessante é uma diureia ou uma tetraureia. [5] Composição de graxa, de acordo com qualquer um dentre [1] a [4], em que a quantidade mesclada do composto de ureia anteriormente mencionado é de 0,5 a 50 partes por massa, tomando a composição de graxa total como 100 partes por massa. [6] Composição de graxa, de acordo com qualquer um dentre [1] a [5], em que a quantidade mesclada do primeiro constituinte anteriormente mencionado é de 0,1 a 10 partes por massa, tomando a composição de graxa total como 100 partes por massa. [7] Composição de graxa, de acordo com qualquer um dentre [1] a [6], em que o BN do primeiro constituinte anteriormente mencionado é de 5 a 600 mg de KOH/g. [8] Composição de graxa, de acordo com qualquer um dentre [1] a [7], em que a quantidade mesclada do segundo constituinte anteriormente mencionado é de 0,1 a 10 partes por massa, tomando a composição de graxa total como 100 partes por massa. [9] Composição de graxa, de acordo com qualquer um dentre [1] a [8], em que a quantidade mesclada do terceiro constituinte anteriormente mencionado é de 0,1 a 10 partes por massa, tomando a composição de graxa total como 100 partes por massa.

[007] Em vista dessa invenção, é possível oferecer uma graxa à base de ureia que exibe uma vida útil resistente à água de longo prazo enquanto tem desempenho de desgaste de lubrificação resistente à água superior.

BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO

[008]A Figura 1 é um desenho que mostra um esboço de uma plataforma de teste de vida útil de lubrificação resistente à água.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[009]A composição de graxa que pertence à presente modalidade é uma mescla de aditivos específicos a uma graxa de ureia. É fornecida abaixo uma explicação detalhada dos constituintes específicos, das quantidades de cada constituinte, do método de preparação, das propriedades físicas e das aplicações da composição de graxa nessa modalidade, mas a invenção não é limitada a isso.

COMPOSIÇÃO DE GRAXA (CONSTITUINTES) ÓLEO-BASE

[010] Não há restrição especial quanto ao óleo-base usado na composição de graxa da presente modalidade. Por exemplo, é possível usar os óleos minerais, óleos sintéticos e óleos animais e vegetais usados em composições de graxa normais. Pode-se mencionar como exemplos específicos aqueles dos Grupos 1 a 5 das categorias de óleo-base do API (Instituto Americano do Petróleo). Uma categoria de óleo- base do API significa aqui uma classificação em uma faixa de materiais de óleo-base, conforme definido pelo Instituto Americano do Petróleo a fim de criar diretrizes para óleos de óleo-base de lubrificação.

[011]Nessa invenção, não há restrição especial quanto ao tipo de óleo mine-ral, mas, como exemplos preferidos, pode-se mencionar óleos minerais parafínicos ou naftênicos obtidos por meio de um tipo ou uma combinação de dois ou mais tipos de tratamentos de refinamento, tais como desasfaltação por solvente, extração por sol-vente, hidrocraqueamento, desengraxamento por solvente, desengraxamento por ca-talisador, hidrorrefinamento, limpeza com ácido sulfúrico ou tratamento com argila em frações de óleo de lubrificação obtidas por destilação atmosférica ou destilação a vácuo de óleo bruto.

[012] Nessa invenção, não há restrição especial quanto ao tipo de óleo sinté-tico, mas, como exemplos preferidos, pode-se mencionar poli-α-olefina (PAO) ou óleos sintéticos à base de hidrocarboneto (oligômeros). Um PAO significa um polímero único ou copolímero de α-olefina. As α-olefinas são compostos que tem uma ligação dupla C-C nos terminais e exemplos são buteno, butadieno, hexeno, ciclo-hexeno, metilciclo-hexeno, octeno, noneno, deceno, dodeceno, tetradeceno, hexadeceno, octadeceno e eicoseno. Como exemplos de óleos sintéticos à base de hidrocarboneto (oligômeros), pode-se mencionar etileno, propileno e polímeros únicos ou copolímeros de isobuteno. Esses compostos podem ser usados por si sós ou em misturas de dois ou mais tipos. Ademais, contanto que esses tenham uma ligação dupla CC em um terminal, esses compostos podem ter qualquer estrutura que a estrutura isomérica possa ter, e podem ter uma estrutura ramificada ou uma estrutura de cadeia linear. Também é possível combinar o uso de dois ou mais tipos desses isômeros estruturais ou isômeros de posição de ligação dupla. Dentre essas olefinas, aquelas mais preferidas para o uso são olefinas de cadeia linear de número de carbono de 6 a 30, devido ao fato de o ponto de fulgor ser muito baixo com um número de carbono de 5 ou menos e a viscosidade ser muito alta, e, dessa forma, não muito prática, com um número de carbono de 31 ou maior.

[013]Nessa invenção também é possível usar como o óleo-base os óleos de GTL (gás para líquido) sintetizados pelo processo de Fischer-Tropsch que é uma tec-nologia para produzir combustíveis líquidos a partir de gás natural. Em comparação com óleos de óleo-base mineral refinados a partir de óleo bruto, GTLs têm um teor de enxofre e teor aromático muito baixos, e uma razão de constituinte de parafina muito alta, de modo que os mesmos tenham estabilidade oxidativa superior e perdas por evaporação muito pequenas, que significa que os mesmos são ideais para o possível uso como um óleo-base nessa invenção.

ESPESSANTE

[014]Contanto que seja um espessante de ureia da técnica conhecida, não há restrição especial quanto ao espessante de ureia usado na presente modalidade, mas idealmente esse será um espessante de diureia obtido reagindo-se 1 mol de um di- isocianato e 2 moles de uma monoamina primária, um espessante de diureia obtido reagindo-se 2 moles de um monoisocianato e 2 moles de uma diamina primária ou um espessante de tetraureia obtido reagindo-se 2 moles de a di-isocianato e 2 moles de uma monoamina primária mais 1 mol de uma diamina primária, ou um espessante de triureia-monouretano obtido reagindo-se 2 moles de um di-isocianato e 1 mol de uma monoamina primária mais 1 mol de uma diamina primária e ademais 1 mol de um álcool superior. Um espessante de diureia ou um espessante de tetraureia é melhor. Esses podem ser usados como um tipo ou em combinações de dois ou mais tipos.

[015]Como exemplos dos isocianatos que constituem a matéria-prima, pode- se mencionar di-isocianato de 4,4’-difenilmetano (MDI), di-isocianato de tolileno (TDI), di-isocianato de 3,3’-dimetil-4,4’-bifenileno (TODI), di-isocianato de hexametileno (HDI), di-isocianato de naftaleno (NDI) e di-isocianato de octadecila (ODI). Como exemplos de aminas primárias, pode-se mencionar octilamina (caprilamina), iso-octilamina, laurilamina, miristilamina, palmitilamina, estearilamina, iso-estearilamina, be- enilamina, oleilamina, linoleilamina, amina de sebo de boi, amina de coco, amina de sebo de boi hidrogenada, amina de soja, ciclo-hexilamina, anilina, p-cloroanalina, fe- netilamina, o-toluidina, m-toluidina, p-toluidina e 2-naftilamina. As exemplos de diami nas, pode-se mencionar etilenodiamina, trimetilenodiamina (propilenodiamina), tetra- metilenodiamina (butilenodiamina), pentametilenodiamina, hexametilenodiamina, 1,7- diamino-heptano, 1,8-diamino-octano, 1,9-diaminononano, 1,10-diaminodecano, o-fe- nilenodiamina, m-fenilenodiamina e p-fenilenodiamina, e como sais dos mesmos pode-se mencionar N-cocoalquil-1,2-etilenodiamina, alquil-1,2-etilenodiamina de N- sebo de boi, alquil-1,2-etilenodiamina de N-sebo de boi endurecido, N-cocoalquil-1,3- propilenodiamina, alquil-1,3-propileno diamina de N-sebo de boi, alquil-1,3-propileno- diamina de N-sebo de boi endurecido, N-cocoalquil-1,4-butilenodiamina, alquil-1,4-bu- tilenodiamina de N-sebo de boi e alquil-1,4-butilenodiamina de N-sebo de boi endurecido. Como exemplos de álcoois superiores, pode-se mencionar álcool láurico, álcool cetílico, álcool estearílico, álcool oleílico, álcool beenílico, álcool lanolínico, hexil- decanol, octildodecanol e álcool isoestearílico.

OUTROS ESPESSANTES

[016]Também é possível usar espessantes diferentes de compostos e ureia (outros espessantes) em conjunto com o espessante anteriormente mencionado (ureia) na composição de graxa da presente modalidade. Como exemplos desses ou-tros espessantes, pode-se mencionar fosfato de tricálcio, sabões de metal alcalino, sabões de metal alcalino complexo, sabões de metal alcalinoterroso, sabões de metal alcalinoterroso complexo, sulfonatos de metal alcalino, sulfonatos de metal alcalino- terroso, outros sabões de metal, sais de tereftalato metálico, monoureias, triureia-mo- nouretanos ou poliureias diferentes de diureias ou tetraureias, ou argilas, sílicas (óxi-dos de silício) tais como aerogéis de sílica, e fluororesinas, tais como politetrafluoro- etileno. Esses podem ser usados como um tipo ou em combinações de dois ou mais tipos. Também é possível usar quaisquer outras substâncias diferentes dessas que possam conceder um efeito espessante à matéria de líquido.

ADITIVOS

[017]A composição de graxa da presente modalidade tem aditivos especifica-dos (primeiro, segundo e terceiro constituintes) adicionados à graxa que contém o espessante anteriormente mencionado (ureia). Adicionando-se esses aditivos à com-posição de graxa à base de ureia tanto a vida útil resistente à água de longo prazo quanto o desempenho de desgaste de lubrificação resistente à água superior são manifestados.

PRIMEIRO CONSTITUINTE

[018]O primeiro constituinte aditivo usado na presente modalidade é um sali- cilato de metal alcalinoterroso e/ou um fenato de metal alcalinoterroso.

[019]Como exemplos, primeiro de salicilatos de metal alcalinoterroso, pode- se mencionar os salicilatos de metal alcalino conhecidos como detergentes metálicos. Sais de metal alcalinoterroso de ácidos alquilsalicíclicos são ideais. Aqui, sais de magnésio e/ou cálcio, como o metal alcalinoterroso, são ideias, e sais de cálcio, em particular, são ideais. Para grupos alquila mencionados anteriormente, aqueles de número de carbono de 4 a 30 são ideais, mas grupos alquila de cadeia linear ou ramificados de 6 a 18 são ainda melhores. Além disso, esses podem ser de cadeia linear ou ramificados e os mesmos podem ser de grupos alquila primários, grupos alquila secundários ou grupos alquila terciários.

[020]Como exemplos seguintes aos fenatos de metal alcalinoterroso, pode-se mencionar os salicilatos de metal alcalino conhecidos como detergentes metálicos, e pode-se mencionar sais de metal alcalinoterroso de alquilfenóis, sulfetos de alquilfenol e produtos de reação Mannich de alquilfenol, e, especialmente, os sais de magnésio e/ou sais de cálcio. Os sais de cálcio, em particular, são ideais.

[021]O salicilato de metal alcalinoterroso e/ou os detergentes metálicos à base de fenato alcalinoterroso, aqui, são, preferencialmente, detergentes metálicos que têm um número-base total (BN) conforme estipulado no documento no JIS K2501 (titulação de ácido perclórico) de 5 a 600 mg de KOH/g, mas, mais preferencialmente, detergentes metálicos de 50 a 500 mg de KOH/g, e, ainda mais preferencialmente, detergentes metálicos de 100 a 400 mg de KOH/g. Se o BN estiver nessa faixa, caso haja ingresso de água na graxa de ureia dessa invenção, essa se dispersará mais homogeneamente no óleo-base e será mais propensa a manter seu estado. A ação será realizar aprimoramentos adicionais em relação à ocorrência de oxidação e redu-ção de lubricidade associadas ao enfraquecimento e suavização da estrutura de graxa devido à influência da água e também à água livre devido à dispersão de umidade insuficiente. Os constituintes aditivos dos detergentes metálicos também podem conter sais de ácidos orgânicos de um tipo ou sais ou ácidos orgânicos de mais que um tipo, e esses também podem ser misturas de detergentes metálicos neutros, detergentes metálicos com excesso de base ou ambos.

SEGUNDO CONSTITUINTE

[022]O segundo constituinte aditivo usado na presente modalidade é um sa-bão metálico, especialmente, um sal metálico de ácido esteárico. Como exemplos do sal metálico de ácido esteárico não aquoso aqui, pode-se mencionar sais de metais alcalinos (por exemplo, lítio), metais alcalinos-terrosos (por exemplo, magnésio, cálcio ou bário), alumínio e zinco. Prefere-se especialmente o uso de sais de cálcio e/ou magnésio. O dito constituinte pode ser usado como um tipo ou como uma combinação de uma pluralidade de tipos.

TERCEIRO CONSTITUINTE

[023]O terceiro constituinte aditivo usado na presente modalidade é um sulfonato de cálcio e/ou um naftenato de zinco.

[024]O sulfonato de cálcio primeiro é um sulfonato de cálcio comum, e, como exemplos, pode-se mencionar sais de cálcio de ácidos sulfônicos de petróleo, sais de cálcio de ácidos sulfônicos alquilaromáticos, sais de cálcio com excesso de base de ácidos sulfônicos de petróleo e sais de cálcio com excesso de base de ácidos sulfôni- cos alquilaromáticos. Os ditos constituintes podem ser usados por si sós ou em mis-turas.

[025]O naftenato de zinco, em seguida, é um naftenato de zinco comum, e, como exemplos, pode-se mencionar misturas complexas de ácido naftênico derivadas de frações de óleo bruto selecionadas, comumente reagindo-se tais frações com uma solução de hidróxido de sódio e, então, acidificando e refinando-se as mesmas. O peso molecular do ácido naftênico antes da reação com o composto de zinco está, preferencialmente, na faixa de 150 a 500, mas, mais preferencialmente, de 180 a 330.

CONSTITUINTES LIVREMENTE ESCOLHIDOS

[026] É possível adicionar à composição de graxa da presente modalidade aditivos tais como antioxidantes livremente escolhidos, preventivos de oxidação, agentes de oleosidade, aditivos de pressão extrema, agentes antidesgaste, lubrificantes sólidos, desativadores metálicos, polímeros, detergentes não metálicos, corantes e repelentes de água, a quantidade total dos constituintes livremente escolhidos, considerando-se a quantidade total da composição de graxa como 100 partes por massa, que é aproximadamente de 0,1 a 20 partes por massa. Os exemplos de antioxidantes são 2,6-di-t-butil-4-metilfenol, 2,6-di-t-butil-para-cresol, p,p’-dioctildifenilamina, N-fenil-α- naftilamina ou fenotiazina. Exemplos de preventivos de oxidação são óxido parafínico, sais de metal de ácido carboxílico, sais de metal de ácido sulfônico, ésteres de carbo- xilato, ésteres de sulfonato, ésteres de salicilato, ésteres de succinato, ésteres de sor- bitan e vários sais de amina. Exemplos de agentes de oleosidade e aditivos de pressão extrema mais agentes antidesgaste incluem dialquilditiofosfatos de zinco sulfuri- zados, diarilditiofosfatos de zinco sulfurizados, dialquilditiocarbamatos de zinco sulfu- rizados, diarilditiocarbamatos de zinco sulfurizados, dialquilditiofosfatos de molibdê- nio sulfurizados, diarilditiofosfatos de molibdênio, dialquilditiocarbamato de molibdê- nio sulfurizados, diarilditiocarbamatos de molibdênio sulfurizados, complexos de or- ganomolibdênio, olefinas sulfurizadas, fosfato de trifenila, fosforotionato de trifenila, fosfato de tricresila, outros ésteres de fosfato e óleos e ácidos graxos sulfurizados. Exemplos de lubrificantes sólidos incluem molibdênio dissulfeto, grafite, nitrato de boro, cianurato de melamina, PTFE (politetrafluoroetileno), dissulfeto de tungstênio e fluoreto de grafite. Como exemplos de desativadores metálicos pode-se mencionar N,N’dissalicilideno-1,2-diaminopropano, benzotriazolas, benzoimidazolas, benzoti- azolas e tiadiazolas. Como exemplos de polímeros, pode-se mencionar polibutenos, poli-isobutenos, poli-isobutilenos, poli-isopropenos e polimetacrilatos. Como exemplos de detergentes não metálicos pode-se mencionar succinimidas.

[027]Em particular, a composição de graxa da presente modalidade contém idealmente ácidos orgânicos de alquila e/ou ésteres de ácido orgânico de alquila. Com relação ao que se entende aqui por ácidos orgânicos de alquila ou ésteres de ácido orgânico de alquila, pode-se mencionar ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido isobutírico, ácido valérico, ácido isovalérico, ácido caproico, ácido enântico (ácido heptanoico), ácido cáprico, ácido 2-etil-hexanoico, ácido pelargônico, ácido undecílico, ácido láurico, ácido linderico, ácido tridecílico, ácido mirístico, ácido tsuzuico, ácido fisetoleico, ácido miristoleico, ácido pentadecílico, ácido palmítico, ácido palmitoílico, ácido margárico, ácido esteárico, ácido isoesteárico, ácido petrosi- línico, ácido elaítico, ácido oleico, ácido vacênico, ácido linólico, ácido linolênico, ácido elaeosteárico, ácido eicosadienoico, ácido eicosatrienoico, ácido estearidônico, ácido nonadecílico, ácido tuberculoesteárico, ácido araquídico, ácido araquidônico, ácido paulínico, ácido eicosapentaenoico, ácido heneicossílico, ácido beénico, ácido erú- cico, ácido docosapentaenoico, ácido docosa-hexaenoico, ácido tricossílico, ácido lig- nocérico, ácido nervônico, ácido cerótico, ácido montânico, ácido melissico e/ou compostos de éster comprimidos desses. Incorporando-se o dito constituinte se torna possível manter uma longa vida útil de lubrificação resistente à água e aumentar o desempenho antidesgaste de lubrificante resistente à água.

COMPOSIÇÃO DE GRAXA (QUANTIDADES DE CADA CONSTITUINTE NA MESCLA)

[028] É fornecida em seguida uma explicação das quantidades de óleo-base, espessantes e aditivos na mescla da composição de graxa da presente modalidade. Com relação às quantidades de constituintes livremente escolhidos na mescla, se os mesmos forem necessários, devem ser incorporados nas quantidades mencionadas acima.

1. ÓLEO-BASE

[029]A quantidade de óleo-base na mescla, considerando-se a quantidade total da composição de graxa como 100 partes por massa, será, preferencialmente, de 50 a 95 partes por massa, mas, mais preferencialmente, de 60 a 90 partes por massa e, ainda mais preferencialmente, de 70 a 85 partes por massa.

2. ESPESSANTES

[030]A quantidade total de espessantes na mescla, considerando-se a quan-tidade total da composição de graxa como 100 partes por massa, será, preferencial-mente, de 3 a 50 partes por massa, mas, mais preferencialmente, de 5 a 40 partes por massa e, ainda mais preferencialmente, de 7 a 30 partes por massa. Ademais, a quantidade do composto de ureia anteriormente mencionada na mescla, conside-rando-se a quantidade total da composição de graxa como 100 partes por massa, é idealmente de 0,5 a 50 partes por massa. Se a quantidade da ureia mencionada an-teriormente na mescla for menor que 0,5 partes por massa, se tornará difícil manter dureza suficiente como uma graxa, e essa será propensa a vazar dos pontos de lubrificação independentemente de quanto ingresso de água há, de modo que o desempenho de lubrificação alvo não possa ser exibido. Se houver mais que 50 partes por massa, a graxa se tornará muito dura e o fornecimento de óleo-base será insuficiente, de modo que haverá uma probabilidade de uma redução no desempenho de lubrificação. O custo também irá aumentar.

3. ADITIVOS PRIMEIRO CONSTITUINTE

[031]A quantidade incorporada de salicilato de metal alcalinoterroso e/ou de-tergente metálico de fenato de metal alcalinoterroso, que é o primeiro constituinte aditivo, considerando-se a composição de graxa total como 100 partes por massa, é, preferencialmente, 0,1 a 10 partes por massa, mas, mais preferencialmente, de 0,3 a 7 partes por massa, e, ainda mais preferencialmente, de 0,5 a 5 partes por massa. Se a quantidade de detergente metálico for menor que 0,1 parte por massa, embora isso não impactará na dureza da graxa (não fará com que a mesma se suavize), não será possível dispersar suficientemente as partículas de água que foram misturadas na graxa, e pode ser difícil manter uma película lubrificante estável. Se for maior que 10 partes por massa, embora isso aprimore a dispersão da água, a tendência da graxa de suavizar devido ao cisalhamento aumentará, e será propensa a vazar a partir de pontos de lubrificação, de modo que possa não ser possível exibir o desempenho de lubrificação alvo.

SEGUNDO CONSTITUINTE

[032]A quantidade incorporada de sabão metálico que é um sal metálico de ácido esteárico não aquoso, que é o segundo constituinte aditivo, considerando-se a composição de graxa total como 100 partes por massa, é, preferencialmente, de 0,1 a 10 partes por massa, mas, mais preferencialmente, de 0,3 a 7 partes por massa, e, ainda mais preferencialmente, de 0,5 a 5 partes por massa. Se a quantidade de sabão metálico for menor que 0,1 parte por massa, não será possível dispersar suficientemente as partículas de água que foram misturadas na graxa, e pode ser difícil manter uma película lubrificante estável. Se for maior que 10 partes por massa, embora isso irá aprimorar a dispersão da água, os custos simplesmente aumentarão e nenhum efeito adicional pode ser esperado.

TERCEIRO CONSTITUINTE

[033]A quantidade incorporada de sulfonato de cálcio e/ou naftenato, que é o terceiro constituinte aditivo, considerando-se a composição de graxa total como 100 partes por massa, é, preferencialmente, de 0,1 a 10 partes por massa, mas, mais preferencialmente, de 0,3 a 7 partes por massa, e, ainda mais preferencialmente, de 0,5 a 5 partes por massa. Se a quantidade desses aditivos for menor que 0,1 parte por massa, pode se tornar difícil exibir os efeitos mencionados acima, e se essa for maior que 10 partes por massa, a inibição da ocorrência de oxidação pode ser esperada, mas a graxa se tornará vazar a sair dos pontos de lubrificação devido ao cisa- lhamento, de modo que pode ser tornar difícil obter o desempenho de lubrificação alvo.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE COMPOSIÇÃO DE GRAXA PENETRAÇÃO TRABALHADA

[034] Em testes de penetração trabalhada, a composição de graxa da presente modalidade terá, preferencialmente, uma penetração de no 00 a no 4 (175 a 430), mas, mais preferencialmente, uma penetração de no 2 a no 3 (220 a 295). A penetração expressa a dureza visual. Os valores usados aqui para penetração são para penetração trabalhada, conforme medidos de acordo com o documento no JIS K 2220 7.

PONTO DE GOTEJAMENTO

[035]A composição de graxa da presente modalidade não tem correlação com o ponto de gotejamento em termos de desempenho, mas como um critério para a estrutura da graxa de ureia espessante alcançar uma coesão adequada, não é, pre-ferencialmente, menor que ou excede 180 °C. O ponto de gotejamento se refere à temperatura na qual uma graxa viscosa perde a estrutura do espessante conforme a temperatura se eleva. A medição do ponto de gotejamento aqui e realizada de acordo com o documento no JIS K 2220 8.

ESTABILIDADE DE CISALHAMENTO QUANDO CONTER ÁGUA

[036] Em um teste de penetração trabalhada após uma teste de estabilidade de cilindro, a composição de graxa da presente modalidade não terá, preferencialmente, uma penetração pós-teste maior que 395, e a diferença entre antes do teste e após o teste não será maior que 90, mas, mais preferencialmente, a penetração pós- teste não será maior que 355 e a diferença entre antes do teste e após o teste não será maior que 70. Se a penetração pós-teste exceder 395, a graxa se tornará propensa a vazar a partir dos pontos de lubrificação de mancais e semelhantes, e pode se tornar impossível fornecer graxa de lubrificação às partes de fricção ou desliza-mento. Se a diferença entre antes do teste e após o teste exceder 90, não será possível, em primeiro lugar, descrever a estrutura de espessante como estável em relação ao cisalhamento, e com o uso longo a suavização pode se tornar grave e a infiltração será acelerada. A estabilidade de cisalhamento com água contida aqui é determinada de acordo com o teste de estabilidade de cilindro estipulado em ASTM D1831. Especificamente, 10% por proporção interna de água destilada são mesclados com uma graxa pré-fornecida (10% de água a 90% de graxa) e dispersados uniformemente. 50 g dessa graxa são pesadas e fornecidos para o teste de estabilidade de cilindro, em que o cisalhamento é aplicado por 24 horas a 40 °C. A graxa é, então, removida e a penetração trabalhada a 25 °C é medida. Para obter a penetração de antes e depois do teste, o valor da penetração antes do teste é subtraído da penetração após o teste.

TESTE DE VIDA ÚTIL DE LUBRIFICAÇÃO RESISTENTE À ÁGUA

[037]A vida útil de lubrificação em um teste de vida útil de lubrificação resis-tente à água da composição de graxa da presente modalidade não é, preferencial-mente, menor que 180 horas, mas, mais preferencialmente, não é menor que 240 horas e, ainda mais preferencialmente, não é menor que 300 horas. O procedimento para a o teste de vida útil de lubrificação resistente à água é conforme o seguinte. A Figura 1 mostra o aparelho de teste de esboço da vida útil de lubrificação resistente à água. Conforme mostrado no dito desenho, o aparelho de teste é projetado para avaliar a vida útil de lubrificação de um mancal enquanto é injetada água na graxa. Esse procedimento é uma versão aprimorada do aparelho de teste de resistência à água de enxague de água estipulado no documento no JIS K 2220 5.12. Especificamente, a água de circulação não é pulverizada (300 ml/min) na proteção de roda externa de mancal (placa de vedação) do mancal de esfera de teste conforme no documento JIS, mas a água destilada é injetada na graxa diretamente dentro do alojamento, que significa que é possível injetar uma quantidade mais precisa de água, que aprimora a confiabilidade do teste e permite que a vida útil de lubrificação seja medida o mais precisamente possível. Quanto ao método específico, 5,0 g de graxa de amostra são embalados no mancal de teste e o mancal é instalado no alojamento, após isso 100 ml de água destilada aquecida a 40 °C são injetados no alojamento a cada minuto, enquanto funciona a 3.000 rpm. A água injetada é descarregada para fora por meio da parte interior do mancal de teste. Com relação à vida útil de graxa, essa é consi-derada como o tempo para o mancal alcançar um torque alto devido a uma lubrificação insatisfatória pela graxa fornecida, para o mecanismo de frenagem atuar quando a corrente elétrica da máquina motriz que aciona o mancal tiver excedido 200% da corrente na operação estável, e para a máquina motriz de acionamento parar. O peso do mancal antes e após o teste também é considerado e calculado como a quantidade de desgaste do mancal. CONDIÇÕES DE TESTE Mancal de teste: no 22208EAE4 (mancal circulante autocentralizado) Quantidade de empacotamento de graxa: 5,0 g Velocidade escalar: 3.000 rpm Carga radial: 15 kgf Temperatura de água: 40°C Fluxo de água: 100 ml/min.

APLICAÇÕES DE COMPOSIÇÃO DE GRAXA

[038]A composição de graxa da presente modalidade pode, evidentemente, ser usada em maquinário, mancais e engrenagens de modo geral, mas também pode exibir desempenho superior em ambientes que são mais rigorosos para lubrificação com graxa, por exemplo, em aplicações em que há a possibilidade de ingresso de água. Por exemplo, em carros, é ideal o uso na lubrificação de bombas de água, máquinas motrizes com ventoinha de resfriamento, ignições, alternadores e várias partes de atuador na área de área de motor, hastes propulsoras, juntas de velocidade vetorial constante (CVJ), mancais de roda e embreagens no trem de potência, e várias outras partes, tais como direção de potência elétrica (EPS), janelas de potência elétrica, dispositivos de descarte, juntas de esfera, articulações de porta, manípulos e expansores de freio. Além disso, essa é preferida para o uso em vários tipos de mancais e partes de encaixe interno em que há a possibilidade de ingresso de água no maquinário de construção, tal como escavadeiras mecânicas, tratores de esteira e guindastes, na indústria de fabricação de aço, em moinhos de papel, no maquinário florestal, em ma- quinário agrícola, em usinas químicas, em instalações de geração de eletricidade e em material ferroviário. Quanto a outras aplicações, pode-se mencionar juntas de cano contínuo e mancais em máquinas motrizes fora de borda; para essas aplicações essa também é ideal. DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS Na Figura 1, as seguintes referências indicam as seguintes partes:

EXEMPLOS

[039]A invenção é explicada em seguida por meio de exemplos de modalidade e exemplos comparativos, mas a invenção não é limitada por esses exemplos de modo algum.

MATÉRIAS-PRIMAS

[040]As matérias-primas usadas nos Exemplos da Modalidade 1 a 7 e Exem-plos Comparativos 1 a 3 foram conforme o seguinte.

ÓLEO-BASE:

[041]* Óleo-base A Mistura, nas proporções de 80 partes por massa a 20 par-tes por massa, de um óleo mineral parafínico obtido por desengraxamento e refina-mento por solvente e pertence ao Grupo 1 da classificação (viscosidade cinemática a 100 °C, 11,25 mm2/s, índice de viscosidade 97) do API (Instituto Americano do Petró-leo) e um óleo mineral naftênico que pertence ao Grupo (viscosidade cinemática a 100 °C, 10,71 mm2/s, índice de viscosidade 30).

ESPESSANTES:

[042]* Ureia A: Espessante de diureia sintetizado a partir de di-isocianato de 4,4’-difenilmetano e octilamina mais laurilamina.

[043]* Ureia B: Espessante de diureia sintetizado a partir de di-isocianato de 4,4’-difenilmetano e octilamina mais oleilamina.

[044]* Ureia C: Espessante de diureia sintetizado a partir de di-isocianato de 4,4’-difenilmetano e estearilamina mais hexametilenodiamina.

[045]Aditivos:

[046]* Aditivo A: Salicilato de cálcio (M7125, feito por Infineum Ltd.) (BN 350 mg de KOH/g)

[047]* Aditivo B: Salicilato de cálcio (M7121, feito por Infineum Ltd.) (BN 225 mg de KOH/g)

[048]* Aditivo E: Fenato de cálcio (Lz6490, feito por Lubrizol Corp.) (BN 145 mg de KOH/g)

[049]* Aditivo G: 12-hidroxiestearato de cálcio (SC-12H, feito por Sakai Che-mical Industry Co. Ltd.)

[050]* Aditivo H: Estearato de cálcio (estearato de cálcio feito por NOF Corp.)

[051]* Aditivo M: Sulfonato de cálcio (Na-sul729, feito por King Industries, Inc.) (BN 0,26 mg de KOH/g)

[052]* Aditivo N: Sulfonato de cálcio (Lz5342, feito por Lubrizol Corp.) (BN 307 mg de KOH/g)

[053]* Aditivo O: Naftenato de zinco (DAILUBE Z510, feito por DIC Corp.)

[054]* Aditivo P: Ácido orgânico de alquila/éster de ácido orgânico de alquila e sal de complexo de zinco^cálcio (K-CORR G-1086A, feito por King Industries, Inc.)

[055]* Aditivo Q: Sulfonato de sódio (Lz5318A, feito por Lubrizol Corp.) (BN 448 mg de KOH/g)

MÉTODO DE PREPARAÇÃO

[056]As composições de graxa dos Exemplos da Modalidade 1 a 7 e Exem-plos Comparativos 1 a 3 foram obtidos por métodos da técnica conhecida.

TESTES

[057]Os testes foram realizados nos exemplos da modalidade e exemplos comparativos, pelos métodos de teste mencionados acima, com relação a ponto de gotejamento, penetração trabalhada, teste de estabilidade de cilindro e vida útil de lubrificação resistente à água. As propriedades das várias graxas dos exemplos da modalidade e dos exemplos comparativos obtidos são mostradas na Tabela 1. A pe-netração trabalhada das graxas dos exemplos da modalidade e dos exemplos com-parativos foi em todos os casos a penetração de no 2 ou no 2,5. O ponto de goteja- mento para todas as graxas não foi menor que 220 °C, os valores não são todos infe-riores para graxas de ureia. Quanto ao critério de resistência de água, foi feita uma avaliação com base nos resultados de um teste de estabilidade de cilindro, realizado com amostras misturadas com 10% de água na graxa, e um teste de vida útil de lubri-ficação resistente à água. Esses resultados demonstraram lubricidade superior em todos os casos para as graxas dos exemplos da modalidade sobre as graxas dos exemplos comparativos. Especificamente, todas as graxas nos exemplos da modali-dade tiveram um vida útil de lubrificação resistente à água de mais de 400 minutos. Além disso, no teste de resistência à desgaste de lubrificação resistente à água, a quantidade de desgaste de mancal foi substancialmente abaixo de 20 mg. De acordo com os testes de verificação na mesma estrutura, os resultados foram que o “Exemplo da Modalidade 6” que contém um ácido orgânico de alquila ou éster de ácido orgânico de alquila e que contém tanto um sulfonato de cálcio e um naftenato de zinco teve a melhor resistência à desgaste de lubrificação resistente à água, seguido pelo “Exemplo da Modalidade 5” que contém tanto um sulfonato de cálcio quanto um naftenato de zinco, então, após isso o “Exemplo da Modalidade 1” e o “Exemplo da Modalidade 4” que contêm um sulfonato de cálcio ou um naftenato de zinco. Por outro lado, as graxas dos exemplos comparativos tiveram resultados inferiores com relação a qualquer um dentre ou tanto a vida útil de lubrificação resistente à água quanto a resistência à desgaste de lubrificação resistente à água.

1 valor após parada a 58 minutos.

Claims

1. Composição de graxa CARACTERIZADA pelo fato de que contém um composto de ureia como um espessante, um óleo-base, um salicilato de metal alcalinoterroso e/ou um fenato de metal alcalinoterroso como um primeiro constituinte aditivo, um sabão metálico, que é um sal metálico de ácido esteárico, como um segundo constituinte aditivo, e um sulfonato de cálcio e/ou um naftenato de zinco como um terceiro constituinte aditivo, em que a quantidade mesclada do composto de ureia anteriormente mencionado é de 0,5 a 50 partes por massa, em que a quantidade mesclada do primeiro constituinte anteriormente mencionado é de 0,1 a 10 partes por massa, em que a quantidade mesclada do segundo constituinte anteriormente mencionado é de 0,1 a 10 partes por massa, e a quantidade mesclada do terceiro constituinte anteriormente mencionado é de 0,1 a 10 partes por massa, tomando a composição de graxa total como 100 partes por massa.

2. Composição de graxa, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que contém tanto um sulfonato de cálcio quanto um naftenato de zinco como o terceiro constituinte anteriormente mencionado.

3. Composição de graxa, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que contém um ácido orgânico de alquila e/ou um éster de ácido orgânico de alquila.

4. Composição de graxa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que o espessante é uma diureia ou uma tetraureia.

5. Composição de graxa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que o BN do primeiro constituinte anteriormente mencionado é de 5 a 600 mg de KOH/g.