BRPI0822394A2

BRPI0822394A2 - composição de graxa, uso de uma composição de graxa, e, junta de velocidade constante

Info

Publication number: BRPI0822394A2
Application number: BRPI0822394-7A
Authority: BR
Inventors: Frank Reher; Stefanie Rosenkranz; Bernd Falk; Lothar Gasper; Mario Witzdam; Jisheng E.
Original assignee: Gkn Driveline International Gmbh
Priority date: 2008-04-01
Filing date: 2008-04-01
Publication date: 2020-10-06
Also published as: ES2436776T3; US20110021391A1; EP2260090B1; CN101981169A; CN101981169B; JP5284372B2; WO2009121378A1; JP2011512432A; EP2260090A1

Abstract

COMPOSIÇÃO DE GRAXA, USO DE UMA COMPOSIÇÃO DE GRAXA, E, JUNTA DE VELOCIDADE CONSTANTE De modo a resolver o objetivo, para estabelecer uma composição de graxa que tenha uma boa compatibilidade com capas fabricadas de borracha ou elastômero termoplástico, e que também fornece resistência aumentada, desgaste baixo e atrito baixo em uso em juntas de velocidade constante, uma composição de graxa é sugerida compreendendo a) pelo menos um óleo de base; b) 5 % em peso a 40 % em peso de pelo menos um sabão de sulfonato de cálcio e/ou sabão complexo de sulfonato de cálcio como um espessante; e C) pelo menos um aditivo contendo molibdênio.

Description

“COMPOSIÇÃO DE GRAXA, USO DE UMA COMPOSIÇÃO DE GRAXA, E, JUNTA DE VELOCIDADE CONSTANTE” A presente invenção diz respeito a uma graxa lubrificante que - é intencionada principalmente para o uso em juntas universais de velocidade constante, especialmente juntas esféricas ou juntas tríipodes, que são usadas nos sistemas de transmissão de veículos motorizados. Além disso, a presente invenção diz respeito a uma junta de velocidade constante compreendendo a composição de graxa de acordo com a presente invenção.

Os movimentos dos componentes dentro das juntas de velocidade constante (CVJ) são complexos com uma combinação de rolamento, deslizamento e repuxamento. Quando as juntas estão sob torque, os componentes são carregados juntos, o que pode não apenas causar desgaste nas superfícies de contato dos componentes, mas também fatiga de contato no rolamento e forças de atrito significantes entre as superfícies. O desgaste pode resultar em falha das juntas e as forças de atrito podem causar barulho, vibração e dureza (NVH) no sistema de transmissão. NVH é normalmente “medido” determinando-se as forças axiais geradas em CVJ do tipo imersão. Idealmente as graxas usadas em juntas de velocidade constante precisam não apenas reduzir o desgaste, mas também têm que ter um baixo coeficiente de atrito para reduzir as forças de atrito e para reduzir ou impedir NVH.

Juntas de velocidade constante também têm capas de vedação de material elastomérico que são usualmente da forma de foles, uma extremidade sendo conectada à parte externa da CVJ e a outra extremidade ao eixo de interconexão ou saída da CVJ. A capa retém a graxa na junta e —impedea entrada de sujeira e água.

A graxa não apenas deve reduzir o desgaste e atrito e impedir o início prematuro da fatiga de contato no rolamento em uma CVJ, ela também deve ser compatível com o material elastomérico do qual a capa é fabricada. De outro modo existe uma degradação do material da capa que causa falha prematura da capa, permitindo o escape da graxa e basicamente falha da CVJ. Os dois tipos principais de material usado para capas de CVJ são borracha de policloropreno (CR) e elastômero termoplástico (TPE), . especialmente copolímero de bloco de éter-éster-elastômero termoplástico (TPCET). i Graxas de CVJ típicas têm óleos de base que são combinações de óleos minerais naftênicos (anéis saturados) e parafínicos (cadeias saturadas retas e ramificadas). Óleos sintéticos também podem ser adicionados. É conhecido que os ditos óleos de base têm uma grande influência sobre a deterioração (intumescência ou encolhimento) de ambas as capas fabricadas de CR e TPC-ET. Óleos de base tanto minerais quanto sintéticos extraem os plasticizadores e outros agentes protetivos solúveis em óleo dos materiais da capa. Óleos minerais parafínicos e óleos de base sintéticos de poli-a-olefina (PAO) difundem muito pouco em capas especialmente fabricadas de material de borracha que causa encolhimento, mas por outro lado óleos minerais naftênicos e ésteres sintéticos difundem em materiais da capa e agem como plasticizadores e podem causar intumescência. A troca do plasticizador ou composições de plasticizador pelo óleo mineral naftênico pode reduzir significativamente o desempenho da capa, especialmente em temperaturas baixas, e pode fazer com que a capa falhe por craqueamento a frio, basicamente resultando em falha da CVJ. Se intumescência ou amolecimento significantes ocorrem, a capacidade de velocidade alta máxima da capa é reduzida devido à estabilidade deficiente na velocidade e/ou expansão radial excessiva.

De modo a resolver os problemas supracitados, a US

6.656.890 Bl sugere uma combinação de óleo de base especial compreendendo 10 a 35 % em peso de uma ou mais poli-a-olefinas, 3 a 15% em peso de um ou mais ésteres orgânicos sintéticos, 20 a 30 % em peso de um ou mais óleos naftênicos, o restante da combinação sendo um ou mais óleos parafínicos, e, além disso, um espessante de sabão de lítio, e um modificador de atrito livre de enxofre, que pode ser um complexo de organo-molibdênio, e ditiofosfato de molibdênio, e um dialquilditiofosfato de zinco e outros - aditivos tais como inibidores de corrosão, anti-oxidantes, aditivos de pressão extrema, e agentes de pegajosidade.

Entretanto, o coeficiente de atrito e o desgaste das composições de graxa de acordo com a US 6.656.890 B1 como medido em testes SRV (abreviação para as palavras alemãs Schwingungen, Reibung, Verschleill) precisam ser melhorados.

Assim, é o objetivo da presente invenção estabelecer uma composição de graxa, principalmente para o uso em juntas de velocidade constante, que tenha uma boa compatibilidade com capas fabricadas de borracha ou elastômero termoplástico, e que também fornece resistência aumentada, desgaste baixo e atrito baixo em uso em CV]. O dito objetivo da presente invenção é resolvido por uma composição de graxa para o uso em juntas de velocidade constante compreendendo a) pelo menos um óleo de base; b) 5 % em peso a 40 % em peso de pelo menos um sabão de sulfonato de cálcio e/ou sabão complexo de sulfonato de cálcio como um —espessante;e c) pelo menos um aditivo contendo molibdênio.

Na medida em que o termo % em peso é usado com respeito aos componentes sendo compreendidos da composição de graxa reivindicada, o termo % em peso é referido como a quantidade total da composição de graxa por todo este relatório descritivo, exceto onde expressivamente estabelecido de outro modo.

Preferivelmente, a composição de óleo de base usada na composição de graxa de acordo com a presente invenção compreende poli-a- olefinas, óleos naftênicos, óleos parafínicos, e/ou ésteres orgânicos sintéticos.

Como uma composição de óleo de base de acordo com a presente invenção, uma composição de óleo de base como divulgado na US

6.656.890 BI pode ser preferivelmente usada, a divulgação da qual é . incorporada aqui por referência. Entretanto, qualquer outro tipo de composição de óleo de base, especialmente uma combinação de óleos minerais, uma combinação de óleos sintéticos ou uma combinação de uma mistura de óleos minerais e sintéticos pode ser usado. A composição de óleo de base deveria ter preferivelmente uma viscosidade cinemática entre cerca de 32 e cerca de 250 mm”/s a 40º C e entre cerca de 5 e cerca de 25 mm”/s a 100º C. Os óleos minerais preferivelmente são selecionados do grupo compreendendo pelo menos um óleo naftênico e/ou pelo menos um óleo parafínico. Os óleos sintéticos utilizáveis na presente invenção são selecionados de um grupo compreendendo pelo menos uma poli-a-olefina (PAO) e/ou pelo menos um éster orgânico sintético. O éster orgânico sintético é preferivelmente um derivado do ácido dicarboxílico tendo subgrupos com base em álcoois alifáticos. Preferivelmente, os álcoois alifáticos têm cadeias de carbono primárias, retas ou ramificadas com 2 a 20 átomos de carbono. Preferivelmente, o éster orgânico sintético é selecionado de um grupo compreendendo ácido sebácico-bis(éster 2-etilexílico) (“sebacato de dioctila” (DOS)), ácido adípico-bis-(éster 2-etilexílico) (“adipato de dioctila” (DOA)), e/ou ácido azeláico-bis(éster 2-etilexílico) (“azelato de dioctila” (DOZ)).

Se a poli-a-olefina estiver presente na composição de óleo de base, preferivelmente poli-a-olefinas são selecionadas tendo uma viscosidade em uma faixa de cerca de 2 a cerca de 40 centistokes a 100º C. Os óleos —naftênicos selecionados para a composição de óleo de base têm preferivelmente uma viscosidade em uma faixa entre cerca de 3 a cerca de 370 mm?/s, mais preferivelmente cerca de 20 a cerca de 150 mm?”/s a 40º C, ao passo que se óleos parafínicos estivessem presentes na composição de óleo de base, preferivelmente os óleos parafínicos têm uma viscosidade em uma faixa entre cerca de 9 a cerca de 170 mm?/s a 40º C. O pelo menos um sabão de sulfonato de cálcio e/ou sabão complexo de sulfonato de cálcio usados como um espessante na composição - de graxa de acordo com a presente invenção é, em princípio, um produto de 5 reação de ácidos alifáticos ou graxos e/ou ácidos hidróxi alifáticos e/ou i graxos. Os ácidos graxos ou ácidos hidróxi graxos são selecionados preferivelmente de um grupo compreendendo 12 a 30, preferivelmente 12 a 24, o mais preferivelmente 12 a 18 átomos de carbono. Os ácidos alifáticos e/ou graxos podem ser selecionados de um grupo compreendendo ácido —dodecanóico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido oléico, ácido ricinoléico e/ou ácido 12-hidroxiesteárico. Ácidos hidróxi alifáticos e/ou graxos são preferidos devido a suas propriedades espessantes superiores.

O sulfonato de cálcio que pode ser usado na preparação da graxa de sulfonato de cálcio e/ou da graxa complexa de sulfonato de cálcio é selecionado do grupo compreendendo pelo menos um sulfonato de cálcio e/ou pelo menos um sulfonato de cálcio com sobrebases. Sulfonatos de cálcio com sobrebases são preferidos de acordo com a presente invenção, especialmente sulfonatos de cálcio com sobrebases tendo uma razão de metal de cerca de 6 a

35.

Um sabão de sulfonato de cálcio que pode ser usado como um espessante pode ser preparado a partir da reação dos componentes de sulfonato de cálcio e ácidos alifáticos e/ou graxos e/ou hidróxi e/ou ácidos graxos supracitados na presença de outros agentes, especialmente agentes de conversão, compreendendo, entre outros, água, álcoois, por exemplo bifenol, —isobutanol, n-pentanol, ou misturas destes ou misturas de álcoois com água, alquileno glicóis, éteres monoalquílicos inferiores de alquileno glicóis tais como éter monometílico de etileno glicol, ácidos carboxílicos alifáticos inferiores, por exemplo ácido acético e ácido propiônico, cetonas, aldeídos, aminas, ácidos de fósforo, alquil aminas e aminas aromáticas, imidazoilinas,

alcanolaminas, ácidos de boro, incluindo ácido bórico, ácido tetrabórico, ácido metabórico, e ésteres de tais ácidos de boro, e, também, dióxido de carbono como tal, ou melhor em combinação com água.

Sabões complexos de . sulfonato de cálcio que podem ser usados como um espessante de acordo com apresente invenção podem ser usados preparados a partir de pelo menos um i ácido alifático e/ou graxo ou ácido hidroxialifático e/ou graxo, pelo menos um dos compostos de sulfonato de cálcio mencionados acima juntamente com um agente complexante, por exemplo um borato de um ou mais ácidos dicarboxílicos ou uma mistura de ácidos carboxílicos de cadeia curta e/ou média.

O uso de um sabão complexo de sulfonato de cálcio como um espessante de acordo com a presente invenção permite que a composição de graxa de acordo com a presente invenção opere até uma temperatura de cerca de 180º C, ao passo que sabões de sulfonato de cálcio simples que podem ser usados como um espessante de acordo com a presente invenção, a composição de graxa apenas operará até uma temperatura de cerca de 120º C.

Entretanto, misturas de todos os sabões supracitados também podem ser usadas.

O pelo menos um aditivo contendo molibdênio que está presente na composição de graxa de acordo com a presente invenção é preferivelmente selecionado de um grupo compreendendo pelo menos um ditiocarbamato de molibdênio, pelo menos um ditiofosfato de molibdênio, MoS,, pelo menos um composto de molibdênio orgânico livre de S e livre de P, e/ou pelo menos um composto de molibdênio trinuclear.

O pelo menos um composto de molibdênio trinuclear é da seguinte fórmula geral Mo;SLrQ; OD em que L são ligandos independentemente selecionados tendo grupos organo com um número suficiente de átomos de carbono para tornar o composto solúvel ou dispersável no óleo, n é de 1 a 4, k varia de 4a 7, Qé selecionado do grupo de compostos doadores de elétron neutro tais como aminas, álcoois, fosfinos, e éteres, e z varia de 0 a 5 e inclui valores não estequiométricos.

O número de átomos de carbono presentes no composto de . molibdênio trinuclear entre todos os ligandos, grupos organo é pelo menos 21 átomos de carbono, preferivelmente pelo menos 25, mais preferivelmente i pelo menos 30, e o mais preferivelmente pelo menos 35. Compostos de molibdênio trinucleares utilizáveis na presente invenção são divulgados na US 6.172.013 Bl, a divulgação da qual é incorporada na presente invenção por referência. À presença de pelo menos 0,25 % em peso do composto de —molibdênio trinuclear é preferida e significativamente diminui o coeficiente de atrito assim como o desgaste quando usado em CVJs.

O pelo menos um ditiofosfato de molibdênio (MoDTP) e/ou ditiocarbamato de molibdênio (MoDTC) está preferivelmente presente na composição de graxa de acordo com a presente invenção em uma quantidade emuma faixa entre cerca de 0,3 % em peso, mais preferido cerca de 0,5 % em peso, o mais preferido cerca de 1,0 % em peso, a cerca de 3,5 % em peso, o mais preferido cerca de 3 % em peso, em cada caso referido a quantidade total da composição de graxa. Entretanto, também qualquer outro composto contendo molibdênio pode estar presente na composição de graxa de acordo coma presente invenção como o componente c), do qual compostos de molibdênio orgânicos são preferidos. À composição de graxa de acordo com a presente invenção pode conter um ou mais MoDTC e/ou MoDTP, e especialmente misturas destes. O MoDTP de acordo com a presente invenção é da seguinte fórmula geral: RO 5 Ionrdoss OR eo” guga PP. Gr Ra sE Sor o em que X ou Y representa S ou O e cada um de R'aR inclusivos pode ser o mesmo ou diferente e cada um representa um grupo alquila primário (cadeia reta) ou secundário (cadeia ramificada) tendo entre 6 e 30 átomos de carbono. O MOoDTC de acordo com a presente invenção é da seguinte . fórmula geral: [RNRIN-CS-SI-Mo20,S, — (ID) em que R e R$ todos independentemente representam um grupo alquila tendo 1 a 24, preferivelmente 3 a 18 átomos de carbono; m varia de 0 a3 en varia de 4a 1, contanto que m +n=4.

Preferivelmente, o aditivo contendo molibdênio é selecionado deum grupo compreendendo pelo menos um ditiocarbamato de molibdênio e pelo menos um composto de molibdênio trinuclear. Em uma forma de realização mais preferida da presente invenção a composição de graxa compreende 0,2 % em peso a 5,0 % de pelo menos um composto de molibdênio trinuclear, preferivelmente 0,25 % em peso a 3 % em peso, o mais preferivelmente 0,3 % em peso a 2 % em peso, e muito mais preferivelmente 0,3 % em peso a 1,25 % em peso.

Em uma outra forma de realização preferida da presente invenção, a composição de graxa compreende 0,25 a 5 % em peso de pelo menos um ditiocarbamato de molibdênio sólido ou líquido, preferivelmente 0,5%em peso a3% em peso, o mais preferivelmente 0,8 % em peso a 2 % em peso. Em uma outra forma de realização preferida da presente invenção, o ditiocarbamato de molibdênio é selecionado de um grupo compreendendo pelo menos um ditiocarbamato de molibdênio sólido.

De acordo com uma outra forma de realização da presente invenção, a composição de graxa compreende ainda pelo menos um agente anti-oxidação, pelo menos um inibidor de corrosão, pelo menos um agente anti-desgaste, pelo menos uma cera, pelo menos um modificador de atrito e/ou pelo menos um agente de pressão extrema.

Como um modificador de atrito, pelo menos um aditivo composto de zinco, mais preferivelmente um aditivo composto de zinco em uma quantidade de cerca de 0,1 % em peso a cerca de 3,5 % em peso, preferivelmente a cerca de 2,5 % em peso, mais preferivelmente a cerca de . 0,5 % em peso a cerca de 2,0 % em peso, referida à quantidade total da composição de graxa, é usado.

O aditivo composto de zinco mais preferido é selecionado do grupo compreendendo pelo menos um de ditiofosfatos de zinco (ZnDTP) e/ou ditiocarbamatos de zinco (ZnDTC), e ZnDTPs são os mais preferidos.

O ditiofosfato de zinco é preferivelmente selecionado do grupo de dialquilditiofosfato de zinco da seguinte fórmula geral: (RORÍO)SP-S-Zn-S-PS(OR NOR" av) em que cada um de Rº a R" inclusivos pode ser o mesmo ou diferente e cada um representa um grupo alquila primário ou secundário do qual grupos alquila primários são os mais preferidos tendo 1 a 24, preferivelmente 3 a 20, o mais preferivelmente 3 a 5 átomos de carbono.

Em particular, efeitos excelentes podem ser esperados se os substituintes R”, R$, Rº e R” representam uma combinação de grupos alquila primários e secundários, cada um tendo 3 a 8 átomos de carbono.

O ditiocarbamato de zinco pode ser preferivelmente selecionado de dialquilditiocarbamato de zinco da seguinte fórmula geral: R, S Ru duel 2 Dex R3 O Ss Ru m em que RL, Rº, Rô, eR"” podem ser os mesmos ou diferentes e cada um representa um grupo alquila tendo 1 a 24 átomos de carbono ou um grupo arila tendo 6 a 30 átomos de carbono.

Adicionando-se pelo menos um aditivo composto de zinco à composição de graxa de acordo com a invenção, o coeficiente de atrito assim —comoodesgasteem CV) são diminuídos mais significativamente.

O agente de EP é preferivelmente um polissulfeto livre de metal ou uma mistura destes, por exemplo, agentes de éster metílico do ácido graxo sulfurizados, com preferivelmente uma viscosidade de cerca de 25 mm”/s a 40º C, estando presente preferivelmente em uma quantidade entre . cerca de 0,1 a cerca de 3 % em peso, preferivelmente 0,3 a cerca de 2 % em peso, referida à quantidade total da composição de graxa. À quantidade de enxofre inativo total do agente de EP na temperatura ambiente preferivelmente varia de cerca de 8 a cerca de 50 % em peso, preferivelmente a cerca de 45 % em peso. A quantidade de enxofre ativo como medido de acordo com ASTM DI1662 pode ser cerca de até 1 % em peso, preferivelmente até cerca de 8 % em peso a 100º C, e preferivelmente até cerca de 20 % em peso a 140º C, a porcentagem em peso sendo referida à quantidade do agente de EP propriamente dito. Tais agentes de EP exibem efeitos excelentes com respeito à prevenção do desgaste de componentes internos de CVJ de contato. Se o teor de enxofre excede o limite superior definido acima, ele pode promover o início da fatiga de contato no rolamento e desgaste dos componentes de metal de contato e pode levar à degradação do material da capa da CVJ.

Como um agente anti-oxidação, a composição de graxa da presente invenção pode compreender uma amina, preferivelmente uma amina aromática, mais preferivelmente fenil-a-naftilamina ou di-fenilamina ou derivados destes. O agente anti-oxidação é usado para impedir a deterioração da composição de graxa associada com a oxidação. A composição de graxa de acordo com a presente invenção pode variar entre cerca de 0,1 a cerca de 2% em peso, referida à quantidade total à composição de graxa, de um agente —anti-coxidante de modo a inibir a degradação com oxidação da composição de óleo de base, assim como prolongar a vida da composição de graxa, prolongando assim a vida da CVJ. Tipicamente, a última operação antes da montagem da CVJ é uma lavagem para remover resíduos de usinagem, e portanto é necessário que a graxa absorva quaisquer traços de água remanescente e para impedir que a água cause corrosão e adversamente efetuando o desempenho da CVJ, assim um inibidor de corrosão é necessário. Como um inibidor de corrosão, a . composição de graxa de acordo com à presente invenção pode compreender — pelomenos um sal de metal ou dimetal selecionado do grupo que consiste de sais metálicos de ceras oxidadas, sais metálicos de sulfonatos de petróleo, especialmente preparados sulfonando-se componentes de hidrocarboneto aromático presentes nas frações de óleos lubrificantes, e/ou sais metálicos de sulfonatos alquil aromáticos, tais como ácidos dinonilnaftaleno sulfônicos, ácidos alquilbenzeno sulfônicos, ou ácidos alquilbenzeno sulfônicos com sobrebases. Exemplos dos sais metálicos incluem sais de sódio, sais de potássio, sais de cálcio, sais de magnésio, sais de zinco, sais de amônio quaternário, os sais de cálcio sendo os mais preferidos. Sais de cálcio de ceras oxidadas também garantem um efeito excelente. Especialmente preferido é —sebacato de dissódio como inibidor de corrosão.

Agentes anti-desgaste de acordo com a presente invenção impedem um contato de metal-a-metal adicionando-se compostos de formação de película para proteger a superfície por absorção física ou reação química. Compostos de ZnDTP também podem ser usados como agentes anti- desgaste. Como agentes anti-corrosão de acordo com a presente invenção preferivelmente sais de sulfonato de cálcio são usados, preferivelmente uma quantidade entre cerca de 0,5 a cerca de 3 % em peso, referida à quantidade total da composição de graxa.

Como um composto de cera, a composição de graxa da — presente invenção pode compreender qualquer tipo de ceras, preferivelmente ceras com oleosidade, conhecidas no estado da técnica para serem usadas na composição de graxa ou misturas desta, das quais ceras montan, especialmente ceras montan de éster sendo um produto de reação de pelo menos uma cera montan de ácido com um éster, e ceras de poliolefina incluindo ceras montan e/ou de poliolefina micronizadas, ou misturas destas são as mais preferidas. Ceras montan no sentido da presente invenção preferivelmente compreendem ésteres de ácidos graxos C»-Cuy e “ provavelmente álcoois de cera tendo 24 a 28 átomos de carbono. Ésteres — podem estar presentes na cera montan de acordo com a presente invenção em uma quantidade em uma faixa de cerca de 35 % em peso a cerca de 70 % em peso. Além disso, ácidos graxos livres assim como álcoois de cera livres assim como resinas montan podem estar presentes. Ceras montan úteis são oferecidas por exemplo pela companhia Clariant GmbH, 86005 Augsburg, Alemanha, especialmente ceras montan oferecidas e vendidas sob o nome comercial “Licowax”, Ceras de poliolefina utilizáveis no sentido da presente invenção são especialmente ceras de polipropileno e/ou polietileno ou misturas destas, também incluindo ceras de poliolefina modificadas, obtidas especialmente por copolimerização de etileno com comonômeros úteis como ésteres vinílicos ou ácido acrílico. A cera tem preferivelmente uma viscosidade de pelo menos cerca de 50 mPa*s a 100º C, mais preferido de pelo menos cerca de 100 mPa*s a 100º C, e o mais preferido de pelo menos cerca de 200 mPa*s a 100º C, medida de acordo com DIN 53 018. A cera usada na composição de graxa pode ser fornecida como um pó ou flocos, e é adicionada à composição de graxa com um longo período de agitação, preferivelmente em temperaturas elevadas, especialmente em temperaturas de cerca de 80º C a cerca de 100º C.

Modificadores de atrito tradicionais que também podem ser usados na presente invenção tais como amidas de ácido graxo e fosfatos de amina graxa foram usados em graxas e outros lubrificantes durante muitos anos (ver, por exemplo, os modificadores divulgados em Klamann, Dieter - “Lubricants”, Verlag Chemie GmbH 1983, 1º edição, capítulo 9.6). Seu papel é fornecer o lubrificante estável mas não necessariamente de atrito baixo em uma ampla faixa de condições de operação.

Em uma outra forma de realização da presente invenção, a composição de graxa reivindicada compreende 0,3 % em peso a 2 % em peso, preferivelmente até 1,25 % em peso, de pelo menos um composto de » molibdênio trinuclear e 0,8 % em peso a 3 % em peso, preferivelmente até 2 —%empeso, de pelomenos um ditiocarbamato de molibdênio. i Em uma outra forma de realização preferida da presente invenção, a composição de graxa reivindicada compreende 65 % em peso a 86,9 % em peso de uma composição de óleo de base, 16 % em peso a 20 % em peso de pelo menos um sabão de sulfonato de cálcio e/ou sabão complexo de sulfonato de cálcio, 0,3 % em peso a 2 % em peso de pelo menos um composto de molibdênio trinuclear e 0,3 % em peso a 3 % em peso de pelo menos um ditiocarbamato de molibdênio.

O mais preferido a composição de graxa de acordo com a presente invenção compreende 16 % em peso a 20 % em peso de pelo menos um sabão de sulfonato de cálcio e/ou sabão complexo de sulfonato de cálcio, 0,3 % em peso a 0,7 % em peso de pelo menos um composto de molibdênio trinuclear, 0,75 % em peso a 1,8 % em peso de pelo menos um diotiocarbamato de molibdênio, e 66,45 % em peso a 86,9 % em peso de uma composição de óleo de base.

A composição de graxa reivindicada pode compreender ainda outros agentes como mencionado acima

Além disso, a presente invenção refere-se ao uso de uma composição de graxa de acordo com a presente invenção em juntas de velocidade constante, e, além disso, a uma junta de velocidade constante compreendendo uma composição de graxa como reivindicado, À junta de — velocidade constante especialmente abrange uma capa, a capa sendo enchida com a composição de graxa de acordo com a presente invenção, pelo menos em parte, a capa tendo uma primeira região de fixação que é fixada a uma junta, e uma segunda região de fixação que é fixada a um eixo.

À capa pode ser fixada com dispositivos de fixação usuais na junta e/ou eixo.

A invenção será explicada em mais detalhe nos seguintes exemplos.

Exemplos . De modo a determinar o efeito da redução do coeficiente de atrito assim como o desgaste pela composição de graxa de acordo com a ' invenção, testes de SRV são realizados usando um testador de SRV Optimo! Instruments.

Espécime inferior de disco plano fabricado do aço do rolamento padrão 100Cr6 da Optimol Instruments Prúftechnik GmbH, Westendstrasse 125, Munich, apropriadamente limpo usando um solvente é preparado e contatado com a composição de graxa a ser examinada.

O teste de SRV é um teste padrão industrial e é especialmente relevante para o teste das graxas para CVI.

O teste consiste em um espécime de esfera superior com um diâmetro de 10 mm fabricado de aço do rolamento 100Cr6 alternativo sob carga no espécime inferior de disco plano indicado acima.

Em testes para imitar juntas trípodes uma frequência de 40 Hz com uma carga aplicada de 500 N foi aplicada durante 60 minutos (incluindo operação normal) a 80º C.

O percurso foi 3,0 mm.

Os coeficientes de atrito obtidos foram registrados em computador.

Para cada graxa, o valor relatado é uma média de dois dados no final dos testes em duas rodadas.

O desgaste é medido usando um —profilômetro e um planímetro digital.

Usando-se o profilômetro, um perfil da seção transversal no meio das superfícies gastas pode ser obtido.

A área (S) desta seção transversal pode ser medida usando-se o planímetro digital.

À quantidade de desgaste é avaliada por V = SI, onde V é o volume do desgaste eIéo percurso.

À taxa de desgaste (W,) é obtida de W, = V/L [umº/m], onde Léadistancia de deslizamento total nos testes.

Para a operação normal, ela é iniciada com uma carga aplicada de 50 N durante 1 minuto sob as condições especificadas acima.

Posteriormente, a carga aplicada é aumentada durante 30 segundos em 50 N até 500 N.

Além disso, testes com respeito às propriedades de uma capa de borracha e uma capa de TPE, respectivamente, equipadas com uma composição de graxa de acordo com a presente invenção de acordo com o exemplo C4 comparadas com duas composições de graxa comerciais A e B - foram realizados com respeito à mudança de uma dureza (D shore) e a — mudança percentual de tração, alongamento, e volume antes e depois de um envelhecimento térmico do material da capa imerso em uma graxa a 125º C durante 336 horas. Os ditos valores são medidos de acordo com ISO 868 (D shore), ISO 37 (mudança de tração e mudança de alongamento), e ISO 2781 (mudança de volume).

As graxas comerciais usadas nos exemplos comparativos A e B são Axel CaSX 51646, obtida da Axel Christiernsson B.V., Heijningen, Holanda, (exemplo comparativo A) e Super Grease 2 obtida da Tianjin Lubricant and Grease Co. Ltd. (Jinzhi), Sinopec Corp., Tianjin, P.R. China (exemplo comparativo B).

As seguintes substâncias são usadas nas composições de graxa examinadas de acordo com a presente invenção.

Composição de óleo de base (combinação de óleo) A composição de óleo de base usada tem uma viscosidade cinemática de cerca de 165 mm”/s a 40º C e cerca de 16 mm”/s a 100º C. À combinação de óleo de base pode ser uma mistura de um ou mais óleos parafínicos em uma faixa entre cerca de 10 a cerca de 60 % em peso, preferivelmente cerca de 20 a 40 % em peso, um ou mais óleos naftênicos em uma faixa entre cerca de 30 a cerca de 80 % em peso, preferivelmente cerca de 55 a cerca de 80 % em peso, e, se necessário, uma ou mais poli-a-olefinas (PAO) em uma faixa entre cerca de 5 a cerca de 40 % em peso, referida à quantidade total da mistura de óleo. A combinação de óleo pode conter ainda DOS em uma faixa entre cerca de 2 a cerca de 10 % em peso, referida a uma quantidade total da mistura de óleo. A combinação de óleo concreta usada nos exemplos é fabricada de 73 % em peso de óleo naftênico SR130, produzido por AB Nynas Petroleum, Stockholm, Suécia, 25 % em peso de óleo parafinico NS650, obtido por Kuwait Petroleum Europoort B.V, Europoort, Holanda, e 2 % em peso de DOS. , Os óleos naftênicos são selecionados com uma faixa de — viscosidade entre cerca de 20 a cerca de 180 mm?/s a 40º C, óleos parafínicos entre cerca de 25 a cerca de 400 mm”/s a 40º C, e PAO entre cerca de 6 e cerca de 40 mm?/s a 100º C. Sabão de sulfonato de cálcio O sabão de sulfonato de cálcio usado nos exemplos da presente invenção é um sabão de sulfonato de cálcio com sobrebases obtido de uma reação de sulfonato de cálcio com sobrebases com uma razão de metal de cerca de 6 a 35 com ácido 12-hidroxiesteárico na presença de um óleo neutro em solvente, carbonato de cálcio, álcool isopropílico e ácido fosfórico. Um método possível para produzir o sabão de sulfonato de cálcio usado é —descritona US 5.126.062.

Composto de molibdênio trimolecular (TNMoOS) O composto de molibdênio trimolecular usado nas composições de graxa de acordo com a presente invenção é um composto de molibdênio trinuclear contendo enxofre obtenível sob o nome comercial —C9455B da Infineum International Ltd., UK. Sua estrutura é definida na US

6.172.013 BL.

Outros compostos de molibdênio Um ditiofosfato de molibdênio (MoDTP) vendido sob o nome comercial Sakuralube 300 (S-300) da Asahi Denka Co. Ltd., Japão, com a fórmula química ditiofosfato de 2-etilexil molibdênio, diluído com óleo mineral, é usado. Além disso, um ditiocarbamato de molibdênio sólido (MoDTC sólido) vendido sob o nome comercial Sakuralube 600 (S-600), produzido por Asahi Denka Co. Limited, Japão, ou sob o nome comercial Molyvan A, produzido por R.T. Vanderbilt Company, Inc, USA, é usado.

Além disso, um ditiocarbamato de molibdênio vendido sob o nome comercial Sakuralube 200 (MoDTC $-200) no estado líquido, produzido por Asahi Denka Co.

Limited, Japão, é usado assim como um : aditivo de molibdênio orgânico livre de S e livre de P vendido sob o nome comercial S-701 da Asahi Denka Co.

Limited, Japão, sendo um complexo de molibdênio amina com a fórmula geral RAN-Mo,O,H, assim como MoS, usual.

Outros aditivos Como um modificador de atrito um aditivo composto de zinco, istoé, ditiofosfato de zinco ZnDTP, vendido por Infineum International Ltd., Oxfordshire, UK, sob o nome comercial C9425, é usado, sendo um dialquilditiofosfato de zinco com grupos alquila primários e/ou secundários, especialmente tendo 3 a 8 átomos de C, preferivelmente tendo 4 a 5 átomos de C, diluídos com óleo mineral.

Primeiro, as vantagens da composição de graxa de acordo com a presente invenção foram examinadas medindo-se o coeficiente de atrito e a carga de soldagem das seis graxas diferentes, como listado na Tabela 1: Tabela 1 gaxa [% em|Al az AB Aa As A6 a AB as E uu Mot sarro A E O MEDE sao O A a Ago EH E PE a = FE to cálcio Os resultados das medições de SRV do coeficiente de atrito assim como as medições de carga de soldagem dos Exemplos A1 a A8 podem ser derivadas da Fig. 1. e Fig. 2. O coeficiente de atrito mais baixo, e, entretanto, o desgaste mais alto são medidos quando da adição de um MoS, simples, ao passo que um desgaste muito baixo como medido com respeito ao

Exemplo A3 com um coeficiente de atrito aumentado comparado com o Exemplo A1 sendo uma composição de graxa não de acordo com a presente invenção apenas composto do óleo de base e um sabão de sulfonato de cálcio.

- Além disso, também os Exemplos A2 e A5 mostram bons resultados com —respeitoao desgaste.

Em uma outra série de testes, a quantidade do TNMOS assim como do MoDTC sólido é corrigida. Dez composições de graxa foram preparadas de acordo com a Tabela 2.

Tabela 2 ErEFrEPPFPEFERE ee 1 | E E p q E | pm A Nos Exemplos B1 a B3 a quantidade do TNMoS é corrigida, em que nos Exemplos B4 a B7 a quantidade de MoDTC sólido é corrigida. Os Exemplos B8 a B10 referem-se a misturas de 0,5 % em peso de TNMOS para quantidades diferentes de MoDTC sólido. Os resultados das medições de SRV com respeito ao coeficiente de atrito assim como à carga de soldagem podem ser deduzidos da Fig. 3 e Fig. 4.

O Exemplo B3 mostra o coeficiente de atrito mais baixo, entretanto, os resultados para o desgaste estão apenas na faixa média dos resultados obtidos. Além disso, coeficientes de atrito baixos foram medidos com respeito aos Exemplos B9 a B10, dos quais o Exemplo B9 mostra uma da medida de desgaste mais baixa. Os ditos resultados de teste mostram que especialmente combinações de diferentes compostos contendo molibdênio são preferíveis, e que as faixas dos compostos de molibdênio usados são muito sensíveis com respeito à medida de coeficiente de atrito e desgaste.

Em uma terceira série de teste, o efeito da adição de uma — quantidade de 0,5% em peso de diferentes compostos contendo molibdênio e

DE lopTC sólido — | | 15 | 15 | 15 | 15 [| 15 | MoDTC s-200 sas oa o os | jabão de sulfonato de; 18 18 18 18 álcio [Combinação de óleo | 82 | so | 8 | 8& | 8 | 8 | Os resultados das medições de SRV do coeficiente de atrito —assimcomoa medição da carga de soldagem podem ser deduzidos da Fig. 5 e

6. Uma pessoa pode facilmente deduzir que a composição C4 sendo uma composição de 1,5 % em peso de MoDTC sólido no estado sólido e o composto de molibdênio trinuclear em uma quantidade de 0,5 % em peso é a mais preferida, porque tanto o coeficiente de atrito assim como o desgaste são —consideravelmente mais baixos quando comparado aos resultados das outras composições.

Finalmente, combinações de três aditivos compostos de molibdênio ou dois aditivos compostos de molibdênio juntamente com ZnDTP são examinadas de acordo com a Tabela 4. A quantidade de MoDTC sólidonãoé variada.

Tabela 4 omposição de graxa [Exemplo DIlExemplo D2fExemplo PilPxemplo Dilexemlo DS em peso =Al os Pe p= | = | os [| 05 | Ds os os Dos | - IMoDTC sólido | = | %s | 158 | 1458 | 15 | IMoDTC S-200 e as : MOD Ss e os | sabão de sulfonato de 18 18 18 [| as js lcio ombinação de óleo 82 79.5 Como pode ser deduzido da Fig. 7 e 8 referindo-se aos exemplos D1 a D5, o coeficiente de atrito mais baixo foi medido com respeito ao exemplo D5, ao passo que o desgaste foi muito baixo nos exemplos D2 e —D4 Entretanto, devido ao coeficiente de atrito mais baixo, a composição de graxa D5 sendo muito similar à composição de graxa C4 parece ser vantajosa. Finalmente, medições das propriedades de capas equipadas com as diferentes graxas foram realizadas. Uma composição de graxa de acordo com o exemplo C4 foi comparada com os exemplos comparativos a e —B sendo composições de graxa comercialmente disponíveis. Os resultados são listados na Tabela 5. Tabela 5 EEE = pa

A B omparbifidade com a barraga JC dança de dnreza D store gg nn GO) ompatibidade com PRE | Mudança de dureza (D shore Adir” Ig Como pode ser deduzido da Tabela 5, especialmente em combinação com capas fabricadas de material de TPE propriedades —preferíveis com respeito à mudança de tração e mudança de alongamento foram medidas. Testes de resistência realizados com respeito ao exemplo C4 mostram que a resistência de juntas de velocidade constante pode ser realçada até um tempo de vida duplicado comparado a juntas equipadas com capas com graxas comercialmente disponíveis tais como os exemplos comparativos

AceB.

Em resumo, à composição de graxa de acordo com a presente & invenção tem uma influência vantajosa e significante sobre o coeficiente de atritoeo desgaste, levando a um bom desempenho em pressão extrema. i Especialmente preferidas são combinações de dois ou três compostos contendo molibdênio diferentes sendo adicionados à composição de graxa em uma quantidade até 3,5 % em peso em total, da qual a adição de um composto de molibdênio trinuclear assim como um ditiocarbamato de molibdênio,

preferivelmente no estado sólido, em combinação são as mais preferidas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição de graxa para o uso em juntas de velocidade constante caracterizada pelo fato de que compreende . a) pelo menos um óleo de base; b) 5 % em peso a 40 % em peso de pelo menos um sabão de | sulfonato de cálcio e/ou sabão complexo de sulfonato de cálcio como um espessante; e c) pelo menos um aditivo contendo molibdênio.

2, Composição de graxa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ela compreende 12 % em peso a 20 % em peso de pelo menos um sabão de sulfonato de cálcio e/ou sabão complexo de sulfonato de cálcio.

3. Composição de graxa de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um aditivo contendo molibdênio é selecionado de um grupo compreendendo pelo menos um ditiocarbamato de molibdênio, pelo menos um ditiofosfato de molibdênio, MoS,, pelo menos um composto de molibdênio orgânico livre de S e livre de P, e/ou pelo menos um composto de molibdênio trinuclear.

4. Composição de graxa de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o aditivo contendo molibdênio é selecionado de um grupo compreendendo pelo menos um ditiocarbamato de molibdênio e pelo menos um composto de molibdênio trinuclear.

5. Composição de graxa de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que ela compreende 0,2 % em peso a 5 % em peso de pelo menos um composto de molibdênio trinuclear.

6. Composição de graxa de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que ela compreende

0,25 % em peso a 5 % em peso de pelo menos um ditiocarbamato de molibdênio.

7. Composição de graxa de acordo com as reivindicações 3 a - 6, caracterizada pelo fato de que o ditiocarbamato de molibdênio é — selecionado de um grupo compreendendo pelo menos um ditiocarbamato de molibdênio sólido.

8. Composição de graxa de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que ela compreende 0,3 % em peso a 2,0 % em peso de pelo menos um composto de molibdênio —trinuclear e 0,5 % em peso a 3 % em peso de pelo menos um ditiocarbamato de molibdênio.

9, Composição de graxa de acordo com as reivindicações 4 a 8, caracterizada pelo fato de que ela compreende ainda pelo menos um ditiofosfato de molibdênio.

10. Composição de graxa de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a composição de óleo de base compreende poli-a-olefinas, óleos naftênicos, óleos parafínicos, e/ou ésteres orgânicos sintéticos.

11. Composição de graxa de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que ela compreende ainda pelo menos um agente anti-oxidação, pelo menos um inibidor de corrosão, pelo menos um agente anti-desgaste, pelo menos uma cera, pelo menos um modificador de atrito e/ou pelo menos um agente de pressão extrema.

12. Composição de graxa de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que ela compreende 65 % em peso a 86,9 % em peso de uma composição de óleo de base, 16 % em peso a 20 % em peso de pelo menos um sabão de sulfonato de cálcio e/ou sabão complexo de sulfonato de cálcio, 0,3 % em peso a 2,0 % em peso de pelo menos um composto de molibdênio trinuclear e 0,5 % em peso a 3 % em peso de pelo menos um ditiocarbamato de molibdênio.

13. Uso de uma composição de graxa de acordo com qualquer ”- uma das reivindicações | a 12 precedentes caracterizado pelo fato de ser em —juntasde velocidade constante.

14. Junta de velocidade constante caracterizada pelo fato de que compreende uma composição de graxa de acordo com qualquer uma das reivindicações | a 12.