CA2820456C - Composition de graisse comprenant un dithiocarbamate de molybdene et du graphite - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet une composition de graisse comprenant: une ou plusieurs huiles de base d'origine minérale, synthétique ou naturelle, un épaississant composé majoritairement d'un ou plusieurs savons d'aluminium simples ou complexes, un ou plusieurs dithiocarbamates de molybdène, du graphite.
Utilisation pour la lubrification des systèmes ouverts.
Utilisation pour la lubrification des systèmes ouverts.
Description
COMPOSITION DE GRAISSE COMPRENANT UN DITHIOCARBAMATE
DE MOLYBDENE ET DU GRAPHITE
Domaine de l'invention La présente invention est relative à des compositions de graisse, en particulier utilisables dans les applications industrielles ou travaux public, nécessitant une très bonne résistance aux fortes charges et aux chocs.
Arrière-plan technologique de l'invention Il existe de nombreuses applications où les lubrifiants liquides ne conviennent pas parce qu'ils dérivent par rapport au point de graissage. Il s'agit en particulier des paliers à
roulement et à glissement, des engrenages ouverts, des câbles métalliques et des entraînements par chaîne, et plus généralement des applications ne comportant pas de système d'étanchéité.
Pour ces applications, on utilise des graisses lubrifiantes, qui sont des substances solides ou semi fluides résultant de la dispersion d'un épaississant dans un lubrifiant liquide, intégrant des additifs qui leur confèrent des propriétés particulières.
La très large majorité des graisses lubrifiantes est préparée avec des épaississants de type sels métalliques d'acides gras. On dissout l'acide gras dans l'huile de base à une température relativement élevée, et on ajoute ensuite l'hydroxyde de métal approprié. Après avoir fait évaporer par cuisson l'eau qui se forme lors de la réaction, on refroidit pendant un laps de temps défini, pour former le réseau de savon.
Des hydroxydes de Lithium, Sodium, Calcium, Baryum, Titane ou Aluminium, ou certains trimères d'aluminium, conviennent par exemple comme composés métalliques pour la fabrication de la graisse. Les acides gras à chaîne longue, de l'ordre de C14 à C28, principalement C18, proviennent généralement d'huiles végétales (huile de ricin par exemple), ou animales (par exemple suif). Ils peuvent être hydrogénés. Le dérivé le plus connu est l'acide 12 hydroxystéarique provenant de l'acide ricinoléique.
On peut également utiliser, en combinaison avec les acides gras à longue chaîne, des acides à chaîne courte, comprenant typiquement entre 6 et 12 atomes de carbone, comme par exemple l'acide azélaique, l'acide benzoïque. Il se forme alors des graisses dites complexes.
Les savons métalliques forment une structure fibreuse, sauf Les savons d'aluminium, qui présentent, eux, une structure de gel sphérique.
DE MOLYBDENE ET DU GRAPHITE
Domaine de l'invention La présente invention est relative à des compositions de graisse, en particulier utilisables dans les applications industrielles ou travaux public, nécessitant une très bonne résistance aux fortes charges et aux chocs.
Arrière-plan technologique de l'invention Il existe de nombreuses applications où les lubrifiants liquides ne conviennent pas parce qu'ils dérivent par rapport au point de graissage. Il s'agit en particulier des paliers à
roulement et à glissement, des engrenages ouverts, des câbles métalliques et des entraînements par chaîne, et plus généralement des applications ne comportant pas de système d'étanchéité.
Pour ces applications, on utilise des graisses lubrifiantes, qui sont des substances solides ou semi fluides résultant de la dispersion d'un épaississant dans un lubrifiant liquide, intégrant des additifs qui leur confèrent des propriétés particulières.
La très large majorité des graisses lubrifiantes est préparée avec des épaississants de type sels métalliques d'acides gras. On dissout l'acide gras dans l'huile de base à une température relativement élevée, et on ajoute ensuite l'hydroxyde de métal approprié. Après avoir fait évaporer par cuisson l'eau qui se forme lors de la réaction, on refroidit pendant un laps de temps défini, pour former le réseau de savon.
Des hydroxydes de Lithium, Sodium, Calcium, Baryum, Titane ou Aluminium, ou certains trimères d'aluminium, conviennent par exemple comme composés métalliques pour la fabrication de la graisse. Les acides gras à chaîne longue, de l'ordre de C14 à C28, principalement C18, proviennent généralement d'huiles végétales (huile de ricin par exemple), ou animales (par exemple suif). Ils peuvent être hydrogénés. Le dérivé le plus connu est l'acide 12 hydroxystéarique provenant de l'acide ricinoléique.
On peut également utiliser, en combinaison avec les acides gras à longue chaîne, des acides à chaîne courte, comprenant typiquement entre 6 et 12 atomes de carbone, comme par exemple l'acide azélaique, l'acide benzoïque. Il se forme alors des graisses dites complexes.
Les savons métalliques forment une structure fibreuse, sauf Les savons d'aluminium, qui présentent, eux, une structure de gel sphérique.
2 D'autres épaississants inorganiques comme, par exemple, la bentonite, le gel de silice peuvent être utilisés. On trouve également parmi les épaississants des polycarbamides (polyurées).
Pour les applications où la graisse se trouve dans une enceinte non confinée (par exemple engrenages ouverts de cimenterie...), les graisses épaissies aux savons métalliques, et en particulier aux savons métalliques d'aluminium simples ou complexes sont bien supérieures aux autres graisses.
En effet, les graisses épaissies aux polyurées n'ont pas une stabilité
mécanique suffisante, notamment en raison de leur caractère thixotrope, qui les conduit à se déstructurer sous contraintes mécaniques.
Les épaississants inorganiques présentent également des problèmes de tenue mécanique et de résistance à l'eau, ce qui est préjudiciable dans les systèmes ouverts.
Les savons métalliques présentent, quant à eux une très bonne tenue mécanique. En particulier, les graisses épaissies aux savons d'aluminium simple ou complexe présentent une très bonne tenue mécanique, sont très résistantes à
l'eau (en particulier les graisses d'aluminium complexe), et présentent une très bonne adhésivité aux surfaces métalliques.
Le brevet FR 1 048 670 décrit par exemple une graisse comprenant un savon d'aluminium, permettant la lubrification de pièces lourdes en industrie, qui fonctionnent dans des conditions rigoureuses de température et de charges. La présence de savon d'aluminium empêche la séparation de l'huile de base de la graisse, et donc la déstructuration de la graisse.
La demande FR 2 172 080 décrit également des graisses particulièrement stables épaissies aux savons d'aluminium, ainsi que la demande FR 2 012 238, qui souligne également leur résistance à l'eau.
La demande EP 0661378 divulgue des exemples de graisses épaissies aux savons d'aluminium complexe contenant du dithiocarbamate de molybdène (MoDTC), seul ou en combinaison avec du dithiophosphate de Zinc (DTPZn). Ces compositions ne contiennent pas de graphite. Leurs performances EP sont médiocres, particulièrement celles de la graisse ne contenant que du MoDTC.
Des graisses épaissies aux savons d'aluminium complexe, et comprenant des additifs antiusure, extrême pression, ainsi qu'un modificateur de frottement, le bisulfure de molybdène (M0S2), sont commercialisées sous le nom de COPAL MS 2 pour des applications sur des engrenages ouverts en industrie lourde tels que les cimenteries, les sucreries (broyeurs, harnais de commandes de four, couronnes d'orientation), ou pour les engins de travaux publics. La présence de MoS2 garantit
Pour les applications où la graisse se trouve dans une enceinte non confinée (par exemple engrenages ouverts de cimenterie...), les graisses épaissies aux savons métalliques, et en particulier aux savons métalliques d'aluminium simples ou complexes sont bien supérieures aux autres graisses.
En effet, les graisses épaissies aux polyurées n'ont pas une stabilité
mécanique suffisante, notamment en raison de leur caractère thixotrope, qui les conduit à se déstructurer sous contraintes mécaniques.
Les épaississants inorganiques présentent également des problèmes de tenue mécanique et de résistance à l'eau, ce qui est préjudiciable dans les systèmes ouverts.
Les savons métalliques présentent, quant à eux une très bonne tenue mécanique. En particulier, les graisses épaissies aux savons d'aluminium simple ou complexe présentent une très bonne tenue mécanique, sont très résistantes à
l'eau (en particulier les graisses d'aluminium complexe), et présentent une très bonne adhésivité aux surfaces métalliques.
Le brevet FR 1 048 670 décrit par exemple une graisse comprenant un savon d'aluminium, permettant la lubrification de pièces lourdes en industrie, qui fonctionnent dans des conditions rigoureuses de température et de charges. La présence de savon d'aluminium empêche la séparation de l'huile de base de la graisse, et donc la déstructuration de la graisse.
La demande FR 2 172 080 décrit également des graisses particulièrement stables épaissies aux savons d'aluminium, ainsi que la demande FR 2 012 238, qui souligne également leur résistance à l'eau.
La demande EP 0661378 divulgue des exemples de graisses épaissies aux savons d'aluminium complexe contenant du dithiocarbamate de molybdène (MoDTC), seul ou en combinaison avec du dithiophosphate de Zinc (DTPZn). Ces compositions ne contiennent pas de graphite. Leurs performances EP sont médiocres, particulièrement celles de la graisse ne contenant que du MoDTC.
Des graisses épaissies aux savons d'aluminium complexe, et comprenant des additifs antiusure, extrême pression, ainsi qu'un modificateur de frottement, le bisulfure de molybdène (M0S2), sont commercialisées sous le nom de COPAL MS 2 pour des applications sur des engrenages ouverts en industrie lourde tels que les cimenteries, les sucreries (broyeurs, harnais de commandes de four, couronnes d'orientation), ou pour les engins de travaux publics. La présence de MoS2 garantit
3 une bonne lubrification même en cas de surchauffe accidentelle et évite tout collage ou grippage des organes lubrifiés.
Toutefois, ces graisses ont une teneur élevée en molybdène (Mo), qu'il serait intéressant de réduire pour des raisons environnementales, et des propriétés extrême pression qui pourraient être améliorées, notamment pour supporter les chocs et les à coups, par exemple dans les broyeurs et les engins de travaux publics.
Les graisses peuvent contenir divers lubrifiants solides, connus pour leurs propriétés de friction et leurs propriétés anti usure, tels que par exemple du bisulfure de molybdène ou de tungstène, le graphite ou le polytetrafluoroethylene (PTFE).
La demande FR 2 723 747 divulgue des graisses haute température pour joints homocinétiques comprenant des huiles de base minérales et/ou synthétiques, des épaississants polyurée et du MoS2 comme lubrifiant solide, ainsi que du graphite et au moins un composé organique du molybdène, préférentiellement dithiocarbamate de molybdène. Les lubrifiants solides graphite, MoDTC, PTFE, permettent d'abaisser la teneur en lubrifiant solide coûteux M0S2, mais sans toutefois s'y substituer complètement. La teneur en molybdène des compositions divulguées est au moins de l'ordre de 5000 ppm.
Cette demande ne concerne pas le domaine des graisses pour systèmes ouverts, en industrie ou dans les travaux publics, et ne décrit pas de graisses épaissies aux savons d'Aluminium simples ou complexes. Le problème est de produire des graisses pour joints homocinétiques d'automobiles résistant à
haute température, et ayant une durée de vie, un pouvoir lubrifiant, et une résistance sous charge permanente améliorée. Aucune mention n'est faite de l'amélioration des propriétés extrême pression.
La publication Effect of graphite on friction and wear characteristics of molybdenum dithiocarbamate , Y. Yamamoto et al. , Tribology Letters, Vol 17, N 1, July 2004, divulgue l'effet booster du graphite sur les performances antiusure et friction du MoDTC, dans une huile lubrifiante spécifique, le squalane. Cette amélioration ne concerne pas les propriétés extrême pression, et est surtout notable en présence de dispersant succinimide. Cette étude est limitée à une seule huile lubrifiante naturelle et n'aborde pas le domaine des graisses. Aucune combinaison spécifique d'huile de base, de graphite et de MoDTC avec d'autres composants nécessaires à la formulation des graisses, en particulier les épaississants n'est divulguée. Il n'est donc absolument pas possible de déduire de cette publication si l'effet booster du graphite sur les performances en friction et usure du MoDTC, et encore moins sur les propriétés extrême pression, sera reproduit dans une graisse comprenant tel ou tel épaississant.
Toutefois, ces graisses ont une teneur élevée en molybdène (Mo), qu'il serait intéressant de réduire pour des raisons environnementales, et des propriétés extrême pression qui pourraient être améliorées, notamment pour supporter les chocs et les à coups, par exemple dans les broyeurs et les engins de travaux publics.
Les graisses peuvent contenir divers lubrifiants solides, connus pour leurs propriétés de friction et leurs propriétés anti usure, tels que par exemple du bisulfure de molybdène ou de tungstène, le graphite ou le polytetrafluoroethylene (PTFE).
La demande FR 2 723 747 divulgue des graisses haute température pour joints homocinétiques comprenant des huiles de base minérales et/ou synthétiques, des épaississants polyurée et du MoS2 comme lubrifiant solide, ainsi que du graphite et au moins un composé organique du molybdène, préférentiellement dithiocarbamate de molybdène. Les lubrifiants solides graphite, MoDTC, PTFE, permettent d'abaisser la teneur en lubrifiant solide coûteux M0S2, mais sans toutefois s'y substituer complètement. La teneur en molybdène des compositions divulguées est au moins de l'ordre de 5000 ppm.
Cette demande ne concerne pas le domaine des graisses pour systèmes ouverts, en industrie ou dans les travaux publics, et ne décrit pas de graisses épaissies aux savons d'Aluminium simples ou complexes. Le problème est de produire des graisses pour joints homocinétiques d'automobiles résistant à
haute température, et ayant une durée de vie, un pouvoir lubrifiant, et une résistance sous charge permanente améliorée. Aucune mention n'est faite de l'amélioration des propriétés extrême pression.
La publication Effect of graphite on friction and wear characteristics of molybdenum dithiocarbamate , Y. Yamamoto et al. , Tribology Letters, Vol 17, N 1, July 2004, divulgue l'effet booster du graphite sur les performances antiusure et friction du MoDTC, dans une huile lubrifiante spécifique, le squalane. Cette amélioration ne concerne pas les propriétés extrême pression, et est surtout notable en présence de dispersant succinimide. Cette étude est limitée à une seule huile lubrifiante naturelle et n'aborde pas le domaine des graisses. Aucune combinaison spécifique d'huile de base, de graphite et de MoDTC avec d'autres composants nécessaires à la formulation des graisses, en particulier les épaississants n'est divulguée. Il n'est donc absolument pas possible de déduire de cette publication si l'effet booster du graphite sur les performances en friction et usure du MoDTC, et encore moins sur les propriétés extrême pression, sera reproduit dans une graisse comprenant tel ou tel épaississant.
4 De manière surprenante, la demanderesse a constaté que des graisses épaissies aux savons d'aluminium, et comprenant, à titre de modificateur de friction, un dithiocarbamate de molybdène combiné à du graphite, présentaient des propriétés extrême pression améliorées ; Les compositions selon l'invention peuvent présenter ces propriétés améliorées avec une teneur en molybdène réduite.
Brève description de l'invention :
La présente invention est relative à des compositions de graisse comprenant :
(a) Une ou plusieurs huiles de base d'origine minérale, synthétique ou naturelle, (b) Un épaississant composé majoritairement d'un ou plusieurs savons d'aluminium simples ou complexes, (c) Un ou plusieurs dithiocarbamates de molybdène, (d) Du graphite.
Préférentiellement, les compositions selon l'invention comprennent, à titre d'huiles de base (a), une ou plusieurs huiles de base minérales, seules ou en mélange, et optionnellement une ou plusieurs huiles de base synthétiques.
Selon un mode de réalisation, les compositions selon l'invention comprennent au moins un savon d'aluminium complexe à titre d'épaississant (b).
Préférentiellement, dans les compositions selon l'invention, le ou les savon(s) d'aluminium, simple(s) ou complexe(s), constituent au moins 80 % en poids de l'épaississant (b) dans lesdites compositions.
Selon un mode de réalisation, les compositions de graisse selon l'invention comprennent en outre un ou plusieurs additifs choisis parmi les additifs antiusure et/ou extrême pression, préférentiellement phosphosoufrés, préférentiellement les dithiophosphates.
Selon un mode préféré, les compositions selon l'une des revendications 1 à
Brève description de l'invention :
La présente invention est relative à des compositions de graisse comprenant :
(a) Une ou plusieurs huiles de base d'origine minérale, synthétique ou naturelle, (b) Un épaississant composé majoritairement d'un ou plusieurs savons d'aluminium simples ou complexes, (c) Un ou plusieurs dithiocarbamates de molybdène, (d) Du graphite.
Préférentiellement, les compositions selon l'invention comprennent, à titre d'huiles de base (a), une ou plusieurs huiles de base minérales, seules ou en mélange, et optionnellement une ou plusieurs huiles de base synthétiques.
Selon un mode de réalisation, les compositions selon l'invention comprennent au moins un savon d'aluminium complexe à titre d'épaississant (b).
Préférentiellement, dans les compositions selon l'invention, le ou les savon(s) d'aluminium, simple(s) ou complexe(s), constituent au moins 80 % en poids de l'épaississant (b) dans lesdites compositions.
Selon un mode de réalisation, les compositions de graisse selon l'invention comprennent en outre un ou plusieurs additifs choisis parmi les additifs antiusure et/ou extrême pression, préférentiellement phosphosoufrés, préférentiellement les dithiophosphates.
Selon un mode préféré, les compositions selon l'une des revendications 1 à
5 comprenant en outre un ou plusieurs polymères, préférentiellement choisis parmi les polyisobutènes.
Préférentiellement, dans les compositions selon l'invention, la teneur en molybdène est comprise entre 500 et 5000 ppm, préférentiellement entre 1000 et 4800 ppm.
Préférentiellement, dans les compositions selon l'invention, la teneur massique en graphite est comprise entre 0,5 et 3%, préférentiellement entre 0,7 et 2%
La présente invention est également relative à l'utilisation d'une composition de graisse telle que décrite ci-dessus pour la lubrification des systèmes ouverts, préférentiellement les engrenages ouverts, les câbles métalliques, les entraînements par chaîne.
Préférentiellement, cette utilisation est faite dans le domaine de l'industrie, préférentiellement l'industrie cimentière, sucrière, ou sidérurgique, ou dans le 5 domaine des travaux publics.
La présente invention est également relative à l'utilisation d'une composition additive comprenant du dithiocarbamate de molybdène et du graphite pour augmenter la charge de soudure, mesurée selon la norme DIN 51350/4, d'une graisse épaissie aux savons d'aluminium simples ou complexes.
Enfin, la présente invention est également relative à un système ouvert, préférentiellement engrenage ouvert, câble métallique, entraînement par chaîne, sur lequel est appliqué une composition de graisse telle que décrite ci dessus.
Description détaillée :
Huiles de base lubrifiantes (a) La ou les autres huiles de base utilisées dans les compositions selon la présente invention peuvent être des huiles d'origine minérales ou synthétiques des groupes I à V selon les classes définies dans la classification API (American Petroleum I nstitute).
Les huiles de base minérales selon l'invention incluent tous types de bases obtenues par distillation atmosphérique et sous vide du pétrole brut, suivies d'opérations de raffinage tels qu'extraction au solvant, désalphatage, déparaffinage au solvant, hydrotraitement, hydrocraquage et hydroisomérisation, hydrofinition.
Les huiles de bases des compositions de graisses selon la présente invention peuvent également être des huiles synthétiques, tels certains esters, silicones, glycols, polybutène, polyalphaoléfines (PAO), alkylbenzene, alkylnaphtalene.
Les huiles de bases peuvent également être des huiles d'origine naturelle, par exemple des esters d'alcool et d'acides carboxyliques, pouvant être obtenus à
partir de ressources naturelles telles que l'huile de tournesol, de colza, de palme, de soja....
Selon un mode de réalisation, les compositions de graisse selon l'invention contiennent un mélange d'huiles minérales, par exemple des huiles minérales paraffiniques et des huiles minérales naphténiques, à titre d'huiles de base (a).
Selon un autre mode de réalisation, elles contiennent un mélange d'huile(s) minérale(s), par exemple des huiles minérales paraffiniques et des huiles minérales naphténiques, et d'huiles synthétiques, par exemple polyalphaoléfines.
Préférentiellement, dans les compositions selon l'invention, la teneur en molybdène est comprise entre 500 et 5000 ppm, préférentiellement entre 1000 et 4800 ppm.
Préférentiellement, dans les compositions selon l'invention, la teneur massique en graphite est comprise entre 0,5 et 3%, préférentiellement entre 0,7 et 2%
La présente invention est également relative à l'utilisation d'une composition de graisse telle que décrite ci-dessus pour la lubrification des systèmes ouverts, préférentiellement les engrenages ouverts, les câbles métalliques, les entraînements par chaîne.
Préférentiellement, cette utilisation est faite dans le domaine de l'industrie, préférentiellement l'industrie cimentière, sucrière, ou sidérurgique, ou dans le 5 domaine des travaux publics.
La présente invention est également relative à l'utilisation d'une composition additive comprenant du dithiocarbamate de molybdène et du graphite pour augmenter la charge de soudure, mesurée selon la norme DIN 51350/4, d'une graisse épaissie aux savons d'aluminium simples ou complexes.
Enfin, la présente invention est également relative à un système ouvert, préférentiellement engrenage ouvert, câble métallique, entraînement par chaîne, sur lequel est appliqué une composition de graisse telle que décrite ci dessus.
Description détaillée :
Huiles de base lubrifiantes (a) La ou les autres huiles de base utilisées dans les compositions selon la présente invention peuvent être des huiles d'origine minérales ou synthétiques des groupes I à V selon les classes définies dans la classification API (American Petroleum I nstitute).
Les huiles de base minérales selon l'invention incluent tous types de bases obtenues par distillation atmosphérique et sous vide du pétrole brut, suivies d'opérations de raffinage tels qu'extraction au solvant, désalphatage, déparaffinage au solvant, hydrotraitement, hydrocraquage et hydroisomérisation, hydrofinition.
Les huiles de bases des compositions de graisses selon la présente invention peuvent également être des huiles synthétiques, tels certains esters, silicones, glycols, polybutène, polyalphaoléfines (PAO), alkylbenzene, alkylnaphtalene.
Les huiles de bases peuvent également être des huiles d'origine naturelle, par exemple des esters d'alcool et d'acides carboxyliques, pouvant être obtenus à
partir de ressources naturelles telles que l'huile de tournesol, de colza, de palme, de soja....
Selon un mode de réalisation, les compositions de graisse selon l'invention contiennent un mélange d'huiles minérales, par exemple des huiles minérales paraffiniques et des huiles minérales naphténiques, à titre d'huiles de base (a).
Selon un autre mode de réalisation, elles contiennent un mélange d'huile(s) minérale(s), par exemple des huiles minérales paraffiniques et des huiles minérales naphténiques, et d'huiles synthétiques, par exemple polyalphaoléfines.
6 Le mélange d'huiles de bases (a) est calé de façon à ce que sa viscosité à
40 C selon la norme ASTM D 445 soit comprise entre 100 et 500 cSt, préférentiellement entre 110 et 300 cSt, préférentiellement entre 150 et 250 cSt.
Epaississants (b) Les graisses selon la présente invention sont épaissies aux savons d'aluminium, simples ou complexes, qui présentent des propriétés mécaniques et une adhésivité aux surfaces supérieures, ainsi qu'une excellente résistance à
l'eau.
Les savons d'aluminium et d'acides gras peuvent êtres préparés séparément, ou in situ lors de la fabrication de la graisse (dans ce dernier cas, on dissout le ou les acides gras dans l'huile de base, puis on ajoute le composé
métallique approprié).
Les savons d'aluminium simples sont par exemple préparés à partir d'hydroxyde d'aluminium Al(OH)3 et d'un ou plusieurs acides gras à chaîne longue, comprenant typiquement de 10 à 28 atomes de carbone , saturés ou insaturés, par exemple l'acide stéarique.
Les savons d'aluminium complexes sont par exemples préparés à partir d'acide stéarique, d'acide benzoique, et de trimères d'aluminium répondant à
la formule (I) :
ROH
Al HOR 0 ROH (I) Où R est un radical hydrocarboné, préférentiellement alkyl, par exemple isopropyl.
Les savons d'aluminium complexes présentent, par rapport aux savons simples, l'avantage d'une meilleure tenue à haute température.
Les savons d'aluminium sont préférentiellement employés à des teneurs de l'ordre de 5 à 30 % en poids, préférentiellement de 10 à 25 % en poids, préférentiellement de 105à 20 % en poids , typiquement 12 % en poids dans les graisses selon l'invention. Dans les compositions selon l'invention, la quantité de savon(s) métallique(s) est généralement ajustée de manière à obtenir des graisses de grade 00, de grade 0, de grade 1 ou de grade 2 selon la classification NLGI.
Les graisses selon l'invention contiennent majoritairement des savons d'aluminium, simples ou complexes, à titre d'épaississant. On entend par là
que ces
40 C selon la norme ASTM D 445 soit comprise entre 100 et 500 cSt, préférentiellement entre 110 et 300 cSt, préférentiellement entre 150 et 250 cSt.
Epaississants (b) Les graisses selon la présente invention sont épaissies aux savons d'aluminium, simples ou complexes, qui présentent des propriétés mécaniques et une adhésivité aux surfaces supérieures, ainsi qu'une excellente résistance à
l'eau.
Les savons d'aluminium et d'acides gras peuvent êtres préparés séparément, ou in situ lors de la fabrication de la graisse (dans ce dernier cas, on dissout le ou les acides gras dans l'huile de base, puis on ajoute le composé
métallique approprié).
Les savons d'aluminium simples sont par exemple préparés à partir d'hydroxyde d'aluminium Al(OH)3 et d'un ou plusieurs acides gras à chaîne longue, comprenant typiquement de 10 à 28 atomes de carbone , saturés ou insaturés, par exemple l'acide stéarique.
Les savons d'aluminium complexes sont par exemples préparés à partir d'acide stéarique, d'acide benzoique, et de trimères d'aluminium répondant à
la formule (I) :
ROH
Al HOR 0 ROH (I) Où R est un radical hydrocarboné, préférentiellement alkyl, par exemple isopropyl.
Les savons d'aluminium complexes présentent, par rapport aux savons simples, l'avantage d'une meilleure tenue à haute température.
Les savons d'aluminium sont préférentiellement employés à des teneurs de l'ordre de 5 à 30 % en poids, préférentiellement de 10 à 25 % en poids, préférentiellement de 105à 20 % en poids , typiquement 12 % en poids dans les graisses selon l'invention. Dans les compositions selon l'invention, la quantité de savon(s) métallique(s) est généralement ajustée de manière à obtenir des graisses de grade 00, de grade 0, de grade 1 ou de grade 2 selon la classification NLGI.
Les graisses selon l'invention contiennent majoritairement des savons d'aluminium, simples ou complexes, à titre d'épaississant. On entend par là
que ces
7 savons représentent ensemble le plus fort pourcentage en poids dans les graisses selon l'invention, comparé au pourcentage en poids des autres matières épaississantes.
Préférentiellement, la quantité du ou des savons d'aluminium, simples ou complexes, constitue au moins 50 %, encore plus préférentiellement au moins 80 %
en poids par rapport au poids total de matières épaississantes, dans les compositions de graisse selon l'invention.
Selon un mode de réalisation, les graisses selon l'invention peuvent contenir comme épaississant majoritaire des savons métalliques d'acides gras simples ou complexes, et de moindres quantités d'autres épaississants, tels que d'autres savons métalliques, simples ou complexes, des polyurées, ou des épaississants inorganiques, type bentonite ou alumino silicates.
Préférentiellement, les graisses selon l'invention sont exemptes d'épaississants de type polyurées, qui sont plus compliqués techniquement à
fabriquer, en particulier parce que les composants entrant dans leur fabrication, telles que les isocyanates et les amines, sont très toxiques et peu stables au stockage.
Encore plus préférentiellement, les graisses selon l'invention contiennent exclusivement des savons métalliques d'aluminium simples ou complexes à titre d'épaississant.
Dithiocarbamate de molybdène et graphite :
Les compositions de graisse selon l'invention contiennent du graphite et du dithiocarbamate de molybdène. Il a été constaté, de façon surprenante, et alors même que le graphite est connu pour sa faible résistance sous forte charge, que cette combinaison permet d'obtenir des graisses épaissies aux savons d'aluminium ayant de très bonnes propriétés extrême pression, avec un taux réduit de molybdène.
Il n'est pas souhaitable de supprimer totalement les composés au molybdène, car les graisses épaissies aux savons d'aluminium qui n'en contiennent pas, ou peu, ne présentent aucune amélioration des propriétés extrême pression.
Par exemple, le graphite est connu pour présenter des problèmes de résistance sous forte charge, et une graisse ne contenant que du graphite, a des propriétés extrême pression médiocres.
Par ailleurs, les graisses ne contenant que du dithiocarbamate de molybdène comme additifs ne garantissent pas une protection suffisante des pièces car le MoDTC nécessite une certaine température d'activation pour être efficace, et il est généralement utilisé en combinaison avec d'autres additifs, notamment phospho-
Préférentiellement, la quantité du ou des savons d'aluminium, simples ou complexes, constitue au moins 50 %, encore plus préférentiellement au moins 80 %
en poids par rapport au poids total de matières épaississantes, dans les compositions de graisse selon l'invention.
Selon un mode de réalisation, les graisses selon l'invention peuvent contenir comme épaississant majoritaire des savons métalliques d'acides gras simples ou complexes, et de moindres quantités d'autres épaississants, tels que d'autres savons métalliques, simples ou complexes, des polyurées, ou des épaississants inorganiques, type bentonite ou alumino silicates.
Préférentiellement, les graisses selon l'invention sont exemptes d'épaississants de type polyurées, qui sont plus compliqués techniquement à
fabriquer, en particulier parce que les composants entrant dans leur fabrication, telles que les isocyanates et les amines, sont très toxiques et peu stables au stockage.
Encore plus préférentiellement, les graisses selon l'invention contiennent exclusivement des savons métalliques d'aluminium simples ou complexes à titre d'épaississant.
Dithiocarbamate de molybdène et graphite :
Les compositions de graisse selon l'invention contiennent du graphite et du dithiocarbamate de molybdène. Il a été constaté, de façon surprenante, et alors même que le graphite est connu pour sa faible résistance sous forte charge, que cette combinaison permet d'obtenir des graisses épaissies aux savons d'aluminium ayant de très bonnes propriétés extrême pression, avec un taux réduit de molybdène.
Il n'est pas souhaitable de supprimer totalement les composés au molybdène, car les graisses épaissies aux savons d'aluminium qui n'en contiennent pas, ou peu, ne présentent aucune amélioration des propriétés extrême pression.
Par exemple, le graphite est connu pour présenter des problèmes de résistance sous forte charge, et une graisse ne contenant que du graphite, a des propriétés extrême pression médiocres.
Par ailleurs, les graisses ne contenant que du dithiocarbamate de molybdène comme additifs ne garantissent pas une protection suffisante des pièces car le MoDTC nécessite une certaine température d'activation pour être efficace, et il est généralement utilisé en combinaison avec d'autres additifs, notamment phospho-
8 soufrés. Les graisses épaissies aux savons d'aluminium (complexes) ne contenant que du MoDTC comme additif ont des performances extrême pression médiocres.
Dithiocarbamate de molybdène (DTCMo) (c) Les compositions selon l'invention contiennent des dithiocarbamates de molybdène, additifs modificateurs de friction biens connus de l'homme du métier.
Ces modificateurs de frottement organométalliques dithiocarbamate de molybdène peuvent par exemple être des dialkyldithiocarbamates de molybdène répondant à la formule (Il) :
/S 11/S \ 11/S \ /X3 /N-1-1C Mo Mo CH¨N
Où X1, X2, X3, X4 sont des chaînes alkyl, comportant préférentiellement de 2 à
atomes de carbone, préférentiellement de 2 à 6 atomes de carbone.
Préférentiellement, la quantité de MoDTC des compositions selon l'invention est ajustée de manière à ce que leur teneur en molybdène soit comprise entre 500 et 5000, préférentiellement entre 1000 et 4800 ppm, préférentiellement entre 1500 et 4500 ppm, préférentiellement entre 2000 et 4000, préférentiellement entre 2500 et 3000 ppm. Une trop faible teneur en MoDTC conduit à des propriétés extrême pression médiocre, une trop forte teneur est préjudicaible à l'environnement.
Cette teneur peut être mesurée selon les techniques usuelles, plasma, absorption atomique, flurescence X.
Typiquement, la teneur massique en dialkyldithiocarbamate des compositions selon l'invention est comprise entre 0,3 et 2%, préférentiellement entre 0,5 et 1,7%, préférentiellement entre 0,7 et 1,5%, préférentiellement entre 0,8 et 1,2%, typiquement égale à 1%.
Selon un mode préféré, dans les compositions selon l'invention, le rapport Mo/[graphite] entre la teneur en molybdène, en ppm, et le pourcentage massique de graphite dans lesdites compositions, est compris entre 1000 et 4000, préférentiellement entre 1500 et 3500, préférentiellement entre 2000 et 3000, préférentiellement entre 2500 et 2900.
Ce rapport Mo/[graphite] permet une optimisation des propriétés extrême pression pour une quantité donnée de MoDTC.
Dithiocarbamate de molybdène (DTCMo) (c) Les compositions selon l'invention contiennent des dithiocarbamates de molybdène, additifs modificateurs de friction biens connus de l'homme du métier.
Ces modificateurs de frottement organométalliques dithiocarbamate de molybdène peuvent par exemple être des dialkyldithiocarbamates de molybdène répondant à la formule (Il) :
/S 11/S \ 11/S \ /X3 /N-1-1C Mo Mo CH¨N
Où X1, X2, X3, X4 sont des chaînes alkyl, comportant préférentiellement de 2 à
atomes de carbone, préférentiellement de 2 à 6 atomes de carbone.
Préférentiellement, la quantité de MoDTC des compositions selon l'invention est ajustée de manière à ce que leur teneur en molybdène soit comprise entre 500 et 5000, préférentiellement entre 1000 et 4800 ppm, préférentiellement entre 1500 et 4500 ppm, préférentiellement entre 2000 et 4000, préférentiellement entre 2500 et 3000 ppm. Une trop faible teneur en MoDTC conduit à des propriétés extrême pression médiocre, une trop forte teneur est préjudicaible à l'environnement.
Cette teneur peut être mesurée selon les techniques usuelles, plasma, absorption atomique, flurescence X.
Typiquement, la teneur massique en dialkyldithiocarbamate des compositions selon l'invention est comprise entre 0,3 et 2%, préférentiellement entre 0,5 et 1,7%, préférentiellement entre 0,7 et 1,5%, préférentiellement entre 0,8 et 1,2%, typiquement égale à 1%.
Selon un mode préféré, dans les compositions selon l'invention, le rapport Mo/[graphite] entre la teneur en molybdène, en ppm, et le pourcentage massique de graphite dans lesdites compositions, est compris entre 1000 et 4000, préférentiellement entre 1500 et 3500, préférentiellement entre 2000 et 3000, préférentiellement entre 2500 et 2900.
Ce rapport Mo/[graphite] permet une optimisation des propriétés extrême pression pour une quantité donnée de MoDTC.
9 Graphite (d) Les compositions de graisse selon l'invention contiennent du graphite, sous toute forme incorporable dans les graisses. Par exemple, le graphite employé
dans les compositions selon l'invention peut être une poudre de taille micrométrique, avec des tailles de particules comprises environ entre 1 et 15 pm, et par exemple une distribution de taille caractérisée par un diamètre D50 compris entre 3 et 8 lm, préférentiellement entre 5 et 7 gm.
Préférentiellement, la teneur massique en graphite des compositions selon l'invention est comprise entre 0,5 et 3%, préférentiellement entre 0,7 et 2%, préférentiellement entre 0,8 et 1,5%, préférentiellement entre 0,9 et 1,2%.
Antiusure et extrême pression :
Les graisses selon l'invention contiennent optionnellement des additifs anti usure et extrême pression phospho soufrés utilisés couramment dans la formulation de graisses et de lubrifiants. Ce sont par exemple et non limitativement l'acide thiophosphorique, l'acide thiophosphoreux, les esters de ces acides, leurs sels, et les dithiophosphates, préférentiellement les dithiophosphates, en particulier les dithiophosphates de Zinc (DTPZn).
On préférera en particulier les dithiophosphates de Zinc de formule (III) :
1,210, 11,,,OR3 ,P¨S¨Zn¨S¨P
R20 (III), où
R1, R2, R3, R4 sont, indépendamment les uns des autres, des groupements alkyl linéaires ou ramifiés comprenant de 1 à 24, préférentiellement de 3 à 14 atomes de carbone ou des groupements aryl éventuellement substitués comportant de 6 à
30, préférentiellement de 8 à 18 atomes de carbone.
Ces différents composés peuvent être employés seuls ou en mélange dans les compositions de graisse selon l'invention. Leur % massique est préférentiellement compris entre 0,5 et 5% en poids, préférentiellement entre 0,7 et 2% en poids, ou encore entre 0,8 et 1,5% en poids par rapport au poids total de la composition.
Les compositions lubrifiantes selon la présente invention peuvent également contenir des additifs anti usure et extrême- pression phosphorés, tels que par exemple les phosphates d'alkyle ou phosphonates d'alkyle, l'acide phosphorique, l'acide phopsphoreux, les mono, di et triesters de l'acide phosphoreux et de l'acide phosphorique, et leurs sels.
Les compositions lubrifiantes selon la présente invention peuvent également contenir des additifs antiusure et extrême- pression soufrés, par exemple les dithiocarbamates, thiadiazoles et benzothiazoles, les oléfines sulfurisées.
5 Autres additifs :
Les graisses selon l'invention peuvent également contenir tous type d'additifs adaptés à leur utilisation, par exemple des antioxydants, tels que les aminés ou phénoliques, des antirouille qui peuvent être des composés oxygénés tels que les esters, par exemple le monoleate de sorbitan, les cires oxydées, des
dans les compositions selon l'invention peut être une poudre de taille micrométrique, avec des tailles de particules comprises environ entre 1 et 15 pm, et par exemple une distribution de taille caractérisée par un diamètre D50 compris entre 3 et 8 lm, préférentiellement entre 5 et 7 gm.
Préférentiellement, la teneur massique en graphite des compositions selon l'invention est comprise entre 0,5 et 3%, préférentiellement entre 0,7 et 2%, préférentiellement entre 0,8 et 1,5%, préférentiellement entre 0,9 et 1,2%.
Antiusure et extrême pression :
Les graisses selon l'invention contiennent optionnellement des additifs anti usure et extrême pression phospho soufrés utilisés couramment dans la formulation de graisses et de lubrifiants. Ce sont par exemple et non limitativement l'acide thiophosphorique, l'acide thiophosphoreux, les esters de ces acides, leurs sels, et les dithiophosphates, préférentiellement les dithiophosphates, en particulier les dithiophosphates de Zinc (DTPZn).
On préférera en particulier les dithiophosphates de Zinc de formule (III) :
1,210, 11,,,OR3 ,P¨S¨Zn¨S¨P
R20 (III), où
R1, R2, R3, R4 sont, indépendamment les uns des autres, des groupements alkyl linéaires ou ramifiés comprenant de 1 à 24, préférentiellement de 3 à 14 atomes de carbone ou des groupements aryl éventuellement substitués comportant de 6 à
30, préférentiellement de 8 à 18 atomes de carbone.
Ces différents composés peuvent être employés seuls ou en mélange dans les compositions de graisse selon l'invention. Leur % massique est préférentiellement compris entre 0,5 et 5% en poids, préférentiellement entre 0,7 et 2% en poids, ou encore entre 0,8 et 1,5% en poids par rapport au poids total de la composition.
Les compositions lubrifiantes selon la présente invention peuvent également contenir des additifs anti usure et extrême- pression phosphorés, tels que par exemple les phosphates d'alkyle ou phosphonates d'alkyle, l'acide phosphorique, l'acide phopsphoreux, les mono, di et triesters de l'acide phosphoreux et de l'acide phosphorique, et leurs sels.
Les compositions lubrifiantes selon la présente invention peuvent également contenir des additifs antiusure et extrême- pression soufrés, par exemple les dithiocarbamates, thiadiazoles et benzothiazoles, les oléfines sulfurisées.
5 Autres additifs :
Les graisses selon l'invention peuvent également contenir tous type d'additifs adaptés à leur utilisation, par exemple des antioxydants, tels que les aminés ou phénoliques, des antirouille qui peuvent être des composés oxygénés tels que les esters, par exemple le monoleate de sorbitan, les cires oxydées, des
10 passivants cuivre...
Ces différents composés sont généralement présents à des teneurs inférieures à 1%, ou encore à 0,5% en masse dans les graisses.
Les graisses selon l'invention peuvent également contenir des polymères, par exemple des polyoléfines, polyisobutène (PIB), des polyéthylènes, polypropylène, des PAO lourdes, des oléfines copolymères (OCP) par exemple diène ¨ styrene hydrogéné, des polyméthacrylates (PMA), à des teneurs généralement comprises entre 1 et 35%. Ces polymères sont utilisés pour améliorer la cohésivité des graisses, qui résistent ainsi mieux à la centrifugation. Ces polymères entraînent également une meilleure adhésivité (notamment les PIB) de la graisse aux surfaces, et augmentent la viscosité de la fraction huile de base, donc l'épaisseur du film d'huile entre les pièces en frottement. La quantité
incorporée varie en fonction de la masse molaire, de la viscosité, de l'effet recherché.
On utilisera par exemple des PIB de masse molaire comprise entre 15 000 et 25 000 dalton à des teneurs comprises entre 1 et 10% en masse, pour augmenter l'adhésivité de la graisse aux surfaces métalliques.
Procédé de préparation des graisses :
Les graisses selon l'invention sont préférentiellement fabriquées en formant le savon métallique in situ.
On dissout ou plusieurs acides gras dans une fraction de l'huile de base ou du mélange d'huile de base à température ambiante. Cette fraction est généralement de l'ordre de 50% de la quantité totale d'huile contenue dans la graisse finale. Les acides gras peuvent être des acides longs, comprenant de 14 à 28 atomes de carbone, pour former un savon simples, éventuellement combinés à des acides gras courts, comprenant de 6 à 12 atomes de carbone, pour former des savons complexes.
On ajoute, à une température d'environ 60 à 80 C, les composés contenant l'aluminium, préférentiellement de type trimère d'aluminium tel que décrit plus haut.
Ces différents composés sont généralement présents à des teneurs inférieures à 1%, ou encore à 0,5% en masse dans les graisses.
Les graisses selon l'invention peuvent également contenir des polymères, par exemple des polyoléfines, polyisobutène (PIB), des polyéthylènes, polypropylène, des PAO lourdes, des oléfines copolymères (OCP) par exemple diène ¨ styrene hydrogéné, des polyméthacrylates (PMA), à des teneurs généralement comprises entre 1 et 35%. Ces polymères sont utilisés pour améliorer la cohésivité des graisses, qui résistent ainsi mieux à la centrifugation. Ces polymères entraînent également une meilleure adhésivité (notamment les PIB) de la graisse aux surfaces, et augmentent la viscosité de la fraction huile de base, donc l'épaisseur du film d'huile entre les pièces en frottement. La quantité
incorporée varie en fonction de la masse molaire, de la viscosité, de l'effet recherché.
On utilisera par exemple des PIB de masse molaire comprise entre 15 000 et 25 000 dalton à des teneurs comprises entre 1 et 10% en masse, pour augmenter l'adhésivité de la graisse aux surfaces métalliques.
Procédé de préparation des graisses :
Les graisses selon l'invention sont préférentiellement fabriquées en formant le savon métallique in situ.
On dissout ou plusieurs acides gras dans une fraction de l'huile de base ou du mélange d'huile de base à température ambiante. Cette fraction est généralement de l'ordre de 50% de la quantité totale d'huile contenue dans la graisse finale. Les acides gras peuvent être des acides longs, comprenant de 14 à 28 atomes de carbone, pour former un savon simples, éventuellement combinés à des acides gras courts, comprenant de 6 à 12 atomes de carbone, pour former des savons complexes.
On ajoute, à une température d'environ 60 à 80 C, les composés contenant l'aluminium, préférentiellement de type trimère d'aluminium tel que décrit plus haut.
11 On laisse se dérouler la réaction des acides gras avec le ou les composés contenant l'aluminium, en chauffant à environ 200 C. La graisse est ensuite refroidie, notamment par la fraction restante d'huile de base.
On incorpore ensuite les additifs à environ 80 C. On malaxage ensuite pendant un temps suffisant pour obtenir une composition de graisse homogène.
Grade des graisses :
La consistance d'une graisse mesure sa dureté ou sa fluidité au repos. Elle est chiffrée par la profondeur de pénétration d'un cône de dimensions et de masse donnée. La graisse est préalablement soumise à un malaxage. Les conditions de mesure de la consistance d'une graisse sont définies par la norme ASTM D 217.
Selon leur consistance, les graisses sont réparties en 9 classes ou 9 grades NLGI (National Lubricating Grease lnstitute) couramment utilisés dans le domaine des graisses. Ces grades sont indiqués dans le tableau ci-dessous.
Les graisses selon l'invention sont préférentiellement des graisses de consistance comprise entre et 265 et 430, préférentiellement entre 310 et 430, préférentiellement entre 265 et 340 dixièmes de millimètre selon ASTM D217.
Préférentiellement, elles sont de grade NLGI 00, 0, 1 ou 2, c'est-à-dire que leur consistance est respectivement comprise entre 400 et 430, ou 355 et 385, ou 310 et 340, ou 265 et 295 dixièmes de millimètres selon ASTM D217.
Les graisses destinées aux engrenages ouverts doivent adhérer aux surfaces, mais ne doivent pas être trop consistantes car elles sont appliquées par barbotage de l'engrenage dans un bac ou par pulvérisation. Les grades 0,00, ou 1 seront donc préférés, c'est-à-dire les graisses de consistance respectivement comprise entre 400 et 430, ou 355 et 385, ou 310 et 340 dixièmes de millimètres selon ASTM D217.
Consistance selon ASTM D 217 Grade de NLGI
(dixième de millimètres) Grade des graisses
On incorpore ensuite les additifs à environ 80 C. On malaxage ensuite pendant un temps suffisant pour obtenir une composition de graisse homogène.
Grade des graisses :
La consistance d'une graisse mesure sa dureté ou sa fluidité au repos. Elle est chiffrée par la profondeur de pénétration d'un cône de dimensions et de masse donnée. La graisse est préalablement soumise à un malaxage. Les conditions de mesure de la consistance d'une graisse sont définies par la norme ASTM D 217.
Selon leur consistance, les graisses sont réparties en 9 classes ou 9 grades NLGI (National Lubricating Grease lnstitute) couramment utilisés dans le domaine des graisses. Ces grades sont indiqués dans le tableau ci-dessous.
Les graisses selon l'invention sont préférentiellement des graisses de consistance comprise entre et 265 et 430, préférentiellement entre 310 et 430, préférentiellement entre 265 et 340 dixièmes de millimètre selon ASTM D217.
Préférentiellement, elles sont de grade NLGI 00, 0, 1 ou 2, c'est-à-dire que leur consistance est respectivement comprise entre 400 et 430, ou 355 et 385, ou 310 et 340, ou 265 et 295 dixièmes de millimètres selon ASTM D217.
Les graisses destinées aux engrenages ouverts doivent adhérer aux surfaces, mais ne doivent pas être trop consistantes car elles sont appliquées par barbotage de l'engrenage dans un bac ou par pulvérisation. Les grades 0,00, ou 1 seront donc préférés, c'est-à-dire les graisses de consistance respectivement comprise entre 400 et 430, ou 355 et 385, ou 310 et 340 dixièmes de millimètres selon ASTM D217.
Consistance selon ASTM D 217 Grade de NLGI
(dixième de millimètres) Grade des graisses
12 Exemple 1:
Des compositions de graisses ont été préparées avec un pied de graisse préparé à partir d'huile de base minérale, et d'un savon d'aluminium complexe obtenu par réaction d'acide benzoïque, de tri stéarate de glycérol (stéarine), et d'une source d'aluminium (trimère d'aluminium répondant à la formule (I) ci dessus). L'huile de base représente 82,50 % en poids du pied de graisse, et le savon d'aluminium complexe 17,50% en poids.
Ces graisses sont de grade 2 selon la classification NLGI.
Ce pied de graisse entre dans la composition d'une graisse commerciale comprenant 2,5 % de MoS2, et divers additifs : un additif antiusure (DTPZn), un extrême pression ainsi qu'un anti rouille, qui est prise comme référence (référence 1).
Les compositions de graisse ont été préparées avec le même pied de graisse et la même additivation que la graisse de référence commerciale, mais le MoS2a été
totalement ou partiellement substitué par d'autres lubrifiants solides :
= Le graphite employé est une poudre micrométrique, de diamètre D50 = 61.1m = Le MoDTC employé est du di-n butyldithiocarbamate de molybdène, contenant 28% en masse de molybdène = Le M0S2 employé est une poudre micrométrique constituée de particules de taille comprise entre 0,5 et 8!..tm, de D50 environ 2 Les performances extrême pression de toutes ces graisses ont été mesurées selon la norme DIN 51350/4, en mesurant la charge de soudure dans le test 4 billes EP (mesure de la charge nécessaire à appliquer pour souder entre elles 4 billes disposées selon un arrangement déterminé et entre lesquelles une quantité
déterminée de graisse a été introduite).
Le tableau 1 regroupe les compositions et les performances des graisses A à
E comparativement à la référence 1.
Les graisses D et E selon l'invention ont des propriétés extrême pression (EP) significativement améliorées par rapport à la référence, et une teneur en molybdène très inférieure.
La graisse A, qui ne contient pas de molybdène, ne présente aucune amélioration des propriétés extrême pression.
Les graisses B et C montrent une légère amélioration des propriétés EP
(inférieure à celle observée avec les graisses D et E), mais leur teneur en molybdène demeure très élevée.
Des compositions de graisses ont été préparées avec un pied de graisse préparé à partir d'huile de base minérale, et d'un savon d'aluminium complexe obtenu par réaction d'acide benzoïque, de tri stéarate de glycérol (stéarine), et d'une source d'aluminium (trimère d'aluminium répondant à la formule (I) ci dessus). L'huile de base représente 82,50 % en poids du pied de graisse, et le savon d'aluminium complexe 17,50% en poids.
Ces graisses sont de grade 2 selon la classification NLGI.
Ce pied de graisse entre dans la composition d'une graisse commerciale comprenant 2,5 % de MoS2, et divers additifs : un additif antiusure (DTPZn), un extrême pression ainsi qu'un anti rouille, qui est prise comme référence (référence 1).
Les compositions de graisse ont été préparées avec le même pied de graisse et la même additivation que la graisse de référence commerciale, mais le MoS2a été
totalement ou partiellement substitué par d'autres lubrifiants solides :
= Le graphite employé est une poudre micrométrique, de diamètre D50 = 61.1m = Le MoDTC employé est du di-n butyldithiocarbamate de molybdène, contenant 28% en masse de molybdène = Le M0S2 employé est une poudre micrométrique constituée de particules de taille comprise entre 0,5 et 8!..tm, de D50 environ 2 Les performances extrême pression de toutes ces graisses ont été mesurées selon la norme DIN 51350/4, en mesurant la charge de soudure dans le test 4 billes EP (mesure de la charge nécessaire à appliquer pour souder entre elles 4 billes disposées selon un arrangement déterminé et entre lesquelles une quantité
déterminée de graisse a été introduite).
Le tableau 1 regroupe les compositions et les performances des graisses A à
E comparativement à la référence 1.
Les graisses D et E selon l'invention ont des propriétés extrême pression (EP) significativement améliorées par rapport à la référence, et une teneur en molybdène très inférieure.
La graisse A, qui ne contient pas de molybdène, ne présente aucune amélioration des propriétés extrême pression.
Les graisses B et C montrent une légère amélioration des propriétés EP
(inférieure à celle observée avec les graisses D et E), mais leur teneur en molybdène demeure très élevée.
13 Exemple 2:
Des compositions de graisses ont été préparées avec un pied de graisse préparé à partir d'huile de base minérale, et d'un savon de lithium simple obtenu par réaction d'acide 12-hydroxystéarique et de lithine (LiON, H20) L'huile de base représente 90,00 % en poids du pied de graisse, et le savon de lithium simple 10,00% en poids.
Ces graisses sont de grade 2 selon la classification NLGI.
Ce pied de graisse entre dans la composition d'une graisse prise comme référence (référence 2) comprenant en outre 1 % de M0S2, et divers additifs :
un additif antiusure (DTPZn), un extrême pression, ainsi qu'un anti rouille, qui est prise comme référence (référence 2).
Les compositions de graisse F et G ont été préparées avec le même pied de graisse et la même additivation que la graisse de référence 2, mais le MoS2 a été
remplacé par du graphite et du MoDTC (identiques à ceux de l'exemple 1).
Les performances extrême pression de la référence 2 et des graisses F et G
ont été mesurées selon la norme DIN 51350/4, en mesurant la charge de soudure dans le test 4 billes EP.
Le tableau 1 regroupe les compositions et les performances des graisse F et G
comparativement à la référence 2.
Aucune amélioration des propriétés extrême pression n'est constatée entre la référence 2 et la graisse F ou la graisse G. Dans cet environnement d'épaississant au savon de lithium, la combinaison MoDTC + graphite n'agit pas de la même manière que dans l'environnement d'épaississant à l'aluminium.
Sans vouloir être lié par une quelconque théorie, il semble que la structure de gel sphérique des savons d'aluminium, qui se distingue de la structure fibreuse des autres savons métalliques d'acides gras (notamment au lithium), utilisés comme épaississants, ait une influence sur le mode d'action et les performances des additifs.
Des compositions de graisses ont été préparées avec un pied de graisse préparé à partir d'huile de base minérale, et d'un savon de lithium simple obtenu par réaction d'acide 12-hydroxystéarique et de lithine (LiON, H20) L'huile de base représente 90,00 % en poids du pied de graisse, et le savon de lithium simple 10,00% en poids.
Ces graisses sont de grade 2 selon la classification NLGI.
Ce pied de graisse entre dans la composition d'une graisse prise comme référence (référence 2) comprenant en outre 1 % de M0S2, et divers additifs :
un additif antiusure (DTPZn), un extrême pression, ainsi qu'un anti rouille, qui est prise comme référence (référence 2).
Les compositions de graisse F et G ont été préparées avec le même pied de graisse et la même additivation que la graisse de référence 2, mais le MoS2 a été
remplacé par du graphite et du MoDTC (identiques à ceux de l'exemple 1).
Les performances extrême pression de la référence 2 et des graisses F et G
ont été mesurées selon la norme DIN 51350/4, en mesurant la charge de soudure dans le test 4 billes EP.
Le tableau 1 regroupe les compositions et les performances des graisse F et G
comparativement à la référence 2.
Aucune amélioration des propriétés extrême pression n'est constatée entre la référence 2 et la graisse F ou la graisse G. Dans cet environnement d'épaississant au savon de lithium, la combinaison MoDTC + graphite n'agit pas de la même manière que dans l'environnement d'épaississant à l'aluminium.
Sans vouloir être lié par une quelconque théorie, il semble que la structure de gel sphérique des savons d'aluminium, qui se distingue de la structure fibreuse des autres savons métalliques d'acides gras (notamment au lithium), utilisés comme épaississants, ait une influence sur le mode d'action et les performances des additifs.
14 Référence 1 A B C D E
Référence 2 F G rà
a ,..
pied de graisse 89,60 89,10 88,10 89,10 89,10 90,10 91,50 91,50 91,00 Ne ---=
M0S2 2,50 2,00 1,00 1,00 =
a 4.
PTFE 2,00 2,00 .
=
%
MoDTC 1,50 1,00 - 0,50 1,00 massiques Graphite 1,00 2,00 1,50 1,00 0,50 0,50 Additifs 7,90 7,90 7,90 7,90 7,90 7,90 7,50 7,50 7,50 Total 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 teneur en Mo (ppm) 15000 0 12000 6000 4200 P
_ 4 billes EP DIN 51350/4 .
_ _ _ _ ..
amélioration/référence 0% 10% 20% 70% 80%
0% 0% .1 µ, .
à
s d n --, P..
a -, -a--r.m ,./1 a I.) Ne
Référence 2 F G rà
a ,..
pied de graisse 89,60 89,10 88,10 89,10 89,10 90,10 91,50 91,50 91,00 Ne ---=
M0S2 2,50 2,00 1,00 1,00 =
a 4.
PTFE 2,00 2,00 .
=
%
MoDTC 1,50 1,00 - 0,50 1,00 massiques Graphite 1,00 2,00 1,50 1,00 0,50 0,50 Additifs 7,90 7,90 7,90 7,90 7,90 7,90 7,50 7,50 7,50 Total 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 teneur en Mo (ppm) 15000 0 12000 6000 4200 P
_ 4 billes EP DIN 51350/4 .
_ _ _ _ ..
amélioration/référence 0% 10% 20% 70% 80%
0% 0% .1 µ, .
à
s d n --, P..
a -, -a--r.m ,./1 a I.) Ne
Claims (13)
1. Composition de graisse comprenant :
(a) une ou plusieurs huiles de base d'origine minérale, synthétique ou naturelle, (b) un épaississant composé majoritairement d'un ou plusieurs savons d'aluminium simples ou complexes, (c) un ou plusieurs dithiocarbamates de molybdène, (d) du graphite.
(a) une ou plusieurs huiles de base d'origine minérale, synthétique ou naturelle, (b) un épaississant composé majoritairement d'un ou plusieurs savons d'aluminium simples ou complexes, (c) un ou plusieurs dithiocarbamates de molybdène, (d) du graphite.
2. Composition selon la revendication 1 comprenant à titre d'huiles de base (a) une ou plusieurs huiles de base minérales, seules ou en mélange, et optionnellement une ou plusieurs huiles de base synthétiques.
3. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 comprenant au moins un savon d'aluminium complexe à titre d'épaississant (b).
4. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 où le(s) savon(s) d'aluminium, simple(s) ou complexe(s), constitue au moins 80 % en poids de l'épaississant (b) dans ladite composition.
5. Composition de graisse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 comprenant en outre un ou plusieurs additifs choisis parmi les additifs antiusure et/ou extrême pression.
6. Composition de graisse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 comprenant en outre un ou plusieurs polymères.
7. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dont la teneur en molybdène est comprise entre 500 et 5000 ppm ;
8. Composition de graisse selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 où la teneur massique en graphite est comprise entre 0,5 et 3%.
9. Utilisation d'une composition de graisse selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 pour la lubrification des systèmes ouverts.
10. Utilisation selon la revendication 9 dans le domaine de l'industrie.
11. Utilisation d'une composition additive comprenant une ou plusieurs huiles de base d'origine minérale, synthétique ou naturelle, du dithiocarbamate de molybdène et du graphite pour augmenter la charge de soudure, mesurée selon la norme DIN
51350/4, d'une graisse épaissie aux savons d'aluminium simples ou complexes.
51350/4, d'une graisse épaissie aux savons d'aluminium simples ou complexes.
12. Système ouvert sur lequel est appliquée une composition de graisse selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
13. Système ouvert selon la revendication 12, dans lequel le système ouvert est un engrenage ouvert, un câble métallique ou un entraînement par chaîne.
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