DE2238426A1

DE2238426A1 - Elektrisches kontakfett

Info

Publication number: DE2238426A1
Application number: DE2238426A
Authority: DE
Inventors: Mikio Haga; Akira Inami; Kotaro Kariya; Sankichi Shida
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1971-08-17
Filing date: 1972-08-01
Publication date: 1973-03-22
Also published as: GB1366584A; JPS5130266B2; DE2238426C3; FR2149380B1; FR2149380A1; US3775317A; JPS4827262A; CA968335A; IT962119B; DE2238426B2

Description

Matsushita Electric ...

01-34 PfrA/^ UDEZ 1972

worin R₁ Alkyl mit 3 bis IO Kohlenstoffatomen und R₀ aus der Gruppe: Alkyl mit j bis 10 Kohlenstoffatomen, Cycloall-ji und Aryl, ausgewählt ist;

ii) der Aminoverbindungen mit der folgenden Formel:

worin R, und R₀ respektive Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktfett, welches spezielle Anwendung bei Gleitkontakten von elektrischen Maschinen und Apparaten findet.

Herkömmliche elektrische Kontakte, zum Beispiel bei Fernseh- und Radiogeräten, sind Kontaktstörungen unterworfen und verantwortlich für Störungen, wie Tonrausche, Bildstörung und ähnlichem.

Diese Störungen werden zu einem gewissen Grade durch Verwendung elektrischer Kontaktfette verhindert. Herkömmliches Fett für einen elektrischen Kontakt ist jedoch nicht völlig befriedigend gewesen wegen der komplizierten Natur des Phänomens des elektrischen Kontaktes.

Kontaktstörungen werden gewöhnlich aurch Oxidation, Sei wei'e und Verschleiß von Kontaktmetulloberflüchen und Rückstände/ die sicli durch Oxidation und Polymerisation des für den Kontakt verwendeten Fettes selbst bilden, hervorgerufen. Die Aufgabe des Kontaktfettes besteht dalier· darin, Oxidation, Schwefelung und Verschleiß von Kontaktmetallen zu verhindern, so dass der elok-

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trische Kontaktwiderstand stabilisiert, das Rauschen vermieden und die Betriebsdauer des elektrischen Kontaktes verlängert wird.

Gegenstanu der vorliegenden Erfindung ist ein Kontaktfett, welches die Abnutzung des elektrischen Gleitkontaktes zu verhindern vermag.

Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Kontaktfett, welches den Kontaktwiderstarid stabilisiert und dadurch Gfcräuahe im elektrischen Kontakt verhindert.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Kontaktfett, welches Beschädigungen an elektrischen Kontakten infolge verschiedener Umstände verhindert. Diese und andere Gegenstände der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende, ins einzelne gehende Beschreibung offenbart.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Figur 1 zeigt die Beziehung zwischen der Anzahl von Gleitgängen und der Stabilität des elektrischen Kontaktwiderstandes.

Erfindungsgemäß besteht ein Kontaktfett im wesentlichen aus einem Hauptteil eines paraffinischen Mineralöls, 2 bis I5 Gew.-% chloriertem aromatischem Kohlenwasserstoff, 7 bis 12 Gew.-$ kolloidaler Kieselsäure und 0,1 bis 3,0 Gew.-;i mindestens einer Verbindung der Gruppe von Aminoverbindungen mit folgenden Formeln:

I) ·■ R₁

worin h Alkyl mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und Rg aus der Gruppe: Alkyl mit J5 bis 10 Kohlenötoffatomen, Cycloalkyl und Aryl, a-.Kigcwi.ihlt ist; und

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ii) Amxnoverbindungen der folgenden Formel

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worin R. und R₂ respektive Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeuten.

Antirostmittel oder Antischwefelungsmittel werden vorzugsweise der Masse des Fettes zugefügt.

Das neuartige Kontaktfett gemäß vorliegender Erfindung verhindert Störungen bei einem elektrischen Kontakt und stellt eine zufriedenstellende Kontaktwirkung für einen längeren Zeitraum sicher, insbesondere, wenn es an einem elektrischen Kontakt aufgebracht wird, der aus einer Kombination eines Kontaktnietes aus einem Metall wie Platin, Gold, Silber, Kupfer und deren Legierungen und der anderen aus Nickel oder Nickel-Silber hergestellten Kontaktplatte besteht.

Nickel wird häufig zur Plattierung einer gedruckten Schaltung oder eines Kontaktmetalls wegen seiner guten chemischen Stabilität und mechanischen Eigenschaften verwendet, obwohl sein spezifischer elektrischer Widerstand vergleichsweise höher ist.

Zu dem hier definierten paraffinischen Mineralöl zählen reines paraffinisches Mineralöl mit einer kleinen Menge, zum Beispiel bis zu 20 Gew.-^, eines darin einverleibten aromatischen und/oder naphthenischen Mineralöls. Vorzugsweise hat das paraffinische Mineralöl eine Viskosität von 50 bis 14-0 centistokes (bei 57,8⁰G) und einen Anilinpunkt über 95 nach dem ASTM O611-55T (American Society for Testing Materials).

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Ein paraffinisches Mineralöl mit einer Viskosität von weniger als 50 centistokes führt zu einem Kontaktfett, welches eine schlechte Verschleiß-verhindernde Eigenschaft hat, und ein solches mit mehr als 140 centistokes führt zu einem Kontaktfett, welches eine schlechte Stabilität des Kontaktwiderstandes zeigt. Paraffinisches Mineralöl, das einen Anilinpunkt unter etwa 95 hat, führt zu einem Kontaktfett, welches bei vergleichsweise hoher Temperatur zur Geräuschbildung neigt. Ein Kontaktfett gemäß der vorliegenden Erfindung enthält chlorierten, aromatischen Kohlenwasserstoff, d.h. mindestens eine Verbindung aus der Gruppe: Tetrachlordiphenyl, Pentachlordiphenyl, Hexachlordiphenyl und Polychlortriphenyl. Wenn der chlorierte aromatische Kohlenwasserstoff in einer Menge von mehr als etwa 15 Gew.-⁰A zugegen ist, ist der elektrische Kontaktwiderstand schwierig zu stabilisieren. Bei einer Menge des chlorierten aromatischen Kohlenwasserstoffes von weniger als 2 Gew.-% wird die Verschleiß-verhindernde Eigenschaft des Fettes geringer.

Das Kontaktfett gemäß der vorliegenden Erfindung enthält auch kolloidale Kieselsäure mit einer BET-Oberflache⁴" von 180 bis

350 m /g ( wirksame Oberfläche, gemessen nach dem BET-Verfahren).

Wenn die Menge der kolloidalen Kieselsäure geringer als etwa 7 Gew.-^ ist, wird die Betriebsdauer des Kontaktes kürzer· Wenn Jene henge höher als 12 Gew.-^ ist, wird die Abnutzung des Kontaktmetalls größer. *

Erfindungsgemäß dient die AminoverMndung als Antioxidant nicht nur dazu, die Oxidation und Polymerisation des Mineralöls zu verhindern, sondern setzt gleichzeitig die Abnutzung des Kontaktmetalls herab und stabilisiert den Kontaktwiderstand.

Andererseits ist im Falle anderer Antioxidantien, zum Beispiel 4-, 4 ·-Methylen-bis(2,6-di-tert.butyl-phenol) oder 2₁6-Di-tert. butyl-p-icresol, der Kontaktwiderst and in der ersten Stufe des

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Gleitganges niedrig, die Abnutzung schreitet jedoch schnell rait fortschreitender Gleitwirkung fort. Infolgedessen wird der Kontaktwiderstand grosser, und Geräusch wird erzeugt.

Das Kontaktfett, welches Siliconöl als Basisöl verwendet, ist schlechter als das erfindungsgemässe Fett in der Verschleils-verhindernden Eigenschaft.

Erfindungsgemäss wird ein Gemisch aus dem paraffinisehen Mineral öl, dem chlorierten Diphenyl und der Aminoverbindung mit oder ohne Rostinhibitor und Antischwefelungsmittel auf 120 bis 150⁰ C erhitzt, um eine homogene flüssige Masse herzustellen, und dann wird die kolloidale Kieselsäure unter Rühren hinzugegeben, um eine homogene Paste zu bereiten. Das abgekühlte Geraisch wird mittels eines üblichen Verfahrens gemahlen, z.B. durch Verwendung von drei Walzwerken, und vermindertem Druck ausgesetzt, um Luft und Schaum zu entfernen. Die erhaltenen Fette sind geschmeidig und im Aufbau butterartig und haben eine ausgezeichnete mechanische und thermische Stabilität. Die Erfindung wird in denfolgenden Beispielen beschrieben, die dem Zwecke der Erläuterung dienen und nicht aiseine Begrenzung des Rahmens und der Bedingungen zu betrachten sind. In den Beispielen bedeutet "g" ^ürammangaben.

Beispiel 1

Ein Gemisch aus 81,5 g paraffinischem Mineralöl mit einer Viskosität von 65 centistoces bei 37*8° C und einem Anilinpunkt von 98,2° C, 70 g Tetrachlor-diphenyl und 2,0 g Ν,Ν,Ν¹ ,N'-Tetramethyl-4,4^l'-diamino-diphenylmethan (Tetrabase) wird auf etwa 130° C erhitzt.

Nach dem Homogenisieren werden zu dem Gemisch unter Rühren 9*5 g Aerosil-jJOO (Handelsname einer kolloidalen Kieselsäure mit einer

2 ■

wirksamen BET-Oberfläche von etwa 300 m /g, hergestellt von der Japan Aerosil Company Ltd.), gegeben.

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Nach dem Hombgenisieren wird das Gemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und mit einem Dreiwalzwerk.gemahlen. Dann wird der im Fett Hinterbliebene Schaum unter vermindertem Druck entfernt. Daserhaltene Fett ist stabil und hat einen Stmckpunkt über 230⁰ C. Das Fett wird auf einem elektrischen Kontakt aufgetragen.

Die Fett-wirkung ist in Beispiel Nr. 1 der Tabelle 1 und Figur gezeigt.

Beispiel 2

Ein Gemisch aus 74,5 g paraffinischem Mineralöl mit einer Viskosität von 110,2 centistokes bei. 37*8° C ^und einem Anilinpunkt von 115,0° C, 12,5 g Hexachlor-diphenyl und 1,8 g N,N^l-Di-sek. butyl-p-phenylendiamin wird auf etwa I50⁰ C erhitzt.

Nach dem Homogenisieren werden 11,2 g Aerosil-JOO zum Gemisch unter Rühren zugefügt.

Das erhaltene Gemisch wird in ähnlicher Weise behandelt wie jenes aus Beispiell. Der Test wird in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 1 ausgeführt, und das Ergebnis ist in Tabelle 1 und Figur 1 wiedergegeben.

Beispiel 3

Ein Gemisch aus 8:5,4 g paralfinischem Mineralöl mit einer Viskosität von 95,2 centistokes bei 37,8° C und einem Anilinpunkt von 101,2° C, 6,5 g Heptachlor-diphenyl und 1,6 g N,N,N^I,N^I-Tetradecyl-4,4¹-diamino-diphenylmethan wird auf etwa l4o C erhitzt. Nach dem Homogenisieren werden 8,5 g Aerosil-200 (mit einer wi'rksamen BET-Oberfläche von etwa 200 m /g) hinzugegeben unddas Gemisch in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 behandelt.

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Der Test wird in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 1 ausgeführt; das Ergebnis ist in Tabelle 1 und Figur 1 wiedergegeben.,

Beispiel 4

Ein Gemisch aus 85,6 g paraffinischem Mineralöl mit einer Viskosität von 104,3 centistokes bei 37*3° C und einem Anilinpunkt von 105,2° C, 2,0 g Tetrachlor-diphenyl und 1,9 g N₁N¹-Di-sek.-hexyl-p-phenylendiamin wird auf I30⁰ C erhitzt.

Nach dem Homogenisieren werden 10,5 g Aerosil-300 hinzugefügt, und das Gemisch wird in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 1 behandelt.

Das Testergebnis ist in Tabelle 1 und Figur 1 wiedergegeben.

Beispiel 5

Ein Gemisch aus 78,2 g paraffinischem Mineralöl mit einer Viskosität von 110,1 centistokes bei 37,8 C und einem Anilinpunkt von 112,1° C, 12,0 g Heptachlor-diphenyl und 0,2 g N,N^f-Dl-selchexyl-p-phenylendiamin wird auf 145 C erhitzt.

Nach dem Homogenisieren werden 9,7 g Aerosil-200 hinzugefügt, und das Gemisch wird in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 behandelt.

Das Testergebnis ist in Tabelle 1 und Figur 1 wiedergegeben.

Beispiel 6

Das Gemisch aus 'J (.>,"( g paraff iniscbern Mineralöl mit einer Viskosität von 134,2 centistokes bei ;;7,b° C, 10,0 g Ilexachlordiphenyl und 3,0 g N,N^l-Dimethyl-N,N^t-(lioctyl-4,4^l-dianiirio-ciiphenyl rnethan wird auf 135 C erhitzt.Nanh dorn Homogenisieren worden 10,J

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Aerosil-30Q hinzugegeben, und das Gemisch wird in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 behandelt. " . .

Das Testergebnis ist in Tabelle 1 und Figur 1 wiedergegeben.

Beispiel 7

Las Gemisch aus 85,2 g paraffinisehern Mineralöl mit einer Viskosität von 55j2 centistokes und einem Anilinpunkt von 96,3 C, 4,5 g Tetrachlor-diphenyl und 0,5 g N-Isopropyl-N'-phenyl-pphenylendiamin wird auf 14-0 C erhitzt.

Nach dem Hmmogenisieren werden 9*8 g Aerosil-300 hinzugegeben, una das Gemisch wird in ähnlicher Weise behandelt wie in Beispiel 1.

Das Testergebnis ist in Tabelle 1 und Figur 1 wiedergegeben.

Beispiel 8

Das Gemisch aus 75>8 g paraffinischem Mineralöl mit einer Viskosität von 1^6*5 centistokes und einem Anilinpunkt von 115,6° C, 14,5 g Heptachlor-diphenyl, 1,5 g NjNjN'jN'-

amino-diphenylmethan und 1,1 g N,N^f-Di-sek.butyl-p-phenylendiwird auf 150° C erhitzt.

Nach dem Homogenisieren werden 7*1 g Aerosil-200 hinzugegeben, und das Gemisch wird in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 behandelt.

Das Testergebniü ist in Tabelle 1 und Figur 1 wiedergegeben.

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Beispiel 9

Das Gemisch aus 80,8 g paraffinischem Mineralöl mit eher Viskosität von 82,5 centistokes bei 37,8° C und einem Anilinpunkt von 102,5 C, 8,5 g Hexachlor-diphenyl und 2,0 g Tetrabase wird auf l40° C erhitzt.

Nach dem Homogenisieren werden 8,7 g Aerosil-200 hinzugefügt, und das Gemisch wird in ähnlicher Weise behandelt wie in Beispiel 1.

Das Testergebnis ist in Tabelle 1 und Figur 1 wiedergegeben.

Beispiel 10

Das Gemisch aus 8j5,l g paraffinischem Mineralöl mit einer Viskosität von 98,5 centistokes und einem Anilinpunkt von 112,0 C, 4,5 g Heptachlor-diphenyl und 2,2 g Tetrabase wird auf 1^5° C erhitzt.

Nach dem Homogenisieren werden 10,2 g Aerosil-2491 (Handelsprodukt der Degussa Co., Ltd., mit einer wirksamen BET-Oberfläche von etwa 300 m /g) hinzugefügt, und das Gemisch wird in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 behandelt.

Das Testergebnis ist in Tabelle 1 und Figur 1 wiedergegeben.

Beispiel 11

Das Gemisch aus 80,8 g paraffinischem Mineralöl mit einer Viskosität von 77,5 eentistokes und einem Anilinpunkt von 108,5 C, 7#3 g Hexachlor-diphenyl und 2,5 g NiN'-Di-sek.butyl-p-phenyloridiamin wird auf l40° C erhitzt.

Nach dem Hmmogenisieren werden 9,4 g Aerosil-2491 hinzugefügt, und das Gemisch wird in ähnlicher Weise behandelt wie in Bei-

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spiel 1.

Das Testergebnis ist in Tabelle 1 und Figur Λ wiedergegeben. · -

Tabelle 1 zeigt die Testergebnisse der Verschleiß-verhindernden Eigenschaft der Fette aus Beispiel 1 bis "Ii und zum Vergleich verfügbarer herkömmlicher Fette.

Der Test wurde wie folgt durchgeführt.

Die Fette v;urden auf dem Gleitkontakt aufgetragen, welcher eine Kombination aus einem beweglichen Lontaktniet und einer festen Kontaktplatte enthielt. Das für die feste Kontaktplatte verwendete Material ist Nickel.

Der Krümmungsradius des Kopfes des beweglichen Kontaktnietes ist 2 mm. Der liiet wird aus mindestens einem Material aus der Gruppe: Platin, Gold, Silber, Kupfer oder deren Legierung, hergestellt. Der Verschleiß des Kontaktnietes wurde als abnehmende Dicke des Nietkopfes nach 50 000-facher Gleitaktion mit einer Gleitgeschwindigkeit von 8 cm/sek. und einem Gleitabstand von Lv cm gemessen.

Da der Viert des elektrischen Kontaktwiderstandes mit dem Gleitgang fluktuiert, besitzt der Spitzenwert des Kontaktwiderstandes wenig Aussagekraft.

Daher wurde die Energie E, die am Kontakt in einer gegebenen Zeit verbraucht wurde, ausgewertet.

Die Energie ist wie folgt auszudrücken:

t
E = ( I^ lic dt (1)

Jo

i : p;emessener Kontaktstrom

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t : gemessene Zeit

Kc : elektrischer Kontaktwiderstand

Im vorliegenden Fall sind die Bedingungen folgende:

i = iJO mA
t = 1 sek.

Die iiezugszahlen 1 bis 19 in Figur 1 entsprechen der Testnummer in Tabelle 1 respektive.

Allgemein gesprochen, sollte der Unterschied zwischen dem Kontaktwiderstand vor und nach dem Gleitgaiig nicht so groß sein, um eine wirksame Verwendung für den elektrischen Kontakt zu erreichen.

Aus Figur 1 wird klar, daß das erfindungsgemäße Fett einen geringen Unterschied zwischen dem Kontaktwiderstand zu Beginn und nach 50 000-fachem Gleitgang zeigt.

Folglich liefert das erfindungsgemäße Fett einen elektrischen Kontakt mit einem stabilen spezifischen elektrischen Kontaktwiderstand bei vollständiger Vermeidung von Gerauscherzeugun und verlängert die Betriebsdauer des elektrischen Kontaktes.

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	Tabelle 1	1	9	100	Ag	Verschleiß des Kontaktnietes (Dicke) (mm)
'fest Kr.	Druckbelastung des Kontaktes Material des liettprobe (g) Kontaktnietes	2		100	Ag	0,036
1	Bsp.	3		100	Ag	0,022
2	Il	4		100	Ag	0,025
3	Il	5		100	Ag	0,032
4	Il	6	100	Ag	0,027
5	It	7	100	Ag	0,015
6	Il	b	■100	Ag	0,043
7	Il	9	100	Ag	0,010
ti	Il	10	100	. Ag	0,024
9	Il	11	100	Ag	0,023
10	It	Li-seife- i?ett	100	Ag	0,026
11	Il	Siliconfett	100	Ag	0,018
12	B'ett, das MBP⁺ anstelle der !i'etra- base⁺⁺ in Bsp. 1 ent hält	100	Ag	0,070
13	.bsp.	20	Ag	0,048
14	Il	400	Ag	0,008
15	Il	100	Ag-Gu (90-10)	0,058
16	Il	100	Au-Ag-Pt (69-21-6)	0,018
17	Il	100	Ni ckel-ioilber	0,016
18		■0,012
19

MBP: 4,4'-Methylen-bis(2.6-di-tert.butyl-phenol) ^rl'etrabase: 4,4' -Tetramethyldiaminodipheny!methan

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Claims

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Patentans prüche

Kontaktfett, im wesentlichen bestehend aus

a) einer Hauptmenge paraffinischem Mineralöl,

b) 2 bis 13 Gew.-% chloriertem aromatischem Kohlenwasserstoff,

c) 7 bis 12 Gew.-^' kolloidaler Kieselsäure, und

d) 0,1 bis 3,0 Gew.-)^ mindestens einer Verbindung aus

der Gruppe der

i) Aminoverbindungen der folgenden Formel:

R₁ -m-fi ^-NH-R₂

Worin R-,, Alkyl mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und R^ aus der Gruppe: Alkyl mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, Cycloalkyl und Aryl, ausgewählt ist, und

il)Aminoverbindungen der folgenden Formel:

worin 11, und R,, entsprechend Alkyl mit 1 bis Kohlenstoffatomen 1st.
2. Kontaktfett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das.; cm; paraffinische Mineralöl eine Viskosität von 5° bis centistokes bei einer Temperatur von j>7>8° G und einen Anilinpunkt von über ¹J3 hat.

KO./ij!'.

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3. Kontaktfett nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der chlorierte aromatische Kohlenwasserstoff eine Verbindung aus der Gruppe: 'ietrachlor-diphenyl, Pentachlor-diphenyl, Hexachlor-diphenyl und Polychlor-triphenyl, ist.
4. Kontaktfett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte kolloidale Kieselsäure eine wirksame BET-Oberflkche von 180 bis 330 m²/g hat.

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