JP2911789B2 - 高温使用に適したグリース - Google Patents
高温使用に適したグリースInfo
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Description
尿素化合物および分散された固体潤滑剤としてのモリブ
デンジスルフィド(MoS2)を含有する、鉱油または
/および合成油もしくはこれらの混合物を基礎とする高
温使用に適したグリースに関する。
滑剤としてのMoS2を含有する、鉱油または合成油を
基礎とするグリースは、公知である。即ち、英国特許第
2255103号明細書Aには、濃稠化剤として尿素お
よびMoS2をモリブデンおよび亜鉛の金属有機化合物
とともに含有するグリースが開示されている。特開平2
−020597号公報の記載からは、尿素−ウレタンを
濃稠化剤として含有することもできる相応する組成のグ
リースが公知である。この公知のグリースは、実際に高
温適性に関連してリチウム脂肪を凌駕するが、しかし、
この公知のグリースは、寿命、疲れ限度および潤滑作用
に関連してなお所望のものには程遠い。更に、この公知
のグリースは、製造の点で費用がかかり、したがって高
価である。
使用に適した公知のグリースの欠点を排除し、かつ同方
向に動くリンクにおける高い温度負荷下に使用するため
に適したグリースを得ることであり、この場合このグリ
ースは、僅かな費用で製造可能であり、種々の潤滑に重
要な性質の点で少なくとも公知のグリースの性質を達成
するかまたは凌駕し、同方向に動くリンクにおける永続
的な固体潤滑剤充填物としての使用の場合に同方向に動
くリンクの改善された寿命を生じるだけでなく、密閉に
使用されるベローズを形成する材料と良好に認容性であ
り、かつこの材料の寿命を減少させない。
付加的に固体潤滑剤として黒鉛、ポリテトラフルオルエ
チレンおよび少なくとも1つのモリブデン有機化合物を
含有し、かつモリブデンジスルフィド、黒鉛、ポリテト
ラフルオルエチレンおよびモリブデン有機化合物の組合
せ物の含量がグリースに対して2〜5重量%の範囲内に
あることによって解決される。
ンおよびジイソシアネートおよび/またはジイソシアネ
ートの同族体、異性体および重合体からなる反応生成物
である。
よって、意外なことに、卓越した固体潤滑剤の作用、ひ
いてはそれによって潤滑される金属摩擦面の相応する延
長された寿命を達成するだけでなく、高価な固体潤滑剤
の量を本質的に減少させ、それと同時に全体で本質的に
減少された生産費で卓越した製品を得ることが可能にな
る。
特にMoS2約40〜約80重量%からなる。黒鉛、ポ
リテトラフルオルエチレンおよびモリブデン有機化合物
は、ほぼ同量部を形成し、残りは60〜20重量%であ
り、この場合2つの別の成分に対して約30%までの全
ての成分の割合における偏倚は、意図した性質をなお損
なうものではない。
つの固体が例えばモリブデンオキシスルフィドジチオカ
ルバメートのようなモリブデンジチオカルバメートの形
で使用される。また、固体の形のモリブデンジチオホス
フェートまたは別のモリブデン有機化合物は、個別的に
使用することができるか、または殊にモリブデンジチオ
カルバメートと一緒の化合物として使用することができ
る。
レンおよびモリブデン有機化合物の記載した4回の組合
せとともに、本発明によるグリースは、ポリ尿素または
その誘導体を濃稠化剤として含有する。有利に、このポ
リ尿素は、8〜22個のC原子の鎖長を有する1級脂肪
アミンとイソシアネートまたはこのような脂肪アミンの
混合物としての多数の脂肪アミンとの反応混合物からな
る。この脂肪アミンは、種々の鎖長の脂肪アミンからな
る市販の混合物である。イソシアネート成分としては、
基油中で良好に可溶性でありかつ150℃までの温度で
蒸気を発生させないイソシアネートが有利である。適当
なイソシアネートの例は、1,3−ジイソシアネートベ
ンゾール、2,4−ジイソシアネートトルオールおよび
4,4´−ジイソシアネートジフェニルメタンである。
有利には、4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネー
トまたは4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネート
と異性体および同族体との混合物が使用される。
て5〜17重量%、特に5〜12重量%の量で存在す
る。
化水素が適当である。好ましいのは、1:3〜1:6の
割合で合成炭化水素油との組合せ物のナフテンを基礎と
する鉱油である。これは、特に40℃で100〜150
センチストークスの粘度を有する。合成油としては、例
えば100℃で1〜40センチストークス、特に3〜1
5センチストークスの粘度を有するポリ−α−オレフィ
ンが適当である。特に有利には、全部のグリースに対し
て、ナフテンを基礎とする鉱油60〜70重量%および
合成油10〜20重量%を含有する。ポリ−α−オレフ
ィンを基礎とする合成油を有する脂肪アミンは、ナフテ
ンを基礎とする鉱油中に溶解されていなければならな
い。このことは、イソシアネート成分の分散にとって必
要なことである。
よるグリースは、なお付加的に常用の油溶性添加剤を含
有する。即ち、有利には、付加的に特にメルカプト化合
物からなる硫黄含有金属失活剤が存在する。特に有利に
メルカプト化合物としては、メルカプトチアジアゾール
である。金属失活剤の量は、一般に2重量%までであ
り、有利には、0.3〜1.0重量%である。同様に、
特に高圧添加剤が使用される。
る。この耐蝕剤の量は、2重量%まで、有利に0.1〜
1重量%である。また、多数の耐蝕剤の組合せ物は、有
効であることが証明された。
あり、これは、存在する場合には、2〜20重量%、特
に2〜8重量%の量で使用される。
は、簡単な装置を用いて問題なく製造することができ、
かつこの場合に環境保護の視点で課すべき全ての要求が
満たされることに見ることができる。殊に、生成物は、
遊離イソシアネートを含有せず、生成物の製造の場合に
は、イソシアネートの蒸気を発生させることもない。こ
のことは、例えば形成される毒性蒸気を吸着させるため
の技術的手段が存在しない場所での製造をも可能にす
る。この性質の本質的な関心は、本発明によるグリース
の製造にとって十分である80〜140℃の大きさの程
度で低い温度を有することである。
油混合物の第1の部分で脂肪アミンを溶解し、基油の第
2の部分でイソシアネートを分散させ、次に双方の部分
を高められた温度で混合し、脂肪アミンとイソシアネー
トとの反応が完全に経過するまでの長時間80〜140
℃に維持し、次いで残留成分、即ち固体潤滑剤と油溶性
添加剤との組合せ物を最大90℃の温度で脂肪の残りの
成分と混合するようにして製造される。この場合には、
製造のために、尿素化合物の成分を含有する基油の両含
量を適当な撹拌機、例えば対向フレーム形ミキサー(Ra
hmenruehwerk)または遊星形ミキサー中で高められた温
度にもたらし、次いで互いに混合させるようにして有利
に実施される。基油の混合すべき部分の予熱のための温
度としては、一般に80〜120℃が適当である。
とを保証するために、尿素の形成は、有利な方法で制御
される。このためには、IR分光計が特に好適である。
例えば、2時間の撹拌の後にイソシアネートがなお完全
には反応されていない場合には、再び相応する量の脂肪
アミンを添加することができる。
素化合物の形成後に得られる基礎グリースに適当な撹拌
装置および混合装置を使用しながら添加される。良好な
均質化を生じさせる高圧ホモジナイザーもしくはコロイ
ドミルは、有効であることが証明された。
ンク、殊によりいっそう高い温度が運転中に生じるよう
な同方向に動くリンクのための固体潤滑剤充填物として
使用される。この場合、本発明によるグリースは、標準
温度範囲内ならびに高温範囲内で最もよく知られた高温
グリースに少なくとも匹敵する性質を示すが、しかし、
多くの点で凌駕している。即ち、本発明によるグリース
は、150℃までの作業温度に適しており、このこと
は、市販のグリースでは達成されない。
例において図面と関連付けて詳説される。
いて特によく知られた市販のグリースと比較して平均で
70%の改善、ゴムならびにプラスチックのベローズと
比較して卓越したベローズとの認容性の際に100%を
上廻る高温試験における寿命の上昇率が判明した。
る。
肪を重量部に対して65.4%有する全部のナフテン系
基油を2つの部分、即ち重量部に対して約80%を有す
る第1の部分および重量部に対して約20%を有する第
2の部分に分けた。第1の部分の場合に、全脂肪の重量
部に対して5%の割合を有する水素化牛脂アミンを10
0℃への加熱の際に溶解した。
を有する、完成脂肪の重量分に対して3.75%に達す
るジイソシアネート(4,4´−ジフェニル−メタンジ
イソシアネート)100%の1:1の懸濁液(重量に対
して)を調製し、かつ撹拌しながら100℃に加熱し
た。
を有するナフテン系基油の第1の部分に添加した。
し、かつ最大に到達した後に約130℃にさらに加熱さ
れた。130℃の温度を少なくとも2時間維持した。次
に、この混合物を遊離ジイソシアネートの存在について
試験し、かつこのようなものが存在していた場合には、
中和した。
温度に冷却した。引続き、ナフテン系基油およびポリ−
α−オレフィンを基礎とする反応の際に使用されなかっ
た合成油の第2の部分ならびにカルシウム錯脂肪を混入
し、粒径5μmのモリブデンジスルフィドの形 重量部
に対して2%、平均粒径4μmを有する黒鉛の形 重量
に対して0.4%、ポリテトラフルオルエチレンの形
重量部に対して0.4%およびポリブデンオキシスルフ
ィドジチオカルバメートの形 重量部に対して0.4%
を混入した。更に、メルカプトチアジアゾールの形 重
量部に対して0.6%および耐蝕剤の形 重量部に対し
て0.5%を添加した。得られたグリースを高圧ホモジ
ナイザーを用いて均質化し、濾過し、かつ充填した。高
圧ホモジナイザーの代わりに、鋼の歯を備えた回転子−
固定子を有するコロイドミルも有効であることが判明し
た。濾過のために、100μの間隙幅を有する自己清浄
性のエッジフィルター(Kantenspaltfilter)を使用し
た。
た: 融解点:225℃(IP396) 実用に供されない針入度:308(DIN/ISO21
37) 実用に供される針入度(60):310(DIN/IS
O2137) 100000DH後の針入度:347(DIN/ISO
2137) 168時間/40時間でのDINによる油析出率:1.
97%(DIN51817) 20℃での流れ圧力:80ミリバール(DIN5180
5) −35℃での流れ圧力:600ミリバール(DIN51
805) 試験1 本発明によるグリース処方物の効率を評価するために、
314Nmの動的伝導能力および硬化前に取り除かれる
球路を有する構造サイズ93構造様式VLの球対を備え
た同方向に動くリンク(Kugelgleichlaufgelenk)を用
いて寿命試験を実施した(Schmelz, Friedrich: Gelenk
e und Gelenkwellen: Berechnung, Gestaltung, Anwend
ungen / F. Schmelz; H-Ch. Graf v. Seherr-Thoss; E.
Aucktor; Berlin; Heidelberg; New York; London; Pa
ris; Tokyo; Springer 1988 (全36巻))。
転モーメント、回転数、リンク屈曲角度および作動時間
分を有する8時間の試験であった。8つのプログラム工
程をリンクが作動停止するまで繰り返した。このリンク
を試験の間、空気を用いて冷却し(吹付け速度:約12
m/s)、作動停止時に80℃のリンク外側温度の超過
分を評価した。
るグリースを有する8個のリンクおよびPUを基礎とす
る連続的使用の際に存在する高温グリース“A”を有す
る16個のリンクを試験した。このグリースは、基油、
尿素化合物、モリブデンジスルフィド、黒鉛およびポリ
テトラフルオルエチレンからなる。有機モリブデン化合
物成分は、存在していない。ワイブルの関数分布(Weib
ull-Verteilung)を用いての個々の寿命の値を評価する
(VDA: Qualitaetskontrolle in der Automobilindustr
ie: Zuverlaessigkeitssicherung bei Automobilherste
llern und Lieferanten, Verfahren und Beispiele; Ve
rband der Automobilindustrie e.V. (VDA), Westendst
rasse 61, Frankfurt/Main, 1976)ことにより、本発明
によるグリースについてよりいっそう高いB10値およ
びB50値を認めることができる明らかに改善された寿
命が明らかになった:
0値には、試験体の90%が、なお作動停止されていな
いような測定された寿命が記載されている。同様に、B
50値には、試験体の50%が、なお作動停止されてい
ないような測定された寿命が記載されている。
されている。作動時間は、本発明によるグリースを使用
した際に比較グリースを使用した場合よりも著しく長い
ことが判明した。
390Nmの動的伝導能力および硬化前に取り除かれる
球路を有する構造サイズ6020構造様式VLの球対を
備えた同方向に動くリンク(Kugelgleichlaufgelenk)
を用いて寿命試験を実施した(Schmelz, supra)。
モーメント、定数10゜のリンク屈曲角度および100
0min-1の回転数を用いての1工程試験であった。こ
のリンクを試験の間、空気を用いて冷却し(吹付け速
度:約12m/s)、作動停止時にグリース中の金属粒
子の退出を評価した。
るグリースを有する31個のリンクおよびPUを基礎と
する連続的使用の際に存在する記載した高温グリース
“A”を有する10個のリンクを試験した。
g)を用いての個々の寿命の値を評価することにより、
本発明によるグリースについてよりいっそう高いB10
値およびB50値を認めることができる明らかに改善さ
れた寿命が明らかになった:
されている。本発明によるグリースを用いた場合には、
比較グリースを用いた場合よりも著しく高い回転数が達
成されたことが判明する。
522Nmの動的伝導能力および硬化前に取り除かれる
球路を有する構造サイズ107構造様式VLの球対を備
えた同方向に動くリンク(Kugelgleichlaufgelenk)(L
oehr & Bromkamp GmbH, Offenbach)を用いて寿命試験
を実施した(Schmelz, supra)。
転モーメント、回転数、リンク屈曲角度および作動時間
の割合を有するブロックプログラムであった。表に記載
されたプログラム工程は、リンクが作動停止するまで繰
り返された。プログラム工程7〜12の場合には、この
箱内の温度をリンク外側温度が約120℃であるように
上昇させた。
箱内部温度の際に達成されることが判明した。
を指示する騒音の発生を評価した。
るグリースを有する7個のリンクおよびPUを基礎とす
る連続的使用の際に存在する記載した高温グリース
“A”を有する6個のリンクを試験した。
g)を用いての個々の寿命の値を評価することにより、
本発明によるグリースについてよりいっそう高いB10
値およびB50値を認めることができる明らかに改善さ
れた寿命が明らかになった:
されている。本発明によるグリースを用いた場合には、
比較グリースを用いた場合よりも著しく高い作動時間が
達成されたことが判明する。
に2つの比較グリースを使用した。球対を備えた同方向
に動くリンク(Kugelgleichlaufgelenk)および試験条
件は、試験2の記載と同様であった。
クを試験し、他の市販の高温グリース“B”を用いて4
個のリンクを試験し、かつ第3の市販の高温グリース
“C”を用いて16個のリンクを試験した。グリース
“B”は、基油、尿素化合物、モリブデンジスルフィ
ド、モリブデンジチオカルバメートおよび鉛ジチオカル
バメートからなる。黒鉛およびポリテトラフルオルエチ
レンは、存在していない。
リブデンジスルフィドおよび黒鉛からなる。有機モリブ
デン化合物およびポリテトラフルオルエチレンは、存在
していない。
g)を用いての個々の寿命の値を評価することにより、
試験2からの既に公知の値と比較してB50の値に対す
る比較グリースを用いてのよりいっそう短い寿命が明ら
かになった:
た図による評価が図示されている。本発明によるグリー
ス(左側)は、3つの比較グリース“A”、“B”およ
び“C”と対比されている。本発明によるグリースに対
する回転数はよりいっそう高いこと(約2倍)を確認す
ることができる。
び市販の高温グリース“A”に対する時間での標準温度
安定性を示す線図。
れた回転数を用いての本発明による同じグリースおよび
高温グリース“A”に対する標準温度安定性を示す線
図。
までの作動時間を用いての本発明による同じグリースお
よび高温グリース“A”に対する時間での高温安定性を
示す線図。
での本発明による同じグリースおよび種々の固体潤滑剤
組合せ物を有する3つの市販のPU高温グリースに対す
る標準温度安定性を補足された棒グラフとともに示す棒
グラフ。
Claims (17)
- 【請求項1】 本質的に次のもの: 少なくとも1つの鉱油および少なくとも1つの合成油か
らなる基油混合物60〜90重量%、 濃稠化剤としての少なくとも1つの尿素化合物5〜17
重量%、この場合少なくとも1つの尿素化合物は、少な
くとも1つの脂肪アミンと少なくとも1つのイソシアネ
ートまたは少なくとも1つのジイソシアネートとの反応
生成物であり、 カルシウム錯脂肪2〜20重量%、 モリブデンジスルフィド1〜4重量%、 黒鉛粉末0.2〜1重量%、 ポリテトラフルオロエチレン粉末0.2〜1重量%、 モリブデンジチオカルバメートおよびモリブデンジチオ
ホスフェートから選択された少なくとも1つのオルガノ
モリブデン化合物の固体粒子0.2〜1重量%、金属失
活剤2重量%まで、および耐蝕剤2重量%までからなる
高温使用に適したグリース。 - 【請求項2】 基油混合物がナフテンを基礎とする鉱油
60〜70重量%およびポリ−α−オレフィンを基礎と
する合成油10〜20重量%からなる、請求項1記載の
グリース。 - 【請求項3】 金属失活剤がメルカプト化合物である、
請求項1記載のグリース。 - 【請求項4】 メルカプト化合物がメルカプトチアジア
ゾールである、請求項3記載のグリース。 - 【請求項5】 少なくとも1つのオルガノモリブデン化
合物がモリブデンオキシスルフィドジチオカルバメート
である、請求項1記載のグリース。 - 【請求項6】 少なくとも1つのオルガノモリブデン化
合物がモリブデンジチオカルバメートであり、かつこの
モリブデンジチオカルバメートが0.2〜0.6重量%
で存在している、請求項1記載のグリース。 - 【請求項7】 モリブデンジチオカルバメートが0.5
〜20μmの平均粒径を有している、請求項6記載のグ
リース。 - 【請求項8】 少なくとも1つの脂肪アミンが8〜22
個の炭素原子の鎖長を有する1級脂肪アミンである、請
求項1記載のグリース。 - 【請求項9】 少なくとも1つの尿素化合物が少なくと
も1つの脂肪アミンと少なくとも1つのジイソシアネー
トとの反応生成物であり、かつ少なくとも1つのジイソ
シアネートが1,3−ジイソシアネートベンゼン、2,
4−ジイソシアネートトルエンおよび4,4′−ジイソ
シアネートジフェニルメタンからなる群から選択された
ものである、請求項1記載のグリース。 - 【請求項10】 少なくとも1つのジイソシアネートが
4,4′−ジイソシアネートジフェニルメタンである、
請求項9記載のグリース。 - 【請求項11】 少なくとも1つの尿素化合物が5〜1
2重量%で存在している、請求項1記載のグリース。 - 【請求項12】 カルシウム錯脂肪が2〜8重量%で存
在している、請求項1記載のグリース。 - 【請求項13】 モリブデンジスルフィドが1〜3重量
%で存在し、かつ0.2〜10μmの粒径を有してい
る、請求項1記載のグリース。 - 【請求項14】 黒鉛粉末が0.2〜0.6重量%で存
在し、かつ0.1〜10μmの平均粒径を有している、
請求項1記載のグリース。 - 【請求項15】 ポリテトラフルオロエチレン粉末が
0.2〜0.6重量%で存在し、かつ1〜20μmの平
均粒径を有している、請求項1記載のグリース。 - 【請求項16】 耐蝕剤が0.1〜1重量%で存在して
いる、請求項1記載のグリース。 - 【請求項17】 本質的に次のもの: 少なくとも1つの鉱油60〜70重量%、 ポリ−α−オレフィンを基礎とする少なくとも1つの合
成油10〜20重量%、濃稠化剤としての少なくとも1
つの尿素化合物5〜12重量%、この場合少なくとも1
つの尿素化合物は、少なくとも1つの脂肪アミンと少な
くとも1つのイソシアネートまたは少なくとも1つのジ
イソシアネートとの反応生成物であり、カルシウム錯脂
肪2〜8重量%、 粒径0.2〜10μmの粒径を有するモリブデンジスル
フィド1〜3重量%、 平均粒径0.1〜10μmを有する黒鉛粉末0.2〜
0.6重量%、 平均粒径1〜20μmを有するポリテトラフルオロエチ
レン粉末0.2〜0.6重量%、 平均粒径0.5〜20μmを有するモリブデンジチオカ
ルバメートの固体粒子0.2〜0.6重量%、 メルカプトチアジアゾール0.3〜1重量%および耐蝕
剤0.1〜1重量%からなる高温使用に適したグリー
ス。
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