KR100521599B1 - 와이퍼 링케이지용 그리이스 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이퍼 링케이지용 그리이스 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기유로 폴리알파올레핀과 광유가 혼합된 합성기유를 사용하고, 여기에 우레아계 증주제와 점성을 얻기 위한 폴리부텐 및 에틸렌프로필렌 폴리머가 함유되어 있어 점착성과 수세내수성이 매우 우수한 와이퍼 링케이지용 그리이스 조성물에 관한 것이다.

Description

와이퍼 링케이지용 그리이스 조성물{Grease Composition for Wiper linkage}

본 발명은 와이퍼 링케이지용 그리이스 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기유로 폴리알파올레핀과 광유가 혼합된 합성기유를 사용하고, 여기에 우레아계 증주제와 점성을 얻기 위한 폴리부텐 및 에틸렌프로필렌 폴리머가 함유되어 있어 점착성과 수세내수성이 매우 우수한 와이퍼 링케이지용 그리이스 조성물에 관한 것이다.

자동차의 와이퍼는 비 또는 눈 등의 기상조건에서 운전자의 시계를 확보하기 위한 편의장치로써 수분 및 제설용 염화칼슘 등의 악조건 하에서도 작동을 하여야 한다. 따라서 와이퍼의 각 작동부위에 사용되는 그리스는 윤활성 뿐만 아니라 수세내수성이 우수하여야 한다. 즉, 자세히 설명하면 와이퍼가 물과 다량으로 접촉하면서 작동을 하므로 와이퍼에 사용된 그리스가 물에 의해서 씻겨져 없어지면 와이퍼를 지속적으로 사용시 윤활이 되지않아 마모가 발생하여 와이퍼에서 소음이 발생하며, 더 나아가 고장의 주요 원인이 된다.

따라서 와이퍼의 각 작동부위에 사용되는 그리이스는 수세내수성이 특히 우수하여야 한다. 그리이스의 수세내수성이 우수하기 위해서는 그리이스 자체의 내수성이 우수하여야 하며, 또한 그리이스가 와이퍼 부품의 표면에서 점착성이 우수하여야 한다. 그리이스의 점착성이 우수하지 못하면 그리스가 표면에서 흘러내리거나 물에 의해 씻겨 내리는 현상이 발생하게 되므로, 와이퍼에 사용되는 그리스는 점착성이 우수하여야 한다. 또한, 자동차는 10년 이상 장기간 사용하여야 하므로 그리이스의 전단 안정성이 우수하여야 한다.

그러나, 종래에 사용된 그리이스는 와이퍼용으로 요구되는 수세내수성 및 점착성이 약하여 그리이스가 표면에서 흘러내리거나 물에 의해 씻겨 내리는 현상이 발생하게 되고, 이틈으로 수분 및 염분(염화칼슘)이 혼입되어 부식을 유발하고 결국에는 작동불능의 원인이 되었다.

이와 같이, 자동차 와이퍼에 사용되는 그리이스는 윤활성 뿐만 아니라 수세내수성, 점착성, 전단 안정성 등의 물성이 요구된다.

따라서, 본 발명은 종래 문제점을 해결하기 위하여, 기유로 폴리알파올레핀과 광유가 혼합된 합성기유를 사용하고, 증주제로 우레아계 증주제를 사용하며, 강한 점성을 얻기 위해 폴리부텐과 에틸렌프로필렌 폴리머를 사용하며 종래 그리이스에 비해 점착성과 수세내수성을 월등히 향상시킨 와이퍼 링케이지용 그리이스 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 기유, 증주제 및 점착성 향상제를 함유하는 그리이스 조성물에 있어서,폴리알파올레핀과 광유가 혼합된 합성기유를 주재로 하고,다음 화학식 1로 표시되는 우레아계 그리이스 증주제 10 ∼ 25 중량%와, 폴리부텐 2.0 ∼ 4.0 중량% 및 에틸렌프로필렌 폴리머 1.0 ∼ 2.0 중량%가 함유되어 있는 와이퍼 링케이지용 그리이스 조성물에 그 특징이 있다.[화학식 1] 상기 화학식 1에서 R₁, R₂는 각각 독립적으로 또는 동시에 탄소수 6 ∼ 7의 방향족 탄화수소 또는 시클로헥실기; 또는 탄소수가 6 ∼ 20의 지방족 탄화수소이다.

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이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 수세내수성을 향상시키기 위해서 그리이스 증주제로서 내수성이 우수한 우레아계 증주제를 사용하며, 또한 점성이 강하여 수분의 침투가 용이하지 못한 고분자 물질인 점착성 향상제 2 종을 혼합하여 혼련한 결과, 그리스의 수세내수성이 향상되었을 뿐만 아니라 전단 안정성도 매우 우수한 그리이스를 제조하게 되어 본 발명을 완성하였다.

이러한 본 발명의 수세내수성 및 전단 안정성이 우수한 그리이스 조성물은 자동차의 와이퍼 링케이지용 그리이스로 사용이 가능하다.

본 발명의 그리이스 조성물은 기유를 주재로 하여, 우레아계 증주제, 2 종 이상의 점착성 향상제를 포함한다.

상기 기유는 종래 사용되는 광유가 아니라, 합성 윤활기유를 광유와 혼합한 것을 사용한다. 상기 합성 윤활기유는 폴리알파올레핀을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명은 합성 윤활기유인 폴리알파올레핀과 광유를 혼합하여 100 ℃에서의 동점도가 6-10 cSt인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 40 ℃에서의 동점도가 60-80 cSt인 기유를 사용한다.

또한, 본 발명은 수세내수성을 향상시키기 위해, 증주제로서 하기 화학식 1로 표시되는 우레아계 증주제를 사용한다.[화학식 1]

상기 식에서, R₁과 R₂는 각각 독립적으로 또는 동시에 탄소수 6∼7의 방향족 탄화수소, 또는 시클로헥실기; 또는 탄소수가 6∼20의 지방족 탄화수소이다.

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상기 화학식 1의 우레아계 증주제는 1당량의 디이소시아네이트와 2당량의 알킬, 시클로 또는 아릴아민을 윤활기유 존재하에서 반응시켜 제조할 수 있다. 이때, 상기 디이소시아네이트는 4,4-메틸렌비스(페닐이소시아네이트)를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 아민으로는 탄소수가 6-7개인 방향족아민 또는 시클로헥실아민, 또는 탄소수가 6-20개인 지방족아민을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 우레아계 증주제의 사용함량은 전체 조성물에 대하여 10 ∼ 25 중량%인 것이 바람직하며, 이때 그 함량이 10 중량% 미만이면 주도가 묽어지며 점착성이 떨어지는 문제가 있고, 25 중량%를 초과하면 주도가 되어져 저온성이 나빠지는 문제가 있다.

또한, 본 발명은 그리이스 조성물의 수세내수성 및 점착성을 향상시키기 위해, 2종 이상의 고분자 물질을 점착성 향상제로 사용한다. 상기 점착성 향상제로 사용되는 고분자는 분자량이 50,000∼100,000인 폴리부텐, 및 분자량이 100,000 ∼ 200,000인 에틸렌프로필렌폴리머를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 폴리부텐은 점성이 강하여 그리이스의 점착성이 향상되어 금속 표면에 잘 흡착되어 있으므로 물에 잘 씻겨 내려가지 않으며, 수분이 침투하지도 못하므로 수세내수성을 향상시키는 반면에 저온에서 굳어지는 단점이 있다. 상기 에틸렌프로필렌폴리머는 점성이 폴리부텐에 비해 다소 떨어지나 저온에서 유동성이 좋은 장점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 수세내수성 및 점착성을 향상시키면서 저온에서도 유동성이 유지되는 그리이스를 제조하기 위하여, 상기 폴리부텐과 에틸렌프로필렌폴리머를 적정 비율로 혼합하여 사용한다. 바람직하게는, 상기 폴리부텐은 전체 조성물에 대하여 2.0 ∼ 4.0 중량%로 사용하며, 상기 폴리부텐의 함량이 2 중량% 미만이면 점착성 및 수세내수성이 나빠지는 문제가 있고, 4.0 중량%를 초과하면 저온에서 그리스가 굳어져서 저온유동성이 나빠지는 문제가 있다. 또한, 에틸렌프로필렌폴리머는 전체 조성물에 대하여 1.0 ∼ 2.0 중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 그 함량이 1.0 중량% 미만이면 저온유동성이 개선되지 않는 문제가 있고, 2.0 중량%를 초과하면 그리스가 늘어지며 점착성이 오히려 감소하는 문제가 있다.

또한, 본 발명의 그리이스 조성물은 필요에 따라 적절한 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 그리이스 조성물은 아민계 산화방지제 0.5 ∼ 1.0 중량%, 동판부식방지제인 중성바륨디노닐설포네이트 0.1 ∼ 0.5 중량%, 마모방지제인 트리크레실포스페이트 1.0 ∼ 2.0 중량%, 및 몰리브덴디티오카바메이트 0.5 ∼ 1.0 중량%를 사용할 수 있다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예 및 비교예를 통하여 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

온도계, 적하깔대기, 교반기가 장착된 2L 그리스 반응기에 100도에서 동점도가 10cSt인 윤활기유 400g과 4,4-메틸렌비스(페닐이소시아네이트) 114g을 가하고 약 90 ℃로 가열하여 약 20분간 교반한다. 내용물이 완전히 용해되면 톨루이딘 50g과 시클로헥실아민 50g을 가하고 약 100 ℃에서 교반하면서 반응시킨다. 반응이 대부분 완료되면 반응기 내부의 온도를 약 135 ℃로 승온하여 20분 이상 충분히 교반하면서 반응시킨다. 반응 내용물에 윤활기유 100g을 추가로 가하고 반응기 내부의 온도를 195 ℃로 승온시킨다. 이 온도에서 약 10분간 교반한 후 나머지 윤활기유 200g을 가하고 교반하면서 냉각시킨다. 반응기 내부의 온도가 120 ℃ 전후로 냉각되면 점착성 향상제인 폴리부텐 4.0중량%, 에틸렌프로필렌폴리머 2.0중량%, 아민계 산화방지제 0.5중량%, 동판부식방지제인 중성바륨디노닐설포네이트 0.5중량%, 마모방지제인 트리크레실포스페이트 1.0중량%, 몰리브덴디티오카바메이트 1중량%를 첨가한 후 약 20분간 추가로 교반한다. 제조가 완료되면 콜로이드밀로 균질화 처리를 하였다.

실시예 2

실시예 1의 방법과 동일하게 제조하였으나 점착성 향상제인 폴리부텐을 2.0중량%, 에틸렌프로필렌폴리머 1.0중량%를 첨가하였다.

본 발명에서 제조한 그리스인 실시예 1과 실시예 2 및 기존 제품 그리스의 성상을 다음 표 1에 나타내었다.

실험예 1

실시예 1, 2 및 비교예 1의 수세내수성을 비교하기 위하여, 수세내수성 시험을 실시하였다. 이 시험은 KS M2087 방법에 따라 실시하였으며 시험방법은 각각의 그리이스 4g이 채워진 6204 볼베어링을 하우징에 부착하여 600 회전수로 회전시키고 79도를 유지한 증류수를 매초 5 ml의 비율로 1시간 분사한 후 시료의 무게 감소를 중량%로 측정하였다. 그 결과는 다음 표 2에 나타내었다.

또한, 수세내수성을 비교하기 위한 또 다른 시험으로 수혼화안정도를 실시하였다. 이 시험은 KS M2051 방법에 따라 실시하였으며 시험 방법은 각각의 그리이스에 10 중량%의 물을 가하고 잘 교반한 후, 주도 혼화기에 가하고 상온에서 100,000회 혼화한 후 초기 주도 대비 주도의 묽어진 정도를 측정하였다. 그 결과는 다음 표 2에 나타내었다.

상기 표 2의 결과에서 보면, 본 발명에 따른 실시예 1의 수세 내수도가 1.8중량%로 가장 우수한 수세내수성을 보이고 있으며 수혼화안정도에서도 실시예 1의 주도 증가분이 30으로 가장 적었다. 즉 실시예 1의 그리이스가 수분에 의한 풀어지는 현상이 가장 적었다.

실험예 2

실시예 1, 2 및 비교예 1의 전단 안정성을 비교하기 위하여, 롤 안정성 (Roll Stability) 시험을 실시하였다. 이 시험은 ASTM D1831 방법에 따라 실시하였으며 시험 방법은 실린더에 그리이스 50 g을 가하고 165 회전수에서 2시간 회전시킨 후 그리이스의 주도를 측정하여 초기 주도 대비 주도의 묽어진 정도를 측정하였고, 그 결과는 다음 표 3에 나타내었다.

상기 표 3의 결과를 살펴보면, 본 발명에서 제조한 실시예 1의 경우 롤 안정성 시험 후 주도 증가분이 9로써 그리이스의 주도가 가장 적게 묽어져 실시예 1의 전단 안정성이 가장 우수하였다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 내수성이 우수한 우레아계 증주제를 사용하며, 또한 점성이 강하여 수분의 침투가 용이하지 못한 고분자 물질인 점착성 향상제 2 종을 혼합하여 사용함으로써, 점착성 및 수세내수성이 향상되었을 뿐만 아니라 전단 안정성도 매우 우수하여 자동차의 동계 부식 와이퍼 링케이지용 그리이스로 사용이 가능한 그리이스를 제공할 수 있다.

Claims (5)

1. 기유, 증주제 및 점착성 향상제를 함유하는 그리이스 조성물에 있어서,

   폴리알파올레핀과 광유가 혼합된 합성기유를 주재로 하고,

   다음 화학식 1로 표시되는 우레아계 그리이스 증주제 10 ∼ 25 중량%와,

   폴리부텐 2.0 ∼ 4.0 중량% 및 에틸렌프로필렌 폴리머 1.0 ∼ 2.0 중량%가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 와이퍼 링케이지용 그리이스 조성물:

   [화학식 1]

   상기 화학식 1에서 R₁, R₂는 각각 독립적으로 또는 동시에 탄소수 6 ∼ 7의 방향족 탄화수소 또는 시클로헥실기; 또는 탄소수가 6 ∼ 20의 지방족 탄화수소이다.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 합성기유는 100 ℃에서 동점도가 6 ∼ 10 cst인 것을 특징으로 하는 와이퍼 링케이지용 그리이스 조성물.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리부텐은 분자량이 50,000 ∼ 100,000인 것을 특징으로 하는 와이퍼 링케이지용 그리이스 조성물.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 에틸렌프로필렌폴리머는 분자량이 100,000 ∼ 200,000인 것을 특징으로 하는 와이퍼 링케이지용 그리이스 조성물.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 그리이스 조성물은 아민계 산화방지제 0.5 ∼ 1.0 중량%, 동판부식방지제 0.1 ∼ 0.5 중량%, 마모방지제 1.0 ∼ 2.0 중량%, 및 몰리브덴디티오카바메이트 0.5 ∼ 1.0 중량%가 더욱 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 와이퍼 링케이지용 그리이스 조성물.