KR20010037197A - 그리스 조성물 - Google Patents

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KR20010037197A
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이계안
현대자동차 주식회사
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Abstract

본 발명은 그리스 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기유(base oil)를 주재로 하고, 여기에 증주제로서 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트(MDI)와 사이클로헥실아민의 반응으로 얻어진 지방족고리 디우레아(Alicyclic diurea)를 특정 함량으로 함유시킴과 동시에, 첨가제로서 몰리브데늄디티오카바메이트, 징크디티오포스페이트 및 안티몬디티오카바메이트를 적정량 함유시킴으로써, 종래 그리스 조성물에서 이룰 수 없었던 내수성, 내열성, 기계적 안정성, 내마모성 및 극압성을 동시에 만족시킬 수 있고, 특히 마찰저감을 우수하게 향상시킬 수 있는 그리스 조성물에 관한 것이다.

Description

그리스 조성물{Grease composition}
본 발명은 그리스 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기유(base oil)를 주재로 하고, 여기에 증주제로서 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트(MDI)와 사이클로헥실아민의 반응으로 얻어진 지방족고리 디우레아(Alicyclic diurea)를 특정 함량으로 함유시킴과 동시에, 첨가제로서 몰리브데늄디티오카바메이트, 징크디티오포스페이트 및 안티몬디티오카바메이트를 적정량 함유시킴으로써, 종래 그리스 조성물에서 이룰 수 없었던 내수성, 내열성, 기계적 안정성, 내마모성 및 극압성을 동시에 만족시킬 수 있고, 특히 마찰저감을 우수하게 향상시킬 수 있는 그리스 조성물에 관한 것이다.
그리스는 자동차의 마모를 방지하기 위한 등속 조인트의 효과적인 윤활을 돕는 용도로 사용되는 것으로서, 일반적으로 재활용 방법를 주재로 하여 증주제, 첨가제 및 극압제를 첨가하여 제조되고 있다. 이때, 상기 그리스 조성물에서 사용되는 증주제는 그리스에 비뉴턴성을 주어 반고체상으로 유지하는 역할을 하며, 증주제의 종류에 따라 물리적 화학적 성질이 크게 달라지므로 증주제의 선택은 매우 중요하다. 이러한 증주제로는 통상적으로 금속비누 증주제와 우레아계 증주제가 사용되고 있다.
먼저, 상기 금속성분이 함유되어 있는 금속비누 증주제를 사용한 그리스 조성물의 경우에는, 금속비누 증주제의 금속성분이 산화와 부식을 일으키는 촉매로 작용할 수 있기 때문에, 그리스 조성물의 산화 안정성을 떨어뜨리고 열안정성을 저하시키는 문제가 있다.
반면에, 상기 우레아계 증주제를 그리스 조성물에 함유시킨 경우에는 우레아계 증주제가 금속성분을 함유하고 있지 않기 때문에, 금속비누 증주제를 사용한 그리스 조성물에 비해서 보다 우수한 열안정성과 산화안정성을 얻을 수 있다. 이러한 우레아 증주제는 일반적으로 아민류와 디이소시아네이트 작용기를 반응시켜 얻을 수 있으며, 그 종류는 매우 다양한데, 이들의 예를 들면, 디우레아, 트리우레아, 테트라우레아 및 폴리우레아 등이 있으며, 디우레아계 중에서 지방족 우레아, 지방족고리 우레아 및 방향족 우레아 등이 널리 사용되고 있다.
이러한 상기 디우레아, 트리우레아, 테트라우레아 및 폴리우레아 등을 증주제로서 사용한 그리스 조성물에 대해서는 이미 공지되어 있다[미국특허 제5033085호 및 제4915860호 등]. 그러나, 상기 특허들에서는 증주제로 사용한 지방족고리 디우레아가 갖는 특이성에 대해서는 언급된 바가 없다. 게다가, 상기 우레아 증주제는 금속비누 증주제보다는 열안정성과 산화안정성 등이 우수하기는 하지만, 마찰특성 및 내수성 등이 떨어지기 때문에 자동차용 그리스에 요구되는 성능을 만족시키지는 못하고 있는 실정이다.
따라서, 상기 자동차용 그리스에 요구되는 마찰특성 및 내수성의 문제점을 만족시킬 수 있는 특정한 우레아 증주제의 개발이 절실히 요구되고 있다.
이에, 본 발명은 기유(base oil)를 주재로 하고, 여기에 증주제로서 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트(MDI)와 사이클로헥실아민의 반응으로 얻어진 지방족고리 디우레아(Alicyclic diurea)를 특정 함량으로 함유시킴과 동시에, 첨가제로서 몰리브데늄디티오카바메이트, 징크디티오포스페이트 및 안티몬디티오카바메이트를 적정량 함유시킴으로써, 종래 그리스 조성물에서 이룰 수 없었던 내수성, 내열성, 기계적 안정성, 내마모성 및 극압성을 동시에 만족시킬 수 있고, 특히 마찰저감을 우수하게 향상시킬 수 있는 그리스 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 기유(base oil)를 주재로 하고, 여기에 다음 화학식 1로 표시되는 지방족고리 디우레아(Alicyclic diurea) 11 ∼ 16.5 중량%, 몰리브데늄디티오카바메이트 1 ∼ 5 중량%, 징크디티오포스페이트 0.5 ∼ 4 중량% 및 안티몬디티오카바메이트 1 ∼ 5 중량%가 함유되어 이루어진 그리스 조성물을 그 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 기존의 우레아계 그리스 조성물이 가지는 열안정성 및 산화 안정성 등의 물성을 한층 더 향상시키기 위해, 우레아 중에서도 특히 디우레아의 일종인 지방족고리 디우레아(Alicyclic diurea)를 증주제로 함유시킴과 동시에 적합한 첨가제와 극압제를 적정량 함유시킨 그리스 조성물에 관한 것이다.
먼저, 본 발명에 따른 그리스 조성물은 기유(base oil)를 주재로 하는데, 이러한 기유(base oil)는 100 ℃ 온도에서의 점도가 14.5 ∼ 16.5 cst인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 기존의 우레아계 그리스 조성물이 가지는 열안정성 및 산화안정성 등의 물성을 한층 더 향상시키기 위해, 증주제로서 우레아 중에서도 특히 디우레아의 일종인 지방족고리 디우레아(Alicyclic diurea)를 함유시키는 것을 가장 큰 특징으로 한다. 여기서, 상기 지방족고리 디우레아(Alicyclic diurea)은 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트(MDI)와 사이클로헥실아민을 기유속에서 반응시켜 얻어진다. 이렇게 제조된 지방족고리 디우레아는 전체 그리스 조성물에 대하여 11 ∼ 16.5 중량%로 함유시키는 것이 바람직하다. 만일 함유되는 증주제의 함량이 11 중량% 미만이면 주도(그리스 경도의 척도 KSM 2032)가 높아지거나 유분리가 심해져서 바람직하지 않고, 반면에 그 함량이 16.5 중량%를 초과하면 유동성이 저하되는 문제점이 있어 이 역시 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에 따른 그리스 조성물은 첨가제로서 그리스 조성물의 효과적인 마모방지를 위하여 몰리브데늄디티오카바메이트를 전체 그리스 조성물에 대하여 1 ∼ 5 중량%로 함유시키는데, 만일 그 함량을 1 중량% 미만으로 사용하면 얻고자 하는 정도의 마모방지 효과를 얻을 수 없고, 반면에 5 중량%를 초과하여 과량으로 사용할 경우에는 종래 그리스 조성물과 비교하여 그 효과가 같거나 더 나빠지게 되는 결과를 초래하여 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에서는 또 다른 첨가제로서, 몰리브데늄디티오카바메이트와 상승효과를 나타내는 징크디티오포스페이트를 전체 그리스 조성물에 대하여 0.5 ∼ 4 중량%로 함유시키는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1.5 ∼ 3 중량%로 함유시킨다. 이때, 만일 그 함량이 0.5 중량% 미만이면 내마모성이 저하되는 문제가 있고, 반면 4 중량%를 초과하여 과량으로 사용할 경우 종래 그리스 조성물과 동일한 효과를 초래하여 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에서는 극압첨가제 및 산화방지제로서 안티몬디티오카바메이트를 전체 그리스 조성물에 대하여 1 ∼ 5 중량%로 첨가하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 2.5 ∼ 3.5 중량%로 사용한다. 만일 그 함량을 1 중량% 미만으로 사용하면 극압성 및 산화방지 효과가 저하되는 문제가 있으며, 반면 5 중량%를 초과하여 사용하면 종래 그리스 조성물의 효과와 동일하여 향상된 효과를 기대할 수 없는 문제가 있다.
이 밖에, 본 발명에 따른 그리스 조성물에는 그리스 조성물을 제조시 통상적으로 첨가되는 방청 첨가제, 점착력 향상제 및 동판부식방지제 등이 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 그리스 조성물은 종래 그리스 조성물보다 내수성 및 기계적 안정성 등의 물성을 동시에 만족하고, 특히 마찰저감이 우수하게 개선되어 자동차용 그리스로서 사용하기에 효과적이다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
제조예: 지방족고리 디우레아(Alicyclic diurea) 그리스의 제조
디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트(MDI) 1 몰과 사이클로헥실아민 2 몰을 기유에 녹여 100 ℃의 온도에서 1시간 동안 교반하면서 반응시키면, 분산되어 지방족고리 디우레아(Alicyclic diurea) 그리스가 생성되었다.
실시예 1 ∼ 2 및 비교예 1 ∼ 4
다음 표 1과 같은 조성과 함량으로 그리스 조성물을 제조하였다. 이때, 증주제로서 상기 제조예에서 제조한 지방족고리 디우레아(Alicyclic diurea)를 사용하였다. 또한, 통상의 그리스 조성물의 제조방법을 적용하였다.
그리고, 그리스 조성물의 물성을 하기한 방법으로 측정하였고, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
① 혼화주도 :
유동특성을 측정하기 위해 KSM 2032 방법을 사용하여 산출하였다.
② 4구 극압성 시험 :
극압성을 측정하기 위해 ASTM D 2596 방법을 사용하여 산출하였다.
③ 4구 마모 시험 :
내마모성을 측정하기 위해 ASTM D 2266 방법을 사용하여 산출하였다.
④ 수혼화 안정도 :
내수성을 측정하기 위해 KSM 2051 방법을 사용하여 산출하였다.
⑤ 적점 :
내열성을 측정하기 위해 KSM 2033 방법을 사용하여 산출하였다.
⑥ 마찰계수 :
마찰저감을 측정하기 위해 ASTM D 5183 방법을 사용하여 산출하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 그리스 조성물은 내마모성 및 마찰저감에 큰 효과가 있으며, 극압성 및 내열성과 특히 수혼화 안정성이 매우 뛰어나, 이러한 특성이 요구되는 자동차의 등속조인트 및 물이 접촉할 수 있는 가혹한 조건에서 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (2)

  1. 기유(base oil)를 주재로 하고, 여기에 다음 화학식 1로 표시되는 지방족고리 디우레아(Alicyclic diurea) 11 ∼ 16.5 중량%, 몰리브데늄디티오카바메이트 1 ∼ 5 중량%, 징크디티오포스페이트 0.5 ∼ 4 중량% 및 안티몬디티오카바메이트 1 ∼ 5 중량%가 함유되어 이루어진 것임을 특징으로 하는 그리스 조성물.
    화학식 1
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 지방족고리 디우레아(Alicyclic diurea)는 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트(MDI)와 사이클로헥실아민을 반응시켜 얻은 것임을 특징으로 하는 그리스 조성물.
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