KR20040006122A - 통전용 그리이스 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통전용 그리이스 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기유, 증주제 및 첨가제를 포함하는 그리이스 조성물에 있어서, 상기 첨가제로 티타늄계 커플링제; 유기 유황 화합물; 및 유동 파라핀을 첨가함으로써, 접촉 안정성 및 산화 안정성이 증가되어 접점을 산화나 부식으로보터 보호할 수 있을 뿐만 아니라 저비용으로 제조가 가능하여 경제적인 통전용 그리이스 조성물에 관한 것이다.

Description

통전용 그리이스 조성물{Grease composition for applying an electric current}

본 발명은 통전용 그리이스 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기유, 증주제 및 첨가제를 포함하는 그리이스 조성물에 있어서, 상기 첨가제로 티타늄계 커플링제, 유기 유황 화합물; 및 유동 파라핀을 첨가함으로써, 접촉 안정성 및 산화 안정성이 증가되어 접점을 산화나 부식으로보터 보호할 수 있을 뿐만 아니라 저비용으로 제조가 가능하여 경제적인 통전용 그리이스 조성물에 관한 것이다.

그리이스 (grease)는 주로 윤활유를 주입하기 어려운 부분에 사용하는데, 운동 중에는 액체상태를 나타내고, 정지하면 유동성을 상실하여 반고체가 되는 것이 특징을 가지고 있다. 상기 그리이스는 용도와 성분 및 성질에 따라 여러 가지제품이 있는데, 대부분 이 액체의 광유계 (鑛油系) 윤활유에 금속비누와 소량의 물을 가하여 콜로이드 (colloid) 상태로 혼합하여 제조한 것으로, 버터 모양으로 되어 있다. 그리이스는 기계의 운동에 의하여 마찰 변형을 받거나 온도가 상승하면 속에 있는 기름이 겉으로 배어 나오는 작용이 일어나게 되며, 베어링에 대한 회전축의 하중이 큰 마찰 부분, 급유하기 어려운 부분 등에 사용 가능하다.

그중 베터리의 접촉단자, 스티어링 칼럼 베어링 등의 접점 부위는 아크 발생 등으로 산화 및 부식이 발생되므로 통전성이 있는 그리이스를 접점 부위에 도포하여 접점을 산화나 부식으로부터 보호할 수 있다.

통전 그리이스는 통전성을 유지하고 증가시킬 목적으로 저항이 낮은 금이나 은 분말을 사용할 수 있으나 비용면에서 너무 고가이므로, 주로 동 분말로 사용하고 있다. 그러나, 동 분말을 사용하게 되면 통전 즉 접촉저항의 유지에는 효과적일 수 있으나 동자체의 산화 안정성이 약하므로 효과적이지 못하다. 더욱이, 상기 약한 산화 안정성을 보강하기 위하여 벤조트리아졸을 첨가할 것을 제안하였으나 그 보강 정도가 크게 개선되지 않고 있는 실정이다.

이에 본 발명자들은 새로운 조성의 통전 그리이스를 개발하고자 하였으며, 기유; 비누계, 우레아계, 유기화벤토나이트 및 PTFE로 이루어진 그룹 중에서 선택된 증주제; 티타늄계 커플링제; 유기 유황 화합물; 및 유동 파라핀으로 이루어진 조성물을 제조하였으며, 상기 제조된 통전 그리이스 조성물의 혼화주도, 이유도 등의 물리적 시험, 산화 안정도, 동판 부식 등 화학 시험 및 전기특성 및 접촉저항 시험을 수행한 결과,상기 물리적 화학적 특성이 우수하였고, 전기 및 접촉 저항 시험에서 만족할 만한 결과를 얻어내어 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 산화 안정성, 동부식성, 전기적 특성, 접촉저항의 열안정성이 우수한 통전용 그리이스 조성물을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에서 제조된 통전용 그리이스 조성물의 전기 특성을 시험하기 위한 사용되는 장치의 회로를 도식화 한 것이다.

본 발명은 기유 80 ∼ 90 중량%;

증주제 6 ∼ 10 중량%;

티타늄계 커플링제 0.1 ∼ 5 중량%;

유기 유황 화합물 0.03 ∼ 1.0 중량%; 및

유동 파라핀 2 ∼ 7 중량%로 이루어진 통전용 그리이스 조성물을 제공한다.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명의 제 1성분인 기유는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 것이 사용가능하며, 본 발명에서 특별히 한정하지는 않으나, 폴리알파올레핀(PAO) 등의 합성 탄화수소유 디에스테르계, 폴리올 에스테르계가 사용된다.

본 발명의 제 2성분인 증주제 또한 통상적으로 사용되는 리튬비누, 복합리튬비누에 대표된 비누계 증주제; 우레아계 증주제; 유기화벤토나이트 증주제; 및 PTFE로 이루어진 그룹 중에서 선택하여 사용한다.

본 발명의 제3성분인 하기 화학식 1로 표시되는 티타늄계 커플링제는 그리이스 조성물의 통전 저항을 유지하면서 산화 안정성을 증가시키는 역할을 한다.

(R¹O)_n-Ti-(OR²)_4-n

(상기 식에서, R¹은 C₁∼C₁₀의 알킬기이고, R²는 C₁∼C₂₀의 아릴기이고, n은 1∼4의 정수이다.)

상기 티타늄계 커플링제는 가수분해가 가능한 적어도 1개의 친수성기와 소수성기가 티탄에 결합된 구조를 가지며, 일예로 테트라옥틸비스티타네이트,테트라이소프로필비스티타네이트, 이소프로필트리티타네이트, 트리에틸렌티타네이트를 포함한다.

본 발명에서는 상기 티타늄계 커플링제의 함량을 전체 조성물에 대하여 0.1 ∼ 5 중량%로 제한하며, 이때, 그 함량이 0.1 중량% 보다 적으면 그리이스 통전저항이 급격히 커지며, 5 중량%를 초과하게 되면 통전효과의 상승없이 산화안정성이 떨어져 바람직하지 못하게 된다.

본 발명의 제 4성분인 하기 화학식 2로 표시되는 유기 유황 화합물은 그리이스의 산화안정성을 더욱 높이기 위해 첨가된다.

R³-SH

(상기 식에서, R³은 C₁₄∼C₁₈의 탄화수소이다)

일실시예에 따르면, 상기 유기 유황 화합물로서 오르가노 메르캅탄을 사용하였으며, 그 외에도 테트라데실메르캅탄, 스테아릴메르캅탄 등을 포함한다.

상기 유기 유황 화합물은 그리이스 조성물이 양호한 접촉 안정성 및 높은 산화 안정성을 갖도록 하며, 본 발명에서는 그 함량을 0.03 ∼ 0.1 중량%로 제한한다. 이때, 그 함량이 0.03 중량% 보다 적은 첨가량은 상기한 효과를 기대하기 어려우며, 0.1 중량%을 초과하게 되면 그리이스 조성물의 산화 안정성의 상승없이 오히려 동판부식을 야기할 수 있어 바람직하지 못하다.

본 발명의 제 5성분인 유동파라핀은 그리이스의 부착성을 높이기 위하여 첨가되며, 그 함량을 2 ∼ 7 중량%로 제한한다.

상술한 바의 기유; 증주제; 티타늄계 커플링제; 유기 유황 화합물; 및 유동 파라핀을 포함하는 통전용 그리이스 조성물은 통상적인 제조방법에 의해 제조될 수 있으며, 본 발명에서 그 방법을 한정하지는 않는다. 일예로, 증주제를 기유에 첨가하여 검화반응을 수행한 다음, 나머지 첨가제를 첨가하고 균일하게 분산시킨 다음, 겔화 및 균질화 공정을 거쳐 제조된다.

바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 의해 제조된 통전용 그리이스 조성물은 산화 안정성 및 동부식성 등이 개선되었음을 알 수 있었으며, 특히 전기특성시험 및 접촉저항 열안정성이 우수함을 확인할 수 있었다.

이하 본 발명의 실시예에 의해 더욱 상세히 설명한다.

그러나, 이러한 실시예는 본 발명의 예시일 뿐 본 발명이 실시예에 한정하는 것은 아니다.

실시예 1∼2 및 비교예 1∼3

하기 표 1에 기재된 조성을 포함하여 통전용 그리이스 조성물을 제조하였다. 제조방법은 Li증주제를 함유한 그리이스의 제조는 통상의 방법을 따랐으며, 12-히드록시 스테아린산과 수산화리튬을 첨가제와 함께 기유에 첨가한 후 검화반응을 일으키게 하고 이를 분산공정, 겔화공정, 균질화공정을 거쳐 제조하였다.

시험예 : 물성 평가

상기 제조된 통전용 그리이스 조성물의 물성을 하기와 같이 측정하였으며, 이러한 결과를 표 2에 나타내었다.

1. 혼화주도 : ASTM D217 방법에 의거하여 측정하였다.

2. 이유도 : KSM2050 방법에 의거하여 측정하였다

3. 산화안정도 : ASTM D942 방법에 의거하여 측정하였다

4. 동판부식 : ASTM D4048 방법에 의거하여 측정하였다.

5. 전기특성시험

왕복운동을 하는 STICK SLIP시험기 위에 절연을 위해 유리판을 장치하고 도 1에 도시한 바와 같이 회로를 구성하였다. 시험편은 직선거리 50 mm 이상이 되도록 동판을 절단한 후 용제로 깨끗이 닦고 건조시켜 준비하였다.

시험편대위에 절연을 위해 유리판을 장치하고, 시험편을 움직이지 않도록 고정한 후, 도 1과 같이 SHAFT를 접점으로하는 회로를 연결한 다음, 시험편 위에 시험용 그리이스를 균일하게 도포하였다. 이때 온도를 일정하게 유지시킨 다음, SROKE가 50 mm가 되도록 설정한 후 200 g의 하중을 가하면서 2.5회/min의 속도로 왕복운동을 수행하였다. 이어서, 12 V의 직류전압으로 45W 부하를 가하여 전압측정기로 전압의 변화를 60분간 측정하였다. 측정 결과의 신뢰도를 높이기 위하여 측정 10분 후부터 30 mV이내의 안정적이고 균일한 전압이 유지되도록 하였다.

6. 접촉저항시험

상기 전기특성 시험에 사용된 장비를 사용하고, 접점의 접촉저항을 측정하였다. 80 ℃로 가열한 후 STICK을 1 mm/S로 2 mm 습동시켜 초기 접촉저항을 읽은 다음 접촉저항 5 mΩ이하의 경우를 합격판정을 수행하였다.

상기 표 2에 따르면, 본 발명의 실시예의 조성물이 비교예의 그것에 비하여 산화안정성, 동부식성, 전기적특성, 접촉저항의 열안정성 등이 우수함을 알 수 있었다. 특히, 혼화주도 및 이유도는 유사한 수치를 나타내었으나 산화 안정도, 동판 부식 정도, 전기 및 접촉 저항 시험 등에 있어서는 향상된 결과를 얻을 수 있었다.

비교예 1의 오르가노 메르캅탄을 첨가하지 않은 경우 그리이스 조성물의 산화안정성 및 동판부식성이 다소 떨어짐을 나타내었으며, 비교예 2,3의 경우 산화안정성 및 동판부식 시험결과 실시예에 비하여 크게 열세이며, 특히 전기특성시험 및 접촉저항시험에서 현저히 저하됨을 볼 수 있다.

따라서, 본 발명의 의해 기유; 비누계, 우레아계, 유기화벤토나이트 및 PTFE로 이루어진 그룹 중에서 선택된 증주제; 티타늄계 커플링제; 유기 유황 화합물;및 유동 파라핀으로 이루어진 조성물을 제조하였으며, 상기 제조된 통전 그리이스 조성물의 상기 물리적, 화학적 및 전기적 특성이 우수함을 확인하였고, 이에 배터리의 접촉단자, 스티어링 칼럼 베어링 등의 접점 부위에 도포하여 접점을 산화나 부식으로부터 효과적으로 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 저비용으로 쉽게 제조할 수 있어 매우 경제적이라 할 수 있다.

Claims (7)

1. 기유 80 ∼ 90 중량%;

   증주제 6 ∼ 10 중량%;

   티타늄계 커플링제 0.1 ∼ 5 중량%;

   유기 유황 화합물 0.03 ∼ 1.0 중량%; 및

   유동 파라핀 2 ∼ 7 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 통전용 그리이스 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 기유가 폴리알파올레핀(PAO)의 합성 탄화수소유 디에스테르계 및 폴리올 에스테르계로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 통전용 그리이스 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 증주제가 리튬비누 또는 복합리튬비누의 비누계 증주제; 우레아계 증주제; 유기화벤토나이트 증주제; 및 PTFE로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 통전용 그리이스 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 상기 티타늄계 커플링제가 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 통전용 그리이스 조성물:

   화학식 1

   (R¹O)_n-Ti-(OR²)_4-n

   (상기 식에서, R¹은 C₁∼C₁₀의 알킬기이고, R²는 C₁∼C₂₀의 아릴기이고, n은 1∼4의 정수이다.)
5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 상기 티타늄계 커플링제는 테트라옥틸비스티타네이트, 테트라이소프로필비스티타네이트, 이소프로필트리티타네이트 및 트리에틸렌티타네이트로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 통전용 그리이스 조성물.
6. 제 1항에 있어서, 상기 유기 유황 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 통전용 그리이스 조성물:

   화학식 2

   R³-SH

   (상기 식에서, R3은 C₁₄∼C₁₈의 탄화수소이다)
7. 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 유기 유황 화합물이 오르가노 메르캅탄, 테트라데실메르캅탄, 및 스테아릴메르캅탄로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 통전용 그리이스 조성물.