KR930006821B1 - 복합비누 그리이스 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

복합비누 그리이스

본 발명은 복합비누 그리이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 윤활기유에 복합중 조제를 첨가하고 균질화시키므로써 내열성과 함수전단 안정성이 산화안정성이 뛰어난 새로운 조성의 복합비누 그리이스에 관한 것이다.

일반적으로 비누 그리이스로는 리튬비누 그리이스가 주로 사용하는데, 이는 120℃ 이하의 온도조건에서는 널리 사용되지만 온도등의 사용조건이 가혹해지면 쉽게 연화유출되어버려서 열안정성이나 함수전단안정성이 저하되는 문제점이 있다.

예를들면, 휠-베아링 가까이에 디스크 브레이크를 장착한 자동차에서 자주 제동해야 하는 구릉지나 산악지대를 운행할 때 제동으로 인한 마찰열 때문에 온도가 150∼200℃ 이상이 되므로 종래의 리튬비누 그리이스는 적점이나 내열성이 부족하여 연화유출되어 디스크브레이크를 오염시키게 되며, 열풍환풍기의 축수 베아링도 보통 150~200℃까지 상승하기 때문에 내열성이 낮은 리튬비누 그리이스로는 견디기 어려웠다.

이러한 결점을 개선할 목적으로 적점을 높여 내열성을 향상시키고 고온에서도 연화유출되지 않도록 개량된 비누 그리이스에 관한 특허가 발표되어 있다.

예를들면, 미국특허 제2,896,296호, 제2,937,993호 및 제3,223,633호 등에서는 스테아르산 또는 12-수산화스테아르산 등의 고급 지방산에 아제라인산이나 세바친산과 같은 2염기산을 조합한 그리이스에 관하여 기술되어 있고, 미국특허 제2,872,417호 및 제3,988,248호에서는 고급 지방산의 리튬염에 붕산, 인산의 에스테르 및 리튬염을 조합한 그리이스에 관하여 기술하고 있으며, 미국특허 제3,929,651호 및 제3,758,407호에서는 고급 지방산의 리튬염에 방향족 지방산의 리튬염 및 에스테르를 조합한 그리이스에 관하여 기술하고있다.

그러나, 이러한 종래의 제품들은 모두가 리튬 콤플렉스 그리이스라 불리어지며 250℃ 이상의 높은 적점을 가지고는 있으나, 200℃ 이하의 온도에서 액상에 가까운 상태로 연화되어 흘러나오거나 함수전단안정성이 좋지 않기 때문에 적은 양의 수분에서도 연화유출되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 스테아르산이나 12-수산화스테아르산등의 고급 지방산에 리튬, 칼슘 및 알루미늄 금속이 복합적으로 결합된 복합증조제를 첨가사용하므로서, 내열성과 함수전단 안정성이 뛰어나고 산화안정성이 우수한 개량된 복합비누 그리이스를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 윤활기유와 증조제로 이루어진 비누 그리이스에 있어서, 윤활기유에 고급 지방산으로 검화된 리튬비누, 칼슘비누 및 알루미늄비누로 이루어진 복합증조제를 균질화시킨 것을 그 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 사용되는 윤활기유성분은 석유로부터 유도된 것으로서, 이는 상압 또는 강압상태에서 수소첨가나 분해를 하지 아니하고 증류정제한 원시적 방법에 의한 정제인 일반정제에 의해 얻어지거나, 솔벤트 라피네이트(Solvent Raffinates)라고 불리우는 방법으로서 감압증류로 된 오일 중에서 불필요한 조성물, 특히 방향족 탄화수소화합물을 용제로 사용하여 추출하는 용제정제에 의해 얻어지거나, 또는 수소를 첨가 및 분해함으로써 찌꺼기가 없고 윤활유로서 바람직하지 못한 유황분을 제거하는 정제 방법인 수소분해 또는 수소첨가에 의한 정제로 얻어지며, 윤활유 점도를 가진 탄화수소유, 합성윤활유 또는 식물유를 포함한다.

여기서, 합성 윤활유로는 에틸렌 및 프로필렌 중합유등의 탄화수소계유 또는 비탄화수소계가 사용되는데, 예를 들면 2-염가산에스테르, 실리케이트에스테르, 린산에스테르, 네오펜틸폴리올에스테르 등의 에스테르계유, 폴리알킬렌글리콜과 같은 폴리글리콜계유, 폴리페닐에테르계유, 폴리올레핀계유, 클로로플루오카본유등을 기유로 사용할 수 있다.

또한, 본발명에서는 증조제로서 고급 지방산으로 검화된 복합증조제를 사용하는데, 이때 고급 지방산류로는 탄소수 10 이상의 지방산 및 그의 글리세린 에스테르유로서 예를들면 스테아르산, 12-수산화스테아르산, 수소첨가 카스타오일, 칼플린산, 라우린산, 미리스틴산, 아라키돈산, 페닌산, 메리신산, 올레인산 및 리놀산 등 통상 비누제조에 사용되는 포화 또는 불포화지방산 및 그 혼합물이나 그의 글리세린에스테르류를 들 수 있으며, 탄소수 10 이상의 분기 지방산도 사용할 수 있는 바, 특히 스테아르산과 12-수산화스테아르산, 그리고 수소첨가 카스타오일중 1종이상의 혼합물이 특히 효과적이다.

또한, 상기 지방산류의 검화에 사용되는 금속류로서는 리튬, 칼슘, 알루미늄의 수산화물이 유효하게 사용되며, 이렇게 검화된 리튬비누증조제, 칼슘비누증조제 및 알루미늄비누증조제가 복합증조제로 사용되는 것이다.

본 발명의 리튬비투증조제의 함량은 전체 그리이스의 3∼16중량%로 조절하는데, 그 함량이 3중량% 미만이면 주도가 너무 낮고, 적점이 낮으면 내수성이 좋지않은 문제점이 있고, 16중량%를 초과하면 주도가 너무 높거나 플로우 프레셔(Flow Pressure)가 높아 중앙집중급유등에 어려움이 생기며 다이나믹 비스코시티(Dynamic Viscosity)가 높아 급유에 어려움이 따르며 찌꺼기가 많이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 칼슘비누증조제의 함량은 전체 그리이스의 1~20중량%로 조절하는데, 그 함량이 1중량% 미만이면 내수성이 좋지 않은 온도에 따른 주도 변화가 심하게 적점이 낮아지는 문제점이 있고, 20중량%를 초과하면 주도가 높아져서 급지에 문제가 있으며 찌꺼기가 많이 발생하는 문제점이 있다.

그리고, 알루미늄비누증조제의 함량은 전체 그리이스의 1~15중량%로 조절하는데, 그 함량이 1중량% 미만이면 산화안정성이 좋지 않으며 적점이 떨어질뿐 아니라 전단안정성이 좋지 않은 문제점이 있고, 15중량%를 초과하면 주도가 높아 급지에 어려움이 있고 찌꺼기가 많아져서 블록킹 현상이 일어나는 문제점이 있다.

본 발명에 따르면, 상기와 같은 증조제들이 혼합된 전체 복합비누증조제의 총 함량은 전체 그리이스 량에 대해 5~24중량%로 조절하는데, 그 함량이 5중량%미만이면 주도가 낮아 오일분리가 쉽고 적점이 낮아지며 내수성이 떨어지는 문제점이 있고, 24중량%를 초과하면 주도가 너무 높아 급지가 어려워지며 전단안전성이 좋지 않고 찌꺼기가 많이 발생하는 문제점이 있다.

한편, 본 발명의 복합 그리이스를 제조하는 공정을 설명하면 다음과 같다.

반응기에 전체 사용되는 윤활기유의 40중량%의 윤할기유와 스테아르산, 12-수산화스테아르산, 수소첨가카스타오일 등의 고급 지방산 8~10중량%를 가한 다음 온도를 80~100℃까지 올리면서 교반하여 용해시킨다.

완전히 용해된 후 수산화리튬 1~2중량%를 6~8배의 물에 용해하여 상기의 반응기에 천천히 가하면 리튬비누증조제가 형성된다. 계속하여 탈유(Tallow oil)를 1~3중량% 가하고 수산화 칼슘 0.01~0.05중량%를 가하면 칼슘비누증조제가 형성된다.

계속하여 알루미늄 스테아르산염 0.5~1.5중량%를 가하고 온도를 200℃까지 올리면서 교반하여 잔류 수분을 증발시킨 후 20%의 윤활기유를 가하여 온도를 180℃까지 서서히 냉각시키고, 다시 나머지 40%의 윤활기유를 가하여 온도를 70℃까지 냉각시킨다. 그 다음에는 70℃의 온도에서 산화방지제를 0.5~1.5중량% 가한 다음 증조제와 기유가 균질한 상태의 겔이 되도록 교반한 후 3-압연기를 가공한다.

상기와 같은 본 발명의 리튬, 칼슘, 알루미늄의 복합증조제를 함유한 복합비누 그리이스는 고온에서 주도변화가 적고 적점과 함수전단 안정성이 뛰어나며 누설도 및 산화 안정성이 뛰어나서, 특히 자동차의 휠-베아링에 사용될 경우 가혹한 조건하에서도 견딜 수 있어 실용성이 매우 우수한 장점이 있는 것이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세히 설명하겠는 바, 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

반응기에 윤활기유(SAW 20, VI 100) 34.56중량와 12-수산화스테아르산염 8.9중량%를 가한 다음 온도를 90℃까지 올리면서 교반하여 용해시킨다.

완전히 용해된 후 수산화리튬 1.45중량%를 7배의 물에 용해하여 상기의 반응기에 천천히 가하면 리튬비누증조제가 형성된다. 그 다음에 탈유를 1.2중량% 가하고 수산화칼슘 0.05중량%를 가하면 칼슘비누증조제가 형성된다. 계속하여 알루미늄 스테아르산염 1.0중량%를 가하고 온도를 200℃까지 서서히 올리면서 교반하여 잔류수분을 증발시킨 후 17.28중량%의 윤활기유를 가하여 온도를 180℃까지 서서히 냉각시키고 다시 34.56중량%의 윤활기유를 가하여 온도를 70℃까지 급냉시킨다.

70℃의 온도에서 산화방지제를 1중량% 가한 다음 증조제와 기유가 균질한 상태의 겔이 되도록 교반한 후 3-롤 밀로 가공한다.

[실시예 2]

반응기에 윤활유(SAE 20, VI 100) 34.24중량%와 12-수산화스테아르산염 9.1중량%를 가한 다음 온도를 90℃까지 올리면서 교반하여 용해시킨다. 완전히 용해된후 수산화리튬 1.52중량%를 7배의 물에 용해하여 상기의 반응기에 천천히 가하면 리튬비누증조제가 형성된다. 그 다음에 탈유를 1.4중량% 가하고 수산화칼슘 0.04중량%를 가하면 칼슘비누증조제가 형성된다. 계속하여 알루미늄 스테아르산염 1.2중량%를 가하고 온도를 200℃까지 서서히 올리면서 교반하여 잔류수분을 증발시킨 후 17.12중량%의 윤활기유를 가하여 온도를 180℃까지 서서히 냉각시키고 다시 34.24중량%의 윤활기유를 가하여 온도를 70℃까지 급냉시킨다. 70℃의 온도에서 산화방지제를 1.14중량% 가한 다음 증조제와 기유가 균질한 상태의 겔이 되도록 교반한 후3-롤 밀로 가공한다.

[실시예 3]

반응기에 윤활기유(SAE 20,VI 100) 34.08중량%와 수소첨가 카스타오일 8.7중량%를 가한 다음 온도를 90℃까지 올리면서 교반하여 용해시킨다. 완전히 용해된 후 수산화리튬 1.25중량%를 7배의 물에 용해하여 상기의 반응기에 천천히 가하면 리튬비누증조제가 형성된다. 그 다음에 탈유를 2.4중량% 가하고 수산화 칼슘 0.05중량%를 가하면 칼슘비누증조제가 형성된다. 계속하여 알루미늄 스테아르산염 1.4중량%를 가하고 온도를 200℃까지 서서히 올리면서 교반하여 잔류수분을 증발시킨 후 17.04중량%의 윤활기유를 가하여 온도를 180℃까지 서서히 냉각시키고 다시 34.08중량%의 윤활기유를 가하여 온도를 70℃까지 급냉시킨다. 70℃의 온도에서 산화방지제를 1중량% 가한 다음 증조제와 기유가 균질한 상태의 겔이 되도록 교반한 후 3-롤 밀로 가공한다.

상기 실시에에서 제조한 제품의 성능 평가 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

[표 1]

* 시판리튬 그리이스 : shell사 제품(상품명 shell Albania#2)으로서 기유함량 85,5wt%, 증조제 12wt% 및 기타 2.5wt%로 구성된 것임.

상술한 바와 같이 볼 발명에 따른 복합비누 그리이스는 종래와는 특정조성의 복합증조제를 배합사용하므로서, 내열성과 합수전단안정성 및 산화안정성이 매우 우수하여 특히 자동차용 휄베이링과 같은 각종 산업용 윤활유로서 매우 가혹한 조건에서 유용한 그리이스인 것이다.

Claims (6)

1. 윤활기유와 증제조로 이루어진 비누 그리이스에 있어서, 상기 윤활기유에 증조체로서 고급 지방산으로검화된 리튬비누, 칼슘비누 및 알루미늄비누로 이루어진 복합증조제가 균질화되어 있는 것을 특징으로 하는 복합비누 그리이스.
2. 제 1항에 있어서, 상기 복합증조제는 전체 그ㅇ리이스양의 5~24중량% 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 복합비누 그리이스.
3. 제 1항에 있어서, 상기 리튬비누는 전체 그리이스 양의 3~16중량%로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 복합비누 그리이스.
4. 제 1항에 있어서, 상기 칼슘비누는 전체 그리이스 양의 1~20중량%로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 복합비누 그리이스.
5. 제 1항에 있어서, 상기 알루미늄비누는 전체 그리이스 양의 1~15중량로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 복합비누 그리이스.
6. 제 1항에 있어서, 상기 고급 지방산은 스테아르산, 12-수산화스테아르산, 수소첨가 카스타오일 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 복합비누 그리이스.