BRPI0411575B1 - Composição de graxa de uréia para juntas de velocidade constante, e, método de lubrificar uma junta de velocidade constante - Google Patents
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Description
“COMPOSIÇÃO DE GRAXA DE URÉIA PARA JUNTAS DE
VELOCIDADE CONSTANTE, E, MÉTODO DE LUBRIFICAR UMA JUNTA DE VELOCIDADE CONSTANTE” A presente invenção diz respeito a uma composição de graxa de uréia para juntas de velocidade constante; mais especificamente, ela diz respeito a uma composição de graxa de uréia para juntas de velocidade constante que inibe a vibração e tem um coeficiente de atrito baixo. A composição de graxa de uréia da presente invenção é particularmente adequada como um lubrificante para juntas de velocidade constante tipo mergulhante em automóveis.
As juntas de velocidade constante são juntas universais que podem transferir força motriz de um motor de automóvel para as rodas enquanto mantêm uma velocidade angular e torque constantes. Embora eixos propelentes tenham sido usados na maioria dos automóveis, os projetos de automóvel modernos está seguindo a tendência para acionamento de roda dianteira e existem muitos tipos de juntas de velocidade constante que permitem este acionamento de roda dianteira. As juntas de velocidade constante que também são juntas do tipo mergulhante são estruturadas tal que elas deslizam na direção axial; é a resistência ao atrito neste deslizamento que causa a vibração fonte que resulta em vibração e ruim dentro do automóvel, assim, existe uma demanda forte quanto a uma composição de graxa que seja excelente na diminuição do atrito de junta interior.
De modo a tratar este tipo de problema, muitos exemplos de juntas de velocidade constante têm aparecido no mercado que usa graxas de uréia tendo propriedades de atrito excelentes. A tecnologia divulgada no Pedido de patente não examinado japonês H6-57283 é uma composição de graxa para juntas de velocidade constante, onde (A) dissulfeto de molibdênio, (b) dialquilditiocarbamato sulfurizado de molibdênio e (c) dialquilditiocarbamato de chumbo são incorporados na graxa de uréia. A tecnologia divulgada na Publicação de patente examinada japonesa H5-79280 é uma graxa para juntas de velocidade constante obtida usando-se, na graxa de uréia, aditivos tanto de ditiocarbamato de molibdênio quanto ditiofosfato de molibdênio ou misturando-se ditiofosfato de zinco neste compostos de organomolibdênio. A tecnologia divulgada no Pedido de patente não examinado japonês H6-330072 é uma composição de graxa para juntas de velocidade constante, onde (A) dialquilditiocarbamato sulfurizado de molibdênio e (B) trifenilfosforotionato são ambos adicionados à graxa de uréia. A tecnologia divulgada no Pedido de patente não examinado japonês H10-147791 diz respeito a uma composição de graxa para juntas de velocidade constante do tipo mergulhante, onde ditiocarbamato de molibdênio, agente de pressão extrema com base em enxofre-fósforo e sal de cálcio ceroso oxidado são misturados na graxa de uréia.
Entretanto, embora a força gerada na direção axial de uma junta de velocidade constante do tipo mergulhante (mais acima, a força de acionamento) seja menor do que quando graxa comercial é usada, estas graxas da técnica precedente não podem ser ditas serem graxas de força de atrito baixo que são totalmente satisfatórias para as juntas de velocidade constante recentes usadas sob condições severas.
Na presente invenção, a(s) composição(ões) de graxa de uréia foi(foram) desenvolvida(s) para o uso em juntas de velocidade constante, composições de graxa estas que surpreendentemente exibem diminuições vantajosas na vibração gerada na junta de velocidade constante e coeficientes de atrito baixos melhorado.
Conseqüentemente, a presente invenção fornecer uma composição de graxa de uréia para juntas de velocidade constante, que compreende óleo base, um ou mais compostos espessadores de uréia. (A) um ou mais dialquilditiocarbamatos sulfurizados de molibdênio representados pela fórmula geral (I) (X) em que R1 e R2 sào independentemente escolhidos de grupos alquila de 1 a 24 carbonos, m + n = 4, m é de 0 a 3 e n é de 4 a 1, (B) trifenilfosforotionato representado pela fórmula (II) (II) e (C) um ou mais sais metálicos do ácido esteárico.
Em uma forma de realização preferida da presente invenção, a composição de graxa de uréia ainda compreende (D) um ou mais dispersantes com base em cálcio. A composição de graxa de uréia da presente invenção preferivelmente compreende de 0,5 a 10 % em peso de componente (A) incorporado nela. com respeito ao peso total da composição de graxa de uréia. A composição de graxa de uréia da presente invenção preferivelmente compreende de 0,1 a 10 % em peso de componente (B) incorporado nela, com respeito ao peso total da composição de graxa de uréia. A composição de graxa de uréia da presente invenção preferivelmente compreende de 0,5 a 10 % em peso de componente (C) incorporado nela, com respeito ao peso total da composição de graxa de uréia. A composição de graxa de uréia da presente invenção preferivelmente compreende de 0,5 a 10 % em peso de componente (D) incorporado nela, com respeito ao peso total da composição de graxa de uréia.
Em uma forma de realização preferida da invenção, o um ou mais compostos espessadores de uréia estão presentes na composição de graxa de uréia em uma quantidade na faixa de 2 a 35 % em peso, com respeito à soma das quantidades de óleo base e compostos espessadores de uréia.
Se houver menos do que 2 % em peso de uréia no(s) composto(s) espessador(es), pode haver pouco efeito de espessamento e o sistema pode não se tomar facilmente engraxado. Se houver mais do que 35 % em peso de composto(s) espessador(es) de uréia, a graxa pode se tomar muito dura e o efeito lubrificante pode ser insatisfatório. A composição de graxa de uréia usada na presente invenção é uma composição de graxa que compreende, como óleo base, um óleo lubrificante tal como óleo mineral, óleo sintético com base em éster, óleo sintético com base em éter, óleo sintético com base em hidrocarboneto ou uma mistura destes e, como espessador, um composto espessador de uréia obtido reagindo-se amina alifática, amina alicíclica, amina aromática ou coisa parecida com vários compostos de isocianato e não há limitações particulares.
Os óleos base de origem mineral podem incluem aqueles produzidos pelo refino ou hidroprocessamento de solvente. Os exemplos de óleos minerais que podem ser convenientemente usados incluem aqueles vendidos pelas companhias membros do Royal Dutch/Shell Group sob as designações “HVI”, “MVIN” ou “HMVIP”.
Os exemplos específicos de óleos sintéticos incluem poliolefinas tais como oligômero de α-olefina e polibuteno, polialquileno glicóis tais como polietileno glicol e polipropileno glicol, diésteres tais como di-2-etil hexil sebacato e di-2-etil hexil adipato, ésteres de poliol tais como éster de trimetilolpropano e éster de pentaeritritol, éteres de perfluoroalquila, óleos de silicona, éteres polifenüicos, individualmente ou como óleos misturados.
Os óleos bases do tipo fabricado pela hidroisomerização de cera, tais como aqueles vendidos pelas companhias membros do Royal Dutch/Shell Group sob a designação “XHVI” (marca registrada), também podem ser usadas. O óleo mineral e/ou óleo sintético podem ser usados como o óleo base na composição de graxa da presente invenção.
Os compostos espessadores de uréia que podem ser convenientemente usados como espessadores incluem diuréia, triuréia, tetrauréia e outros. Os exemplos típicos de compostos de diuréia podem ser obtidos reagindo-se diisocianato e monoamina; os exemplos de diisocianatos incluem diisocianato de difenilmetano, diisocianato de fenileno, diisocianato de difenila, diisocianato de fenila e diisocianato de tolileno e exemplos de monoaminas incluem octilamina, dodecilamina, hexadecilamina, octadecilamina e oleilamina.
Todos estes exemplos de espessadores e óleos base podem ser usados individualmente ou como misturas e não há nenhuma limitação particular com estes na presente invenção.
Os exemplos específicos do dialquilditiocarbamato sulfurizado de molibdênio que pode ser convenientemente utilizado como componente (A) incluem dietilditiocarbamato sulfurizado de molibdênio, dipropilditiocarbamato sulfurizado de molibdênio, dibutilditiocarbamato sulfurizado de molibdênio, dipentilditiocarbamato sulfurizado de molibdênio, diexilditiocarbamato sulfurizado de molibdênio, didecilditiocarbamato sulfurizado de molibdênio, diisobutilditiocarbamato sulfurizado de molibdênio, di-(2-etilexil)-ditiocarbamato sulfurizado de molibdênio, diamilditiocarbamato sulfurizado de molibdênio, dilaurilditiocarbamato sulfurizado de molibdênio e diestearilditiocarbamato sulfurizado de molibdênio. A quantidade de componente (A) adicionada está preferivelmente na faixa de 0,5 a 10 % em peso, mais preferivelmente na faixa de 0,5 a 5 % em peso, com respeito ao peso total da composição de graxa de uréia.
Se mais do que 10 % em peso de componente (A) é incorporado, o efeito de diminuição do coeficiente de atrito pode não ser como desejado e pode se tomar deletério. Se menos do que 0,5 % em peso de componente (A) é adicionado, pode não haver nenhuma melhora nas propriedades de atrito. O trifenilfosforotionato que é utilizado como componente (B) é preferivelmente incorporado na composição de graxa de uréia da presente invenção em uma quantidade na faixa de 0,1 a 10 % em peso, mais preferivelmente em uma quantidade na faixa de 0,1 a 5 % em peso, com respeito ao peso total da composição de graxa de uréia.
Se houver menos do que 0,1 % em peso de componente (B), pode não haver nenhuma melhora nas propriedades de atrito ou abrasão.
Entretanto, se houver mais do que 10 % em peso de componente (B) pode não ser possível obter lubrificação adequada.
Os exemplos de sais metálicos do ácido esteárico que podem ser convenientemente usados na composição de graxa de uréia da presente invenção como componente (C) incluem estearato de lítio, estearato de cálcio, estearato de sódio, estearato de bário, estearato de magnésio, estearato de alumínio, estearato de zinco. O componente (C) é preferivelmente incorporado na composição de graxa de uréia da presente invenção em uma quantidade na faixa de 0,5 a 10 % em peso, mais preferivelmente na faixa de 0,5 a 5 % em peso, com respeito à quantidade total.
Se mais do que 10 % em peso de componente (C) é incorporado, pode não haver nenhuma diminuição das propriedades de atrito.
Além disso, a graxa pode se tomar mais dura e pode ser difícil obter a penetração desejada. Se menor do que 0,5 % em peso de componente (C) é incorporado, a melhora da propriedade de atrito pode ser insatisfatória.
Deve ser mencionado que embora existam muitos ácidos graxos superiores outros que não ácido esteárico e inúmeros sais metálicos similares destes, foi surpreendentemente descoberto na presente invenção que apenas os sais metálicos do ácido esteárico podem diminuir consideravelmente a força de acionamento de juntas de velocidade constante.
Outros sais metálicos de ácido graxo superior não resultam em diminuição adequada da força de acionamento.
Os dispersantes com base em cálcio que podem ser convenientemente usados como componente (D) são dispersantes tendo cálcio na estrutura molecular e dispersante refere-se a um aditivo que pode dispersar sólidos e outros em óleo.
Os exemplos típicos destes são fenato de cálcio, sulfonato de cálcio e salicilato de cálcio, embora o componente (D) não seja limitado a estes. O componente (D) é preferivelmente incorporado em uma quantidade na faixa de 0,5 a 10 % em peso, mais preferivelmente na faixa de 1 a 7 % cm peso, com respeito ao peso total da composição de graxa de uréia.
Se menos do que 0,5 % em peso de componente (D) é adicionado, pode não haver nenhum efeito de dispersão ou lubrificação adequado e se mais do que 10 % em peso de componente (D) é adicionado, graxa pode se tornar mole.
De modo a melhorar ainda mais as propriedades da composição de graxa de uréia da presente invenção, aditivos adicionais tais como antioxidantes, agentes de prevenção de ferrugem, agentes de pressão extrema, polímeros e outros também podem ser incorporados nela.
Por exemplo, antioxidantes incluindo antioxidantes de alquilfenol, fenol impedido, alquilamina, difenilamina e triazina; agentes anticorrosão incluindo sulfonato de cálcio, sulfonato de sódio, sulfonato de bário e derivados de amino ou sais metálicos de ácidos carboxílicos; e agentes de pressão extrema incluindo óleos ou gorduras sulfurizadas, olefinas sulfurizadas, ésteres de ácido fosfórico, fosfato de tricresila, tiofosfatos de trialquila e fosforotionatos de trifenila podem ser convenientemente usados.
Lubrificantes para juntas de velocidade constante podem vantajosamente compreender a composição de graxa de uréia da presente invenção.
Consequentemente, a presente invenção ainda fornece um método de lubrificar uma junta de velocidade constante que compreende encher a junta de velocidade constante com a composição de graxa de uréia da presente invenção; e uma junta de velocidade constante enchida com a composição de graxa de uréia da presente invenção. A presente invenção ainda fornece o uso da composição de graxa de uréia da presente invenção como uma composição de graxa redutora de atrito e redutora de vibração e. em particular, o uso da dita composição de graxa para reduzir o atrito e/ou a vibração em uma junta de velocidade constante. A presente invenção é descrita abaixo com referência aos seguintes Exemplos, que não são intencionados a limitar o escopo da presente invenção de nenhum modo.
EXEMPLOS A composição de graxa de uréia para juntas de velocidade constante nos Exemplos de Trabalho e Exemplos Comparativos abaixo foi obtida pela adição dos aditivos a uma composição de graxa base de uréia que compreende óleo base e composto espessador de uréia, nas proporções mostradas nas Tabelas de 1 a 5 e tratando o sistema resultante usando um moinho de três rolos. Oleo mineral purificado tendo uma viscosidade cinemática de 15 mm /s a 100° C foi usado como o óleo base anteriormente mencionado.
Os aditivos usados nos Exemplos de Trabalho foram estearato de zinco e estearato de alumínio, que são os exemplos típicos do componente (C) e salicilato de cálcio e sulfonato de cálcio foram usados como o componente (D).
Nos Exemplos de Trabalho de 1 a 5, 4 tipos de aditivo foram incorporados na composição de graxa base de uréia, isto é, o componente (A), o componente (B), o componente (C) e o componente (D).
No Exemplo de Trabalho 6, o componente (A), o componente (B) e o componente (C) foram incorporados na composição de graxa base de uréia.
Nos Exemplos Comparativos de 1 a 6, dois ou três componentes selecionados dos componentes (A), (B), (C) e (D) foram incorporados na composição de graxa base de uréia.
No Exemplo Comparativo 7, os componentes (A) e (B) foram incorporados na composição de graxa base de uréia. A composição do dito Exemplo Comparativo corresponde à composição divulgada na Patente não examinada japonesa H6-330072. A graxa de diuréia nas Tabelas de 1 a 5 foi obtida reagindo-se 2 moles de diisocianato de difenilmetano com 2 moles de octilamina e 2 moles de oleil amina e uniformemente dispersando o composto espessador de uréia resultante no óleo base. A composição de graxa base de uréia resultante teve uma penetração (25° C, 60 W) de 268 e um ponto de gotejamento de 221° C. Deve ser mencionado que o teor de composto espessador de uréia nesta foi de 10 % em peso, com respeito à soma das quantidades de óleo base e composto espessador de uréia. A graxa de tetrauréia nas Tabelas 2 e 4 foi obtida reagindo-se 2 moles de diisocianato de difenilmetano com 1 mol de octilamina, 1 mol de laurilamina e 1 mol de etileno diamina e uniformemente dispersando o composto de uréia resultante no óleo base. A composição de graxa base de uréia resultante teve uma penetração (25° C, 60 W) de 325 e um ponto de gotejamento de 253° C. Deve ser mencionado que o teor de composto espessador de uréia nesta foi de 13 % em peso, com respeito à soma das quantidades de óleo base e composto espessador de uréia. A penetração, ponto de gotejamento e coeficiente de atrito mostrados nas Tabelas foram avaliados pela realização dos seguintes testes. (1) Penetração A penetração foi medida de acordo com o método de teste de penetração JIS K2220. (2) Ponto de gotejamento O ponto de gotejamento foi medido de acordo com o método de teste de ponto de gotejamento JIS K2220. (3) Coeficiente de atrito Dos numerosos aparelhos de teste de atrito e abrasão, o aparelho de teste de SRV, com uma alta correlação com a força motriz, foi usado; o coeficiente de atrito foi encontrado sob as seguintes condições de teste.
Amostra de teste: tigela (φ 17,5 mm)/placa Carga: 300 N
Velocidade de deslizamento: 0,18 m/s Temperatura: temperatura ambiente Tempo: 10 min Graxa: revestimento de aproximadamente 1 g de graxa sobre a amostra de teste As Tabelas de 1 a 5 também mostram uma avaliação de se a composição de graxa foi satisfatória quando usada em uma junta de velocidade constante, com a composição de graxa do Exemplo Comparativo 7 tomada como a graxa de referencia padrão. • Excelente efeito redutor de força motriz o Bom efeito redutor de força motriz Nenhum efeito x Força motriz alta *1 A é dialquilditiocarbamato sulfurizado de molibdênio, o grupo alquila é C4, n é uma mistura de 2 e 3. *2 B é trifenilfosforotionato. *3 C-l é um sal metálico de ácido esteárico, o metal é zinco. *4 C-2 é um sal metálico de ácido esteárico, o metal é alumínio. *5 D-l é um dispersante com base em cálcio, salicilato de cálcio. *6 D-2 é um dispersante com base em cálcio, sulfonato de cálcio.
Tabela 1 Tabela 2 Tabela 3 Tabela 4 Tabela 5 As composições de graxa dos Exemplos de Trabalho de 1 a 5, que compreenderam o componente (A), componente (B) componente (C) e componente (D) incorporados como aditivos e a composição de graxa do Exemplo de Trabalho 6, que foi obtida usando o componente (A), componente (B) e componente (C), produziram coeficientes de atrito muito mais baixos do que aqueles dos Exemplos Comparativos de 1 a 7, que compreenderam quaisquer dois ou três dos componentes (A), (B) e (C) como aditivos. Também, os Exemplos de Trabalho de 1 a 6 produziram uma diminuição melhor na força motriz do que o Exemplo Comparativo 7, que foi a composição conhecida da Patente não examinada japonesa H6- 330072. É evidente que a presente invenção fornece uma composição de graxa de uréia que pode surpreendentemente inibir a vibração nas juntas de velocidade constante e pode diminuir consideravelmente o coeficiente de atrito.
Claims (5)
1. Composição de graxa de uréia para juntas de velocidade constante, cjue compreende óleo base e um ou mais compostos espessadores de uréia, caracterizada pelo fato de compreender ainda: (A) um ou mais dialquilditiocarbamatos sulfurizados de molibdênio representados pela fórmula geral (I) (I) em que R1 e R2 são independentemente escolhidos de grupos alquila de 1 a 24 carbonos, m + n = 4. m é de 0 a 3 e n é de 4 a 1, (B) trifenilfosforotionato representado pela fórmula (II) (II) ,e (C) um ou mais sais metálicos do ácido esteárico, onde: de 0,5 a 10 % em peso de componente (A) são incorporados, com respeito ao peso total da composição de graxa de uréia; de 0,1 a 10 % em peso de componente (B) são incorporados, com respeito ao peso total da composição de graxa de uréia; e, de 0,5 a 10 % em peso de componente (C) são incorporados, com respeito ao peso total da composição de graxa de uréia.
2. Composição de graxa de uréia de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda: (D) um ou mais dispersantes com base em cálcio.
3. Composição de graxa de uréia de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que de 0,5 a 10 % em peso do componente (D) são incorporados, com respeito ao peso total da composição de graxa de uréia.
4. Composição de graxa de uréia de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que de 2 a 35 % em peso do um ou mais compostos espessadores de uréia são incorporados, com respeito à soma das quantidades de óleo base e compostos espessadores de uréia.
5. Método de lubrificar uma junta de velocidade constante, caracterizado pelo fato de que compreende encher a junta de velocidade constante com a composição de graxa de uréia como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4.
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