CS220797B2 - Lubricating mixture and method of making the same - Google Patents

Description

^Vyn^ález se tý^ká mazací směsi uvolňující samovolné olej, která zahrnuje určité syntetické hmoty na bázi polypropylenu nebo směs ur^čitýc^h syntetický^ ^hmo^t na ^bázi polypropylenu a určité syntetické mazací oleje, jakož í způsobu výroby této- mazací směsi a způsobu mazání předmětů, například ložisek, touto směsí a předmětů, například ložisek obsahujtoí tuto mazací - sm^ěs v tuhém stavu. .

Holandská zveřejněná přihláška -č. 66.12772, britský patentový spis č. 1 163 123 a patentové spisy USA -č. 3 541 011, 3 547 819 a

729 415 popisují mazací směsi, -sestávající z polyalkylenu o- vysoké molekulové hmotnosti, tj. z polyalkylenu majícího molekulovou hmotnost větší než 1 milión, a z mazacího- oleje, obecně minerálního mazacího oleje.

V mazací sm^ěsi mfóe ^být rovněž obsazen po-lyalkylen mající molekulovou hmotnost menší než 1 milión, jakož i plniva, jako- je ^práskový nylon. Ciní-b •množsM p-ol^yalk^ylenu o- vysoké molekulové hmotnosti v mazací směsi o^d 5 do ⁹⁰ hmotnostní ^-%^, c^hová se směs jako samonosný pevný, tuhý gel. Tato tuhá směs má - olejovitý povrch následkem vypocování oleje ze -směsi. Tato tuhá směs může být snadno použita jako konstrukční část samomazného předmětu, jako je ložisko, - v němž směs pomalu a postupně uvolňuje olej po celou dobu životnosti předmětu. Pro vyrobení takovéhoto předmětu se do prostoru mezi vnějším a vnitřním kroužkem ložiska vnese disperze chudé gelové směsi, obsahující minerální olej a méně než 5 íotnostní % vysokornolekutérní ^polyalkylenu v kombinaci s potřebným množstvím vysokomolekuiárního polyalkylen u, přičemž se pracuje za teploty v rozmezí od 104 do 232 °C. Po ochlazení mazací směs vytváří klec pro kuličky ložiska, přičemž ku^ličky mají urcitou voí^ n^le^em smrš ťovám a v^ypocov^árn oleje b^ěhem výro^by.

Jakožto- polyalkylen o vysoké molekulové hmotnosti byl ve výše uvedené literatuře popsán pouze polyethylen, ačkoliv o polypropylenu a polybutylenu je tam zmínka ja^ko o ^pou^žite^{l * * * V}ných ^po^lya^lkylenech. ^Nyrn bylo zjištěno, že použije-li se těchto polyal^kylenů, nern moz.no zobat Ш maziva ^pro v^šeobecné ^pou^žitL Použ^e-h se polyet^hylenu, majícího krystalovou teplotu tání pribhrně ¹¹⁰ °C stévaj se sm^ěsi ^le^pkavými a ztrácí mazivost při teplotách nad 105 °C. Jsou-li známé směsi - použity v ložisku při íovýcMo v^yso^kýc^h tepotech m^á to na následek vynucený výtok z ložiska nebo poškození ložiska.

V mnoha případech se rovněž nedosáh ne uspokojivých výsledků, poi^u^ije^l.i se polypropylenu majícího krystalovou teplotu tání v rozmezí od 160 do 165 °C. Smíss-li se například komerčně dostupné polypropyleny, mající molekulovou hmotnost v rozmezí od 400 000 do 800 000, s minerálním mazacím olejem, získají se produkty mající konzistenci měkkého parafinu, které . jsou suché a neuvolňují olej, a proto. nejsou v^ho^dn^é pro použitf napríMacl v tožiskách.

Nyní bylo zjištěno, že se požadovaného výsledku dosáhne kombinací určitého polypropylenu s alespo^ň jedrnm urmtým syntetickým mazacím olejem.

Vynález se proto týká mazací směsi uvolňující samovolně olej, kterou je možno tvarovat a která se chová jako mechanická ^konstrukčm součást ^kter^ážto směs se v^yznačuje ^tím^{, ž}e ohsa^huje pol^yprop^ylen o mole^kulov^{é h}motnosti v rozmezí 500 000 a^ž 800 000 ' a o indexu toku taveniny v rozmezí ^0,3 a^{ž 1,0} g/¹⁰ m^jn.^, m^ěřen^ém podta norm^y DIN 53 735, ASTM D 1238 nebo ISO 1133 při teplotě 230 ^QC za zatížení 2 kg, v hmotnostním mno^M 3 a^ž 6° s výliodou I⁵ až ³⁰ °% vztaženo na mazací směs^, .a syntetický mazací olej· ' na ' ^bázi abespoň jednoho esteru neopentylpolyolu, jehož zbytek kyseliny má průměrnou délku řetězce 5 až 7 atomů uhlíku, s výhodou 6 až 7 atomů uhlíku.

Pouzije-li se takového směsi, je možno mazat předměty, jako je například ložisko, pn vyššteh tep^tách ne^ž je to možné za použití známých směsí, například při tep^lolác^h až asi. 1⁵⁰ °C. ^Směs ^po^dle v^ález^ jak již bylo výše uvedeno, je možno tvarovat, a chová se jako mechanická součást, avšak 'kromě toho· samovolně uvolňuje olej.

Použitým polypropylenem může být kterýkoliv z komerčně dostupných polypropylenů. o rndexu toku tavenm^y -výhodně v rozmez^{í 0,3} a^ž · 1^,O' g^/l⁰ mrn^ měřen^ém ^po^dle normy DIN 53 735, ASTM D 1238 nebo- ISO 1133 při teplotě 230 °C za zatížení 2 kg.

Zpravidla bude molekulová hmotnost po^lyprop^ylenů, maj^íc^íc^h uvedený rndex to^ku taveniny, v rozmezí 500 000 až 800 000, rozhodně však nižší než 1 -000 000. Polypropyleny, uváděné . - v tomto popiisu, zahrnují jak hom-opolymery propylenu, tak i - kopolyme•r^y propylenu například 3 1-butenem.

Množství polypropylenu v mazací směsi ^čim . zpravidla od 3 do ^{60 h}motnostních °/o, s vý^ho^dou o^{d 15 d}o ⁵⁰ . ^hmo^tnostrnc^h % a zejména o^{d 15 d}o. 30 hmotnostrnch °/o.

Estery neopentylpolyolu, používané v mazacích směsích podle vynálezu, jsou známé [viz . příručku Lubjcication and Lubricants, sestavenou E. R. Braithwaitem (1967), str. 185 až ¹⁸⁶ a příručku UUman-ns Encyklopaedie der technischen Chemie, sv. 15, str. 292 až 293 (1964) ]. Jsou to estery monokarboxylovýc^{h ky}sehn _a alkoholů s mnohonásobně rozvětveným řetězcem^, jako je neopenty^tyk^{01, t}rimeth^ylole^than^, trimethylol^propan, trimethylolbutan, trimethylolhexan, pentaerythritol a dipentaerythritol.

Estery neopentylpolyolu, vhodné pro použití v mazacích směsích podle vynálezu, obsahují zbytky kyselin majících průměrně poměrně krátký řetězec. . Bylo zjištěno, že ^kd^yž se ^použije esterů obsahujte^ zbytky kyselin mající průměrně 8 nebo více atotnů uhlíku, získají se . mechanicky nepevné směsi. V mazacích .směsích podle vynálezu však mohou být přítomny estery neopentylpolyolu, mající . zbytky kyselin obsahujících 8 ne^bo vtee atomů uMta^ za ^předpo^kladu^, že průměrný po^čet· atomů uhl^íku ve ztytmch ^kyselrn je rnžrn než 8. ^ravidta sest^ávaj^í komerčně dostupné estery neopentylpolyolu ze směsi na bázi určitého alkoholu a několika monokarboxylových kyselin. Bylo zjištěno, že je výhodné, když průměrný počet atom^ů uhhku z^bytaů ^kyselm je v rozmez^í o-d 5 do 7, například od asi 6 do. 7.

Obvykle obsahují komerční produkty na bázi esterů neopentylpolyolu též určité přísady pro zlepšení mazivosti. V praxi se ukázal být výhodný komerčně . dostupný produkt Mobil Jet Oil II (výrobek firmy Mobil Oil Corporation). *4

Estery neopentylpolyolu jsou kompatibilní s . polypropylenem a ’ ^; jakémkoliv . poměru. '

Mimoto bylo zjištěno, že ačkoliv polypro- / pylen . v kombinaci s triestery kyseliny fosforečné skýtá mechanicky velmi pevnou směs, má takováto směs nižší schopnost uvolňovat olej než mazací směs, obsahující polypropylen a výše uvedené estery neopentylpolyolu. Bylo zjištěno, že estery neopentylpolyolu v mazací směsi podle vynálezu Však mohou být .zčásti nahrazeny triestery kyseliny fosforečné. V tomto případě se získá . mechanický. ' vysoce. pevná směs, . dobře uvolňující . olej. . Použiie--i se takovýchto směsí . . syntetických mazacích olejů, činí ·. .maximám .. ^užitetaý . obsah . syntetíckéto . mazacího oleje přibližně' . 85 hmotnostních ^Ό/ο, vztaženo . na výslednou . mazací směs.

Triestery kyseliny fosforečné jsou známy jako . syntetická maziva .. [viz příručku-Wmanns Encyklopaedie der . technischen Chemie, sv. 15, str. 294 až 295 (196⁴) ]. Příkla^dy .tri^ester^ů . k^yselrny . fos^forečn^é . jsou . tnah kyl-, tricykloalkyl-, triaryl- a/nebo alkylarylestery kyseliny fosforečné, u nichž uhlovodíkové zbytky popřípadě mají obvyklé substrtuenty. ^Vý^ho^dn^ě se používá trikres^ylfos- _x fátu.

'Nahradí-li . se část esterů neopentylpolyolu triesterem kyseliny fosforečné, obsa-„ huje směs obvykle triestery v hmotnostním množsM 5 až ⁶⁰ % a ester^y neopent^ylpotyota v hmotnostrnm množsM ⁹⁵ až . ⁴⁰ °/o.

Dále bylo zjištěno, že . je výhodné, když se· do mazací směsi začlení polyamidy, jako je;

polyamid 11 (polyundekanamid) nebo polyamid 12 (polylaurolaktamj. Při použití sa-motných těchto polyamidů není možno připravit směs uvolňující olej. Avšak kombinace polypropylenu, polyamidu a alespoň jednoho esteru neopentylpolyolu, k níž se pc220797 případě přidají estery kyseliny fosforečné, skýtá směs uvolňující olej a mající pružný charakter, daný množstvím obsažených polyamidů, čímž se získá směs velmi vhodná pro utěsnění dílů, které se vůči sobě vzájemně pohybují.

Polyamid může být přítomen v hmotnostmm množstv^í až 60 %, vzta^no na smfe ^polypropylenu a polyamidu. Je však výhodné, když toto množství nepřekročí 50 hmotnostmi °/o, vzta^ženo na smfc potypropytenu a polyamidu. Směs, zahrnující polypropylen a potyami^ může o^bsahovat i více než 8⁰ hmotnostmi % syntetíiio mazacio oteje. V takové mazací směsi činí množství polypropylenu plus polyamidu obvykle 15 až ^{50 h}motnostníi °/o.

^Vyn^ález se rovněž tý^ká z^půso^bu výroby výše popsaných mazacích směsí. Tento způsob zahrnuje míšení polypropylenu v práškové podobě, popřípadě spolu s polyamidem v práškové podobě, se složkami směsi, jimiž jsou syntetické mazací oleje, a následné zahřívání směsi na teplotu nad 180 °C, s výhodou na teplotu v rozmezí od 180° do 250 stupňů Celsia. Výroba se rovněž může provádět postupně, například tak, že se nejprve zahřívá ' polypropylen, popřípadě v kombinaci s polyamidem, na teplotu ležící právě nad krystalovou teplotou tání polypropylenu, například na teplotu v rozmezí od 175 do 185 °C, načež se k práškové syntetické pryskyřici přidá olej. Takto získaný materiál, tzv. předběžná pasta, se pak dalším zahříváním může přeměnit v konečnou směs a může se jí udělit požadovaný tvar. Zahřívání -se může provádět například ve válci vstřikovacího nebo -vytlačovacího _ stroje. Udělení požadovaného tvaru se může provádět jakýmkoliv vhodným způsobem, napříktad vstřikováním nebo vytlačovito.

Po ochlazení se pak získá směs schopná uvolňovat olej. Získané výrobky mohou být například v podobě ložiskových klecí nebo pánví kluzných ložisek, zatímco kompletní ložiska (kuličková ložiska apod.] se rovn^ěž mohou plnit mazarn sm^ ^po^dle vynálezu vstřikováním.

V mazacích směsích podle vynálezu mohou popřípadě být též obsažena plniva jako je mastek, osinek a skelná vlákna.

Vynález je blíže objasněn dále uvedenými příklady provedení.

Příklad 1

Několik vsázek polypropylenu v práškové podobě (homopolymeru propylenu majícího tavný index přibližně 0,3 — Hostalen PPH 1050) se suspenduje v komerčně dostupném syntetíclwm mazadm olejⁱ na ^bázi esteru neopentylpolyolu (Mobil Jet Oil II], načež se takto získané směsi odděleně zahřejí na tepfotu ¹⁷⁵ °C. ^Tím se olej vsákne do pol^ypropylenu a vznikne tím tzv. předběžná pasta. Tato předběžn^á pasta se ^pak ^dále zpracuje ve vstřikovacím stroji, v jehož -válci se udr ^žuje teplota ^{230 Q}C. ^Vstřikovámm se z^ískaj^í tuhé výrobky, mající poměrně vysokou mechanickou pevnost a schopné uvolňovat olej. Takto- vyrobené tuhé výrobky obsahují kromě esteru neopenťylpolyolu polypropylen v hmotnostním množství 15, 20 a 30 proč.

K doložení mazací schopnosti vyrobených směsí, získaných postupem podle tohoto příkladu, se kuličková ložiska s označením 6204 naplní uvedenými -směsmi, načež -se zkoušejí při 10' 000 ot./min při teplotě v rozmezí od 40 °C do- 150 °C. Za těchto podmínek se vždy dosáhne požadovaného mazání ložisek.

Příklad 2 g práškového polypropylenu (kopolymetu propylenu o tavném indexu přibližně 0,3 — Hostalen PPH 10212) se suspenduje ve 20 gramech oleje (Mobil Jet OH II), načež se suspenze zahřeje na teplotu 230 °C. Ochlazením -se získá mechanicky velmi pevná směs uvolňující olej. Podobného výsledku se dosáhne, když se - jako práškového polypropylenu použije homopolymeru propylenu (Propathene HS 610 E).

P říklad 3

Suspenze 3- g kopolymeru propylenu o tavném indexu přibližně 0,3 (Hostalen PPH 1022) ve - směsi, -sestávající z 8,5 g oleje (Mobil Jet Oil II) a 8,5 g trikresylfosfátu (Houghto-Safe 1120), se zahřeje na teplotu 240 °C.

Ochlazením se získá směs o vysoké mechanické pevnosti, která dobře uvolňuje olej. Podobného výsledku se dosáhne, použije-li se ^homopol^ymeru ^pro^pylenu o tavrám indexu přibližně 0,3 - (Hostalen PPH 1050) a homopolymeru propylenu (firemní označení Propathene HS 610 D).

Když se však -suspenduje 10 g práškového homopolymeru propylenu -o tavném indexu přibližně -0,3 (Hostalen PPH 1050) v 10 g trikresylfosfátu (Houghto-Safe 1120) a směs se zahřeje na teptotu ²⁰⁰ °C, získá se ¹⁷ g mazací -směsi, obsahující -ester kyseliny fosforečné v hmo^tnostníin množsM ⁴1 °/o. 'Tato -směs se však vyznačuje pouze malou 'schopností uvolňovat olej, použije-li se za zatížení.

P říklad 4

Směs 2 g práškového- homopolymeru propylenu o tavném indexu přibližně 0,3 (Hostalen PPH 1050) a 2 g práškového- polylaurolaktamu (Vestamid X 1891) se suspenduje v 16 g oleje (Mobil Jet OH II), načež následuje zahřátí směsi na teplotu 250 °C. (□Hlazením se zhH mazam směs o vysoké mechanické pevnosti, která -se vyznačuje scho^pnost^{í d}obře uvoliiovat otej.

Příklad 5

Směs 2 g kopolymeru propylenu o tavném indexu přibližně 0,3 (Hostalen PPH 1022) a 2 g práškového· polylaurolaktamu (Vestamid X 1891) se suspenduje ve směsi 7 g oleje (Mobil Jet ОН II) a 9 g trikresylf osfátu (Houghto-Safe 1120), načež se suspenze zahřeje na teplotu 250 °C. Ochlazením se získá pružná směs, vyznačující se dobrou schopností uvolňovat olej.

Obdobně se připraví směsi, obsahující polypropylen, polylaurolaktam, olej na bázi esteru neopentylpolyolu a olej na bázi esteru kyseliny fosforečné v těchto hmotnostních poměrech:

2.5 : 1,05 : 8 : 8

3:3 : 8 : 6 : 3 : 7 :7 : 3 : 6 :8 : 2 : 8 :8

1.5 : 2,5 : 7 :9

Týchž výsledků se dosáhne, když se použije práškového polyundekanamidu (Rilsan ES) a oleje na bázi esteru kyseliny fosforečné (Pydraul 50 E).

Claims (10)

1. PftEDMlT VYNALEZU

   1. Mazací směs uvolňující samovolně olej, kterou je možno, tvarovat, a která se chová jako mechanická konstrukční součást, vyznačující se tím, že obsahuje polypropylen o molekulové hmotnosti v rozmezí 500 000 až 800 000 a o indexu toku taveniny v rozmezí 0,3 až 1,0 g/10min., měřeném podle normy DIN 53 735, ASTM D 1238 nebo ISO 1133 při teplotě 230 °C za zatížení 2 kg, v hmotnostním množství 3 až 60 °/o, s výhodou 15 až 30 %, vztaženo na mazací směs, a syntetický mazací olej na bázi alespoň jednoho esteru neopentylpolyolu, jehož zbytek kyseliny má průměrnou délku řetězce 5 až 7 atomů uhlíku, s výhodou 6 nebo 7 atomů uhlíku.
2. 2. Mazací směs podle bodu 1, vyznačující se tím, že část esterů neopentylpolyolu je nahrazena triesterem kyseliny fosforečné, který je obsažen v hmotnostním množství 5 až 60 %, vztaženo na hmotnostní množství směsi esterů neopentylpolyolu a fosfátů.
3. 3. Mazací směs podle bodu 2, vyznačující se tím, že obsahuje trialkyl-, tricykloalkyla/nebo triarylester kyseliny fosforečné, jehož uhlovodíkové zbytky popřípadě mají obvyklé substituenty.
4. 4. Mazací směs podle bodu 3, vyznačující se tím, že obsahuje trikresylfosfát.
5. 5. Mazací směs podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že část propylenu je nahrazena alespoň jedním polyamidem, jako je polyundekanamid nebo polylaurolaktam.
6. 6. Mazací směs podle bodu 5, vyznačující se tím, že obsahuje polyamid v hmotnostním množství nanejvýš 60 %, s výhodou nanejvýš 50 %, vztaženo na směs polypropylenu s polyamidem.
7. 7. Mazací směs podle bodů 5 a 6, vyznačující se tím, že hmotnostní množství směsi polypropylenu s polyamidem je v rozmezí od 15 do 50 %, vztaženo na hmotnostní množství mazací směsi.
8. 8. Mazací směs podle bodů 1 až 7, vyznačující se tím, že nadto obsahuje plniva, jako je mastek, azbest a skelná vlákna.
9. 9z Způsob výroby mazací směsi podle bodů 1 až 8, vyznačující se tím, že se složky směsi promísí, vzniklá směs se zahřeje na teplotu nad 160 °C, s výhodou na teplotu v rozmezí od 180 do 250 °C, načež se ochladí.
10. 10. Způsob podle bodu 9, vyznačující se tím, že se směs ochladí při tvarování do požadovaného tvaru, například vytlačováním nebo vstřikováním.