Brevet FR2000662A1 — publié le 19690912

i 2000662 L'invention a pour objet des graisse» lubrifiantes perfectionnées caractérisées en ce qu'elles peuvent être taises en oeuvre à des charges très élevées. Plus particulièrement, l'invention a pour objet des grais-5 ses au lithium ou au calcium comprenant des additifs. Les graisses lubrifiantes improprement appelées aussi graisses minérales, sont des lubrifiants qui consistent principalement en des huiles minérales ou synthétiques et en épaiBsisseurs de diverses espèces. 10 Iw épaississeurs conventionnels sont constitués,soit par des savons de divers métaux appartenant aux groupes I, II, III de la classification périodique,ou,par des mélanges de ces savons . 15 Bar ailleurs des épaississeurs plus modernes doivent être considérés,du type des argiles ayant une affinité adsorbante aux substances organiques ( bentones,silicagel,aéroail ) quelques pigments comme des phtalocyaniles et,enfin,des épaississeurs du type de polymères ou complexes organiques de structures 20 diverses. Naturellement,les graisses lubrifiantes modernes ne sont pas constituées uniquement par des liquides lubrifiants et par des épaississeurs,mais ils sont souvent traités avec des addi-tifs,chacun de ceux-ci ayant une fonction très précise.ON con-25 nait ainsi des graisses comprenant des additifs qui améliorent l'adhérence,la résistance à la rouille et à l'oxydation,la résistance au mouillage à l'eau et ainsi de suite... L'un des agents les plus employés dans les graisses est l'agent E.P. Les agents 13.P. sont des additifs qui améliorent 30 la résistance des graisses à la pression,limitant l'usure des partie* en mouvement l'une par rapport à l'autre et en évitant aussi bien le calage que le grippage.Ces agents élargissent également la plage de pression et de température pour l'utilisation des graisses. 35 Dans la description de la présente invention,on décrira com me graisses contenant un agent E.P. des types particuliers de graisses pouvant supporter des charges élevées. En général,les agents S.?, les plus appropriés,en particu 69 01294 s 2000662 lier au point de vue économique,sont les sels de plomb des acides gras earbfxyliques ayant un poids moléculaire élevé,par exemple,les ointes,les stéarates et les naphténates de plomb. Il exifcte plusieurs autres sortes d'agents E.P.j générale-5 ment les additifs E.P. pour graisses sont analogues aux additifs E.P. pour huiles. Notamment on emploie peur les huiles souvent aUSSi du soufre, du chlore et des composés chlorés de soufre. Les agents E.P. ajoutés aux graisses,même s'ils accroissent 10 effectivement la résistance à la pression,peuvent avoir taie influence indésirable sur d'autres propriétés comme par exemple la capacité protectrice contre l'action de la température en fonctionnement ou provoquer par l'humidité la décomposition de l'agent E.P. pouvant se produire avec la formation de substances 15 capables de causer la corrosion. D'autres cas où il est pratiquement impossible d'utiliser des agents E.P. sont ceux dans lesquels l'agent lui-mine a uns influence indésirable sur la structure de la graisse. Il peut y avoir une diminution de la consistance qui s'accentue pendant le 20 travail mécanique de la graisse en atteignant souvant la fluidi-sation complète. C'est 1# cas de certains naphténates de plomb. L'objet de la présente invention est un agent B.P. relativement avantageux au point de vue économique et qui donne aussi 25 des résultats meilleurs dans la protection contre l'usure,sans les inconvénients d'une action corrosive et d'un amollissement de la graisse qui le contient. On connait bien l'activité de certaines substances particulières qui ont la caractéristique structurelle suivant laquelle 30 les liaisons entre atomes appartenant à des radicaux différents et placés dans des plans voisins,sont plus faibles que les liaisons entre atomes de radicaux placés dans, lenôme plan,et pour cette raison la contrainte de glissement parallèle au plan du radical est moins active que celle qui est perpendiculaire à ce plan. 35 Les substances de cette expèce sont le graphite,le bisulfure de molybdène eu d'autres substances avec une structure dite "couche de structure" dans laquelle il y a des composés halogénés 69 01294 3 2000662 du cadmium. Ces substances sont appelées des lubrifiants solides^Les deux premiers sont aussi les plus connus puisqu'ils sont mis sur le marché en suspensions plus ou moins épaisses en phase huile. 5 les composés halogènes du cadmium ne sont- ait contraire pas employés à ôause de leurs caractéristiques particulières(solubilité dans l'eau et possibilité faible de les conserver en solution le présente invention concerne l'utilisation des sels de cadmium dans des produits pétroliers comme les graisses lubri-10 fiantes qui,en raison de leur caractéristique particulière,suivant laquelle elles contiennent très peu de quantité d'eau,permettent la disrjersion très homogène des produits qui viennent d'être considérés. Il a été tro vé que les s«ls de cadmium,particulièrement le 15 chlorure de cadmium,ajoutés aux graisses lubrifiantes ont la propriété d'accroître la résistance h la pression des graisses K.P. et spécialement des graisses au lithium et au calcium. Cette amélioration est aisément vérifiée à l'aide d'appareils de laboratoire coraae celui apiîelé"Précision Shell Pour-20 IJûll-ï'ester"(méthode d'essai fédérale 3td n/7'jl a,Méthode c503) •t comme celui appelé "appareil Tiniken" (Kéthode d'essai fédérale Std.n 791 a,Kethod G.505} En considérant la courbe obtenue avec le premier de ces appareils au cours d'essais 3ur la ^raisue à lithium élaborée sui-25 vant un procédé conventionnel(fig.I)et en comparant cette courba à celles de deux graisses à lithium q- En plus des accroissements des char-tes de En ajoutant aux graisses de la fi^.I des additifs de sel de BÂB original 69 01294 2000662 10 15 20 cadmium,en particulier du chlorure de cadmium,un effet analogue à celui que l'on obtient avec des agents E.P. connua se produit, même avec une concentration relativement faible d'additif#.Déjà avec 1$. de chlorure de cadmium(fif,4) (tous les sels inorganiques de la description de la présente demande sont calculés en sel» anhydres),il y a un accroissement jusqu'à 185 kg de la charge de grippage et un léger accroissement de la pression de calage.En augmentant la concentration jusqu'à 4% on obtient principalement un accroissement de la charge de calage jusqu'à 70 kg(3?ig.5 et 6) Il est important de remarquer dans chacun dee trois derniers cas concernant des graisses contenant respectivement I?S^25S,4?5 de chlorure de cadmium,on obtient une amélioration surprenante de la limitation de l'usure après calage. L'action E.P. des graisses donnée par des sels de cadmium a été mieux mise en lumière avec * l^appareil Timken'*. Il est très important qu'alors que la graisse au lithium noi*-male de la fig.I présente une charge maximu» sans ealage de 5,44 kilogs ,les deux graisses des fig.5 et 6 en présentent une de 27,2 ♦ 29,5 ;kgv.' ,supportant ainsi d'une manière satisfaisante la comparaison avee une graisse commerciale de qualités E.P. connues (fig)aussi bien quant à la charge maximu® «ans calage que quant à la charge spécifique. La comparaison est montrée par le tableau I ci-dessouat Produit essayé Charge maximum oana ealage Pression spécifique supportée Graisse au lit.fi.I 5,44 '.kg 35-1.5 k*/tm? Graisse E.P.(produit commercial contenant PI») 25 kg 1137,5 kg/cm2 Graisse au lithium + IjS de Cd Cl2(Fig4) 20,4 kg 1129,7 kg/cm2 *• * Graisse au lithium + 2JÎ de Cd Cl2(Fig5) 27,2 kg 1757,5 kg/cm2 ■ Graisse au lithium + Ac/o de Cd Cl2(?lgS) 29,5 kg 1548 kg/cm^ 25 30 35 obtenus avec l'appareil"Shell Pour-Bail Tester" conformément à la méthode 6503,de la méthode d'essai fédéral S.Ï.D 791 a,en utilisant de nombreux composés. BAD ORIGINAL 69 01294 5 2000662 ' Dans ce qui suit,les résultats des essais obtenus avec des composas préparés conformément à la présente invention,et les résultats d'essais effectués sur des graisses courantes sont indiqués de telle manière que la comparaison de ces dernières graia 5 ses à celles de la présente invention soit facile. Exemple I î Le graphique I indique les propriétés d'une graisse au lit-hiua courante. Dans la partie inférieure de ce {graphique une ligne continue 10 représente la déformation élastique des billes so^s me charge statique (ligne de Hersai) .Dans la partie supérieure on a montré une ligne remontant rapidement,qui représente l'usure des billes sous une charge dynamique(1500 tours/minute)pendant une minute et sous différentes charges.La courbe a été tracée dans des axes de 15 coordonnées à échelle logaritmique,avecfen abscisse la charge appliquée en kilogrammes et en ordonnées le diamètre moyen à l'endroit de l'usure,en millimètres.On a une charge minimum de kg •ans calage ,1a pression spécifique avec la charge maximum ksans calage est IB.750 kg/cm et la charge de grippage est de 150 kg. 20 Les explications et les définitions générales données pour la graphique I dans l'exemple I peuvent être utilisées pour tous les graphiques des exemples qui suivent. Exemple 2 i Le graphique 2 indique les propriétés E.P. d'une graisse 25 courante (dite de type A) contenant du plomb. La charge maximum 3an* calage est de 55 kgjla pression spécifique correspondant à la charge maximm sans calage est de 2 20030 kg/cm .La charge de grippage est de 260 kp-. Exemple 3 30 Le graphique indique les propriétés d'une graisse courante E.P.(dite de type 13) contenant du plonb. La clu-rge maximum sans calage est de 5C kg.La près -ion spécifique correspondant la charge maximum sans, cala e est de 2CC60 kg/cm .La charge de grippage est de 200 kg. 35 Exemple 4 Le graphique ' montre les propriétés E.?. d'une graisse au lithium contenant 1% de chlor-îre de cadmium.la charge maximum SAD OlRlGlNAL 69 01294 s 2000662 sans calage est de 55 kg.La pression spécifique correspondant à la charge maximum «ans cala :e est de 22070 kg/cm .La charge de gvip -r.re est de 190 kg. Sxenple 5 s Le graphique 5 montre les propriétés 33.". d'une graisse au lithium contenant de chlorure de cadmium.La charge maximum sans calage est de 70 kg.La pression spécifique correspondant à la charge maximum -sanscalage est de 206?0 kg/cm .La charge de grippage er.t de 190 kg. Exemple 6 Le graphique 6 montre le;3 propriétés ~r\P. d'une graisse au lithium contenant 4f° de chlorure de cadmium.La charge maximum • «ans calage est de 70 kg.La pression spécifique correspondant à p la charge maximum sans calage est de 20("30 kg/cm .La charge de grippage est de 25C kg. Exemple 7 î Le graphique 7 indique les propriétés J3.r.d'une graisse au lithium contenant de chlorure de cadmium.La charge maximum sans calage est de 90 kg.La pression spécifique correspondant à 2 la charge maximum sans calage est de 23II0 \z&/cm .La charge de grippaye est de 260 kg Exemple 8 ï Le graphique 8 indiqua l'amélioration des propriétés E.P. d'une graisse E.P. du type A au lithium,mentdonnée dans l'exemple 2,lorsque cette graisse s. reçu Af° de chlorure de cadmium.La charge maximum sans calage est de 90 kg.La pression spécifique p correspondant à la charge maximum sans calage est de 2I640kg/cm La charge de grippage est de 230 kg. Exemple 9 * Le graphique 9 indique les propriétés E.P. d'une graisse au lithium à laquelle il a été ajouté 4f> de chlorure decadmium et 1,27?' d'hypoeulfite de sodium(Ce pourcentage a été calculé pour sel anhydres) La charge maximum sans calage est de 80 kg.La la pression spécifique correspondant à la charge maximum sans ca-lage est de 23.580 kg/cm .La char e de grippage est de 4t.C kg. Exemple IC : Le graphique 10 montre les propriétés d'une graisse au lithium à laquelle on a ajouté de ehlorure de cadmium et I,05£ BAD ORIQihJM; 69 01294 2000662 de ïetraborate de sodium ( ce pourcentage a été calculé pour le sel anhydre).La charge maxinum sans calage est de 90 kg.La pression spécifique correspond tint à la charge maximum sans 2 calage est de 23IÏO lcg/cm .La cliarje de grippage est de 440 kg. Exemple II t Le ^aphiciue II montre les propriétés E.P. d'une graisse au calcium en tant que telle. La eliarge luaximum sans calage est de 45 kg. La pression spécifique correspondant à la charge maxi-mtna sans calage est de 17090 kg/cm . La charge de grippage est de 160 kg. Exemple 12 : Le graphique 12 montre les propriétés E.P. d'une ;:xaisse chlorure de au calcium à laquelle on a ajouté de/cadmium.La charge maximum sans calage est de kg- La pression spécifique corree-pondant à la cha:.-ge maximum sans calage est de 2GS'70 L'g/cm La ciiprge de grippage est de ISO kg. BAD ORIGINAL 69 01294 f 2000662 F. E V ; N D I C A T I 0 " 3 1) Graisses lubrifiantes pour charges élevée»,caractérisées en ce qu'elles comportent en addition des sels de cadmium. 2) Graisses lubrifiantes suivant la revendication I caractérisé» 5 en ce que le sel de cadmium est un chlorvre de cadmium constituât une fraction de 0,5?é h 10$ du poids de la graisse. 3) Graisses lubrifiantes suivant l'une des revendications I et 2» caractérisées en ce qu'elles sont ép£isaié» à l'aide de sels de lithium. 10 4) Graisses lubrifiantes suivant l'une des revendications Ir 2 et ;■ caractérisées en ce qu'elles contiennent également des sels de ploûb. 5} Graisses lubrifiantes suivant l'une des reverdicationsI,2 et 3 caractérisées en Ge qu'elles contiennent également de l,hyposul-15 fite de sodiuc et /ou du borax. 6) Graisses lubrifiantes suivant l'une des revendications I et 2 caractérisées en ce qu'elles sont épaissies r l'aide de sels de calcium» 7) Graisses lubrifiantes comportant des additifs coiame décrit 20 par le texte et les figures. BAD ORIGINAL