Brevet FR2045979A1 — publié le 19710305

i 2045979 La présente invention se rapporte à une graisse de contact électrique qui a une application particulière dans les commutateurs de puissance des machines et des dispositifs électriques. Des contacts électriques ordinaires, par exemple de télévi-5 sion et de radio, sont soumis à une rupture de contact et à une soudure de contact et sont la cause d'ennuis tels que le bruit de son, l'interruption d'images, l'impossibilité d'ouvrir les contacts et analogues. Ces ennuis sont empêchés jusqu'à un certain point en utili-10 sant les graisses de contact électrique existant déjà. Cependant, cette utilisation n'a pas été totalement satisfaisante par suite de la nature compliquée du phénomène de contact électrique. Les ruptures ou interruptions de contact sont d'ordinaire provoquées par l'oxydation, la sulfatation, l'usure de surfaces de contact métalli-15 ques et la boue formée par oxydation, polymérisation et combustion de la graisse elle-même. On a longtemps souhaité d'excellentes graisses de contact pour supprimer ces ennuis, spécialement dans le cas de contacts sur me base métallique, telle que du cuivre ou du laiton, qui sont fa-20 cilement soumis à des ruptures de contact. En conséquence, le rôle de la graisse de contact est d'empêcher l'oxydation, la sulfatation et l'usure de métaux de contact et, ainsi, de stabiliser la résistance de contacts électriques, d'empêcher le bruit et, en même temps, d'empêcher la soudure de contact en 25 limitant l'élévation de température des contacts électriques. Un objet de la présente invention est de fournir une graisse de contact pouvant supprimer une élévation de résistance d'un contact électrique. Un autre objet de la présente invention est de fournir une 30 graisse de contact qui empêche l'usure d'un contact électrique. Un autre objet de la présente invention est de fournir une graisse de contact .utile pour l'emploi dans un contact électrique formé de cuivre, de laiton, de bronze au phosphore, de cuivre au baryllium et d'alliage nicke1-argent. 35 Ces objets et d'autres encore dans la présente invention ap paraîtront d'après la description détaillée suivante. Une graisse de contact selon la présente invention comprend essentiellement une quantité importante d'huile minérale paraffini-que, 10 à 20 % en poids d'un mélange de savons métalliques, en tant 40 qu'agent épaississant, et 7 à 15 % en poids d'au moins un membre 70 21170 2 2045979 choisi dans le groupe comprenant des hydrocarbures aromatiques chlorés et leurs, dérivés. Ce mélange de savons métalliques comprend essentiellement, 40 à 65 % en poids de savon au baryum, 25 à 40 % en poids de savon^au.lithium et. 10 à 20 $> en poids de savon à l'alumi-5 nium, selon la présente invention. La nouyelle graisse de contact selon la présente invention empêche les pannes ou interruptions de contact électrique et l'adhérence de contact par soudure et assure une action de mise en contact satisfaisante pendant une plus longue période de temps, par application à un contact électrique formé de 10 métal pouvant être corrodé, tel que du cuivre, du laiton, du bronze, au phosphore, du cuivre au béryllium et un alliage nickel-argent. Des agents anti-rouille et/ou des agents anti-oxydants sont de préférence ajoutés à la composition de graisse. Une graisse de contact selon la présente invention peut em-15 ployer des hydrocarbures aromatiques chlorés ou leurs dérivés, ayant un point d'ébullition supérieur à ~5>00oC. Des hydrocarbures aromatiques chlorés ou leurs dérivés servent à empêcher l'élévation de température et l'usure de contact en limitant la combustion des graisses par formation d'arcs et, en même temps en servant d'agent lubri-20 fiant. Un meilleur résultat peut être obtenu en employant au moins un membre choisi dans le groupe comprenant le trichlorodiphényle, le tétrachlorodiphényle, le pentachlorodiphényle, l'hexachlorodiphényle, le polychlorotriphényle, l'oxyde de pentachlorodiphényle, le benzoa-te de pentachlorophényle, l'hexachlorodiphénylméthane et la penta-25 chlorodiphénylcétone. Parmi ces composés, le trichlorodiphényle, le tétrachlorodiphényle, l'hexachlorodiphényle et le polychlorotriphényle fournissent les meilleurs résultats selon la présente invention. Si l'hydrocarbure aromatique chloré ou son dérivé est présent en quantité inférieure à environ 7 % en poids, l'élévation de 30 température du contact est plus importante, alors qu'une quantité supérieure à environ 15 % en poids rend difficile la production d'une graisse de contact ayant une bonne homogénéité. L'huile minérale paraffinique définie ici comprend de l'huile minérale paraffinique pure, ainsi que de l'huile minérale paraf-35 finique impure dans laquelle on incorpore une faible quantité, par exemple allant jusqu'à 30 % en poids, d'huile minérale aromatiqûe et/ou naphténique. Il est préférable-que l'huile minérale paraffinique ait une viscosité de 40 à 180 céntistockés(à37J8°C) et un point d'aniline supérieur à 90, suivant la norme ASTM-D-6II-55 40 (American Society for Testing Materials).' 70 21170 3 2045979 On peut utiliser un savon au baryum, un savon au lithium et un savon à l'aluminium comprenant ceux renfermant un radical d'acide gras aliphatique. Leurs formules chimiques sont exprimées par BaCRCOO)^, Li(RCOO) et Al(RCOO}-^, respectivement, où R est un 5 radical alkyle. Cependant, ces formules chimiques ne doivent pas être interprétées comme ne définissant que des substances pures mais comprennent des substances impures dans lesquelles sont incorporées des impuretés inévitables. Par exemple, Al(RCOO)^ disponible dans le commerce' comprend Al(OH)(RCOO)^ en quantité inférieure 10 à 20 i> en poids et peut fonctionner pour la production d'une graisse de contact selon la présente invention. Il est préférable que le radical R, dans les formules chimiques indiquées ci-dessus, contiennent 12 à 20 atomes de carbone. Le savon au baryum, le savon au lithium et le savon à l'aluminium qu'on préfère le plus sont ceux 15 qui contiennent un radical d'acide stéarique. On souhaite que la teneur en acide gras libre de ces savons métalliques soit faible, de préférence, inférieure à 2 % en poids. En relation avec le pourcentage en poids du mélange de savons métalliques, on note ce qui suit : le savon au baryum en quan-20 tité supérieure à 65 % en poids augmente la résistance da contact électrique et le savon au baryum en quantité inférieure à 40 % en poids dégrade la résistance à la soudure du contact électrique; le savon au lithium en quantité inférieure à 25 % en poids augmente la résistance du contact électrique et le savon au lithium en quantité 25 supérieure à 40 % en poids dégrade la résistance à la soudure; le savon à l'aluminium en quantité supérieure à 20 % en poids produit une graisse de contact qui a un faible point de congélation et est inférieure au point de vue résistance à la chaleur, et le savon à l'aluminium en quantité inférieure à 10 % en poids entraîne une 30 graisse de contact qui a une mauvaise homogénéité. Ainsi, si la quantité du mélange de savons métalliques dans la graisse est inférieure à environ 10 % en poids, la graisse de contact résultante est trop molle pour maintenir sa forme telle qu'elle est. D'autre part, une quantité de mélange supérieure à en-35 viron 20 % en poids entraîne une graisse de contact qui est trop dure. Une graisse de contact selon la présente invention peut être améliorée en utilisant un anti-oxydant et/ou un inhibiteur de rouille. Les anti-oxydants préférables sont le n-butyl-p-aminophénol, 40 la di-see-butyl-p-phénylènediamine, le 4,4'-tétraméthyl-diaminodi- 70 21170 * 2045979 phénylméthane, ls -naphtylamine, la N,N'-di-salicylidène-1,2-pro-pylènediamine, le 2,6-di-t-butylphénol, le 2,4-diméthyl-6-t-butyl-phénol, le 2,6-di-t-butyl-p-crésol, le 4,4'-méthylènebis(2,6-di-t-butylphénol), le 2,2'-méthylènebis(4-méthyl-6-t-butylphénol), le 5 4,4'-butylidènebis(3-méthyl-6-t-butylphénol). L'inhibiteur de rouille préférable est le monooléate de sor-bitan, un sel de dinonylnaphtalènesulfonate, l'acide o( -(2-carboxy-phénoxy)stéarique. La quantité d'anti-oxydant est, de préférence, 0,01 à environ 3 $ en poids, c'est-à-dire 0,01 à 3 ^ en poids de 10 1'anti-oxydant et environ 97 & 99*99 % en poids de la graisse de contact. La quantité d'inhibiteur de rouille est 0,01 à environ 4 % en poids de l'inhibiteur de rouille et environ 96 à 99*99 % en poids de la graisse de contact. Un mélange d'huile minérale paraffinique, le mélange de sa-15 vons métalliques, l'hydrocarbure aromatique chloré ou ses dérivés avec ou sans anti-oxydant et inhibiteur de rouille est chauffé en- . tre 200 et 250°C, pour constituer un liquide homogène, et puis refroidi jusqu'à la température ambiante. Le mélange refroidi est broyé par un procédé ordinaire, par exemple, en employant trois 20 broyeurs à rouleaux, et puis est soumis à l'enlèvement de mousses d'air, sous pression réduite. Les graisses résultantes sont de texture lisse et onctueuse comme du beurre et ont une excellente stabilité mécanique et thermique . 25 La présente invention sera mieux décrite dans les exemples suivants qui ne sont donnés qu'à titre d'illustration et non pas de limitation. Dans les exemples, g indique des grammes. EXEMPLE 1 Un mélange de 74,7 g d'huile minérale paraffinique ayant une 30 viscosité de 60 centistockes à 37i8°C et un point d'aniline de 111,7°C, de 8 g de stéarate de baryum (point de fusion 235°C), de 5 g de stéarate de lithium (point de fusion 221°C), de 2 g de stéarate d'aluminium (point de fusion 112°C), de 10 g de polychlorotri-phényle, de 0,1g de 4,4'-tétraméthyldiaminodiphénylméthane et de 0,2 35 & de monooléate de sorbitan est agité et chauffé entre 230 et 240°C. Après homogénéisation, le mélange est déversé dans un récipient plat et refroidi jusqu'à la température ambiante, broyé avec lin broyeur à trois rouleaux et puis la mousse restante de la graisse est retirée sous pression réduite. La graisse résultante est 40 stable et a une pénétration ASTM de 332 et un point de congélation 70 2 VI70 5 2045979 de 120°C. La graisse est appliquée à un contact électrique constitué de cuivre et de laiton. L'action de la graisse est présentée dans l'exemple N° 1 du tableau. EXEMPLE 2 5 Un mélange de 70,5 g d'huile minérale paraffinique ayant une viscosité d'environ 50 centistockes à 37*8°C et un point d'aniline de 102,7°C, de 10 g de stéarate de baryum (point de fusion 235°C), de 7 g de stéarate de lithium, de 4 g de stéarate d'aluminium, de 8 g de polychlorotriphényle et de 0,5 g de 2,6-di-t-butyl-10 phénol est chauffé entre 235 et.245°C. Après homogénéisation, le mélange est refroidi, broyé et traité d'une manière semblable à celle de l'exemple 1. Le résultat expérimental réalisé d'une manière semblable à 1'exemple 1 est présenté dans le tableau. EXEMPLE 3 15 - Un mélange de 73*8 g d'huile minérale paraffinique ayant une viscosité de 120 centistockes à 37*8°C et un point d'aniline de ll4,9°C, de 6g de stéarate de baryum (point de fusion 250°C), de 4 g de stéarate de lithium (point de fusion 221°C), de 2 g de stéarate d'aluminium, de 14 g de polychlorotriphényle, de 0,2 g de di-20 nonylnaphtalènesulfonate de sodium est agité et chauffé à environ 250°C. La solution fluide claire est traitée d'une manière semblable à celle de l'exemple 1. Le résultat des tests réalisés d'une manière semblable à l'exemple 1 est présenté dans le tableau. EXEMPLE 4 25 Un mélange de 75,4 g d'huile minérale paraffinique ayant une viscosité de 80 centistockes à 37,8°C et un point d'aniline de ll4,0°C, de 7 g de stéarate de baryum, de 5 g de laurate de lithium (point de fusion 219°C), de 1,5 g de stéarate d'aluminium, de 8 g d'hexachlorodiphényle, de 0,1 g d'une tétrabase et de 3 g de mono-30 oléate de sorbitan est chauffé dans un bêcher, jusqu'à ce que sa température atteigne environ 240°C. Le mélange résultant est traité d'une manière semblable à celle de l'exemple 1. Les résultats expérimentaux réalisés d'une manière semblable à l'exemple 1 sont présentés dans le tableau. 35 EXEMPLE 5 -Un mélange de 72,9 g d'huile minérale paraffinique ayant •une viscosité de 60 centistockes à 37,8°C et un point d'aniline de lll,7°C,.de 10 g de stéarate de baryum, de 5 g de laurate de lithium (point de fusion 219°C), de 3g de stéarate d'aluminium et de 9,1 g 40 de tétrachlorodiphényle est agité et chauffé dans un bêcher' jusqu'à - 70 21170 6 2045979 ce que sa température atteigne environ 250°C. Le mélange résultant est traité d'une manière semblable â celle de l'exemple 1. Les résultats expérimentaux réalisés d'une manière semblable à l'exemple 1 sont présentés dans le tableau. 5 " EXEMPLE 6 Un mélange de 70,9 g d'huile minérale paraffinique ayant une viscosité de 80 centistockes à 37V8°C et un point d'aniline de 114,0°C, de 9 g de stéarate de baryum (point de fusion 240°C), de 6 g de laurate de lithium (point de fusion 219°C), de 2 g de stéa-, 10 rate d'aluminium (point de fusion 110°C), de 12 g dé polychlorotriphényle et de 0,1 g de tétrabase est agité et chauffé dans un bêcher et traité d'une manière semblable à celle de l'exemple 1. Les résultats expérimentaux réalisés d'une manière semblable à celle de l'exemple 1 sont présentés dans le tableau. 15 EXEMPLE 7 Un mélange de 69,8 g d'huile minérale paraffinique ayant une viscosité de 78,2 centistockes à 37,8°C et un point d'aniline de 104,2°C, de 10 g de stéarate de baryum, de 6 g de stéarate de lithium, de 2 g de stéarate d'aluminium, de 11 g de polychlorotriphé-20 nyle, de 0,2 g de tétrabase et de 1 g du produit dit Span 80 est agité et chauffé dans un bêcher, ét traité d'une manière semblable à celle de l'exemple 1. Les résultats expérimentaux réalisés d'une manière semblable à l'exemple 1 sont présentés dans le tableau. EXEMPLE 8 25 Un mélange de 73*7 g d'huile minérale paraffinique ayant une viscosité de 80 centistockes à 37*8°C et un point d'aniline de 114,9°C, 8 g de stéarate de baryum, 6 g de stéarate de lithium, 2,2 g de stéarate d'aluminium, 10 g de polychlorotriphényle et 0,1 g de tétrabase est agité et chauffé dans un bêcher et traité d'une maniè-30 re semblable à celle de l'exemple 1 sont présentés dans le tableau. EXEMPLE 9 Un mélange de 76,5 g d'huile minérale paraffinique ayant une viscosité de 120 centistockes à 37*8°C et un point d'aniline de ll4,9°C, de 8 g de stéarate de baryum, de 4 g de stéarate de lithium, 35 de 1,5 g de stéarate d'aluminium, de 9 g d'hexachlorodiphényle et de 1,0 g de 2,2'-méthylènebis(4-méthyl-6-t-butylphénol) est agité et chauffé dans un bêcher et traité d'une manière semblable à celle de l'exemple 1. Les résultats expérimentaux réalisés d'une manière semblable à l'exemple 1 sont présentés dans le tableau. 70 21170 7 2045979 EXEMPLE 10 Un mélange de 73*8 g d'huile minérale paraffinique ayant une viscosité de 60 centistockes à 37>0°C et un point d'aniline de 117,2°C, de 7 g de stéarate de baryum, de 6 g de stéarate de li-5 thium, de 2 g de stéarate d'aluminium, de 11 g de polychlorotriphé nyle et de 0,2 g de tétrabase est agité et chauffé dans un bêcher et traité d'une manière semblable à celle de l'exemple 1. Les résultats expérimentaux réalisés d'une manière semblable à l'exemple 1 sont présentés dans le tableau. 10 Dans les exemples précédents, la tétrabase est le 4,4'-té- traméthyldiaminodiphénylraéthane. o TAB1EAU - K> Exemple N® 1 2 3 4 5 s Combinaison de 1 métaux de contact 1 cuivre 1 laiton, cuivre 1 laiton cuivre 1 laiton cuivre i bronze au phosphore cuivre nickel-argent Pression de contact (s) 200 200 200 200 200 300 ! Vitesse d'ouverture (cM.sec"1) 30 30 3° ?0 . 30. . . 20 Force d'ouverture (g) 100 100 100 100 100 100 Tension de contact (V) CA 100 CA 100 CA 100 CA 100 CA 100 CA 100 Courant de contact (A) en pointe:30 normal :4 en pointe:30 normal :4 pour la charge de lampe normal :4 pour la charge de lampe normalî4 en pointe j 50 normal s 4 en. pointe s 30 normal : 4 IO O *0 o TABLEAU (suite) ^ Exemple N° 1 2 3 4 5 6 Résistance de contact (m-/2- ) Nombre d'opérations 8 7 5 4 5 3 0 10.000 18 24 34 25 29 10 30.000 39 55 49 52 85 42 50.000 28 79 8l 44 \ 162 78 Nombre d'opérations en , circuitr-hors circuit ... jusqu'à la soudure y 50,000 y 50.000 >50.000 > 50.000 35.000 >50.000 O vo hO O 45* t/i v£) ^«4 nO TABLEAU (suite) -«4 O K> ... 7 8 9 10 Graisse de contact du commerce A Graisse de contact du commerce B Combinaison de métaux de contact c\iivre ! cuivre au béryllium cuivre 1 cuivre au béryllium cuivre i laiton cuivre 1 cuivre au béryllium cuivre 1 laiton cuivre 1 laiton Pression de contact (g) 300 300 200 200 200 200 Vitesse d'ouverture (cm. sec-"'" ) 20 20 ■ 3° 30 30 30 Force d'ouverture (g) 100 100 100 100 100 100 ! Tension de contact (V) CA 100 CA 100 CA 100 CA 100 CA • 100 CA 100 Courant de contact (A) pour la charge de lampe normal:4 pour la charge de lampe normal :4 en pointe : 30 normal : 4 eh pointe: 30 normal:4 en pointe : 30 normal:4 en pointe*: 30 normal:4 *^1 O H-1 O K5 O -fc» Ln O TABLEAU (suite) Exemple NQ 7 8 9 10 Graisse de contact du commerce Graisse de contact du commerce Résistance de contact (m Jl~ ) i Nombre d'opérations 4 5 8 9 A 8 B 7 0 10.000 18 29 22 15 255 325 30,000 15 . 48 39 48 1250 1580 50,000 22 75 69 83 2310 1420 Nombre d'opérations jusqu'à obtenir l'adhérence y 50.000 y 50.000 >50.000 y 50.000 3800 7200 O K> --4 O La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. K> O Ja» en -O vO 70 21170 12 2045979 REVENDICATIONS 1 - Graisse de contact, caractérisée en ee qu'elle comprend essentiellement a) une quantité importante d'une huile minérale paraffinique, b) 10 à 20 % en poids d'un mélange de savons métal- 5 liques, en tant qu'agent épaississant, ce mélange de savons métalliques comprenant essentiellement i) 40 à 65 % en poids de savon au baryum, ii) 25 à 40 $ en poids de savon au lithium et iii) 10 à 20 % en poids de savon à 1'aluminium, et c) 7 à 15 $ en poids d'au moins un membre choisi dans le groupe comprenant les hydrocar-10 bures aromatiques chlorés et leurs dérivés. 2 - Graisse de contact selon la revendication 1,- caractérisée en ce que le savon au baryum, le savon au lithium et le savon à l'aluminium sont essentiellement des composés représentés respectivement par les formules BaCRCOO)^, Li(RCOO), Al(RCOO)^ où R re-15 présente un radical alkyle contenant 12 à 20 atomes de carbone. 3 - Graisse de contact selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'hydrocarbure aromatique chloré ou ses dérivés sont formés par un membre choisi dans le groupe comprenant le trichlorodiphényle, le tétrachlorodiphényle, le pentachlorodiphényle, l'hexa- 20 chlorodiphényle, le polychlorotriphényle, l'oxyde de pentachlorodiphényle, le benzoate de pentachlorophényle, 1'hexachlorodiphénylmé-thane et la pentachlorodiphénylcétone. 4 - Graisse de contact selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle renferme, en outre, 0,01 à 3*0 % en poids d'un 25 anti-oxydant choisi dans le groupe comprenant le n-butyl-p-amino-phénol, la di-sec-butyl-p-phénylènediamine, le 4,4'-tétraméthyldia-minodiphénylméthane, 1' Ji -naphtylamine, la N,N'-disalicylidène-1, 2-propylènediamine, le 2,6-di-t-butylphénol, le 2,4-diméthyl-6-t-butylphénol, le 2,6-di-t-butyl-p-crésol,N le 4,4'-méthylènebis(2,6-30 di-t-butylphénol), le 2,2'-méthylènebis(4-méthyl-6-t-butylphénol), le 4,4'-butylènebis(2-méthyl-6-t-butylphénol). 5 - Graisse de contact selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle renferme, en outre, 0,01 à 4 % en poids dfun agent anti-rouille choisi dans le groupe comprenant le monooléate de sor- 35 bitan, un sel de dinonylnaphtalènesulfonate et l'acide -(2-car-boxyphénoxy)stéarique»