Brevet FR2137688A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne une graisse lubrifiante à base d'un savon complexe de calcium, graisse qui se compose essentiellement d'une huile lubrifiante et de savons de calcium, d'hydroxyde de calcium, de phosphates de sodium et de borates 5 de sodium. Il est connu d'utiliser également l'acétate de calcium pour préparer des graisses lubrifiantes pratiquement anhydres, à base de savons de -calcium, dont les points de goutte dépassent 300°C. On a adopté pour ces graisses lubrifiantes la dénomination 10 de "graisse au savon complexe de calcium". Elles sont essentiellement constituées par une huile lubrifiante et un agent épaississant, à savoir le savon complexe de calcium, qui donne la consistance. On entend désigner par huile lubrifiante, des huiles minérales, des huiles grasses, des huiles synthétiques 15 ou des mélanges de représentants d'un ou plusieurs de ces groupes. Les huiles grasses sont les graisses et les huiles d1origine^knimale et végétale, et aussi les produits obtenus par leur^t.ransformations chimiques, par exemple par des trans-estérification^t par une saponification partielle. Le groupe 20 des huiles synthétiques comprend des substances hydrophobes de consistance liquide à pâteuse, qui contiennent les éléments carbone, hydrogène et oxygène. Le savon complexe au calcium contient, en plus des savons de calcium d'acides gras normaux d'origine animale, végétale ou synthétique, à plus de trois atomes 25 de carbone, des sels de calcium d'acides gras ayant moins de quatre atomes de carbone, notamment l'acétate de calcium. Du fait que leur point de goutte est élevé, les graisses au savon complexe de calcium sont prédestinées aux lubrifications à hautes températures. Mais il s'avère en pratique que le compor-^ 30 tement des graisses au savon complexe de calcium laisse \ souvent à désirer dans la lubrification de roulements, parce que 1 ces derniers arrivent à tourner "à sec" tout à fait indépendam ment de leur température. On entend désigner par "fonctionnement à sec", le phénomène selon lequel les éléments constituant le 35 roulement, entre lesquels un frottement de glissement se produit, travaillent en l'absence totale de graisse lubrifiante initialement présente pendant le fonctionnement du roulement, c'est-à-dire qu'ils travaillent à-sec. Cette absence de lubrifiant occasionne 72 16579 2 2137688 un échauffement du roulement et a le plus souvent pour conséquence une détérioration de la machine, l'absence de lubrifiant dans des roulements peut, non seulement, être observée en pratique, mais aussi lorsqu'on fait fonctionner les roulements sur des 5 bancs d'essai. La machine d'essai de graisse pour roulements SEP, correspondant à la norme DIN 51806, constitue un exemple convenable de banc d'essai. Dans l'état actuel des connaissances techniques, on n'est pas encore en mesure d'indiquer à quelles propriétés 10 d'une graisse lubrifiante on peut attribuer la responsabilité ,1a de l'apparition ou de/non-apparition du fonctionnement à sec. Il est vraisemblable que la coopération du comportement rhéolo-gique d'une graisse lubrifiante avec sa tensio-activité joue un rôle déterminant, dont le processus n'est toutefois pas 15 encore élucidé. Il apparaît en pratique que les tentatives mentionnées n'apportent pas une solution satisfaisante aux problèmes de la lubrification. Le but de la présente invention est de préparer des graisses améliorées à base de savon complexe de calcium, 20 notamment des graisses destinées à la lubrification de roulements à hautes températures. On vient de découvrir le fait surprenant qu'il est possible de préparer avec succès une graisse lubrifiante à base d'un savon complexe de calcium, constituée essentiellement 25 par une huile lubrifiante et des savons de calcium, cette graisse étant caractérisée par le fait qu'elle contient, sous la forme d'hydroxyde de calcium, une quantité de calcium qui dépasse de 10 à 60 io en poids la quantité nécessaire pour la saponification des acides, gras normaux capables de former des savons et compor-30 tant plus de trois atomes de carbone. L'addition de 30 à 40 f> en poids de calcium sous la forme d'hydroxyde de calcium à la graisse lubrifiante au savon complexe de calcium, entre particulièrement dans le cadre de la présente invention. - 35 Dans une forme préférée de réalisation de la graisse lubrifiante au savon complexe de calcium de la présente.invention, on effectue pendant la préparation.-!'ad dit ion de 0,1 à 4 5» en 3 72 16579 2137688 poids, par rapport au poids total des ingrédients de la graisse lubrifiante, d'un mélange de sels qui se compose de phosphates et de borates de métaux alcalins. L'addition du mélange mentionné de sels à la graisse lubrifiante au savon complexe de calcium, 5 notamment sous la forme des sels de sodium, améliore conformément à l'invention les propriétés particulières de cette graisse lubrifiante au savon complexe. On entend désigner par phosphate de sodium les sels de sodium de l'acide orthophosphorique (H^PO^) et des acides phosphoriques polymères obtenus à paz-tir de l'acide 10 orthophosphorique par traitement thermique, tous les atomes d'hydrogène acide étant remplacés par du sodium. On entend désigner par borate de sodium des sels de définition analogue à celle des phosphates de sodium. Les sels peuvent contenir de l'eau de cristallisation ou peuvent en être exempts. Dans le mélange de 15 sels, le rapport des phosphates aux borates de sodium peut varier entre 1:4 et 4:1. Cette graisse lubrifiante au savon complexe de calcium, ainsi perfectionnée, convient particulièrement pour la lubrification de roulements à haute températures» Par,exemple, il n'ap-20 paraît pas de fonctionnement à sec dans l'essai suivant la norme DIN 51806. De môme, en pratique, les graisses au savon complexe de calcium, conformes à l'invention se sont comportées de façon convaincante comme graisses pour roulements, jusqu'à des températures des roulements de 220°C. 25 L'invention est illustrée par l'exemple suivant : On charge 200 kg d'huile lubrifiante de viscosité appropriée dans un récipient équipé d'un agitateur mécanique, et on chauffe la charge à une température d'environ 50 à 60°C. On ajoute 63 kg d'un acide gras d'origine animale, d'indice 30 de neutralité égal à 202, et 88,5 kg d'une graisse neutre d'origine animale d'indice de viscosité à l'état fondu égal à 196. Après addition de trois à quatre litres d'eau, on ajoute à la charge 27,8 kg d'hydroxyde de calcium, en suspension dans 40 kg d'huile lubrifiante, et 59,3 kg d'acétate de calcium en 35 suspension dans 90 kg d'huile lubrifiante. On ajoute encore 5 kg d'orthophosphate de sodium et 5 kg de borax, en solution dans l'eau. On élève ensuite la température du contenu du récipient à environ 150-170°C, et on effectue alors l'addition 72 16579 * 2137688 d!un poids supplémentaire de 428,4 kg d'huile lubrifiante. On élève ensuite la température du mélange à 250°C, et le savon complexe se forme. Après refroidissement et homogénéisation, on obtient une graisse au savon complexe de calcium ayant une 5 gamme de pénétration de 265 à 295 et un point de goutte d'environ 300°C. La graisse au savon complexe de calcium que l'on obtient passe avec succès l'essai B à 130°C de la norme DIN 51806, sur la machine d'essai de graisse pour roulements SKF. Même après une durée de conservation d'un an, la graisse ne présente 10 pas de variation notable de ses caractéristiques, notamment la pénétration et le point de goutte. 72 16579 5 2137688 HEVEilDICATIOHS 1. Nouvelle graisse lubrifiante au savon complexe de calcium, constituée par une huile lubrifiante, des savons de calcium et, le cas échéant, des phosphates et des borates de 5 métaux alcalins, caractérisée par le fait qu'elle contient (1) sous la forme d'hydroxyde de calcium, une quantité de calcium dépassant de 10 à 60 f» en poids la quantité nécessaire pour saponifier les acides gras normaux ou les corps pouvant former un savon, ayant plus de trois atomes de carbone, et, le cas 10 échéant, (2) 0,1 à 4 i° en poids, par rapport aux ingrédients de la graisse lubrifiante totale, d'un mélange de sels consistant en phosphates et borates de métaux alcalins. 2. Graisse lubrifiante au savon complexe de calcium suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle 15 contient un supplément de 30 à 40 $ en poids d'hydroxyde de calcium. 3. Graisse lubrifiante au savon complexe de calcium suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait qu'elle contient un mélange de sels constitué par des 20 phosphates et des borates de sodium. 4. Graisse lubrifiante au savon complexe de calcium suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle contient un mélange de sels constitué par des phosphates et des borates de sodium dans le rapport en poids 25 de 1:4 à 4:1.