فرمولاسیون انواع گریس / گریس نسوز

ترکیب گریس روان کننده مقاوم در برابر آتش

خلاصه

ترکیبات گریس روان کننده مقاوم در برابر آتش مقاوم در برابر خود اشتعال و/یا قابلیت خود خاموش شدن در هنگام تماس با سطوحی که دمای آنها تا 9000 درجه سانتیگراد است، افشا شده است. این اختراع ترکیبات گریس شامل (1) روغن پایه (که می تواند معدنی، گیاهی، مصنوعی یا ترکیبی از آنها باشد)، (2) حداقل یک غلیظ کننده گریس (انتخاب شده از سولفونات های کلسیم یا صابون های مبتنی بر لیتیوم) و (3) ارائه می کند. آب به عنوان اجزای اصلی این اختراع همچنین روشی برای تهیه ترکیب گریس و روشی برای روانکاری بلبرینگ ها، چرخ دنده ها، سطوح و سایر اجزای روغن کاری شده ارائه می دهد که شامل استفاده از ترکیب گریس اختراع حاضر می شود. ترکیبات گریس این اختراع خواص مقاومت در برابر آتش عالی را نشان می‌دهد و هنوز هم ویژگی‌های فیزیکی و عملکردی برجسته‌ای برای کاربردهایی که دما و بار بالا هستند، بارگذاری ضربه‌ای قابل توجه و در حضور مقادیر قابل‌توجهی آب دارند.

•  [0001]

این درخواست مدعی مزایای درخواست ثبت اختراع موقت ایالات متحده به شماره 61/057981 ثبت شده در 2 ژوئن 2008 و درخواست ثبت اختراع اروپایی شماره 08252046.1، ارائه شده در 13 ژوئن 2008 است.

زمینه اختراع

• [0002]

این اختراع به طور کلی به ترکیبات گریس روان کننده مقاوم در برابر آتش، روش های تهیه ترکیبات گریس و استفاده از ترکیبات در یاتاقان ها، چرخ دنده ها، سطوح یا هر جزء روغن کاری شده دیگر مربوط می شود.

پیشینه اختراع

• [0003]

در کارخانه های فولادسازی، فولاد مذاب داغ در بخش ریخته گری دال فولادی داغ به دال تبدیل می شود. در کاستورهای دال پیوسته، فولاد مذاب وارد محفظه شکل گیری می شود. یک یا چند دال فولادی از محفظه شکل گیری با پوسته نازکی از فولاد جامد شده بیرون می آیند که آنها را در کنار هم نگه می دارد. این اسلب های فولادی تازه شکل گرفته به دور از محفظه شکل گیری بر روی وسایل جابجایی مواد مناسب منتقل می شوند. دمای این صفحات در این بخش از کارخانه فولاد معمولاً در محدوده 900 درجه سانتیگراد است. گریس غیرمقاوم در برابر آتش بر پایه نفت، نباتی یا روغن مصنوعی در صورت تماس با دال ها مشتعل می شود. بنابراین در کاربردهای کارخانه فولاد، به ویژه در بخش ریخته‌گری پیوسته، گریس‌های مقاوم در برابر آتش بر گریس‌های غیرمقاوم در آتش ترجیح داده می‌شوند.

• [0004]

همانطور که در بالا ذکر شد، یک مشکل مرتبط با گریس های کارخانه فولاد غیر مقاوم در برابر آتش، احتمال آتش سوزی گریس است. آتش سوزی گریس می تواند از فلز مذاب داغ، از مشعل های استیلن در طول تعمیر و نگهداری دوره ای و سایر منابع اشتعال رخ دهد. داشتن گریس های کارخانه فولاد با کارایی بالا بسیار مطلوب است که وقوع آتش سوزی گریس را نیز کاهش می دهد.

• [0005]

توانایی ترکیبات گریس برای مقاومت بیشتر در برابر آتش باید در ترکیب گریس بدون تخریب ویژگی های روانکاری لازم که ترکیب گریس برای آنها در نظر گرفته شده است، القا شود.

• [0006]

بر اساس فرهنگ لغت شیمیایی Hackh’s CHEMICAL, Fourth Edition, صفحه 307، گریس به روغنی گفته می شود که با صابون غلیظ شده باشد. برای اهداف این مشخصات، یک گریس معمولی گریسی است که لزوماً برای بهبود مقاومت در برابر آتش اصلاح نمی شود و به عنوان گریس تعریف می شود که شامل روغن پایه و حداقل یک غلیظ کننده گریس است. گریس معمولی همچنین ممکن است شامل اجزا و مواد افزودنی اضافی باشد. برای اهداف این مشخصات، یک ترکیب گریس که دارای مقاومت در برابر آتش یا مقاومت در برابر آتش بهبود یافته است، به عنوان ترکیب گریسی تعریف می شود که حداقل یکی از دو ویژگی زیر را داشته باشد: (1) ترکیب گریس خود به خود مشتعل نمی شود (سوختن با شعله های آتش). ) در دمای محیط مورد نظر، یعنی ترکیب گریس به عنوان مثال در تماس با سطوحی که دمای آنها تا 900 درجه سانتیگراد است، مشتعل نمی شود، (2) اگر ترکیب گریس مشتعل شود، شعله ها خود به خود خاموش می شوند. دوره زمانی از پیش تعیین شده مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد، دوره زمانی از پیش تعیین شده برای اهداف اینجا پنج دقیقه خواهد بود.

• [0007]

نیاز به بهبود ترکیبات گریس روان کننده مقاوم در برابر آتش، به ویژه آنهایی که در دماهای بالاتر از هنر قبلی مقاوم در برابر آتش هستند، موضوع تحقیقات و فعالیت های ثبت اختراع در طول سال ها بوده است و این فعالیت تا به امروز ادامه دارد. پت ایالات متحده شماره 4206061 دادسون و همکاران. و US Pat. شماره 5,128,067 Douglas G. Placek مربوط به گریس های مقاوم در برابر آتش بر پایه استر فسفات است. گریس ها، همانطور که در این اختراعات توضیح داده شده است، بر اساس سرعت و اندازه یاتاقان، دارای ویسکوزیته روغن پایه محدود هستند. همچنین، در شرایط کاربرد، استر فسفات ممکن است در حضور آب در معرض هیدرولیز قرار گیرد که منجر به تخریب زودرس گریس می‌شود و در نتیجه روان‌کاری ضعیفی انجام می‌شود که باعث کاهش طول عمر بلبرینگ می‌شود. یک ترکیب گریس از US Pat. شماره 4,206,061 از Dodson و همکاران هنگامی که روی یک صفحه داغ در دمای 650 درجه سانتیگراد قرار داده شد خود به خود مشتعل نشد (ستون 4 در خطوط 31-34).

• [0008]

درخواست‌های ثبت اختراع ژاپنی با شماره سند JP2004067843 و JP2006225597 مربوط به گریس‌های معمولی با نقطه اشتعال روغن پایه بالا 270 درجه سانتی‌گراد است. 40 درجه سانتیگراد). گریس های این درخواست های ثبت اختراع به عنوان گریس های خود خاموش شونده یا بازدارنده آتش توصیف می شوند. این کاربردها مربوط به ترکیبات چربی است که ممکن است شعله ور شود اما شعله را برای مدت بیش از پنج دقیقه حفظ نمی کند، طبق آزمایش مقاومت در برابر آتش شرح داده شده در این دو نشریه.

• [0009]

درخواست ثبت اختراع ژاپنی با شماره سند JP2002146376 مربوط به گریس های معمولی است که بیشتر شامل یک پلیمر جاذب آب و آب است. این نشریه همچنین گزارش می دهد که این اجزای اضافی خواص مقاومت در برابر آتش را برای گریس ها فراهم می کنند. این نشریه همچنین گزارش می دهد که گریس های این اختراع در دمای بالای 500-600 درجه سانتیگراد مشتعل نمی شوند (به چکیده زبان انگلیسی مراجعه کنید). با این حال، این برنامه باز نشان می دهد که روانکاری گریس ها به خطر می افتد زیرا آب از پلیمر جذب کننده در طول عمر معمولی گریس آزاد می شود.

• [0010]

درخواست ثبت اختراع ژاپنی با شماره سند JP2007277459 گریس های مبتنی بر استرهای فسفات، روغن های معدنی، پلی آلفائولفین ها (PAOs) یا ترکیبی از آنها و سیستم های ضخیم کننده مختلف از جمله سولفونات های کلسیم را نشان می دهد. این نرم افزار منتشر شده گزارش می دهد که گریس ها، بر اساس روش آزمایش مقاوم در برابر آتش اصلاح شده، در دمای تا 950 درجه سانتیگراد مشتعل نمی شوند، مشروط بر اینکه گریس ها حداقل 71 درصد وزنی استرهای فسفات داشته باشند (بندهای 0015 و 0040 ترجمه ماشینی).

• [0011]

به گفته US Pat. شماره 3,242,079 Richard L. Mc Millen مقدار قابل توجهی آب (یا مخلوط آب/الکل) در تهیه یک ترکیب گریس که شامل سولفونات کلسیم در میان سایر مواد مورد نیاز است استفاده می شود. با این حال، در مثال I در ستون 6، گریس گرم شده و خشک می شود و هیچ آبی در ترکیب نهایی گریس باقی نمی ماند.

• [0012]

اسناد ذکر شده در بالا در مورد ترکیبات گریس مقاوم در برابر آتش نشان می دهد که تحقیقات و فعالیت های ثبت اختراع در این زمینه از فناوری هنوز حوزه های فعال تحقیق هستند. ترکیبات گریس مقاوم در برابر آتش با کارایی بالاتر و/یا مقرون به صرفه تر مورد نیاز و تقاضا هستند. این اختراع نشان دهنده تلاش و پیشرفت بیشتر در توسعه ترکیبات گریس با کارایی بالا، ایمن، کم هزینه و مقاوم در برابر آتش است.

خلاصه اختراع

• [0013]

ترکیبات گریس روان کننده مقاوم در برابر آتش مقاوم در برابر خود اشتعال و/یا خود اشتعال و/یا قابلیت خودخاموش شدن در هنگام تماس با سطوحی که دمای آنها تا 900 درجه سانتیگراد است فاش شده است. این اختراع ترکیبات گریس شامل (1) روغن پایه (که می تواند معدنی، گیاهی، مصنوعی یا ترکیبی از آنها باشد)، (2) حداقل یک غلیظ کننده گریس (انتخاب شده از گروه متشکل از سولفونات های کلسیم و صابون های مبتنی بر لیتیوم) را ارائه می دهد. و (3) آب به عنوان اجزای اصلی. این اختراع همچنین روشی را برای تهیه ترکیب گریس ارائه می دهد که شامل (الف) تهیه روغن پایه و حداقل یک غلیظ کننده گریس و قرار دادن این اجزا در یک فرآیند مخلوط کردن شامل مخلوط کردن و آسیاب، (ب) افزودن آب به تدریج و مخلوط کردن، و به صورت اختیاری آسیاب، آبی با اجزای موجود، (ج) به صورت اختیاری، اضافه کردن آب اضافی به صورت تدریجی و مخلوط کردن، و به صورت اختیاری آسیاب، آبی با اجزای موجود، (د) به صورت اختیاری افزودن حداقل یک جزء اضافی انتخاب شده از گروهی متشکل از روان کننده های جامد، عوامل اتصال دهنده آب، افزودنی های چربی اضافی و ترکیب آنها و مخلوط کردن، و در صورت تمایل آسیاب کردن، این اجزای اضافی با اجزای موجود، و (ه) همگن کردن تمام اجزای ترکیب محصول از مراحل قبل. این اختراع همچنین روشی را برای روانکاری یاتاقان ها، چرخ دنده ها، سطوح و سایر اجزای روغن کاری شده ارائه می دهد که شامل استفاده از ترکیب گریس اختراع حاضر است. ترکیبات گریس این اختراع خواص مقاومت در برابر آتش عالی را نشان می‌دهد و هنوز هم ویژگی‌های فیزیکی و عملکردی برجسته‌ای برای کاربردهایی که دما و بار بالا هستند، بارگذاری ضربه‌ای قابل توجه و در حضور مقادیر قابل‌توجهی آب دارند. گریس های روان کننده مقاوم در برابر آتش این اختراع بی خطر هستند و سمی تر از گریس های غیر مقاوم در برابر آتش نیستند.

شرح مفصل اختراع

• [0014]

لازم به ذکر است که عبارت “شامل” به طور مکرر در توضیحات این اختراع و همچنین در ادعاهای ضمیمه استفاده می شود. «شامل»، همانطور که در این برنامه استفاده می‌شود و ادعاهای الحاقی به‌عنوان «مشخص کردن وجود ویژگی‌ها، اعداد صحیح، مراحل یا مؤلفه‌های بیان‌شده به عنوان خوانده شده، اما عدم جلوگیری از حضور یا اضافه شدن یک یا چند مرحله، مؤلفه، یا دیگر، تعریف می‌شود. گروه های آن». شامل کردن با «تشکیل از» متفاوت است که از حضور یا افزودن یک یا چند مرحله دیگر، جزء یا گروه‌های آن جلوگیری می‌کند.

• [0015]

ترکیبات گریس روان کننده مقاوم در برابر آتش که قادر به خاموش شدن خود و/یا مقاوم در برابر اشتعال هستند، در صورت تماس با سطوحی که دمای آنها تا 900 درجه سانتیگراد است، افشا شده است. این اختراع ترکیبات گریس شامل (1) روغن پایه (که می تواند معدنی، گیاهی، مصنوعی یا ترکیبی باشد)، (2) حداقل یک غلیظ کننده گریس انتخاب شده از سولفونات های کلسیم و صابون های مبتنی بر لیتیوم، و (3) آب به عنوان اصلی ارائه می کند. و اجزای لازم ترکیبات گریس این اختراع خواص مقاومت در برابر آتش عالی را نشان می‌دهد و هنوز هم ویژگی‌های فیزیکی و عملکردی برجسته‌ای برای کاربردهایی که دما و بار بالا هستند، بارگذاری ضربه‌ای قابل توجه و در حضور مقادیر قابل‌توجهی آب دارند. گریس های روان کننده مقاوم در برابر آتش این اختراع بی خطر هستند و سمی تر از گریس های غیر مقاوم در برابر آتش نیستند.

• [0016]

ترکیب گریس شامل غلیظ کننده سولفونات کلسیم تجسمی از این اختراع است. گریس های سولفونات کلسیم به دلیل مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون حرارتی، ظرفیت تحمل بار، پایداری برشی، مقاومت در برابر آب و خواص بازدارندگی در برابر خوردگی شناخته شده اند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که این نوع گریس برای کارخانه‌های فولاد و کاغذ، کارخانه‌های شیشه و سرامیک، و کاربردهای صنایع غذایی که شرایط محیطی چالش برانگیز است و شامل وجود تجهیزات دمای بالا در محیط منطقه کار سیستم روان‌کاری است، مناسب باشد.

• [0017]

در یک تجسم، این اختراع ترکیب گریس روان کننده مقاوم در برابر آتش را نشان می دهد که شامل:

• • • (1) روغن پایه در محدوده 20 تا 80 درصد وزنی،
    • (2) حداقل یک غلیظ کننده گریس، انتخاب شده از گروه متشکل از سولفونات های کلسیم و صابون های مبتنی بر لیتیوم، به مقدار کل در محدوده 20 تا 80 درصد وزنی، و
    • (3) آب با غلظتی در محدوده 5 تا 75 درصد وزنی برای ترکیبات حاوی غلیظ کننده های گریس انتخاب شده از سولفونات های کلسیم و در محدوده 5 تا 50 درصد وزنی برای ترکیبات حاوی غلیظ کننده های چربی انتخاب شده از صابون های مبتنی بر لیتیوم.
• [0021]

ترکیب گریس ممکن است شامل حداقل یک روان کننده جامد در مجموع در محدوده بیش از 0 تا 30 درصد وزنی باشد، برای مثال از 0.2 تا 30 درصد وزنی.

• [0022]

ترکیب گریس ممکن است شامل حداقل یک عامل اتصال دهنده آب به مقدار کل بیشتر از 0 تا 15 درصد وزنی باشد، برای مثال از 0.2 تا 15 درصد وزنی.

• [0023]

ترکیب گریس ممکن است شامل حداقل یک افزودنی گریس اضافی در مجموع بیش از 0 تا 15 درصد وزنی باشد، برای مثال از 0.2 تا 15 درصد وزنی.

• [0024]

روغن پایه ممکن است هر روغن مناسبی باشد که از روغن معدنی، روغن گیاهی، روغن مصنوعی و ترکیبات قبلی انتخاب شده باشد. روغن معدنی مورد استفاده در تهیه گریس ها می تواند هر نوع پایه تصفیه شده ای باشد که از روغن های خام پارافینیک، نفتنیک و مخلوط حاصل می شود. روغن های مصنوعی قابل استفاده شامل هیدروکربن های مصنوعی مانند پلی آلفائولفین ها، استرها، استرهای پلیول، پلی گلیکول ها، آلکیل آروماتیک ها و پلیمرهای مبتنی بر هیدروکربن مانند پلی بوتن ها، پلی ایزوبوتن ها، پلی استایرن ها، الفین های الیگومر، پلی متاکریلات ها، پلی آکریلات می باشند. روغن پایه باید ویسکوزیته و سایر الزامات لازم برای سرویس در محیط بالقوه خصمانه ای که در کارخانه های فولاد، کارخانه های کاغذ و موارد مشابه با آن مواجه می شود را برآورده کند. روغنهای پایه مناسب شامل آنهایی است که ویسکوزیته آنها در محدوده 20 cSt در دمای 40 درجه سانتیگراد تا 20000 cSt در دمای 40 درجه سانتیگراد است. روغنهای پایه مناسب به صورت تجاری در دسترس هستند و شامل 570 و 600 خنثی، 150 برایت استوک، روغن سیلندر، روغن 750 نفتیک هستند. سهام روشن نفتنیک و مانند آن.

• [0025]

گریس های ضخیم شده سولفونات کلسیم در این هنر به دلیل مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون حرارتی، ظرفیت تحمل بار، پایداری برشی، مقاومت در برابر آب و خواص بازدارندگی در برابر خوردگی شناخته شده اند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود این نوع غلیظ‌کننده گریس و گریس برای کارخانه‌های فولاد و کاغذ، کارخانه‌های شیشه و سرامیک، و کاربردهای صنایع غذایی که شرایط محیطی چالش برانگیز است، مناسب باشد. ضخیم کننده سولفونات کلسیم که بسیار قطبی است، تمایل زیادی به آب موجود در گریس نشان می دهد.

• [0026]

ضخیم کننده های سولفونات کلسیم ممکن است با خنثی سازی اسیدهای آلکیل آریل سولفونیک یا آلکنیل آریل سولفونیک اسیدها ساخته شوند. گروه های آلکیل و آلکنیل ممکن است خطی یا منشعب باشند. گروه های آلکیل و آلکنیل ممکن است 12 تا 24 اتم کربن داشته باشند. گروه های آریل ممکن است بنزیل یا نفتیل باشند. گروه های نفتیل معمولاً دارای دو حلقه هستند. رایج ترین سولفونات های کلسیم بر پایه آلکیل بنزیل سولفونات های خطی هستند.

• [0027]

غلیظ کننده سولفونات کلسیم ممکن است در ترکیب با حداقل یک ضخیم کننده اضافی انتخاب شده از گروه غلیظ کننده صابون لیتیوم، غلیظ کننده صابون لیتیوم کمپلکس، غلیظ کننده صابون کلسیم، غلیظ کننده صابون کمپلکس کلسیم، غلیظ کننده صابون کمپلکس آلومینیوم، غلیظ کننده صابون سدیم، صابون ترفتالامات سدیم وجود داشته باشد. قوام دهنده ها، غلیظ کننده های صابون باریم، غلیظ کننده های کمپلکس باریم، قوام دهنده های آلی، غلیظ کننده های معدنی و ترکیبی از آنها.

• [0028]

غلیظ کننده صابون مبتنی بر لیتیوم ممکن است در ترکیب با حداقل یک ضخیم کننده اضافی انتخاب شده از گروه متشکل از غلیظ کننده های سولفونات کلسیم، غلیظ کننده های صابون کلسیم، غلیظ کننده های صابون کمپلکس کلسیم، غلیظ کننده های صابون کمپلکس آلومینیوم، غلیظ کننده های صابون سدیم، غلیظ کننده های صابون ترفتالامات سدیم، وجود داشته باشد. غلیظ کننده های صابون باریم، غلیظ کننده های صابون کمپلکس باریم، غلیظ کننده های آلی، غلیظ کننده های معدنی و ترکیبی از آنها.

• [0029]

ضخیم کننده های آلی مناسب را می توان از گروهی شامل پلی اوره ها، پلی تترافلوراتیلن ها و ترکیبی از آنها انتخاب کرد.

• [0030]

ضخیم کننده های معدنی مناسب را می توان از گروهی شامل بنتونیت ها و سیلیس ها و ترکیبی از آنها انتخاب کرد.

• [0031]

غلیظ کننده های صابون مبتنی بر لیتیوم ممکن است از یک اسید چرب، معمولاً 12-هیدروکسی استئاریک اسید یا اسید استئاریک، و یک پایه لیتیوم برای تولید یک صابون ساده که به عنوان غلیظ کننده گریس عمل می کند، ساخته شوند. ضخیم کننده های پیچیده مبتنی بر لیتیوم ممکن است به روشی مشابه با جایگزینی بخشی از اسید چرب با اسید دیگری (معمولاً یک دی اسید) ساخته شوند.

• [0032]

به عنوان جایگزینی برای تولید ترکیبات گریس به طور جداگانه که با روغن پایه و غلیظ کننده شروع می شود، مشخص شده است که گریس معمولی شامل روغن پایه و حداقل یک غلیظ کننده گریس ممکن است به عنوان یک جزء شروع استفاده شود. استفاده از چنین گریس های معمولی مراحل اندازه گیری جداگانه و تهیه روغن پایه و غلیظ کننده گریس را حذف می کند. چنین گریس های معمولی ممکن است به صورت تجاری در دسترس باشند. نمونه‌هایی از این گریس‌های معمولی که به صورت تجاری در دسترس هستند و قبلاً حاوی روغن پایه و غلیظ‌کننده گریس مناسب در نسبت وزنی رضایت‌بخش هستند، شامل موارد موجود در Chemtura، Chemtool، ExxonMobil و Atofina می‌شود.

• [0033]

یک نیاز مهم برای آب مورد استفاده در ترکیبات گریس این است که باید از کیفیت کافی برخوردار باشد به طوری که ناخالصی های ناخواسته در آب با کیفیت روان کنندگی گریس تداخل نداشته باشد و توانایی آب موجود در گریس را کاهش ندهد. بازدارنده آتش. مشخص شده است که استفاده از آب لوله کشی شهری ارزان قیمت و در دسترس در ترکیبات گریس کاملاً رضایت بخش است. همچنین مشخص شد که استفاده از آب گران‌تر مانند آب یونیزه، آب غیر معدنی، آب مقطر یا آبی که تحت تصفیه میدان الکتریکی یا مغناطیسی قرار گرفته باشد، هیچ مزیتی ندارد. محدودیت محدوده پایین‌تری برای محتوای آب در ترکیبات گریس ایجاد شده است، زیرا گریس‌ها بیشتر ویژگی‌های مقاوم در برابر آتش خود را زمانی که محتوای آب گریس کمتر از 5 درصد وزنی باشد از دست می‌دهند. محدودیت محدوده بالایی برای محتوای آب ایجاد شده است زیرا افزایش محتوای آب گریس منجر به بدتر شدن ظرفیت حمل بار می شود که با آزمایش چهار توپ (ASTM D2596) اندازه گیری می شود.

• [0034]

غلظت آب در محدوده 5 تا 75 درصد وزنی برای ترکیبات حاوی غلیظ کننده های گریس انتخاب شده از سولفونات های کلسیم و در محدوده 5 تا 50 درصد وزنی برای ترکیبات حاوی غلیظ کننده های گریس انتخاب شده از صابون های مبتنی بر لیتیوم است. با این حال، در عمل معمولی، محدودیت عملیاتی برای محتوای آب ترکیب گریس در محدوده 5 تا 50 درصد وزنی است. محدوده ترجیحی برای محتوای آب گریس مقاوم در برابر آتش در محدوده 5 تا 20 درصد وزنی است. محدوده ارجح تر برای محتوای آب 5 تا 10 درصد وزنی و محدوده ترجیحی ویژه برای محتوای آب 6 تا 9 درصد وزنی است.

• [0035]

ادغام روان کننده های جامد در ترکیبات گریس برای کاهش زوال ظرفیت تحمل بار عمل می کند، اما به طور کلی به ترکیبات گریس محدود می شود که در آنها محتوای آب گریس از 50 درصد وزنی ترکیب گریس تجاوز نمی کند. با این حال، ترکیبات گریس شامل غلیظ کننده های انتخاب شده از سولفونات کلسیم ممکن است محتوای آب بیش از 50 درصد وزنی و تا 75 درصد وزنی را تحمل کند.

• [0036]

ترکیبات گریس شامل غلیظ‌کننده‌های سولفونات کلسیم ممکن است دارای نقطه ریزش حداقل 260 درجه سانتی‌گراد باشند. ترکیب‌های گریس شامل غلیظ‌کننده‌های صابون مبتنی بر لیتیوم ممکن است دارای نقطه ریزش حداقل 149 درجه سانتی‌گراد باشند. با این حال، ویسکوزیته روغن پایه، NLGI (National Lubricating) موسسه گریس) درجه و مقدار مواد افزودنی ممکن است بر نقطه ریزش تأثیر بگذارد.

• [0037]

حداقل دو روش کلی برای تهیه ترکیبات گریس مقاوم در برابر آتش و آب حاوی این اختراع وجود دارد.

• [0038]

در یک تجسم، ترکیب گریس این اختراع ممکن است با تهیه جداگانه روغن پایه، غلیظ کننده و آب تهیه شود. در یک آماده سازی معمولی روغن پایه و غلیظ کننده در معرض مخلوط کردن و آسیاب قرار می گیرند. روان کننده های جامد اختیاری، عوامل اتصال دهنده آب، و افزودنی های گریس اضافی ممکن است در این مرحله یا در مرحله بعد به مخلوط روغن پایه و غلیظ کننده اضافه شوند. آب به تدریج به شرح زیر اضافه می شود. با این حال، ترتیب فرآیند حیاتی نیست و زمانی که آب قبل از مخلوط کردن و آسیاب اختیاری اضافه شود، نتایج رضایت‌بخشی به دست می‌آید. آب باید به مخلوط روغن پایه و غلیظ کننده در دمای کمتر از 90 درجه سانتیگراد اضافه شود، برای مثال در دمای 20 درجه سانتیگراد تا کمتر از 90 درجه سانتیگراد. افزایش آب ممکن است تا 5 باشد. درصد وزنی ترکیب گریس. در صورتی که میزان آب در نظر گرفته شده برای ترکیب نهایی گریس از 5 درصد وزنی بیشتر شود، باید به تدریج آب اضافه شود، مثلاً تا 5 درصد وزنی، تا زمانی که مقدار آب مورد نظر در ترکیب به دست آید. افزایش اولیه آب مخلوط می شود و به صورت اختیاری آسیاب می شود، با اجزای (روغن پایه و غلیظ کننده) در حال حاضر با سرعت آهسته تا زمانی که جذب کامل آب حاصل شود. سپس، در صورت لزوم، افزایش یا افزایش بیشتر آب اضافه می شود، به عنوان مثال تا 5.0 درصد وزنی وزن ترکیب گریس. مجدداً، آب مخلوط شده و به صورت اختیاری آسیاب می شود، با اجزای موجود (روغن پایه، غلیظ کننده و افزایش اولیه آب) با سرعت آهسته تا جذب کامل تمام آب. افزودن تدریجی آب و اختلاط و آسیاب اختیاری آنقدر تکرار می شود تا مقدار مورد نظر آب به سایر اجزاء اضافه شود. هنگامی که آسیاب پس از افزودن آب انجام می شود، باید مراقبت های ویژه ای برای جلوگیری از افزایش دمای بیش از حد در طول عملیات آسیاب انجام شود. دمای ترکیب گریس مقاوم در برابر آتش باید در طول فرآیند آماده سازی زیر 90 درجه سانتیگراد حفظ شود. به عنوان یک مرحله اختیاری، در صورت تمایل و اگر قبلاً اضافه نشده‌اند، ممکن است سایر افزودنی‌های اضافی گریس اختیاری به مخلوط اضافه شوند و سپس آب حاوی گریس باید همگن شود. دمای اجزاء در هنگام اختلاط، افزودن آب، مخلوط کردن، آسیاب کردن و همگن شدن باید در دمای کمتر از 90 درجه سانتیگراد حفظ شود، به عنوان مثال در دمای 20 درجه سانتیگراد تا کمتر از 90 درجه سانتیگراد.

• [0039]

متناوبا، ترکیب گریس اختراع حاضر ممکن است با تهیه یک گریس معمولی که قبلاً شامل روغن پایه و حداقل یک غلیظ کننده گریس در نسبت های مناسب است، تهیه شود. در چنین شرایطی، تهیه آب حاوی گریس اختراع حاضر مشابه روشی است که در بالا گفته شد، با این تفاوت که می توان مستقیماً به مرحله یا مراحل اضافه کردن آب رفت. روان کننده های جامد اختیاری، عوامل اتصال دهنده آب، افزودنی های گریس اضافی و ترکیبی از آنها ممکن است قبل از افزودن آب یا در مرحله بعد به گریس معمولی اضافه شوند. همانطور که در فرآیند فوق، آب باید به گریس معمولی شامل روغن پایه و حداقل یک غلیظ کننده گریس در دمای کمتر از 90 درجه سانتیگراد، برای مثال در دمای 20 درجه سانتیگراد تا کمتر از 90 اضافه شود. در صورتی که میزان آب مورد نظر برای ترکیب نهایی گریس از 5 درصد وزنی بیشتر شود، باید آب را به تدریج اضافه کرد، به عنوان مثال تا 5.0 درصد وزنی ترکیب گریس. گریس و آب معمولی با سرعت آهسته تا جذب کامل تمام آب مخلوط و به صورت اختیاری آسیاب می شوند. سپس، در صورت لزوم، مقدار بیشتری آب اضافه می شود، به عنوان مثال تا 5.0 درصد وزنی وزن ترکیب گریس. مجدداً، آب مخلوط شده و به صورت اختیاری آسیاب می شود، با اجزای موجود (گریس و آب معمولی) با سرعت آهسته تا جذب کامل تمام آب. افزودن تدریجی آب، اختلاط و آسیاب اختیاری تکرار می شود تا مقدار آب مورد نظر به سایر اجزاء اضافه شود. اگر آسیاب پس از افزودن آب انجام شود، باید مراقبت های ویژه ای برای جلوگیری از افزایش دمای بیش از حد در طول عملیات آسیاب انجام شود. دمای گریس مقاوم در برابر آتش باید در طول فرآیند آماده سازی زیر 90 درجه سانتیگراد حفظ شود. به عنوان یک مرحله اختیاری، در صورت تمایل و اگر قبلاً اضافه نشده‌اند، ممکن است سایر افزودنی‌های اضافی گریس اختیاری به مخلوط اضافه شوند و سپس آب حاوی گریس باید همگن شود. دمای اجزاء در هنگام اختلاط، افزودن آب، اختلاط، آسیاب کردن و همگن شدن باید در دمای کمتر از 90 درجه سانتیگراد، به عنوان مثال از 20 درجه سانتیگراد تا کمتر از 90 درجه سانتیگراد حفظ شود.

• [0040]

همانطور که در بالا ذکر شد، ترکیبات چربی با محتوای آب بالا مستعد کاهش ظرفیت حمل بار هستند. افزودن اختیاری روان کننده های جامد به ترکیبات گریس، در صورت لزوم، برای کاهش از دست دادن ظرفیت حمل بار برای ترکیبات گریس با محتوای آب بالا عمل می کند. فهرست غیر جامعی از روان کننده های جامد مناسب برای این منظور شامل دی سولفید مولیبدن، دی سولفید تنگستن، سولفید بیسموت، سولفید قلع، سولفید روی، پیروفسفات روی، اکسید روی، اکسیدهای تیتانیوم، نیتریت های بور، کربنات های کلسیم، ترکیبات طبیعی یا سنتز از آن روان کننده های جامد معمولاً در تهیه ترکیب گریس مقاوم در برابر آتش قبل از افزودن آب اضافه می شوند، اما ترتیب افزودن اجزاء عامل مهمی در تهیه آب حاوی ترکیب گریس نیست.

• [0041]

گریس های ضخیم شده با سولفونات کلسیم بسیار قطبی هستند و میل ترکیبی قوی برای پذیرش آب در ترکیبات گریس نشان می دهند. در صورت لزوم، تقویت این قطبیت سولفونات های کلسیم یا افزودن میل ترکیبی به آب هنگام استفاده از غلیظ کننده های مبتنی بر لیتیوم با افزودن حداقل یک عامل اتصال دهنده به آب، به ویژه در ترکیبات گریس با محتوای آب بالا مفید است. از جمله عوامل اتصال دهنده آب می توان به سورفکتانت ها اشاره کرد. یک لیست غیر محدود از عوامل اتصال دهنده آب مناسب شامل پلی گلیکول ها، پلی گلیکول اترها، استرها، استرهای پلیول و سولفونات های نفتی یا مصنوعی است. این عوامل اتصال دهنده آب ممکن است به صورت جداگانه یا ترکیبی در ترکیب گریس مقاوم در برابر آتش گنجانده شوند. عوامل اتصال دهنده آب معمولاً در تهیه ترکیب گریس مقاوم در برابر آتش قبل از افزودن آب اضافه می شوند، اما ترتیب افزودن اجزا عامل مهمی در تهیه ترکیب گریس حاوی آب اختراع حاضر نیست.

• [0042]

یک یا چند افزودنی گریس اضافی ممکن است به صورت اختیاری در ترکیبات گریس این اختراع گنجانده شود. افزودنی های گریس متعددی در این هنر شناخته شده است و در ترکیبات گریس گنجانده می شود تا خواص مورد نظر را به ترکیبات نهایی گریس بدهد. از جمله، این افزودنی‌های چربی اضافی شامل افزودنی‌های فشار شدید، افزودنی‌های ضد سایش، اصلاح‌کننده‌های ساختار، پراکنده‌کننده‌ها، افزودنی‌های آنتی‌اکسیدانی، بازدارنده‌های زنگ زدگی، چسب‌کننده‌ها، کاهش‌دهنده‌های نقطه ریزش و بهبود دهنده‌های شاخص ویسکوزیته علاوه بر افزودنی‌های روان‌کننده جامد همانطور که در بالا ذکر شد، می‌شوند. این افزودنی‌های گریس دیگر معمولاً در تهیه ترکیب گریس مقاوم در برابر آتش قبل از افزودن آب اضافه می‌شوند، اما ترتیب افزودن اجزا عامل مهمی در تهیه ترکیب گریس حاوی آب نیست.

• [0043]

اجزای اضافی اختیاری انتخاب شده از گروه متشکل از روان کننده های جامد، عوامل اتصال دهنده آب، افزودنی های گریس اضافی و ترکیبی از آنها را می توان در مرحله انتخاب شده از قبل از افزودن آب، همراه با افزودن آب، پس از افزودن آب، و ترکیبی از آنها مخلوط کرد. .

• [0044]

یک یا چند افزودنی گریس اضافی ممکن است در گریس معمولی شامل روغن پایه و حداقل یک غلیظ کننده گریس وجود داشته باشد که ممکن است به عنوان یک جزء شروع در فرآیند آماده سازی اختراع حاضر استفاده شود.

• [0045]

ترکیب گریس اختراع حاضر یا ساخته شده توسط فرآیند اختراع حاضر ممکن است در روشی برای روانکاری بلبرینگ ها، چرخ دنده ها، سطوح و سایر اجزای روغن کاری شده استفاده شود. درخواست ثبت اختراع موقت ایالات متحده به شماره 61/057981، ثبت شده در 2 ژوئن 2008، و درخواست ثبت اختراع اروپایی شماره 08252046.1، ثبت شده در 13 ژوئن 2008، در اینجا با مرجع به طور کامل گنجانده شده است.

• [0046]

این اختراع اکنون تنها به عنوان مثال و با اشاره به نمونه های زیر نشان داده خواهد شد.

مثال I

• [0047]

یک ترکیب گریس مقاوم در برابر آتش (1600 گرم) به شرح زیر تهیه شد. یک گریس سولفونات کلسیم معمولی موجود در بازار (1416 گرم) قبل از اینکه میکسر با سرعت کم روشن شود به یک میکسر گریس در دمای محیط شارژ شد. مقدار 40.0 گرم دی سولفید مولیبدن فوق ریز به گریس اضافه شد و با سرعت بالا به مدت 30 دقیقه مخلوط شد. مقدار 24.0 گرم گرافیت طبیعی اضافه شد و به مدت 30 دقیقه دیگر با سرعت بالا مخلوط شد. افزایش 80.0 گرمی (5 درصد وزنی وزن ترکیب نهایی گریس مقاوم در برابر آتش) به آب لوله کشی اضافه شد در حالی که سرعت اختلاط کاهش یافت تا امکان جذب آب فراهم شود، پس از آن افزایش دوم 40.0 گرم (2.5 درصد وزنی است). از وزن ترکیب نهایی گریس مقاوم در برابر آتش) آب لوله کشی به مخلوط کن اضافه شد. ترکیب نهایی گریس کاملا فرموله شده، که از این پس به عنوان AB08-112 نامگذاری می شود، به شرح زیر بود:

• نمونه ترکیب گریس AB08-112 تحت یک سری آزمایش‌ها قرار گرفت تا مشخص شود که چقدر الزامات مشخصات از پیش تعریف‌شده برای گریس‌های مقاوم در برابر آتش را برآورده می‌کند. نتایج این آزمایشات در جدول 1 نشان داده شده است. آزمایشی برای اندازه گیری قابل اعتماد مقاومت در برابر آتش گریس در اسناد ثبت اختراع ژاپنی JP2004067843 و JP2006225597 گزارش شده است. یک نسخه اصلاح شده از این آزمایش گزارش شده برای اندازه گیری مقاومت در برابر آتش گریس ترکیب AB08-112 استفاده شد. شرح کامل روش تست در زیر ذکر شده است.