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SULFONATE DE CALCIUM

Les épaississants au sulfonate de calcium ne sont pas nouveaux sur la scène des graisses. Ils existent depuis près de 50 ans.
Ce type particulier de graisse possède des propriétés intrinsèques extrême pression (EP) qui se distinguent des autres.
Ces propriétés, combinées au fait qu'elle peut être formulée pour une utilisation dans des applications H-1 (qualité alimentaire), en font une alternative intéressante aux autres graisses.

Il existe un certain nombre d’épaississants pour graisse, chacun ayant ses propres forces et faiblesses.
En bref, les graisses typiques à base de lithium (les plus courantes) sont fabriquées à partir d'un acide gras, généralement de l'acide 12-hydroxystéarique, et d'une base de lithium pour produire un simple savon qui agit comme épaississant de graisse.
Des composants sont ensuite ajoutés pour lui conférer un EP et d'autres propriétés souhaitables qui permettent à l'équipement de fonctionner à des performances optimales.

Pour fabriquer une graisse complexe à base de lithium, une partie de l’acide gras est remplacée par un autre acide (généralement un diacide), ce qui donne le savon complexe.
Ce type de structure de savon mixte possède des propriétés particulières qui permettent à la graisse d'être chauffée à une température plus élevée sans perdre sa structure ni séparer l'huile de l'épaississant.

Cette température maximale est appelée point de goutte.
Le point de goutte est critique car c'est le point auquel la graisse redevient liquide (l'huile se sépare de l'épaississant).
Les graisses à base de sulfonate de calcium ont un point de goutte plus élevé, ce qui les rend intéressantes pour certaines applications à haute température.

Les graisses au sulfonate de calcium sont fabriquées en convertissant un détergent fluide contenant du carbonate de calcium amorphe en une graisse contenant des particules de calcite.
En raison des propriétés lubrifiantes des particules de calcite, des additifs de performance contenant du soufre, du phosphore ou du zinc peuvent ne pas être nécessaires.
C’est pourquoi certaines graisses à base de sulfonate de calcium séduisent l’industrie agroalimentaire.

Les graisses complexes au sulfonate de calcium offrent des performances améliorées pour les applications exigeantes.
Cette structure épaississante s’avère bénéfique pour répondre aux exigences de charges, températures et forces de cisaillement élevées dans des environnements humides et sales.

Les graisses au complexe de sulfonate de calcium (CaS) ne fonctionnent pas comme les autres graisses.
Dans la plupart des graisses, l'épaississant libère l'huile de base pour fournir une lubrification élastohydrodynamique dans une zone de charge de roulement.
Un épaississant au sulfonate de calcium (CaS) ressemble plus à un gel.
L'huile de base et l'épaississant CaS gélifié forment une émulsion permanente.

Une graisse CaS bien formulée maintient l'état émulsionné et la combinaison entière d'épaississant et d'huile de base passe à travers la zone de charge du roulement.
Si l'émulsion devait se briser et que l'huile de base s'écoulait de l'épaississant, l'épaississant CaS laissé derrière serait toujours lubrifiant.

L'utilisation de viscosités d'huile de base plus élevées pour améliorer la protection contre l'usure est applicable à d'autres épaississants, pas au CaS.
L'augmentation de la viscosité de l'huile de base peut en fait réduire la protection naturelle contre l'usure d'un épaississant CaS et peut nécessiter l'ajout d'additifs de bisulfure de molybdène (Moly) pour compenser la réduction de la protection contre l'usure.
La viscosité de l'huile de base a un impact sur la qualité de graisse NLGI et affectera la plage de température.

Les épaississants au sulfonate de calcium sont tensioactifs (ont une polarité) et offrent une protection primaire contre la corrosion, une résistance au lavage à l'eau et une stabilité à l'oxydation.
La résistance au délavage à l'eau est obtenue grâce à la capacité de l'épaississant CaS à retenir l'eau dans une émulsion étanche et ainsi à éloigner l'eau des composants métalliques.
En retour, cela contribuera à prévenir la corrosion due à la présence d’eau dans la graisse.
Les graisses au sulfonate de calcium sont souvent utilisées à long terme ou pour des applications à vie en raison de leur stabilité inhérente à l'oxydation.

Là où les huiles de base d’autres épaississants de graisse font le travail, dans un sulfonate de calcium (CaS), c’est l’épaississant qui fait le travail.

Les graisses au sulfonate de calcium constituent une excellente alternative au complexe de lithium traditionnel pour des performances constantes dans des conditions extrêmes telles que les aciéries.
L'amélioration de la résistance aux pressions extrêmes et à l'eau sont également des caractéristiques fortes, ce qui fait de ces graisses d'excellents choix pour les applications automobiles et robotiques.
De plus, ces graisses offrent des propriétés antirouille inhérentes permettant à l’équipement de fonctionner plus longtemps.

Les graisses restent le lubrifiant ultime pour de nombreuses industries et équipements lourds ; Le marché des graisses est dominé depuis des années par les graisses à base de lithium, mais en raison d'un épuisement constant du lithium sur le marché, le coût des graisses à base de lithium augmente en raison de la pénurie de ce matériau vital.

Les scientifiques ont travaillé pour trouver des alternatives à ce défi, et l’option viable qui semble éventuellement remplacer les graisses à base de lithium est la graisse au sulfonate de calcium.

La sélection de la meilleure graisse pour une tâche importante nécessite de restreindre les choix en fonction de ce qui fonctionnera le mieux dans votre application spécifique.
Le calcium, le lithium, l'aluminium, le baryum, la polyurie et même l'argile sont certains types d'épaississants ; certains d’entre eux sont nettement supérieurs à d’autres lorsqu’il s’agit de résister à des températures plus élevées.

Il s'agit d'une graisse à base de savon à base de calcium ; il a été amélioré avec du TBN qui contient du soufre comme composant principal formant la graisse au sulfonate de calcium.
La graisse peut également être complexée avec de l'acide acétique pour en faire un complexe de graisse au calcium doté de propriétés de point de goutte supérieures, tout comme les graisses complexes au lithium.

Les graisses à base de calcium sont connues pour leur haute résistance au lessivage par l'eau ; contrairement aux produits à base de lithium, leur seul défi est qu'ils ont un point de chute plus bas qui peut échouer dans des situations exigeantes.
Une graisse simple à base de calcium a un point de goutte d'environ 120 °C, tandis qu'une graisse au sulfonate de calcium a un point de goutte d'environ 190 °C similaire à celui du lithium.
Leurs points de chute élevés leur permettent d'assurer une lubrification même à des températures élevées entre les surfaces.

Avantages des graisses au sulfonate de calcium

La graisse fait preuve d'une polyvalence exceptionnelle dans diverses industries, notamment :

- Hautes performances anti-usure et antirouille
- Propriétés anticorrosion
- Plus grande stabilité au cisaillement
- Plus grande stabilité à l'oxydation
- Plus grande stabilité au cisaillement et mécanique
- Stabilité oxydative plus élevée
- Points de chute élevés
- Résistance à l'eau intrinsèquement excellente
- Capacité de charge extrêmement élevée

Application préférée

Leur gamme variée d’avantages et de propriétés en font un excellent choix dans de nombreux secteurs.

Ils sont idéaux pour les conditions exigeantes qui nécessitent une capacité de charge extrême, une excellente résistance à l'eau et des applications à haute température telles que : aciéries, usines de papier, applications minières, hors route et de nombreuses autres machines industrielles lourdes.

Calcium à usage intensif hors route
Graisses sulfonées
L’une des utilisations les plus largement reconnues de la technologie du sulfonate de calcium aujourd’hui concerne les équipements hors route.
Les machines industrielles lourdes hors route souffrent des conditions de lubrification les plus exigeantes.
Les fabricants d’équipements lourds spécifient généralement des graisses ayant une capacité de charge très élevée et une excellente résistance à l’eau.
La viscosité de l'huile de base de ce type de graisse est inférieure à celle de la graisse d'aciérie, à 320 mm2/s pour une utilisation estivale ou toutes saisons et 220 mm2/s pour une utilisation à froid ou en hiver.
Il a été décidé de formuler une graisse ciblée ISO VG 320 en utilisant du PIB ainsi que de l'huile minérale et de la rendre à l'extrémité rigide de la gamme NLGI 2.
Comme tous ces types de produits hors route contiennent 5 % de bisulfure de molybdène, il a été décidé d'ajouter 5 % d'une qualité technique fine.
Un antioxydant et un inhibiteur de rouille ont été ajoutés au sulfonate ainsi qu'un peu de polysulfure passivé.