Composición de lubricante a base de materias primas naturales y renovables.

Composición de lubricante que comprende

(a) de un 50 a un 90% en peso de un aceite nativo modificado a base de triglicéridos con un porcentaje de ácidooleico de al menos un 60% seleccionado de entre los miembros del 5 grupo que consta de aceite de girasol,

aceitede colza, aceite de ricino, aceite de linaza, aceite de maíz, aceite de cártamo, aceite de semilla de soja, aceite desemilla de lino, aceite de cacahuete, aceite de "lesquerella", aceite de palma, aceite de oliva o mezclas de losaceites anteriormente mencionados, en donde el aceite nativo es transformado con un peróxido y los enlacesdobles insaturados son enlazados mediante reacción de adición de radicales, y

(b) de una un 10% en peso de aditivos o mezclas de aditivos,

(c) de una un 30% en peso de espesante,en donde la viscosidad cinemática del aceite nativo modificado está situada dentro de la gama de valores que vadesde 100 hasta 1250 mm2/seg. a 40ºC.

Composición de lubricante a base de materias primas naturales y renovables

La invención se refiere a una composición de lubricante a base de materias primas naturales y renovables modificadas, cuya viscosidad es ajustable según la aplicación. La invención se refiere en particular a composiciones de lubricante biodegradables.

Por la EPO968262 son conocidas grasas lubricantes basadas en un aceite nativo no modificado a base de triglicéridos y en aditivos y espesantes.

Por la DE 103 29 761 A1 es conocida la técnica de modificar aceites naturales y renovables mediante radiación ionizante. La actuación de la radiación ionizante se produce en varios intervalos de tiempo de actuación, estando previstas entre estos pasos de tratamiento sendas pausas de reposo. Esta reacción de modificación se realiza añadiendo iniciadores de arranque, tales como aditivos quimiocatalíticos, compuestos químicos complejos y/o aceleradores orgánicos. Es además sabido que la envergadura de la modificación de los aceites a tratar mediante la radiación ionizante es influenciada por la dosificación, la temperatura, la intensidad de dosis, el oxígeno y la actuación de iniciadores o inhibidores. En los procedimientos de modificación conocidos es sin embargo desventajoso el hecho de que los mismos no pueden ser ejecutados a gran escala industrial y por regla general no conducen a la obtención de resultados totalmente reproducibles.

Así describe la US 4 327 030 A un procedimiento de modificación de aceites nativos a base de triglicéridos, en donde éstos son transformados con peróxido a una temperatura de 100 a 200ºC. Los ésteres de ácidos grasos poliinsaturados polimerizados son separados en el residuo que queda y son eliminados. El procedimiento sirve para reducir el contenido de ácido linólico, para incrementar el contenido de ácido oleico. Se obtiene con ello un aceite con un elevado porcentaje de ácido oleico.

Se describe además la oxidación natural de los aceites vegetales. Se señala en principio la buena propiedad lubricante de los triglicéridos naturales. La misma está sin embargo bastante limitada, puesto que debido a su elevado porcentaje de enlaces dobles estos aceites tienden marcadamente a la oxidación, y por consiguiente están muy limitados sus campos de aplicación. Los residuos oxidativos pueden además conducir al fallo de componentes constructivos tales como p. ej. rodamientos.

Para mejorar la resistencia a la oxidación de estos aceites se propuso mezclarlos con antioxidantes amínicos fenólicos y aromáticos o añadir compuestos de cobre oleosolubles.

Debido a la cada vez mayor escasez de petróleo, cuyos aceites minerales componentes siguen teniendo aplicación como materias primas para la fabricación de composiciones de lubricante, será necesario poder sustituir en el futuro estos aceites minerales componentes por materias primas renovables. El uso de aceites nativos a base de materias primas naturales y renovables como lubricantes se ve sin embargo limitado a unos pocos campos de aplicación debido a su baja viscosidad.

Una finalidad de la presente invención es la de aportar una composición de lubricante a base de aceites nativos renovables a base de triglicéridos, cuya viscosidad pueda ser ajustada según la aplicación deseada. Otras finalidad de la presente invención es la de aportar una composición de lubricante que contenga el aceite nativo modificado y que a temperaturas extremas dentro de la gama de las altas y de las bajas temperaturas presente buenas propiedades tribológicas y una buena resistencia a la oxidación.

Esta finalidad es alcanzada mediante una composición de lubricante en la que aceites nativos que están basados en triglicéridos son transformados con peróxidos y mediante una reacción de adición de radicales las partes insaturadas de los ácidos grasos son enlazadas entre sí. Mediante esta transformación se modifica la viscosidad del aceite modificado. La viscosidad puede ser ajustada al valor deseado en dependencia de la relación de peróxido/aceite, y puede ser así adaptada a las exigencias de la respectiva aplicación. Según la viscosidad del aceite modificado, la composición de lubricante puede utilizarse como grasa fluida de las Clases NLGI 000 y 00 y como grasa fluida para instalaciones de lubricación central y dentro del marco de la lubricación de engranajes, así como en calidad de la así llamada grasa blanda en cojinetes de fricción y rodamientos y para bombas de agua de las Clases NGLI 1 a 4, o bien como las así llamadas grasas más duras de las Clases NLGI 5 y 6 como grasas de estanqueización o bloqueo.

La base para las composiciones de lubricante de la presente invención la constituye un procedimiento de modificación de la viscosidad de un aceite nativo a base de triglicéridos, en donde el aceite nativo es transformado con un compuesto peroxídico una temperatura de 165ºC a 190ºC por espacio de un periodo de tiempo de 3 a 5 horas y a continuación los enlaces dobles insaturados son enlazados mediante una reacción de adición de radicales. A continuación se eliminan en alto vacío los subproductos que surgen en la polimerización. Los aceites de viscosidad modificada así fabricados pueden ser entonces adicionalmente procesados en situ para la fabricación de lubricantes.

Para la transformación del aceite nativo con el compuesto peroxídico se usa según la deseada viscosidad del aceite a fabricar de un 4, 8% a un 10, 3% del correspondiente compuesto peroxídico. Con ello se obtiene un aceite con una viscosidad de 100 a 1250 mm2/seg. La Fig. 1 muestra la dependencia entre la viscosidad y la concentración de peróxido. Así pues, mediante las distintas cantidades de compuesto peroxídico puede fabricarse de manera sencilla y reproducible tanto un aceite de alta viscosidad como un aceite de baja viscosidad.

Los peróxidos que se usen pueden ser compuestos peroxídicos tanto aromáticos como alifáticos. El compuesto peróxido se selecciona preferiblemente de entre los miembros del grupo que consta de 1, 3bis (terbutilperoxiisopropil) benzol, 1, 4-bis (terbutilperoxiisopropil) benzol, peróxido de dicumilo, peróxido de terbutilcumilo, 2, 5-dimetil-2, 5-di- (terbutilperoxi) hexano, n-butil-4, 4’-di (terbutilperoxi) valerato, 1, 1’-di- (terbutilperoxi) -3, 3, 5trimetilciclohexano y 2, 5-dimetil-2, 5-di- (terbutilperoxi) hexano. Son particularmente preferidos los compuestos peroxídicos alifáticos, tales como p. ej. 2, 5-dimetil-2, 5-di- (terbutilperoxi) hexano o peróxido de diterbutilo.

Para la transformación con los peróxidos anteriormente mencionados y una subsiguiente reacción de adición de radicales son en particular adecuados aceites con un alto porcentaje de componentes insaturados, que pueden ser monoinsaturados o poliinsaturados. Son en particular adecuados aceites vegetales con un alto porcentaje de ácido oleico. Como aceite natural no modificado genéticamente es en particular adecuado el aceite de oliva, que presenta un contenido de ácido oleico de un 65 a un 85%. Son asimismo preferidos los aceites vegetales con un contenido de ácidooleico de al menos un 60%. Éstos pueden ser también genéticamente modificados, para incrementar el contenido de ácido oleico. Los aceites nativos se seleccionan de entre los miembros del grupo que consta de aceite de cártamo con alto contenido de ácido oleico, aceite de maíz con alto contenido de ácido oleico, aceite de colza con alto contenido de ácido oleico, aceite de girasol con alto contenido de ácido oleico, aceite de semilla de soja con alto contenido de ácido oleico, aceite de semilla de lino con alto contenido de ácido oleico, aceite de cacahuete con alto contenido de ácido oleico, aceite de lesquerella con alto contenido de ácido oleico, aceite de palma con alto contenido de ácido oleico, aceite de ricino con alto contenido de ácido oleico, aceite de linaza con alto contenido de ácido oleico o aceite de oliva con alto contenido de ácido oleico, así como mezclas de los aceites anteriormente mencionados.

Los aceites modificados así obtenidos, que comparados con los aceites de partida presentan una viscosidad más alta, son en cuanto a sus propiedades tribológicas, a sus resistencia a la oxidación y a su campo de aplicación a temperaturas de -30ºC a 180ºC susceptibles de ser fabricados de manera económica y reproducible. Frente a los aceites minerales, tienen la ventaja de que son biodegradables y están disponibles de manera ilimitada en el tiempo.

Como ya se ha expuesto anteriormente, aprovechando... [Seguir leyendo]

1. Composición de lubricante que comprende

(a) de un 50 a un 90% en peso de un aceite nativo modificado a base de triglicéridos con un porcentaje de ácido oleico de al menos un 60% seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de aceite de girasol, aceite de colza, aceite de ricino, aceite de linaza, aceite de maíz, aceite de cártamo, aceite de semilla de soja, aceite de semilla de lino, aceite de cacahuete, aceite de “lesquerella”, aceite de palma, aceite de oliva o mezclas de los aceites anteriormente mencionados, en donde el aceite nativo es transformado con un peróxido y los enlaces dobles insaturados son enlazados mediante reacción de adición de radicales, y

(b) de un 5 a un 10% en peso de aditivos o mezclas de aditivos,

(c) de un 5 a un 30% en peso de espesante, en donde la viscosidad cinemática del aceite nativo modificado está situada dentro de la gama de valores que va desde 100 hasta 1250 mm2/seg. a 40ºC.

2. Composición de lubricante según la reivindicación 1, que contiene además (d) de un 5 a un 10% en peso de lubricantes sólidos.

3. Composición de lubricante según una de las reivindicaciones precedentes, en la que de un 5 a un 45% en peso del aceite nativo modificado es sustituido por otro componente de aceite base o por varios componentes de aceite base.

4. Composición de lubricante según una de las reivindicaciones precedentes, en la que el espesante es seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de urea, jabones complejos de aluminio, jabones metálicos sencillos de los elementos del 1er y 2º grupo principal del sistema periódico, jabones metálicos complejos de los elementos del 1er y 2º grupo principal del sistema periódico, bentonita, sulfonato, silicato, poliimida o PTFE o una mezcla de los espesantes anteriormente mencionados.

5. Composición de lubricante según una de las anteriores reivindicaciones 2 o 3, en la que el lubricante sólido es seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de grafito, nitruro de boro, MoS2, WS2, SnS SnS2 o Bi2S3 o una mezcla de los lubricantes sólidos anteriormente mencionados.

6. Composición de lubricante según una de las reivindicaciones precedentes, en la que el aditivo o la mezcla de aditivos se selecciona de entre los miembros del grupo que consta de butilhidroxitoluol, dialquildifenilamina, fenilalfa-naftilamina alquilada, trimetildihidroquinolina polímera, ésteres de ácidos grasos sulfurados, fosfato de difenilcresilo, fosfatos neutralizados con amina, fosfatos de triarilo alquilados y no alquilados, tiofosfatos de triarilo alquilados y no alquilados, dialquilditiofosfatos de cinc, carbamatos, tiocarbamatos, ditiocarbamatos de cinc, dimercaptotiadiazol, semiéster de ácido succínico, sulfonatos de calcio, derivados de benzotriazol, pentaboratos de K, tiosulfatos de Na y pirofosfatos de Na.

7. Composición de lubricante según una de las anteriores reivindicaciones 3 a 6, en la que el componente de aceite base es seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de aceites minerales a base de parafina y a base de naftenos, hidrocarburos sintéticos, poli-alfa-olefina, poliolefina interna, copolímeros de etileno-propileno, aceites del Grupo III, ésteres sintéticos, polialquilenglicoles o aromáticos alquílicos, así como sus mezclas.

8. Composición de grasa lubricante según una de las reivindicaciones precedentes, en la que el aceite nativo se transforma con un peróxido aromático o alifático que se selecciona de entre los miembros del grupo que consta de 1, 3-bis (terbutilperoxiisopropil) benzol, 1, 4-bis (terbutilperoxiisopropil) benzol, peróxido de dicumilo, peróxido de terbutilcumilo, 2, 5-dimetil-2, 5-di- (terbutilperoxi) hexano, n-butil-4, 4’-di (terbutilperoxi) valerato, 1, 1’-di (terbutilperoxi) 3, 3, 5-trimetilciclohexano o 2, 5-dimetil-2, 5-di (terbutilperoxi) hexano o peróxido de diterbutilo.

9. Uso de la composición de lubricante según una de las reivindicaciones precedentes como aceite para engranajes, para la lubricación con aceite de engranajes de ruedas cónicas y de ruedas dentadas rectas, como grasa para rodamientos para la lubricación de cojinetes de rodillos de traslación en instalaciones de colada continua y de cojinetes de rodillos de transporte en hornos de paso continuo, o bien como grasa fluida para engranajes para la lubricación de coronas dentadas al descubierto en hornos tubulares giratorios, molinos tubulares, tambores y mezcladores en la industria del cemento, de la cal, del yeso, minera y química.