Grasas lubricantes que contienen ditiocarbamatos de antimonio.
Una composición lubricante que comprende:
una grasa lubricante y 0,
1-10% de una composición aditiva que comprende:
(a) ditiocarbamato de antimonio, y
(b) ditiocarbamato de amonio,
en la que el contenido de antimonio de la composición es 0,07 a 0,45% en masa, y la relación molar (DTC total:Sb) de moléculas de ditiocarbamato totales en (a) y (b) a moléculas de antimonio es 3,06 a 3,50:1.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/004717.
Solicitante: Vanderbilt Chemicals, LLC.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 30 Winfield Street Norwalk, CT 06856 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: AGUILAR,GASTON A, DONNELLY,STEVEN G, HIZA,RONALD J, CHENG,FRANCIS S, TEPPER,RONALD J.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C10M159/18 QUIMICA; METALURGIA. › C10 INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS QUE CONTIENE MONOXIDO DE CARBONO; COMBUSTIBLES; LUBRICANTES; TURBA. › C10M COMPOSICIONES LUBRICANTES (composiciones para la perforación de pozos C09K 8/02 ); UTILIZACION DE SUSTANCIAS, YA SEA SOLAS, O COMO INGREDIENTES LUBRICANTES EN UNA COMPOSICION LUBRICANTE (agentes de desmoldeo, es decir, de separación, para metales B22C 3/00, para materias plásticas o para sustancias en estado plástico, en general B29C 33/56, para el vidrio C03B 40/02; lubricantes para textiles D06M 11/00, D06M 13/00, D06M 15/00; aceites de inmersión para microscopia G02B 21/33). › C10M 159/00 Composiciones lubricantes caracterizadas porque el aditivo es de constitución indeterminada o incompletamente determinada (ácidos carbónicos que contienen menos de 30 átomos de carbono en la molécula, de constitución indeterminada o incompletamente determinada C10M 129/56). › Complejos metálicos.
PDF original: ES-2533698_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Grasas lubricantes que contienen ditiocarbamatos de antimonio ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la invención
La invención se refiere a composiciones lubricantes que contienen ditiocarbamatos de antimonio en combinación con ditiocarbamatos de amonio, como aditivos, y a un método para usar ditiocarbamatos de antimonio en combinación con ditiocarbamatos de cinc a fin de proporcionar protección contra presión extrema (EP) a la vez que se reduce la cantidad de antimonio. La cantidad de un compuesto que contiene al menos un grupo funcional de ácido carboxílico puede actuar para evitar o reducir el efecto de la corrosión del cobre que resulta del uso de antimonio, y antimonio en combinación con ditiocarbamato de amonio.
Descripción de la técnica anterior
Los ditiocarbamatos de antimonio son bien conocidos en la técnica por su utilidad como agentes para presión extrema (EP), y son excepcionalmente útiles como aditivos de EP en grasas lubricantes. Las patentes representativas que describen el uso de ditiocarbamatos de antimonio son la patente US n° 3.139.45 y patente US
n° 5.246.64.
El documento US 4.859.787 A describe un procedimiento para la preparación de dialquilditiocarbamatos de metales multivalentes haciendo reaccionar el óxido de un metal multivalente con una amina secundaria y disulfuro de carbono mientras se calienta simultáneamente hasta 5-95°C. Como óxido metálico adecuado, se describe entre otros el óxido de antimonio (III). El documento GB 1.487.968 A describe el uso de un derivado antimónico de ácido ditiocarbámico en lubricantes para mejorar las propiedades frente a la presión extrema. Además, en el documento US 6.432.888 B1 se describe una grasa para un cojinete, que comprende un compuesto de antimonio orgánico.
Sin embargo, aspectos medioambientales y de salud están restringiendo los niveles de antimonio en lubricantes y grasas.
En consecuencia, existe la necesidad de composiciones que aumenten el comportamiento de EP de ditiocarbamatos de antimonio en grasas a base de jabones, permitiendo una reducción en la cantidad eficaz de antimonio necesaria para mantener el comportamiento deseado.
Específicamente, el comportamiento de EP se mejora preparando composiciones de ditiocarbamatos de antimonio que contienen ditiocarbamato de amonio y/o ditiocarbamato de cinc. Los ditiocarbamatos de antimonio y las composiciones de ditiocarbamatos de antimonio descritos anteriormente pueden ser corrosivos para metales no ferrosos, tales como cobre, cuando se usan en grasas a base de jabones. La presente invención enseña que compuestos que contienen grupos funcionales de ácido carboxílico son inhibidores eficaces de la corrosión del cobre para estas composiciones de grasa.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Se sabe que el ditiocarbamato de antimonio proporciona protección frente a presión extrema (EP) en composiciones lubricantes, tales como grasa. Sin embargo, existe el deseo de reducir la cantidad de antimonio usada en tales composiciones, mientras todavía se mantiene el comportamiento de EP aceptable. Ahora se ha encontrado que, usando cantidades pequeñas de ditiocarbamato de amonio (AmDTC) en combinación con el ditiocarbamato de antimonio (SbDTC), se puede usar en la composición lubricante una menor cantidad de SbDTC. Para contrarrestar los efectos corrosivos del SbDTC y de la composición de ditiocarbamato de amonio, se ha encontrado que los compuestos que contienen un grupo ácido carboxílico son eficaces evitando la corrosión del cobre. De este modo, la invención se refiere a composiciones lubricantes que comprenden composiciones aditivas que contienen combinaciones de ditiocarbamato de antimonio y ditiocarbamato de amonio, opcionalmente con un compuesto que tiene un grupo que contiene ácido carboxílico. Las composiciones lubricantes, preferiblemente grasas, contienen hasta 1% en masa de las composiciones aditivas según la reivindicación 1. La materia objeto de la invención es también un método para aumentar el comportamiento de EP de ditiocarbamatos de antimonio según la reivindicación 6.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Las composiciones de grasa base consisten en un aceite lubricante y un sistema espesante. Generalmente, el aceite base y el sistema espesante comprenderán 65 a 95, y 3 a 1 por ciento en masa de la grasa final respectivamente. Los aceites base usados más habitualmente son aceites de petróleo o aceites base sintéticos. Los sistemas espesantes más habituales conocidos en la técnica son jabones de litio, y jabones de complejos de litio, que se producen mediante la neutralización de ácidos carboxílicos grasos o la saponificación de ásteres de ácidos carboxílicos grasos con hidróxido de litio, típicamente de forma directa en los fluidos base. Las grasas de complejos de litio difieren de las grasas de litio simples por la incorporación de un agente complejante, que consiste
habitualmente en ácidos dicarboxílicos.
Los ditiocarbamatos de antimonio de la invención se representan mediante la fórmula general (1):
(1)
R.
A
I
R
Sb
n
n = 3
Los grupos hidrocarbonados representados por R incluyen, pero no se limitan a, grupos alquilo, grupos alquenilo, grupos arilo, grupos cicloalquilo, grupos cicloalquenilo, y mezclas de los mismos. Grupos alquilo representativos incluyen metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, ¡so-butilo, butilo secundario, n-pentilo, amilo, neopentilo, n- hexilo, n-heptilo, heptilo secundario, n-octilo, octilo secundario, 2-etilhexilo, n-nonilo, nonilo secundario, undecilo, undecilo secundario, dodecilo, dodecilo secundario, tridecilo, tridecilo secundario, tetradecilo, tetradecilo secundario, hexadecilo, hexadecilo secundario, estearilo, icosilo, docosilo, tetracosilo, 2-butiloctilo, 2-butildecilo, 2-hexiloctilo, 2- hexidecilo, 2-octildecilo, 2-hexidodecilo, 2-octildodecilo, 2-deciltetradecilo, 2-dodecilhexadecilo, 2- hexildeciloctildecilo, 2-tetradeciloctildecilo, isoestearilo ramificado con monometilo, etc. Los ditiocarbamatos de antimonio de la invención son bien conocidos en la técnica anterior y están disponibles comercialmente. Se prefieren los ditiocarbamatos de antimonio solubles en aceite que tienen 1 a 5 átomos de carbono, y más preferiblemente los dialquilditiocarbamatos de antimonio solubles en aceite que tienen 1 a 24, preferiblemente 4 a 8, átomos de carbono en el grupo alquilo.
Los grupos alquenilo incluyen, pero no se limitan a, vinilo, alilo, propenilo, isobutenilo, pentenilo, isopentenilo, hexenilo, heptenilo, octenilo, nonenilo, decenilo, undecenilo, dodecenilo, tetradecenilo, oleilo, etc.
Como grupos arilo, se pueden mencionar, por ejemplo, grupos fenilo, toluilo, xililo, cumenilo, mesitilo, bencilo, fenetilo, estirilo, cinamilo, benzhidrilo, tritilo, etilfenilo, propilfenilo, butilfenilo, pentilfenilo, hexilfenilo, heptafenilo, octilfenilo, nonilfenilo, decilfenilo, undecilfenilo, dodecilfenilo, bencilfenilo, fenilo estirenado, p-cumilfenilo, a-naftilo, |3- naftilo y similares.
Los grupos cicloalquilo y grupos cicloalquenilo incluyen, pero no se limitan a, grupos ciclopentilo, ciclohexilo, cicloheptilo, metilciclopentilo, metilciclohexilo, metilcicloheptilo, ciclopentenilo, ciclohexenilo, cicloheptenilo, metilciclopentenilo, metilciclohexenilo, metilcicloheptenilo y similares. Los compuestos preferidos son solubles en aceite que tienen grupos alquilo que contienen 1 a 24 átomos de carbono, y más preferiblemente 4 a 8 carbonos. El más preferido es diamilditiocarbamato de antimonio. Los diamil ditiocarbamatos de antimonio comprenden generalmente ,5 a 3 y más preferiblemente 1 a 2 por ciento en masa de la composición de grasa final. Las composiciones de grasa finales contienen ,7 a ,45 y preferiblemente ,15 a ,3 por ciento en masa de antimonio.
En esta invención, la capacidad para portar carga de las grasas que contienen ditiocarbamato de antimonio con respecto a su comportamiento de EP mejora por la incorporación de composiciones de ditiocarbamatos de antimonio que contienen ditiocarbamatos de amonio y/o ditiocarbamato de cinc. Los ditiocarbamatos de amonio y de cinc no son aditivos de EP por sí mismos, pero la incorporación de estos compuestos mejora significativamente la capacidad para portar carga de las grasas tratadas con ditiocarbamatos de antimonio, a la vez que permite una cantidad reducida de antimonio requerido.
Una ventaja de usar ditiocarbamatos de amonio y de cinc es que su incorporación se puede lograr in situ en el procedimiento de fabricación de los ditiocarbamatos de antimonio. Como se representa en la Figura 1, los ditiocarbamatos de amonio son productos intermedios en la preparación de ditiocarbamatos de antimonio. De este modo, el nivel de ditiocarbamato... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Una composición lubricante que comprende:
una grasa lubricante y ,1-1% de una composición aditiva que comprende:
(a) ditiocarbamato de antimonio, y 5 (b) ditiocarbamato de amonio,
en la que el contenido de antimonio de la composición es ,7 a ,45% en masa, y la relación molar (DTC total:Sb) de moléculas de ditiocarbamato totales en (a) y (b) a moléculas de antimonio es 3,6 a 3,5:1.
2. La composición de la reivindicación 1, en la que el contenido de antimonio es ,2 a ,3% en masa, y la relación DTC total:Sb es 3,7 a 3,11:1.
3. La composición de la reivindicación 1, en la que la composición comprende además (c) un compuesto que
contiene un grupo funcional de ácido carboxílico.
4. La composición de la reivindicación 3, en la que (c) está presente a ,1 a 1% de la composición lubricante total.
5. La composición de la reivindicación 3, en la que (c) es semiéster de ácido alquilsuccínico.
6. Un método para incrementar el comportamiento frente a la presión extrema de ditiocarbamatos de antimonio en 15 una grasa lubricante, que comprende las etapas de
formar una composición aditiva que comprende
(a) ditiocarbamato de antimonio y
(b) ditiocarbamato de cinc,
haciendo reaccionar juntos en una única etapa una amina secundaria y disulfuro de carbono con Sb2Ü3 y ZnO,
añadir a la grasa ,1-1% de la composición aditiva para formar una composición de grasa lubricante,
de manera que el contenido de antimonio de la composición de grasa lubricante es ,7 a ,45% en masa, y la relación molar (DTC total:Sb) de moléculas de ditiocarbamato totales en (a) y (b) a antimonio es 3,1 a 6,2:1.
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