COMPOSICIONES LUBRICANTES.

Una composición lubricante para hornos para alimentos que comprende partículas de nitruro de boro,

dispersas en un material base compuesto por uno o múltiples poliglicoles, un modificador de reología, y un inhibidor de corrosión y/o aditivo de presión extrema y anti-desgaste, en donde el nitruro de boro se encuentra presente en una cantidad de 1% a 10% en peso de la composición, la base está presente en una cantidad dentro del intervalo de 87,5% a 97,4% en peso de la composición, el modificador de reología está presente en una cantidad dentro del intervalo de 0,1% a 5%, y el inhibidor de corrosión y/o aditivo de presión extrema y anti-desgaste está presente en una cantidad dentro del intervalo de 0,1% a 2% en peso de la composición, siendo el o cada uno de los poliglicoles un poliglicol insoluble en agua, con un peso molecular comprendido dentro del intervalo de 1400 a 2800 uma, y una viscosidad dentro del intervalo de 75 a 400 cSt a 40ºC, y en donde el poliglicol insoluble en agua se evapora a temperaturas altas, sin dejar residuos carbonosos ni lacas

Composiciones lubricantes.

La presente invención se refiere a composiciones lubricantes. Más particularmente, esta invención se refiere a composiciones lubricantes de película seca para aplicaciones a temperaturas altas. De forma todavía más particular, esta invención se refiere a lubricantes que contienen nitruro de boro, en las que el nitruro de boro está disperso en un material base de poliglicol. El material base es insoluble en agua.

En la actualidad, existe una serie de lubricantes diferentes para su uso en entornos de temperaturas altas, típicamente a temperaturas de hasta 2000ºC tales como las que se alcanzan en cadenas transportadoras y rodamientos sometidos a altas temperaturas, por ejemplo, en hornos para alimentos, hornos y hornos-estufas para pintura. Cuando se selecciona un lubricante para estos usos, el rendimiento bajo presiones extremas, el rango de temperaturas de funcionamiento, el coeficiente de fricción e, incluso, el color de la película son factores importantes que se deben tener en consideración. Además, cuando se trabaja a temperaturas altas, en especial en hornos para alimentos, la seguridad es un factor de enorme importancia; por supuesto, el lubricante no debe ser inflamable ni debe producir vapores tóxicos. Adicionalmente, el periodo de inactividad debe reducirse al mínimo por motivos económicos y, por lo tanto, el lubricante debe ser fácil de aplicar, no debe dejar depósitos ni requerir limpieza, y debe conservar su lubricidad durante el mayor tiempo posible.

Estos productos conocidos incluyen formulaciones sintéticas basadas en ésteres: lubricantes líquidos potenciados con aditivos químicos para mejorar su resistencia al desgaste y protegerlos contra la degradación térmica. Estas composiciones están limitadas por lo general a temperaturas máximas de operación de aproximadamente 260ºC y su uso conducirá finalmente a la formación de depósitos de lacas, gomas y carbono en el equipo que está siendo lubricado y que exige limpiezas periódicas (que, por su parte, requiere apagar periódicamente el equipo). Además, al ser productos líquidos, las formulaciones sintéticas basadas en ésteres tienen tendencia a atraer polvo y suciedad que se adhieren a la película lubricante y, con el tiempo, contribuirán a un desgaste por abrasión.

Otro lubricante conocido para su uso a altas temperaturas comprende un lubricante sólido soportado sobre poliglicol, típicamente grafito y/o molibdeno, dispersado en polipropilenglicol de alto peso molecular e insoluble en agua (que típicamente tiene pesos moleculares mayores que 250). Estos líquidos están diseñados para depositar una película seca del lubricante sólido; el poliglicol líquido actúa, inicialmente, a modo de lubricante líquido convencional, pero se despolimeriza a temperatura elevada y se evapora, evitando de esta manera la formación de lacas y también la formación de depósitos de goma o carbono. Después de la evaporación del poliglicol, permanece sobre las superficies lubricadas una película seca de sólidos lubricantes, con escasa tendencia a atraer polvo y suciedad. Tanto el grafito como el molibdeno proporcionan una buena capacidad portadora de peso y pueden soportar temperaturas de hasta 450ºC y 350ºC, respectivamente. Sin embargo, los dos son de color negro y son conductores de electricidad, lo que puede ser un inconveniente para determinados usos. Estos lubricantes sólidos forman con el tiempo una pasta sobre el equipo, creando de este modo una barrera que impide la penetración de subsiguientes aplicaciones de lubricante. A la vista del hecho de que el grafito/molibdeno no ofrece una lubricidad suficiente una vez que se ha evaporado la base líquida de poliglicol, es necesaria una aplicación regular. En algunas aplicaciones, las bases de poliglicol pueden aportar también sus propios inconvenientes, que se mencionan más detalladamente más adelante.

Así mismo, el grafito y el molibdeno pueden estar dispersados en agua en lugar del poliglicol. No obstante, las dispersiones acuosas tienden a ser líquidos de muy baja viscosidad y, en consecuencia, tienden a desprenderse de la maquinaria en forma de gotas, por lo que exigen frecuentes re-aplicaciones y aumentan los períodos de inactividad. Además, las dispersiones acuosas exhiben chisporroteo a temperaturas elevadas, lo que es indeseable.

Otra clase conocida de lubricantes está formada por las grasas/dispersiones de politetrafluoroetileno (PTFE). Las grasas de PTFE son dispersiones de PTFE en líquidos de poliéter perfluorado (PFPE). El PTFE se usa también para reforzar los lubricantes basados en ésteres convencionales, y se suministra en forma de un lubricante de película seca que se deposita de manera similar al grafito y molibdeno. Sin embargo, cuando se suministra en forma de líquidos de ésteres, se producen los mismos problemas que se han mencionado anteriormente. Adicionalmente, los lubricantes de PTFE y PFPE no se pueden recomendar para un uso continuo por encima de 260ºC debido a la degradación térmica y a la emisión de vapores corrosivos y tóxicos. Así mismo, su costo es extremadamente alto.

Las partículas de nitruro de boro se utilizan también como base de diversas composiciones lubricantes disponibles, incluidos lubricantes para aplicaciones a temperaturas altas. El nitruro de boro está disponible en el comercio en distintas formas, como concentrado (en agua, alcohol, aceite de poli-alfa-olefina), para la dilución con materiales de base preferidos, o como lubricante preparado. El nitruro de boro puede soportar también temperaturas extremadamente altas y cargas elevadas, también es no reactivo, térmicamente conductor, aislante eléctrico y su aspecto es blanco. Las dispersiones oleosas y las realizadas en poli-alfa-olefina son inaceptables debido a la formación de depósitos carbonosos a temperaturas elevadas (es decir, mayores que 260ºC) que, con el tiempo, exigen una limpieza a fondo (por ultrasonidos o con hielo seco). Adicionalmente, las dispersiones alcohólicas dan lugar a vapores inflamables durante su uso y, por lo tanto, son inadecuadas. Las dispersiones basadas en agua (es decir, acuosas) son inconvenientes, como se ha señalado anteriormente. Además, los agentes dispersantes presentes en estas composiciones normalmente no están autorizadas para su uso alimentario.

La selección del material base para el lubricante es de considerable importancia. La producción de vapores tóxicos y/o corrosivos a partir de un lubricante es un problema importante en cualquier circunstancia y, especialmente, en hornos para alimentos. Evidentemente, los hornos para alimentos no deben desprender vapores tóxicos durante la cocción, y los períodos de inactividad forzosa para permitir su nueva lubricación son indeseables, por razones económicas. Adicionalmente, los hornos para alimentos están situados a menudo en locales de escaso tamaño, en donde no resulta práctico instalar el equipo de ventilación necesario para eliminar los vapores que se producen durante el proceso de lubricación. Tal como se ha mencionado anteriormente, se han utilizado poliglicoles, en particular, polipropilenglicol, como líquido de base. Sin embargo, se ha observado que la aplicación de lubricantes que tienen como base poliglicoles de alto peso molecular puede ser difícil y que se debe actuar con mucha precaución con el fin de evitar la generación de humos y vapores densos cuando se calienta el horno por primera vez a su temperatura de trabajo tras la re-aplicación. De hecho, en ciertas circunstancias, es habitual desconectar la alarma de incendio del edificio mientras se lleva a cabo este proceso.

Mientras que existen en el comercio varios lubricantes etiquetados como aptos para el consumo alimentario (food grade), la mayoría de estos productos cuenta con la aprobación H2 de la FDA (ninguna posibilidad de contacto con alimentos). Dado que es evidente que estos productos pueden entrar en contacto con alimentos, o con superficies donde se preparan los mismos, es deseable contar al menos con la aprobación H1 de la FDA (contacto circunstancial con alimentos). Hay productos disponibles en el comercio que afirman disponer de la aprobación H1 de la FDA pero, tal como se ha señalado anteriormente, estos productos están basados en ésteres sintéticos, aceites blancos de calidad medicinal, poli-alfa-olefinas, o una combinación de los mismos, todos los cuales forman depósitos cuando se utilizan a temperaturas altas superiores a 260ºC.

El líquido de base debe proporcionar una suspensión adecuada del material lubricante contenido en él. Los inventores de la presenten invención han encontrado que los líquidos de base para...

1. Una composición lubricante para hornos para alimentos que comprende partículas de nitruro de boro, dispersas en un material base compuesto por uno o múltiples poliglicoles, un modificador de reología, y un inhibidor de corrosión y/o aditivo de presión extrema y anti-desgaste, en donde el nitruro de boro se encuentra presente en una cantidad de 1% a 10% en peso de la composición, la base está presente en una cantidad dentro del intervalo de 87,5% a 97,4% en peso de la composición, el modificador de reología está presente en una cantidad dentro del intervalo de 0,1% a 5%, y el inhibidor de corrosión y/o aditivo de presión extrema y anti-desgaste está presente en una cantidad dentro del intervalo de 0,1% a 2% en peso de la composición, siendo el o cada uno de los poliglicoles un poliglicol insoluble en agua, con un peso molecular comprendido dentro del intervalo de 1400 a 2800 uma, y una viscosidad dentro del intervalo de 75 a 400 cSt a 40ºC, y en donde el poliglicol insoluble en agua se evapora a temperaturas altas, sin dejar residuos carbonosos ni lacas.

2. Un lubricante según la reivindicación 1, en el que el o cada poliglicol insoluble en agua es un polipropilenglicol.

3. Un lubricante según la reivindicación 1 ó 2, en el que el o cada poliglicol insoluble en agua tiene una viscosidad a 40ºC de 75 a 350 cSt.

4. Un lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el o cada poliglicol insoluble en agua es un homopolímero de óxido de propileno iniciado con butanol.

5. Un lubricante según cualquier reivindicación anterior, que comprende, en peso, 2,0 a 10% de partículas de nitruro de boro; 0,1% a 0,5% de inhibidor de corrosión y/o aditivo de presión extrema y anti-desgaste; y 0,5% a 2,0% de modificador de reología.

6. El uso de una composición lubricante según cualquier reivindicación anterior para lubricar los componentes en un horno.