BRPI0610621A2 - composição de lubrificante e processo para produzir uma composição de lubrificante - Google Patents
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- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
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Abstract
COMPOSIçãO DE LUBRIFICANTE E PROCESSO PARA PRODUZIR UMA COMPOSIçãO DE LUBRIFICANTE. Os lubrificantes da presente invenção compreende:1) pelo menos um óleo vegetal selecionado do grupo que compreende: óleo vegetal natural, óleo vegetal sintético, óleo vegetal geneticamente modificado, e misturas destes, 2) pelo menos um óleo base sintético FTGTL contendo um conteúdo sulfuroso igual ou ou menor que O,03% saturados igual ou maior que 90%, e um índice de viscosidade igual ou maior que 120, e 3) pelo menos um antioxidante.
Description
"COMPOSIÇÃO DE LUBRIFICANTE E PROCESSO PARAPRODUZIR UMA COMPOSIÇÃO DE LUBRIFICANTE"
Fundamentos da Invenção
A presente invenção se refere a composições lubrificantes.
Especialmente, se refere a lubrificantes a base de óleos vegetais que compreendemóleos sintéticos feitos pelo processo Fischer Tropsch de Gás para Líquido (FTGTL).Mais especificamente, se refere a lubrificantes que fornecem propriedades melhoradasincluindo índice de viscosidade, pontos de escoamento, capacidade de bombeamento abaixa temperatura, baixa volatilidade, estabilidade a oxidação, valor de isolamentoelétrico, habilidade em formular viscosidades diferentes, e biodegradabilidademicrobiana.
Sabe-se geralmente que lubrificantes a base de óleo vegetal pode serformado usando aditivos que incluem a porção não-lubrificante de matéria-prima denatural gasóleo de vácuo. Historicamente, os fabricantes de óleo base têmfreqüentemente usado processos de refino químico-solvente tradicional para removeras moléculas não-lubrificante indesejadas da porção de gasóleo do óleo bruto. Talrefinamento é considerado um processo de subtração em que os solventes não mudama estrutura molecular do produto desejado. Para melhorar ainda as características doóleo base refinado com solvente, a hidrogenação (isto é, hidro-polimento) é algumasvezes utilizado para saturar as moléculas tornando-as menos suscetíveis a degradaçãooxidativa quando usado como um lubrificante. Isto é geralmente reconhecido que ohidro-polimento associado com processos com solventes, embora úteis, é tipicamentemuito suave, resultando em mudança mínima da estrutura primária, secundária eterciária do produto terminado.
O índice de viscosidade (VI) mede a resistência de um óleo paramodificar viscosidade com as mudanças de temperaturas. Quanto mais alto o VI, maisestável a viscosidade sobre uma ampla faixa de temperatura. Em outras palavras,quanto mais alto o VI, menos o óleo espessará conforme este esfria e menos afinaráem temperaturas mais elevadas - provendo melhor desempenho lubrificante em ambastemperaturas extremas.Hidro-rompimento e hidroisomerização são processos de refino queutilizam catalisador e hidrogênio alta pressão para fazer óleos base lubrificantes dealta qualidade. Hidro-rompimento é usada para melhorar VI e remover impurezas,enquanto a hidroisomerização converte moléculas de cera em componenteslubrificantes de alta qualidade.
Os grupos I, II e m são categorias amplas de base stocks desenvolvidospelo "American Petroleum Institute" para a proposta de criar orientações paralicenciar óleos de motor. Tipicamente, óleos base refinados com solvente caem nogrupo I, enquanto populações hidroprocessadas caem no grupo II. Óleos base nãoconvencionais (UCBOs) ou populações de VI muito alto são normalmentecategorizados como grupo III.
Grupo II+, embora não de uma designação API oficial é um termocrescentemente usado para descrever as populações do grupo II de VI mais altos (110-119) e volatilidade mais baixa do que as populações típicas de grupo II.
Os óleos do grupo I contém níveis altos de enxofre e aromáticos, quesão compostos que podem diminuir o desempenho. Óleos do grupo II e IIIhidroprocessados têm níveis mais baixos destas impurezas, que resultam emaumentado desempenho de oxidação para lubrificantes completamente formulados.
Processos recentes de refino têm formado uma nova classe de óleossintéticos. Por exemplo, um artigo técnico da "Chevron Products Company"intitulado: "The Synthetic Nature of Group III Base Oils" (A Natureza Sintética dosÓleos de Base de Grupo III), apresentado em 1999 "Lubricants & Waxes Meeting",Novembro 11-12, Houston TX ("National Petrochemical & Refiners Association")revela uma rota de fabricação de hidroprocessamento completo que combina trêsprocessos catalíticos para significativamente e seletivamente mudar o tamanho,forma e teor de heteroátomo das moléculas para melhorar suas propriedadeslubrificantes. O hidrogênio é adicionado a alta temperatura e pressão em todas astrês etapas para produzir óleo de excepcional estabilidade. Impurezas, tais comoenxofre e nitrogênio, são essencialmente e completamente removidas. Na fabricaçãodo grupo III, a matéria-prima é convertida em saturados, que são enriquecidos emisoparafinas. Espécies reativas, tais como aquelas contendo aromáticos, enxofre enitrogênio são virtualmente extraídas e espécies que criam problemas de desempenhoem baixa temperatura, tais como parafinas normais, são também eliminadas.Finalmente, o artigo conclui a análise da alimentação e produto de uma produçãocomercial do Grupo III, que mostra que uma vasta maioria de moléculas dealimentação são sinteticamente alteradas por três processos catalíticos usados paraproduzir os óleos base modernos todo hidroprocessado de Grupo III. Estesresultados sustentam a reivindicação de que óleos de base modernos do Grupo III,produzidos que utilizam rotas de hidroprocessamento completo, são essencialmenteartificiais ou sintéticos e tem vantagens sobre os óleos base hidrofraturados pelatecnologia antiga. Em adição, seu alto desempenho em aplicações de lubrificação ospermitem ser utilizados em produtos de alto desempenho freqüentemente formuladoscom sintéticos tradicionais tais como polialfaolefinas (PAO). Sabe-se que ossintéticos todo hidroprocessado são agrupados no antigo óleo base do grupo III maspor causa do processo sintético estes podem ser melhorados e estruturados (químicae fisicamente) para melhorar a faixa do grupo III.
Um outro artigo, "Base Oil Supply/Demand and Quality Issues" deDave Kramer, "Chevron Texaco Global Lubrificants", apresentado no "8* AnnualFuels & Lubes Asia Conference and Exhibition" no Shangri-la Hotel, Singapura de29 de Janeiro a 01 de Fevereiro, 2002 discute um outro processo que afirma que"Em 2007, óleos base Fischer Tropsch (FTBOs) devem emergir como um saltoqualitativo na qualidade dos óleos de base. Estes óleos devem ter Vis mais altos doque as PAOs e PAOs superiores e dos grupo III existentes na maioria dos aspectos.Devido os projetos Fischer Tropsch serem dirigidos por incentivos ambientais e deprodução de óleo bruto, os volumes de FTBOs produzidos podem exceder muito ademanda pelo grupo III e PAOs. A "Klie & Company" estima que o suprimento deFTBO aumentará para 10MM MT, ou cerca de 30% de todo o mercado de óleo debase em 2015".
O processo Fischer-Tropsch é uma reação química catalisada em queo monóxido de carbono e o hidrogênio são convertidos em hidrocarbonetos líquidosde várias formas. Catalisadores usados são baseados em ferro e cobalto. A principalproposta deste processo é produzir um petróleo sintético substituto para uso comoóleo lubrificante sintético ou como combustível sintético.
O processo Fischer Tropsch original é descrito pela seguinte equaçãoquímica:
<formula>formula see original document page 5</formula>
A mistura de monóxido de carbono e hidrogênio é chamada de gás de síntese ousingás. Os produtos hidrocarbônicos resultantes são refinados para produzir ocombustível sintético desejado. O dióxido de carbono e o monóxido de carbono sãogerados por oxidação parcial de carvão e combustíveis a base de madeira. A pirólisenão oxidativa do material sólido produz singás que pode ser usado diretamente comoum combustível sem ser tomado através das transformações Fischer Tropsch. Secombustível líquido tipo petróleo, lubrificante, ou cera é requerido, o processoFischer-Tropsch pode ser aplicado. Finalmente, se a produção de hidrogênio é para sermaximizada, a reação de conversão de gás em água pode ser realizada, gerandoapenas dióxido de carbono e hidrogênio e deixando hidrocarbonetos no vapor doproduto.
O Fischer Tropsch Gás para Líquidos (FTGTL) é um processo paraconverter gás natural em óleos sintético, que pode então ser ainda processado emcombustíveis e outros produtos a base de hidrocarbonetos. No mais simples dostermos, o processo FTGTL rompe as moléculas de gás natural separando-as e as reúneem moléculas de cadeias mais longas, como aquelas que compreendem o óleo bruto.
Contudo, com este processo de conversão em particular, o resultado é um óleo brutosintético, extremamente puro que é virtualmente isento de contaminantes tais comoenxofre, aromáticos e metais. Estes sintéticos brutos podem então ser refinados emprodutos tais como combustível diesel, nafta, cera e outros petróleos líquidos ouprodutos de especialidades.A população lubrificante criada na conversão de gás em óleo échamada isoparafina. Isoparafinas parecem ser uma alternativa viável para uso comoum óleo base para lubrificantes que são comumente misturados as populações dogrupo III e IV API. A demanda dominante por populações do grupo III e IV é dosfabricantes automotivos. Os parâmetros de desempenho de lubrificantes estão sendoestressados pelo aumento das demandas por emissão reduzida e aumentada eficiênciaem energia, colocadas sobre os projetistas de motor de combustão interna. Populaçõesde alta qualidade integram a formulação de lubrificantes que atendem as novasdemandas.
Isoparafinas parecem fornecer o tipo de desempenho requerido para ascondições de operação do motor de combustão interna, incluindo boas propriedades deviscosidade (viscosimétricas), resistência à oxidação e condições de arranque a frioem baixa temperatura. O desenvolvimento destas populações de lubrificantes úteis dealta durabilidade poderia ser empregado como uma alternativa aos produtos derivadosde óleos brutos.
A maquinaria industrial freqüentemente requer desempenholubrificante na mesma faixa de temperatura e resistência de filme geral dos óleos demotor de caixa de marcha.
O processo FTGTL é baseado nas duas etapas principais:
1. A conversão de gás natural em gás sintético - Na primeira etapa, gásnatural é reagido com oxigênio num processo que utiliza oxidação parcial catalíticaexclusivamente para produzir um gás sintético, que consiste principalmente demonóxido de carbono e hidrogênio.
2. A conversão do gás de síntese em sintético bruto - Numa reaçãobaseada na química Fischer-Tropsch (F-T), o gás de síntese flui para o reator contendoum catalisador proprietário, que o converte em hidrocarbonetos viscosos líquidos. Oprocesso também pode ser produzido com outras populações de alimentação comocarvão e biomassa etc. Catalisadores úteis no processo incluem, mas não se limitam aestes, estão listados nas referências abaixo.
As referências que cobrem os óleos base Fischer Tropsch são: "TheOutlook for GTL and other High Quality Lube Basestocks" de X. B. Cox e Erv. R.Burbach da "ExxonMobil Lubricants & Petroleum Specialties and Gerard C. Lahn da"ExxonMobil Research and Engineering", "Gas to Liquids - Conversions ProduceExtremely Pure Base Oils" em "Machinery Lubrification" de Carla Mangone da"Independent Lubricant Manufacturers Association", "Next Generation of Base Oilsfrom GTL Processes" apresentado na "Outlook for the East of Suez Lubricants andBaseoils Conference" em 6-7 de Abril, 2005 em Dubai, UAE de X. B. Cox e CharlesL. Baker, "A Growing Focus on Unconventional Oil" apresentado na EIAMidtermEnergy Outlook and Modeling Conference", em 12 de Abril, 2005 deAndrew Slaughter, "Base Oil Supply/Demand and Quality Issues" "Chevron TexacoGlobal Lubrificants", apresentado no "8a1 Annual Fuels & Lubes Asia Conferenceand Exhibition" em Singapura de 29 de Janeiro a 01 de Fevereiro, 2002 de DaveKramer, e "Gas-to-Liquid Technologies: Recent Advances, Economics, Prospects"apresentado no "26* IAEE Annual International Conference" em Praga, Junho de2003 por Iraj Isaac Rahmim, PhD. As referências não ensinam a usar óleos baseFischer Tropsch como matéria-prima para o preparo de lubrificantes a base de óleovegetal biodegradável. As referências de patentes incluem: 6855737, 6833065,6822005,6822008, 6833065, 6863802, e 6880635.
Tabela 1. Propriedades Desejáveis em um Base Stock Lubrificante doGrupo III
<table>table see original document page 7</column></row><table><table>table see original document page 8</column></row><table>
Patentes que geralmente revelam lubrificantes que podem ser formadosusando óleo vegetal e óleos do grupo III incluem patente US No. 6103673; patente UsNo. 6251840; patente US No. 6451745; e patente US No. 6528458 todas as quais são"Lubrizol Corporation (Wickliffe,OH)". Patentes adicionais incluem a patente USNo. 6303547 e US No. 6444622 ambas da "Ethyl Corporation (Richmond,VA)".
A patente US No. 6528458 revela que composições compreendendo(a) um óleo de viscosidade lubrificante; (b) 2,5-dimercapto-l,3,4-tiadiazol (DMTD),um derivado de DMTD, ou misturas destes; (c) um modificador de atrito; e (d) umdispersante, são úteis para lubrificar uma transmissão que tem uma pluralidade deembreagens úmidas e uma pluralidade de eixos de transmissão parcial de potência,onde a mudança das engrenagens ocorre por um processo que compreendesincronização de um eixo de transmissão parcial encaixado e não encaixado eencaixe de uma embreagem úmida.
A patente US No. 6451745 revela que uma transmissãocontinuamente variável pode ser lubrificada suprindo-a com uma composição de (a)um óleo de viscosidade lubrificante; (b) um dispersante; e (c) um detergente. Pelomenos um dos dispersantes (b) e o detergente (c) é uma espécie borada, e aquantidade de boro presente na composição é suficiente para conferir propriedadesde atrito e antidesgaste melhoradas a composição quando empregadas na ditatransmissão.
A patente US No. 6444622 revela misturas do produto de reação depelo menos um ácido carboxílico Cs-Cõo e pelo menos uma amina selecionada dogrupo que compreende: guanidina, aminoguanidina, uréia, tiouréia e sais destes eum dispersante contendo fósforo são úteis como aditivos de óleo de engrenagem.
A patente US No. 6303547 revela que o produto de reação de pelomenos um ácido carboxílico Cs-Cóo e pelo menos uma amina selecionada do grupoque compreende: guanidina, aminoguanidina, uréia, tiouréia e sais destes são úteiscomo aditivos de óleo de engrenagem.
A patente US No. 6251840 revela uma composição fluidalubrificante/funcional que exibe em uso propriedades melhoradas antidesgaste e anti-espumantes. As melhorias resultam do uso de 2,5-dimercapto-l,3,4-tiadiazol ederivados destes junto com silicone e/ou agentes anti-espumantes de fluorosilicone.
A patente US No. 6103673 revela uma composição que compreendeum óleo de viscosidade lubrificante; um modificador de viscosidade estável aocisalhamento; pelo menos 0,1 por cento em peso de um sal de metal super-baseado;pelo menos 0,1 por cento em peso de pelo menos um composto de fósforo; e 0,1 a0,25 por cento em peso de uma combinação de pelo menos dois modificadores deatrito fornecem um fluido melhorado para transmissões continuamente variáveis.Pelo menos um dos modificadores de atrito é selecionado do grupo que compreende:sais de zinco de ácidos graxos que tem pelo menos 10 átomos de carbono,hidrocarbil de imidazolinas contendo pelo menos 12 átomos de carbono no grupohidrocarbil, e epóxidos borados. A quantidade total dos modificadores de atrito élimitada àquelas quantidades que fornecem um coeficiente de atrito metal com metalde pelo menos cerca de 0,120 como medido a 110°C pela ASTM G-77.
As referências não revelam possibilitar formulações lubrificantes quecontém uma combinação de óleo vegetal e óleos base sintéticos FTGTL e assimfalham em ensinar ou sugerir as vantagens associadas a tais formulações. Matériasambientais relacionadas aos lubrificantes descartados e/ou usados são tambémreferentes a necessidade de serem endereçados. Por exemplo, lubrificantesresistentes a biodegrabilidade podem estressar um ecossistema quandoimpropriamente descartados ou acidentalmente descarregados no ambiente. Anatureza invasiva e persistente de tais materiais continua a ser um assunto de saúdeem ambientes aquáticos e deposição de resíduos. Para solucionar estas matérias,esforços de pesquisa continuam a explorar novas matérias-primas e/ou novascombinações de matérias-primas para fornecer lubrificantes melhorados para ter umgrau mais alto de biodegrabilidade microbiana.
As patentes que ensinam os lubrificantes biodegradáveis incluem apatente US No. 5736493, 6383992, 5863872, 5990055, 6624124, 6620772, 6534454todas as quais são da "Renewable Lubricants, Inc." (Hartville, OH), e o conteúdodas quais é aqui incorporado como referência. As patentes descrevem umacombinação de óleos naturais, óleos sintéticos, e antioxidantes para fornecercomposições efetivas lubrificantes. Outras patentes relacionadas que ensinam aimportância das composições a base de óleo vegetal e sua biodegradabilidadeincluem a patente US No. 6300292 concedida a "Nippon Mitsubishi OilCorporation". Embora os lubrificantes descritos acima tenham propriedadeslubrificantes e biodegradabilidade efetiva, no espírito de melhora continua,composições alternativas e melhorias as quais sejam necessárias.
Deste modo, permanece uma necessidade por um lubrificante a basede óleo vegetal, que compreende óleos sintéticos feitos por processos sintéticosFTGTL, que forneça propriedades melhoradas incluindo índice de viscosidade, pontode escoamento, capacidade de bombeamento a baixa temperatura, baixa volatilidade,estabilidade a oxidação, valor de isolamento elétrico, habilidade em formularviscosidades diferentes, e biodegradabilidade microbiana.Resumo da Invenção
A presente invenção é direcionada aos lubrificantes a base de óleovegetal utilizando óleos base sintéticos FTGTL. Os lubrificantes são mostradosfornecer propriedades melhoradas que incluem índice de viscosidade, ponto deescoamento, capacidade de bombeamento a baixa temperatura, baixa volatilidade,estabilidade a oxidação, valor de isolamento elétrico, e biodegradabilidademicrobiana.
Os lubrificantes da presente invenção compreendem: 1) pelo menosum óleo vegetal selecionado do grupo que compreende: óleo vegetal natural, óleovegetal sintético, óleo vegetal geneticamente modificado, e misturas destes; 2) pelomenos um óleo base sintético FTGTL contendo um conteúdo sulfuroso igual oumenor que aproximadamente 0,03% e saturados igual ou maior queaproximadamente 90%, e um índice de viscosidade igual ou maior do que 120: e 3)pelo menos um antioxidante.
Os lubrificantes são caracterizados por apresentar melhoradabiodegradabilidade microbiana tornando-os ambientalmente aceitáveis. Algumascomposições podem ter um conteúdo de óleo base sintético FTGTL maior do que60% e passar no teste de limite de biodegradabilidade ASTM D-5864 Pwl. O limitede biodegradabilidade Pwl é o tipo de biodegradação mais rápido e mais completocomo definido pela ASTM D-5864. Além disso, as composições inventivasapresentam excelentes propriedades reológicas e um índice superior de altaviscosidade de cerca de 120 a 200, tornando-as particularmente úteis como óleoshidráulicos, fluidos de transmissão, óleos de motor, óleo de engrenagem, óleos deperfuradora de rocha, óleos de circulação, óleos de perfusão, óleos para eixos, óleosde compressor, óleos base de graxa, óleos inibidores de corrosão, óleos detransferência de calor, óleos de cabos, óleos de correntes, óleos de propósitosgerais, óleos de trabalho com metal, óleos de grau alimentício, e óleos de isolamentoelétrico.
Num outro aspecto, a presente invenção revela um método para opreparo de lubrificantes a base de óleo vegetal que compreende as etapas de: 1)fornecer pelo menos um óleo vegetal selecionado do grupo que compreende: óleovegetal natural, óleo vegetal sintético, óleo vegetal geneticamente modificado, emisturas destes; 2) fornecer pelo menos um óleo base sintético FTGTL possuindoum conteúdo sulfuroso igual ou menor que 0,03%, saturados igual ou maior que90%, e um índice de viscosidade igual ou maior do que 120; 3) fornecer pelo menosum antioxidante; e então misturar 1), 2) e 3) para formar o dito lubrificante.
Um outro aspecto da invenção se refere a um método de melhoria dalubrificação de equipamento mecânico que compreende as etapas de: a) fornecerpelo menos um lubrificante que compreende: 1) pelo menos um óleo vegetalselecionado do grupo que compreende: óleo vegetal natural, óleo vegetal sintético,óleo vegetal geneticamente modificado, e misturas destes; 2) fornecer pelo menosum óleo base sintético FTGTL possuindo um conteúdo sulfuroso igual ou menor que0,03%, saturados igual ou maior que 90%, e um índice de viscosidade igual oumaior do que 120; 3) fornecer pelo menos um antioxidante; e então misturar b)adicionar uma quantidade efetiva do dito lubrificante no dito equipamento.
De acordo com um aspecto da presente invenção, uma composiçãolubrificante inclui pelo um óleo vegetal selecionado do grupo que compreende: óleovegetal natural, óleo vegetal sintético, óleo vegetal geneticamente modificado, emisturas destes, pelo menos um óleo base sintético possuindo um conteúdo sulfurosoigual ou menor que 0,03% e saturados igual ou maior que 90%, em que o óleo basesintético é gerado por uma reação química catalisada em que o monóxido de carbonoe hidrogênio são convertidos em hidrocarbonetos líquidos, e pelo menos umantioxidante.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o óleo vegetalé selecionado do grupo que compreende: óleo de girassol, óleo de canola, óleo desoja, óleo de milho, óleo de amendoim, óleo de palma, óleo de coco, óleo decastanha, óleo de algodão, óleo de lesquerela, óleo de crambe, óleo de cártamo, óleode girassol altamente oléico, óleo de canola altamente oléico, óleo de soja altamenteoléico, óleo de milho altamente oléico, óleo de amendoim altamente oléico, óleo dealgodão altamente oléico, óleo de cártamo altamente oléico, e misturas destes.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o óleo vegetalestá presente numa quantidade maior do que cerca de 10% com base no peso total.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o óleo vegetalestá presente numa quantidade menor do que cerca de 90% com base no peso total.De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o óleo vegetalestá presente numa faixa de cerca de 10% a cerca de 90%, com base no peso total,em que o óleo base é gerado por um proceso FTGTL.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o óleo vegetalestá presente numa faixa de cerca de 30% a cerca de 70%, com base no peso total.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o óleo vegetalestá presente numa faixa de cerca de 40% a cerca de 60%, com base no peso total.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o óleo base éum óleo base sintético FTGTL.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o óleo baseestá presente numa quantidade maior do que cerca de 10% com base no peso total.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o óleo baseestá presente numa quantidade menor do que cerca de 90% com base no peso total.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o óleo baseestá presente numa faixa de cerca de 10% a cerca de 90%, com base no peso total.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o óleo baseestá presente numa faixa de cerca de 30% a cerca de 70%, com base no peso total.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o óleo baseestá presente numa faixa de cerca de 40% a cerca de 60%, com base no peso total.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o antioxidanteé selecionado do grupo que compreende: aminas, fenóis, e misturas destes.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o antioxidanteestá presente numa faixa de aproximadamente 0,01% a aproximadamente 5,0%,com base no peso total.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o antioxidanteestá presente numa faixa de aproximadamente 0,25% a aproximadamente 1,5%,com base no peso total.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o antioxidanteestá presente numa faixa de aproximadamente 0,5% a aproximadamente 1,0%, combase no peso total.De acordo com um outro aspecto da presente invenção, a composiçãoainda inclui pelo menos um aditivo, o aditivo selecionado do grupo que compreende:inibidor anti-desgaste, aditivo de pressão extrema, modificador de atrito, inibidor deferrugem, inibidor de corrosão, atenuador do ponto de escoamento, adesivo,modificador da viscosidade, desativador de metal inibidor de espuma, emulsionador,e desemulsionador.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, pelo menosum aditivo é um sal de amina de fósforo da fórmula:
<formula>formula see original document page 14</formula>
onde R9 e R10 são independentemente grupos alifáticos que contém de cerca de 1 acerca de 24 átomos de carbono, R22 e R23 são independentemente hidrogênio ougrupos alifáticos que contém de cerca de 1 a cerca de 18 átomos de carbono, a somademené3eXé oxigênio ou enxofre.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o sal deamina de fósforo inclui R9 que contém de cerca de 8 a cerca de 18 átomos decarbono, R10 é
<formula>formula see original document page 14</formula>
onde R11 é um grupo alifático que contém de cerca de 6 a cerca de 12 átomos decarbono, R22 e R23 são independentemente hidrogênio, mé2, néleXé oxigênio.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, pelo menosum aditivo é selecionado do grupo que compreende (na lista seguinte, os diferentesaditivos são separados por semicólons): sal de amina de fósforo tendo a fórmula:
<formula>formula see original document page 14</formula>onde R9 e R10 são independentemente grupos alifáticos que contém de cerca de 1 acerca de 24 átomos de carbono, R22 e R23 são independentemente hidrogênio ougrupos alifáticos que contém de cerca de 1 a cerca de 18 átomos de carbono, a somademené3eXé oxigênio ou enxofre; sal de amina de fósforo tendo a fórmula:
<formula>formula see original document page 15</formula>
onde R9 e R10 são independentemente grupos alifáticos que contém de cerca de 1 acerca de 24 átomos de carbono, R22 e R23 são independentemente hidrogênio ougrupos alifáticos que contém de cerca de 1 a cerca de 18 átomos de carbonoalifáticos, a soma demené3eXé oxigênio ou enxofre, R9 contém de cerca de 8 a18 átomos de carbono, R10 é
<formula>formula see original document page 15</formula>
onde R11 é um grupo alifático que contém de cerca de 6 a cerca de 12 átomos decarbono, R22 e R23 são hidrogênio, m é 2, n é 1 e X é oxigênio; o composto defósforo tendo a fórmula:
<formula>formula see original document page 15</formula>
onde R9, R20, e R21 são hidrogênio, um grupo alifático ou alcóxi contendo de 1 acerca de 12 átomos de carbono, ou um grupo aril ou ariloxi em que o grupo aril éfenil ou naftil e o grupo ariloxi é fenóxi ou naftóxi e X é oxigênio ou enxofre; N-acilderivado de sarcosina tem a fórmula:<formula>formula see original document page 16</formula>
onde R8 é um grupo alifático que contém de cerca de 1 a cerca de 24 átomos decarbono. Numa realização, R8 contém de 6 a 24 átomos de carbono, e numarealização de 12 a 18 átomos de carbono. Um exemplo de um aditivo de N-acilderivado de sarcosina é N-metil-N-(l-oxo-9-octadecenil) glicina em que R8 é umgrupo heptadecenil; imidazolina, triazol, triazol substituído; tolu-triazol; poliestirenoalquilado; metacrilato polialquil; acetato de etileno vinil; poliisobutilenos;polimetacrilatos; copolímero de olefina; copolímero de éster de anidrido estirenomalêico; copolímero estireno-dieno hidrogenado; poliisopreno radial hidrogenado;poliestireno alquilado; sílica vaporizada; éster complexo; e adesivo de graualimentício.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o inibidoranti-desgaste é de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 4%, com base nopeso total, o inibidor de corrosão é de aproximadamente 0,01% a aproximadamente4%, com base no peso total, o desativador de metal é de aproximadamente 0,05% aaproximadamente 0,3%, com base no peso total, o atenuador do ponto deescoamento é de aproximadamente 0,2% a aproximadamente 4%, com base no pesototal, e o modificador de viscosidade é de aproximadamente 0,5% aaproximadamente 30%, com base no peso total.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o inibidor decorrosão é de aproximadamente 0,05% a aproximadamente 2%, com base no pesototal, o desativador de metal é de aproximadamente 0,05% a aproximadamente0,2%, com base no peso total, o atenuador do ponto de escoamento é deaproximadamente 1 % a aproximadamente 20%, com base no peso total.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o óleo basesintético tem um índice de viscosidade igual ou maior do que cerca de 120.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, a composiçãotem uma oxidação característica na faixa de cerca de 60 a cerca de 600 minutos.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, a composiçãotem uma oxidação característica na faixa de cerca de 200 a cerca de 400 minutos.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, outros óleosvase podem ser usados, o óleo base é pelo menos um óleo selecionado do grupo quecompreende: óleo base de éster sintético, polialfaolefina, sintético todo hidro-processado, óleo não refinado, óleo refinado, óleo birefinado, e misturas destes.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, um método defabricação de uma composição lubrificante inclui as etapas de fornecer pelo menosum óleo vegetal selecionado do grupo que compreende: óleo vegetal natural, óleovegetal sintético, óleo vegetal geneticamente modificado, e misturas destes; fornecerpelo menos um óleo base sintético possuindo um conteúdo sulfuroso igual ou menorque 0,03% e saturados igual ou maior que 90%, em que o óleo base sintético égerado por uma reação química catalisada em que o monóxido de carbono ehidrogênio são convertidos em hidrocarbonetos líquidos, fornecer pelo menos umantioxidante; e misturar o óleo vegetal, o óleo base, e pelo menos um antioxidante.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, umacomposição lubrificante inclui pelo menos um óleo vegetal selecionado do grupo quecompreende: óleo de girassol, óleo de canola, óleo de soja, óleo de milho, óleo deamendoim, óleo de palma, óleo de coco, óleo de castanha, óleo de algodão, óleo delesquerela, óleo de crambe, óleo de cártamo, óleo de girassol altamente oleico, óleode canola altamente oleico, óleo de soja altamente oleico, óleo de milho altamenteoleico, óleo de amendoim altamente oleico, óleo de algodão altamente oleico, óleode cártamo altamente oleico, e misturas destes, em que pelo menos um óleo vegetalestá presente numa faixa de cerca de 40% a cerca de 60%, pelo menos um óleo basesintético contendo um conteúdo sulfuroso igual ou menor que aproximadamente0,03%, saturados igual ou maior que aproximadamente 90%, em que o óleo basesintético é gerado por uma reação química catalisada em que o monóxido de carbonoe o hidrogênio são convertidos em hidrocarbonetos líquidos, e um índice deviscosidade igual ou maior do que cerca de 120, em que o óleo base está presentenuma faixa de cerca de 40% a cerca de 60%, pelo menos um antioxidanteselecionado do grupo que compreende aminas, fenóis e misturas destes, em que oantioxidante está presente numa faixa de cerca de 0,5% a cerca de 1,0%, e pelomenos um aditivo, o aditivo selecionado do grupo que compreende: inibidor anti-desgaste, aditivo de pressão extrema, modificador de atrito, inibidor de ferrugem,inibidor de corrosão, atenuador do ponto de escoamento, adesivo, modificador daviscosidade, desativador de metal inibidor de espuma, emulsionador, edesemulsionador, em que o inibidor de corrosão é de aproximadamente 0,05% aaproximadamente 2%, com base no peso total, o desativador de metal é deaproximadamente 0,05% a aproximadamente 0,2%, com base no peso total, oatenuador do ponto de escoamento é de aproximadamente 0,2% a aproximadamente4%, com base no peso total, e o modificador de viscosidade é de aproximadamente1% a aproximadamente 20%, com base no peso total.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, umdispositivo mecânico que contém pelo menos um lubrificante, e pelo menos olubrificante inclui pelo menos um óleo vegetal selecionado do grupo quecompreende: óleo vegetal natural, óleo vegetal sintético, óleo vegetal geneticamentemodificado, e misturas destes, pelo menos um óleo base sintético contendo umconteúdo sulfuroso igual ou menor que aproximadamente 0,03%, saturados igual oumaior que aproximadamente 90%, e um índice de viscosidade igual ou maior do quecerca de 120, em que pelo menos um antioxidante, em que o lubrificante tem umíndice de viscosidade maior do que 120 e passa no teste de biodegradabilidade dométodo ASTM D-5864 (Pwl).
Outros aspectos, objetivos, características e vantagens da presenteinvenção ficarão aparentes para uma pessoa versada na arte a partir da descriçãodetalhada, ilustrações das realizações que se seguem.
Descrição Detalhada da Invenção
As composições da presente invenção compreendem pelo menos umóleo vegetal natural, óleo vegetal sintético, óleo vegetal geneticamente modificado, emisturas destes. Numa realização da invenção, os óleos vegetais incluem óleo decártamo, canola, amendoim, milho, colza, girassol, semente de algodão, "lesquerela",palma, coco, rícino, meadowfoam" (qualquer planta do gênero Limnanthes da famíliadas Limnanthaceae), e soja. Óleos vegetais adequados são ainda descritos na patenteUS No. 6534454 BI, incorporado aqui como referência. Numa outra realização dapresente invenção, os óleos vegetais são de girassol altamente oléico, de canolaaltamente oléico, principalmente devido a disponibilidade. Numa realização dapresente invenção, o óleo vegetal inclui está presente na composição está presentenuma faixa de cerca de 10% a cerca de 90%, numa outra realização o óleo vegetal éde cerca de 30% a cerca de 70%, e numa outra realização, o óleo vegetal estápresente numa faixa de cerca de 40% a cerca de 60%. Um conteúdo vegetal maiordo que 90, embora ainda contemplado dentro da presente invenção, é menosdesejável no que há uma redução na oxidação e estabilidade a temperatura fria.
A composição da presente invenção compreende pelo menos um óleobase sintético FTGTL. Os óleos base sintéticos FTGTL estão disponíveis naindústria pelos produtores de óleo base como Sasol, Shell, Mossgas, BP,ConocoPhillips, com muitas outras plantas listadas nas referências, e pode serproduzido em diferentes faixas de viscosidade mas são normalmente de 4 a 5centistokes (cSt) @ 100°C para os óleos base do grupo III para formular óleos demotor. O óleo base FTGTL está presente na composição numa faixa de cerca de10% a cerca de 90%, e numa realização, de cerca de 30% a cerca de 70%, e numaoutra realização, de cerca de 40% a cerca de 60%. Um conteúdo de óleo basesintético FTGTL maior do que 80% é menos desejável no que há uma redução nomaterial biobase, a menos que a população FTGTL seja produzida a partir demateriais de biomassa.
A composição da presente invenção compreende pelo menos umantioxidante. Numa realização da presente invenção, os antioxidantes incluem aminae/ou fenol, mas outros antioxidantes podem ser usados. Antioxidantes são descritosem mais detalhes nas patentes US aqui incorporadas como referência. O antioxidanteestá presente na composição numa faixa de cerca de 0,1% a cerca de 5,0%, e numarealização, de cerca de 0,25% a cerca de 1,5%, e numa outra realização de cerca de0,5% a cerca de 1,0%. O lubrificante tem uma oxidação característica usandoASTM D-2272 numa faixa de cerca de 60 a cerca de 600 minutos, e numarealização de cerca de 200 minutos a cerca de 400 minutos. Este método de testeutiliza uma bomba de pressão de oxigênio para avaliar a estabilidade de oxidação deóleos de turbina novos tendo a mesma composição (recursos e aditivos) na presençade água e uma bobina catalítica de cobre a 150°C ou de acordo com o padrãoselecionado.
Outros Óleos Base
Se desejado, o lubrificante inventivo pode conter outros óleoscompreendendo (1) óleo base de éster sintético, (2) uma polialfaolefina, (3) umsintético todo hidro-processado,ou (4) óleos não refinados, refinados, oubirefinados, e misturas de (1), (2), (3), e (4). Estes óleos base são ainda descritosnas patentes US aqui incorporadas como referência. Os óleos base podem estarpresentes na composição numa faixa de cerca de 10% a cerca de 80%, e numarealização, de cerca de 30% a cerca de 70%, e numa outra realização de cerca de40% acerca de 60%.
Se desejado, o lubrificante inventivo pode conter outrosingredientes/aditivos incluindo inibidor anti-desgaste, inibidores deferrugem/corrosão, atenuadores do ponto de escoamento, adesivos, melhoradores deviscosidade, desativadores de metal, aditivo de pressão extrema (PE), modificadorde atrito, inibidores de espuma, emulsionadores, e desemulsionadores. Estes eoutros óleos base, ingredientes, e aditivos são ainda descritos em mais detalhes naspatentes US aqui incorporadas como referência: 5990055, 5863872, 5736493,6543454B1, 6774091, 10/939765 (pedido de patente 60/502669).
Os aditivos nesta invenção incluem:
O Inibidor Anti-Desgaste, Aditivos de Pressão Extrema eModificadores de Atrito
Para evitar o desgaste sobre a superfície de metal, a presente invençãoutiliza um inibidor anti-desgaste/aditivo PE e modificador de atrito. Os inibidoresanti-desgaste, aditivos PE e modificadores de atrito estão disponíveis na prateleira deuma variedade de vendedores e fabricantes. Alguns destes aditivos podemdesempenhar mais de uma tarefa e qualquer um pode ser utilizado na presenteinvenção que é de grau alimentício. Um produto de grau alimentício que podeprover anti-desgaste, PE, atrito reduzido e inibição de corrosão é o sal de amina defósforo da fórmula:
<formula>formula see original document page 21</formula>
onde R9 e R10 são independentemente grupos alifáticos que contém de cerca de 1 acerca de 24 átomos de carbono, R22 e R23 são independentemente hidrogênio ougrupos alifáticos que contém de cerca de 1 a cerca de 18 átomos de carbonoalifáticos, a soma de m e n é 3 e X é oxigênio ou enxofre. Numa realização, R9contém de cerca de 8 a 18 átomos de carbono, R10 é
<formula>formula see original document page 21</formula>
onde R11 é um grupo alifático que contém de cerca de 6 a cerca de 12 átomos decarbono, R22 e R23 são hidrogênio, m é 2, n é 1 e X é oxigênio. Um exemplo de talsal de amina de fósforo é Irgalube® 349, que é comercialmente disponibilizado pelaCiba-Geigy.
Um outro anti-desgaste/inibidor de PE/modificador de atrito de graualimentício é o composto de fósforo de fórmula:
<formula>formula see original document page 21</formula>
onde R19, R20, e R21 são independentemente hidrogênio, um grupo alifático ou alcóxicontendo de 1 a cerca de 12 átomos de carbono, ou um grupo aril ou ariloxi em queo grupo aril é fenil ou naftil e o grupo ariloxi é fenóxi ou naftóxi e X é oxigênio ouenxofre. Um exemplo de tais compostos de fósforo é trifenil fosfotionato (TPPT),que é comercialmente disponibilizado pela Ciba-Geigy sob a marca registradaIrgalube® TPPT.
Os inibidores anti-desgaste, PE, e modificadores de atrito sãotipicamente cerca de 0,1 a cerca de 4% em peso da composição lubrificante e podeser usado separadamente ou em combinação.
O Inibidor de Corrosão
Para evitar a corrosão da superfície de metal, a presente invençãoutiliza um inibidor de corrosão. Os inibidores de corrosão estão disponíveis naprateleira de uma variedade de vendedores e fabricantes. Qualquer inibidor decorrosão pode ser utilizado na presente invenção que é de grau alimentício.
O inibidor de corrosão é tipicamente de cerca de 0,01 a cerca de 4%em peso da composição lubrificante.
Numa realização, o inibidor de corrosão compreende um aditivo decorrosão e um desativador de metal. O inibidor de corrosão e o desativador de metalpodem ser de grau alimentício e atender aos regulamentos da FDA. Um aditivo é oN-acil derivado de sarcosina, que tem a fórmula:
<formula>formula see original document page 22</formula>
onde R8 é um grupo alifático que contém de cerca de 1 a cerca de 24 átomos decarbono. Numa realização, R8 contém de 6 a 24 átomos de carbono, e numa outrarealização de 12 a 18 átomos de carbono. Um exemplo de um aditivo de N-acilderivado de sarcosina é N-metil-N-(l-oxo-9-octadecenil) glicina em que R8 é umgrupo heptadecenil. Este derivado é disponibilizado Ciba-Geigy sob a marcaregistrada Sarkosyl® O.
Um outro aditivo é imidazolina de fórmula:
<formula>formula see original document page 22</formula>onde R é um grupo alifático que contém de cerca de 1 a cerca de 24 átomos decarbono e R18 é um grupo alquileno que contém de 1 a 24 átomos de carbono. Numarealização, R18 é um grupo alquenil que contém de 12 a 18 átomos de carbono.Numa realização, R18 contém de 1 a 4 átomos de carbono e numa outra realização,R18é um grupo etileno. Um exemplo de tal imidazolina tem a fórmula:
<formula>formula see original document page 23</formula>
e está comercialmente disponível pela Ciba-Geigy sob a marca registrada Amine O.
Tipicamente, o aditivo de corrosão é de cerca de 0,01 a cerca de 4%em peso da composição lubrificante. Se o aditivo é o N-acil derivado de sarcosina,então, numa realização, este é cerca de 0,1 a cerca de 1% em peso da composiçãolubrificante. Se o aditivo é imidazolina, então, numa realização, este é cerca de 0,05a cerca de 2% em peso da composição lubrificante. O lubrificante pode incluir maisdo que um aditivo de corrosão. Por exemplo, o lubrificante pode incluir ambos N-acil derivado de sarcosina e imidazolina.
O Desativador de Metal
Um desativador de metal é triazol ou triazol substituído. Porexemplo, toli-triazol ou tolu-triazol podem ser utilizados na presente invenção.Contudo, numa realização o triazol é tolu-triazol vendido comercialmente pela Ciba-Geigy sob a marca registrada Irgamet® 39, que é o triazol de grau alimentício.
Tipicamente, o desativador de metal é de cerca de 0,05 a cerca de0,3% em peso da composição lubrificante. Se o desativador de metal é Irgamet® 39,então é cerca de 0,05 a cerca de 0,2% em peso da composição lubrificante.Embora o inibidor anti-desgaste e o inibidor de corrosão foi descritoseparadamente, estes podem ser incluídos num aditivo químico único. Por exemplo,ambos inibidor anti-desgaste e o inibidor de corrosão são incluídos no aditivo degrau não alimentício Lubrizol® 5186B, que é disponibilizado pela LubrizolCorporation. Numa realização, Lubrizol® 5186B é cerca de 0,5 a cerca de 2% empeso da composição lubrificante e, numa outra realização, cerca de 1,25% em pesodo lubrificante. Um outro exemplo onde ambos inibidor anti-desgaste e o inibidor decorrosão são incluídos no aditivo de grau não alimentício é Ciba-Geigy 3050A.
Numa realização, Ciba-Geigy 3050A é cerca de 0,4 a cerca de 1,75% em peso dacomposição lubrificante e, numa outra realização,cerca de 0,95% em peso dolubrificante.
Atenuador do Ponto de Escoamento
Há um natural reforço em temperaturas baixas dos óleos vegetais,especialmente os óleos vegetais com um alto teor de monoinsaturação. Isto é análogoao reforço do mel ou melaço numa temperatura reduzida. Para manter o"escoamento" ou "fluxo" de um óleo vegetal em temperaturas reduzidas, torna-senecessário adicionar um atenuador de ponto de escoamento.
Atenuadores de ponto de escoamento estão disponibilizados nasprateleiras numa variedade de vendedores e fabricantes. Qualquer atenuador deponto de escoamento pode ser utilizado na presente invenção. Numa realização,contudo, o atenuador de ponto de escoamento é um poliestireno alquilado ou ummetacrilato polialquil.
Duas diferentes rotas de reação são consideradas na preparação dospoliestirenos alquilados. A primeira rota envolve reagir tanto um cloreto de alquilaquanto um alqueno com estireno para formar um estireno alquilado. O estirenoalquilado é então polimerizado para formar um poliestireno alquilado. Na segundarota o estireno é polimerizado para formar poliestireno, e propileno, ou butilenos,ou misturas destes são polimerizadas para formar polipropileno, polibutilenos oumisturas de polipropilenos e polibutilenos, também conhecidos como polialquilenos.
O poliestireno é então alquilado com os polialquilenos para formar os poliestirenosalquilados.
Um atenuador do ponto de escoamento na classe do poliestirenoalquilado é Keil-Flo™ 150, disponível pela "Ferro Corporation - PetroleumAdditives, 3000 Sheffield Avenue, Hammond, Indiana 46327".
Os metacrilatos polialquil adequados para uso na presente invençãosão preparados por polimerização de metacrilatos C1-C30. O preparo destespolímeros pode ainda incluir o uso de monômeros acrílicos que tem gruposfuncionais contendo nitrogênio, grupo hidroxila, e/ou grupos alcoxi que fornecempropriedades adicionais aos metacrilatos polialquil tais como melhorada dispersão.
Os metacrilatos polialquil podem ser preparados por métodos convencionais depolimerização por radical livre ou aniônica. Um atenuador de ponto de escoamentona classe dos metacrilatos polialquil é 10-310 disponível pela "RohMax, USA,Delran, NJ 08075.
O atenuador do ponto de escoamento é tipicamente de cerca de 0,2 acerca de 4% em peso da composição lubrificante.
Modificador de Viscosidade, Espessante e AdesivoOpcionalmente, o lubrificante pode ainda incluir um aditivo do grupoque compreende modificadores de viscosidade, que incluem, mas não se limitam a,acetato de etileno vinil, poliisobutilenos, polibutenos, polimetacrilatos, copolímerosde olefina, ésteres de copolímeros de estireno de anidrido maléico, copolímeros deestireno-dieno hidrogenados, poliisopreno radial hidrogenado, poliestireno alquilado,sílica coloidal pirogenada, ésteres complexos e adesivos de grau alimentício tipoborracha natural solubilizada em óleos de grau alimentício.
A adição de um modificador de viscosidade, espessante, e/ou adesivode grau alimentício fornecem aderência e melhora a viscosidade e o índice deviscosidade do lubrificante. Algumas aplicações e condições ambientais podemrequerer um filme de superfície adesiva adicional que protege o equipamento dacorrosão e desgaste. Nesta realização, o modificador de viscosidade,espessante/adesivo é cerca de 1 a cerca de 20% em peso do lubrificante. Contudo, omodificador de viscosidade, espessante/adesivo pode ser de cerca de 0,5 a cerca de30 por cento em peso. Um exemplo de um material de grau alimentício que pode serusado nesta invenção é "Functional V-584", uma borracha natural modificador deviscosidade/adesivo, que é disponibilizado pela "Functional Products, Inc.,Macedônia, Ohio" e "Indopol H-1500", um polibuteno modificador de viscosidadeda "PB North American, Naperville,Illinois". Um outro exemplo é um éstercomplexo CF 5000 que também é um produto multifuncional, modificador deviscosidade, atenuador do ponto de escoamento, e modificador de atrito da "InolexChemical Co. Philadelphia, PA".
Os lubrificantes descritos na presente invenção são úteis em aplicaçõesque incluem óleos hidráulicos, fluidos de transmissão, óleos de motor, óleo deengrenagem, óleo de perfuradora de rocha, óleos de circulação, óleos de perfusão,óleos para eixos, óleos de compressor, óleos base de graxa, óleos inibidores decorrosão, óleos de transferência de calor, óleos de cabos, óleos de corrente, óleos depropósitos gerais, óleos de trabalho com metal, óleos de grau alimentício, e óleos deisolamento elétrico.
Os lubrificantes descritos na presente invenção podem ser feitosutilizando um procedimento de mistura simples em que os componentes sãomisturados utilizando agitação mecânica. Antes do processo de mistura, oscomponentes podem ser aquecidos para aumentar a mistura e/ou processo demistura.
Métodos de Teste
Os seguintes métodos de teste são utilizados para caracterizar ascomposições lubrificantes da presente invenção:
Formulação Número 1 ISSO 32 Fluido Hidráulico
<table>table see original document page 26</column></row><table><table>table see original document page 27</column></row><table>
1. Os Pontos de ignição e combustão pela "Cleveland Open CupTester" - Este método de teste descreve a determinação do ponto de ignição ecombustão dos produtos de petróleo por um manual do aparelho "Cleveland opencup" ou um aparelho automático "Cleveland open cup". Este método de teste éaplicável a todos os produtos de petróleo com pontos de ignição acima de 79 °C(175°F) e abaixo de 400°C (752°F) exceto óleos combustíveis.
2. Ponto de escoamento de produtos de petróleo - Este método deteste é pretendido para uso em qualquer produto de petróleo. Um procedimentoadequado para espécimes negras, reserva de barril, e óleo combustível não destiladoé descrito.
3. Viscos idade cinemática de líquidos transparentes e opacos (ocálculo da viscosidade dinâmica) - Este método de teste especifica um procedimentopara a determinação da viscosidade cinemática, v, dos produtos de petróleo líquidos,ambos transparente e opacos, pela medida do tempo para um volume de líquido fluirsob gravidade através de um viscosímetro capilar de vidro calibrado. A viscosidadedinâmica, rj, pode ser obtida multiplicando-se a viscosidade cinemática, v, peladensidade, p, do líquido. O resultado obtido deste método de teste é dependente docomportamento da amostra e é pretendido para aplicação de líquidos para o qualprincipalmente o estresse de cisalhamento e as velocidades de cisalhamento sãoproporcionais (comportamento Newtoniano do fluxo). Se.contudo, a viscosidadevaria significativamente com a velocidade de cisalhamento, resultados diferentespodem ser obtidos a partir de viscosímetros com diferentes diâmetros capilares. Oprocedimento e valores de precisão para óleos combustíveis residuais, que sobalgumas condições exibem comportamento não-Newtoniano, foram incluídos. Afaixa de viscosidades cinemáticas coberta por este método de teste é de 0,2 a 300000mm2/s em todas as temperaturas.
4. Características de prevenção de ferrugem de óleo mineral inibidona presença de água - Este método cobre a avaliação da habilidade de óleos mineraisinibidos, particularmente óleos de turbina a vapor, em auxiliar a prevenção daferrugem de peças de ferro que devem tornar a água misturada com o óleo. Estemétodo de teste é também utilizado para testar outros óleos, tais como óleoshidráulicos e óleos de circulação. Garantia é dada no procedimento para teste defluidos mais pesados que a água. Para fluidos sintéticos, tais como tipos ésteresfosfatos, a cobertura dos suportes e béquer deve ser feita de um materialquimicamente resistente, tal como politetrafluoroetileno (PTFE).
5. Método padrão de teste para voltagem de rompimento de líquidosde isolamento que utilizam eletrodos de disco - Este método é para determinar atensão de rompimento da espécie líquida de isolamento. O teste de rompimentoutiliza uma voltagem ac na faixa de freqüência de potência de 45 a 65 Hz. Estemétodo de teste é usado para avaliar se os requerimentos de voltagem derompimento do eletrodo de disco são alcançados para os líquidos de isolamento,como entregue pelo fabricante, que nunca foi filtrado ou seco. Este procedimento éusado para determinar a voltagem de rompimento de líquidos em que qualquerproduto de quebra insolúvel facilmente sedimenta durante o intervalo entre osrepetidos testes de rompimento requeridos. Estes líquidos incluem óleos depetróleo,hidrocarbonetos, e "askarel" (PCB) usado como líquido de isolamento eresfriamento em transformadores, cabos, e aparelhos similares. O procedimentopode ser usado para se obter a tensão de rompimento de silicone fluido comoespecificado nos métodos de teste D 2225, desde que a descarga elétrica nasamostras seja menor do que 20 mJ (mili joule) por rompimento para cincorompimentos consecutivos.
6. Capacidade de separação de água de óleos de petróleo e fluidosintético - Este método de teste cobre as medidas da habilidade dos óleos de petróleoou fluido sintético para separar da água. Embora especificamente desenvolvido paraóleos de turbina a vapor as viscosidades de 28,8-90 cSt (mm2/s) a 40°C, este métodode teste pode ser usado para testar óleos de outros tipos que tem várias viscosidadese fluidos sintéticos. Recomenda-se, contudo, que a temperatura de teste seja elevadapara 82 +_ 1°C quando testa-se os produtos mais viscosos do que 90 cSt (mm2/s) a40°C. Para óleos de viscosidade mais lata onde há insuficiente mistura de óleo eágua, o método de teste D 2711, é recomendado. Outras temperaturas de teste taiscomo 25°C também podem ser usadas. Quando testando fluidos sintéticos cujasdensidades relativas são maiores do que aquela da água, o procedimento éinalterado, mas deve-se notar que a água irá provavelmente flutuar na emulsão oulíquido.
7. Prática padrão para calcular o índice de viscosidade da viscosidadecinemática a 40°C e 100°C - Este método de teste especifica os procedimentos paracalcular o índice de viscosidade de produtos de petróleo,tais como óleoslubrificantes, e materiais relacionados a partir das viscosidades cinemáticas a 40°C e100°C.
8. Estabilidade de oxidação de óleos de turbina a vapor por vaso depressão rotatório - Este método de teste utiliza um vaso de pressão de oxigênio paraavaliar a estabilidade da oxidação de óleos de turbina novos e usados que tem amesma composição (recursos e aditivos) na presença de água e uma bobinacatalisadora de cobre a 150°C.
9. Características de prevenção de desgaste de fluido lubrificante(método de "quatro bolas") - Este método de teste cobre um procedimento parafazer uma avaliação preliminar de propriedades anti-desgaste de fluidos lubrificantesem contato deslizante por meio da máquina de teste de cisalhamento de quatro-bolas.
10. Determinação de estresse produzido e viscosidade aparente e óleosde motor a baixa temperatura - Este método de teste cobre a medida do estresseproduzido e viscosidade dos óleos de motor após resfriamento a velocidadescontroladas por um período que excede 45 h a uma temperatura final de teste entre -10°C e -40°C. As medidas de viscosidade são feitas num estresse de cisalhamentode 525 Pa ao longo de uma velocidade de cisalhamento de 0,4 a 15 s"1. Este métodoé aplicável para óleos não usados, algumas vezes referidos como óleos frescos,projetado tanto para aplicações em motores de trabalho leve e trabalho pesado.Também foi mostrado ser adequado para óleos diesel usados. Este método de testeutiliza o milipascal segundo (mPa.s) como unidade de viscosidade.
11. Método padrão de teste para determinar a biodegradação aquáticaaeróbia de lubrificantes ou seus componentes - Este método de teste cobre adeterminação dos graus de biodegradação aquática aeróbia de lubrificantescompletamente formulados ou seus componentes na exposição de um inoculo sobcondições de laboratório. Este método de teste é pretendido para especificamenteendereçar as dificuldades associadas com o teste de materiais insolúveis em água emisturas complexas tais como são encontradas em muitos lubrificantes. Este métodode teste é projetado para ser aplicável a todos os lubrificantes que não são voláteis enão são inibidores na concentração de teste dos organismos presentes no inoculo. Opercentual de taxação de biodegradabilidade é explicado na ASTM D-6046, Tabela 2de Classificação de Persistência Ambiental - Água Fresca Aeróbia. As designaçõesde persistência são Pwl (com %CCh _>60% em 28 dias), Pw2 (J> 60% em 84 dias),Pw3 (J>40% em 84 dias), e Pw4 (<40% em 84 dias). Biodegradabilidade limitePwl é a melhor taxa.
Exemplos de Formulação:
1. Formulação ISSO 32 Fluido Hidráulico que tem uma taxa debiodegradabilidade de Pwl
<table>table see original document page 30</column></row><table><table>table see original document page 31</column></row><table>
2. Formulação ISSO 68 Fluido Hidráulico tendo uma taxa debiodegradabilidade limite Pwl
<table>table see original document page 31</column></row><table>
Nas formulações acima, FTGTL é um óleo do grupo II disponívelpela Sasol ou Shell, CG 5000 é um éster sintético disponível pela Inolex, LZ 5186Bé um aditivo de grau não alimentício disponível pela Lubrizol Corporation, RhMx10-310 é um atenuador de ponto de escoamento na classe de metacrilatos polialquildisponíveis pela RohMax, Ciba 3050A é um aditivo de grau não alimentíciodisponível pela Ciba-Geigy, Irgamet 39 é um triazol de grau alimentício disponívelpela Ciba-Geigy, RLI AO é um antioxidante disponível pela Renewable Lubricants,Inc., TriSun 90 é um óleo de girassol altamente oléico e Canola HO é um óleo decanola altamente oléico disponível pela AC Humko, e Indopol H1500 é ummodificador de viscosidade polibuteno disponível pela BP North American.
Os exemplos acima foram descritos somente com o propósito deexemplificação e não são pretendidos para restringir o escopo ou as realizações dainvenção. A invenção é ainda ilustrada com referência as reivindicações que seseguem.
Outros que não os exemplos de operação, ou onde de outro modoindicado, todos os números expressam quantidades de ingredientes, condições dereação, e assim usados na especificação e reivindicações devem ser compreendidascomo sendo modificados em todos os casos pelo termo "aproximadamente".Conseqüentemente, sem do contrário indicado, os parâmetros numéricosestabelecidos na especificação que se segue e reivindicações anexas sãoaproximações que podem variar dependendo das propriedades desejadas demandadaspara serem obtidas pela presente invenção. No mínimo, e não como uma tentativa delimitar a aplicação da doutrina de equivalência ao escopo das reivindicações, cadaparâmetro numérico deve pelo menos ser construído a luz do número de dígitossignificativos reportados e pela aplicação de técnicas próximas comuns.
Apesar das faixas e parâmetros numéricos estabelecidos no amploescopo da invenção serem aproximações, os valores numéricos estabelecidos nosexemplos específicos são reportados o mais precisamente possível. Qualquer valornumérico, contudo, inerentemente contém alguns erros necessariamente resultantesdos desvios padrões encontrados em suas respectivas medidas de teste.
A invenção foi descrita com referência a várias realizações.Obviamente, modificações e alterações ocorrerão aos outros com a leitura ecompreensão da especificação. O depositante pretende incluir todas taismodificações e alterações conforme estas venham dentro do escopo dasreivindicações anexas ou equivalentes a estas.
Claims (31)
1. Composição de lubrificante CARACTERIZADA pelo fato de quecompreende:a) pelo menos um óleo vegetal selecionado do grupo que compreende: óleovegetal natural, óleo vegetal sintético, óleo vegetal geneticamentemodificado, e misturas destes;b) pelo menos um óleo base sintético contendo um conteúdo sulfuroso igualou menor que aproximadamente 0.03% e saturados igual ou maior queaproximadamente 90%, onde o óleo base sintético é produzido por umareação química de catalise na qual monóxido de carbono e hidrogênio sãoconvertidas em hidrocarbonetos líquidos; ec) pelo menos um antioxidante.
2. Composição de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fatode que o óleo vegetal é selecionado do grupo que compreende: óleo degirassol, óleo de canola, óleo de soja, óleo de milho, óleo de amendoim, óleode palmito, óleo de coco, óleo de castor bean, óleo de algodão, óleo delesquerela, óleo de crambe, óleo de cártamo, óleo de girassol altamenteoléico, óleo de canola altamente oléico, óleo de milho altamente oléico, óleode amendoim altamente oléico, óleo de algodão altamente oléico, óleo decártamo altamente oléico, e misturas destes.
3. Composição de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fatode que o óleo vegetal está presente em quantidade maior queaproximadamente 10% baseado no peso total.
4. Composição de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fatode que o óleo vegetal está presente em quantidade maior queaproximadamente 90% baseado no peso total.
5. Composição de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fatode que o óleo vegetal está presente numa faixa de aproximadamente 10% aaproximadamente 90%, baseado no peso total.
6.Composição de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fatode que o óleo vegetal está presente numa faixa de aproximadamente 30% aaproximadamente 70%, baseado no peso total.
7. Composição de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fatode que o óleo vegetal está presente numa faixa de aproximadamente 40% aaproximadamente 60%, baseado no peso total.
8. Composição de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fatode que o óleo vegetal está presente em uma quantidade maior queaproximadamente 10%, baseado no peso total.
9. Composição de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fatode que o óleo vegetal está presente em uma quantidade menor queaproximadamente 90%, baseado no peso total.
10. Composição de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelofato de que o óleo base está presente numa faixa de aproximadamente 10% aaproximadamente 90%, baseado no peso total, e o óleo base é produzido porum processo FTGTL.
11. Composição de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelofato de que o óleo base está presente numa faixa de aproximadamente 30% aaproximadamente 70%, baseado no peso total.
12. Composição de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADA pelofato de que o óleo base está presente numa faixa de aproximadamente 40% aaproximadamente 60%, baseado no peso total.
13. Composição de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelofato de que o antioxidante é selecionado do grupo que compreende: aminas,fenóis, e misturas destes.
14.Composição de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelofato de que o antioxidante está presente numa faixa de aproximadamente 0.01% a aproximadamente 5.0%, baseado no peso total.
15.Composição de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADA pelofato de que o antioxidante está presente numa faixa de aproximadamente 0.25% a aproximadamente 1.5%, baseado no peso total.
16. Composição de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADA pelofato de que o antioxidante está presente numa faixa de aproximadamente-0.5% a aproximadamente 1.0%, baseado no peso total.
17. Composição de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelofato de que é ainda caracterizada por pleo menos um aditivo, o dito aditivoescolhido do grupo compreendendo:inibidor anti-uso, aditivo de pressãoextrema, modificador de fricção, inibidor de ferrugem, inibidor de corrosão,aditivo de abaixamento do ponto de escoamento, originador de adesividade,modificador de viscosidade, desativador de metal, inibidor de espuma,emulsificante, e demulsificante.
18. Composição de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADA pelofato de que pelo menos um aditivo é um sal amino fosforoso com a fórmula: <table>table see original document page 35</column></row><table>onde R9 e R10 são grupos alifáticos independentes contendo deaproximadamente 1 até aproximadamente 24 átomos de carbono, R22 e R23são grupos de hidrogênio independentes ou alifáticos contendo deaproximadamente 1 até aproximadamente 18 átomos de carbono alifáticos,a soma demené3eXé oxigênio ou súlfura.
19.Composição de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADA pelofato de que o sal de amina fosforoso é ainda caracterizado por:R9 contém de aproximadamente 8 até 18 átomos de carbono, R10 é <table>table see original document page 35</column></row><table>onde R11 é um grupo alifático contendo de aproximadamente 6 até 12átomos de carbono, R e R são hidrogênios, m é 2, n é 1 e X éoxigênio.
20.Composição de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADA pelofato de que pelo menos um aditivo é escolhido do grupo compreendendo: salde amina fosforoso possuindo a fórmula:<formula>formula see original document page 36</formula>onde R9 e R10 são grupos independentes alifáticos contendo deaproximadamente 1 até aproximadamente 24 átomos de carbono, R22 e R23são grupos de hidrogênio independentes ou alifáticos contendo deaproximadamente 1 até aproximadamente 18 átomos de carbono alifáticos,a soma demené3eXé oxigênio ou sulfura, o sal de amina fosforosopossuindo a fórmula:<formula>formula see original document page 36</formula>onde R9 e R10 são grupos independentes alifáticos contendo deaproximadamente 1 até aproximadamente 24 átomos de carbono, R22 e R23são grupos de hidrogênio independentes ou alifáticos contendo deaproximadamente 1 até aproximadamente 18 átomos de carbono alifáticos,a soma de m e n é 3 e X é oxigênio ou sulfura, onde R9 contém deaproximadamente 8 até 18 átomos de carbono, R10 é:<formula>formula see original document page 36</formula>onde R11 é um grupo alifático contendo de aproximadamente 6 atéaproximadamente 12 átomos de carbono, R22e R23são hidrogênios, m é 2,n é 1 e X é oxigênio; o composto fosforoso possuindo a fórmula: <formula>formula see original document page 37</formula> onde R19 , R20 , e R21 são hidrogênios independentes, um grupo alcóxialifático contendo de aproximadamente 1 até aproximadamente 12 átomosde carbono, ou um grupo aril ou arilóxi onde o grupo aril é fenil ou naftil e ogrupo arilóxi é fenóxi ou naftóxi e X é oxigênio ou sulfura; N-acil derivativode sarcosina possuindo a fórmula: <formula>formula see original document page 37</formula> onde R é um grupo alifático contendo de aproximadamente 1 atéaproximadamente 24 átomos de carbono; imidazolina; triazole; tolu-triazole;poliestireno alquilatado; polialquil metacrilato; etileno vinil acetato;poliisobutilenos, polibutilenos; polimetacrilatos; copolímero olefina; éster decopolímeroestireno maleico anidrido; copolímero estireno-dienohidrogenatado; polisopreno radial hidrogenatado; poliestireno alquilatado;sílica vaporizada; complexo de éster; e grau de alimento adesivo.
21.Composição de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADA pelofato de que o inibidor anti-uso é de aproximadamente 0.1% aaproximadamente 4% do peso total, o inibidor de corrosão é deaproximadamente 0.01% a aproximadamente 4% do peso total, o desativadorde metal é de aproximadamente 0.05% a aproximadamente 0.3% do pesototal, o aditivo de abaixamento do ponto de escoamento é deaproximadamente 0.2% a aproximadamente 4% do peso total, e o modificadorde viscosidade é de aproximadamente 0.5% a aproximadamente 30% do pesototal.
22.Composição de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADA pelofato de que o inibidor de corrosão é de aproximadamente 0.05% aaproximadamente 2% do peso total, o destivador de metal é deaproximadamente 0.05% a aproximadamente 0.2% do peso total, e omodificador de viscosidade é de aproximadamente 1% a aproximadamente 20% do peso total.
23.Composição de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADA pelofato de que o óleo base sintético tem um índice de viscosidade igual ou maiorque aproximadamente 120.
24. Composição de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fatode que a dita composição tem uma característica de oxidação em uma faixa deaproximadamente 60 a aproximadamente 600 minutos.
25. Composição de acordo com a reivindicação 24, CARACTERIZADA pelofato de que a característica de oxidação está na faixa de aproximadamente 200 a aproximadamente 400 minutos.
26. Composição de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fatode que o óleo base é pelo menos um óleo escolhido do grupocompreendendo: um óleo base de éster sintético, polialfaolefina, todohidroprocessado, óleo refinado, óleo re-refinado, e misturas destes.
27. Processo para produzir uma composição de lubrificante,CARACTERIZADO pelo fato de que compreende os seguintes estágios:a) fornecer pelo menos um óleo vegetal selecionado do grupocompreendendo: óleo vegetal natural, óleo vegetal sintético, óleo vegetalgeneticamente modificado, e misturas destes;b) fornecer pelo menos um óleo base sintético possuindo um conteúdosulfuroso igual ou menor que aproximadamente 0.03% e saturados igual oumaior que 90%, onde o óleo base sintético é produzido por uma reaçãoquímica de catalise na qual o monóxido de carbono e hidrogênio sãoconvertidos em hidrocarbonetos líquidos;c) fornecer pelo menos um antioxidante; ed) misturar o óleo vegetal, o óleo base, e pelo menos um antioxidante
28.Processo de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO pelo fatode que o óleo vegetal é selecionado do grupo que compreende: óleo degirassol, óleo de canola, óleo de soja, óleo de milho, óleo de amendoim, óleode palmito, óleo de coco, óleo de castanha, óleo de algodão, óleo delesquerela, óleo de crambe, óleo de cártamo, óleo de girassol altamenteoléico, óleo de canola altamente oléico, óleo de milho altamente oléico, óleode amendoim altamente oléico, óleo de algodão altamente oléico, óleo decártamo altamente oléico, e misturas destes.
29. Processo de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO pelo fatode que o óleo vegetal está presente em quantidade maior queaproximadamente 10%, baseado no peso total.
30. Processo de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO pelo fatode que o óleo vegetal está presente em quantidade menor queaproximadamente 90%, baseado no peso total.
31. Composição de lubrificante, CARACTERIZADA pelo fato de quecompreende:a) pelo menos um óleo vegetal selecionado do grupo que compreende: óleo degirassol, óleo de canola, óleo de soja, óleo de milho, óleo de amendoim,óleo de palmito, óleo de coco, óleo de castor bean, óleo de algodão, óleo delesquerela, óleo de crambe, óleo de cártamo, óleo de girassol altamenteoléico, óleo de canola altamente oléico, óleo de milho altamente oléico, óleode amendoim altamente oléico, óleo de algodão altamente oléico, óleo decártamo altamente oléico, e misturas destes, onde pelo menos um óleovegetal está presente na faixa de aproximadamente 40% aaproximadamente 60%;b) pelo menos pelo menos um óleo base sintético contendo um conteúdosulfuroso igual ou menor que aproximadamente 0.03% e saturados igual oumaior que aproximadamente 90%, onde o óleo base sintético é produzidopor uma reação química de catalise na qual monóxido de carbono ehidrogênio são convertidas em hidrocarbonetos líquidos;c) pelo menos um antioxidante selecionado do grupo compreendendoaminas, fenóis, e misturas destes, onde o antioxidante está presente nafaixa de aproximadamente 0.5% a aproximadamente 1.0%; ed) pelo menos um aditivo escolhido do grupo compreendendo:inibidor anti-uso, aditivo de pressão extrema, modificador de fricção, inibidor deferrugem, inibidor de corrosão, aditivo de abaixamento do ponto deescoamento, originador de adesividade, modificador de viscosidade,desativador de metal, inibidor de espuma, emulsificante, e demulsificante,onde o inibidor de corrosão é aproximadamente 0.05% a aproximadamente 2% do peso total, o destivador de metal é aproximadamente 0.05% aaproximadamente 0.2% do peso total, o aditivo de abaixamento do ponto deescoamento é aproximadamente 0.2% a aproximadamente 4% do peso total, e o modificador de viscosidade é aproximadamente 1% aaproximadamente 20% do peso total.
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