ES2264690T3

ES2264690T3 - Masas de recubrimiento que tienen propiedades antiagarrotamiento para conexiones casquillo-perno y/o conexiones roscadas separables.

Info

Publication number: ES2264690T3
Application number: ES01938034T
Authority: ES
Inventors: Rudolf Hinterwaldner; Karol Konat; Thomas Trubenbach; Anselm Weckerle
Original assignee: Omnitechnik Mikroverkapselungs GmbH
Current assignee: Omnitechnik Mikroverkapselungs GmbH
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2007-01-16
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: ATE325846T1; US7260889B2; WO2001070918A2; EP1265966A2; JP2012224861A; KR20030011801A; KR100747377B1; CA2402434A1; US20050009711A1; PT1265966E; JP5465754B2; JP2003529638A; DK1265966T3; EP1265966B1; TW546374B; US6846779B1; JP5079200B2; DE50109758D1; MXPA02009373A; CA2402434C

Abstract

Masa de recubrimiento con propiedades antiagarrotamiento para pares de casquillos-perno y/o partes roscadas separables, que comprende: a) al menos un aglutinante que reacciona químicamente y/o inerte, b) al menos una sustancia que libera gases a temperatura elevada, seleccionada de tetrazoles, benzoxazinas, compuestos peroxo, perácidos y sales de los mismos, carbonatos inorgánicos e hidrógenocarbonatos, sustancias explosivas y azidas de metales alcalinos y de amonio, ácido malónico, ácidos á-cetocarboxílicos, ácidos â- cetocarboxílicos, ácidos á, á, á-trihalogenocarboxílicos, ácidos gliceridocarboxílicos, ácidos carboxílicos â, ã- insaturados, ácidos â-hidroxicarboxílicos, â-lactonas y anhídridos de ácido carboxílico, c) al menos un aditivo reductor del coeficiente de fricción, y

Description

Masas de recubrimiento que tienen propiedades antiagarrotamiento para conexiones casquillo-perno y/o conexiones roscadas separables.

Son objeto de la presente solicitud de patente son masas de recubrimiento con propiedades de antiagarrotamiento para conexiones casquillo-perno y/o conexiones roscadas separables.

Los requerimientos impuestos sobre el enclavamiento y el sellado de las conexiones casquillo-perno y las conexiones roscadas de todos los tipos se están volviendo cada vez más y más estrictas, en todo el mundo, como consecuencia de la mayor responsabilidad de producto y seguridad de producto. Debido a que las funciones de "aseguramiento" y/o "sellado", especialmente en el caso de las conexiones roscadas estructurales, tienen que ser aseguradas por ciclos de vida de longitud variable, las propiedades del enclavador roscado polimérico y el sellador roscado se deben adaptar a las tensiones divergentes debidas al ambiente, al envejecimiento, a los productos químicos y/o a las temperaturas de modo que, dado el caso, éstos siguen siendo separables. Se requiere que los pares de casquillo-perno y de parte roscada separables, que están enclavados y sellados con masas poliméricas, posean además momentos de trosión de arranque y continuación de giros específicos, como se prescribe en normas, especificaciones y similares. Se encuentran tales requerimientos entre otros, en ingeniería mecánica, en la construcción de vehículos terrestres, aéreos y marítimos, y más recientemente, también en la edificación.

Por contra, el afloje y el subsiguiente desenroscado de las conexiones casquillo-perno y las conexiones roscadas con espacio vacío relleno es muy problemático y no ha sido resuelto de forma satisfactoria. Las causas de esto radican, por ejemplo, en el agarrotamiento de los pares de casquillo-perno y/o parte roscada en las masas de polímeros endurecidos, en los espacios vacíos. Este agarrotamiento también se da con las conexiones "bajo la cabeza", por ejemplo, en la cabeza de tornillos. Además, otros parámetros de influencia negativos dan como resultado el relleno del espacio vacío con masas poliméricas cuando se forman:

-: La conexión positiva y por fricción con suficientes fuerzas cohesivas, y/o

-: La conexión integral por fuerzas de unión adhesivas en las interfaces.

Dependiendo de esto tiene lugar el agarrotamiento con distinta intensidad en al afloje y el subsiguiente desenroscado.

Debido a que las conexiones casquillo-perno y/o conexiones roscadas agarrotadas de elementos, piezas de trabajo, dispositivos y similares no pueden ser utilizadas nuevamente, por una variedad de razones, en la práctica industrial, comercial y manufacturera, éstas tienen que ser reemplazadas por piezas nuevas caras, cuya adquisición lleva tiempo y es costosa. Estas son desventajas esenciales especialmente para las áreas de reparación y mantenimiento en los sectores más diversos, sobre todo en el caso de los pares de partes roscadas elaboradas con materiales de gran valor, por ejemplo, artículos de acero inoxidable y de acabado especial. Se dan ventajas adicionales en el reciclado de materiales, si los elementos combinados se componen de diferentes materiales.

En el pasado no ha existido falta de esfuerzos entre los fabricantes de los aseguradores de roscados y los selladores de roscados para desarrollar productos adecuados con propiedades antiagarrotamiento, para la práctica manufacturera, comercial e industrial. A este respecto se probó, entre otros:

-: la generación de propiedades de deslizamiento específicas en las interfaces por medio de aditivos que reducen el coeficiente de fricción, tales como, por ejemplo, polvos de grafito, disulfuro de molibdeno, poliolefina y politetrafluoroetileno, sin una tendencia al agarrotamiento después del arranque y al desenrosque subsiguiente de la conexión roscada. No obstante, ha sido necesario rechazar aditivos tales como los agentes de antiagarrotamiento solos, ya que éstos no aseguraban suficiente aseguramiento de la rosca;

-: el aumentar y mantener la deslizabilidad por medio de recubrimientos de cera sobre la superficie de la rosca proporcionados de antemano con una masa de aseguramiento y de sellado (documento EP 0.480.103 A1)

Estos hechos y hallazgos solos, demuestran que la sustancias reductoras de la fricción son inadecuadas como aditivos únicos antiagarrotamiento en las masas poliméricas de relleno de espacios vacíos para las conexiones casquillo-perno y/o conexiones roscadas, ya que éstas actúan principalmente como lubricantes y agentes de deslizamiento.

Los aglutinantes habituales en las masas de recubrimiento que se usan para el relleno y sellado de espacios vacíos y/o pares de partes roscadas conducen al agarrotamiento cuando tales conexiones son aflojadas y desenroscadas. Esto se basa, entre otras cosas, en que la matriz polimérica del aglutinante, debido a:

A): en la instalación y el endurecimiento y/o

B): por las solicitaciones funcionales con el envejecimiento a largo plazo, y la exposición a productos químicos, al agua y/o a la temperatura

es alterada en un grado tal que tiene lugar el agarrotamiento o éste es favorecido, durante el afloje y el subsiguiente desenroscado.

Estas circunstancias se observan o se dan particularmente cuando las cargas de temperatura son < 250ºC, < 300ºC, ó < 400ºC por horas, días, meses o más. A temperaturas elevadas y periodos prolongados de carga, la matriz de aglutinante orgánica es degradada, carbonizada en el espacio vacío, y a menudo "sinterizada". Son precisamente éstos "residuos de la carbonización" los que favorecen adicionalmente el agarrotamiento en el afloje y el subsiguiente desenroscado.

El documento US 4.104.073 describe, por ejemplo, una masilla ignífuga, que se hincha, que es de utilidad para sellados estancos a aire y humo de pasos, uniones de paredes etc. En el calentamiento la masilla se espuma y forma una capa espumada, que contiene carbono, ignífuga, de modo que es adecuada especialmente para el sellado de pasos de cable en paredes de protección contra incendios. Por contra la masilla no está concebida de modo que provoque en el sellado de casquillos y pernos o roscas la conexión positiva y por fricción, y la conexión tampoco se desprende de nuevo tras solicitaciones extremas, de modo que no se da el agarrotamiento de las conexiones.

Ciertamente en la bibliografía de patentes se describen adhesivos para producir uniones adhesivas separables. No obstante, estas tareas y funciones de las capas de adhesivo endurecidas en la junta unida, no pueden ser transferidas a las capas poliméricas endurecidas en los espacios vacíos de los pares casquillo-perno y/o de parte roscada. Mientras que en el caso de las uniones adhesivas separables de las fuerzas de adhesión en las interfaces y/o de las fuerzas cohesivas en la capa adhesiva, esto es crítico para el afloje, con el fin de poder separar un adherendo fácilmente, éste no es el caso con las masas de sellado de espacios vacíos, endurecidas. Los problemas en el afloje y/o subsiguiente desenroscado de los pares de casquillo-perno y/o de parte roscada comienzan únicamente en este proceso con la destrucción de la masa de relleno de espacio vacío, endurecido, en el espacio anular, debido a que las partes se agarrotan una contra la otra y se atascan, y la masa de relleno de espacio vacío destruida, provoca además en general un elevado coeficiente de fricción.

Los adhesivos curables por calor, basados en resina epóxica, como se describen en las solicitudes de patente DE-A 2948405 y DE-A 3021263, no resuelven el problema, especialmente en el caso de los productos en masa, por motivos económicos y de manipulación. Esto es válido preferentemente a una hoja adhesiva, tal como el denominado "adhesivo de hoja FM 123-5" de American Cyanamid Co., que puede en cualquier caso ser transportado y almacenado únicamente en frío (< -5ºC).

El documento DE 19833847 A describe el desmontaje de uniones adhesivas mediante liberación térmica de gases dentro de la unión adhesiva. En el caso de uniones adhesivas, en un laminado, por ejemplo, el problema del agarrotamiento no ocurre naturalmente. Tampoco es posible con las propuestas del documento DE-A-198.33.847 para producir cualesquiera masas poliméricas de relleno de espacios vacíos, que en el afloje y el subsiguiente desenroscado no se agarrotan, no se atascan, y poseen suficientes propiedades de deslizamiento en las interfaces respectivas. Además de esto, las juntas de pegado deben ser concebidas de modo tal que las capas adhesivas, una vez endurecidas, puedan acomodar y/o transferir las fuerzas de manera uniforme. Las juntas de pegado deben ser dimensionadas de modo que, tanto como sea posible, sea capaz de formarse una capa adhesiva homogénea, delgada, en el espacio de la junta con el fin de que los picos de tensión en la unión adhesiva se mantengan pequeños. Frente a esto, en el caso de los pares de casquillo-perno y de parte roscada, se esperan diferentes tolerancias de espacio vacío, y así pues los requerimientos impuestos sobre una masa polimérica de relleno de espacio vacío son diferentes en comparación con un adhesivo. La propuesta del documento DE 19833847 A no es por lo tanto adecuada para las conexiones casquillos-perno o conexiones roscadas.

El objetivo en el que se basa la presente invención es proporcionar una masa para recubrimiento que por una parte sea adecuada para el relleno, sellado y/o aseguramiento de los pares de casquillo-perno y/o de parte roscada y por otra parte reduzca el peligro de agarrotamiento y atascamiento cuando estos pares son aflojados y/o desenroscados.

Se ha encontrado ahora de forma sorprendente que este objetivo se consigue con una masa de recubrimiento que comprende, además de un aglutinante adecuado para rellenar espacios vacíos en el caso de los pares de casquillo-perno y/o de partes roscas, un agente antiagarrotamiento que libera los gases cuando la temperatura se eleva, y un aditivo que reduce el coeficiente de fricción.

Es por consiguiente objeto de la presente invención una masa de recubrimiento para rellenar, sellar y/o asegurar pares separables de casquillo-perno y/o de parte roscada, que presenta propiedades antiagarrotamiento y que comprende:

a): al menos un aglutinante que reacciona químicamente y/o inerte (físicamente endurecible)

b): al menos una sustancia que libera gases a temperatura elevada, seleccionada de tetrazoles, benzoxazinas, compuestos peroxo, perácidos y sales de los mismos, carbonatos inorgánicos e hidrógenocarbonatos, sustancias explosivas y azidas de metales alcalinos y de amonio, ácido malónico, ácidos \alpha-cetocarboxílicos, ácidos \beta-cetocarboxílicos, ácidos \alpha,\alpha,\alpha-trihalogenocarboxílicos, ácidos glicéridocarboxílicos, ácidos carboxílicos \beta,\gamma-insaturados, ácidos \beta-hidroxicarboxílicos, \beta-lactonas y anhídridos de ácido carboxílico,

c): al menos un aditivo reductor del coeficiente de fricción, y

d): dado el caso, además, aditivos habituales

Componente a)

Los aglutinantes a) son monómeros que reaccionan químicamente o polímeros y/o polímeros físicamente endurecibles. Los aglutinantes que reaccionan químicamente son curables o reticulables por medio de frío, calor y/o radiación, por ejemplo, mediante poliadición, polimerización por adición, y/o policondensación. Cuando se trata de polímeros o copolímeros, estos presentan por lo general un peso molecular relativamente bajo en el intervalo de aproximadamente 300 a aproximadamente 25.000. Los aglutinantes reactivos son, en particular, compuestos que contienen grupos etilénicamente insaturados, siendo ejemplos los ésteres (met)acrílicos, ésteres de alilo, poliésteres insaturados, resinas de (met)acrilo, resinas epóxicas, poliisocianatos, poliuretanos, polisulfuros, siliconas, etc.

Con los aglutinantes reactivos es posible formular sistemas de uno, de dos y de varios componentes, los cuales, bajo las condiciones respectivas de uso, se reactivan y se endurecen o reticulan. Se da preferencia a los aglutinantes que se endurecen en condiciones anaeróbicas, siendo ejemplos los monómeros o polímeros que contienen grupos etilénicamente insaturados, resinas epóxicas, poliuretanos que contienen grupos isocianato, etc. Una posición especial en este grupo la ocupan las masas de fusión reactiva, ya que éstas se endurecen tanto física como químicamente por medio de la humedad atmosférica. Estas son preferentemente procesadas sin disolvente. Sobre esta base, es también posible formular los denominados "sistemas 1 C" reactivos (sistemas de un solo componente), donde al menos uno de los componentes de la reacción está en forma microencapsulada y únicamente en condiciones de aplicación son destruidas las microcápsulas y se inicia la reacción de endurecimiento. Los sistemas microencapsulados son adecuados de forma ventajosa para el pre-tratamiento de las roscas con las masas de recubrimiento de acuerdo con la invención.

En el caso de los sistemas de endurecimiento físico, los polímeros están ya en sus estados finales poliméricos y son procesados a partir de sus soluciones, dispersiones y/o fundidos. A este respecto se prefieren las soluciones y dispersiones acuosas. Los aglutinantes físicamente endurecibles comprenden, en particular, polímeros termoplásticos que poseen ya un peso molecular relativamente alto, en general en el intervalo de 5.000 a 500.000. Los ejemplos de éstos son poliolefinas, poliésteres saturados, poli(met)acrilatos, poliamidas, poliimidas, polímeros de vinilo, poliuretanos, polivinil-halógenos, policarbonatos, y copolímeros de los mismos. Estos polímeros pueden contener, en la forma copolimerizada, unidades que tienen grupos funcionales, tales como grupos hidroxilo, carboxilo o amino. Los grupos funcionales elevan la polaridad y de este modo refuerzan las fuerzas adhesivas entre el aglutinante y el material de la rosca. Los ejemplos de unidades adecuadas que contienen grupos funcionales son el ácido (met)acrílico, (met)acrilato de hidroxietilo o (met)acrilato de aminoetilo. Los aglutinantes inertes también incluyen sustancias fundidas no reactivas. Se da preferencia a aquellas cuyo intervalo de fusión y de reblandecimiento es al menos del 10ºC por debajo de la temperatura de descomposición de las sustancias liberadoras de gas.

Además también son adecuados los aglutinantes inorgánicos, los cuales son usados preferentemente en las masas de recubrimiento resistentes a la alta temperatura. Los aglutinantes de este tipo son, en particular, sustancias hidráulicamente endurecibles, tales como los cementos de todos los tipos, piedra caliza, yeso, vidrios solubles, especialmente vidrios solubles de sodio y/o de potasio que tienen proporciones en peso de SiO_{2}:M_{2}O en el intervalo de 20:5 a 40:15 partes en peso (M = sodio, potasio, litio). Otros aglutinantes inorgánicos que se pueden usar son los aglutinantes descritos en el documento EP-A-246564, basados en silicato de sodio y óxido de aluminio.

Para fines de simplificación se hace referencia a continuación en general al "endurecimiento". Con esto se entiende el endurecimiento físico, tal como la evaporación del disolvente, agua o similares, el enfriamiento de las masas fundidas, y el endurecimiento químico, reticulación y similares en el caso de los aglutinantes de cadena principal que reaccionan químicamente.

Componente b)

Con el componente b) es posible, en la masa polimérica, producir estructuras de espuma o estructuras porosas, que permiten un afloje y/o desenroscado del par de parte roscada sin riesgo de agarrotamiento o atascamiento.

El cuanto al componente b) se trata sustancias inorgánicas, organometálicas u orgánicas de bajo peso molecular que son sólidos a temperatura ambiente y las cuales, cuando la temperatura es elevada, liberan gases espontáneamente al sufrir descomposición y/o al iniciar reacciones de transformación y/o al disparar igniciones iniciales, de una manera tal que al menos uno de los productos de descomposición y/o los productos de disociación es un gas. A este respecto el rendimiento del gas debe ser preferentemente \geq 50 ml/g, especialmente \geq 70 mg/l y con especial preferencia \geq 90 ml/g. La temperatura a la cual el componente b) libera los gases es en general \geq 50ºC, especialmente \geq 80ºC y preferentemente \geq 100ºC. El gas liberado da origen a la formación de estructuras de espuma o estructuras porosas en la masa de recubrimiento endurecida, que facilitan el afloje de las partes e impiden o previenen el agarrotamiento y el atascamiento en el subsiguiente desenroscado.

La elección de la sustancia que libera gases a temperatura elevada se realiza de acuerdo con las condiciones cuando se aplica y se endurece la masa de recubrimiento y las condiciones a las que es sometido el componente tratado con la masa de recubrimiento. En la mayoría de los casos, la sustancia es elegida tal que bajo las condiciones cuando se aplica y se endurece la masa de recubrimiento, y bajo las condiciones de operación del componente éste esencialmente no libera gases, sino más bien lo hace así únicamente a una temperatura superior a la temperatura de la aplicación y endurecimiento en el estado operacional. Esta temperatura es preferentemente de al menos 20ºC y especialmente al menos de 50ºC mayor que la temperatura más alta a la cual la sustancia es expuesta durante la aplicación y endurecimiento de la masa de recubrimiento o durante la operación del componente.

En una serie de casos especiales, como por ejemplo, en los espacios vacíos rellenos que se exponen en las condiciones de operación a temperaturas muy altas (de 250 a 1000ºC), se ha encontrado de forma sorprendente que es ventajoso para al menos cantidades parciales de las sustancias de liberación de gas, que sean destruidas tan tempranamente como durante el endurecimiento y/o al alcanzar las condiciones de operación. Una estructura porosa parcialmente presente, ya favorece el afloje y el subsiguiente desenroscado -incluso después de la exposición a la temperatura por plazo prolongado- y reduce el agarrotamiento y el atascamiento.

Las sustancias que liberan gases cuando la temperatura es elevada se pueden usar en la forma de sustancias simples o en la forma de mezclas de sustancias. En el caso de mezclas de sustancias, los componentes individuales pueden ser inertes y pueden iniciar una reacción de formación de gas únicamente en mezcla. En este caso, uno de los componentes es preferentemente microencapsulado, siendo el tamaño de partícula de las microcápsulas es < 100 \mum, especialmente < 50 \mum.

Es deseable una formación de burbujas de gas altamente homogéneas en el espacio vacío de la conexión roscada, ya que por este medio la operación de afloje es asistida. Este es especialmente el caso cuando la masa de recubrimiento en el endurecimiento, ha dado como resultado no solamente la conexión positiva, sino también la conexión integral por medio de las fuerzas de unión adhesivas en las interfaces en el espacio vacío. Con el fin de obtener la formación homogénea de burbujas de gas, el componente b) se distribuye muy uniformemente en la masa del recubrimiento.

La cantidad en componente b) depende de la sustancia y de la aplicación, y es también co-determinada por el volumen de gas que es liberado en la descomposición. La cantidad debe, por un parte, ser suficiente para dar origen a la formación efectiva de estructuras de espuma o estructuras porosas en la masa de recubrimiento completamente endurecida. Por otra parte, ésta no debe ser tan alta que las propiedades de enclavamiento y sellado de la masa de recubrimiento se vean afectadas de manera adversa. En general, la cantidad del componente b) está en el intervalo de 0,5% en peso al 50% en peso, preferentemente de 1% en peso a 25% en peso, referido a las fracciones sólidas de aglutinantes y, si está presente, de la carga. Una posición especial es ocupada por las sustancias inorgánicas que liberan gas - como consecuencia de sus pesos específicos más altos. En este caso se pueden usar cantidades adicionales de hasta 100% en peso, referido a las fracciones de sólidos.

En cuanto al componente b) se trata especialmente de agentes expansivos o agentes hinchantes, como son conocidos de la industria de los materiales de espuma. De acuerdo con la invención, los componentes b) se considera para uso especialmente aquellos que desprenden como gas esencialmente nitrógeno, dióxido de carbono y/o monóxido de carbono. Son componentes b) de consumo, por ejemplo:

(1): Tetrazoles, tales como 5- feniltetrazol.

(2): Benzoxacina

(3): Ácidos carboxílicos y derivados de ácido carboxílico, como ácido malónico, ácidos \alpha-cetocarboxílico, ácidos \beta-cetocarboxílicos, ácidos \alpha,\alpha,\alpha-tri-halogenocarboxílicos, ácidos glicérido-carboxílicos, ácidos carboxílicos \beta,\gamma-insaturados, ácidos \beta-hidroxicarboxílicos, \beta-lactonas o anhídridos de ácidos carboxílicos, como anhídrido de ácido isatoico.

(4): Compuestos peroxo orgánicos, como ácidos peroxicarboxílicos, por ejemplo, ácido peroxiacético o ácido peroxibenzoico, y sus sales de metal alcalino y sales de amonio. Los compuestos peroxo que se consideran para uso están preferentemente en forma microencapsulada.

(5): Carbonatos e hidrogenocarbonatos inorgánicos, especialmente carbonatos de metal alcalino y de metal alcalinotérreo, como carbonato de sodio, carbonato de potasio e hidrogenocarbonatos de metal alcalino y/o metal alcalinotérreo, como hidrogenocarbonato de sodio, hidrogenocarbonato de calcio así como carbonato de amonio e hidrogenocarbonato de amonio. En el uso de carbonatos e hidrogenocarbonatos inorgánicos, son requeridas temperaturas mayores para la eliminación del gas que en el caso de los compuestos orgánicos anteriormente mencionados. Estas temperaturas se encuentran en general > 400ºC, preferentemente > 500ºC, y especialmente > 600ºC.

(6): Peroxoácidos inorgánicos y sus sales, como peroxocarbonatos de metal alcalino y peroxosulfatos de metal alcalino.

(7): Sustancias explosivas, como los nitratos de glicerol, etilenglicol, dietilenglicol, pentaeritritol y etilendiamina, nitrocelulosa, trinitrotolueno, ácido pícrico, tetrilo, hexógeno, octógeno, noitroguanidina, perclorato de amonio y nitrato de metilamina, así como azidas de metal alcalino y de amonio. Con especial preferencia se usan las sustancias explosivas en forma microencapsulada. Las sustancias explosivas particularmente preferidas son hexógeno (hexahidro-1,2,3-trinitro-1,3,5-triazina), ácido pícrico (2,4,6-trinitrofenol) y tetrilo (N-metil-N, 2,4,6-tetranitroanilina). Las sustancias explosivas adicionales que se pueden usar se describen en Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, tomo A10, página 143 y siguientes, 1987.

(8): Sustancias que se expanden con el calentamiento, las cuales están en general presentes en forma de microesferas, siendo un ejemplo el producto comercial que se adquiere con el nombre comercial "Expancel® Microspheres". Estas microesferas están basadas en una envoltura de pol(cloruro de vinilideno) y contienen en el núcleo acrilonitrilo monomérico, (met)acrilatos e isobutano como agentes de expansión. La expansión de estas sustancias es determinada en particular por el nivel de calentamiento. Las sustancias de expansión se pueden usar solas como aditivo a otros componentes b).

Los componentes b) preferidos son los compuestos indicados anteriormente bajo (3), (4), (5) y (7).

La temperatura a la cual tiene lugar el desprendimiento de gas del componente b), depende de la sustancia en cuestión, y puede variar dentro de un amplio intervalo. Además, la temperatura puede ser modificada por medio de aditivos como óxidos metálicos, por ejemplos, óxido de zinc, dióxido de titanio, óxido de aluminio, etc. De esta manera es posible ajustar la temperatura de descomposición de una manera deseada. Para algunos de los componentes b) que se pueden usar de acuerdo con la invención, el intervalo de descomposición y el rendimiento del gas se recopilan en la tabla 1 siguiente. La tabla muestra que a través de la elección del componente b) apropiado es posible ajustar la temperatura de descomposición de acuerdo con lo que se requiera.

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TABLA 1 Intervalo de descomposición y rendimiento de gas de los compuestos que liberan gases con aumento de temperatura

Nombre químico	Intervalo de descomposición	Rendimiento de gas
	en aire [ºC]	[ml/g]
5-Feniltetrazol	240 a 250	190
Anhídrido isatoico	210 a 225	115
Carbonato de calcio	> 400	\sim 220
Carbonato de sodio	> 100	\sim 100
Hidrogenocarbonato de sodio	> 50	\sim 100

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Frecuentemente es ventajoso usar el componente b) en forma microencapsulada. Esto es así especialmente para los compuestos peroxo orgánicos, los peroxoácidos inorgánicos y las sustancias explosivas.

Componente c)

El aditivo reductor del coeficiente de fricción sirve para mejorar el deslizamiento en las interfaces de las partes y de las partículas aglutinantes después del aflojamiento inicial. Los aditivos reductores de la fricción se encuentran por lo general en forma de partículas sólidas. Las partículas del componente b) pueden también haber sido recubiertas con los aditivos reductores del coeficiente de fricción. Los aditivos reductores del coeficiente de fricción preferidos son las poliolefinas, como polietileno y polipropileno; poliolefinas fluoradas, como politetrafluoroetileno; grafito; y sulfuros metálicos, como disulfuro de molibdeno.

Las cantidades en aditivos reductores de la fricción se determinan en gran medida por los momentos de torsión de la aplicación y de arranque y/o continuación de giro predeterminados. Éstas se encuentran por lo general entre 1 y 200% en peso, preferentemente de 2 a 150% en peso, especialmente de 5 a 120% en peso, basado en la fracción de sólidos de aglutinante y, donde está presente, la carga. De forma sorprendente se ha encontrado que mediante el uso de los componentes b) y c) el agarrotamiento o atascamiento de las partes de casquillo/perno o las partes roscadas, respectivamente, en el aflojamiento inicial o en el subsiguiente desenroscado, son esencialmente evitados y que no se deteriora la resistencia de las conexiones casquillo-perno y/o las conexiones roscadas, a pesar de la presencia del componente c).

Componente d)

Además de los componentes a)-c) las masas de recubrimiento de acuerdo con la invención pueden comprender además aditivos habituales como el componente d). Ejemplos de los mismos son disolventes como glicoles, ésteres, hidrocarburos, agentes humectantes, tensioactivos, agentes de nivelación, cargas (BaSO_{4}, CaSO_{4}, caolines, silicatos, óxido de aluminio, óxido de cinc, fosfato de cinc, fosfato de calcio, agentes tixotrópicos, modificadores de la reología, etc.

Las masas de recubrimiento de acuerdo con la invención pueden estar presentes en un disolvente orgánico, por ejemplo, en uno de los disolventes anteriormente mencionados, como sistema acuoso en forma de una emulsión, dispersión o solución, o en forma libre de disolvente, por ejemplo, en forma de masas fundidas. Se da especial preferencia a las masas de recubrimiento libres de solvente, en cuyo caso se usan aglutinantes reactivos monoméricos con ventaja como el componente a). De forma alternativa se pueden usar de forma ventajosa las masas de recubrimiento acuosas con polímeros inertes como aglutinantes.

Las masas de recubrimiento de acuerdo con la invención que tienen propiedades antiagarrotamiento son adecuadas tanto para el pre-tratamiento como también para la aplicación al sitio del montaje de los pares de casquillo-perno y las partes roscadas. En el caso de los productos de producción en serie, el pre-tratamiento es el modo más racional y más seguro, ya que se asegura que únicamente la parte pre-tratada de calidad estandarizada se procese en el sitio del montaje.

La aplicación de las masas de recubrimiento de acuerdo con la invención tiene lugar mediante la aplicación a las partes que van a ser aseguradas y/o selladas. Para este fin se usan procedimientos habituales, por ejemplo, procedimientos de rociado, procedimientos de inmersión, procedimientos de pintado, etc. En el caso de las masas de recubrimiento que contiene disolvente o agua puede existir dado el caso un paso de secado subsiguiente.

Después de la unión de los casquillos y pernos o las partes roscadas, de las cuales al menos una parte se ha provisto con la masa de recubrimiento de acuerdo con la invención, sigue la formación del aseguramiento o sellado en el espacio vacío de las uniones casquillo/perno o la roscas, como se describe anteriormente, mediante el endurecimiento del aglutinante. Cuando el aseguramiento o sellado va a ser aflojado se activa la propiedad antiagarrotamiento. Esto puede ser realizado antes o después del aflojamiento inicial de las partes del casquillo/perno o las partes roscadas. Para este fin las partes son expuestas al menos parcialmente a una temperatura que es igual a la temperatura de descomposición del componente b) (la temperatura a la que el componente b) libera gases) o se encuentra por encima de esta temperatura, la temperatura se mantiene durante un periodo de tiempo, que es suficiente para reducir la resistencias cohesiva y dado el caso adhesiva de la masa de recubrimiento endurecida, y se desenroscan las partes roscadas. De forma habitual las partes se pueden exponer a una temperatura mediante calentamiento.

Para este fin se prefiere acomodar, homogéneamente, las sustancias eléctricamente conductoras y/o térmicamente conductoras en la masa de recubrimiento. Las sustancias de este tipo pueden estar presentes en forma de fibras, partículas, microesferas, microcuerpos huecos y/o cables de metal o de otras sustancias eléctrica o térmicamente conductoras. Ejemplos de sustancias que se pueden usar son plaquitas metálicas pequeñas, delgadas, alambres metálicos, fibras de grafito u otras fibras de carbono, microesferas de sustancias inorgánicas o polímeros, que están recubiertas con sustancias conductoras, por ejemplo silicatos recubiertos con plata, y los microcuerpos huecos. Como resultado de la formación del gas, que es provocada por la descomposición del componente b), se da una reducción en la resistencia cohesiva y, dado el caso, de la resistencia adhesiva de la masa de recubrimiento endurecida, de relleno de espacios vacíos. Como resultado, se evita el peligro de agarrotamiento o de atascamiento de las partes en el aflojamiento inicial, de modo que las partes se pueden separar sin problemas y usadas nuevamente.

Ejemplos

La invención se ilustra con referencia a los ejemplos 1 al 13 (Tabla 2). No obstante, ésta no está limitada por estos ejemplos.

Preparación de las masas de recubrimiento a) Masas físicamente endurecibles basadas en dispersiones acuosas y/o vidrio soluble

Las dispersiones de plásticos y vidrios solubles se encuentran con diferentes contenidos de sólidos (de 20 a 70% en peso). Las cantidades requeridas en cada caso se disponen en el recipiente de mezcla de un mezclador planetario con dispersador, y se ajusta dado el caso el pH necesario. Se suspenden y convierten en pasta la carga y agente reológico en agua antes de ser agregados en porciones a las dispersiones y/o a los vidrios solubles y mezclados allí perfectamente. Se incorporan los conservadores y otros aditivos preferentemente por medio de una denominada mezcla madre. La adición de las sustancias de liberación de gases y de los aditivos de reducción de la fricción se realiza preferentemente al final. Tan pronto como estas sustancias se han mezclado perfectamente, se dispersa la masa homogéneamente con el dispersor, y a continuación, en caso de que se requiriera, se ajustan las propiedades como la viscosidad, el pH.

b) Masas fundidas

La preparación de las materias primas para los materiales fundidos se puede realizar por lotes en un mezclador de fundido, calentable (amasador de brazo Z) o de forma continua en un extrusor calentable de 1 ó 2 tornillos. La elección de los aglutinantes se realiza de acuerdo con las temperaturas de descomposición de las sustancias de liberación de gases. El punto de fusión o el intervalo de reblandecimiento del aglutinante se encuentra respectivamente en aproximadamente 20 a 25ºC por debajo del punto de descomposición de las sustancias de liberación de gases, con el fin de mantener su actividad.

Los gránulos de materia prima de los aglutinantes se disponen en el mezclador de fusión caliente, y se calientan y funden en el periodo de 30 minutos. A continuación se incorpora en porciones la cantidad respectiva de la carga al fundido, y se amasa para dar una masa homogénea. Finalmente, los aditivos de liberación de gases y de reducción de la fricción se incorporan rápidamente y homogéneamente.

La masa fundida acabada puede ser convertida en formas unitarias pequeñas por 3 diferentes pasos de proceso:

-: producción de hebras mediante enfriamiento en un baño frío, que a continuación se cortan en barras o se granulan por medio de un dispositivo de desmenuzamiento.

-: Producción de lascas, gotas, perlas y similares por medio de dispositivos habituales que caen sobre una banda enfriada.

-: Producción de barras mediante el vertido en moldes enfriados (de forma análoga a la producción de barras de labios)

c) Masas que reaccionan químicamente

En cuanto a las masas que reaccionan químicamente se trata de sistemas de uno, dos y de múltiples componentes, en donde se usan predominantemente los primeros dos. En el caso de sistemas de dos componentes (epóxidos, poliuretanos), los dos componentes se mezclan por separado. En el caso de los sistemas de un solo componente se trata de los denominados productos que se endurecen por humedad o de productos en los que se encuentra microencapsulado un componente reactivo.

En la preparación es posible usar a su vez mezcladores planetarios con dispersadores. En primer lugar los aglutinantes, o el reactante, por ejemplo, el endurecedor, se disponen y se incorpora la carga de forma homogénea. Las sustancias de liberación de gases y los aditivos de reducción de fricción se pueden incorporar ya sea dentro de uno o por separado dentro de ambos componentes, en tanto que éstos permanezcan inertes frente a los componentes reactivos durante le almacenamiento.

Las masas fundidas, reactivas, que se endurecen por humedad, como aquellas basadas, por ejemplo, en poliuretano se pueden preparar de forma análoga a las masas fundidas.

En cuanto a las masas que contienen constituyentes microencapsulados, es importante llevar a cabo la incorporación al final, con el fin de evitar cualquier daño a las paredes de la cápsula por las fuerzas de cizalla que surgen durante el mezclado.

Aplicación de las masas del recubrimiento

Con las masas de los ejemplos 1 al 13 se trataron los pares de parte roscada, en donde el ejemplo 2 y 4-7 no se contemplan como pertenecientes a la invención.

Selección de las probetas:

-: Tornillos de acero inoxidable, M 10 X 35, A2-70, DIN 933.

-: Tuercas de acero inoxidable, M 10, A2-70, DIN 934

-: Tornillos de acero, M 10 X 35, 8.8 (negro bonificado) DIN 933.

-: Tuercas de acero M 10 (negro bonificado) DIN 934

Antes de la aplicación se limpian todas las probetas con un hidrocarburo alifático y a continuación se almacenan durante 24 horas.

Para el recubrimiento de las espigas de la rosca de los tornillos de prueba limpios, éstos fueron montados individualmente sobre un bloque magnético horizontalmente giratorio y se vertió la masa sobre al menos 6 espigas de rosca. Después de la distribución homogénea de la masa, el tornillo de prueba fue recogió y se almacenó durante 24 horas a 23ºC. Las masas que contenían agua y disolvente pudieron secarse simultáneamente.

Para el recubrimiento con masas fundidas (ejemplo 7 y 9), las barras producidas fueron insertadas dentro de un pistola de adhesivo de fusión en caliente, manual, y se calentaron hasta la temperatura de procesamiento de 140ºC (ejemplo 7) y 180ºC (ejemplo 9). Los tornillos de prueba que se van a recubrir fueron precalentados usando un secador de pelo de aire caliente hasta aproximadamente a 60 a 70ºC.

En cuanto a las masas que reaccionan químicamente se prepararon a partir de los componentes de reacción en las mezclas homogéneas de proporciones equivalentes, y las probetas fueron tratadas con estas mezclas dentro de la vida útil. Durante la vida útil la temperatura de reacción de las masas de los ejemplos 10 a 12 permaneció por dejado de 60ºC.

El cuanto al ejemplo 13 se trata de una masa basada en acrilato para el aseguramiento y sellado de la rosca, que comprende acrilato microencapsulado y peróxido, a la que se agregaron 5% en peso de hexógeno microencapsulado (aditivo G10) y aditivos reductores de la fricción R1 y R2.

Con cada masa se trataron 10 tornillos de prueba que después del recubrimiento fueron almacenados a 23ºC durante 24 horas.

El atornillamiento de la rosca de prueba y el tensionado de la conexión roscada se realizaron con velocidad rotatoria constante sobre la rosca externa recubierta. Usando la llave de tuercas, se apretó la contrarrosca hasta que se alcanzó el momento de apriete predeterminado (LM_{A}). Las probetas fueron almacenadas otras 24 horas a 23ºC para el endurecimiento de la masa. Paralelamente a esto, para la comparación, se trataron un número similar de probetas con las masas según los ejemplos 1 al 13, que no contenían los aditivos de liberación de gases o reductores de la fricción.

Para probar la actividad se sometieron las probetas antes de la prueba a una exposición a temperatura - como se prescribe en la práctica, que se denomina como carga efectiva térmica. Los resultados de las torsiones de arranque y prevalerte determinadas se indican en la tabla 3. Los resultados de prueba son la media aritmética de 10 probetas respectivamente.

Los momentos de aflojamiento inicial y del subsiguiente desenroscado de las probetas de los ejemplos 1 al 13 fueron determinadas sobre el banco de pruebas para tornillos (modelos nº 5413-4102 de la compañía Schatz). Las velocidades de rotación fueron cuando se determinaron:

- momento aflojamiento inicial (LM_{b})	5 rpm
- momento de desenroscado subsiguiente (LM_{f})	20 rpm
- destornillamiento:	50 rpm

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(Tabla pasa a página siguiente)

1

2

1) Materias primas usadas

Aglutinantes de endurecimiento físico:

\quad: PVC (poli(cloruro de vinilo)): vinnol-dispersion 50 de Wacker-Chemie

\quad: Acrilatos y CP: Acronal®85D de BASF AG

\quad: Poliuretano: Dispercoll® U 54 de Bayer AG

\quad: Etileno-acetato de vinilo-CP: Vinnaspas®-Dispersion EP1 de Wacker-Chemie

\quad: Vidrio soluble: Sodiumwaterglass 37/40 Bé de Henkel KgaA

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Masas fundidas:

\quad: Poliamida y CP: PEBAX® de Elf-Atochem

\quad: Etileno-acetato de vinilo-CP: ELVAX® de DuPont, Wilmington, Del.

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Aglutinantes que reaccionan químicamente:

\quad: Epóxidos: Epicote/Epicure®-System de Shell Chemical

\quad: Poliuretano: Desmodur/Desmophen® de Bayer AG

\quad: Silicona: Silopren®de GE/Bayer GmbH

\quad: Acrilatos y CP: PRECOTE®, epoxi-acrilato-CP microencapsulados de Omnitechnik Mikroverkarselungs GmbH

\quad: Cargas/aditivos de reología: óxido de aluminio

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Aditivos de liberación de gases (G1 a G13):

G 1: = Azodicarbonamida

G 2: = Azodicarbonamida, POROFOR® de BAYER AG modificada

G 3: = 4, 4'-oxibis (bencenosulfohidrazida),

\quad: Fabricante: Uniroyal Chemical, EUA

G 4: = Óxido de difenileno-4, 4'-disulfohidrazida,

\quad: Fabricante: Bayer AG

G 5: = Feniltetrazol

\quad: Fabricante: Stepan Chemical Co., EEUU

G 6: = Anhídrido de ácido isatoico

\quad: Fabricante: Bayer AG

G 7: = Ácido malónico

\quad: Fabricante: Feinchemikalien

G 8: = Ácido oxalacético

\quad: Fabricante: Feinchemikalien

G 9: = tetrilo

G 10: = Hexógeno

G 11: = Octógeno

G 12: = Expancel

\quad: Fabricante: Akzo Nobel

G 13: = Carbonato de calcio

\quad: Fabricante: Omya GMBH

\quad: Aditivos reductores de la fricción (lubricantes).

R 1: = Polvo de Polietileno (cera de PE)

\quad: Ceridust® de Clariant

R 2: = Polvo de politetrafluoroetileno

\quad: (Polvo de teflón PTFE de Dupont)

R 3: = Grafito

\quad: Grafito en polvo de Kropfmühle AG

R 4: = i-sulfuro de molibdeno

\quad: Fabricante: Dow Corning

CP: = Copolímero

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TABLA 3 Momentos de torsión de aflojamiento inicial y desenroscado subsiguiente (DIN 267, parte 27) después de carga efectiva térmica

Par roscado:

^{1)}: Acero inoxidable/acero inoxidable

: - Tornillos de prueba: M10x35, A 2-70, DIN 933

: - Tuercas de prueba: M10, A2-70, DIN 934

^{2)}: Acero/acero

: - Tornillos de prueba: M10x35 8.8 (acero negro bonificado) DIN 933

: - Tuercas de prueba: M10, 10 (acero negro bonificado) DIN 934

Ejemplo	Momento de apriete	Momento de aflojamiento	Momento de desenroscado	Carga efectiva
nº	(LM_{t}) Nm	inicial (LM_{b})	subsiguiente (LM_{f})	térmica y tiempo
		Componente b)	Componente c)
		Sin Nm	Con Nm	Sin Nm	Con Nm	ºC	Horas
1	40^{1)}	107,0	70,0	Agarrotado	1	500	100,0
2	40^{1)}	130,0	42,0	Agarrotado	1	500	100,0
3	40^{1)}	90,0	75,0	Agarrotado	1	500	100,0
4	46^{2)}	125,0	90,0	760,0	15,0	220	0,5
5	46^{2)}	130,0	90,0	60,0	10,0	160	0,3

TABLA 3 (continuación)

Ejemplo	Momento de apriete	Momento de aflojamiento	Momento de desenroscado	Carga efectiva
nº	(LM_{t}) Nm	inicial (LM_{b})	subsiguiente (LM_{f})	térmica y tiempo
		Componente b)	Componente c)
		Sin Nm	Con Nm	Sin Nm	Con Nm	ºC	Horas
6	46^{2)}	80	65,0	50,0	8,0	170	1,5
7	40^{1)}	45,0	35,0	60,0	12,0	170/500	0,5/5
8	46^{2)}	42,0	30,0	40,0	5,0	155	1
9	40^{1)}	60,0	40,0	45,0	15,0	260	2
10	Ninguna^{1)}	31,0	16,0	20,0	12,0	230	2,0
11	Ninguna^{2)}	33,0	20,0	18,0	1	230	2,0
12	Ninguna^{2)}	40,0	15,0	12,0	1	240	2,0
13	46^{2)}	63,0	48,0	31,0	12,0	250	1,5

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Es evidente que cuando se utilizan las masas del recubrimiento de acuerdo con la invención el momento de torsión de aflojamiento inicial y desenroscado subsiguiente y por lo tanto también el riesgo de agarrotamiento o atascamiento de las partes roscadas son considerablemente inferiores que con el uso las masas de recubrimiento sin el componente b) o c).

Claims

1. Masa de recubrimiento con propiedades antiagarrotamiento para pares de casquillos-perno y/o partes roscadas separables, que comprende:

a): al menos un aglutinante que reacciona químicamente y/o inerte,

b): al menos una sustancia que libera gases a temperatura elevada, seleccionada de tetrazoles, benzoxazinas, compuestos peroxo, perácidos y sales de los mismos, carbonatos inorgánicos e hidrógenocarbonatos, sustancias explosivas y azidas de metales alcalinos y de amonio, ácido malónico, ácidos \alpha-cetocarboxílicos, ácidos \beta-cetocarboxílicos, ácidos \alpha,\alpha,\alpha-trihalogenocarboxílicos, ácidos gliceridocarboxílicos, ácidos carboxílicos \beta,\gamma-insaturados, ácidos \beta-hidroxicarboxílicos, \beta-lactonas y anhídridos de ácido carboxílico,

c): al menos un aditivo reductor del coeficiente de fricción, y

2. Masa de recubrimiento según la reivindicación 1, en la que el componente b) da lugar a un rendimiento de gas \geq 50 ml/g.

3. Masa de recubrimiento según la reivindicación 1, en la que el componente b) se selecciona de hexahidro-1,2,3-trinitro-1,2,3,4-triazina, N-metil-N,2,4,6-tetranitroanilina y 2,4,6-trinitrofenol.

4. Masa de recubrimiento según la reivindicación 1, en la que el componente b) se selecciona entre carbonatos e hidrogenocarbonatos inorgánicos.

5. Masa de recubrimiento según la reivindicación 1, en la que el componente b) se encuentra en forma microencapsulada.

6. Masa de recubrimiento según la reivindicación 1, en donde el aditivo reductor del coeficiente de fricción se selecciona de grafitos, sulfuros metálicos, poliolefinas y poliolefinas fluoradas.

7. Masa de recubrimiento según la reivindicación 6, en la que el aditivo reductor del coeficiente de fricción se selecciona de polietileno, politetrafluoroetileno, grafito y disulfuro de molibdeno.

8. Masa de recubrimiento según la reivindicación 1, en la que el componente a) se selecciona de los monómeros reactivos o polímeros o copolímeros reactivos que tienen un peso molecular promedio en el intervalo de 300 a 25.000.

9. Masa de recubrimiento según la reivindicación 8, en la que el componente a) se selecciona de resinas (met)acrílicas, resinas epóxicas y poliuretanos con grupos isocianato.

10. Masa de recubrimiento según la reivindicación 1, en la que el componente a) se selecciona de polímeros y copolímeros termoplásticos inertes.

11. Masa de recubrimiento según la reivindicación 10, en donde el componente a) se selecciona de poliolefinas, poliamidas, poliésteres saturados, poli(met)acrilatos y copolímeros de los mismos.

12. Masa de recubrimiento según la reivindicación 1, en la que le aglutinante es un aglutinante inorgánico.

13. Masa de recubrimiento según la reivindicación 12, en la que el aglutinante inorgánico se selecciona de vidrio soluble, cemento, piedra caliza y yeso.

14. Masa de recubrimiento según la reivindicación 1, que comprende sustancias eléctricamente conductoras o térmicamente conductoras en la forma de fibras, partículas, microesferas, microcuerpos huecos y/o alambres.

15. Procedimiento para deshacer una conexión de casquillo-perno o una conexión roscada sellada o asegurada con una masa de recubrimiento endurecida según la reivindicación 1, en el que la conexión de casquillo-perno o la conexión roscada o una pieza de trabajo que comprende tal conexión casquillo-perno o conexión roscada es expuesta al menos en parte a una temperatura a la cual el componente b) libera gases, la temperatura es mantenida por un período suficiente para reducir la resistencia cohesiva y, dado el caso, la resistencia adhesiva de la masa de recubrimiento endurecida, y las partes roscadas son desatornilladas.