ES2580208T3

ES2580208T3 - Composición de grasa

Info

Publication number: ES2580208T3
Application number: ES11805229.9T
Authority: ES
Inventors: Franck Bardin
Original assignee: Total Marketing Services SA
Current assignee: TotalEnergies Marketing Services SA
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2016-08-22
Anticipated expiration: 2031-12-12
Also published as: MX2013006759A; WO2012080940A1; CA2820456A1; AR084244A1; CN103339242A; US20130267447A1; BR112013014825A2; JP5873104B2; EP2652100B1; JP2014505127A; FR2968670B1; KR20130130016A; CA2820456C; FR2968670A1; EP2652100A1

Abstract

Composición de grasa que comprende: (a) uno o varios aceites base de origen mineral, sintético o natural, (b) un espesante compuesto mayoritariamente por uno o varios jabones de aluminio simples o complejos, (c) uno o varios ditiocarbamatos de molibdeno, (d) grafito, * en la que el(los) jabón(jabones) de aluminio, simple(s) o complejo(s), constituye(n) al menos 80% en peso del espesante (b) en dicha composición, * cuyo contenido de molibdeno está comprendido entre 500 y 5.000 ppm, * cuyo contenido másico de grafito está comprendido entre 0,5 y 3%.

Description

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DESCRIPCION

Composicion de grasa Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a composiciones de grasa, en particular utilizables en las aplicaciones industriales u obras publicas, que necesitan una resistencia muy buena a las grandes cargas y a los choques.

Antecedentes tecnologicos de la invencion

Hay numerosas aplicaciones en las que los lubricantes lfquidos no convienen ya que "derivan" en relacion al punto de engrase. Se trata en particular de cojinetes de rodamiento y de deslizamiento, engranajes abiertos, cables metalicos y accionamientos por cadena, y mas generalmente aplicaciones que no comprenden un sistema de estanqueidad.

Para estas aplicaciones, se utilizan grasas lubricantes, que son sustancias solidas o semifluidas resultantes de la dispersion de un espesante en un lubricante lfquido, que integran aditivos que le confieren propiedades particulares.

Una amplia mayorfa de grasas lubricantes se prepara con espesantes de tipo sales metalicas de acidos grasos. Se disuelve el acido graso en el aceite base a una temperatura relativamente elevada, y se anade a continuacion el hidroxido de metal apropiado. Despues de evaporar por coccion el agua que se forma durante la reaccion, se enfrfa durante un lapso de tiempo definido, para formar la red de jabon.

Para la fabricacion de la grasa, son convenientes por ejemplo como compuestos metalicos los hidroxidos de litio, sodio, calcio, bario, titanio o aluminio o algunos trfmeros de aluminio. Los acidos grasos de cadena larga, del orden de C14 a C28, principalmente C18, provienen generalmente de aceites vegetales (aceite de ricino por ejemplo), o animales (por ejemplo sebo). Pueden ser hidrogenados. El derivado mas conocido es el acido 12-hidroxestearico que procede del acido ricinoleico.

Tambien se pueden utilizar, en combinacion con los acidos grasos de cadena larga, acidos de cadena corta, que comprenden normalmente entre 6 y 12 atomos de carbono, como por ejemplo el acido azelaico y el acido benzoico. Se forman entonces grasas denominadas complejas.

Los jabones metalicos forman una estructura fibrosa, salvo los jabones de aluminio, que presentan una estructura de gel esferica.

Se pueden utilizar otros espesantes inorganicos como, por ejemplo, la bentonita y el gel de sflice. Tambien se encuentran entre los espesantes las policarbamidas (poliureas).

Para las aplicaciones en las que la grasa se encuentra en un recinto no confinado (por ejemplo engranajes abiertos de cementeras...), las grasas espesadas con jabones metalicos, y en particular con jabones metalicos de aluminio simples o complejos son bastante superiores a las otras grasas.

En efecto, las grasas espesadas con poliureas no tienen una estabilidad mecanica suficiente, principalmente debido a su caracter tixotropico, que les lleva a desestructurarse sometidas a tensiones mecanicas.

Los espesantes inorganicos presentan tambien problemas de comportamiento mecanico y de resistencia al agua, lo que es perjudicial en los sistemas abiertos.

Los jabones metalicos presentan, por su parte, un comportamiento mecanico muy bueno. En particular, las grasas espesadas con jabones de aluminio simple o complejo presentan un comportamiento mecanico muy bueno, son muy resistentes al agua (en particular las grasas de aluminio complejo), y presentan una adhesividad a las superficies metalicas muy buena.

La patente FR 1048670 describe por ejemplo una grasa que comprende un jabon de aluminio, que permite la lubricacion de piezas pesadas en la industria, que funcionan en condiciones rigurosas de temperatura y de cargas. La presencia de jabon de aluminio impide la separacion del aceite base de la grasa, y por lo tanto la desestructuracion de la grasa.

La solicitud FR 2172080 describe tambien grasas particularmente estables espesadas con jabones de aluminio, asf como la solicitud FR 2012238, que destaca igualmente su resistencia al agua.

La solicitud EP0661378 divulga ejemplos de grasas espesadas con jabones de aluminio complejo que contienen ditiocarbamato de molibdeno (MoDTC), solo o en combinacion con ditiofosfato de zinc (DTPZn). Estas composiciones no contienen grafito. Sus caracterfsticas EP son bajas, particularmente las de la grasa que no contiene mas que MoDTC.

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Bajo el nombre de COPAL MS 2 se comercializan grasas espesadas con jabones de aluminio complejo, y que comprenden aditivos antidesgaste, para extrema presion, asf como un modificador de frotamiento, el bisulfuro de molibdeno (MoS2), para aplicaciones en engranajes abiertos en la industria pesada tales como las cementeras, las azucareras (trituradores, arneses de control de horno, coronas de orientacion) o, para la maquinaria de obras publicas. La presencia de MoS2 garantiza una buena lubricacion incluso en caso de sobrecalentamiento accidental y evita cualquier adhesion o agarrotamiento de los componentes lubricados.

No obstante, estas grasas tiene un elevado contenido de molibdeno (Mo), que serfa interesante reducir por razones medioambientales, y propiedades de extrema presion que podrfan ser mejoradas, principalmente para soportar los choques y los golpes, por ejemplo en los trituradores y en las maquinarias de obras publicas.

Las grasas pueden contener diferentes lubricantes solidos, conocidos por sus propiedades de friccion y sus propiedades antidesgaste, tales como por ejemplo el bisulfuro de molibdeno o de tungsteno, el grafito o el politetrafluoroetileno (PTFE).

La solicitud FR 2723747 divulga grasas de alta temperatura para juntas homocineticas que comprenden aceites base minerales y/o sinteticos, espesantes de poliurea y de MoS2 como lubricante solido, asf como grafito y al menos un compuesto organico de molibdeno, preferentemente ditiocarbamato de molibdeno. Los lubricantes solidos grafito, MoDTC, PTFE, permiten reducir el contenido del lubricante solido costoso MoS2, sin sustituirlo, sin embargo, completamente. El contenido de molibdeno de las composiciones divulgadas es al menos del orden de 5.000 ppm.

Esta solicitud no se refiere al campo de las grasas para sistemas abiertos, en la industria o en obras publicas, y no describe grasas espesadas con jabones de aluminio simples o complejos. El problema es producir grasas para juntas homocineticas de automoviles que resistan a alta temperatura, y que tengan una vida util, un poder lubricante, y una resistencia sometida a carga permanente mejoradas. No se hace ninguna mencion de la mejora de las propiedades de extrema presion.

El documento WO 03/000831 se refiere a una grasa a base de polialfaolefinas para una utilizacion en aplicaciones que necesitan una resistencia a las cargas altas. La grasa contiene un espesante a base de jabon y de aluminio. Puede tambien contener un lubricante solido tal como el grafito y el ditiocarbamato de molibdeno.

La publicacion "Effect of graphite on friction and wear characteristics of molybdenum dithiocaibamate", Y. Yamamoto et al., Tribology Letters, Vol. 17, N° 1, julio 2004, divulga el efecto potenciador del grafito de las caracterfsticas de antidesgaste y de friccion del MoDTC, en un aceite lubricante especffico, el escualano. Esta mejora no se refiere a las propiedades de extrema presion, y sobre todo es importante en presencia de dispersante succinimida. Este estudio esta limitado a un solo aceite lubricante natural y no aborda el campo de la grasas. No se divulga ninguna combinacion especffica de aceite base, grafito y MoDTC con otros componentes necesarios para la formulacion de las grasas, en particular los espesantes. Por lo tanto, no es posible en absoluto deducir de esta publicacion si el efecto potenciador del grafito sobre las caracterfsticas de friccion y desgaste del MoDTC, y todavfa menos sobre las propiedades de extrema presion, se repetira en una grasa que comprenda tal o cual espesante.

De forma sorprendente, la Solicitante ha constatado que grasas espesadas con jabones de aluminio, y que comprenden, como modificador de friccion, un ditiocarbamato de molibdeno combinado con grafito, presentaban propiedades de extrema presion mejoradas; las composiciones segun la invencion pueden presentar estas propiedades mejoradas con un contenido de molibdeno reducido.

Breve descripcion de la invencion:

La presente invencion se refiere a composiciones de grasa que comprenden:

(a) uno o varios aceites base de origen mineral, sintetico o natural,

(b) un espesante compuesto mayoritariamente por uno o varios jabones de aluminio simples o complejos,

(c) uno o varios ditiocarbamatos de molibdeno,

(d) grafito,

en la que el(los) jabon(jabones) de aluminio, simple(s) o complejo(s), forma(n) al menos 80% en peso del espesante (b) en dicha composicion,

cuyo contenido de molibdeno esta comprendido entre 500 y 5.000 ppm, cuyo contenido masico de grafito esta comprendido entre 0,5 y 3%.

Preferentemente, las composiciones segun la invencion comprenden, como aceites base (a), uno o varios aceites base minerales, solos o en mezcla, y opcionalmente uno o varios aceites base sinteticos.

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Segun un modo de realizacion, las composiciones segun la invencion comprenden al menos un jabon de aluminio complejo como espesante (b).

En las composiciones segun la invencion, el o los jabon (jabones) de aluminio, simple(s) o complejo(s), constituye(n) al menos 80% en peso del espesante (b) en dichas composiciones.

Segun un modo de realizacion, las composiciones de grasa segun la invencion comprenden ademas uno o varios aditivos elegidos entre los aditivos antidesgaste y/o de extrema presion, preferentemente fosfosulfurados, preferentemente los ditiofosfatos.

Segun un modo preferido, las composiciones segun una de las reivindicaciones 1 a 5 comprenden ademas uno o varios polfmeros, preferentemente elegidos entre los poliisobutenos.

En las composiciones segun la invencion, el contenido de molibdeno esta comprendido entre 500 y 5.000 ppm, preferentemente entre 1.000 y 4.800 ppm.

En las composiciones segun la invencion, el contenido masico de grafito esta comprendido entre 0,5 y 3%, preferentemente entre 0,7 y 2%.

La presente invencion tambien se refiere a la utilizacion de una composicion de grasa tal como se ha descrito anteriormente para la lubricacion de sistemas abiertos, preferentemente los engranajes abiertos, los cables metalicos y accionamientos por cadena.

Preferentemente, esta utilizacion se hace en el campo de la industria, preferentemente en la industria cementera, azucarera o siderurgica, o en el ambito de las obras publicas.

La presente invencion tambien se refiere a la utilizacion de una composicion aditiva que comprende ditiocarbamato de molibdeno y grafito para aumentar la carga de soldadura, medida segun la norma DIN 51350/4, de una grasa espesada con jabones de aluminio simples o complejos.

Finalmente, la presente invencion tambien se refiere a un sistema abierto, preferentemente un engranaje abierto, cable metalico o accionamiento por cadena, que comprende una composicion de grasa tal como se ha descrito anteriormente.

Descripcion detallada:

Aceites base lubricantes (a)

El o los otros aceites base utilizados en las composiciones segun la presente invencion pueden ser aceites de origen mineral o sinteticos de los grupos I a V segun las clases definidas en la clasificacion API (American Petroleum Intitute).

Los aceites base minerales segun la invencion induyen cualquier tipo de bases obtenidas por destilacion atmosferica y a vacfo del petroleo bruto, seguidas de operaciones de refinado tales como extraccion con disolvente, desasfaltado, desparafinado con disolvente, hidrotratamiento, hidrocraqueo e hidroisomerizacion o hidroacabado.

Los aceites base de las composiciones de grasas segun la presente invencion tambien pueden ser aceites sinteticos, tales como algunos esteres, siliconas, glicoles, polibuteno, polialfaolefinas (PAO), alquilbenceno y alquilnaftaleno.

Los aceites base tambien pueden ser aceites de origen natural, por ejemplo esteres de alcohol y de acidos carboxflicos, pudiendo obtenerse a partir de fuentes naturales tales como el aceite de girasol, de colza, de palma, de soja, ...

Segun un modo de realizacion, las composiciones de grasa segun la invencion contienen una mezcla de aceites minerales, por ejemplo aceites minerales paraffnicos y aceites minerales naftenicos, como aceites base (a).

Segun otro modo de realizacion, contienen una mezcla de aceite(s) mineral(es), por ejemplo aceites minerales paraffnicos y aceites minerales naftenicos, y aceites sinteticos, por ejemplo polialfaolefinas.

La mezcla de aceites base (a) se ajusta de forma que su viscosidad a 40°C segun la norma ASTM D 445 este comprendida entre 100 y 500 cSt, preferentemente entre 110 y 300 cSt, preferentemente entre 150 y 250 cSt.

Espesantes (b)

Las grasas segun la presente invencion se espesan con jabones de aluminio, simples o complejos, que presentan propiedades mecanicas y una adhesividad a las superficies superiores, asf como una excelente resistencia al agua.

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Los jabones de aluminio y de acidos grasos se pueden preparar de forma separada, o in situ durante la fabricacion de la grasa (en este ultimo caso, se disuelve el o los acidos grasos en el aceite base, y luego se anade el compuesto metalico apropiado).

Los jabones de aluminio simples se preparan por ejemplo a partir de hidroxido de aluminio Al(OH)3 y de uno o varios acidos grasos de cadena larga, que comprende normalmente de 10 a 28 atomos de carbono, saturados o insaturados, por ejemplo el acido estearico.

Los jabones de aluminio complejos se preparan por ejemplo a partir de acido estearico, acido benzoico, y trfmeros de aluminio que responden a la formula (I):

ROH

imagen1

imagen2

donde R es un radical hidrocarbonado, preferentemente alquilo, por ejemplo isopropilo.

Los jabones de aluminio complejos presentan, con respecto a los jabones simples, la ventaja de un mejor comportamiento a alta temperatura.

Los jabones de aluminio se emplean preferentemente con contenidos del orden de 5 a 30% en peso, preferentemente de 10 a 25% en peso, preferentemente de 105 a 20% en peso, normalmente 12% en peso en las grasas segun la invencion. En las composiciones segun la invencion, la cantidad de jabon(jabones) metalico(s) se ajusta generalmente de forma que se obtengan grasas de grado 00, de grado 0, de grado 1 o de grado 2 segun la clasificacion NLGI.

Las grasas segun la invencion contienen mayoritariamente jabones de aluminio, simples o complejos, como espesantes. Se entiende con ello que estos jabones representan juntos el porcentaje mayor en las grasas segun la invencion, comparado con el porcentaje en peso de las otras materias espesantes.

La cantidad del o de los jabones de aluminio, simples o complejos, constituye al menos 80% en peso con respecto al peso total de materias espesantes, en las composiciones de grasa segun la invencion.

Segun un modo de realizacion, las grasas segun la invencion pueden contener como espesante mayoritario jabones metalicos de acidos grasos simples o complejos, y menores cantidades de otros espesantes, tales como otros jabones metalicos, simples o complejos, poliureas, o espesantes inorganics, tipo bentonita o aluminosilicatos.

Preferentemente, las grasas segun la invencion son ejemplos de espesantes de tipo poliureas, que son tecnicamente mas complicados de fabricar, en particular porque los componentes que participan en su fabricacion, tales como los isocianatos y las aminas, son muy toxicos y poco estables durante el almacenamiento.

Todavfa mas preferentemente, las grasas segun la invencion contienen exclusivamente jabones metalicos de aluminio simples o complejos como espesantes.

Ditiocarbamato de molibdeno y grafito:

Las composiciones de grasa segun la invencion contienen grafito y ditiocarbamato de molibdeno. Se ha constatado de forma sorprendente, y a pesar de que el grafito es conocido por su baja resistencia a una fuerte carga, que esta combinacion permite obtener grasas espesadas con jabones de aluminio que tienen propiedades muy buenas de extrema presion, con una tasa reducida de molibdeno.

No es deseable suprimir los compuestos de molibdeno totalmente, ya que las grasas espesadas con jabones de aluminio que no lo contienen, o contienen poco, no presentan ninguna mejora de las propiedades de extrema presion. Por ejemplo, el grafito es conocido por presentar problemas de resistencia con carga grande, y una grasa que no contiene mas que grafito, tiene propiedades de extrema presion mediocres.

Por otra parte, las grasas que no contienen mas que ditiocarbamato de molibdeno como aditivo no garantizan una proteccion suficiente de las piezas ya que el MoDTC necesita una cierta temperatura de activacion para ser eficaz, y generalmente se utiliza en combinacion con otros aditivos, principalmente fosfosulfurados. Las grasas espesadas con jabones de aluminio (complejos) que no contienen mas que MoDTC como aditivo tienen caracterfsticas de extrema presion mediocres.

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Ditiocarbamato de molibdeno (DTCMo) (c)

Las composiciones segun la invencion contienen ditiocarbamatos de molibdeno, aditivos modificadores de friccion bien conocidos por el experto en la materia.

Estos modificadores de frotamiento organometalicos de ditiocarbamato de molibdeno pueden ser por ejemplo dialquilditiocarbamatos de molibdeno que responden a la formula (II):

imagen3

En la que Xi, X2, X3 y X4 son cadenas alquilo, que comprenden preferentemente de 2 a 13 atomos de carbono, preferentemente de 2 a 6 atomos de carbono.

La cantidad de MoDTC de las composiciones segun la invencion se ajusta de forma que su contenido de molibdeno este comprendido entre 500 y 5.000, preferentemente entre 1.000 y 4.800 ppm, preferentemente entre 1.500 y 4.500 ppm, preferentemente entre 2.000 y 4.000, preferentemente entre 2.500 y 3.000 ppm. Un contenido muy bajo de MoDTC lleva a propiedades de extrema presion mediocres, un contenido muy alto es perjudicial para el medio ambiente.

Este contenido se puede medir con las tecnicas habituales, plasma, absorcion atomica, fluorescencia de rayos X

Normalmente, el contenido masico de dialquilditiocarbamato de las composiciones segun la invencion esta comprendido entre 0,3 y 2%, preferentemente entre 0,5 y 1,7%, preferentemente entre 0,7 y 1,5%, preferentemente entre 0,8 y 1,2% normalmente igual a 1%.

Segun un modo preferido, en las composiciones segun la invencion, la relacion Mo/[grafito] entre el contenido de molibdeno, en ppm, y el porcentaje masico de grafito en dichas composiciones, esta comprendida entre 1.000 y 4.000, preferentemente entre 1.500 y 3.500, preferentemente entre 2.000 y 3.000, preferentemente entre 2.500 y 2.900.

Esta relacion Mo/[grafito] permite una optimizacion de las propiedades de extrema presion para una cantidad dada de MoDTC.

Grafito (d)

Las composiciones de grasa segun la invencion contienen grafito, en cualquier forma que se pueda incorporar en las grasas. Por ejemplo, el grafito empleado en las composiciones segun la invencion puede ser un polvo de tamano micrometrico, con tamanos de partfcula comprendidos entre 1 y 15 pm, y por ejemplo una distribucion de tamano caracterizada por un diametro D50 comprendido entre 3 y 8 pm, preferentemente entre 5 y 7 pm.

El contenido masico de grafito de las composiciones segun la invencion esta comprendido entre 0,5 y 3%, preferentemente entre 0,7 y 2%, preferentemente entre 0,8 y 1,5%, preferentemente entre 0,9 y 1,2%.

Antidesgaste y extrema presion:

Las grasas segun la invencion contienen opcionalmente aditivos antidesgaste y para extrema presion fosfosulfurados utilizados habitualmente en la formulacion de grasas y lubricantes. Son, por ejemplo y de forma no limitativa, el acido tiofosforico, el acido tiofosforoso, los esteres de estos acidos, sus sales, y los ditiofosfatos, preferentemente los ditiofosfatos, en particular los ditiofosfatos de zinc (DTPZn).

Se preferiran en particular los ditiofosfatos de zinc de formula (III):

imagen4

donde R1, R2, R3 y R4 son, independientemente los unos de los otros, grupos alquilo lineales o ramificados que comprenden de 1 a 24, preferentemente de 3 a 14 atomos de carbono o grupos arilo eventualmente sustituidos que comprenden de 6 a 30, preferentemente de 8 a 18 atomos de carbono.

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Estos diferentes compuestos se pueden emplear solos o en mezcla en las compos ici ones de grasa segun la invencion. Su % masico preferentemente esta comprendido entre 0,5 y 5% en peso, preferentemente entre 0,7 y 2% en peso, o tambien entre 0,8 y 1,5% en peso con respecto al peso total de la composicion.

Las composiciones lubricantes segun la presente invencion tambien pueden contener aditivos antidesgaste y para extrema presion fosforados, tales como por ejemplo los fosfatos de alquilo o fosfonatos de alquilo, el acido fosforico, el acido fosforoso, los mono-, di- y triesteres del acido fosforoso y del acido fosforico, y sus sales.

Las composiciones lubricantes segun la presente invencion tambien pueden contener aditivos antidesgaste y para extrema presion azufrados, por ejemplo los ditiocarbamatos, tiadiazoles y benzotiazoles y las olefinas sulfurizadas.

Otros aditivos

Las grasas segun la invencion tambien pueden contener cualquier tipo de aditivos adaptados a su utilizacion, por ejemplo antioxidantes, tales como los aminados o fenolicos, anticorrosivos que pueden ser compuestos oxigenados tales como los esteres, por ejemplo el monoleato de sorbitano, las ceras oxidadas, pasivantes de cobre, ...

Estos diferentes compuestos generalmente estan presentes en contenidos inferiores a 1%, o incluso a 0,5% en masa en las grasas.

Las grasas segun la invencion tambien pueden contener polfmeros, por ejemplo poliolefinas, poliisobuteno (PIB), polietilenos, polipropileno, PAO pesadas, olefinas copolimericas (OCP) por ejemplo dieno-estireno hidrogenado, polimetacrilatos (PMA), con contenidos generalmente comprendidos entre 1 y 35%. Estos polfmeros se utilizan para mejorar la cohesion de las grasas, que resisten asf mejor a la centrifugacion. Estos polfmeros aportan tambien una mejor adhesividad (principalmente los PIB) de la grasa a las superficies, y aumentan la viscosidad de la fraccion aceite base, y por lo tanto el espesor de la pelfcula de aceite entre las piezas en frotamiento. La cantidad incorporada varfa en funcion de la masa molar, de la viscosidad y del efecto deseado. Se utilizaran por ejemplo PIB de masa molar comprendida entre 15.000 y 25.000 dalton con contenidos comprendidos entre 1 y 10% en masa, para aumentar la adhesion de la grasa a las superficies metalicas.

Procedimiento de preparacion de las grasas:

Las grasas segun la invencion se fabrican preferentemente formando el jabon metalico in situ.

Se disuelven varios acidos grasos en una fraccion del aceite base o de la mezcla de aceite base a temperatura ambiente. Esta fraccion generalmente es del orden de 50% de la cantidad total de aceite contenida en la grasa final. Los acidos grasos pueden ser acidos largos, que comprenden de 14 a 28 atomos de carbono, para formar un jabon simple, eventualmente combinados con acidos grasos cortos, que comprenden de 6 a 12 atomos de carbono, para formar jabones complejos.

Se anaden, a una temperatura de aproximadamente 60 a 80°C, los compuestos que contienen el aluminio, preferentemente de tipo trfmero de aluminio tal como se ha descrito anteriormente.

Se deja que transcurra la reaccion de los acidos grasos con el o los compuestos que contienen el aluminio, calentando a aproximadamente 200°C. La grasa se enfrfa a continuacion, principalmente por la fraccion restante de aceite base.

A continuacion se incorporan los aditivos a aproximadamente 80°C. Y a continuacion se amasa durante un tiempo suficiente para obtener una composicion de grasa homogenea.

Grado de las grasas:

La consistencia de una grasa mide su dureza o su fluidez en reposo. Se cifra por la profundidad de penetracion de un cono de dimensiones y de masa dadas. La grasa se somete previamente a un amasado. Las condiciones de medida de la consistencia de una grasa estan definidas por la norma ASTM D 217.

Segun su consistencia, las grasas se reparten en 9 clases o 9 grados NLGI (National Lubricating Grease Institute) habitualmente utilizados en el campo de las grasas. Estos grados se indican en la tabla siguiente.

Las grasas segun la invencion son preferentemente grasas de consistencia comprendida entre 265 y 430, preferentemente entre 310 y 430, preferentemente entre 265 y 340 decimas de milfmetro segun ASTM D217. Preferentemente, son de grado NLGI 00, 0, 1 o 2, es decir que su consistencia esta comprendida respectivamente entre 400 y 430, o 355 y 385, o 310 y 340, o 265 y 295 decimas de milfmetro segun ASTM D217.

Las grasas destinadas a los engranajes abiertos se deben adherir a las superficies, pero no deben ser demasiado consistentes ya que se aplican por barboteo del engranaje en una cuba o por pulverizacion. Por lo tanto, los grados 0, 00 o 1 seran preferidos, es decir las grasas de consistencia respectivamente comprendida entre 400 y 430, o 355 y 385, o 310 y 340 decimas de milfmetro segun ASTM D217.

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: Consistencia segun ASTM D 217

Grado de NLGI: (decima de milfmetro)

000: 445-475

00: 400-430

0: 355-385

1: 310-340

2: 265-295

3: 220-250

4: 175-205

5: 130-160

6: 85-115

Grado de las grasas

Ejemplo 1

Se han preparado composiciones de grasas con un pie de grasa preparado a partir de aceite base mineral, y de un jabon de aluminio complejo obtenido por reaccion de acido benzoico, de triestearato de glicerol (estearina), y de una fuente de aluminio (trfmero de aluminio que responde a la formula (I) anterior). El aceite base representa 82,50% en peso del pie de grasa, y el jabon de aluminio complejo 17,50% en peso.

Estas grasas son de grado 2 segun la clasificacion NLGI.

Este pie de grasa entra en la composicion de una grasa comercial que comprende 2,5% de MoS2, y diferentes aditivos: un aditivo antidesgaste (DTPZn), uno para extrema presion asf como uno anticorrosivo, que se toma como referencia (referenda 1).

Las composiaones de grasa se han preparado con el mismo pie de grasa y la misma aditivacion que la grasa de referencia comercial, pero el MoS2 se ha sustituido total o parcialmente por otros lubricantes solidos:

• El grafito empleado es un polvo micrometrico, de diametro D50 = 6 pm

• El MoDTC empleado es el di-n-butilditiocarbamato de molibdeno, que contiene 28% en masa de molibdeno,

• El MoS2 empleado es un polvo micrometrico formado por partfculas de tamano comprendido entre 0,5 y 8 pm, de D50 aproximadamente 2 pm.

Las caracterfsticas de extrema presion de todas estas grasas se han medido segun la norma DIN 51350/4, midiendo la carga de soldadura en la prueba por 4 bolas EP (medida de la carga necesaria que hay que aplicar para soldar entre si 4 bolas dispuestas segun una configuracion determinada y entre las que se ha introducido una cantidad determinada de grasa).

La tabla 1 recoge las composiaones y las caracterfsticas de las grasas A a E comparativamente con la referencia 1.

Las grasas D y E segun la invencion tienen propiedades de extrema presion (EP) significativamente mejoradas con respecto a la referencia, y un contenido de molibdeno muy inferior.

La grasa A que no contiene molibdeno, no presenta ninguna mejora de las propiedades de extrema presion.

Las grasas B y C muestran una ligera mejora de las propiedades EP (inferior a la observada con las grasas D y E), pero su contenido de molibdeno permanece muy elevado.

Ejemplo 2:

Se han preparado composiciones de grasas con un pie de grasa preparado a partir de un aceite base mineral, y de un jabon de litio simple obtenido por reaccion de acido 12-hidroxestearico y de hidroxido de litio (LiOH, H2O). El aceite base representa 90,00% en peso del pie de grasa, y el jabon de litio simple 10,00% en peso.

Estas grasas son de grado 2 segun la clasificadon NLGI.

Este pie de grasa entra en la composicion de una grasa tomada como referenda (referenda 2) que comprende ademas 1% de MoS2, y diferentes aditivos: un aditivo antidesgaste (DTPZn), uno para extrema presion, as^ como uno anticorrosivo, que se toma como referencia (referencia 2).

Las composiciones de grasa F y G se han preparado con el mismo pie de grasa y la misma aditivacion que la grasa 5 de referenda 2, pero el MoS2 se ha reemplazado por grafito y MoDTC (identicos a los del ejemplo 1).

Las caractensticas de extrema presion de la referencia 2 y de las grasas F y G se han medido segun la norma DIN 51350/4, midiendo la carga de soldadura en la prueba por 4 bolas EP.

La tabla 1 recoge las composiciones y las caractensticas de las grasas F y G comparativamente con la referencia 2.

No se ha constatado ninguna mejora de las propiedades de extrema presion entre la referencia 2 y la grasa F o la 10 grasa G. En este entorno de espesante de jabon de litio, la combinacion MoDTC + grafito no actua de la misma forma que en un entorno de espesante de aluminio.

Sin pretender estar relacionado con ninguna teoria, parece que la estructura de gel esferica de los jabones de aluminio, que se distingue de la estructura fibrosa de los otros jabones metalicos de acidos grasos (principalmente de litio), utilizados como espesantes, tiene una influencia sobre el modo de accion y las caractensticas de los 15 aditivos.


: Referenda 1 A B c D E Referenda 2 F G

% masico: Pie de grasa 89,60 89,10 88,10 89,10 89,10 90,10 91,50 91,50 91,00

MOS2: 2,50 2,00 1,00 1,00

PTFE: 2,00 2,00

MoDTC: 1,50 1,00 0,50 1,00

Grafito: 1,00 2,00 1,50 1,00 0,50 0,50

Aditivos: 7,90 7,90 7,90 7,90 7,90 7,90 7,50 7,50 7,50

Total: 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

: Contenido de Mo (ppm) 15.000 0 12.000 6.000 4.200 2.800 6.000 1.400 2.800

: 4 bolas EP DIN 51350/4

: Mejora/referencia 0% 10% 20% 70% 80% 0% 0%

Claims

5

10

15

20

25

30

REIVINDICACI ONES

1. Composicion de grasa que comprende:

(a) uno o varios aceites base de origen mineral, sintetico o natural,

(b) un espesante compuesto mayoritariamente por uno o varios jabones de aluminio simples o complejos,

(c) uno o varios ditiocarbamatos de molibdeno,

(d) grafito,

• en la que el(los) jabon(jabones) de aluminio, simple(s) o complejo(s), constituye(n) al menos 80% en peso del espesante (b) en dicha composicion,

• cuyo contenido de molibdeno esta comprendido entre 500 y 5.000 ppm,

• cuyo contenido masico de grafito esta comprendido entre 0,5 y 3%.
2. Composicion segun la reivindicacion 1 que comprende como aceites base (a) uno o varios aceites base minerales, solos o en mezcla, y opcionalmente uno o varios aceites base sinteticos.
3. Composicion segun una de las reivindicaciones 1 o 2 que comprende al menos un jabon de aluminio complejo como espesante (b).
4. Composicion de grasa segun una de las reivindicaciones 1 a 3 que comprende ademas uno o varios aditivos elegidos entre los aditivos antidesgaste y/o para extrema presion, preferentemente fosfosulfurados, preferentemente los ditiofosfatos.
5. Composicion de grasa segun una de las reivindicaciones 1 a 4 que comprende ademas uno o varios polfmeros, preferentemente elegidos entre los poliisobutenos.
6. Composicion segun una de las reivindicaciones 1 a 5 cuyo contenido de molibdeno esta comprendido entre 1.000 y 4.800 ppm.
7. Composicion de grasa segun una de las reivindicaciones 1 a 6 en la que el contenido masico de grafito esta comprendido entre 0,7 y 2%.
8. Utilizacion de una composicion de grasa segun una de las reivindicaciones 1 a 7 para la lubricacion de los sistemas abiertos, preferentemente los engranajes abiertos, los cables metalicos o los accionamientos por cadena.
9. Utilizacion segun la reivindicacion 8 en el campo de la industria, preferentemente la industria cementera, azucarera, o siderurgica, o en el campo de las obras publicas.
10. Utilizacion de una composicion de aditivo que comprende ditiocarbamato de molibdeno y grafito para aumentar la carga de soldadura, medida segun la norma DIN 51350/4, de una grasa espesada con jabones de aluminio simples o complejos.
11. Sistema abierto, preferentemente engranaje abierto, cable metalico o accionamiento por cadena, que comprende una composicion de grasa segun una de las reivindicaciones 1 a 7.