ES2258291T3

ES2258291T3 - Uso de agentes de desmoldeo/lubricantes, libres de agua, para tratar las paredes de una matriz para el conformado o reconformado original.

Info

Publication number: ES2258291T3
Application number: ES98117871T
Authority: ES
Inventors: Marten Douwe Kok; Harold Dr. Gankema
Original assignee: Acheson Industries Inc
Current assignee: Acheson Industries Inc
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2018-09-21
Also published as: DE19810031A1; EP0942062A3; ATE322531T1; BR9803809A; HU9802133D0; US6040278A; KR19990076518A; CA2248489A1; DE69834100D1; JP3539712B2; EP0942062B1; HUP9802133A3; MY120552A; CZ301798A3; JPH11293271A; DE69834100T2; HUP9802133A2; CN1228467A; PL328757A1; EP0942062A2

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UNA COMPOSICION EXENTA DE AGUA DESTINADA A TRATAR LAS PAREDES DE UNA MATRIZ PARA SU CONFORMACION ORIGINAL O RECONFORMACION. DICHA COMPOSICION CONTIENE HASTA EL 30 % DE UNA POLIOLEFINA Y/O CERA DE PARAFINA Y AL MENOS EL 70 % DE ACEITE, SIENDO DICHO ACEITE UN ACEITE DE SILICONA, UN ACEITE SINTETICO, UN ACEITE VEGETAL, UN ACEITE MINERAL, O UNA MEZCLA DE VARIOS DE LOS MISMOS. PARA PRODUCIR UNA COMPOSICION EXENTA DE AGUA SEGUN LA INVENCION, SE MEZCLAN UNA O MAS CERAS CON EL ACEITE O ACEITES Y CON CUALQUIER ADITIVO DESEADO, HASTA OBTENER UNA MEZCLA OBTENIDA. LOS AGENTES LUBRICANTES O DE DESMOLDEO DE LA INVENCION SE UTILIZAN PREFERENTEMENTE PARA TRATAR LAS PAREDES DE UNA MATRIZ, PARA CONFORMARLA O RECONFORMARLA.

Description

Uso de agentes de desmoldeo/lubricantes, libres de agua, para tratar las paredes de una matriz para el conformado o reconformado original.

La presente invención se refiere al uso de composiciones libres de agua pulverizables para tratar las paredes de una matriz para el conformado o reconformado original.

Los agentes de desmoldeo o lubricantes convencionales, usados en la industria metalúrgica para procesos de colada en matriz, procesos Croning, procesos de forjado en matriz, etc., constan de aceites y ceras en una dispersión acuosa (suspensiones o especialmente emulsiones). Para producir dispersiones y emulsiones de este tipo que permanezcan estables, se requieren cantidades considerables de un emulsionante para evitar la separación de fases, es decir, la separación del agua del aceite y/o cera. La presencia de tales emulsionantes en agentes para lubricar matrices, e incluso la presencia de la propia agua, sin embargo, está asociada con un conjunto significativo de desventajas.

En los agentes de desmoldeo y lubricantes convencionales usados para pretratar las matrices usadas en, por ejemplo, la colada en matriz o el forjado en matriz de metales, el contenido de emulsionante basado en el contenido total de sólidos está en el intervalo de 10-30%; sin embargo, estos emulsionantes son incapaces de contribuir en nada a la función real del agente de desmoldeo o lubricante, y de este modo representan un lastre innecesario en términos de la eficacia del agente. Además, parte de este lastre permanece sobre o en el objeto conformado después de que se ha desmoldeado de la matriz.

Además, debido al contenido elevado de agua de los agentes lubricantes y de desmoldeo de la matriz conocidos, es necesario añadir un agente anticorrosivo para evitar la corrosión de la matriz y de otras partes de la máquina, tales como las prensas de colada, que habitualmente están hechas de metal. Debido a que los agentes lubricantes y de desmoldeo convencionales que contienen grandes cantidades de agua se pulverizan como una niebla fina, incluso los componentes más alejados de la máquina están expuestos al agua; además, también ha sido necesario en el pasado añadir agentes para evitar el crecimiento de bacterias en la emulsión. Sin tales bactericidas, las emulsiones no serían estables durante un tiempo suficientemente prolongado. Sin embargo, estos componentes también son incapaces de contribuir en algo a la formación de una película uniforme, o a la acción de desmoldeo de las matrices; por el contrario, estos aditivos muestran efectos tremendamente negativos. También, la sal presente en el agua (estando incluso presente una cantidad pequeña en el agua desmineralizada) puede tener efectos muy negativos sobre la película a formar mediante el agente de desmoldeo sobre la superficie de la matriz.

Cuando se usan estos agentes de desmoldeo y lubricantes a base de agua, producidos con emulsionantes y otros aditivos, se encuentran los siguientes problemas:

1.: La formación de la película se ve retrasada por el fenómeno denominado Leidenfrost.

2.: La cohesión de la película que se ha formado se ve debilitada.

3.: La homogeneidad de la película que se ha formado se ve deteriorada.

4.: Se reducen la adhesión de la película sobre el metal, y la resistencia de la película.

5.: Se reduce la acción lubricante y de desmoldeo de la película después de que se ha evaporado el agua.

6.: Aumenta la tendencia a formar gas, y de este modo el peligro de inclusiones gaseosas en la colada.

Debido a estos efectos negativos de los aditivos indispensables, nunca se puede aprovechar la ventaja total de las propiedades de desmoldeo y lubricantes de los componentes de los agentes de desmoldeo y lubricantes usados según el estado de la técnica, y sus propiedades formadoras de película se ven perjudicadas significativamente. El documento US-A-3.984.599 describe composiciones de revestimiento útiles en procesos de trabajo del metal, las cuales comprenden aceite mineral, cera de parafina, un agente modificador de tipo cera polimérica y un agente de presión extrema.

El objeto de la presente invención fue, por lo tanto, proporcionar el uso de agentes de desmoldeo y lubricantes que no sufrieran las desventajas de los agentes conocidos, y que, además, fuesen extremadamente eficaces incluso en cantidades muy pequeñas, y que tuviesen un comportamiento muy favorable durante el almacenamiento.

Este objeto se logra según la invención mediante el uso según la reivindicación 1.

Las composiciones usadas según la invención están esencialmente libres de agua. La expresión "libre de agua", dentro del alcance de la presente invención, pretende significar que nunca se añade agua en ningún momento a los constituyentes, que se usan en una forma tan pura como sea posible. Sin embargo, puede haber cantidades extremadamente pequeñas de agua como resultado de la pequeña captación de humedad a partir de, por ejemplo, el aire del entorno. Sin embargo, estas cantidades habitualmente serán menores que 1% de la composición, y las composiciones según la invención se almacenarán preferiblemente de tal manera que su contenido de agua será menor que 0,5%.

Debido a que son relativamente anhidros, los productos según la invención se pueden producir sin emulsionantes, y también sin un agente anticorrosivo. Tampoco son absolutamente necesarios los conservantes para las composiciones según la invención, pero puede ser recomendable añadir pequeñas cantidades de conservantes (0-2%) para asegurar un comportamiento especialmente bueno durante el almacenamiento.

Las composiciones según la invención se pueden aplicar a las matrices de la manera habitual. En particular, las composiciones usadas según la invención son capaces de formar rápidamente películas especialmente buenas después de que se han pulverizado uniformemente; de este modo, ayudan a provocar una reducción considerable del ciclo de tiempo de, por ejemplo, el proceso de colada en matriz, y también ayudan a aumentar la velocidad de producción. Debido a que los constituyentes en la composición según la invención están presentes en forma concentrada, sólo se requiere una cantidad muy pequeña de lubricante. Como resultado, se evita el problema de desechar grandes cantidades de lubricante de desecho que gotea de la matriz, o que se evapora. A su vez, esto disminuye cualquier riesgo de salud potencial para los trabajadores en el taller para el trabajo de metales, los cuales pueden estar asociados con los constituyentes de las composiciones, y también reduce la contaminación medioambiental. Debido a que el trabajo con los agentes de desmoldeo según la invención se lleva a cabo sin agua, también se debe enfatizar que el sistema de agua residual se ve aliviado de un peso considerable.

Además, las composiciones usadas según la invención muestran una homogeneidad y estabilidad muy mejoradas después de que han formado una película sobre la superficie de la matriz, y tienen mejores propiedades lubricantes y de desmoldeo. Esto significa que se requieren menores fuerzas para rellenar las matrices, para abrirlas, y para retirar los objetos conformados. Finalmente, debido a que las películas que se forman se adhieren mejor a las paredes de la matriz, se reduce el peligro de que el metal se quedará pegado a la matriz, lo que a su vez conduce a un aumento de la vida de servicio de la matriz. Los materiales de colada o los materiales conformados en la matriz también son más limpios, debido a que se adhieren a ellos menos materiales extraños. Como ya se ha mencionado, además, sólo se requiere una cantidad relativamente pequeña de la composición según la invención para lograr la lubricación satisfactoria de la matriz.

Como el polipropileno, es especialmente adecuado un homopolímero polipropilénico atáctico.

Cuando se usan ceras al menos parcialmente cristalinas, se prefiere que éstas se usen en forma térmicamente pretratada en la composición libre de agua según la invención.

Se prefiere una cierta oxidación de las ceras poliolefínicas (hasta 3% de oxígeno basado en la cantidad de cera poliolefínica), y facilita el mezclamiento de los componentes de la composición según la invención. De este modo, dentro del alcance de la presente invención, las ceras especialmente preferidas son por lo tanto poliolefinas al menos parcialmente oxidadas.

En otra realización preferida de la invención, como el aceite se usan polisiloxanos, preferiblemente polisiloxanos con grupos laterales funcionales. Se prefieren especialmente dentro del alcance de la invención, por ejemplo, los dimetilsiloxanos, siloxanos al menos parcialmente derivatizados con grupos alquilo, siloxanos al menos parcialmente derivatizados con grupos arilo, y siloxanos al menos parcialmente derivatizados con grupos alquilarilo. Sin embargo, incluso también son adecuados los siloxanos mucho más polares, tales como los siloxanos al menos parcialmente derivatizados con funciones de poliéter.

Dentro del alcance de la presente invención, las cadenas laterales, y especialmente las cadenas laterales de alquilo, contienen 1-30, y preferiblemente 3-8 átomos de carbono.

Ventajosamente, dentro del alcance de la presente invención pueden estar presentes poliorganosiloxanos que se han sometido a un pretratamiento térmico lumínico, poliorganosiloxanos que se han pretratado por adición de iniciadores, y especialmente poliorganosiloxanos parcialmente reticulados. Cuando se usan estos siloxanos "preendurecidos", frecuentemente se observa que la película se forma de manera más rápida, y es más homogénea.

Además de los polisiloxanos, también es posible, sin embargo, usar aceites minerales dentro del alcance de la invención. Es irrelevante si estos aceites son pesados o ligeros. Un ejemplo típico que se puede citar es "aceite de cilindro de vapor de agua térmico".

Los aceites vegetales adecuados incluyen, por ejemplo, aceite de ricino, aceite de haba de soja, aceite de semilla de girasol, y aceite de linaza. Los ejemplos de aceites sintéticos que se prefieren para uso dentro del alcance de la invención son oleatos, tales como trioleato de glicerina.

Dentro del alcance de la presente invención, se pueden usar cantidades pequeñas de conservantes.

Los bactericidas adecuados incluyen, por ejemplo, mezclas producidas a base de hexahidrotriazina.

Según la invención, es necesario que la composición contenga al menos 98% de las sustancias con una acción de desmoldeo y lubricante, es decir, cera o ceras y aceite o aceites.

En el proceso para la producción de la composición libre de agua usada según la invención, los constituyentes se mezclan juntos hasta homogeneidad. El mezclamiento se logra preferiblemente con calentamiento.

Para el uso según la invención, en principio son adecuadas cualquiera de las sustancias de desmoldeo y/o lubricantes, en tanto que estén libres de agua según la definición anterior de las composiciones que están libres de agua. Son especialmente adecuados los aceites sintéticos, tales como aceites de silicona. Los agentes lubricantes y de desmoldeo también pueden contener conservantes que parecen ventajosos para la aplicación específica en cuestión. Al menos el 98% en peso del agente seleccionado consta de sustancias con efectos lubricantes y de desmoldeo, y no más de 2% en peso de conservante tal como bactericidas.

Como se ha mencionado ya más arriba en detalle, las composiciones libres de agua usadas según la invención muestran propiedades especialmente positivas en esta Solicitud.

Incluso aunque la película de agente de desmoldeo que se puede producir sobre la superficie de la matriz mediante el uso de las composiciones según la invención contenga un mínimo de constituyentes, las propiedades de desmoldeo no se ven afectadas de ninguna manera. Muy al contrario, como se explica anteriormente, la película de agente de desmoldeo que se forma es más estable, más uniforme y más adherente; además, la película evita la corrosión de los componentes metálicos que entran en contacto con el agente de desmoldeo. La vida de servicio de la matriz también se ve incrementada por la protección ofrecida como resultado del efecto de desmoldeo mejorado, y también se evitan los problemas que surgen de peligros para los trabajadores y para el medioambiente, tales como la acumulación de una gran cantidad de agua residual. El agente se aplica por medio de un elemento pulverizador con atomización centrífuga, y con un suministro de aire.

Los siguientes ejemplos están destinados a explicar con más detalle la invención.

Ejemplo 1

Se mezcló aceite de haba de soja vegetal (Refined Technical Soybean Oil, Cargill B.V., Amsterdam, Países Bajos) durante 30 minutos a temperatura ambiente con polibuteno líquido (Polybutene L-50, Amoco Chemical Co., Chicago, USA) para formar una mezcla homogénea transparente. Para proteger el producto del crecimiento bacteriano, se añadió una pequeña cantidad de un bactericida (Forcide 8, Progiven Antiseptiques, Fontenay-sour-Bois, Francia). La composición final del agente de desmoldeo y lubricante fue:

-: 81,9% en peso de aceite de haba de soja;

-: 18,0% en peso de polibuteno; y

-: 0,1% en peso de bactericida.

Ejemplo 2

Se calentó un homopolímero polipropilénico atáctico (homopolímero a-PP, DSM Performance Polymers, Sittard, Países Bajos) hasta 220ºC. Después de que el polímero se fundió/reblandeció, se agitó vigorosamente aire dentro del polímero líquido con agitación vigorosa, para acelerar la reacción de oxidación inducida a temperatura elevada.

Después de 20 horas a 220ºC, se dejó que el polímero oxidado se enfriase hasta 100ºC, y después el polímero se mezcló con un aceite de silicona precalentado (100ºC), funcionalizado con grupos orgánicos (Wacker RN, Wacker Chemie, Burghausen, Alemania). La mezcla se agitó durante 30 minutos hasta que se formó una composición homogénea. Después de que la mezcla se enfrió hasta temperatura ambiente, se añadió una pequeña cantidad de bactericida (Forcide 78, Progiven Antiseptiques, Fontenay-sous-Bois, Francia), para protegerla frente al crecimiento bacteriano. La concentración final de la composición fue:

-: 84,9% en peso de aceite de silicona funcionalizado con grupos orgánicos;

-: 15,0% en peso de propileno atáctico oxidado; y

-: 0,1% en peso de bactericida.

Ejemplo 3

Se calentó un copolímero de etileno-propileno (Eastoflex E1003D, Eastman Chemical Products, Inc., Kingsport, TN, USA) hasta 200ºC. Después de que el copolímero se había fundido/reblandecido, se añadieron de forma cuidadosa 0,4 pph de un peróxido orgánico (Trigonox 101-7-5PP-pd, Akzo Nobel, Deventer, Países Bajos) durante 90 minutos en una atmósfera de nitrógeno, para acelerar la incorporación química de moléculas de oxígeno en las cadenas del copolímero. Tras la adición del peróxido, el copolímero líquido se agitó durante 120 minutos adicionales a 200ºC, nuevamente en una atmósfera de nitrógeno.

Para terminar la oxidación, el copolímero preoxidado líquido se calentó nuevamente a 240ºC. Se introdujo aire en la masa fundida del copolímero con agitación vigorosa. Después de 35 horas, se dejó que el copolímero oxidado se enfriase hasta 70ºC, y después el copolímero oxidado se agitó con polibuteno líquido (Polybutene-L50, Amoco Chemical Company, Chicago, USA) en una relación de 1:1 durante 30 minutos, para formar una mezcla homogénea. Esta mezcla líquida se dejó entonces enfriar hasta la temperatura ambiente.

La composición final de los constituyentes se obtuvo mezclando la mezcla de copolímero de etileno-propileno oxidado/polibuteno con un aceite sintético de trioleato de glicerina (trioleato de glicerina, Daudruy van Cauwenberghe & Fils, Dunkerque, Francia) durante 30 minutos a temperatura ambiente. Al final del proceso de mezclamiento se añadió una pequeña cantidad de bactericida (Forcide 78, Progiven, Fontenay-sous-Bois), para la protección frente al crecimiento bacteriano.

La composición final fue:

-: 84,9% en peso de trioleato de glicerina;

-: 7,5% en peso de copolímero oxidado de etileno-propileno;

-: 7,5% en peso de polibuteno; y

-: 0,1% en peso de bactericida.

Claims

1. Uso de una composición pulverizable que consta de hasta 30% en peso de una cera de poliolefina seleccionada del grupo que comprende polietileno, polipropileno, copolímero de etileno-propileno, polibutano, y mezclas de al menos dos de estas ceras, y al menos 70% de aceite, en la que el aceite es un aceite de silicona, un aceite sintético, un aceite vegetal, un aceite mineral, o una mezcla de tales aceites, menos de 1% en peso de agua, y opcionalmente conservantes como un aditivo en una cantidad de hasta 2% en peso, siendo la cantidad de sustancias con efecto lubricante en la composición al menos 98% en peso, para tratar las paredes de una matriz para el conformado o reconformado original aplicando la composición por medio de un elemento de pulverización con atomización centrífuga, y con un suministro de aire.

2. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque la composición contiene un homopolímero polipropilénico atáctico tal como polipropileno.

3. Uso según una de las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque está presente una poliolefina oxidada con hasta 3% en peso de oxígeno.

4. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la composición contiene un polisiloxano y especialmente un poliorganosiloxano funcionalizado con grupos laterales.

5. Uso según la reivindicación 4, caracterizado porque los grupos laterales son grupos alquilo, arilo, alquilarilo, o poliéter.

6. Uso según la reivindicación 5, caracterizado porque los grupos laterales contienen 1-30, y preferiblemente 3-8, átomos de carbono.

7. Uso según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la composición contiene un aceite de silicona parcialmente reticulado.