ES2913649T3

ES2913649T3 - Composición lubricante, y método de preparación y uso de la misma

Info

Publication number: ES2913649T3
Application number: ES16165940T
Authority: ES
Inventors: Xiaohong Zhang; Chuanlun Cai; Jinmei Lai; Jinliang Qiao; Zhihai Song; Guicun Qi; Binghai Li; Xiang Wang; Jianming Gao; Hongbin Zhang; Haibin Jiang; Gu He; yue Ru
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2022-06-03
Anticipated expiration: 2036-04-19
Also published as: EP3091065A1; JP2016204660A; CA2927584C; RU2684910C2; RU2016115186A; JP6509158B2; SG10201603101YA; CN106147959B; US9944883B2; CN106147959A; CA2927584A1; MY194005A; RU2016115186A3; EP3091065B1; BR102016008723A2; US20160304803A1

Abstract

Composición lubricante, caracterizada porque la composición lubricante comprende un aceite base y partículas de caucho que tienen una estructura reticulada por radiación dispersadas en el mismo, en la que el aceite base es la fase continua y las partículas de caucho son la fase dispersa, en la que las partículas de caucho son al menos uno seleccionado del grupo que consiste en caucho natural, caucho de estireno-butadieno, caucho de estireno-butadieno carboxilado, caucho de nitrilo, caucho de nitrilo carboxilado, caucho de polibutadieno, caucho de silicona, caucho de cloropreno, caucho de acrilato, caucho de estireno-butadieno-piridina, caucho de isopreno, caucho de butilo, caucho de polisulfuro, caucho de acrilato-butadieno, caucho de poliuretano, caucho fluorado y caucho de etileno-acetato de vinilo, en la que las partículas de caucho tienen un tamaño de partícula promedio de 20-2000 nm, un contenido de gel del 60% en peso o más y tienen una estructura homogénea, medidos tal como se indica en la descripción, en la que la cantidad de las partículas de caucho es de 0,001 a 200 partes en peso, en relación con 100 partes en peso del aceite base.

Description

DESCRIPCIÓN

Composición lubricante, y método de preparación y uso de la misma

Campo técnico

La presente invención se refiere a una composición lubricante, a un método de preparación de la composición lubricante, a la composición lubricante preparada mediante el método y al uso de la composición lubricante como aceite o grasa lubricante.

Antecedentes de la técnica

Los nanomateriales se refieren a materiales sólidos que consisten en partículas superfinas que tienen un tamaño de menos de 100 nanómetros. Debido a su efecto de tamaño, efecto cuántico, efecto de superficie y efecto de superficie de contacto, tienen propiedades que no poseen los materiales tradicionales. Con el auge de los nanomateriales y la creciente madurez de su método de preparación, se ha hallado que los nanomateriales tienen excelentes propiedades de fricción. El uso de nanopartículas como aditivos de aceite lubricante puede hacer que el aceite lubricante tenga las ventajas tanto de lubricación fluida como de lubricación sólida, que no sólo pueden formar una película delgada fácil de cortar sobre la superficie de fricción, sino que también llenan y reparan la superficie de fricción hasta un determinado grado, produciendo de ese modo un buen efecto de lubricación.

Ha habido muchos informes en la técnica anterior sobre la aplicación de nanopartículas inorgánicas en el campo de los lubricantes. Por ejemplo, el documento CN1150958A divulga un material compuesto polimérico que consiste en un polímero termoplástico resistente a altas temperaturas y nanopartículas, que está relleno y reforzado por las nanopartículas de baja densidad autolubricantes, resistentes al desgaste y resistentes a altas temperaturas, en el que las nanopartículas incluyen nanonitruro de silicio, nanocarburo de silicio y nanosílice. El producto tiene excelentes propiedades autolubricantes. El documento CN1301319C divulga una composición de aceite lubricante que comprende nanopartículas de sílice, que es una composición de aceite lubricante antidesgaste de presión extrema que tiene excelentes propiedades. En esta invención, a la mezcla de aceite base y nanosílice se le añaden el adyuvante de dispersión y el agente sinérgico para lograr la dispersión de nanopartículas de sílice. Los documentos CN1180079Ay CN1354056A divulgan respectivamente el uso de polvo fino nanométrico de óxido o hidróxido de metal modificado con ácido graso y nanopartículas de cobre metálico modificadas con compuesto orgánico de tiofosfato en el campo de los aceites lubricantes. El documento CN1827753A divulga un aditivo nanométrico de aceite lubricante de tierras raras que contiene flúor y el método de preparación del mismo, comprendiendo el aditivo aceite base y nanopartículas de fluoruro de tierras raras recubiertas con un compuesto orgánico que contiene nitrógeno. El documento CN101058760A divulga un aceite lubricante de nanocerámica y el método de preparación del mismo, comprendiendo el aceite lubricante componentes de aceite lubricante convencionales y al que se le añaden nanopartículas cerámicas modificadas. Pertenece al campo de la preparación del medio de aceite lubricante para el funcionamiento de maquinaria, y es aplicable en particular al aceite lubricante y al método de preparación del mismo usado en la industria del automóvil. En esta invención, se prepara con éxito un concentrado dispersado de manera estable de nanopartículas cerámicas mediante el método de dispersión previa y, luego, se prepara un aceite para motores de nanocerámica que comprende partículas nanocerámicas en un porcentaje en peso del 0,00001% al 5%. El documento CN101235337B divulga una composición lubricante aplicable a una sección deslizante o un elemento deslizante de un motor de combustión interna para automóviles o un aparato de transmisión de potencia para reducir significativamente el coeficiente de fricción, que comprende un aceite base lubricante, un compuesto orgánico que contiene oxígeno, nanopartículas de diamante y un dispersante para las nanopartículas de diamante. El documento CN101555430A divulga una composición de aceite lubricante que comprende una carga de aceite base y una nanoesfera de carbono dispersada en la misma, en la que la nanoesfera de carbono está injertada en la superficie con un grupo alquilo y tiene una estructura hueca o rellena de metales, aleaciones metálicas, óxidos metálicos, carburos metálicos, sulfuros metálicos, nitruros metálicos o boruros metálicos.

Adicionalmente, además de las nanopartículas inorgánicas, también hay algunos informes sobre el uso de gel particulado orgánico en el campo de los lubricantes. Por ejemplo, las patentes CN1856527A, CN1840622A y CN1861673A, presentadas por Rhein Chemie Rheinau Co., Ltd., divulgan un microgel en medio orgánico no reticulable y el uso de microgel reticulado para mejorar la propiedad de dependencia de la temperatura del medio orgánico no reticulable. La fase dispersa de la composición lubricante en estas solicitudes son microgeles preparados por medio de reticulación química con un compuesto polifuncional o un peróxido. Aunque la composición lubricante que contiene los microgeles puede reducir el coeficiente de fricción del medio orgánico hasta cierto punto, la viscosidad de la composición lubricante tiene una mala relación viscosidad-temperatura, lo que significa que la viscosidad aumenta drásticamente a medida que la temperatura desciende y se reduce rápidamente a medida que la temperatura asciende. La alta viscosidad desproporcionada a baja temperatura o la baja viscosidad desproporcionada a alta temperatura pueden limitar el uso de la composición lubricante. Por tanto, es urgente desarrollar una composición lubricante que se caracterice por una buena relación viscosidad-temperatura.

Sumario de la invención

La presente invención tiene como objetivo superar el defecto de la composición lubricante existente que tiene mala relación viscosidad-temperatura, y proporcionar una composición lubricante que se caracterice por una excelente relación viscosidad-temperatura, un método de preparación de la composición lubricante, la composición lubricante preparada mediante el método y el uso de la composición lubricante como aceite o grasa lubricante.

Después de un estudio riguroso, los inventores de la presente invención han hallado que, a diferencia de la fase dispersa en la composición lubricante divulgada en varias solicitudes de patente mencionadas anteriormente presentadas por Rhein Chemie Rheinau Co., Ltd., las partículas de caucho que tienen una estructura reticulada tal como se preparan mediante el método de reticulación por radiación tienen una microestructura completamente diferente de las partículas de caucho que tienen una estructura reticulada preparada por medio de reticulación química con un compuesto polifuncional o un peróxido. Cuando la fase dispersa en una composición lubricante son las partículas de caucho que tienen una estructura reticulada tal como se preparan mediante el método de reticulación por radiación, la composición lubricante tiene una buena relación viscosidad-temperatura y la viscosidad de la misma puede ajustarse muy bien a medida que cambia la temperatura, es decir, disminuyendo la viscosidad a baja temperatura mientras aumenta la viscosidad a alta temperatura en comparación con la técnica anterior. Por tanto, puede compensar en gran medida la influencia sobre la viscosidad impuesta por los cambios de temperatura. Además, la radiación de alta energía es en realidad una fuente de energía muy limpia, segura y eficiente, y se ha usado ampliamente en los campos de la asistencia sanitaria, el procesamiento de alimentos, la producción industrial, y similares, en muchos países desarrollados. Por el contrario, existen muchos problemas que no pueden ignorarse en relación con el uso del método de reticulación química (como el uso de peróxido), por ejemplo, baja eficiencia de producción, residuos de peróxido, posible contaminación ambiental, y similares, todo lo cual puede limitar el uso del método.

Por tanto, en el primer aspecto, la presente invención proporciona una composición lubricante que es tal como se define en las reivindicaciones.

En el segundo aspecto, la presente invención proporciona un método para preparar una composición lubricante tal como se define en las reivindicaciones.

En el tercer aspecto, la presente invención proporciona una composición lubricante preparada mediante el método anterior.

En el cuarto aspecto, la presente invención proporciona el uso de la composición lubricante como aceite lubricante o grasa lubricante.

Además, en el quinto aspecto, la presente invención proporciona el uso de las partículas de caucho que tienen la estructura reticulada por radiación para preparar la composición lubricante.

La composición lubricante de la presente invención tiene una viscosidad que puede ajustarse de manera eficaz a medida que cambia la temperatura, y, en comparación con la composición lubricante que comprende partículas de caucho químicamente reticuladas, tiene menor viscosidad a bajas temperaturas mientras que tiene mayor viscosidad a altas temperaturas. Además, tiene un índice de viscosidad relativamente alto, que puede cumplir los requisitos de aplicación a temperaturas superiores a 200°C. Por tanto, la composición lubricante es aplicable dentro de un intervalo de temperaturas significativamente ampliado.

La composición lubricante de la presente invención puede usarse para fabricar aceites para motores, aceites para engranajes, aceites hidráulicos y otros aceites industriales de alta temperatura. Puede usarse en diversos campos, incluyendo aceites lubricantes, grasa lubricante, y similares, especialmente en campos tales como aceites para motores que exigen mucho en cuanto a la relación viscosidad-temperatura. Es adecuada para regular la relación viscosidad-temperatura de las composiciones lubricantes que comprenden hidrocarburos aromáticos bicíclicos, hidrocarburos aromáticos policíclicos y aceite base no hidrocarbonado como componente principal que tiene una relación viscosidad-temperatura relativamente mala. Los lubricantes que tienen diferente relación viscosidadtemperatura pueden formularse fácilmente según los diferentes requisitos de trabajo. Además, la composición lubricante de la presente invención también tiene excelentes propiedades antidesgaste y de reducción de la fricción. Debido a la estructura especial de las partículas de caucho resultantes de la reticulación por radiación, la composición lubricante de la presente invención tiene excelentes propiedades antienvejecimiento y solidez del color. Por tanto, la composición lubricante puede usarse como aceite o grasa lubricante de alto rendimiento, especialmente en los campos que tienen requisitos relativamente altos en cuanto a la relación viscosidad-temperatura, propiedades envejecimiento y propiedades de fricción de los sistemas de aceite o sistemas de grasa lubricantes.

Otras características y ventajas de la presente invención se describirán con detalle en las realizaciones específicas siguientes.

Modo para llevar a cabo la invención

Las realizaciones específicas de la presente invención se describen con detalle a continuación. Debe entenderse que las realizaciones específicas descritas en el presente documento sólo pretenden ilustrar y explicar la presente invención, pero no limitar la presente invención.

La composición lubricante de la presente invención comprende un aceite base y partículas de caucho que tienen una estructura reticulada por radiación dispersadas en el mismo, en la que el aceite base es la fase continua y las partículas de caucho son la fase dispersa. En la que, las partículas de caucho se dispersan de manera estable en el aceite base.

Para hacer que los dos componentes produzcan un mejor efecto sinérgico confiriendo a la composición lubricante obtenida una mejor relación viscosidad-temperatura, la cantidad de las partículas de caucho es de 0,001 a 200 partes en peso, preferiblemente de 0,1 a 100 partes en peso, de manera particularmente preferible de 0,5 a 50 partes en peso en relación con 100 partes en peso del aceite base.

En la composición lubricante de la presente invención, las partículas de caucho tienen un tamaño de partícula promedio de 20-2000 nm, preferiblemente de 50-1000 nm, de manera particularmente preferible de 70-500 nm. Si el tamaño de partícula promedio de las partículas de caucho se controla dentro de los intervalos anteriores, es posible ajustar la viscosidad de la composición lubricante de manera más eficaz y proporcionar propiedades de flujo y bombeo a baja temperatura mejoradas, lo que conduce al arranque en frío de los equipos mecánicos y, mientras tanto, a la formación de una película de aceite relativamente gruesa a altas temperaturas, reduciendo de ese modo la fricción superficial. Es decir, la composición lubricante es aplicable en un intervalo de temperaturas más amplio.

En la composición lubricante de la presente invención, las partículas de caucho tienen un contenido de gel del 60% en peso o más, preferiblemente del 75% en peso o más, de manera particularmente preferible del 80% en peso o más. Si el contenido de gel de las partículas de caucho se controla dentro de los intervalos anteriores, la viscosidad de la composición lubricante puede ajustarse de manera más eficaz a medida que cambia la temperatura, de manera que la composición lubricante puede adaptarse a un intervalo de temperaturas más amplio. En la presente invención, el contenido de gel es un parámetro convencional usado para caracterizar el grado de reticulación del caucho en la técnica, que puede medirse, por ejemplo, según el método divulgado en el documento CN1402752A.

Las partículas de caucho en la presente invención son al menos uno seleccionado del grupo que consiste en caucho natural, caucho de estireno-butadieno, caucho de estireno-butadieno carboxilado, caucho de nitrilo, caucho de nitrilo carboxilado, caucho de polibutadieno, caucho de silicona, caucho de cloropreno, caucho de acrilato, caucho de estireno-butadieno-piridina, caucho de isopreno, caucho de butilo, caucho de polisulfuro, caucho de acrilato-butadieno, caucho de poliuretano, caucho fluorado y caucho de etileno-acetato de vinilo, y preferiblemente al menos uno seleccionado del grupo que consiste en caucho de estireno-butadieno, caucho de estireno-butadieno carboxilado, caucho de nitrilo, caucho de nitrilo carboxilado, caucho de acrilato y caucho de etileno-acetato de vinilo.

Además, las partículas de caucho de la presente invención tienen una estructura homogénea. En la presente invención, el término “estructura homogénea” se refiere a que, tal como se observa mediante microscopía, no se halla el fenómeno de heterogeneidad tal como deslaminación, separación de fases, y similares, dentro de las partículas de caucho.

Además, las partículas de caucho adecuadas para la presente invención también pueden incluir productos que están modificados física o químicamente. La modificación física significa la modificación de la superficie de las partículas de caucho a través de diversas tecnologías físicas tales como tratamiento con llama, tratamiento corona, tratamiento con plasma, tratamiento con rayos UV, tratamiento con láser, tratamiento con rayos X o rayos gamma, tratamiento con haces de electrones, tratamiento con haces de iones, tratamiento por recubrimiento y metalización, tratamiento por absorción y tratamiento de relleno, etc. La modificación química significa la modificación de la estructura superficial de las partículas de caucho a través de reacciones químicas, dando como resultado de ese modo partículas de caucho con propiedades mejoradas, tales como reacción de injerto, reacción de halogenaciones, reacción de sulfonación, reacción de oxidación y reacciones de funcionalización como alquilación o acilación, etc.

En una realización ventajosa, se usan partículas de caucho químicamente modificadas, preferiblemente las partículas de caucho modificadas por reacción de injerto en las que el agente de injerto es al menos uno seleccionado de los compuestos orgánicos que contienen grupo tiol, grupo carboxilo (anhídrido), hidroxilo, grupo peróxido, grupo epóxido, halógeno, amido y vinilo.

Según la presente invención, las partículas de caucho que tienen una estructura reticulada por radiación pueden prepararse mediante el método de reticulación por radiación, por ejemplo, mediante la reticulación por radiación del látex de caucho y después de eso secado por pulverización opcional. La fuente de radiación de alta energía usada para la reticulación por radiación puede ser al menos una seleccionada del grupo que consiste en una fuente de cobalto, rayos ultravioleta, acelerador de electrones de alta energía. Preferiblemente, la fuente de radiación de alta energía tiene una longitud de onda de menos de 0,1 |im, por ejemplo, la fuente de cobalto. Además, en general, la dosis de radiación debe ser eficaz para lograr el contenido de gel de las partículas de caucho después de la reticulación por radiación del látex de caucho del 60% en peso o más, preferiblemente del 75% en peso o más, más preferiblemente del 80% en peso o más. Específicamente, la dosis de radiación puede ser de 0,1-30 Mrad, preferiblemente de 0,5-20 Mrad.

No existe ninguna limitación especial en cuanto al tipo del aceite base en la presente invención. Puede ser un aceite base mineral, un aceite base sintético o una mezcla de ambos aceites base.

Tal como se clasifica según la norma de clasificación de aceites base QSHR 001-95 en China, el aceite base mineral incluye los siguientes cinco tipos de aceites base: aceite base mineral de índice de viscosidad bajo (índice de viscosidad IV < 40), aceite base mineral de índice de viscosidad medio (40 < índice de viscosidad IV < 90), aceite base mineral de índice de viscosidad alto (90 < índice de viscosidad IV < 120), aceite base mineral de índice de viscosidad muy alto (120 < índice de viscosidad IV < 140) y aceite base mineral de índice de viscosidad ultra-alto (índice de viscosidad IV > 140). Tal como se define según la norma nacional GB/T1995-1998 “Calculation method of viscosity index for petroleum products”, el índice de viscosidad (IV) indica un valor de cantidad convencional para caracterizar el cambio de la viscosidad del aceite con la temperatura. Para aceites que tienen viscosidades cinemáticas similares, un mayor índice de viscosidad de un aceite indica un menor cambio en la viscosidad del aceite con la temperatura. En particular, el aceite base mineral incluye principalmente alcanos, hidrocarburos nafténicos, compuestos aromáticos, hidrocarburos aromáticos nafténicos y compuestos no hidrocarbonados tales como compuestos orgánicos que contienen oxígeno, nitrógeno y azufre, así como gomas y asfaltenos, y similares, en el que las olefinas están sustancialmente ausentes. El aceite base mineral puede prepararse a partir de una mezcla de compuestos hidrocarbonados y no hidrocarbonados que tienen un alto punto de ebullición y una alta masa molecular relativa en el petróleo crudo mediante destilación atmosférica/a vacío, refino con disolventes, desparafinación, desasfaltado y otros procedimientos. Tal como puede observarse en las fracciones del aceite base mineral, sus hidrocarburos tienen una distribución del número de carbonos de normalmente C²⁰-C⁴⁰, un intervalo de ebullición de aproximadamente 300-550°C y una masa molecular relativa de 250-1000 o más.

El aceite base sintético es habitualmente un aceite lubricante que tiene una estructura química estable y propiedades especiales, tal como se prepara usando procedimientos de síntesis orgánica. El aceite base sintético es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en hidrocarburos sintéticos, hidrocarburos alquilaromáticos, ésteres sintéticos, poliéteres, hidrocarburos halogenados, polisiloxanos y aceites que contienen flúor. Cada uno de los aceites base sintéticos mencionados anteriormente puede ser una sustancia pura o una mezcla que se compone de homólogos. En el que, el hidrocarburo sintético es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en oligómeros de etileno, oligómeros de propileno, polibuteno, poliisobutileno, poli(a-olefina) (PAO), poli(olefina interna) y productos halogenados de los hidrocarburos sintéticos anteriores. En el que, la poli(a-olefina) no incluye oligómeros de etileno, oligómeros de propileno ni poli(1-buteno). El hidrocarburo alquilaromático es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en alquilbencenos, alquilnaftalenos e hidrocarburos alquilaromáticos que contienen heteroátomos (tales como oxígeno, azufre, halógeno). El éster sintético es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en monoésteres, diésteres, ésteres de poliol, ésteres poliméricos, carbonatos, fosfatos, citratos, silicatos y copolímeros de olefinaacrilato. El poliéter es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en poliéteres alifáticos, poli(óxidos de fenileno), politioéteres y perfluoroalquil poliéteres. El polisiloxano es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en siloxanos diméricos, siloxanos triméricos, siloxanos tetraméricos, siloxanos octaméricos y tetrasiloxano cíclico.

Además, la composición lubricante de la presente invención puede comprender además aditivos convencionales. Los ejemplos de los aditivos incluyen, pero no se limitan a: agentes antienvejecimiento, agentes antidesgaste, agentes antideslizantes, antioxidantes, agentes antiespumantes, inhibidores de la oxidación, detergentes, dispersantes, pigmentos, composiciones de presión extrema, composiciones protectoras contra la fricción, agentes de acoplamiento, y similares. La cantidad de los aditivos puede ser de una selección convencional para el experto en la técnica.

En una realización ventajosa, la composición lubricante según la presente invención contiene como máximo 60 partes en peso, preferiblemente como máximo 50 partes en peso, tal como como máximo 30 partes en peso o 15 partes en peso o 5 partes en peso de partículas de caucho que tienen una estructura químicamente reticulada, en relación con 100 partes en peso del aceite base. En particular, en el caso de que la composición lubricante de la invención sea un aceite lubricante, contiene como máximo 15 partes en peso, preferiblemente como máximo 10 partes en peso, más preferiblemente como máximo 5 partes en peso y lo más preferiblemente como máximo 3 partes en peso de partículas de caucho que tienen una estructura químicamente reticulada; mientras que en el caso de que la composición lubricante de la invención sea una grasa lubricante, contiene como máximo 60 partes en peso, preferiblemente como máximo 50 partes en peso o 40 partes en peso, tal como 30-10 partes en peso de partículas de caucho que tienen una estructura químicamente reticulada. Más preferiblemente, la composición lubricante según la presente invención no contiene partículas de caucho que tienen una estructura químicamente reticulada. Dichas partículas de caucho que tienen una estructura químicamente reticulada se refieren a microgeles preparados por medio de reticulación química con un compuesto polifuncional o un peróxido, tal como los divulgados en los documentos CN1856527A, CN1840622A y CN1861673A.

El método para preparar una composición lubricante según la presente invención comprende mezclar partículas de caucho que tienen una estructura reticulada por radiación con el aceite base en el que se dispersan las partículas de caucho.

Para hacer que los dos componentes produzcan un mejor efecto sinérgico confiriendo a la composición lubricante obtenida una mejor relación viscosidad-temperatura, la cantidad de las partículas de caucho que van a dispersarse es de 0,001 a 200 partes en peso, preferiblemente de 0,1 a 100 partes en peso, de manera particularmente preferible de 0,5 a 50 partes en peso en relación con 100 partes en peso del aceite base. Según el método para preparar la composición lubricante de la presente invención, las partículas de caucho que van a dispersarse son agrupaciones de partículas de caucho formadas por aglomeración de partículas de caucho que tienen un tamaño de partícula promedio de 20-2000 nm, preferiblemente de 50-1000 nm, de manera particularmente preferible de 70-500 nm. Después de dispersar las partículas de caucho que van a dispersarse en el aceite base, pueden dispersarse bien las partículas de caucho aglomeradas, distribuyéndose de ese modo en el aceite base en un tamaño de partícula promedio de 20-2000 nm, más preferiblemente de 50-1000 nm, de manera particularmente preferible de 70-500 nm.

En el método para preparar la composición lubricante de la presente invención, el contenido de gel y la cantidad preferible de las partículas de caucho que van a dispersarse son tal como se comentaron anteriormente.

Las partículas de caucho que van a dispersarse tienen preferiblemente una estructura homogénea.

Las partículas de caucho que van a dispersarse pueden estar disponibles comercialmente o prepararse según diversos métodos tal como se conoce bien en la técnica o tal como se comentó anteriormente. Por ejemplo, las partículas de caucho que van a dispersarse pueden ser un caucho en polvo completamente vulcanizado que se prepara según la solicitud de patente internacional WO01/40356 (fecha de prioridad: 3 de diciembre de 1999), tal como la presentó el solicitante de la presente invención el 18 de septiembre de 2000, y la solicitud de patente internacional WO01/98395 (fecha de prioridad: 15 de junio de 2000), tal como la presentó el solicitante de la presente invención el 15 de junio de 2001. Además, los ejemplos del caucho en polvo completamente vulcanizado incluyen, pero no se limitan a: caucho natural en polvo completamente vulcanizado, caucho de estireno-butadieno en polvo completamente vulcanizado, caucho de estireno-butadieno carboxilado en polvo completamente vulcanizado, caucho de nitrilo en polvo completamente vulcanizado, caucho de nitrilo carboxilado en polvo completamente vulcanizado, caucho de polibutadieno en polvo completamente vulcanizado, caucho de silicona en polvo completamente vulcanizado, caucho de cloropreno en polvo completamente vulcanizado, caucho de acrilato en polvo completamente vulcanizado, caucho de estireno-butadieno-piridina en polvo completamente vulcanizado, caucho de isopreno en polvo completamente vulcanizado, caucho de butilo en polvo completamente vulcanizado, caucho de polisulfuro en polvo completamente vulcanizado, caucho de acrilato-butadieno en polvo completamente vulcanizado, caucho de poliuretano en polvo completamente vulcanizado, caucho fluorado en polvo completamente vulcanizado y caucho de etileno-acetato de vinilo en polvo completamente vulcanizado, y preferiblemente al menos uno seleccionado del grupo que consiste en caucho de estireno-butadieno en polvo completamente vulcanizado, caucho de estireno-butadieno carboxilado en polvo completamente vulcanizado, caucho de nitrilo en polvo completamente vulcanizado, caucho de nitrilo carboxilado en polvo completamente vulcanizado, caucho de acrilato en polvo completamente vulcanizado y caucho de etilenoacetato de vinilo en polvo completamente vulcanizado. El caucho en polvo completamente vulcanizado tiene un contenido de gel de preferiblemente el 60% en peso o más, más preferiblemente del 75% en peso o más, de manera particularmente preferible del 80% en peso o más. El caucho en polvo completamente vulcanizado tiene un tamaño de partícula promedio de preferiblemente 20-2000 nm, más preferiblemente de 50-1000 nm, de manera particularmente preferible de 70-500 nm. Además, cada partícula en el caucho en polvo completamente vulcanizado es homogénea, es decir, no se halló ningún fenómeno heterogéneo tal como deslaminación o separación de fases, etc., dentro de la partícula bajo las técnicas de microscopía conocidas en la técnica.

Además, durante la preparación de las partículas de caucho que van a dispersarse mediante reticulación por radiación, puede usarse opcionalmente un agente de reticulación. El agente de reticulación puede ser uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste en agentes de reticulación monofuncionales, agentes de reticulación bifuncionales, agentes de reticulación trifuncionales, agentes de reticulación tetrafuncionales y agentes de reticulación que tienen cinco o más grupos funcionales. Los ejemplos de los agentes de reticulación monofuncionales incluyen, pero no se limitan a: (met)acrilato de octilo, (met)acrilato de isooctilo, (met)acrilato de glicidilo. Los ejemplos de los agentes de reticulación bifuncionales incluyen, pero no se limitan a: di(met)acrilato de 1,4-butanodiol, di(met)acrilato de 1,6-hexanodiol, di(met)acrilato de dietilenglicol, di(met)acrilato de trietilenglicol, di(met)acrilato de neopentilglicol, divinilbenceno. Los ejemplos de los agentes de reticulación trifuncionales incluyen, pero no se limitan a: tri(met)acrilato de trimetilolpropano y/o tri(met)acrilato de pentaeritritol. Los ejemplos de los agentes de reticulación tetrafuncionales incluyen, pero no se limitan a: tetra(met)acrilato de pentaeritritol y/o tetra(met)acrilato de pentaeritritol etoxilado. Los ejemplos de los agentes de reticulación que tienen cinco o más grupos funcionales incluyen, pero no se limitan a: penta(met)acrilato de dipentaeritritol. En el contexto, el término “(met)acrilato” se refiere a acrilato o a metacrilato. Estos agentes de reticulación pueden usarse en combinación de cualquier manera, siempre que faciliten la reticulación bajo radiación. Además, la agente de reticulación se añade generalmente en una cantidad del 0,1 al 10% en peso, preferiblemente del 0,5-9% en peso, más preferiblemente del 0,7-7% en peso en relación con el peso de caucho seco en el látex.

Además, el método para preparar la composición lubricante de la presente invención también puede comprender mezclar y dispersar los aditivos junto con el aceite base y las partículas de caucho que van a dispersarse. Los tipos del aceite base y los aditivos se han descrito anteriormente.

No existe ninguna limitación especial en cuanto a la manera de mezclar y dispersar, siempre que pueda hacer que las partículas de caucho se dispersen de manera eficaz en el aceite base, obteniendo de ese modo una composición lubricante que comprende el aceite base como fase continua y las partículas de caucho como fase dispersa. Ventajosamente, sin embargo, el método para preparar la composición lubricante según la presente invención comprende además al menos una, preferiblemente al menos dos etapas de redispersión.

En una realización preferida de la presente invención, el método para preparar la composición lubricante comprende:

(1) añadir las partículas de caucho que van a dispersarse al aceite base y mezclar mediante agitación mecánica, de manera que las partículas de caucho se dispersen o suspendan en el aceite base para obtener una composición preliminarmente dispersada;

(2) redispersar la composición preliminarmente dispersada hasta que las partículas de caucho dispersadas tengan un tamaño de partícula promedio de 20-2000 nm, preferiblemente de 50-1000 nm, más preferiblemente de 70-500 nm.

Mediante el uso de esta manera preferida, las partículas de caucho pueden dispersarse en el aceite base con el tamaño de partícula inicial, obteniendo de ese modo una composición lubricante que tiene mejor relación viscosidadtemperatura.

Según otra realización preferida de la presente invención, el método para preparar la composición lubricante comprende además la etapa (3), una segunda redispersion de la composición, en el que la composición obtenida en la etapa (2) se somete a la redispersión secundaria después de colocar a una temperatura no inferior a 80°C, preferiblemente no inferior a 100°C, durante al menos 1 hora, preferiblemente al menos 2 horas, más preferiblemente al menos 4 horas, lo más preferiblemente de 4 a 10 horas, de manera que las partículas de caucho reticuladas se infiltran completamente y se hinchan con el aceite base y se dispersan en el aceite base en un tamaño de partícula más pequeño, obteniendo de ese modo una composición lubricante que tiene una relación viscosidad-temperatura mucho mejor. Además, en la etapa (3), si se coloca la composición obtenida en la etapa (2) a una temperatura no inferior a 80°C durante al menos 1 hora, es posible realizar simultáneamente la agitación continua o intermitente para hacer que el material se caliente de manera más uniforme.

El mezclado mediante agitación mecánica en la etapa (1) puede realizarse en los diversos dispositivos de mezclado mecánico existentes, por ejemplo, una mezcladora de alta velocidad, una amasadora y otros dispositivos de mezclado mecánico. No existen limitaciones especiales en cuanto a las condiciones de mezclado mediante agitación mecánica, siempre que puedan hacer que las partículas de caucho que van a dispersarse que tienen una estructura reticulada por radiación se dispersen o suspendan en el aceite base sin provocar ningún cambio con respecto a las propiedades de las partículas de caucho que van a dispersarse que tienen una estructura reticulada por radiación y del aceite base.

En el método para preparar la composición lubricante de la presente invención, la redispersión en la etapa (2) y la redispersión secundaria en la etapa (3) pueden realizarse, independientemente entre sí, en al menos un dispositivo de mezclado seleccionado de un homogeneizador, un molino de perlas de vidrio, un molino de tres cilindros, una extrusora de un solo husillo, una extrusora de múltiples husillos, una amasadora, un aparato de disolución y un dispersor ultrasónico; preferiblemente en un homogeneizador, un molino de tres cilindros y un dispersor ultrasónico. Los últimos tres dispositivos de mezclado preferidos tienen las ventajas de alto rendimiento de procesamiento, buen efecto de mezclado, operación de limpieza posterior relativamente sencilla. Lo más preferiblemente, la redispersión en la etapa (2) y la redispersión secundaria en la etapa (3) se realizan en un homogeneizador. En el transcurso de la dispersión, de acuerdo con diferentes requisitos de calidad de dispersión, el producto se somete a enfriamiento y luego a dispersión múltiple a través del dispositivo de mezclado hasta que las partículas de caucho dispersadas en el aceite base lleguen a un tamaño de partícula promedio de 20-2000 nm, preferiblemente de 50-1000 nm, más preferiblemente de 70-500 nm. No existen limitaciones especiales en cuanto a las condiciones de la redispersión y la redispersión múltiple (por ejemplo, redispersión secundaria) en la presente invención, siempre que no afecten a las propiedades del aceite base y de las partículas de caucho durante el procedimiento de dispersión y logren el tamaño de partícula promedio del caucho de 20-2000 nm, preferiblemente de 50-1000 nm, más preferiblemente de 70-500 nm, tal como conoce bien el experto en la técnica.

Además, dicha operación de colocación en la etapa (3) se realiza preferiblemente en los diversos dispositivos de calentamiento sellados existentes, por ejemplo, un horno de alta temperatura, un horno de alta temperatura a vacío, una caldera de calentamiento o recipientes de calentamiento sellados similares, ya que pueden mejorar la eficiencia del tratamiento térmico, ahorrar energía y reducir simultáneamente el contacto del aceite base y las partículas de caucho con aire (oxígeno) para inhibir la oxidación térmica y mantener propiedades estables del producto.

En el tercer aspecto, la presente invención proporciona además una composición lubricante preparada mediante el método anterior.

Adicionalmente, la presente invención proporciona además el uso de la composición lubricante como aceite lubricante o grasa lubricante. En general, el aceite lubricante se refiere a la composición lubricante que contiene partículas de caucho en una cantidad de menos del 10% en peso, y la grasa se refiere a la composición lubricante que contiene partículas de caucho en una cantidad del 10% en peso o más.

Ejemplos

La presente invención se describe con detalle mediante los siguientes ejemplos.

(I) Las materias primas usadas en los ejemplos y ejemplos comparativos se proporcionan a continuación:

Aceite base mineral: fabricado por SINOPEC, marca comercial Ib150, siendo la viscosidad a 40°C de 32,6 mm2/s, índice de viscosidad de 90.

Aceite base sintético: fabricado por SINOPEC, marca comercial PAO40, poli(a-olefina), siendo la viscosidad a 40°C de 40,0 mm2/s, índice de viscosidad de 110.

Partículas de caucho de estireno-butadieno que van a dispersarse: fabricadas por SINOPEC, marca comercial VP101, tamaño de partícula promedio de 100 nm, contenido de gel del 90% en peso; tal como se observa bajo microscopio, no se hallaron fenómenos de deslaminación o separación de fases dentro de las partículas de caucho de estirenobutadieno que se preparan mediante reticulación por radiación de un látex de caucho de estireno-butadieno con una fuente de cobalto y luego secado por pulverización.

Partículas de caucho de estireno-butadieno reticuladas con peróxido: preparadas según el método divulgado en la patente CN1840622A y luego secadas mediante el método de secado por pulverización; siendo el látex de caucho látex de caucho de estireno-butadieno (que tiene la misma composición que el látex de caucho para preparar las partículas de caucho de estireno-butadieno VP101); siendo el agente de reticulación usado peróxido de dicumilo (DCP) y teniendo las partículas de caucho de estireno-butadieno reticuladas con peróxido finalmente obtenidas un tamaño de partícula promedio de 100 nm con un contenido de gel del 90% en peso.

Partículas de caucho de acrilato que van a dispersarse: fabricadas por SINOPEC, marca comercial VP301, tamaño de partícula promedio de 100 nm, contenido de gel del 90% en peso; tal como se observa bajo microscopio, no se hallaron fenómenos de deslaminación o separación de fases dentro de las partículas de caucho de acrilato que se preparan mediante reticulación por radiación de un látex de caucho de acrilato con una fuente de cobalto y luego secado por pulverización.

Partículas de caucho de acrilato reticuladas con peróxido: preparadas según el método divulgado en la patente CN1840622A y luego secadas mediante el método de secado por pulverización; siendo el látex de caucho látex de caucho de acrilato (que tiene la misma composición que el látex de caucho para preparar las partículas de caucho de acrilato VP301); siendo el agente de reticulación usado peróxido de dicumilo (DCP) y teniendo las partículas de caucho de acrilato reticuladas con peróxido finalmente obtenidas un tamaño de partícula promedio de 100 nm con un contenido de gel del 90% en peso.

Partículas de caucho de nitrilo que van a dispersarse: fabricadas por SINOPEC, marca comercial VP401, tamaño de partícula promedio de 100 nm, contenido de gel del 90% en peso; tal como se observa bajo microscopio, no se hallaron fenómenos de deslaminación o separación de fases dentro de las partículas de caucho de nitrilo que se preparan mediante reticulación por radiación de un látex de caucho de nitrilo con una fuente de cobalto y luego secado por pulverización.

Partículas de caucho de nitrilo reticuladas con peróxido: preparadas según el método divulgado en la patente CN1840622A y luego secadas mediante el método de secado por pulverización; siendo el látex de caucho látex de caucho de nitrilo (que tiene la misma composición que el látex de caucho para preparar las partículas de caucho de nitrilo VP401), siendo el agente de reticulación usado peróxido de dicumilo (DCP) y teniendo las partículas de caucho de nitrilo reticuladas con peróxido finalmente obtenidas un tamaño de partícula promedio de 100 nm con un contenido de gel del 90% en peso.

Partículas de caucho de etileno-acetato de vinilo que van a dispersarse: fabricadas por SINOPEC, marca comercial VP801, obtenidas por aglomeración de partículas de caucho de etileno-acetato de vinilo que tienen un tamaño de partícula promedio de 500 nm, un contenido de gel del 90% en peso; tal como se observa bajo microscopio, no se hallaron fenómenos de deslaminación o separación de fases dentro de las partículas de caucho de etileno-acetato de vinilo que se preparan mediante reticulación por radiación de un látex de caucho de etileno-acetato de vinilo con una fuente de cobalto y luego secado por pulverización.

Partículas de caucho de etileno-acetato de vinilo reticuladas con peróxido: preparadas según el método divulgado en la patente CN1840622Ay luego secadas mediante el método de secado por pulverización; siendo el látex de caucho látex de caucho de etileno-acetato de vinilo (que tiene la misma composición que el látex de caucho para preparar las partículas de caucho de etileno-acetato de vinilo VP801), siendo el agente de reticulación usado peróxido de dicumilo (DCP) y teniendo las partículas de caucho de etileno-acetato de vinilo reticuladas con peróxido finalmente obtenidas un tamaño de partícula promedio de 500 nm con un contenido de gel del 90% en peso.

(II) Los datos experimentales en los ejemplos y ejemplos comparativos se miden usando los siguientes instrumentos y métodos:

(1) Viscosidad cinemática: se miden respectivamente las viscosidades cinemáticas a 40°C y 100°C según la norma GB/T265-1998 “Measurement method of kinematic viscosity and calculation method of dynamic viscosity for petroleum products” , usando el método de capilares de vidrio convencional;

(2) Índice de viscosidad (IV): se mide según la norma GB/T1995-1998 “Calculation method of viscosity index for petroleum products”, que incluye el método A, el método B, en el que si IV < 100, el índice de viscosidad se calcula según el método A usando la siguiente ecuación:

IV = [(L-HM(L-U)] X 100

en la que, L es la viscosidad cinemática a 40°C (mm2/s) de un producto de aceite que tiene la misma viscosidad cinemática a 100°C que la de la muestra y tiene un índice de viscosidad de 0, H es la viscosidad cinemática a 40°C (mm2/s) de un producto de aceite que tiene la misma viscosidad cinemática a 100°C que la de la muestra y tiene un índice de viscosidad de 100, y U es la viscosidad cinemática a 40°C, mm2/s, de la muestra; y

si IV > 100, el índice de viscosidad se calcula según el método B usando la siguiente ecuación:

IV = {[(anti logN-1 )/0.00715]} 100

en la que, N = (logH-logU)/logY, U es la viscosidad cinemática a 40°C (mm2/s) de la muestra, Y es la viscosidad cinemática a 100°C (mm2/s) de la muestra, H es la viscosidad cinemática a 40°C (mm2/s) de un producto de aceite que tiene la misma viscosidad cinemática a 100°C que la de la muestra y tiene un índice de viscosidad de 100, y anti logN es la función inversa de logN.

(3) Índice de decoloración (IC): se calcula el índice de amarillo (YI) de la composición lubricante según la siguiente fórmula basada en los resultados de la medición realizada según la norma HG/T3862-2006 “Test method of yellow index for plastics” usando un medidor de diferencia de color automático de la serie TCP2:

YI = 100(1,28X-1,06Z)/Y, en la que X, Y, Z son respectivamente valores triestímulo medidos bajo una fuente de luz C convencional. El índice de decoloración (IC) de la composición lubricante se define de la siguiente manera:

IC = YI150/YÍ25

en la que YI150 es el índice de amarillo del lubricante después de la prueba a alta temperatura (manteniendo a 150°C durante 4 horas), YI25 es el índice de amarillo del lubricante a temperatura ambiente (25°C), IC puede reflejar de manera intuitiva la resistencia a altas temperaturas y la resistencia al envejecimiento de la composición lubricante. (4) Viscosidad dinámica: se miden respectivamente las viscosidades dinámicas a 40°C y 100°C de la composición lubricante usando un viscosímetro rotativo digital tipo NDJ-5S, con calentamiento por baño de aceite.

(5) Separación de aceite: se mide según la norma SH/T 0324-92 “Measurement method (static method) of oil separation from grease on steel screen”, en la que la muestra se coloca en una pantalla de acero de malla 100, se mantiene en un horno a 100°C durante 24 horas y luego se saca para la medición de la separación de aceite.

(6) Coeficiente de fricción: se mide la propiedad de fricción interfacial de la composición lubricante usando un aparato de ensayo de tracción electrónico a una carga de 0,2 kg. Se comparan los coeficientes de fricción estática .^s y los coeficientes de fricción dinámica .^k de aluminio-acero (sin lubricación) y aluminio-acero (lubricación), en los que “sin lubricación” indica que la superficie de aluminio-acero no está recubierta con ninguna composición lubricante y “lubricación” indica que la superficie de aluminio-acero se ha recubierto con la composición lubricante correspondiente. Ejemplo 1

Se llevó a cabo este ejemplo para ilustrar la composición lubricante de la invención y el método de preparación de la misma.

Se mezclaron 100 partes en peso de aceite base mineral Ib150 y 0,5 partes en peso de partículas de caucho de estireno-butadieno VP101 que van a dispersarse con agitación mecánica hasta que eran uniformes, y luego se homogeneizaron en un homogeneizador de alta presión durante cuatro ciclos a una presión de 100 MPa para producir el material combinado, en el que se controló que la temperatura del material después de cada ciclo no superara los 70°C a través de un baño de agua. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad del material combinado se muestran en la tabla 1.

Se mantuvo el material combinado obtenido en un horno de alta temperatura a 150°C durante al menos 4 horas, y luego se homogeneizó una segunda vez en un homogeneizador de alta presión durante cuatro ciclos a una presión de 100 MPa (es decir, la redispersión secundaria) para producir la composición lubricante. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad, así como el cambio de color antes y después de la prueba a alta temperatura de la composición lubricante, se muestran respectivamente en la tabla 1 y la tabla 2.

Ejemplo comparativo 1

Se llevó a cabo este ejemplo comparativo para ilustrar la composición lubricante de referencia y el método de preparación de la misma.

Se preparó un material combinado y una composición lubricante según el ejemplo 1, excepto que se reemplazaron las partículas de caucho de estireno-butadieno VP101 que van a dispersarse por las mismas partes en peso de partículas de caucho de estireno-butadieno reticuladas con peróxido, produciendo de ese modo el material combinado de referencia y la composición lubricante de referencia. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad del material combinado de referencia se muestran en la tabla 1. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad, así como el cambio de color antes y después de la prueba a alta temperatura de la composición lubricante de referencia, se muestran respectivamente en la tabla 1 y la tabla 2.

Ejemplo 2

Se mezclaron 100 partes en peso de aceite base mineral Ib150 y 1 parte en peso de partículas de caucho de estirenobutadieno VP101 que van a dispersarse con agitación mecánica hasta que eran uniformes, y luego se homogeneizaron en un homogeneizador de alta presión durante seis ciclos a una presión de 100 MPa para producir el material combinado, en el que se controló que la temperatura del material después de cada ciclo no superara los 70°C a través de un baño de agua. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad del material combinado se muestran en la tabla 1.

Se mantuvo el material combinado obtenido en un horno de alta temperatura a 150°C durante al menos 4 horas, y luego se homogeneizó una segunda vez en un homogeneizador de alta presión durante seis ciclos a una presión de 100 MPa (es decir, la redispersión secundaria) para producir la composición lubricante. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad, así como el cambio de color antes y después de la prueba a alta temperatura de la composición lubricante, se muestran respectivamente en la tabla 1 y la tabla 2.

Ejemplo comparativo 2

Se prepararon un material combinado y una composición lubricante según el ejemplo 2, excepto que se reemplazaron las partículas de caucho de estireno-butadieno VP101 que van a dispersarse por las mismas partes en peso de partículas de caucho de estireno-butadieno reticuladas con peróxido, produciendo de ese modo el material combinado de referencia y la composición lubricante de referencia. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad del material combinado de referencia se muestran en la tabla 1. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad, así como el cambio de color antes y después de la prueba a alta temperatura de la composición lubricante de referencia, se muestran respectivamente en la tabla 1 y la tabla 2.

Ejemplo 3

Se mezclaron 100 partes en peso de aceite base mineral Ib150 y 3 partes en peso de partículas de caucho de estirenobutadieno VP101 que van a dispersarse con agitación mecánica hasta que eran uniformes, y luego se homogeneizaron según el método del ejemplo 2 par producir un material combinado. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad del material combinado se muestran en la tabla 1.

Ejemplo comparativo 3

Se prepararon un material combinado y una composición lubricante según el ejemplo 3, excepto que se reemplazaron las partículas de caucho de estireno-butadieno VP101 que van a dispersarse por las mismas partes en peso de partículas de caucho de estireno-butadieno reticuladas con peróxido, produciendo de ese modo el material combinado de referencia y la composición lubricante de referencia. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad del material combinado de referencia se muestran en la tabla 1. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad, así como el cambio de color antes y después de la prueba a alta temperatura de la composición lubricante de referencia, se muestran respectivamente en la tabla 1 y la tabla 2.

Ejemplo 4

Se mezclaron 100 partes en peso de aceite base mineral Ib150 y 5 partes en peso de partículas de caucho de estirenobutadieno VP101 que van a dispersarse con agitación mecánica hasta que eran uniformes, y luego se homogeneizaron en un homogeneizador de alta presión durante diez ciclos a una presión de 100 MPa para producir el material combinado, en el que se controló que la temperatura del material después de cada ciclo no superara los 70°C a través de un baño de agua. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad del material combinado se muestran en la tabla 1.

Se mantuvo el material combinado obtenido en un horno de alta temperatura a 150°C durante al menos 4 horas, y luego se homogeneizó una segunda vez en un homogeneizador de alta presión durante diez ciclos a una presión de 100 MPa (es decir, la redispersión secundaria) para producir la composición lubricante. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad, así como el cambio de color antes y después de la prueba a alta temperatura de la composición lubricante, se muestran respectivamente en la tabla 1 y la tabla 2.

Ejemplo 5

Se mezclaron 100 partes en peso de aceite base mineral Ib150 y 0,5 partes en peso de partículas de caucho de acrilato VP301 que van a dispersarse con agitación mecánica hasta que eran uniformes, y luego se homogeneizaron en un homogeneizador de alta presión durante cuatro ciclos a una presión de 100 MPa para producir el material combinado, en el que se controló que la temperatura del material después de cada ciclo no superara los 70°C a través de un baño de agua. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad del material combinado se muestran en la tabla 1.

Se mantuvo el material combinado anterior en un horno de alta temperatura a 150°C durante al menos 4 horas, y luego se homogeneizó una segunda vez en un homogeneizador de alta presión durante cuatro ciclos a una presión de 100 MPa (es decir, la redispersión secundaria) para producir la composición lubricante. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad, así como el cambio de color antes y después de la prueba a alta temperatura de la composición lubricante, se muestran respectivamente en la tabla 1 y la tabla 2.

Ejemplo comparativo 4

Se prepararon un material combinado y una composición lubricante según el ejemplo 5, excepto que se reemplazaron las partículas de caucho de acrilato VP301 que van a dispersarse por las mismas partes en peso de partículas de caucho de acrilato reticuladas con peróxido, produciendo de ese modo el material combinado de referencia y la composición lubricante de referencia. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad del material combinado de referencia se muestran en la tabla 1. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad, así como el cambio de color antes y después de la prueba a alta temperatura de la composición lubricante de referencia, se muestran respectivamente en la tabla 1 y la tabla 2.

Ejemplo 6

Se mezclaron 100 partes en peso de aceite base mineral Ib150 y 0,5 partes en peso de partículas de caucho de nitrilo VP401 que van a dispersarse con agitación mecánica hasta que eran uniformes, y luego se homogeneizaron en un homogeneizador de alta presión durante cuatro ciclos a una presión de 100 MPa para producir el material combinado, en el que se controló que la temperatura del material después de cada ciclo no superara los 70°C a través de un baño de agua. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad del material combinado se muestran en la tabla 1.

Ejemplo comparativo 5

Se prepararon un material combinado y una composición lubricante según el ejemplo 6, excepto que se reemplazaron las partículas de caucho de nitrilo VP401 que van a dispersarse por las mismas partes en peso de partículas de caucho de nitrilo reticuladas con peróxido, produciendo de ese modo el material combinado de referencia y la composición lubricante de referencia. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad del material combinado de referencia se muestran en la tabla 1. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad, así como el cambio de color antes y después de la prueba a alta temperatura de la composición lubricante de referencia, se muestran respectivamente en la tabla 1 y la tabla 2.

Ejemplo 7

Se mezclaron 100 partes en peso de aceite base mineral Ib150 y 0,5 partes en peso de partículas de caucho de etileno-acetato de vinilo VP801 que van a dispersarse con agitación mecánica hasta que eran uniformes, y luego se homogeneizaron en un homogeneizador de alta presión durante cuatro ciclos a una presión de 100 MPa para producir el material combinado, en el que se controló que la temperatura del material después de cada ciclo no superara los 70°C a través de un baño de agua. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad del material combinado se muestran en la tabla 1.

Ejemplo comparativo 6

Se prepararon un material combinado y una composición lubricante según el ejemplo 7, excepto que se reemplazaron las partículas de caucho de etileno-acetato de vinilo VP801 que van a dispersarse por las mismas partes en peso de partículas de caucho de etileno-acetato de vinilo reticuladas con peróxido, produciendo de ese modo el material combinado de referencia y la composición lubricante de referencia. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad del material combinado de referencia se muestran en la tabla 1. La viscosidad cinemática y el índice de viscosidad, así como el cambio de color antes y después de la prueba a alta temperatura de la composición lubricante de referencia, se muestran respectivamente en la tabla 1 y la tabla 2.

Tabla 1. Viscosidad cinemática e índice de viscosidad de la composición lubricante

Tabla 2. Cambios de aspecto de la composición lubricante antes y después del tratamiento a alta temperatura

Tal como puede observarse a partir de los resultados en la tabla 1, en comparación con la composición lubricante que comprende las partículas de caucho obtenidas mediante reticulación con peróxido, la composición lubricante que comprende las partículas de caucho que tienen una estructura reticulada por radiación obtenidas mediante el método de reticulación por radiación tenían una menor viscosidad a baja temperatura (40°C) y una mayor viscosidad a alta temperatura (100°C), y tenían un mayor índice de viscosidad. Por tanto, la composición lubricante de la presente invención tenía una mejor relación viscosidad-temperatura, y tenía mejores propiedades de flujo y de bombeo a baja temperatura, lo que conduce al arranque en frío de los equipos mecánicos y a la formación de una película de aceite relativamente gruesa a altas temperaturas, reduciendo de ese modo la fricción superficial y mejorando el efecto lubricante. Por tanto, la composición lubricante de la presente invención puede adaptarse a un intervalo de temperaturas más amplio, reducir la fricción y, por tanto, proporcionar un mejor efecto de ahorro de energía.

Además, tal como puede observarse a partir de los resultados de la tabla 2, la composición lubricante de la presente invención tenía excelente resistencia al envejecimiento y solidez del color.

Ejemplo 8

Se mezclaron 100 partes en peso de aceite base mineral Ib150 y 10 partes en peso de partículas de caucho de estireno-butadieno VP101 que van a dispersarse con agitación mecánica hasta que eran uniformes, y luego se homogeneizaron en un molino de tres cilindros durante cinco ciclos a una velocidad de rotación de 280 rpm para producir una composición lubricante. La viscosidad dinámica, la separación de aceite y la propiedad de lubricación de la composición lubricante se muestran en la tabla 3 y la tabla 4.

Ejemplo 9

Se mezclaron 100 partes en peso de aceite base mineral Ib150 y 30 partes en peso de partículas de caucho de estireno-butadieno VP101 que van a dispersarse con agitación mecánica hasta que eran uniformes, y luego se homogeneizaron en un molino de tres cilindros durante cinco ciclos a una velocidad de rotación de 200 rpm para producir una composición lubricante. La viscosidad dinámica, la separación de aceite y la propiedad de lubricación de la composición lubricante se muestran en la tabla 3 y la tabla 4.

Ejemplo 10

Se mezclaron 100 partes en peso de aceite base mineral Ib150 y 50 partes en peso de partículas de caucho de estireno-butadieno VP101 que van a dispersase con agitación mecánica hasta que eran uniformes, y luego se homogeneizaron en un molino de tres cilindros durante cinco ciclos a una velocidad de rotación de 200 rpm para producir una composición lubricante. La viscosidad dinámica, la separación de aceite y la propiedad de lubricación de la composición lubricante se muestran en la tabla 3 y la tabla 4.

Ejemplo 11

Se mezclaron 100 partes en peso de aceite base mineral Ib150 y 100 partes en peso de partículas de caucho de estireno-butadieno VP101 que van a dispersarse con agitación mecánica hasta que eran uniformes, y luego se homogeneizaron en un homogeneizador de alta presión durante cinco ciclos a una velocidad de rotación de 100 rpm para producir una composición lubricante. La viscosidad dinámica, la separación de aceite y la propiedad de lubricación de la composición lubricante se muestran en la tabla 3 y la tabla 4.

Ejemplo 12

Se mezclaron 100 partes en peso de aceite base sintético PAO40 y 10 partes en peso de partículas de caucho de estireno-butadieno VP101 que van a dispersarse con agitación mecánica hasta que eran uniformes, y luego se homogeneizaron en un homogeneizador de alta presión durante cinco ciclos a una velocidad de rotación de 200 rpm para producir una composición lubricante. La viscosidad dinámica, la separación de aceite y la propiedad de lubricación de la composición lubricante se muestran en la tabla 3 y la tabla 4.

Ejemplo 13

Se mezclaron 100 partes en peso de aceite base sintético PAO40 y 50 partes en peso de partículas de caucho de estireno-butadieno VP101 que van a dispersarse con agitación mecánica hasta que eran uniformes, y luego se homogeneizaron en un homogeneizador de alta presión durante cinco ciclos a una velocidad de rotación de 100 rpm para producir una composición lubricante. La viscosidad dinámica, la separación de aceite y la propiedad de lubricación de la composición lubricante se muestran en la tabla 3 y la tabla 4.

Ejemplo 14

Se mezclaron 100 partes en peso de aceite base sintético PAO40 y 100 partes en peso de partículas de caucho de estireno-butadieno VP101 que van a dispersarse con agitación mecánica hasta que eran uniformes, y luego se homogeneizaron en un homogeneizador de alta presión durante cinco ciclos a una velocidad de rotación de 100 rpm para producir una composición lubricante. La viscosidad dinámica, la separación de aceite y la propiedad de lubricación de la composición lubricante se muestran en la tabla 3 y la tabla 4.

Tabla 3. Viscosidad dinámica y separación de aceite de la composición lubricante

En la tabla 3, “-” indica más allá del intervalo de prueba (105 mPa.s).

Tabla 4. Propiedad de lubricación de la composición lubricante

Tal como puede observarse a partir de los resultados de la tabla 3, la composición lubricante que comprende las partículas de caucho que tienen una estructura reticulada por radiación obtenidas mediante el método de reticulación por radiación tenían una menor viscosidad a baja temperatura (40°C) y una mayor viscosidad a alta temperatura (100°C). Por tanto, la composición lubricante de la presente invención tenía una mejor relación viscosidad-temperatura y podía adaptarse a un intervalo de temperaturas más amplio.

Además, tal como puede observarse a partir de los resultados de la tabla 4, la composición lubricante de la presente invención tenía propiedades antidesgaste y de reducción de la fricción muy excelentes.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Composición lubricante, caracterizada porque la composición lubricante comprende un aceite base y partículas de caucho que tienen una estructura reticulada por radiación dispersadas en el mismo, en la que el aceite base es la fase continua y las partículas de caucho son la fase dispersa,

en la que las partículas de caucho son al menos uno seleccionado del grupo que consiste en caucho natural, caucho de estireno-butadieno, caucho de estireno-butadieno carboxilado, caucho de nitrilo, caucho de nitrilo carboxilado, caucho de polibutadieno, caucho de silicona, caucho de cloropreno, caucho de acrilato, caucho de estireno-butadieno-piridina, caucho de isopreno, caucho de butilo, caucho de polisulfuro, caucho de acrilato-butadieno, caucho de poliuretano, caucho fluorado y caucho de etileno-acetato de vinilo,

en la que las partículas de caucho tienen un tamaño de partícula promedio de 20-2000 nm, un contenido de gel del 60% en peso o más y tienen una estructura homogénea, medidos tal como se indica en la descripción,

en la que la cantidad de las partículas de caucho es de 0,001 a 200 partes en peso, en relación con 100 partes en peso del aceite base.
2. Composición lubricante según la reivindicación 1, en la que las partículas de caucho tienen un tamaño de partícula promedio de 50-1000 nm.
3. Composición lubricante según la reivindicación 1, en la que las partículas de caucho tienen un contenido de gel del 75% en peso o más.
4. Composición lubricante según la reivindicación 1, en la que las partículas de caucho son al menos uno seleccionado del grupo que consiste en caucho de estireno-butadieno, caucho de estireno-butadieno carboxilado, caucho de nitrilo, caucho de nitrilo carboxilado, caucho de acrilato y caucho de etileno-acetato de vinilo.
5. Composición lubricante según la reivindicación 1, en la que el aceite base es un aceite base mineral y/o un aceite base sintético.
6. Composición lubricante según la reivindicación 1, en la que

el aceite base mineral es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en aceite base mineral de índice de viscosidad bajo que tiene un índice de viscosidad IV < 40, aceite base mineral de índice de viscosidad medio que tiene 40 < índice de viscosidad IV < 90, aceite base mineral de índice de viscosidad alto que tiene 90 < índice de viscosidad IV < 120, aceite base mineral de índice de viscosidad muy alto que tiene 120 < índice de viscosidad IV < 140 y aceite base mineral de índice de viscosidad ultra-alto que tiene índice de viscosidad IV > 140; o

el aceite base sintético es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en hidrocarburos sintéticos, hidrocarburos alquilaromáticos, ésteres sintéticos, poliéteres, hidrocarburos halogenados, polisiloxanos y aceites que contienen flúor.
7. Composición lubricante según la reivindicación 1, en la que la composición lubricante contiene como máximo 60 partes en peso de partículas de caucho que tienen una estructura químicamente reticulada, en relación con 100 partes en peso del aceite base
8. Composición lubricante según la reivindicación 1, en la que las partículas de caucho están modificadas física o químicamente.
9. Método para preparar la composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende mezclar partículas de caucho que tienen una estructura reticulada por radiación con el aceite base en el que se dispersan las partículas de caucho.
10. Método según la reivindicación 9, que comprende además al menos una, preferiblemente al menos dos etapas de redispersión.
11. Método según la reivindicación 9 ó 10, que comprende:

(1) añadir las partículas de caucho que van a dispersarse al aceite base y mezclar mediante agitación mecánica, de manera que las partículas de caucho se dispersen o suspendan en el aceite base para obtener una composición preliminarmente dispersada;

(2) redispersar la composición preliminarmente dispersada hasta que las partículas de caucho dispersadas tengan un tamaño de partícula promedio de 50-1000 nm.
12. Método según la reivindicación 11, que comprende además la etapa (3), en la que la composición obtenida en la etapa (2) se somete a la redispersión secundaria.
13. Método según la reivindicación 11 ó 12, en el que la redispersión en la etapa (2) y la redispersión secundaria en la etapa (3) se realizan, independientemente entre sí, en al menos un dispositivo de mezclado seleccionado de un homogeneizador, un molino de perlas de vidrio, un molino de tres cilindros, una extrusora de un solo husillo, una extrusora de múltiples husillos, una amasadora, un aparato de disolución y un dispersor ultrasónico.
14. Método según la reivindicación 9, en el que la cantidad de las partículas de caucho que van a dispersarse es de 0,001 a 200 partes en peso en relación con 100 partes en peso del aceite base.
15. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 9-14, en el que las partículas de caucho que van a dispersarse son agrupaciones de partículas de caucho formadas por aglomeración de partículas de caucho que tienen un tamaño de partícula promedio de 50-1000 nm.
16. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 9-14, en el que las partículas de caucho que van a dispersarse tienen un contenido de gel del 75% en peso o más.
17. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 9-14, en el que las partículas de caucho que van a dispersarse son al menos uno seleccionado del grupo que consiste en caucho natural, caucho de estirenobutadieno, caucho de estireno-butadieno carboxilado, caucho de nitrilo, caucho de nitrilo carboxilado, caucho de polibutadieno, caucho de silicona, caucho de cloropreno, caucho de acrilato, caucho de estirenobutadieno-piridina, caucho de isopreno, caucho de butilo, caucho de polisulfuro, caucho de acrilato-butadieno, caucho de poliuretano, caucho fluorado y caucho de etileno-acetato de vinilo.
18. Uso de una composición lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, como aceite lubricante o grasa lubricante.
19. Uso de las partículas de caucho que tienen la estructura reticulada por radiación según una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, para preparar la composición lubricante.