WO2009118435A1 - Aditivos modificadores de la viscosidad de aceites vegetales para su uso como biolubricantes - Google Patents

Aditivos modificadores de la viscosidad de aceites vegetales para su uso como biolubricantes Download PDF

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WO2009118435A1
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vinyl acetate
eva
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Lida Andrea Quinchia Bustamante
Críspulo GALLEGOS MONTES
José María FRANCO GOMEZ
Concepción VALENCIA BARRAGAN
Miguel Angel Delgado Canto
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Universidad De Huelva
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    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/04Oil-bath; Gear-boxes; Automatic transmissions; Traction drives

Definitions

  • the present invention is related to the development of new formulations of lubricants and in particular of lubricants based on vegetable oil.
  • Lubricating oils for industrial use and automotive use have been based, so far, primarily on mineral oils.
  • mineral oils Despite the wide availability of vegetable oils and the apparent attractiveness of using renewable and environmentally friendly raw materials, the use of vegetable oils as lubricant-based fluids has been highly restricted. These have not found wide application as modern high performance lubricants, although rapeseed oil and castor oil are being used as lubricants for specific applications.
  • Vegetable oils have already been used as lubricants due to their good lubrication, anti-corrosion properties, good viscosity-temperature ratio and low evaporation loss in some industrial applications. In addition to these advantages, vegetable oils are also easily biodegradable and environmentally safe compared to mineral oils. However, the extensive use of vegetable oils is restricted due to the low thermo-oxidative and hydrolytic stability, which can be mitigated by appropriate chemical modifications.
  • Spanish patent ES0167075 refers to a process for obtaining lubricants based on vegetable oils, where the vegetable oil used is olive oil (pomace), for use in superheated steam lubricants. Atmospheric air blowing techniques are used with subsequent additions of infusorial earth or Kieselghur.
  • Spanish patent ES0409170 refers to a process for preparing an additive modifying the viscosity of mineral lubricating oils based on the copolymer of ethylene and propylene.
  • Spanish patent ES2055349 describes the use of a viscosity additive for mineral lubricating oils, based on an alkyl polymethacrylate and an olefin copolymer, its preparation process as well as the lubricating compositions that include the additive.
  • Spanish patent ES2128327 refers to lubricant compositions and lubricant additives consisting of telomerized vegetable oil.
  • the invention also describes methods for using a telomerized vegetable oil in a lubricant additive or a lubricating composition and methods for telomerizing vegetable oil.
  • Spanish patent ES2089717 refers to lubricants and in particular to lubricants based on vegetable oil, where the lubricating oil comprises a palm olein to which an ester additive is added to retard crystallization and also contains the traditional ingredients of a lubricant such as dispersants, antioxidants and detergents.
  • Spanish patent ES2106617 refers to an additive that improves the viscosity index, based on a star-shaped polymer, for lubricating oil compositions. Describe the process for its preparation and the lubricating oil compositions.
  • US Pat. No. 5,889,447 refers to the use of vegetable oils instead of mineral oils, and their use in internal combustion engine applications. Triglycerides, glycerides and free fatty acids are mainly used, they also study different vegetable oils and their combinations.
  • biolubricant encompasses lubricating oils and greases, which are not toxic, for animal life or for aquatic life and which can be degraded by the action of microorganisms in a relatively short period of time.
  • the object of the present invention is the use of a series of additives modifying the viscosity of vegetable oils, to develop high viscosity biolubricants.
  • additives are selected from a polyolefin, which is a copolymer of ethylene and vinyl acetate (EVA), with different percentages in vinyl acetate, a copolymer of styrene and butadiene (SBS) and mixture thereof.
  • EVA ethylene and vinyl acetate
  • SBS styrene and butadiene
  • this provides a lubricating oil composition
  • a lubricating oil composition comprising as main component at least one vegetable oil, together with an amount comprised between 1% and 4% of at least one polymeric modifying additive of its viscosity, in order to meet the required viscosity characteristics, according to the ranges of temperature of use, adequate values of viscosity index and physical and chemical stability in a reasonable period of use, depending on the possible applications .
  • the polymeric additive is selected from a copolymer of ethylene and vinyl acetate (EVA), a copolymer of styrene and butadiene (SBS) and a mixture thereof.
  • EVA ethylene and vinyl acetate
  • SBS styrene and butadiene
  • EVA EVA copolymer
  • properties of EVA depend on the percentage of vinyl acetate they possess; As the proportion of vinyl acetate increases, amorphous fragments appear, usually softer, which contribute to increasing transparency and flexibility. Also the melting point decreases with increasing the amount of this component in the EVA copolymer.
  • Other properties that vary by decreasing the content of vinyl acetate in the copolymer, are resistance to heat deformation, electrical insulation, chemical resistance, breaking stress, stiffness and hardness.
  • the ethylene vinyl acetate (EVA) copolymer contains a percentage of vinyl acetate between 20% and 40%, preferably between 25% and 35%, with 28% or 33% being even more preferred.
  • the characteristic parameters of these polymers are:
  • SBS is based on a copolymer of styrene and butadiene, with ratios of 30:70 respectively.
  • the microstructure of the material depends largely on the polymerization process. They have excellent resistance to environmental conditions and are easily processable.
  • the vegetable oil is selected from castor oil, sunflower oil, soybean oil, rapeseed oil, sunflower oil high in oleic acid and a mixture thereof.
  • the composition comprises a sunflower oil of high oleic acid content, a castor oil or mixture thereof.
  • the composition comprises a sunflower vegetable oil high in oleic acid and, where the polymeric additive used is a copolymer of ethylene and vinyl acetate EVA.
  • the composition comprises a sunflower vegetable oil with a high content of oleic acid, castor oil and, where the polymeric additive used is a copolymer of ethylene and vinyl acetate EVA.
  • the composition comprises a ratio between 30:70 to 70:30 of both vegetable oils, more preferably between 40:60 to 60:40, a 50:50 ratio of both vegetable oils being particularly preferred.
  • the composition comprises a sunflower vegetable oil high in oleic acid, castor oil and, where the polymeric additive used is a mixture of a copolymer of ethylene and vinyl acetate (EVA) and a copolymer of styrene and butadiene (SBS).
  • EVA ethylene and vinyl acetate
  • SBS styrene and butadiene
  • the composition comprises a 1: 3-3: 1 mixture of both copolymers.
  • the composition comprises sunflower vegetable oil high in oleic acid and, where the polymeric additive used is a copolymer of styrene and butadiene (SBS).
  • SBS styrene and butadiene
  • the composition comprises castor oil and a copolymer of styrene and butadiene (SBS).
  • SBS styrene and butadiene
  • this provides a method of preparing the lubricating composition of the invention, characterized in that the mixture of the different components is subjected to stirring at a speed between 300-700 rpm, at a temperature between 100-150 0 C during a homogenization time between 5-10 hours.
  • this refers to the use of the lubricating oil composition of the invention, as automotive lubricants, wind turbines, two-stroke engines, four-stroke engines, gears, transmission fluids, hydraulic oils , chain saws, gears and for the mechanization of metals.
  • FIGURE 1 Viscosity curves obtained at different temperatures: a. (25 0 C, with its adjustment to the Cross model, pseudoplastic behavior); b. (4O 0 C, with its adjustment to the Cross model, pseudoplastic behavior); C. (6O 0 C, Newtonian behavior); d. (100 0 C, Newtonian behavior); (Example 1).
  • FIGURE 2. Adjust to the Arrhenius equation, representing In ⁇ versus 1 / T (Example 1).
  • the adjustment parameters are:
  • is the viscosity of the material
  • T is the temperature in degrees Kelvin
  • A is the pre-exponential factor
  • Ef (kJmol “1 ) is the flow activation energy
  • R is the universal constant of the ideal gases (8,314 J mol "1 K “ 1 ).
  • a mixture was prepared, according to the operating mode of Example 1, in which the mixing time is varied which is from 7h to 14O 0 C, consisting of: -100 g of sunflower oil high in oleic acid. -4 g of SBS.
  • a mixture consisting of: -50 g of sunflower oil with a high oleic acid content was prepared according to the operating mode of Example 1.
  • Table I also shows the data of pure oils, without additives, for comparative purposes.
  • GEO High oleic sunflower oil
  • RIC Castor oil
  • EVA copolymer of ethylene and vinyl acetate
  • SBS styrene and butadiene copolymer

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Abstract

La presente invención se refiere a nuevas composiciones de aceites lubricantes que comprenden al menos un aceite vegetal como componente base y un aditivo polimérico modificador de su viscosidad. Son también objeto de la presente invención un procedimiento de preparación y su uso.

Description

ADITIVOS MODIFICADORES DE LA VISCOSIDAD DE ACEITES VEGETALES PARA SU USO COMO BIOLUBRICANTES
La presente invención está relacionada con el desarrollo de nuevas formulaciones de lubricantes y en particular de lubricantes a base de aceite vegetal.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
Los aceites lubricantes de uso industrial y de uso en automoción han estado basados, hasta ahora, fundamentalmente, en aceites minerales. A pesar de Ia amplia disponibilidad de aceites vegetales y del atractivo aparente de utilizar materias primas renovables y respetuosas con el medio ambiente, el uso de aceites vegetales como fluidos de base lubricante ha estado altamente restringido. Éstos no han encontrado una amplia aplicación como lubricantes modernos de alto rendimiento, aunque el aceite de colza y el aceite de ricino se están utilizando como lubricantes para aplicaciones específicas. Los aceites vegetales ya han sido usados como lubricantes debido a sus buenas propiedades de lubricación, anticorrosión, buena relación viscosidad-temperatura y baja pérdida por evaporación en algunas aplicaciones industriales. Además de estas ventajas, los aceites vegetales también son fácilmente biodegradables y ambientalmente seguros comparados con los aceites minerales. Sin embargo, el uso extensivo de aceites vegetales está restringido debido a Ia baja estabilidad termo-oxidativa e hidrolítica, Ia cual puede ser mitigada mediante modificaciones químicas apropiadas.
Existen algunos estudios sobre Ia utilización de aceites vegetales, bien como aceites base para lubricantes o bien como aditivos. Sin embargo, son muy pocas las invenciones que utilizan los aceites vegetales como aceite base para Ia elaboración de aceites lubricantes. Tanto es así, que se reportan, en mayor medida, invenciones relacionadas con Ia mejora y/o modificación de las propiedades de aceites lubricantes donde los aceites bases siguen siendo aceites minerales.
En Ia patente española ES0156500, se describe un procedimiento para transformar aceites vegetales para que sean aptos para lubricar los cilindros de máquinas de vapor, donde Ia técnica utilizada es Ia hidrogenación de los aceites; los aceites vegetales utilizados principalmente son el aceite de ricino y el aceite de oliva.
La patente española ES0167075 se refiere a un procedimiento de obtención de lubricantes a base de aceites vegetales, donde el aceite vegetal utilizado es el aceite de oliva (orujo), para uso en lubricantes de vapor recalentado. Se emplean técnicas de soplado con aire atmosférico con adiciones posteriores de tierra de infusorios o Kieselghur.
La patente española ES0409170 se refiere a un procedimiento de preparación de un aditivo modificador de Ia viscosidad de aceites lubricantes minerales basado en el copolímero de etileno y propileno.
En Ia patente española ES2055349 se describe Ia utilización de un aditivo de viscosidad para aceites lubricantes minerales, a base de un polimetacrilato de alquilo y de un copolímero de olefina, su procedimiento de preparación así como las composiciones lubricantes que incluyen el aditivo.
La patente española ES2128327 se refiere a composiciones de lubricantes y aditivos de lubricantes que constan de aceite vegetal telomerizado. La invención también describe métodos para usar un aceite vegetal telomerizado en un aditivo de lubricante o una composición lubricante y a métodos para telomerizar aceite vegetal.
La patente española ES2089717 se refiere a lubricantes y en particular a lubricantes a base de aceite vegetal, donde el aceite lubricante comprende una oleína de palma a Ia cual se Ie adiciona un aditivo éster para retardar Ia cristalización y contiene además, los ingredientes tradicionales de un lubricante como son, dispersantes, antioxidantes y detergentes.
En Ia patente estadounidense US5282989 se describen composiciones de lubricantes y aditivos lubricantes y métodos para Ia producción de aditivos lubricantes con propiedades antifricción que contienen aceite vegetal y aceites vegetales derivados como agentes lubricantes. Específicamente, en esta invención utilizan ácidos grasos esterificados, triglicéridos sulfurizados, ácidos grasos sulfurizados y triglicéridos. La patente española ES2113479 se refiere a un polímero injertado a base de copolímeros de etileno-propileno (EPM) o terpolímeros de etileno-propileno- dieno, dicho polímero mejora el índice de viscosidad de aceites lubricantes, Ie proporciona propiedades dispersantes y de disminuye el punto de fluidez.
La patente española ES2106617 se refiere a un aditivo que mejora el índice de viscosidad, a base de un polímero de forma de estrella, para composiciones de aceite lubricante. Describe el proceso para su preparación y las composiciones de aceite lubricante.
La patente estadounidense US5888947 se refiere al uso de aceites vegetales en lugar de aceites de origen mineral, y su uso en aplicaciones de motores de combustión interna. Se utilizan principalmente triglicéridos, glicéridos y ácidos grasos libres, también estudian diferentes aceites vegetales y sus combinaciones.
Es un hecho constatable Ia necesidad de desarrollar lubricantes amigables con el medio ambiente (biolubricant.es) a partir de aceites vegetales de última generación y, a ser posible, el uso de aditivos biodegradables, seleccionados por sus óptimas prestaciones para cada uso y que presenten una buena relación rendimiento/costo. En concreto, una de las propiedades físicas más relevantes de los aceites lubricantes en determinadas aplicaciones, es su viscosidad, así como el índice de viscosidad, relacionado con la dependencia de esta propiedad con Ia temperatura.
El término biolubricante engloba aceites y grasas lubricantes, que no son tóxicos, para Ia vida animal ni para Ia vida acuática y que pueden degradarse mediante la acción de microorganismos en un periodo de tiempo relativamente breve.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene por objeto el uso de una serie de aditivos modificadores de Ia viscosidad de aceites vegetales, para desarrollar biolubricantes de alta viscosidad. Estos aditivos se seleccionan entre una poliolefina, que es un copolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA), con distintos porcentajes en vinil acetato, un copolímero de estireno y butadieno (SBS) y mezcla de los mismos.
De acuerdo con un primer aspecto de Ia presente invención, ésta proporciona una composición de aceite lubricante que comprende como componente principal al menos un aceite vegetal, junto con una cantidad comprendida entre el 1% y el 4% de al menos un aditivo polimérico modificador de su viscosidad, con el fin de que se cumplan con las características requeridas de viscosidad, de acuerdo a los rangos de temperatura de uso, valores adecuados de índice de viscosidad y estabilidad física y química en un periodo razonable de uso, dependiendo de las posibles aplicaciones.
En Ia realización preferida, el aditivo polimérico se selecciona entre un copolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA), un copolímero de estireno y butadieno (SBS) y mezcla de los mismos.
Cada una de estas dos familias de copolímeros tiene ventajas e inconvenientes que les son característicos. Estos aditivos mejoran Ia relación de viscosidad-temperatura de los aceites lubricantes tradicionales. Sin embargo, no se conoce su aplicación como aditivos para aceites lubricantes vegetales.
Las propiedades del EVA dependen del porcentaje de vinil acetato que posean; a medida que aumenta Ia proporción de vinil acetato van apareciendo fragmentos amorfos, normalmente más blandos, que contribuyen a aumentar Ia transparencia y Ia flexibilidad. También el punto de fusión disminuye al aumentar Ia cantidad de este componente en el copolímero de EVA. Otras propiedades que varían al disminuir el contenido de acetato de vinilo en el copolímero, son Ia resistencia a Ia deformación por calor, el aislamiento eléctrico, Ia resistencia química, Ia tensión en rotura, Ia rigidez y Ia dureza.
El copolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA) contiene un porcentaje de vinil acetato comprendido entre el 20% y el 40%, preferentemente entre el 25% y el 35%, siendo aún más preferido del 28% o 33 %. Los parámetros característicos de estos polímeros son:
Figure imgf000006_0001
Por otro lado, el SBS está basado en un copolímero de estireno y butadieno, con proporciones de 30:70 respectivamente. La microestructura del material depende en gran medida del proceso de polimerización. Tienen una excelente resistencia a las condiciones ambientales y es fácilmente procesable.
De acuerdo con una realización preferida, el aceite vegetal se selecciona entre aceite de ricino, aceite de girasol, aceite de soja, aceite de colza, aceite de girasol de alto contenido en ácido oleico y mezcla de los mismos. En una realización más preferida, Ia composición comprende un aceite de girasol de alto contenido en ácido oleico, un aceite de ricino o mezcla de los mismos.
Según una realización preferida de Ia presente invención, Ia composición comprende un aceite vegetal de girasol de alto contenido en ácido oleico y, donde el aditivo polimérico utilizado es un copolímero de etileno y acetato de vinilo EVA.
Según otra realización, Ia composición comprende un aceite vegetal de girasol de alto contenido en ácido oleico, aceite de ricino y, donde el aditivo polimérico utilizado es un copolímero de etileno y acetato de vinilo EVA. De acuerdo con una realización preferida, Ia composición comprende una relación de entre 30:70 a 70:30 de ambos aceites vegetales, más preferentemente entre 40:60 a 60:40, siendo particularmente preferida una relación 50:50 de ambos aceites vegetales.
Según otra realización, Ia composición comprende un aceite vegetal de girasol de alto contenido en ácido oleico, aceite de ricino y, donde el aditivo polimérico utilizado es una mezcla de un copolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA) y un copolímero de estireno y butadieno (SBS). De acuerdo con una realización preferida, Ia composición comprende una mezcla 1 :3 - 3:1 de ambos copolímeros.
Según otra realización, Ia composición comprende aceite vegetal de girasol de alto contenido en ácido oleico y, donde el aditivo polimérico utilizado es un copolímero de estireno y butadieno (SBS).
Según otra realización, Ia composición comprende aceite de ricino y un copolímero de estireno y butadieno (SBS).
De acuerdo con otro aspecto de Ia presente invención, ésta proporciona un procedimiento de preparación de Ia composición lubricante de Ia invención, caracterizado porque Ia mezcla de los diferentes componentes es sometida a agitación a una velocidad entre 300-700 rpm, a una temperatura comprendida entre 100-150 0C durante un tiempo de homogenización entre 5-10 horas.
De acuerdo con otro aspecto de Ia presente invención, ésta se refiere al uso de Ia composición de aceite lubricante de Ia invención, como lubricantes para automoción, aerogeneradores, motores de dos tiempos, motores de cuatro tiempos, engranajes, fluidos de transmisión, aceites hidráulicos, sierras de cadena, engranajes y para Ia mecanización de metales.
A Io largo de Ia descripción y las reivindicaciones Ia palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos.
Para los expertos en Ia materia, otros objetos, ventajas y características de Ia invención se desprenderán en parte de Ia descripción y en parte de Ia práctica de Ia invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de Ia presente invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
FIGURA 1. Curvas de viscosidad obtenidas a diferentes temperaturas: a. (250C, con su ajuste al modelo de Cross, comportamiento pseudoplástico); b. (4O0C, con su ajuste al modelo de Cross, comportamiento pseudoplástico); c. (6O0C, comportamiento newtoniano); d. (1000C, comportamiento newtoniano); (Ejemplo 1). FIGURA 2. Ajuste a Ia ecuación de Arrhenius, representando In η versus 1/T (Ejemplo 1 ).
Para Ia gráfica (In (η)) vs 1/T (figura 2), se realizó el ajuste a Ia ecuación de Arrhenius, con el objetivo de hallar Ia dependencia de Ia viscosidad en función de Ia temperatura, y para esto se utilizó Ia energía de activación de flujo de dicha ecuación.
La dependencia de Ia energía de activación de flujo, Ef, se realizó linealizando Ia ecuación 1 de Ia siguiente manera: ln η = Ef / RT + ln A Ecuad6n 1
Representando In η en relación con 1/T (figura 2), se obtienen los valores de Ia pendiente Ef/R, mediante regresión lineal.
Es así como Ia energía de activación de flujo, Ef, se obtuvo multiplicando Ia pendiente de Ia recta por Ia constante de los gases ideales, R , como se discutió anteriormente.
Los parámetros de ajuste son:
Mezcla A Energía de
Activación (kJ/mol)
GAOEVA* 1.3E-12 25,4
(Ejemplo 1)
EXPOSICIÓN DETALLADA DE MODOS DE REALIZACIÓN
Ejemplo 1
En un recipiente de vidrio de 250 cm3 se introdujeron sucesivamente:
-100 gramos de aceite de girasol con alto contenido en ácido oleico -4 gramos de EVA con un 33% de acetato de vinilo. Esta mezcla se agitó a 300 rpm, durante 5 horas a 120 0C; después del enfriamiento se obtuvo una mezcla homogénea estable en el tiempo.
La determinación de Ia estabilidad se realizó por observación visual; se consideraron como inestables las muestras en las cuales se observó una fuerte opalescencia o bien separación de fases.
Las siguientes características del producto figuran en Ia tabla I:
-Viscosidad cinemática a 40 0C y 100 0C, obtenida a partir de los valores de densidad (Densímetro modelo DMA-5000, (Antón Paar, Austria)) y viscosidad dinámica (η), (medida en un reómetro de velocidad de deformación controlada, modelo ARES (Rheometric Scientific, USA); utilizando una geometría tipo Couette, medidas en un rango de temperatura de 25-120 0C y en un rango de velocidades de 5-1500 s'1 (figura 1). En el caso de comportamiento no newtoniano se tomó el valor de viscosidad a 500
S 1.
-índice de viscosidad (IV): calculado según Ia norma ASTM D 2270.
-Energía de activación respecto al flujo viscoso (Ef): obtenida del ajuste a Ia ecuación de Arrhenius, representando In η versus 1/T, siendo los valores de Ia pendiente Ef/R (figura 2).
Mediante Ia ecuación de Arrhenius es posible determinar Ia relación entre viscosidad y temperatura:
i¡ = Ae Ecuación 2
donde, η es Ia viscosidad del material, T es Ia temperatura en grados Kelvin, A es el factor preexponencial, Ef (kJmol"1) es Ia energía de activación de flujo, y R es Ia constante universal de los gases ideales (8,314 J mol"1 K"1).
Con las condiciones expuestas anteriormente, se obtuvieron los resultados que se reflejan en las figuras 1 y 2. -Ejemplo 2
Se preparó, según el modo operativo del ejemplo 1 , una mezcla constituida por:
-100 g de aceite de ricino -4 g de EVA 33% acetato de vinilo
-Ejemplo 3
Se preparó, según el modo operativo del ejemplo 1 , una mezcla constituida por:
-100 g de aceite de girasol de alto contenido en ácido oleico. -2 g de EVA 28% acetato de vinilo
-Ejemplo 4
Se preparó, según el modo operativo del ejemplo 1 , una mezcla, en Ia que se varía el tiempo de mezclado que es de 7h a 14O0C, constituida por: -100 g de aceite de girasol de alto contenido en ácido oleico. -4 g de SBS.
-Ejemplo 5
Se preparó, según el modo operativo del ejemplo 1 , variando el tiempo de mezclado, que es de 7h a 140 0C; una mezcla constituida por: -100 g de aceite de girasol de alto contenido en ácido oleico. -3 g de Eva 33% acetato de vinilo -1 g de SBS
-Ejemplo 6
Se preparó, según el modo operativo del ejemplo 1 , una mezcla constituida por:
-60 g de aceite de girasol de alto contenido en ácido oleico. -40 g de aceite de ricino -3 g de Eva 33% acetato de vinilo
-Ejemplo 7
Se preparó, según el modo operativo del ejemplo 1 , una mezcla constituida por:
-40 g de aceite de girasol de alto contenido en ácido oleico. -60 g de aceite de ricino -4 g de Eva 33% acetato de vinilo
-Ejemplo 8
Se preparó, según el modo operativo del ejemplo 1 , una mezcla constituida por: -50 g de aceite de girasol de alto contenido en ácido oleico. -50 g de aceite de ricino -4 g de Eva 33% acetato de vinilo
-Ejemplo 9
En las mezclas de todos los ejemplos anteriores, después del enfriamiento se obtuvo una mezcla homogénea estable en el tiempo.
Las propiedades de las mezclas de los ejemplos 1-8 figuran en Ia tabla I.
En Ia tabla I también se presentan los datos de los aceites puros, sin aditivos, para efectos comparativos.
TABLA I. Viscosidad cinemática, índice de viscosidad y energía de activación de cada una de las formulaciones de los ejemplos citados.
Figure imgf000012_0001
Aceite girasol alto oleico (GAO); Aceite de Ricino (RIC); copolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA); copolímero de estireno y butadieno (SBS).
De los resultados obtenidos, se deduce que Ia adición de estos polímeros mejora significativamente Ia viscosidad del aceite para su uso como lubricante.
-Ejemplo 10
Siguiendo el modelo de Cross (ver ecuación 3, abajo), se midieron los valores correspondientes a los reológicos del modelo de Cross, para Ia mezcla GAOEVA (ejemplo 1) a las temperaturas de 25 y 40 0C.
Modelo de Cross
?o - tf so
¿? = ?? + l + {λy)> Ecuación 3
Este modelo tiene cuatro parámetros: ?o y ?s son las viscosidades en las zonas de baja y alta velocidad de cizalla, ? es una constante de tiempo característico igual al recíproco del valor de T para el que ?=?0+?8/2, y p es un parámetro de ajuste adimensional.
Figure imgf000013_0001

Claims

REIVINDICACIONES
1. Composición de aceite lubricante caracterizado porque comprende como componente principal al menos un aceite vegetal, junto con una cantidad comprendida entre el 1 % y el 4% de al menos un aditivo polimérico modificador de su viscosidad.
2. La composición de acuerdo con Ia reivindicación 1 , caracterizada porque el aditivo polimérico se selecciona entre un copolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA), un copolímero de estireno y butadieno (SBS) y mezcla de los mismos.
3. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 2, caracterizada porque el aceite vegetal se selecciona entre aceite de ricino, aceite de girasol, aceite de soja, aceite de colza, aceite de girasol de alto contenido en ácido oleico y mezcla de los mismos.
4. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizada porque comprende un aceite de girasol de alto contenido en ácido oleico, un aceite de ricino o mezcla de los mismos.
5. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, caracterizada porque el copolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA) contiene un porcentaje de vinil acetato comprendido entre el 20% y el 40%.
6. La composición de acuerdo con Ia reivindicación 5, caracterizada porque el copolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA) contiene un porcentaje de vinil acetato comprendido entre el 25% y el 35%.
7. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 6, caracterizada porque comprende un aceite vegetal de girasol de alto contenido en ácido oleico y, donde el aditivo polimérico utilizado es un copolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA).
8. La composición de acuerdo con Ia reivindicación 7, caracterizado porque además contiene aceite de ricino.
9. La composición de acuerdo con Ia reivindicación 8, caracterizada porque comprende una relación comprendida entre 30:70 a 70:30 de ambos aceites vegetales.
10. La composición de acuerdo con Ia reivindicación 9, caracterizada porque comprende una relación comprendida entre 40:60 a 60:40 de ambos aceites vegetales.
11. La composición de acuerdo con Ia reivindicación 10, caracterizada porque comprende una relación 50:50 de ambos aceites vegetales.
12. La composición de acuerdo con Ia reivindicación 7, caracterizada porque además contiene un copolímero de estireno y butadieno (SBS).
13. La composición de acuerdo con Ia reivindicación 12, caracterizada porque comprende una mezcla comprendida entre 1 :3 a 3:1 de un copolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA) y un copolímero de estireno y butadieno (SBS).
14. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 6, caracterizada porque comprende aceite vegetal de girasol de alto contenido en ácido oleico y, donde el aditivo polimérico utilizado es un copolímero de estireno y butadieno (SBS).
15. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 6, caracterizada porque comprende aceite de ricino y un copolímero de estireno y butadieno (SBS).
16. Procedimiento de preparación de Ia composición lubricante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 15, caracterizado porque Ia mezcla de los diferentes componentes es sometida a agitación a una velocidad entre 300-700 rpm, a una temperatura comprendida entre 100-150 0C durante un tiempo de homogenización entre 5-10 horas.
17. Uso de Ia composición de aceite lubricante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a15, como lubricantes para automoción, aerogeneradores, motores de dos tiempos, motores de cuatro tiempos, engranajes, fluidos de transmisión, aceites hidráulicos, sierras de cadena, engranajes y para Ia mecanización de metales.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2372344B1 (es) * 2010-06-22 2012-11-16 Universidad De Huelva Etilcelulosa como agente modificador de la viscosidad de aceites vegetales para su uso como lubricantes biodegradables.

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0604125A1 (en) * 1992-12-18 1994-06-29 The Lubrizol Corporation Pour point depressants for high monounsaturated vegetable oils and for high monounsaturated vegetable oils/biodegradable base and fluid mixtures
EP0747466A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-11 The Lubrizol Corporation Vegetable oils containing styrene/butadiene copolymers in combination with additional commercial polymers that have good low temperature and high temperature viscometrics
EP0747467A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-11 The Lubrizol Corporation Styrene-diene polymer viscosity modifiers for environmentally friendly fluids
US5641734A (en) * 1991-10-31 1997-06-24 The Lubrizol Corporation Biodegradable chain bar lubricant composition for chain saws
US5807949A (en) * 1992-03-19 1998-09-15 Exxon Chemical Patents Inc. Polymers and additive compositions
WO2003106599A1 (en) * 2002-06-12 2003-12-24 Renewable Lubricants, Inc. Biodegradable penetrating lubricant

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5641734A (en) * 1991-10-31 1997-06-24 The Lubrizol Corporation Biodegradable chain bar lubricant composition for chain saws
US5807949A (en) * 1992-03-19 1998-09-15 Exxon Chemical Patents Inc. Polymers and additive compositions
EP0604125A1 (en) * 1992-12-18 1994-06-29 The Lubrizol Corporation Pour point depressants for high monounsaturated vegetable oils and for high monounsaturated vegetable oils/biodegradable base and fluid mixtures
EP0747466A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-11 The Lubrizol Corporation Vegetable oils containing styrene/butadiene copolymers in combination with additional commercial polymers that have good low temperature and high temperature viscometrics
EP0747467A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-11 The Lubrizol Corporation Styrene-diene polymer viscosity modifiers for environmentally friendly fluids
WO2003106599A1 (en) * 2002-06-12 2003-12-24 Renewable Lubricants, Inc. Biodegradable penetrating lubricant

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