Lubricantes para maquinaria de goma y elastómeros: Banbury, calandrias y prensas de vulcanización
En la fabricación de caucho, el lubricante de maquinaria convive con formulaciones que contienen azufre, peróxidos y aceleradores altamente reactivos. El lubricante equivocado contamina el compound, altera la vulcanización y arruina la producción.
Mezclador interno Banbury: la restricción del azufre activo
El mezclador interno Banbury (y su equivalente Intermix) es el corazón de la fabricación de compuestos de caucho. Mezcla caucho natural o sintético (SBR, NBR, EPDM, neopreno, HNBR) con negro de carbono, plastificantes, agentes de vulcanización (azufre elemental o peróxidos), aceleradores de tiazol o tiuram, y otros aditivos a 80-180°C.
⚠ Restricción crítica: sin azufre activo
Los aceites y grasas con azufre activo (aditivos EP de azufre elemental o azufre reactivo a temperatura de trabajo) están terminantemente prohibidos en todo punto de lubricación del Banbury. El azufre activo del lubricante contamina el compound de caucho durante el mezclado (el calor de mezclado llega a 180°C), alterando la dosis de azufre de la formulación y comprometiendo la vulcanización. Resultado: piezas con propiedades mecánicas incorrectas, rechazadas en control de calidad. Los aceites R&O de azufre inactivo (grupos II o III) y las grasas EP de fósforo son seguros.
Sistema de lubricación centralizado de los rotores
Los rotores del Banbury giran a 20-60 rpm con enorme par de mezclado. Los rodamientos de los ejes de los rotores se lubrican con aceite de circulación R&O ISO VG 100-220 (grupos II o III, sin azufre activo). El sistema de circulación forzada con filtración y refrigeración mantiene el aceite limpio y a temperatura controlada (50-70°C). Temperatura de trabajo del rodamiento: 70-100°C por la proximidad al compound caliente.
Rodamientos de los ejes de rotores
Cojinetes de rodillos cilíndricos de gran diámetro (200-500 mm) a velocidad baja y carga alta. Grasa de Li-complejo NLGI 2 sin EP de azufre (aditivos EP de fósforo son aceptables). Importante: sin aminas aromáticas ni fenoles en la grasa — pueden migrar a través de los sellos y contaminar el caucho con manchas amarillas o decoloración.
Sistema hidráulico del floating weight
El floating weight (pistón superior de compresión) es accionado por un cilindro hidráulico de alta presión (150-200 bar). Aceite ISO HM VG 46 con buena demulsibilidad y baja tendencia a la espuma. Los sellos del cilindro son de poliuretano o PTFE — compatibles con ISO HM estándar. La presión del floating weight determina directamente la intensidad del mezclado.
Caja de engranajes del Banbury
Los engranajes de transmisión del motor a los rotores son de gran par y baja velocidad. Aceite EP R&O VG 150-320 sin azufre activo. En algunas unidades, la caja de engranajes está físicamente separada del mezclador y no hay riesgo de contaminación del compound; en ese caso se puede usar aceite EP estándar. Consultar con el fabricante de la máquina.
Molino de cilindros abierto (two-roll mill)
El molino de cilindros abierto (open mill) tiene dos cilindros aceroados contrarrotantes con una brecha regulable entre ellos. El operario coloca el compound de caucho sobre los cilindros y lo lamina repetidamente para homogeneizar o incorporar aditivos. Temperatura de los cilindros: 50-100°C (agua caliente o vapor en el interior).
- 1.Cojinetes de los extremos de los cilindros: cojinetes de rodillos de gran diámetro (150-400 mm) a baja velocidad (20-80 rpm). Grasa de Li-complejo sin EP de azufre NLGI 2, o aceite de circulación R&O VG 100-150 si el sistema tiene lubricación centralizada. La temperatura del cojinete es moderada (60-80°C) pero la contaminación por partículas de caucho y negro de carbono es significativa.
- 2.Caja reductora del molino: engranajes helicoidales o rectos de gran par (reducción del motor a los cilindros). Aceite EP VG 460-680 para absorber los arranques del motor y los picos de par por material duro. A diferencia del Banbury, la caja reductora del molino abierto está bien separada de los cilindros, por lo que se puede usar aceite EP con azufre estándar sin riesgo.
- 3.Sistema de ajuste de la brecha: los cojinetes de ajuste de la brecha entre cilindros (ajuste manual con tornillo sin fin o hidráulico) necesitan grasa EP NLGI 2 para resistir la carga de separación entre cilindros. El tornillo sin fin de ajuste: grasa de litio-complejo EP o lubricante de tornillo de alta viscosidad.
- 4.Desmontaje de rodamientos: los rodamientos de molinos de caucho acumulan negro de carbono y partículas de caucho vulcanizado. Al desmontarlos para mantenimiento, la limpieza debe ser completa — el negro de carbono es conductor eléctrico y puede causar corrosión por picadura en el rodamiento si se mezcla con humedad y se queda en la jaula.
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Solicitar consulta técnica →Prensa de vulcanización y calandra
La vulcanización fija la forma y las propiedades finales del caucho mediante la formación de puentes cruzados entre cadenas de polímero. Las prensas de vulcanización (molde caliente) y las calandrias tienen requisitos específicos de lubricación.
Prensa de vulcanización: sistema hidráulico
Los cilindros hidráulicos de cierre de la prensa (presión de molde de 100-400 bar, temperatura del molde 160-200°C) usan aceite ISO HM VG 46-68. El aceite del circuito hidráulico de la prensa puede alcanzar 60-80°C continuamente. Los sellos de los cilindros deben ser de FKM (Viton) si el aceite puede alcanzar 80°C — NBR tiene temperatura máxima 100°C pero con menor vida a largo plazo.
Prensa de vulcanización: guías del marco
Las guías del marco de la prensa trabajan a temperatura elevada (100-150°C) por la proximidad de los platines calientes. Grasa de Ca-sulfonato complejo o grasa de alta temperatura (temperatura de goteo > 260°C) NLGI 1-2. El lubricante en las guías debe mantener su consistencia a alta temperatura para no fluir fuera de la zona de contacto.
Calandra de laminado: reductor
Las calandrias de 3-4 cilindros para laminado de caucho tienen velocidades de cilindro de 10-50 m/min y temperaturas de cilindro de 60-100°C. Los reductores de gran par de las calandrias: aceite EP VG 220-460 (mineral o PAO). Temperatura del aceite del reductor: 60-80°C en funcionamiento continuo.
Calandra: rodamientos de cilindros
Los rodamientos de los cilindros de calandra trabajan en entorno de vapor de agua (de los cilindros calentados con vapor) y temperatura moderada (60-90°C en el rodamiento). Grasa de Li-complejo resistente al agua NLGI 2 o aceite de circulación R&O VG 68-100 si hay sistema centralizado.
Tabla: equipos de producción de caucho vs lubricante
| Equipo / componente | Lubricante | Viscosidad / NLGI | Azufre activo | Intervalo |
|---|---|---|---|---|
| Banbury — sistema circulación rotores | Aceite R&O ISO VG 100-220 (Gpo. II/III) | VG 100-220 | Prohibido | Análisis cada 2000 h |
| Banbury — rodamientos de rotores | Grasa Li-complejo sin EP azufre NLGI 2 | NLGI 2 | Prohibido | Auto cada 1000-2000 h |
| Banbury — hidráulico floating weight | ISO HM VG 46 | VG 46 | Ninguno | Cambio cada 4000 h |
| Banbury — caja engranajes (separada) | Aceite EP VG 150-320 (sin S activo) | VG 150-320 | Solo si separado | Cambio cada 4000-6000 h |
| Molino abierto — cojinetes cilindros | Grasa Li-complejo sin EP azufre NLGI 2 | NLGI 2 | Prohibido | Cada 1000-2000 h |
| Molino abierto — caja reductora | Aceite EP VG 460-680 | VG 460-680 | Permitido (separado) | Cambio cada 4000 h |
| Prensa vulcanización — hidráulico | ISO HM VG 46-68 | VG 46-68 | Ninguno | Cambio cada 4000 h |
| Prensa vulcanización — guías marco | Grasa Ca-sulfonato o politetraurea NLGI 1-2 | NLGI 1-2 | No relevante | Cada 2000 h |
| Calandra — reductor | Aceite EP VG 220-460 | VG 220-460 | Permitido | Cambio cada 4000-6000 h |
| Extrusora de caucho — caja reductora | Aceite EP VG 220-320 | VG 220-320 | Permitido | Cambio cada 4000-6000 h |
Preguntas frecuentes sobre lubricantes para caucho
¿Por qué el azufre activo en el lubricante es tan problemático en la industria del caucho?
El azufre activo en los lubricantes (principalmente aditivos EP de azufre reactivo a temperatura de trabajo) puede contaminar el compound de caucho si hay cualquier contacto entre el lubricante y el caucho en proceso. El caucho natural y sintético se vulcaniza precisamente mediante la adición de azufre controlado (1-3 pph de azufre elemental en sistemas de vulcanización convencionales). Si el lubricante aporta azufre adicional no controlado, el ratio de reticulación se altera, produciendo un compound más o menos vulcanizado de lo especificado. En sistemas de vulcanización por peróxido (sin azufre), la contaminación con azufre activo puede inhibir completamente la vulcanización.
¿Qué es un aceite R&O de Grupo II o III y por qué es importante para el Banbury?
Los aceites de Grupo II (refinación severa por hidrocraqueo) y Grupo III (hidrocraqueo muy severo o GTL) tienen contenido en azufre extremadamente bajo (< 300 ppm en Gpo. II, < 10 ppm en Gpo. III) y sin azufre activo en ningún caso. A diferencia de los aceites Grupo I (refinación convencional, azufre 0.03-0.3%), los aceites Grupo II/III no aportan azufre reactivo aunque se calienten a 180°C. Para la lubricación del Banbury, los aceites R&O de Grupo II o III (ISO VG 100-220) son los únicos seguros sin necesidad de ensayos adicionales. Un aceite mineral Grupo I R&O puede contener azufre activo residual que no se detecta en la ficha técnica estándar.
¿Cómo se comprueba si un lubricante es compatible con el caucho antes de usarlo?
La prueba estándar es el ensayo de inmersión de goma en lubricante (ASTM D471 o ISO 1817): se sumergen probetas de caucho vulcanizado en el lubricante a temperatura de servicio durante 70-168 h y se miden los cambios en peso, volumen, resistencia a la tracción y elongación. Un lubricante compatible no debe causar cambios > 10% en las propiedades del caucho. Para compuestos con azufre, también se comprueba que el lubricante no altera la curva de vulcanización (MDR/RPA test) del caucho no vulcanizado.
¿Las grasas de base PFPE son la mejor opción para la maquinaria de caucho?
Las grasas PFPE (perfluoropoliéter) tienen excelente compatibilidad química con casi todos los elastómeros y temperatura máxima muy alta. Sin embargo, en la maquinaria de caucho estándar (Banbury, molinos, calandrias), las grasas PFPE no aportan ventajas significativas sobre las grasas de Li-complejo o Ca-sulfonato sin EP de azufre, y su coste es 10-20 veces mayor. Las PFPE quedan reservadas para maquinaria de caucho en aplicaciones donde la temperatura supera 200°C continuamente o donde hay contacto directo con cauchos de silicona (las grasas convencionales pueden hinchar el caucho de silicona).
¿Qué pasa si se usa un aceite EP con azufre activo por error en el Banbury?
Si se usa accidentalmente aceite EP con azufre activo en el sistema de lubricación del Banbury, las consecuencias dependen de la severidad de la contaminación: (1) contaminación leve (trazas de aceite): el compound de caucho producido puede estar fuera de especificación de vulcanización — debe descartarse o evaluarse; (2) contaminación moderada: producción completa del turno potencialmente afectada; (3) contaminación grave: puede alterar la calibración de la formulación de varios lotes. Acción inmediata: detener la producción, limpiar el sistema de lubricación con aceite R&O correcto (purgar 3-4 veces el volumen del circuito), y someter los compounds producidos durante la contaminación a ensayo de vulcanización completo antes de aceptarlos.
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