BR102013008874A2 - Composição de óleo lubrificante, método para melhorar o desempenho econômico de combustível de um veículo, e, uso de uma composição de óleo lubrificante - Google Patents

Abstract

Composição de óleo lubrificante, método para melhorar o desempenho econômico de combustável de um veículo, e, uso de uma composição de óleo lubrificante. É descrita uma composição de óleo lubrificante para cáter de motor de combustão interna com um teor de cinza sulfatada não maior que 1,2% em massa, com base na massa da composição de óleo lubrificante, e um teor de fósforo não maior que 0,1% em massa, com base na massa da composição de óleo lubrificante, cuja composição de óleo lubrificante compreende ou é produzida misturando-se: (a) um óleo base de cáter de viscosidade lubrificante, em uma quantidade principal; e (b) os aditivos seguintes, em respectivas quantidades secundárias: (b1) um modificador de atrito pólimérico sendo o produto da reação de (a) uma poliolefina funcionalizada, (b) um poliéter, (c) um poliol, e (d) um grupo de terminação de cadeia do ácido monocarboxílico; e (b2) pelo menos um composto de molibdênio solúvel em óleo

Description

“COMPOSIÇÃO DE ÓLEO LUBRIFICANTE, MÉTODO PARA MELHORAR O DESEMPENHO ECONÔMICO DE COMBUSTÍVEL DE UM VEÍCULO, E, USO DE UMA COMPOSIÇÃO DE ÓLEO LUBRIFICANTE” Esta invenção se refere a composições de óleo lubrificante de cárter de motor de combustão interna, em particular àquelas com melhor características de atrito.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Motores de combustão interna são lubrificados circulando óleo lubrificante (ou lubrificante de cárter) de um tanque de óleo geralmente situado abaixo do eixo de manivela do motor. Para reduzir as exigências de energia e combustível do motor, existe uma necessidade de lubrificante de cárteres que reduz o atrito geral do motor. Perdas do atrito de redução em um motor contribuem significativamente para melhorar a economia de combustível.

Sabe-se há muito do uso de combinações de modificadores de atrito para obter melhor desempenho de atrito. Entretanto, modificadores de atrito convencionais frequentemente têm efeitos detrimentais nos outros aspectos tal como estabilidade lubrificante.

Um exemplo recente de um aditivo de redução de atrito para uso em óleo de motor automotivo e/ou combustível é descrito no pedido de patente internacional No. WO 2011/107739. Os aditivos de redução de atrito descritos neste documento são o produto da reação de uma subunidade polimérica hidrofóbica selecionada de poliolefinas, poliacrílicos e poliestirenilas e uma subunidade polimérica hidrofílica selecionada de poliéteres, poliésteres e poliamidas. Considera-se que os aditivos de redução de atrito descritos em WO 2011/107739 aumentam a economia de combustível e melhoram o desempenho de manutenção de economia de combustível em um óleo de motor ou combustível.

Além do mais, aditivos contendo molibdênio solúvel em óleo são também frequentemente usados por suas propriedades de redução de atrito. Exemplos de pedidos de patente que referem-se a aditivos de molibdênio solúvel em óleo para composições de óleo lubrificante incluem patentes US Nos. 4.164.473, 4.176.073, 4.176.074, 4.192.757, 4.248.720, 4.201.683, 4.289.635 e 4.479.883.

Em particular, Pedido de patente internacional No. WO 00/71649 revela uso de compostos de molibdênio solúveis em óleo a níveis provendo de 10-350 ppm de molibdênio no óleo lubrificante. Quando usado em combinação com um dialquilditiofosfato de zinco particular, uma composição da carga base particular e um modificador de atrito suplementar, diz-se que melhor economia de combustível e retenção de economia de combustível podem ser obtidas, apesar da quantidade relativamente baixa de molibdênio presente na composição de óleo lubrificante. A patente US No.6.423.671 ( 671) se refere a composições lubrificantes com melhores características de atrito que traduz em melhor economia de combustível quando as composições são usadas em motores de combustão interna. Em particular, '671 se refere a composições lubrificantes contendo compostos organo-molibdênio entre si com sais de zinco, detergentes contendo metal e modificadores de atrito sem cinza (referidos como agentes tensoativos). '671 estabelece que compostos de molibdênio podem melhorar as características de atrito, mas que seu efeito é não totalmente obtido nas composições particulares anteriores em virtude da absorção preferida nas superfícies móveis dos componentes polares não molibdênio. Esta competição para absorção de componentes polares resulta, por exemplo, em uma tendência de detergentes ser absorvidos mais facilmente do que compostos de molibdênio. '671 resolve o problema anterior usando dispersantes para formar um primeiro semipacote com os componentes polares não molibdênio supramencionados, o semipacote sendo produzido misturando e aquecendo os componentes, por exemplo, a cerca de 90 °C para cerca de 1 - 3 horas. O componente molibdênio é provido em um segundo semipacote, e o primeiro e segundo semipacotes adicionados a um óleo de viscosidade lubrificante.

Um problema com a abordagem descrita em '671 em que ela exige etapas de processamento adicionais, particularmente a preparação da primeiro semipacote. O problema de competição para absorção tem também sido abordado de uma maneira diferente no pedido de patente internacional No. WO 06/89799 empregando um sistema de detergente de razão de metal baixa em uma composição de óleo lubrificante de número base total (baixo TBN).

Economia de combustível testes está ficando mais proximamente alinhada com operações do motor e assim o desempenho econômico de combustível é crítico em todos os regimes de temperatura incluindo as temperaturas baixas presentes na partida do motor. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em um primeiro aspecto, esta invenção provê uma composição de óleo lubrificante para cárter de motor de combustão interna com um teor de cinza sulfatada não maior que 1,2 % em massa, com base na massa da composição de óleo lubrificante, e um teor de fósforo não maior que 1.200 ppm, com base na massa da composição de óleo lubrificante, cuja composição de óleo lubrificante compreende ou é produzida misturando-se: (A) um óleo base de cárter de viscosidade lubrificante, em uma quantidade principal, um óleo base de cárter de viscosidade lubrificante, em uma quantidade principal, que compreende não maior que 85 % em massa de óleo base do Grupo IV; e (B) os aditivos seguintes, em respectivas quantidades secundárias: (BI) um modiflcador de atrito polimérico sendo o produto da reação de: (a) uma poliolefina funcionalizada, (b) um poliéter, (c) um poliol, e (d) um grupo de terminação de cadeia do ácido monocarboxílico: (B2) pelo menos um composto de molibdênio solúvel em óleo.

Em um segundo aspecto, a presente invenção provê um método de melhorar o desempenho econômico de combustível de um veículo lubrificando o motor com um óleo lubrificante de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção.

Em um terceiro aspecto, a presente invenção provê um método de melhorar o desempenho econômico de combustível a baixa temperatura de um veículo, lubrificando o motor com um óleo lubrificante de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção.

Em um quarto aspecto, a presente invenção provê o uso de uma composição de óleo lubrificante de acordo com o primeiro aspecto da invenção para melhorar o desempenho econômico de combustível de um veículo lubrificado com este óleo lubrificante.

Em um quinto aspecto, a presente invenção provê o uso de uma composição de óleo lubrificante de acordo com o primeiro aspecto da invenção para melhorar o desempenho econômico de combustível a baixa temperatura de um veículo lubrificado com este óleo lubrificante.

Nesta especificação, as palavras e expressões seguintes, se e quando usadas, devem ter os significados descritos a seguir: "ingrediente ativo" ou "(i.a.)" refere-se ao material aditivo que não é diluente ou solvente; "compreendendo" ou qualquer palavra cognata especifica a presença de recursos, etapas, ou partes inteiras ou componentes declarados, mas não impede a presença ou adição de um ou mais outros recursos, etapas, partes inteiras, componentes ou grupos destes; as expressões "consiste em" ou "consiste essencialmente em" ou cognatos podem ser abrangidas em "compreende" ou cognatos, em que “consiste essencialmente em” permite a inclusão de substâncias que não afetam materialmente as características da composição na qual elas se aplicam; "quantidade principal" significa em excesso de 50 % em massa de uma composição; "quantidade secundária” significa menos que 50 % em massa de uma composição; "TBN” significa número base total medido de acordo com a ASTM D2896. Além disso, nesta especificação: "teor de fósforo" é medido de acordo com a ASTM D5185; "teor de cinza sulfatada" é medido de acordo com a ASTM D874; "teor de enxofre" é medido de acordo com a ASTM D2622; "KV 100” significa viscosidade cinemática a 100 °C medida por ASTM D445.

Também, será observado que vários componentes usados, essenciais bem como ideais e usuais, podem reagir em condições de formulação, armazenamento ou uso e que a invenção também fornece o produto obtenível ou obtido em decorrência de qualquer tal reação.

Adicionalmente, entende-se que quaisquer limites de quantidade, faixa e razão superior e inferior apresentados aqui podem ser independentemente combinados.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Os recursos da invenção dizem relativos, onde apropriado, a todo e qualquer aspecto da invenção, serão agora descritos com mais detalhes a seguir: ÓLEO BASE DE CÁRTER (A) O óleo de viscosidade lubrificante (algumas vezes referido como "carga base" ou "óleo base") é o constituinte líquido primário de um lubrificante, no qual aditivos tais como pacotes de inibidor de detergente, modiflcadores de viscosidade e redutor do ponto de fluidez, por exemplo, são misturados, para produzir um lubrificante final (ou composição lubrificante). Um óleo base é usado para produzir concentrados bem como para produzir composições de óleo lubrificante deles, e pode ser selecionado de óleos lubrificantes naturais (vegetais, animais ou minerais) e sintéticos e misturas dos mesmos.

Os grupos de óleo base são definidos na publicação do American Petroleum Institute (API) “Engine Oil Licensing and Certification System", Industry Services Department, Décima Quarta Edição, Dezembro 1996, Addendum 1, Dezembro 1998.

Definições para as cargas base ou óleos base nesta invenção são as mesmas daquelas observadas na publicação do American Petroleum Institute (API) “Engine Oil Licensing and Certification System", Industry Services Department, Décima Quarta Edição, Dezembro 1996, Addendum 1, Dezembro 1998. A dita publicação categoriza cargas base como a seguir: a) Cargas base do Grupo I contêm menos que 90 porcento de saturados e/ou mais que 0,03 porcento de enxofre e têm um índice de viscosidade maior ou igual a 80 e menor que 120 usando os métodos de teste especificados na tabela E-l. b) Cargas base do Grupo II contêm uma quantidade maior ou igual a 90 porcento de saturados e menor ou igual a 0,03 porcento de enxofre e têm um índice de viscosidade maior ou igual a 80 e menor que 120 usando os métodos de teste especificados na tabela E-l. c) Cargas base do Grupo 111 contêm uma quantidade maior ou igual a 90 porcento de saturados e menor ou igual a 0,03 porcento de enxofre e têm um índice de viscosidade maior ou igual a 120 usando os métodos de teste especificados na tabela E-l. d) Cargas base do Grupo IV são polialfaolefinas (PAO). e) Cargas base do Grupo V incluem todos as outras cargas base não incluídas no Grupo I, II, III, ou IV.

Tabela E- 1: Métodos analíticos para Carea base Sabe-se que aditivos incluídos na composição de óleo lubrificante podem compreender um óleo carreador (algumas vezes denominado um óleo diluente), cujo óleo carreador não é considerado parte do óleo base para calcular a composição do óleo base na presente invenção.

Exemplos de óleos de viscosidade lubrificante que podem ser incluídos na composição de óleo lubrificante são detalhados como a seguir. Óleos naturais incluem óleos animais e vegetais (por exemplo, óleo de rícino e banha de porco), óleos de petróleo líquido e hidrorrefinado, óleos lubrificantes minerais tratados com solvente dos tipos parafínico, naftênico e parafínico-naftênico misturados. Óleos de viscosidade lubrificante derivados de carvão ou xisto são também óleos base usados. Óleos lubrificantes sintéticos incluem óleos de hidrocarboneto tais como olefinas polimerizadas e interpolimerizadas (por exemplo, polibutilenos, polipropilenos, copolímeros propileno-isobutileno, polibutilenos clorados, poli(l-hexenos), poli(l-octenos), poli(l-decenos)); alquilbenzenos (por exemplo, dodecilbenzenos, tetradecilbenzenos, dinonilbenzenos, di(2-etilexil)benzenos); polifenóis (por exemplo, bifenilas, terfenilas, polifenóis alquilados); e difenil éteres alquilados e sulfetos de difenila alquilados e o derivados, análogos e homólogos destes.

Uma outra classe adequada de óleos lubrificantes sintéticos compreende os ésteres de ácidos dicarboxílicos (por exemplo, ácidos ftálico, ácidos succínicos, ácidos alquil succínicos e ácidos alquenil succínicos, ácido maleico, ácido azeláico, ácido subérico, ácido sebásico, ácido fumárico, ácido adípico, dímero do ácido linoléico, ácido malònico, ácidos alquilmalônicos, ácido alquenil malônieos) com uma variedade de álcoois (por exemplo, álcool butílico, álcool hexílico, álcool dodecílico, álcool 2-etilexílico, etileno glicol, monoéter de dietileno glicol, propileno glicol).

Exemplos específicos desses ésteres incluem adipato de dibutila, sebacato de di(2-etilexila), fiimarato de di-n-hexila, sebacato de dioctila, azelato de di-isooctila, azelato de di-isodecila, ftalato de dioctila, didecil ftalato, sebacato de dieicosila, o 2-etilexil diéster de dímero do ácido linoléico, e o éster complexo formado reagindo um mol de ácido sebácico com dois mols de tetraetileno glicol e dois mols de ácido 2-etilexanóico.

Esteres usados como óleos sintéticos também incluem aqueles produzidos de monoácidos carboxílicos C5 a C]2 e polióis, e éteres de poliol tal como neopentil glicol, trimetilolpropano, pentaeritritol, dipentaeritritol e tripentaeritritol. Óleos não refinados, refinados e re-refinados podem ser usados nas composições da presente invenção. Óleos não refinados são aqueles obtidos diretamente de uma fonte natural ou sintética sem tratamento de purificação adicional. Por exemplo, um óleo de xisto obtido diretamente de operações de retorta, óleo de petróleo obtido diretamente de destilação ou óleo de éster obtido diretamente de um processo de esterificação e usado sem tratamento adicional seriam óleo não refinado. Óleos refinados são similares aos óleos não refinados exceto que eles foram adicionalmente tratados em uma ou mais etapas de purificação para melhorar uma ou mais propriedades. Muitas técnicas de purificação como essas, tais como destilação, extração de solvente, extração de ácido ou base, filtração e percolação são conhecidas pelos versados na técnica. Óleos re-refinados são obtidos por processos similares aos usados para obter óleos refinados aplicados para óleos refinados que já foram usados em serviço. Tais óleos re-refinados são também conhecidos como óleos recuperados ou reprocessados e frequentemente são adicionalmente processados por técnicas para aprovação de aditivo usado e produtos da quebra do óleo.

Outros exemplos de óleo base são óleos base gás para líquido ("GTL"), isto é o óleo base pode ser um óleo derivado de hidrocarbonetos sintetizados Fischer-Tropsch produzidos a partir de gás de síntese contendo H2 e CO usando um catalisador Fischer-Tropsch. Esses hidrocarbonetos tipicamente exigem processamento adicional a fim de ser usados como um óleo base. Por exemplo, eles podem por métodos conhecido na técnica, ser hidroisomerizados; hidrocraqueados e hidroisomerizados; desengraxados; ou hidroisomerizados e desengraxados.

Preferivelmente, a volatilidade do óleo de viscosidade lubrificante, medida pelo teste Noack (ASTM D5880), é menor ou igual a 20 %, preferivelmente menor ou igual a 16 %, preferivelmente menor ou igual a 12 %, mais preferivelmente menor ou igual a 10 %.

Embora a composição do óleo base dependerá da aplicação particular da composição de óleo lubrificante, o formulador do óleo escolherá o óleo base para obter as características de desempenho desejadas a um custo razoável, o óleo base de uma composição de óleo lubrificante de acordo com a presente invenção compreenderá não maior que 85 % em massa de óleo base do Grupo IV, o óleo base poderá compreender não maior que 70 % em massa do óleo base do Grupo IV, ou ainda não maior que 50 % em massa do óleo base do Grupo IV. O óleo base de uma composição de óleo lubrificante de acordo com a presente invenção pode compreender 0 % em massa do óleo base do Grupo IV. A Item ativamente, o óleo base de uma composição de óleo lubrificante de acordo com a presente invenção pode compreender pelo menos 5 % em massa, pelo menos 10 % em massa ou pelo menos 20 % em massa do óleo base do Gmpo IV. O óleo base de uma composição de óleo lubrificante de acordo com a presente invenção compreende 0 a 85 % em massa, ou de 5-85 % em massa, altemativamente de 10-85 % em massa do óleo base do Grupo IV. O óleo de viscosidade lubrificante é provido em uma quantidade principal e em combinação com uma quantidade secundária dos aditivos (Bl) e (B2) e, se necessário, um ou mais coaditivos tal como descrito a seguir, constituem a composição de óleo lubrificante da presente invenção. Preparação da composição de óleo lubrificante pode ser realizada adicionando o aditivo diretamente no óleo ou adicionando-o na forma de um concentrado deste para dispersar ou dissolver o aditivo. Aditivos podem ser adicionados no óleo por qualquer método conhecido pelos versados na técnica, tanto anteriormente, quanto simultaneamente, quanto subsequentemente, quanto adicionalmente a outros aditivos.

Os termos "solúvel em óleo" ou "dispersável", ou termos cognatos, usados aqui não indicam necessariamente que os compostos ou aditivos são solúveis, dissolvíveis, miscíveis, que podem ser suspensos ou estão suspensos no óleo em todas as proporções. Entretanto, significa que eles são, por exemplo, solúveis ou estavelmente dispersáveis em óleo até um ponto suficiente para exercer seu efeito pretendido no ambiente no qual o óleo é empregado. Além do mais, a incorporação adicional de outros aditivos pode também permitir incorporação de níveis mais altos de um particular aditivo, se desejado. MODIFICADORES DE ATRITO POLIMÉRICOS (Bl) Como com todos os polímeros, o modificador de atrito polimérico da presente invenção compreenderá uma mistura de moléculas de vários tamanhos. Adequadamente, a maioria das moléculas tem um peso molecular na faixa de 1.000 a 30.000 Daltons. A polioleflna funcionalizada é preferivelmente derivada de um polímero de uma mono-olefina tendo de 2 a 6 átomos de carbono, tais como etileno, propileno, butano e isobuteno. A polioleflna funcionalizada da presente invenção adequadamente contém uma cadeia de 15 a 500, preferivelmente 50 a 200 átomos de carbono. Preferivelmente, o polímero da primeira subunidade polimérica é poli-isobuteno ou um derivado deste. A polioleflna funcionalizada pode compreender um grupo funcional diácido ou anidrido a partir da reação da polioleflna com um diácido de anidrido insaturado. A polioleflna funcionalizada é adequadamente funcionalizada por reação com anidrido maleico.

Em uma modalidade preferida, a polioleflna funcionalizada é um polímero poli-isobutileno que foi reagido com anidrido maleico para formar anidrido succínico de poli-isobutileno (PIBSA). Adequadamente, o PIBSA tem um peso molecular na faixa de 300-5.000 Da, preferivelmente 500-1.500 Da e especialmente 800 a 1.200 Da. PIBSA é um composto comercialmente disponível produzido a partir da reação de adição de poli-isobutileno tendo um grupo insaturado terminal e anidrido maleico.

Altemativamente, a polioleflna funcionalizada pode ser funcionalizada por uma reação de epoxidação com um perácido, por exemplo, ácido perbenzóico ou ácido peracético. O poliéter pode compreender, por exemplo, poliglicerol ou polialquileno glicol. Em uma modalidade preferida o poliéter é um alquileno glicol solúvel em água, tal como polietileno glicol (PEG). Convenientemente, o PEG tem um peso molecular na faixa de 300-5.000 Da, mais preferivelmente 400-1.000 Da e particularmente 400 a 800 Da. Em uma modalidade preferida o poliéter é PEG400, PEG6oo ou PEG1000· Altemativamente, um poli(etileno-propileno) glicol misturado ou um poli(etileno-butileno) glicol misturado pode ser usado. Altemativamente, o poliéter pode ser derivado de um diol ou um diamina contendo grupos ácidos, por exemplo, grupos do ácido earboxílico, grupos sulfonila (por exemplo, grupos estirênicos sulfonila), grupos amina (por exemplo, tetraetileno pentamina ou polietileno imina) ou grupos hidroxila. O poliéter adequadamente tem um peso molecular de 300-5.000 Da, mais preferivelmente 400-1.000 Da ou 400-800 Da. A poliolefina funcionalizada e o poliéter da presente invenção podem formar unidades de copolímero bloco. A poliolefina funcionalizada e o poliéter podem ser ligados diretamente uns nos outros e/ou eles podem ser ligados entre si por uma fração da espinha dorsal. O reagente poliol do modificador de atrito polimérico da presente invenção fornece adequadamente uma fração da espinha dorsal que pode ligar entre si a poliolefina funcionalizada e reagentes de poliéter. O poliol pode ser um diol, triol, tetrol, e/ou dímeros ou trímeros relacionados ou polímeros de cadeia estendida de tais compostos. Polióis adequados incluem glicerol, neopentil glicol, trimetiloletano, trimetilolpropano, trimetilolbutano, pentaeritritol, dipentaeritritol, tripentaeritritol e sorbitol. Em uma modalidade preferida o modificador de atrito compreende uma fração da espinha dorsal de glicerol. O modificador de atrito polimérico da presente invenção compreende grupo de terminação de cadeia do ácido monocarboxílico. Qualquer ácido carboxílico seria um grupo de terminação de cadeia adequado. Exemplos adequados incluem ácidos C2-36 carboxílicos, preferivelmente ácidos C6.30 carboxílicos e mais preferivelmente, ácidos Ci2-22 carboxílicos. Os ácidos carboxílicos podem ser saturados lineares, saturados ramificados, ácidos insaturados lineares e insaturados ramificados. Em modalidades preferidas, o grupo de terminação de cadeia de ácido carboxílico é escolhido do grupo compreendendo ácido láurico, ácido erúcico, ácido isoesteárico, ácido palmítico, ácido oleico e ácido linoléico. Em modalidades preferidas, o grupa de terminação de cadeia de ácido carboxílico é ácido carboxílico graxo, e um ácido graxo particularmente preferido é ácido graxo do óleo de pinho, que é basicamente ácido oleico. O modificador de atrito (Bl) adequadamente tem um peso molecular médio de 1.000 a 30.000 Da, preferivelmente de 1.500 a 25.000, mais preferivelmente de 2.000 a 20.000 Da. O modificador de atrito (Bl) adequadamente tem um valor ácido menor que 20, preferivelmente menor que 15 e mais preferivelmente menor que 10. O modificador de atrito (Bl) adequadamente tem um valor ácido maior que 1, preferivelmente maior que 3 e mais preferivelmente maior que 5. Em uma modalidade preferida, o modificador de atrito (131) tem um valor ácido na faixa de 6 a 9.

Adequadamente, o modificador de atrito (Bl) é descrito no pedido de patente internacional no. WO 2011/107739, e a descrição e exemplos do método de fabricar o modificador de atrito neles estão incorporados aqui pela referência a este.

Em uma modalidade preferida o modificador de atrito (B1) é um produto da reação de poli-isobutileno maleinizado, PEG, glicerol e ácido graxo do óleo de pinho, em que o poli-isobutileno do poli-isobutileno maleinizado tem um peso molecular médio de cerca de 950 amu, e um valor de saponifícação aproximado de 98 mg KOH/g e o PEG tem um valor de hidroxila de 190 mg KOH/g. Um aditivo adequado pode ser produzido carregando 110 g de poli-isobutileno maleinizado, 72 g de PEG, 5 g de glicerol e 25 g de ácido graxo do óleo de pinho em um frasco de base redonda de vidro equipado com um agitador mecânico, aquecedor de manta e condensador suspenso. A reação ocorre na presença, de 0,1 g de titanato de tetrabutila de catalisador de esterifícação a 200-220 °C, com remoção de água a um valor de ácido final de 10 mg KOH/g. O modificador de atrito polimérico da presente invenção está adequadamente presente nas composições de óleos lubrificante, com base na matéria ativa, em uma quantidade de pelo menos 0,1, preferivelmente pelo menos 0,2 % em massa, com base na massa da composição de óleo lubrificante. O modificador de atrito polimérico da presente invenção está adequadamente presente na composição de óleos lubrificantes, com base na matéria ativa, em uma quantidade menor que 5 % em massa, preferivelmente menor que 3 % em massa e mais preferivelmente, menor que 1,5 % em massa, com base na massa da composição de óleo lubrificante. COMPOSTO DE MOLIBDÊNIO SOLÚVEL EM ÓLEO (B2) Para as composições de óleo lubrificante desta invenção, qualquer composto organo-molibdênio solúvel em óleo adequado com propriedades de modificação de atrito em composições de óleo lubrificante pode ser empregado. Como exemplos de tais compostos organo-molibdênio solúveis em óleo, podem ser mencionados ditiocarbamatos, ditiofosfatos, ditiofosfinatos, xantatos, tioxantatos, sulfetos, e similares, e misturas dos mesmos. Particularmente preferidos são ditiocarbamatos de molibdênio, dialquilditiofosfatos, alquil xantatos e alquiltioxantatos. O composto de molibdênio pode ser mono-, di-. tri- ou tetranuclear. Compostos de molibdênio dinucleares e trinucleares são preferidos, especialmente preferidos são compostos de molibdênio trinucleares. O composto de molibdênio é preferivelmente um composto organo-molibdênio. Mais preferivelmente, o composto de molibdênio é selecionado do grupo que consiste em ditiocarbamatos de molibdênio (MoDTC), ditiofosfatos de molibdênio, ditiofosfinatos de molibdênio, xantatos de molibdênio, tioxantatos dc molibdênio, sulfetos de molibdênio e misturas dos mesmos. Mais preferivelmente, o composto de molibdênio está presente como um composto de ditiocarbamato de molibdênio.

Adicionalmente, o composto de molibdênio pode ser um composto de molibdênio ácido. Esses compostos reagirão com um composto de nitrogênio básico medido por teste ASTM D-664 ou D-2896 procedimento titulação e são tipicamente hexavalentes. Incluídos são ácido molíbdico, molibdato de amcjnio, molibdato de sódio, molibdato de potássio, e outros molibdatos de metal alcalino e outros sais de molibdênio, por exemplo, molibdato de sódio e hidrogênio, M0OCI4, M0O2BR2, M02O3CI6, trióxido de molibdênio ou compostos de molibdênio ácidos similares. Altemativamente, as composições da presente invenção podem ser providas com molibdênio por complexos molibdênio/enxofre de compostos de nitrogênio básicos descritos, por exemplo, nas patentes U. S. Nos. 4,263.152, 4.285.822, 4.283.295, 4.272.387, 4.265.773, 4.261.843, 4.259.195 e 4.259.194 e WO 94/06897.

Entre os compostos de molibdênio usados nas composições desta invenção estão os compostos organo-molibdênio das fórmulas Mo(ROCS2)4 e Mo(RSCS2)4, em que R é um grupo organo selecionado do grupo que consiste em alquila, arila, aralquila e alcoxialquila, geralmente de 1 a 30 átomos de carbono, e preferivelmente 2 a 12 átomos de carbono e mais preferivelmente alquila de 2 a 12 átomos de carbono. Especialmente preferidos são os dialquilditiocarbamatos de molibdênio.

Uma classe de compostos organo-molibdênio preferida usada nas composições lubrificantes desta invenção são compostos de molibdênio trinucleares, especialmente aqueles da fórmula Mo3SkLnQz e misturas dos mesmos em que L são ligantes independentemente selecionados dos grupos organo com um número suficiente de átomos de carbono para tomar o composto solúvel ou dispersável no óleo, n é de 1 a 4, k varia de 4 até 7, Q é selecionado do grupo de compostos doadores de elétron neutros tais como água, aminas, álcoois, fosfinas, e éteres, e z varia de 0 a 5 e inclui valores não estequiométricos. Pelo menos 21 átomos de carbono total podem estar presentes entre todos os grupos organo do ligante, tal como pelo menos 25, pelo menos 30, ou pelo menos 35 átomos de carbono.

Os ligantes são independentemente selecionados do gmpo de: e misturas dos mesmos, em que X, XI, X2 e Y são independentemente selecionados do grupo de oxigênio e enxofre, e em que RI, R2 e R são independentemente selecionados de grupos hidrogênio e organo que podem ser os mesmos ou diferentes. Preferivelmente, os grupos organo são grupos hidrocarbila tais como grupos alquila (por exemplo, no qual o átomo de carbono anexado η o restante do ligante é primário ou secundário), arila, arila substituída e éter. Mais preferivelmente, cada ligante tem o mesmo grupo hidrocarbila. O termo "hidrocarbonila" denota um substituinte com átomos de carbono diretamente anexados no restante do ligante e é de caráter predominantemente hidrocarbila no contexto desta invenção. Tais substituintes incluem o seguinte: 1. Substituintes de hidrocarboneto, ou seja, substituintes alifáticos (por exemplo, alquila ou alquenila), alicíclico (por exemplo, cicloalquila ou cicloalquenila), núcleo aromático substituído por aromático-, alifático- e alicíclico- e similares, bem como substituintes cíclicos em que o anel é completo através de uma outra porção do ligante (ou seja, quaisquer dois substituintes indicados podem entre si formar um grupo alicíclico). 2. Substituintes de hidrocarboneto substituídos, ou seja, aqueles contendo grupos não hidrocarboneto que, no contexto desta invenção, não alteram o caráter predominantemente hidrocarbila do substituinte. Versados na técnica ficarão cientes de grupos adequados (por exemplo, halo, especialmente cloro e flúor, amino, alcoxila, mercapto, alquilmercapto, nitro, nitroso, sulfóxi, etc.). 3. Substituintes hetero, ou seja, substituintes que, embora predominantemente hidrocarboneto em caráter no contexto desta invenção, contêm átomos sem ser carbono presente em uma cadeia ou anel de outra forma composta de átomos de carbono.

Importantemente, os grupos organo dos ligantes têm um número suficiente de átomos de carbono para tomar o composto solúvel ou dispersável no óleo. Por exemplo, o número de átomos de carbono em cada grupo geralmente variará entre cerca de 1 a cerca de 100, preferivelmente de cerca de 1 a cerca de 30, e mais preferivelmente entre cerca de 4 a cerca de 20. Ligantes preferidos incluem dialquilditiofosfato, alquilxantato, e dialquilditiocarbamato, e desses dialquilditiocarbamato é mais preferido Ligantes orgânicos contendo dois ou mais das funcionalidades anteriores são também que podem servir como ligantes e ligar a um ou mais dos núcleos. Versados na técnica perceberão que formação dos compostos da presente invenção exige seleção de ligantes com a carga apropriada para equilibrar a carga do núcleo.

Compostos com a fórmula Mo3SkLnQz têm núcleos catiônicos rodeados por ligantes aniônicos e são representados pelas estruturas tal como e e têm cargas líquidas de +4. Consequentemente, a fim de solubilizar esses núcleos a carga total entre todos os ligantes devem ser -4. Quatro ligantes monoaniônicos são preferidos. Sem se ligar a nenhuma teoria, acredita-se que dois ou mais núcleos trinucleares podem se ligar ou interconectar por meio de um ou mais ligantes, e os ligantes podem ser multidentados. Isto inclui o caso de um ligante multidentado com múltiplas conexões com um único núcleo. Acredita-se que oxigênio e/ou selênio pode ser usado em substituição a enxofre no(s) núcleo(s).

Compostos de molibdênio trinucleares solúveis em óleo ou dispersáveis podem ser preparados reagindo nos líquido(s)/solvente(s) apropriado(s) um fonte de molibdênio tal como (NH4)2Mo3Sl3.n(H20), onde n varia entre 0 e 2 e inclui valores não estequiométricos, com uma fonte de ligante adequada tal como um dissulfeto de tetralquiltiuram. Outros compostos de molibdênio trinucleares solúveis em óleo ou dispersáveis podem ser formados durante uma reação no(s) solvente(s) apropriado(s) de uma fonte de molibdênio tal como de (NH4)2Mo3Si3.n(H20), uma fonte de ligante tal como dissulfeto de tetralquiltiuram, dialquilditiocarbamato, ou dialquilditiofosfato, e um agente de abstração de enxofre tal como íons de cianeto, íons de sulfito, ou fosflnas substituídas. Altemativamente, um sal de haleto de molibdênio-enxoffe trinuclear tal como [M']2[Mo3S7A6], onde M' é um contraíon, e A é um halogênio tal como Cl, Br, ou I, pode ser reagido com uma fonte de ligante tal como um dialquilditiocarbamato ou dialquilditiofosfato no(s) líquido(s)/solvente(s) apropriado(s) para formar um composto de molibdênio trinuclear solúvel em óleo ou dispersável. O(s) líquido/solvente apropriado(s) pode(m) ser, por exemplo, aquoso ou orgânico.

Uma solubilidade ou dispersabilidade do óleo do composto pode ser influenciada pelo número de átomos de carbono nos grupos organo do ligante. Nos compostos da presente invenção, pelo menos 21 átomos de carbono total estarão presentes entre todos os grupos organo do ligante. Preferivelmente, a fonte de ligante escolhida tem um número suficiente de átomos de carbono em seus grupos organo para tomar o composto solúvel ou dispersável na composição lubrificante.

As composições de óleo lubrificante da presente invenção podem conter o composto de molibdênio em uma quantidade provendo a composição com pelo menos 1 0 ppm, preferivelmente pelo menos 20 ppm e mais preferivelmente pelo menos 40 ppm de molibdênio, com base em átomos de molibdênio, na massa total da composição de óleo lubrificante. As composições de óleo lubrificante da presente invenção podem conter o composto de molibdênio em uma quantidade provendo a composição com não maior que 1.000 ppm, preferivelmente não maior que 700 ppm e mais preferivelmente não maior que 500 ppm de molibdênio, com base em átomos de molibdênio, na massa total da composição de óleo lubrificante. Modalidades preferidas da presente invenção contêm o composto de molibdênio em uma quantidade provendo a composição com 10 a 1.000, mais preferivelmente de 10 a 700, ainda mais preferivelmente de 10 a 500, ppm em massa de molibdênio, com base em átomos de molibdênio, na massa total da composição de óleo lubrificante.

OUTROS ADITIVOS

Outros aditivos, tais como os seguintes, podem também estar presentes em composições de óleo lubrificante da presente invenção.

Detergentes metálicos funcionam tanto como detergentes para reduzir ou remover depósitos quanto como neutralizadores de ácido ou inibidores de ferrugem, reduzindo por meio disto, desgaste e corrosão e estendendo a vida do motor. Detergentes geralmente compreendem uma cabeça polar com uma cauda hidrofóbíca longa, com a cabeça polar compreendendo um sal metálico de um composto orgânico ácido. Os sais podem conter uma quantidade substancialmente estequiométrica do metal em cujo caso eles são normalmente descritos como sais normais ou neutros, e teriam tipicamente um número base total ou TBN (conforme pode ser medido de acordo com a ASTM D2896) de 0 a 80. Uma grande quantidade de uma base de metal pode ser incorporada reagindo composto metálico em excesso (por exemplo, um óxido ou hidróxido) com um gás ácido (por exemplo, dióxido de carbono). O detergente com excesso de base resultante compreende detergente neutralizado como a camada externa de uma micela de base de metal (por exemplo, carbonato) Tais detergentes com excesso de base podem ter um TBN de 150 ou mais, e tipicamente terá um TBN de 250 a 450 ou mais. Na presença dos compostos da fórmula 1, a quantidade de detergente com excesso de base pode ser reduzida, ou detergentes com níveis reduzidos de excesso de base (por exemplo, detergentes com um TBN de 100 a 200), ou detergentes neutros podem ser empregados, resultando em uma redução correspondente no teor de SASH da composição de óleo lubrificante sem uma redução no seu desempenho.

Detergentes que podem ser usados incluem sulfonatos, fenatos, fenatos sulfurizados, tiofosfonatos, salicilatos, e naftenatos neutros e com excesso de base solúveis em óleo e outros carboxilatos solúveis em óleo de um metal, particularmente os metais alcalinos ou alcalinos terrosos, por exemplo, sódio, potássio, lítio, cálcio e magnésio. Os metais mais comumente usados são cálcio e magnésio, que podem tanto estar presentes em detergentes usados em um lubrificante, quanto misturas de cálcio e/ou magnésio com sódio. Combinações de detergentes, quer com excesso de base quer neutras ou ambos, podem ser usadas.

Em uma modalidade da presente invenção, a composição de óleo lubrificante inclui detergentes metálicos que são escolhidos de sulfonatos de cálcio neutro ou com excesso de base com TBN de 20 a 450 TBN, e fenatos de cálcio neutro e com excesso de base e fenatos sulfurizados com TBN de 50 a 450, e misturas dos mesmos.

Sulfonatos podem ser preparados de ácidos sulfônicos que são tipicamente obtidos pela sulfonatação de hidrocarbonetos aromáticos substituídos por alquila tais como aqueles obtidos do fracionamento de petróleo ou pela alquilação de hidrocarbonetos aromáticos. Exemplos incluíram aqueles obtidos por benzeno de alquilação, tolueno, xileno, naftaleno, difenila ou seus derivados de halogênio tais como clorobenzeno, clorotolueno e cloronaftaleno. A alquilação pode ser realizada na presença de um catalisador com agentes de alquilação com cerca de 3 a mais de 70 átomos de carbono. Os sulfonatos de alquilarila normalmente contêm de cerca de 9 a cerca de 80 ou mais átomos de carbono, preferivelmente de cerca de 16 a cerca de 60 átomos de carbono por fração aromática substituída por alquila.

Os sulfonatos solúveis em óleo ou ácidos sul fônicos de alquilarila podem ser neutralizados com óxidos, hidróxidos, alcóxidos, carbonatos, carboxilato, sulfetos, hidrosulfetos, nitratos, boratos e éteres do metal. A quantidade de composto metálico é escolhida com relação ao TBN desejado do produto final, mas, tipicamente varia de cerca de 100 a 220 % em massa (preferivelmente pelo menos 125 % em massa) daquele estequiometricamente exigido.

Sais metálicos de fenóis e fenóis sulfurizados são preparados por reação com um composto metálico apropriado tal como um óxido ou hidróxido, e produtos neutros ou com excesso de base podem ser obtidos por métodos bem conhecidos na técnica. Fenóis sulfurizados podem ser preparados reagindo um fenol com enxofre ou um composto contendo enxofre tal como sulfeto de hidrogênio, monoaleto de enxofre ou dialeto de enxofre, para formar produtos que são geralmente misturas de compostos nas quais 2 ou mais fenóis são ligados por pontes contendo enxofre.

Em uma outra modalidade da presente invenção, a composição de óleo lubrificante compreende detergentes metálicos que são salicilatos de metal alcalino ou alcalino terroso neutros ou com excesso de base com um TBN de 50 a 450, preferivelmente um TBN de 50 a 250, ou misturas dos mesmos. Detergentes de salicilato altamente preferidos incluem salicilatos de metal alcalino terroso, particularmente magnésio e cálcio, especialmente, salicilatos de cálcio. Em uma modalidade da presente invenção, detergentes de salicilato de metal alcalino ou alcalino terroso são o detergente contendo apenas metal na composição de óleo lubrificante.

Agentes antidesgaste reduzem atrito e desgaste excessivo e são normalmente com base em compostos contendo enxofre ou fósforo ou ambos, por exemplo, que são capazes de depositar filmes de polissulfeto nas superfícies envolvidas. De nota são sais metálicos de ditiofosfato de di-hidrocarbila em que o metal pode ser um metal alcalino ou alcalino terroso, ou alumínio, chumbo, estanho, molibdênio, manganês, níquel, cobre, ou preferivelmente, zinco.

Sais metálicos de ditiofosfato de di-hidrocarbila podem ser preparados de acordo com técnicas conhecidas formando primeiramente um ácido di-hidrocarbil ditiofosfórico (DDPA), normalmente por reação de um ou mais álcoois ou um fenol com P2S5 e então neutralizando o DDPA formado com um composto metálico. Por exemplo, um ácido ditiofosfórico pode ser produzido reagindo misturas de álcoois primários e secundários. Alternativamente, múltiplos ácidos ditiofosfóricos podem ser preparados onde os grupos hidrocarbila em uns são completamente secundários em caráter e os grupos hidrocarbila nos outros são completamente primários em caráter. Para produzir o sal metálico, qualquer composto metálico básico ou neutro pode ser usado, mas, os óxidos, hidróxidos e carbonatos são geralmente mais empregados. Aditivos comerciais frequentemente contêm um excesso de metal em virtude do uso de um excesso do composto metálico básico na reação de neutralização.

Os ditiofosfatos de di-hidrocarbila de zinco (ZDDP) preferidos são sais de ácidos ditiofosfórico de di-hidrocarbila solúveis em óleo e podem ser representados pela seguinte fórmula: em que R e R' podem ser os mesmos ou diferentes radicais hidrocarbila contendo de 1 a 18, preferivelmente 2 a 12, átomos de carbono e incluindo radicais tais como radicais alquila, alquenila, arila, arilalquila, alquilarila e cicloalifáticos. Particularmente preferido como grupos R e R' são grupos alquila de 2 a 8 átomos de carbono, Assim, os radicais podem, por exemplo, ser etila, n-propila, i-propila, n-butila, i-butila, sec-butila, amila, n-hexil, i-hexil, n-octila, decila, dodecila, octadecila, 2-etilexila, fenila, butilfenila, cicloexil, metilciclopentila, propenila, butenila. A fim de obter solubilidade do óleo, o número total de átomos de carbono (isto é R e R') no ácido ditiofosfórico geralmente será cerca de 5 ou maior. O ditiofosfato di- hidrocarbil de zinco pode, portanto, compreender ditiofosfatos dialquil de zinco. O ZDDP é adicionado nas composições de óleo lubrificante em quantidades suficientes para fornecer não maior que 1.200 ppm, preferivelmente não maior que 1.000 ppm e mais preferivelmente, não maior que 900 ppm de fósforo no óleo lubrificante, baseado na massa total da composição de óleo lubrificante. Em uma modalidade preferida, o ZDDP é adicionado nas composições de óleo lubrificante em quantidades suficientes para fornecer não maior que 800 ppm, preferivelmente não maior que 600 ppm de fósforo no óleo lubrificante, baseado na massa total da composição de óleo lubrificante. O ZDDP é adequadamente adicionado nas composições de óleo lubrificante em quantidades suficientes para fornecer pelo menos 100 ppm, preferivelmente pelo menos 350 ppm e mais preferivelmente, pelo menos 500 ppm de fósforo no óleo lubrificante, baseado na massa total da composição de óleo lubrificante.

Exemplos de agentes antidesgaste sem cinza incluem 1,2,3-triazóis, benzotriazóis, ésteres do ácido graxo sulfurizado, e derivados de ditiocarbamato.

Dispersantes sem cinza compreendem uma espinha dorsal de hidrocarboneto polimérico solúvel em óleo com grupos funcionais que são capazes de associar com partículas a ser dispersas. Tipicamente, os dispersantes compreendem frações de amina, álcool, amida, ou éster polar anexadas na espinha dorsal do polímero frequentemente por meio de um grupo de ligação. Os dispersantes sem cinza podem ser, por exemplo, selecionados de sais solúveis em óleo, ésteres, amino-ésteres, amidas, imidas, e oxazolinas de ácidos mono e dicarboxílicos substituídos por hidrocarboneto de cadeia longa ou seus anidridos; tiocarboxilato derivados de hidrocarbonetos de cadeia longa; hidrocarbonetos alifáticos de cadeia longa com uma poliamina anexada diretamente neles; e produtos de condensação de Mannich formados condensando um fenol substituído por cadeia longa com formaldeído e um polialquileno poliamina.

Modifícadores de Atrito Sem Cinza Adicionais, tais como modiflcadores de atrito orgânicos sem nitrogênio são usados nas composições de óleo lubrificante da presente invenção e são conhecidos geralmente e incluem ésteres formados reagindo ácidos carboxílicos e anidridos com alcanóis. Outros modiflcadores de atrito usados geralmente incluem um grupo terminal polar (por exemplo, carboxila ou hidroxila) covalentemente ligado a uma cadeia de hidrocarboneto oleofílica. Esteres de ácidos carboxílicos e anidridos com alcanóis são descritos em US 4.702.850.

Exemplos de outros modificadores de atrito orgânicos convencionais são descritos por M. Belzer no "Journal of Tribology" (1992), Vol. 114, págs. 675-682 and M. Belzer and S. Jahanmir in "Lubrification Science" (1988), Vol. 1, págs. 3-26.

Modificadores de atrito orgânicos sem cinza sem nitrogênio preferidos são ésteres ou a base de éster; um modificador de atrito sem nitrogênio sem cinza orgânico particularmente preferido é mono-oleatode de glicerol (GMO).

Modificadores de atrito amínico ou a base de amina sem cinza podem também ser usados e incluem mono e di-aminas alcoxiladas solúveis em óleo, que melhoram lubrificação da camada limite.

Uma classe comum de tal modificador de atrito contendo nitrogênio sem metal compreende alquil aminas etoxiladas. Eles podem ser na forma de um aduto ou produto da reação com um composto de boro tal como um óxido bórico, boro haleto, metaborato, ácido bórico ou um borato de mono-, di- ou tri-alquila. Um outro modificador de atrito contendo nitrogênio sem metal é um éster formado como o produto da reação de (i) uma amina terciária da fórmula R1R2R3N em que Ri, R2 e R3 representam grupos hidrocarbonila alifática, preferivelmente alquila, com 1 a 6 átomos de carbono, pelo menos um de Ri, R2 e R3 tendo um grupo hidroxila, com (ii) um ácido graxo saturado ou insaturado com 10 a 30 átomos de carbono. Preferivelmente, pelo menos um de Rj, R2 e R3 é um grupo alquila. Preferivelmente, a amina terciária terá pelo menos um grupo hidroxialquila com 2 a 4 átomos de carbono. O éster pode ser um mono-, di-ou tri-éster ou uma mistura destes, dependendo de quantos grupos hidroxila são disponíveis para esterificação com o grupo acila do ácido graxo. Uma modalidade preferida compreende uma mistura de ésteres formada como o produto da reação de (i) um hidróxi amina terciária da fórmula R]R2R3N em que R,, R2 e R3 pode ser um grupo hidroxialquila C2-C4 com (ii) um ácido graxo saturado ou insaturado com 10 a 30 átomos de carbono, com uma mistura de ésteres assim formados compreendendo pelo menos 30-60 % em peso, preferivelmente 45-55 % em peso de diéster, tais como 50 % em peso de diéster, 10-40 % em peso, preferivelmente 20-30 % em peso de monoéster, por exemplo, 25 % em peso de monoéster, e 10-40 % em peso, preferivelmente 20-70 % em peso de triéster, tal como 25 % em peso de triester. Adequadamente, o éster é um mono-, di- ou tri-éster do ácido carboxílico de trietanolamina e misturas dos mesmos.

Tipicamente, a quantidade total de modificador de atrito sem cinza orgânico adicional em um lubrificante de acordo com a presente invenção não excede 5 % em massa, com base no peso total da composição de óleo lubrificante e preferivelmente não excede 2 % em massa e mais preferivelmente não excede 0,5 % em massa. Em uma modalidade da presente invenção, a composição de óleo lubrificante não contém nenhum modificador de atrito sem cinza orgânico adicional.

Modificadores de viscosidade (VM) funcionam para conferir alta e baixa operabilidade de temperatura a um óleo lubrificante. O VM usado pode ter essa única função, ou pode ser multifuncional. Modificadores de viscosidade multifuncionais que também funcionam como dispersantes são também conhecidos. Modificadores de viscosidade adequados são poli-isobutileno, copolímeros de etileno e propileno e alfaolefinas superiores, polimetacrilatos, polialquilmetacrilatos, copolímeros de metacrilato, copolímeros de um ácido dicarboxílico insaturado e um composto de vinila, interpolímeros de estireno e ésteres acrílicos, e parcialmente copolímeros hidrogenados de estireno/isopreno, estireno/butadieno, e isopreno/butadieno, bem como os homopolímeros parcialmente hidrogenados de butadieno e isopreno e isopreno/divinilbenzeno.

Antioxidantes, algumas vezes referidos como inibidores de oxidação, aumentam a resistência da composição a oxidação e podem funcionar combinando com peróxidos e modificando-os para torná-los inofensivos, decompondo peróxidos, ou tornando os catalisadores de oxidação inertes. Deterioração oxidante pode ser evidenciada por lama no lubrificante, depósitos tipo verniz nas superfícies metálicas, e por crescimento da viscosidade.

Exemplos de antioxidantes adequados são selecionados de antioxidantes contendo cobre, antioxidantes contendo enxofre, antioxidantes contendo amina aromática, antioxidantes fenólicos impedidos, derivados de ditiofosfatos, e tiocarbamatos de metal. Antioxidantes preferidos são antioxidantes contendo amina aromática, antioxidantes fenólicos impedidos e misturas dos mesmos. Em uma modalidade preferida, um antioxidante está presente em uma composição de óleo lubrificante da presente invenção.

Inibidores de ferrugem selecionados do grupo que consiste em polioxíalquileno polióis não iônicos e seus ésteres, polioxialquileno fenóis, e ácidos alquil sulfônicos aniônicos podem ser usados.

Inibidores de corrosão que carregam cobre e chumbo podem ser usados, mas não são tipicamente exigidos com a formulação da presente invenção. Tipicamente, tais compostos são os polissulfetos de tiadiazol contendo de 5 a 50 átomos de carbono, seus derivados e seus polímeros. Derivados de 1, 3, 4 tiadiazol tais como aqueles descritos nas patentes U.S. Nos. 2.719.125, 2.719.126 e 3.087.932; são típicos. Outros materiais similares são descritos nas patentes U.S. Nos. 3.821.236, 3.904.537, 4.097.387, 4.107.059, 4.136.043, 4.188.299 e 4.193.882. Outros aditivos são o tio e politio sulfenamidas de tiadiazol tais como aqueles descritos em especificação da patente UK No.1.560.830. Derivados de benzotriazol também caem nesta classe de aditivos. Quando esses compostos são incluídos na composição lubrificante, eles estão preferivelmente presentes em uma quantidade não excedendo 0,2 % em peso de ingrediente ativo.

Uma pequena quantidade de um componente demulsificante pode ser usada. Um componente demulsificante preferido é descrito em EP 330522. Ele é obtido reagindo um óxido de alquileno com um aduto obtido reagindo um bisepóxido com um álcool poli-ídrico. O demulsificante deve ser usado a um nível não excedendo 0,1 % em massa de ingrediente ativo. Uma taxa de tratamento de 0,001 a 0,05 % em massa de ingrediente ativo é conveniente.

Redutores do ponto de fluidez, de outra forma conhecidos como melhoradores de escoamento de óleo lubrificante, abaixam a temperatura mínima na qual o fluido escoará ou pode ser vertido. Tais aditivos são bem conhecidos. Típicos daqueles aditivos que melhoram a fluidez de baixa temperatura do fluido são copolímeros de fumarato de dialquila C8 a Ci8/acetato de vinila, polialquilmetacrilatos e similares.

Controle de espuma pode ser provido por muitos compostos incluindo um antiespumante do tipo polissiloxano, por exemplo, óleo de silicone ou siloxano de polidimetila.

Os aditivos individuais podem ser incorporados em uma carga base de qualquer maneira conveniente. Assim, cada qual dos componentes pode ser adicionado diretamente na carga base ou mistura de óleo base dispersando ou dissolvendo-o na carga base ou mistura de óleo base no nível de concentração desejado. Tais misturas podem ocorrer em temperaturas ambiente ou elevada.

Preferivelmente, todos os aditivos, exceto para o modificador de viscosidade e o redutor do ponto de fluidez, são misturados em um concentrado ou pacote de aditivo descritos aqui como o pacote de aditivo que é subsequentemente misturada na carga base para produzir o lubrificante acabado. O concentrado tipicamente será formulado para conter o(s) aditivo(s) em quantidades adequadas para fornecer a concentração desejada na formulação final quando o concentrado é combinado com uma quantidade predeterminada de uma base lubrificante. O concentrado é preferivelmente produzido de acordo com o método descrito em US 4.938.880. Esta patente descreve a fabricação de uma pré-mistura de dispersante sem cinza e detergentes metálicos que são pré-misturados a uma temperatura de pelo menos cerca de 100 °C. Em seguida, a pré-mistura é resfriada a pelo menos 85 °C e os componentes adicionais são adicionados. A formulação do óleo lubrificante do cárter final pode empregar de 2 a 20, preferivelmente 4 a 18, e mais preferivelmente 5 a 17, % em massa do concentrado ou pacote de aditivo com o restante sendo carga base.

Tipicamente, uma composição de óleo lubrificante de acordo com a presente invenção contém até 0,4, mais preferivelmente até 0,3, acima de tudo preferivelmente até 0,2, % em massa de enxofre, com base na massa total da composição e medida de acordo com o método ASTM D4927. Em uma modalidade da presente invenção, uma composição de óleo lubrificante de acordo com o segundo aspecto da invenção não compreende 0,2-0,25 % em massa de enxofre, medido de acordo com o método ASTM D4927.

Uma composição de óleo lubrificante de acordo com a presente invenção contém até e incluindo 1,2 % em massa, preferivelmente até 1,1 % em massa, ainda mais preferivelmente até 1,0 % em massa de cinza sulfatada.

Tipicamente, uma composição de óleo lubrificante de acordo com a presente invenção contém até 0,30, mais preferivelmente até 0,20, acima de tudo preferivelmente até 0,15, % em massa de nitrogênio, com base na massa total da composição e medida de acordo com o método ASTM D5291. Em uma modalidade da presente invenção, uma composição de óleo lubrificante de acordo com o segundo aspecto da invenção não compreende 0,08-0,11 % em massa de nitrogênio, medido de acordo com o método ASTM D5291.

Tipicamente, o pacote de aditivo usado para formular a composição de óleo lubrificante de acordo com a presente invenção tem um número base total (TBN) medido de acordo com a ASTM D2896 de 25 a 100, preferivelmente 45 a 80, e a composição de óleo lubrificante de acordo com a presente invenção tem um número base total (TBN) medido de acordo com a ASTM D2896 de 4 a 15, preferivelmente 5 a 12. Em uma modalidade da presente invenção, o pacote de aditivo não tem um número base total (TBN), medido de acordo com a ASTM D2896, entre 62 e 63,5 e a composição de óleo lubrificante não tem um número base total (TBN), medido de acordo com a ASTM D2896, entre 9,05 e 9,27.

Preferivelmente, a composição de óleo lubrificante é um multigrau identificado pelo descritor viscosimétrico SAE 20WX, SAE 15WX, SAE 10WX, SAE 5WX ou SAE OWX, onde X representa qualquer um de 20, 30, 40 e 50; as características dos diferentes graus viscosimétricos podem ser observadas na classificação SAE J300. Em uma modalidade de cada aspecto da invenção, independentemente das outras modalidades, a composição de óleo lubrificante é na forma de um SAE 10WX, SAE 5WX ou SAE OWX, preferivelmente na forma de um SAE 5WX ou SAE OWX, em que X representa qualquer um de 20, 30, 40 e 50. Preferivelmente X, é 20 ou 30.

EXEMPLOS

A invenção será agora descrita nos exemplos seguintes que não são destinados a limitar o escopo das suas reivindicações. COMPOSIÇÕES DE ÓLEO LUBRIFICANTE

Seis amostras de óleo foram preparadas de acordo com a tabela 1. As quantidades dadas são com base na matéria ativa.

Tabela 1 1 O óleo base foi carga base do Grupo I SN150, - O modificador de atrito foi um composto descrito em WO 2011/107739 O composto de molibdênio foi Infineum C9455 B, um molibdêmo ditiocarbamato disponível pela Infineum UK Ltd.

TESTE E RESULTADOS

Uma montagem de ação alternada de alta frequência (HFRR) foi usada para avaliar as características do atrito dos óleos 1 a 6. A montagem foi configurada com uma esfera de 6 mm em um disco de 10 mm. O protocolo teste empregado foi como a seguir: Os resultados são apresentados na tabela 2 e representam o atrito inicial (1 segundo) e atrito uma vez que o equilíbrio tem foi alcançado (1501 segundos).

Oleo 1 é um óleo base não modificado. Óleos 2 a 6 contêm várias combinações de modificador de atrito e ou aditivo de molibdênio. A fim de ilustrar o efeito do modificador de atrito e aditivo de molibdênio, nenhum outro aditivo foi presente nos óleos 2 a 6.

Pode-se ver a partir dos resultados na tabela 2 e figura 1, que a carga base não modificada tem um coeficiente de atrito razoavelmente constante. Oleos 2 e 3, contendo somente o modificador de atrito (Bl), mostram alguma melhoria no coeficiente de atrito comparada com o óleo base não modificado, mas não existe nenhuma diferença significativa entre as dois diferentes taxas de tratamento. Olhando para o efeito do aditivo de molibdênio (B2). o benefício de molibdênio na taxa mais baixa de tratamento do Oleo 4 é variável e não é sustentado por um período mais longo. Na taxa mais alta de tratamento do Oleo 5, existe alguma melhoria no coeficiente de atrito.

Olhando agora para o Oleo 6 com sua combinação de modificador de atrito (Bl) e composto de molibdênio (B2), pode-se ver que existe um efeito sinergístico produzido a partir desta combinação. Os dados na tabela 2 mostram claramente que esta combinação produz uma redução significativa no coeficiente de atrito comparada com os óleos contendo somente um desses aditivos tanto nas taxas mais baixas quanto mais altas de tratamento. Esta redução significativa no coeficiente de atrito não pode ser esperada a partir do desempenho dos aditivos individuais e é significativamente mais que um benefício cumulativo dos dois aditivos. Uma redução significativa no coeficiente de atrito será benéfica na obtenção de melhor desempenho econômico de combustível.

Claims (15)

1. Composição de óleo lubrificante para cárter de motor de combustão interna com um teor de cinza sulfatada não maior que 1,2 % em massa, com base na massa da composição de óleo lubrificante, e um teor de fósforo não maior que 1.200 ppm, com base na massa da composição de óleo lubrificante, caracterizada pelo fato de que a composição de óleo lubrificante compreende ou é produzida misturando-se: (A) um óleo base de cárter de viscosidade lubrificante, em uma quantidade principal, cujo óleo base compreende não maior que 85 % em massa do óleo base do Grupo IV; e B) os aditivos seguintes, em respectivas quantidades secundárias: Bl) um modifícador de atrito polimérico sendo o produto da reação de a. uma poliolefina funcionalizada, b. um poliéter, c. um poliol, e d. um grupo de terminação de cadeia do ácido monocarboxílico; e (B2) pelo menos um composto de molibdênio solúvel em óleo.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a poliolefina funcionalizada é um poli-isobuteno funcionalizado.

3. Composição de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a poliolefina funcionalizada é funcionalizada com um grupo funcional diácido ou anidrido.

4. Composição de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a poliolefma funcionalizada é funcionalizada por reação com anidrido maleico.

5. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o poliéter é um polímero de um alquileno glicol solúvel em água, tais como polietileno glicol, poli(etileno-propileno) glicol, ou poli (etileno-butileno) glicol.

6. Composição de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o poliéter é um polímero de um alquileno glicol solúvel em água, polietileno glicol, poli(etileno-propileno) glicol, ou poli (etileno-butileno) glicol.

7. Composição de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o poliéter é polietileno glicol (PEG) selecionado de PEG400, PEG60o, PEG]0ooOu misturas dos mesmos.

8. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o poliol é glicerol.

9. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que os compostos de molibdênio solúveis em óleo são escolhidos do grupo compreendendo sais de molibdênio de ditiocarbamatos, ditiofosfatos, ditiofosfínatos, xantatos, tioxantatos, sulfetos, ou misturas dos mesmos.

10. Composição de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que os compostos de molibdênio solúveis em óleo são escolhidos do grupo compreendendo sais de molibdênio de ditiocarbamatos, dialquilditiofosfatos, alquil xantatos, alquiltioxantatos e misturas dos mesmos.

11. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que os compostos de molibdênio solúveis em óleo são compostos de molibdênio mono-, di-, tri- ou tetranuclear.

12. Composição de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que os compostos de molibdênio solúveis em óleo são compostos de molibdênio dinucleares ou trinucleares.

13. Composição de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que os compostos de molibdênio solúveis em óleo são compostos de molibdênio trinucleares.

14. Método para melhorar o desempenho econômico de combustível de um veículo, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de lubrificar o motor com uma composição de óleo lubrificante como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.

15. Uso de uma composição de óleo lubrificante como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que é para melhorar o desempenho econômico de combustível de um veículo sendo lubrificado com a dita composição de óleo lubrificante.