BR112014017429B1

BR112014017429B1 - uso de um diéster de isossorbida e pelo menos um ácido carboxílico

Info

Publication number: BR112014017429B1
Application number: BR112014017429A
Authority: BR
Inventors: Nikolaevich Kurchan Alexei; Donaghy Christopher; Chen Xin
Original assignee: Croda Inc
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2019-12-31
Also published as: JP2015503673A; MX358059B; KR20140111345A; EP2804933A4; JP6042909B2; MX2014008367A; EP2804933A1; CA2859241C; CN104066825B; KR101981360B1; US20140336092A1; BR112014017429A8; WO2013109568A1; BR112014017429A2; US9862908B2; EP2804933B1; CN104066825A; CA2859241A1; ES2680549T3

Abstract

agente de intumescimento de vedação, fluido lubrificante, e, método para manter a integridade da vedação é descrito um agente de intumescimento de vedação para um fluido lubrificante. a invenção refere-se a um agente de intumescimento de vedação para uso em óleos lubrificantes, tais como óleos de motor, óleos de turbina, fluidos de transmissão ou engrenagem automática e manual, óleos de trem de acionamento e fluidos hidráulicos de engrenagem. o agente de intumescimento de vedação compreende um diéster de sorbitol ou um derivado deste e pelo menos um ácido carboxílico. a invenção estende-se ao uso de um diéster de sorbitol ou um derivado deste e pelo menos um ácido carboxílico como um agente de intumescimento de vedação, e um método de manter integridade da vedação.

Description

USO DE UM DIÉSTER DE ISOSSORBIDA E PELO MENOS UM ÁCIDO CARBOXÍLICO [0001] A presente invenção refere-se a um aditivo de intumescimento de vedação para uso em óleos lubrificantes, tais como óleos de motor, óleos de turbina, fluidos de transmissão automática e manual, ou engrenagem, óleos e fluidos hidráulicos de trem de acionamento e engrenagem. Em particular, a presente invenção refere-se ao uso de um diéster de isossorbida como um agente de intumescimento de vedação em óleos de base mineral, hidrotratados e/ou totalmente sintéticos.

[0002] Óleos lubrificantes tipicamente compreendem um estoque de lubrificante base e um pacote de aditivo, ambos os quais podem contribuir significativamente para as propriedades e desempenho do óleo lubrificante.

[0003] Para criar um óleo lubrificante adequado, aditivos são misturados no estoque base escolhido. Os aditivos tanto melhoram a estabilidade do estoque base de lubrificante quanto fornecem propriedades adicionais ao óleo. Exemplos de aditivos de óleo lubrificante incluem antioxidantes, agentes antidesgaste, detergentes, dispersantes, melhoradores de índice de viscosidade, desespumantes e redutores do ponto de fluidez e aditivos redutores de atrito.

[0004] Sistemas que exigem óleos lubrificantes normalmente compreendem inúmeras vedações entre partes de conexão. Por exemplo, entre partes de conexão que impedem perda de lubrificação tais como gaxetas, vedações de O-ring, vedações do eixo de acionamento e vedações de pistão, ou entre partes que impedem que contaminantes externos tais como água, ar e sujeira entrem no sistema de lubrificação, separam fluidos incompatíveis e/ou ajudam manter pressão do sistema hidráulico, tais como anéis do pistão e Orings no sistema hidráulico. As vedações precisam manter a integridade dos sistemas. Normalmente, tais vedações são feitas de materiais incluindo elastômero de politetrafluoretileno (PTFE), borracha de fluorelastômero

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 9/42 / 19 (Viton), silicone, borracha de poliacrilato, borracha de nitrila e/ou poliuretano (para fluidos hidráulicos).

[0005] Óleos bases não polares do tipo usado em motor prêmio e óleos da linha de acionamento são conhecidos por causar contração da vedação e perda de peso. Aditivos adicionados nos óleos lubrificantes podem aumentar este efeito e causar ainda mais dano nas vedações. Esta contração e perda de peso observadas pelas vedações levam a uma deterioração do desempenho da vedação. É uma prática comum usar aditivos nos óleos para tentar contrabalançar este efeito.

[0006] Tradicionalmente, diésteres de ácido orto-ftálico e álcoois têm sido usados como agentes de intumescimento de vedação em óleos lubrificantes com este propósito. Os aditivos são frequentemente usados a taxas de tratamento de menos que 1 %. Entretanto, recentes estudos ambientais e toxicológicos têm mostrado que exposição a ftalatos pode ter efeitos adversos na saúde de humanos e animais.

[0007] Existe, portanto, uma necessidade de prover um agente de intumescimento de vedação que seja efetivo na manutenção do desempenho da vedação e que seja seguro para o ambiente e saúde de humanos e animais.

[0008] É um objetivo da presente invenção abordar pelo menos uma das desvantagens citadas e/ou outras desvantagens associadas com a tecnologia anterior.

[0009] Assim, de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provido um agente de intumescimento de vedação para um fluido lubrificante compreendendo um diéster de sorbitol ou um derivado deste e pelo menos um ácido carboxílico.

[00010] A invenção adicionalmente provê o uso de um diéster de sorbitol ou um derivado deste e pelo menos um ácido carboxílico como um agente de intumescimento de vedação em um fluido lubrificante.

[00011] Preferivelmente, o agente de intumescimento de vedação é não

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 10/42 / 19 tóxico.

[00012] Preferivelmente, o sorbitol ou um derivado deste compreende um derivado de sorbitol. Preferivelmente, o derivado de sorbitol é um derivado de desidratação de sorbitol. Preferivelmente, o derivado de sorbitol compreende um composto cíclico. Preferivelmente, o derivado de sorbitol compreende um composto policíclico, mais preferivelmente um composto bicíclico.

[00013] Preferivelmente, o componente de sorbitol ou derivado deste é um isossorbida.

[00014] Preferivelmente, o diéster é um diéster de isossorbida.

[00015] O ácido carboxílico pode ser um mono-, di- ou poli-ácido carboxílico. Preferivelmente, o ácido carboxílico é um ácido monocarboxílico.

[00016] O ácido carboxílico é preferivelmente um ácido carboxílico C4 a C22, preferivelmente um ácido carboxílico C4 a C18, mais preferivelmente um ácido carboxílico Có a C14 e especialmente um ácido carboxílico C8 a C12.

[00017] O ácido carboxílico pode ser saturado ou insaturado. Preferivelmente, o ácido carboxílico é saturado. Observou-se que ácidos saturados proporcionam mais estabilidade contra variações de temperatura e oxidação do que ácidos insaturados.

[00018] O ácido carboxílico pode ser tanto ramificado quanto linear.

[00019] Quando o ácido carboxílico compreende um ácido linear, o ácido linear é preferivelmente livre de qualquer ácido ramificado, por exemplo, isômeros ramificados do ácido linear. Preferivelmente, quando o ácido carboxílico compreende um ácido linear, o número de átomos de carbono na cadeia linear é igual ao número de átomos de carbono no ácido carboxílico.

[00020] Ácidos carboxílicos lineares adequados para uso na presente invenção incluem ácido butanóico, ácido hexanóico, ácido octanóico, ácido

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 11/42 / 19 decanóico, ácido dodecanóico, ácido tetradecanóico, ácido hexadecanóico e ácido octadecanóico. Ácido octanóico e ácido decanóico são acima de tudo preferidos.

[00021] Preferivelmente, quando o ácido carboxílico compreende um ácido ramificado, o ácido ramificado é preferivelmente livre de qualquer ácido linear, por exemplo, isômeros lineares do ácido ramificado. Preferivelmente, quando o ácido carboxílico compreende um ácido ramificado, o número de átomos de carbono no ácido carboxílico ramificado é igual ao número de átomos de carbono na maior cadeia de carbono mais o total de todos os átomos de carbono na(s) ramificação(s) lateral(s).

[00022] Quando o ácido carboxílico compreende um ácido ramificado, o ácido ramificado preferivelmente compreende ramificações laterais de alquila anexadas diretamente em um átomo de carbono da maior cadeia linear. Preferivelmente, as ramificações laterais de alquila compreendem menos que 5, mais preferivelmente menos que 3, e especialmente tanto 1 quanto 2 átomos de carbono, isto é, as ramificações laterais são preferivelmente grupos metila e/ou etila.

[00023] Em uma modalidade preferida da invenção, mais que 50%, mais preferivelmente mais que 60%, particularmente na faixa de 70 a 97%, e especialmente 80 a 93% em número dos grupos ramificados laterais são grupos metila e/ou etila. O ácido carboxílico ramificado preferivelmente compreende um ou mais grupos laterais alquila. O ácido carboxílico ramificado preferivelmente compreende até 5 grupos laterais alquila, preferivelmente até 4 grupos laterais alquila e mais preferivelmente até 3 grupos laterais alquila.

[00024] Preferivelmente, a maior cadeia de carbono no ácido carboxílico de cadeia ramificada é de 3 a 21 átomos de carbono de comprimento, preferivelmente de 4 a 17 átomos de carbono, mais preferivelmente de 5 a 13 átomos de carbono e mais preferivelmente de 6 a 8

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 12/42 / 19 átomos de carbono de comprimento.

[00025] Ácidos carboxílicos de cadeia ramificada adequados para uso na presente invenção incluem iso-ácidos tais como ácido isobutanóico, ácido iso-hexanóico, ácido isooctanóico, ácido isodecanóico, ácido isododecanóico, ácido isotetradecanóico, ácido iso-hexadecanóico e ácido isooctadecanóico; neo-ácidos tal como ácido neodecanóico; ácidos anti-iso; e/ou outros ácidos ramificados tais como ácido metil-hexanóico, ácido dimetil-hexanóico, ácido trimetil-hexanóico, ácido etileptanóico, ácido etil-hexanóico, ácido dimetiloctanóico e similares. Preferivelmente, os ácidos carboxílicos de cadeia ramificada são selecionados do grupo compreendendo ácido iso-octanóico, ácido isodecanóico, ácido isononanóico, ácido etileptanóico, ácido trimetilhexanóico, preferivelmente ácido etil-heptanpoico, ácido trimetil-hexanóico, mais preferivelmente ácido 2-etil-heptanóico e ácido 3,5,5-trimetil-hexanóico. [00026] Em uma modalidade, o ácido carboxílico pode compreender uma mistura de dois ou mais ácidos carboxílicos.

[00027] Quando presentes como uma mistura, os ácidos carboxílicos podem compreender uma mistura de ácidos lineares, ácidos ramificados, ou ácidos lineares e ramificados. Preferivelmente, onde uma mistura de ácidos está presente, a mistura compreende ácidos carboxílicos C4 a C22, preferivelmente ácidos carboxílicos C4 a C18, mais preferivelmente ácidos carboxílicos Có a C14, e especialmente ácidos carboxílicos C8 a C12.

[00028] Ácidos carboxílicos adequados para uso aqui podem ser obtidos de fontes naturais tais como, por exemplo, ésteres de planta ou animal. Por exemplo, os ácidos podem ser obtidos de óleo de palmeira, óleo de colza, óleo de caroço de palmeira, óleo de coco, óleo de babaçu, óleo de soja, óleo de rícino, óleo de girassol, óleo de oliva, óleo de linhaça, óleo de semente de algodão, óleo de cártamo, sebo, óleos de baleia ou peixe, graxa, toicinho e misturas destes. Os ácidos podem também/alternativamente ser preparados sinteticamente. Ácidos insaturados relativamente puros tais como

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 13/42 / 19 ácido oléico, ácido linoléico, ácido linolênico, ácido palmitoléico e ácido elaídico podem ser isolados, ou misturas de ácido insaturado relativamente bruto empregadas. Ácidos de resina, tais como aqueles presentes em óleo de resina de polpa, podem também ser usados.

[00029] Preferivelmente, o agente de intumescimento de vedação é estável a uma faixa de temperaturas. Preferivelmente, o agente de intumescimento de vedação apresenta boa estabilidade tanto a baixas temperaturas quanto altas temperaturas. Preferivelmente, o agente de intumescimento de vedação é estável a temperaturas baixas de pelo menos 20°C, preferivelmente baixas de pelo menos -30°C, mais preferivelmente baixas de pelo menos -50°C e especialmente baixas de pelo menos -60°C. Preferivelmente, o agente de intumescimento de vedação é estável a temperaturas de até pelo menos 100°C, preferivelmente até pelo menos 150°C, mais preferivelmente até pelo menos 200°C e especialmente até pelo menos 220°C. A estabilidade de temperatura é determinada de acordo com o deslocamento da curva de perda de peso em análise termogravimétrica (TGA) do agente de intumescimento de vedação em ar.

[00030] Preferivelmente, o agente de intumescimento de vedação tem uma viscosidade cinemática de pelo menos 0,1 cSt, preferivelmente pelo menos 1 cSt, mais preferivelmente pelo menos 2 cSt e especialmente pelo menos 3 cSt a 100°C. Preferivelmente, o agente de intumescimento de vedação tem uma viscosidade cinemática de até 100 cSt, preferivelmente até 80 cSt, mais preferivelmente até 50 cSt e especialmente até 20 cSt a 100°C.

[00031] Preferivelmente, o agente de intumescimento de vedação é anidro. O termo anidro significa que o agente de intumescimento de vedação preferivelmente compreende um máximo de 5% em peso de água. Mais preferivelmente, o composto ativo compreende um máximo de 2% em peso de água, acima de tudo preferivelmente, 1 % e desejavelmente 0,5% em peso. Preferivelmente, o composto compreende 0,001 % a 5% em peso de

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 14/42 / 19 água, preferivelmente 0,01 % a 2%, acima de tudo preferivelmente 0,01 % a 0,5% em peso de água.

[00032] Preferivelmente, o agente de intumescimento de vedação é solúvel em óleo. A expressão solúvel em óleo significa que o agente de intumescimento de vedação dissolve completamente em óleo formando uma fase óleo contínua.

[00033] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é provido um fluido lubrificante compreendendo um fluido base e um aditivo de intumescimento de vedação, em que o aditivo de intumescimento de vedação compreende um diéster de sorbitol ou um derivado deste e pelo menos um ácido carboxílico.

[00034] Preferivelmente, o fluido base é um óleo, preferivelmente um óleo natural ou um óleo sintético. O fluido base pode ser selecionado do grupo compreendendo óleos minerais, preferivelmente óleos minerais hidrotratados, mais particularmente óleos minerais hidrotratados; e óleo bases sintéticos, tais como polialfaolefinas e óleos bases gás em líquido de FischerTropsch.

[00035] O fluido base pode ser selecionado da maneira apropriada para diferentes fluidos lubrificantes.

[00036] A expressão “fluido lubrificante” significa qualquer fluido que tem, como um propósito primário ou secundário, uma funcionalidade lubrificante. Preferivelmente, o fluido lubrificante é um fluido que pode ser usado nos fluidos de lubrificação e transmissão de potência de sistemas automotivos, por exemplo, óleos de motor, fluidos de transmissão de potência e automática, óleos de turbina, óleos de trem de acionamento, óleos de engrenagem, fluidos hidráulicos e combustíveis; conhecidos a partir daqui como lubrificantes automotivos. Os fluidos lubrificantes podem também ser fluidos que são usados nos fluidos de lubrificação e transferência de potência de óleos de engrenagem industrial e sistemas hidráulicos.

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 15/42 / 19 [00037] Para um fluido lubrificante de motor automotivo, a expressão “fluido base” inclui tanto gasolina quanto diesel (incluindo óleos de motor diesel de trabalho pesado (HDDEO)). O fluido base pode ser escolhido de qualquer dos óleos bases do Grupo I ao Grupo VI (que inclui gás em líquido Grupo III) definidos pelo American Petroleum Institute (API) ou uma mistura destes. Preferivelmente, o fluido base tem um de óleo base Gp II, Gp III ou Gp IV como seu componente principal. A expressão componente principal significa pelo menos 50% em peso de fluido base, preferivelmente pelo menos 65%, mais preferivelmente pelo menos 75%, especialmente pelo menos 85%. O fluido base tipicamente varia de 0W a 25W. O índice de viscosidade é preferivelmente pelo menos 90 e mais preferivelmente pelo menos 105. A volatilidade Noack, medida de acordo com ASTM D-5800, é preferivelmente menos que 20%, mais preferivelmente menos que 15%.

[00038] O fluido base para um fluido lubrificante de motor automotivo pode também compreender como um componente secundário preferivelmente menos que 30%, mais preferivelmente menos que 20%, especialmente menos que 10% de qualquer ou de uma mistura de fluidos bases dos Grupo III+, IV e/ou Grupo V que não foram usados como o componente principal no fluido base. Exemplos de tais fluidos bases do Grupo V incluem naftalenos de alquila, aromáticos de alquila, óleos vegetais, ésteres, por exemplo, monoésteres, diésteres e poliol ésteres, policarbonatos, óleos de silicone e polialquileno glicóis. Mais que um tipo de fluido base do Grupo V podem estar presentes. Fluidos bases do Grupo V preferidos são ésteres, particularmente poliol ésteres.

[00039] Para fluidos lubrificantes de motor automotivo, o aditivo de intumescimento de vedação está presente a uma concentração na faixa de 0,01 % a 15% do fluido lubrificante automotivo, preferivelmente de 0,05 a 10%, mais preferivelmente de 0,1 a 5% e especialmente de 0,1 a 1 % em peso com base no peso total do fluido lubrificante.

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 16/42 / 19 [00040] Para fluidos lubrificantes de combustível, a expressão estoque base inclui tanto combustíveis gasolina quanto diesel.

[00041] Para um fluido lubrificante de engrenagem, incluindo tanto fluidos lubrificantes industriais (incluindo caixas de engrenagem de equipamento de geração de energia) quanto caixa de engrenagem e linha de acionamento automotivo, o fluido base pode ser escolhido de qualquer dos óleos bases do Grupo I ao Grupo VI (que inclui gás em líquido Grupo III) definidos pelo American Petroleum Institute (API) ou uma mistura destes. Preferivelmente, o fluido base tem um de óleo base Gp II, Gp III ou Gp IV como seu componente principal. A expressão componente principal significa pelo menos 50% em peso de fluido base. Preferivelmente, a viscosidade cinemática do fluido base a 100°C é de cerca de 2 a cerca de 15cSt (mm²/s).

[00042] O fluido base para um fluido lubrificante de engrenagem e/ou linha de acionamento pode também compreender como um componente secundário preferivelmente menos que 30% de fluidos bases do Grupo III+, IV e/ou Grupo V que não foram usados como o componente principal no fluido base. Exemplos de tais fluidos bases do Grupo V incluem alquila naftalenos, aromáticos de alquila, óleos vegetais, ésteres, por exemplo, monoésteres, diésteres e poliol ésteres, policarbonatos, óleos de silicone e polialquileno glicóis. Mais de um tipo de fluido base do Grupo V podem estar presentes. Fluidos bases do Grupo V preferidos são ésteres, particularmente poliol ésteres.

[00043] Para engrenagem (incluindo industrial, lubrificantes para engrenagem de geração de energia e automotiva) e fluidos lubrificantes de linha de acionamento. o aditivo de intumescimento de vedação está presente a uma concentração na faixa de 0,01 % a 15% do fluido lubrificante, preferivelmente de 0,05 a 10%, mais preferivelmente de 0,1 a 5% e especialmente de 0,1 a 2% em peso com base no peso total do fluido lubrificante.

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 17/42 / 19 [00044] Para um fluido lubrificante hidráulico, o fluido base pode ser escolhido de qualquer dos óleos bases do Grupo I a Grupo VI (que inclui gás em líquido Grupo III) definidos pela American Petroleum Institute (API) ou uma mistura destes. Preferivelmente o fluido base tem um de base óleo Gp II, Gp III ou Gp IV como seu componente principal. A expressão componente principal significa pelo menos 40% em peso de fluido base. Preferivelmente, a viscosidade cinemática do fluido base a 100°C é de cerca de 2 a cerca de 15 cSt (mm²/s).

[00045] O fluido base para um fluido lubrificante hidráulico pode também compreender como um componente secundário preferivelmente menos que 30% de fluidos bases do Grupo III+, IV e/ou Grupo V que não foram usados como o componente principal no fluido base. Exemplos de tais fluidos bases do Grupo V incluem alquila naftalenos, aromáticos de alquila, óleos vegetais, ésteres, por exemplo, monoésteres, diésteres e poliol ésteres, policarbonatos, óleos de silicone e polialquileno glicóis. Mais de um tipo de fluido base do Grupo V pode estar presente. Fluidos bases do Grupo V preferidos são ésteres, particularmente poliol ésteres.

[00046] Para fluidos lubrificantes hidráulicos, o aditivo de intumescimento de vedação está presente a uma concentração na faixa de 0,01 % a 15% do fluido lubrificante, preferivelmente de 0,05 a 10%, mais preferivelmente de 0,1 a 5% e especialmente de 0,1 a 2% em peso com base no peso total do fluido lubrificante.

[00047] Em cada qual dos diferentes tipos de fluido lubrificante supradescritos, o fluido base pode também compreender outros tipos de aditivos de funcionalidade conhecida a concentrações de 0,1 a 30%, mais preferivelmente de 0,5 a 20 %, mais especialmente de 1 a 10% do peso total do fluido lubrificante. Esses podem incluir modificadores de atrito, detergentes, dispersantes, inibidores de oxidação, inibidores de corrosão, incluindo inibidores de corrosão de cobre, inibidores de sujeira, aditivos

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 18/42 / 19 antidesgaste, aditivos de extrema pressão, redutores de espuma, redutores do ponto de fluidez, melhoradores de índice de viscosidade, desativadores de metal, modificadores de depósito, agentes antiestáticos, agentes de lubrificação, desemulsificantes, agentes antissedimentação de cera, corantes, aditivos antirrecessão de sede de válvula e misturas destes.

[00048] Exemplos de melhoradores de índice de viscosidade adequados incluem poli-isobubutenos, ésteres ácidos de polimetacrilato, copolímeros de propileno/etileno, ésteres ácidos poliacrilato, polímeros de dieno, polialquil estirenos, copolímeros de alquenil aril dieno conjugados e poliolefinas. Preferivelmente, um ou mais modificadores de viscosidade estão presentes no fluido lubrificante a uma concentração de 0,5% a 30%, mais preferivelmente de 2 a 20% e especialmente de 3 a 10% em peso com base no peso total do fluido lubrificante.

[00049] Exemplos de redutores de espuma adequados incluem silicones e polímeros orgânicos. Preferivelmente, um ou mais supressores de espuma estão presentes no fluido lubrificante a uma concentração de 5 a 500 partes por milhão com base no fluido lubrificante total.

[00050] Exemplos de redutores do ponto de fluidez adequados incluem polimetacrilatos, poliacrilatos, poliacrilamidas, produtos de condensação de ceras de haloparafina e compostos aromáticos, polímeros de carboxilato de vinila, terpolímeros de dialquilafumaratos, vinil ésteres de ácidos graxos e alquil vinil éteres.

[00051] Exemplos de detergentes sem cinza adequados incluem dispersantes carboxílicos, dispersantes de amina, dispersantes de Mannich e dispersantes poliméricos. Preferivelmente, um ou mais detergentes sem cinza estão presentes no fluido lubrificante a uma concentração de 0,1 % a 15%, mais preferivelmente de 0,5 a 10% e especialmente de 2 a 6% em peso com base no peso total do fluido lubrificante.

[00052] Exemplos de dispersantes contendo cinza adequados incluem

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 19/42 / 19 sais de metal alcalino terroso neutro e básico de um composto orgânico ácido. Preferivelmente, um ou mais dispersantes contendo cinza estão presentes no fluido lubrificante a uma concentração de 0,01 % a 15%, mais preferivelmente de 0,1 a 10% e especialmente de 0,5 a 5% em peso com base no peso total do fluido lubrificante.

[00053] Exemplos de aditivos antidesgaste adequados incluem ZDDP, compostos de fósforo orgânico e organo-enxofre sem cinza e contendo cinza, compostos de boro e compostos organo-molibdênio. Preferivelmente, um ou mais aditivos antidesgaste estão presentes no fluido lubrificante a uma concentração de 0,01 % a 30%, mais preferivelmente de 0,05 a 20% e especialmente de 0,1 a 10% em peso com base no peso total do fluido lubrificante para aditivos contendo fósforo, e a uma concentração de 0,01 % a 15%, mais preferivelmente de 0,1 a 10% e especialmente de 0,5 a 5% em peso com base no peso total do fluido lubrificante para aditivos contendo somente enxofre. A concentração de aditivos antidesgaste presentes no fluido lubrificante tem que permitir que o fluido passe nos testes e regulamentações de desempenho padrões locais e da indústria.

[00054] Exemplos de aditivos de extrema pressão adequados (aditivosEP) incluem aqueles compostos a base de enxofre e fósforo supradescritos como aditivos antidesgaste, bem como isobutilenos sulfurizados (SIBs), tiadiazolos e seus derivados (dialquila tiadiazolos, sais com aminas, tioésteres e outros), tiocarbamatos, tiouranos, compostos contendo fósforo solúveis em óleo orgânico e outros. Preferivelmente, um ou mais aditivos EP estão presentes no fluido lubrificante a uma concentração de cerca de 0,1 a cerca de 7 % em peso de pelo menos um aditivo EP contendo enxofre solúvel em óleo orgânico com um teor de enxofre de pelo menos cerca de 20% em peso, ou cerca de 0,2 a cerca de 3 % em peso de pelo menos um aditivo EP contendo fósforo solúvel em óleo orgânico, ambos os valores de % em peso sendo com base no peso total do fluido lubrificante.

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 20/42 / 19 [00055] Exemplos de inibidores de oxidação adequados incluem fenóis impedidos e alquila difenilaminas. Preferivelmente, um ou mais inibidores de oxidação estão presentes no fluido lubrificante a uma concentração de 0,01 % a 7%, mais preferivelmente de 0,05 a 5% e especialmente de 0,1 a 3% em peso com base no peso total do fluido lubrificante.

[00056] Exemplos de inibidores de corrosão de cobre adequados incluem azolos, aminas, amino ácidos. Preferivelmente, um ou mais inibidores de corrosão de cobre solúveis em óleo estão presentes no fluido lubrificante a uma concentração de cerca de 0,05 a cerca de 0,35 % em peso com base no peso total do fluido lubrificante.

[00057] Exemplos de inibidores de sujeira solúveis em óleo adequados incluem sulfonatos de petróleo metálicos, ácidos carboxílicos, aminas e sarcosinatos. Preferivelmente, um ou mais inibidores de sujeira estão presentes no fluido lubrificante a uma concentração de cerca de 0,1 a cerca de 0,8 % em peso com base no peso total do fluido lubrificante.

[00058] Os aditivos adicionais supradescritos podem ter mais de uma funcionalidade dentro do fluido lubrificante.

[00059] A presente invenção fornece um agente de intumescimento de vedação e aditivo para um fluido lubrificante que proporciona uma funcionalidade de intumescimento de vedação efetiva, mas que não é tóxico e, portanto, não apresenta as desvantagens dos agentes de intumescimento de vedação a base de ftalato.

[00060] Qualquer dos recursos supradescritos da presente invenção pode ser considerado em combinação e com qualquer aspecto da invenção. Exemplos [00061] A invenção será agora ilustrada adicionalmente pelos exemplos não limitantes seguintes. Todas as partes e porcentagens são dadas em peso da composição total, a menos que de outra forma declarado.

1) Preparação

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 21/42 / 19 [00062] Uma variedade de diésteres de isossorbida foi preparada combinando isossorbida e ácidos carboxílicos, listados na Tabela 1 a seguir, em um reator de lotes adaptado com um agitador mecânico, aspersor de gás inerte, coluna de vapor, condensador e receptor de destilado. O ácido estava presente em ligeiro excesso de 5 a 15% molar - quanto maior o excesso de ácido, tanto mais rápido a reação chega ao término. A pressão no reator de lotes foi controlada por uma bomba de vácuo que foi anexada no reator.

[00063] Qualquer valor de 0,05 a 0,5 partes de catalisador por 100 partes de ácido foi adicionado à mistura da reação, e a mistura foi aquecida de cerca de 180°C a cerca de 220°C. Os catalisadores usados não foram específicos da reação e foram selecionados de um grupo de catalisadores efetivos. O grupo de catalisadores efetivos inclui, mas sem limitações, tetrabutiltitanato, ácido de fósforo, hipofosfito de sódio, oxalato de estanho e outros. A cor do produto foi significativamente branqueada usando hipofosfito de sódio como um co-catalisador a uma concentração de 0,02-0,1 (porcentagem em massa). A pressão no reator de lotes foi lentamente reduzida até que conversão suficiente no produto desejada fosse atingida.

[00064] O ácido em excesso foi removido do produto da reação por destilação a vácuo. O éster bruto foi adicionalmente purificado por destilação em vapor e tratamento com peróxido de hidrogênio/água, seguido por filtração com ajuda de filtro. O éster resultante no geral foi um líquido claro ligeiramente amarelo a amarronzado possuindo as propriedades típicas mostradas na Tabela 1 seguinte.

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 22/42 / 19

Tabela 1: Diésteres de isossorbida e suas propriedades

Química	KV40 (ASTM D445)	KV100 (ASTM D445)	VI (ASTM D2270)	Ponto de fulgor°C	Ponto de fluidez°C	número de acidez
Di-Hexanoato de Isossorbida	17	3,7	104	210	-57	<1
Di-octoato de isossorbida	23	4,6	117	241	5,9	<1
Di-decanoato de isossorbida	sólido		n/a			<1
Diéster de isossorbida com mistura de ácido caprílico/cáprico C810 da Procter & Gamble Chemicals	26,9	5,9	173	244	-8,3	<1
Diéster de isossorbida com ácido 2-etil hexanóico	32,3	4,5	48,1	231	-45,5	<1
ácido 3,5,5- trimetiexanóico de diéster de isossorbida	70,3	7,4	48	253	-24,5	<1

2) Avaliação Experimental [00065] A fim de avaliar a eficiência de vários materiais como agentes de intumescimento de vedação, as condições da ASTM D7216-05 (Método de Teste Padrão para determinar Compatibilidade de Óleo Automotivo de Motor com Elastômeros de Vedação Típicos) foram usadas e seguidas. Materiais foram misturados no PAO 4 (grau padrão do fabricante global) a diversas taxas, ou concentrações de tratamento. Corpos de prova de elastômero de borracha de nitrila butadieno hidrogenada (HNBR), borracha de poliacrilato ou acrílica (ACM), elastômeros de fluorpolímero (Viton) (FKM) e borracha de silicone (VMQ) foram obtidos de fornecedores autorizados pela ASTM para teste GF-5.

[00066] Agentes de intumescimento de vedação, tanto do tipo que se enquadra no escopo da presente invenção (agentes 1 a 5) quanto inúmeros agentes comparativos (agentes A a G), foram misturados com PAO a 66°C por 1 hora a taxas de tratamento de 0,5, 2,5 e 10%.

[00067] Corpos de prova de elastômero foram cortados, e valores de peso e volume foram medidos antes e depois do teste de acordo com a descrição do método ASTM D7216-05.

[00068] Elastômeros HNBR foram testados suspendendo o corpo de

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 23/42 / 19 prova em uma quantidade prescrita de óleos lubrificantes a 100°C por 366 horas. Todos outros elastômeros foram testados de uma maneira similar a 150°C (de acordo com o procedimento de teste ASTM). Todos os testes foram realizados em duplicata. No final do período de teste, os corpos de prova de borracha foram removidos do óleo de teste e colocados em tecido sem fibra de algodão. Óleo em excesso foi removido dos corpos de prova com uma toalha absorvente limpa antes de os pesos e volumes serem medidos. A diferença em peso e volume de cada qual dos corpos de prova em decorrência da exposição aos agentes de intumescimento de vedação foi calculada comparando-se as medições feitas depois da exposição com aquelas feitas antes da exposição.

[00069] Os resultados para cada qual dos agentes de intumescimento de vedação testados em cada qual dos elastômeros são dados a seguir nas Tabelas 2, 3, 4 e 5.

Tabela 2: Agentes de intumescimento de vedação com Elastômero HNBR

Nome do agente	Química do agente	concentração 0,5 %	concentração 2,5 %	concentração 10 %
mudança de massa, %	mudança de volume %	mudança de massa, %	mudança de volume %	mudança de massa, %	mudança de volume %
1	Diexanoato de isossorbida	-2,8	-2,5	-1	-1,2	6,85	4,7
2	Dioctonoato de isossobrida	-2,9	-2,7	-1	-0,8	2,5	3
3	Didecanoato de isossorbida	-3,1	-3	-1,6	-1,9	1,9	1,5
4	Di-2etilenoexanoato de isossorbida	-3,9	03	01,5	-1,7	1,7	0,9
5	Di-3,3,51 trimetilexanoato de isossorbida	-2,6	02,4	02,4	1,9	1	2
A	Di-n-hexil ftalato	-2,9	-2,8	-1,2	-1	4,4	3,9
B	Di-n-octil ftalato	-3,1	-2,5	-2,1	-1,8	2,1	2,4
C	Di-n-dodecil ftalato	-3,1	-2,2	-2,8	-2,4	1,3	1
D	Di-2-etilexil ftalato	-3,6	-2,3	-3,2	-1,9	2,7	1,9
E	2-etilexil benzoato			-2,19	-2,2	0,99	0,7
F	Di-isodecil adipato					-1,64	-1,2
G	PAO 4 (sem aditivo)	-4,45	-4,1	-4,45	-4,1	-4,45	-4,1

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 24/42 / 19

Tabela 3: Agentes de intumescimento de vedação com Elastômero FKM

Nome do agente	Química do agente	concentração 0,5 %	concentração 2,5 %	concentração 10 %
mudança de massa, %	mudança de volume %	mudança de massa, %	mudança de volume %	mudança de massa, %	mudança de volume %
1	Diexanoato de isossorbida	-0,1	0	1,1	0,5	11,3	12
2	Dioctonoato de isossobrida	-0,2	0	0,6	0,2	5,9	5
3	Didecanoato de isossorbida	0	-0,1	0	-0,2	0,9	0,7
4	Di-2etilenoexanoato de isossorbida	0	-0,3	0,1	0	0,9	0,3
5	Di-3,3,51 trimetilexanoato de isossorbida	-0,4	-0,6	0	0,3	1,5	3,9
A	Di-n-hexil ftalato	-0,1	0,1	0,2	0	1	0,4
B	Di-n-octil ftalato	-0,2	0	0,4	0,1	0,7	0,6
C	Di-n-dodecil ftalato	-0,1	0	0,28	0,1	0,5	0,4
D	Di-2-etilexil ftalato	-0,2	-0,7	-0,3	-0,5	0,7	0,3
E	2-etilexil benzoato			0,6	0,3	0,8	0,3
F	Di-isodecil adipato					-,03	-0,2
G	PAO 4 (sem aditivo)	-0,1	0	-0,1	0	-0,1	0

Tabela 4: Agentes de intumescimento de vedação com Elastômero ACM

Nome do agente	Química do agente	concentração 0,5 %	concentração 2,5 %	concentração 10 %
mudança de massa, %	mudança de volume %	mudança de massa, %	mudança de volume %	mudança de massa, %	mudança de volume %
1	Diexanoato de isossorbida	-2,3	-2,1	0,4	0,5	17	15
2	Dioctonoato de isossobrida	-2,5	1,9	-1,5	-1,2	4,3	3,7
3	Didecanoato de isossorbida	-2,6	-2,8	-0,7	-0,2	5,25	4
4	Di-2etilenoexanoato de isossorbida	-1,4	-0,6	0	-0,8	2,2	1,4
5	Di-3,3,51 trimetilexanoato de isossorbida	-2,7	-3	-1,7	-1,3	1,4	0,4
A	Di-n-hexil ftalato	-2,9	-2,2	-1,8	-1,5	4,9	4
B	Di-n-octil ftalato	-2,5	-2	-1,9	-1,5	-0,5	0,1
C	Di-n-dodecil ftalato	-3,1	-3,2	-2,6	-2,2	-1,2	-1,1
D	Di-2-etilexil ftalato	-2,5	-2,7	-2	-1,4	1,8	1
E	2-etilexil benzoato			-2,6	-1,8	1,2	0,5
F	Di-isodecil adipato					-1,2	-,07
G	PAO 4 (sem aditivo)	-2,4	-2	-2,4	-2	-2,4	-2

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 25/42 / 19

Tabela 5: Agentes de intumescimento de vedação com Elastômero VMQ

Nome do agente	Química do agente	concentração 0,5 %	concentração 2,5 %	concentração 10 %
mudança de massa, %	mudança de volume %	mudança de massa, %	mudança de volume %	mudança de massa, %	mudança de volume %
1	Diexanoato de isossorbida	17	15	7	6	17	19
2	Dioctonoato de isossobrida	5	5	7	5	28	25
3	Didecanoato de isossorbida	5	3	8	5	13	12
A	Di-n-hexil ftalato	554	544	6,555	4	6,5	5
B	Di-n-octil ftalato	5	3	6	5	16	13
C	Di-n-dodecil ftalato	5	4	5	5	6	5
D	Di-n-etilexil ftalato			6,8	6	9,8	11
E	2-etilexil benzoato					6	5
G	PAO 4 (sem aditivo)	4,5	3	4,5	3	4,5	3

[00070] Nos resultados, um número positivo corresponde a um aumento em massa e/ou volume por causa da exposição aos agentes de intumescimento de vedação, e um número negativo corresponde a uma diminuição em massa e/ou volume por causa da exposição aos agentes de intumescimento de vedação. Um bom resultado nesses testes é um número positivo - quanto maior o número, tanto melhor o desempenho que o agente de intumescimento de vedação apresenta.

[00071] Os resultados indicam que diéster de isossorbidas, por exemplo, agentes 1, 2, 3, 4 e 5, são tão efetivos quanto ftalatos de peso molecular similar, isto é, agentes comparativos A, B, C e D, em impedir perda de peso e contração de volume do elastômero HNBR. Ao passo que, para os elastômeros FKM e ACM, a eficiência dos agentes 1, 2, 3, 4 e 5 foi similar à dos agentes comparativos A, B, C e D a menores taxas de tratamento, mas significativamente mais efetivos a maiores concentrações.

[00072] Todo ou qualquer dos recursos revelados, e/ou toda ou qualquer das etapas de qualquer método ou processo descrito, pode ser combinado em qualquer combinação.

[00073] Cada recurso revelado aqui pode ser substituído por recursos alternativos que sirvam ao propósito igual, equivalente ou similar. Portanto, cada recurso revelado é apenas um exemplo de uma série genérica de recursos

Petição 870190091554, de 13/09/2019, pág. 26/42 / 19 equivalentes ou similares.

[00074] As declarações apresentadas aplicam-se, a menos que expressamente declarado de outra forma. O termo especificação, com estes propósitos, inclui a descrição e qualquer reivindicação anexa, resumo e desenhos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Uso de um diéster de isossorbida e pelo menos um ácido carboxílico, caracterizado pelo fato de que é como um agente de intumescimento de vedação em um fluido lubrificante.
2. Uso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido carboxílico é um ácido monocarboxílico.
3. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o ácido carboxílico é um ácido carboxílico C4 a C22.
4. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o agente de intumescimento de vedação tem uma viscosidade cinemática a 100 °C de pelo menos 0,1 mm²/s (cSt), e até 100 mm²/s (cSt).
5. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o agente de intumescimento de vedação compreende um máximo de 5% em peso de água.
6. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o agente de intumescimento de vedação é solúvel em óleo.
7. Uso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido lubrificante compreende um fluido base selecionado a partir de óleos minerais, óleos minerais hidrotratados e óleos base sintéticos.