BR112019005181B1 - Composto, concentrado de aditivo lubrificante, composição lubrificante, e, método de lubrificação de superfícies metálicas móveis de uma peça de máquina - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a compostos de aminobifosfonato inovadores úteis como componentes aditivos antidesgaste e/ou modificadores de atrito, composições aditivas de lubrificante e composições lubrificantes compreendendo tais compostos e métodos para fabricar e usar os mesmos.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Provisório DE Patente N° U.S.62/396.465, depositado em 19 de setembro de 2016, e o Pedido de Patente n° U.S.15/706.498, depositado em 15 de setembro de 2017, cujo conteúdo total é incorporado ao presente documento a título de referência.

CAMPO

[002] A presente invenção refere-se a compostos de aminobifosfonato inovadores úteis como componentes aditivos antidesgaste e/ou modificador de atrito, composições aditivas de lubrificante e composições lubrificantes que compreende, cada uma, tais compostos, e métodos para fabricar e usar os mesmos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] As engrenagens industriais e automotivas são frequentemente submetidas a pressões e cargas que causam desgaste na superfície da engrenagem e/ou elementos de rolamento de rolos. Em alguns casos, a tensão imposta sobre uma engrenagem contribui para a microfissuração, uma forma de fadiga de engrenagem e um modo de falha de engrenagem comum.

[004] Normalmente, os sistemas de engrenagens exigem um fluido especialmente formulado para cumprir as exigências de desempenho. Para reduzir, ou mesmo evitar o desgaste, os aditivos antidesgaste são comumente adicionados às composições lubrificantes usadas para lubrificar as engrenagens. Quando estiverem sob pressão, esses aditivos formam uma camada protetora em uma superfície de engrenagem. Essa camada protetora separa as superfícies de contato de engrenagem umas das outras e, desse modo, reduz o desgaste em tais superfícies. No entanto, nem todos os aditivos antidesgaste fornecem uma proteção eficaz da superfície.

[005] A presente invenção fornece novos aditivos antidesgaste e/ou modificadores de atrito que podem ser usados em composições lubrificantes para engrenagens industriais, turbinas eólicas, dispositivos hidráulicos e engrenagens automotivas para fornecer redução de desgaste e/ou atrito na superfície da engrenagem e redução de microfissuração nas engrenagens.

SUMARIO DA INVENÇÃO

[006] Em um aspecto, a invenção se refere a um composto da fórmula (I): em que cada R1 e R10 são o mesmo ou diferente e é independentemente selecionado a partir de C1-C20 alquila linear, C2-C20 alquenila linear, C3-C20 alquila ramificada e C3-C20 alquenila ramificada; n é um número inteiro de 1 a 7; 2345678 9 cada um dentre R , R , R , R , R , R , R e R é o mesmo ou é diferente e cada um é selecionado independentemente a partir de H, C1-C10 alquila linear, C2-C10 alquenila linear, C3-C10 alquila ramificada, e C3-C10 alquenila ramificada; X é selecionado a partir do grupo que consiste em H, hidróxi e N(R11)(R12); e R11 e R12 são iguais ou diferentes e cada um é independentemente selecionado a partir do grupo que consiste em H, hidróxi, alquila, alquenila e alquinila.

[007] Em um segundo aspecto, a invenção fornece um concentrado aditivo lubrificante que compreende pelo menos um composto da fórmula (I).

[008] Em um terceiro aspecto, a invenção fornece um concentrado aditivo lubrificante que compreende pelo menos um composto da fórmula (I) e um ou mais aditivos adicionais.

[009] Em um quarto aspecto, a invenção fornece uma composição lubrificante que compreende uma quantidade majoritária de óleo-base e pelo menos um composto da fórmula (I).

[0010] Em um quinto aspecto, a invenção fornece um método de lubrificação de superfícies metálicas móveis de uma peça de máquina com uma composição lubrificante que compreende pelo menos um composto da fórmula (I).

[0011] Em um sexto aspecto, a presente invenção fornece um método de redução do desgaste em uma superfície metálica móvel de uma peça de máquina que compreende a lubrificação da peça de máquina com uma composição lubrificante que compreende pelo menos um composto da fórmula (I).

[0012] Em outro aspecto, a presente invenção fornece um método para reduzir o atrito em uma superfície metálica móvel de uma peça de máquina que compreende a lubrificação da peça de máquina com uma composição lubrificante que compreende pelo menos um composto da fórmula (I).

[0013] Em outra modalidade, a presente invenção fornece um método para lubrificar uma parte de máquina com uma composição lubrificante que compreende pelo menos um composto da fórmula (I), em que a parte de máquina compreende uma engrenagem industrial, uma engrenagem de turbina de vento, um eixo, um diferencial, um motor, um virabrequim, uma transmissão, uma embreagem, um aparelho hidráulico, um aparelho de deslizamento e/ou uma turbina.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0014] A Figura 1 representa um desvio de perfil médio (ffm) causado por microfissuração em um teste de microfissuração para uma modalidade da invenção.

[0015] A Figura 2 representa a área de microfissuração em porcentagem (GF) em um teste de microfissuração para uma modalidade da invenção.

[0016] A Figura 3 representa a perda de peso (W) em um teste de microfissuração para uma modalidade da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0017] A invenção descrita no presente documento se refere a compostos de aminobifosfonato inovadores úteis como componentes aditivos antidesgaste e/ou modificador de atrito, concentrados aditivos lubrificantes e composições lubrificantes, que cada um compreende tais compostos, e métodos para fabricar e usar os mesmos.

[0018] Embora determinadas modalidades da presente invenção possam ser descritas no presente documento individualmente, é entendido por aquele versado na arte que qualquer uma dentre as modalidades pode ser combinada com qualquer outra modalidade ou modalidades, e tais combinações estão dentro do âmbito da presente invenção.

[0019] As modalidades que se relacionam a um composto de fórmula (I) incluem, porém sem limitação, ao seguinte:

[0020] (1) Um composto da fórmula (I): em que cada um dentre R1 e R10 é o mesmo ou é diferente e é independentemente selecionado a partir de C1-C20 alquila linear, C2-C20 alquenila linear, C3-C20, alquila ramificada, e C3-C20 alquenila ramificada; n é um número inteiro de 1 a 7; 2345678 9 cada um dentre R , R , R , R , R , R , R e R é o mesmo ou é diferente e cada um é selecionado independentemente a partir de H, C1-C10 alquila linear, C2-C10 alquenila linear, C3-C10 alquila ramificada, e C3-C10 alquenila ramificada; X é selecionado a partir do grupo que consiste em H, hidróxi e N(R11)(R12); e R11 e R12 são iguais ou diferentes e cada um é independentemente selecionado a partir do grupo que consiste em H, hidróxi, alquila, alquenila e alquinila.

[0021] (2) O composto de (1), em que cada um dentre R1 e R10 é o mesmo ou é diferente e é independentemente selecionado a partir de C2-C20 alquila linear.

[0022] (3) O composto de (1), em que cada um dentre R1 e R10 é n- butila.

[0023] (4) O composto de (1), em que cada um dentre R1 e R10 é etila.

[0024] (5) O composto de (1) ou (2), em que cada R1 é 2-etil-hexila.

[0025] (6) O composto de (1) ou (2), em que cada R10 é 2-etil-hexila.

[0026] (7) O composto de (1), em que cada um dentre R1 e R10 é 2- etil-hexila.

[0027] (8) O composto de (1), em que cada um dentre R1 e R10 é oleila.

[0028] (9) O composto de qualquer um de (1) a (8), em que cada um dentre R2, R3, R4 e R5 é H.

[0029] (10) O composto de qualquer um de (1) a (9), em que cada um dentre R6, R7, R8 e R9 é H.

[0030] (11) O composto de qualquer um de (1) a (10), em que n é um número inteiro de 1 a 4.

[0031] (12) O composto de (11), em que n é 1 ou 2.

[0032] (13) O composto de (1), em que (a) cada um dentre R1 e R10 é o mesmo ou é diferente e é independentemente selecionado a partir de C2-C20 2345678 9 alquila linear; e (b) cada um dentre R , R , R , R , R , R , R e R é H.

[0033] (14) O composto de (13), em que cada um dentre R1 e R10 é o mesmo ou é diferente e é independentemente selecionado a partir de C2-C10 alquila linear.

[0034] (15) O composto de (13) ou (14), em que (c) n é um número inteiro de 1 a 4.

[0035] (16) O composto de (15), em que n é 1 ou 2.

[0036] (17) O composto de qualquer um dentre (1) a (16), em que X é hidroxila.

[0037] (18) O composto de qualquer uma dentre (1) a (16), em que X é N (R11)(R12).

[0038] (19) O composto de (18), em que R11 e R12 são o mesmo ou diferentes e são C1-C4 alquila.

[0039] (20) O composto de (19), em que R11 e R12 são ambos metila.

[0040] (21) O composto de qualquer uma dentre (1) a (16), em que X é H.

[0041] (22) O composto de (1), em que o composto da fórmula (I)

[0042] (23) O composto de (1), em que o composto de fórmula (I) selecionado a partir de

[0043] Em uma modalidade, a presente invenção se refere a um concentrado aditivo lubrificante que compreende um composto da fórmula (I).

[0044] Em uma modalidade, o composto de fórmula (I) está presente no concentrado de aditivo lubrificante em uma quantidade de cerca de 0,01% em peso a cerca de 3% em peso com base no peso total da composição lubrificante.

[0045] Em outra modalidade, o concentrado aditivo lubrificante compreende adicionalmente um ou mais componentes aditivos selecionados do grupo que consiste em um antioxidante, um agente antidesgaste adicional, um inibidor de corrosão, um detergente, um agente de extrema pressão, um dispersante, um aprimorador do índice de viscosidade e um modificador de atrito.

[0046] Em uma modalidade, uma composição lubrificante da presente invenção compreende uma quantidade principal de óleo-base de viscosidade lubrificante ou uma massa lubrificante preparada a partir da mesma e o composto da fórmula (I).

[0047] Em uma modalidade, um composto da fórmula (I) está presente em uma composição lubrificante em uma quantidade tal que fornece entre 100 a 1.200 ppm de fósforo ao lubrificante.

[0048] Em outra modalidade, a composição lubrificante compreende adicionalmente um ou mais componentes aditivos selecionados do grupo que consiste em um antioxidante, um agente antidesgaste adicional, um inibidor de corrosão, um detergente, um agente de extrema pressão, um dispersante, um aprimorador do índice de viscosidade e um modificador de atrito.

[0049] Em outra modalidade, o método da presente invenção para reduzir o desgaste em uma superfície metálica de uma parte de máquina inclui lubrificar a parte de máquina com um lubrificante possuindo uma quantidade eficaz de um composto da fórmula (I) em que o composto da fórmula (I) é selecionado do grupo que consiste em:

[0050] Em uma modalidade, a peça de máquina é selecionada a partir de uma ou mais de uma engrenagem industrial, uma engrenagem de turbina eólica, um eixo, um diferencial, um motor, um virabrequim, uma transmissão, uma embreagem, um aparato hidráulico, um dispositivo de trilho e uma turbina.

[0051] Um método de redução do desgaste entre superfícies metálicas móveis de uma peça de máquina compreende a lubrificação da peça de máquina com uma composição lubrificante que compreende uma quantidade principal de um óleo-base de viscosidade lubrificante ou uma graxa preparada a partir do mesmo e uma quantidade eficaz de um composto da fórmula (I).

[0052] Em um aspecto preferido, a presente invenção fornece o uso de um composto da fórmula (I) para reduzir o desgaste entre superfícies metálicas móveis e/ou para reduzir o atrito entre superfícies metálicas móveis. Por exemplo, a presente invenção fornece o uso de um composto da fórmula (I) para reduzir a microfissuração. Esse aspecto preferido da invenção pode estar subjacente a qualquer um dentre os métodos da invenção revelados no presente documento.

[0053] Em determinadas modalidades, os concentrados de aditivo lubrificantes ou as composições lubrificantes compreendem pelo menos um composto da fórmula (I) e compreendem adicionalmente um ou mais componentes aditivos. Tais concentrados ou composições podem compreender um ou mais componentes com as mesmas ou diferentes propriedades. Por exemplo, concentrados e composições lubrificantes que compreende um ou mais compostos da fórmula (I) e um ou mais componentes aditivos, tais como um, dois ou mais antioxidantes, dispersantes, detergentes, etc. estão dentro do âmbito da presente invenção.

[0054] Conforme usado no presente documento, o termo “alquila”, bem como as porções químicas de alquila de outros grupos referidos no presente documento, são hidrocarbonetos saturados lineares ou ramificados. Alquila pode preferencialmente conter de 1 a 30 átomos de carbono, tal como 1 a 20 átomos de carbono, ou 1 a 10 átomos de carbono, a menos que especificado de outro modo. Exemplos representativos de grupos alquila incluem, porém sem limitação, metila, etila, propila, butila, pentila, neopentila, 2-etil-hexila e semelhantes.

[0055] Conforme usado no presente documento, o termo “alquenila” significa uma cadeia hidrocarbonada linear ou ramificada que contém pelo menos uma ligação dupla de carbono-carbono. Salvo caso indicação contrária, a alquenila pode, preferencialmente, conter de 2 a 30 átomos de carbono, tal como 2 a 20 átomos de carbono, ou 2 a 10 átomos de carbono. Por exemplo, o termo “C2-C4 alquenila” significa um grupo alquenila que contém de 2 a 4 átomos de carbono. Exemplos representativos de alquenila incluem, porém sem limitação, etenila, 2-propenila, 2-metil-2-propenila, 3-butenila, 4- pentenila, 5-hexenila, 2-heptenila, 2-metil-1-heptenila, oleila, 3-decenila, olelila e semelhantes.

[0056] Conforme usado no presente documento, o termo “alquinila” significa uma cadeia hidrocarbonada linear ou ramificada que contém pelo menos uma ligação tripla de carbono-carbono. Salvo caso indicação contrária, a alquinila pode, preferivelmente, conter de 2 a 30 ou 3 a 30 átomos de carbono, tal como 2 a 20 ou 3 a 20 átomos de carbono, ou de 2 a 10 ou 3 a 10 átomos de carbono. Por exemplo, o termo “C2-C4 alquinila” significa um grupo alquinila com 2 a 4 átomos de carbono. Exemplos representativos de alquinila incluem, porém sem limitação, etinila, 2-propinila, 3-butinila, 4- pentinila, 5-hexinila, 2-heptinila, 3-decinila e semelhantes.

[0057] Conforme usado no presente documento, o termo "cerca de" significa, em relação a uma quantidade, aproximadamente ou quase, e inclui uma quantidade exata. Por exemplo, a frase “cerca de 1,0%” significa aproximadamente ou quase 1,0%, mas também inclui exatamente 1,0%.

[0058] Conforme usado no presente documento, a frase “quantidade eficaz” significa uma quantidade de um composto que obtém o efeito desejado, tal como reduzir o desgaste e/ou atrito.

[0059] Os compostos da fórmula (I) são contemplados para uso como um aditivo no óleo-base lubrificante. Conforme usado no presente documento, o termo "óleo-base" ou "estoque de base" se refere a óleos categorizados pelos grupos de categoria do Grupo I a V do Instituto Petróleo Americano (API), bem como óleos animais, óleos vegetais (por exemplo, óleo de rícino e banha), petróleo óleos, óleos minerais, óleos sintéticos e óleos derivados de carvão ou xisto. O Instituto Americano de Petróleo categorizou estes diferentes tipos de estoque base como segue: Grupo I, maior que 0,03% em peso de enxofre e/ou menor que 90% em volume de saturados, índice de viscosidade maior ou igual a 80 e menor que 120; Grupo II, menor ou igual a 0,03% em peso de enxofre e maior ou igual a 90% em volume de saturados, índice de viscosidade maior ou igual a 80 e 120; Grupo III, inferior ou igual a 0,03% em peso de enxofre e maior ou igual a 90% em volume de saturados, índice de viscosidade igual ou superior a 120; Grupo IV, todas as polialfaolefinas; O estoque básico do Grupo V abrange todos os outros estoques-base que não podem ser classificados como estoques básicos do Grupo I, II, III ou IV. Os estoques-base do Grupo V incluem, porém sem limitação, óleos e ésteres naftênicos. Os estoques-base hidrotratados e os estoques-base desparafinados cataliticamente, devido ao seu baixo teor de enxofre e aromáticos, se enquadram, de modo geral, nas categorias do Grupo II e do Grupo III. As polialfaolefinas (estoques-base do Grupo IV) são óleos básicos sintéticos preparados a partir de várias alfa-olefinas e são substancialmente isentos de enxofre e aromáticos.

[0060] Grupos I, II e III são estoques de processo de óleo mineral. Os óleos-base do Grupo IV contêm espécies moleculares sintéticas verdadeiras, que são produzidas por polimerização de hidrocarbonetos olefinicamente insaturados. Diversos óleos-base do Grupo V também são produtos sintéticos verdadeiros e podem incluir diésteres, ésteres de poliol, polialquileno glicóis, aromáticos alquilados, ésteres de polifosfato, éteres polivinílicos e/ou éteres polifenílicos e semelhantes, mas também podem ser óleos de ocorrência natural, como óleos vegetais. Deve-se observar que, embora os óleos-base do Grupo III sejam derivados de óleo mineral, o processamento rigoroso pelo qual esses fluidos passam faz com que suas propriedades físicas sejam muito semelhantes a alguns sintéticos verdadeiros, como os PAOs. Portanto, os óleos derivados de óleos-base do Grupo III podem ser denominados fluidos sintéticos na indústria.

[0061] Os compostos da fórmula (I) podem ser adicionados a óleos- base na forma de um óleo mineral ou óleo sintético, óleo animal, óleo vegetal ou misturas dos mesmos. Em geral, os óleos minerais, tanto parafínicos quanto naftênicos e suas misturas, podem ser usados como óleo lubrificante ou como veículo de graxa. Também são contempladas graxas nas quais qualquer um dentre os óleos anteriormente mencionados são empregados como uma base.

[0062] O composto da fórmula (I), além de outros componentes aditivos, pode ser adicionado a um óleo lubrificante para formar um fluido concluído. Em determinadas modalidades, o fluido concluído tem uma viscosidade de ISO 10 VG a ISO 680 VG. Em uma modalidade, o fluido concluído compreende um óleo lubrificante e um composto da fórmula (I) e tem uma viscosidade de ISO 68 VG a ISO 680 VG. Em outra modalidade, o fluido concluído compreende um óleo lubrificante e um composto de fórmula (I) e tem uma viscosidade de ISO 22 VG a ISO 68 VG. Em outra modalidade, a composição lubrificante compreende um óleo lubrificante e um composto da fórmula (I) e tem um número de viscosidade de engrenagem SAE de pelo menos cerca de SAE 70 W, ou pelo menos cerca de SAE 75 W. A composição lubrificante também pode ter uma classificação de múltiplos graus, como SAE 75 a 80 W, 75 a 90W, 75 a 140 W, 80 a 90 W, 80 a 40 W, 85 a 90 W, 80 a 90 W ou 80 a 140 W. Os lubrificantes de múltiplos graus podem incluir um aprimorador de viscosidade que é formulado com o óleo de viscosidade lubrificante para fornecer os graus de lubrificante acima.

[0063] Quando o lubrificante for empregado como uma graxa, o lubrificante é, de modo geral, usado em uma quantidade suficiente para equilibrar a composição total de graxa, após contabilizar a quantidade desejada do agente espessante, e outros componentes aditivos incluídos na formulação de graxa. Uma ampla variedade de materiais pode ser empregada como agentes espessantes ou gelificantes. Esses podem incluir qualquer um dentre os sais ou sabões metálicos convencionais, tais como estearatos ou hidroxiestearatos de cálcio ou lítio, que são dispersos no veículo lubrificante em quantidades formadoras de graxa em uma quantidade suficiente para conferir à composição de graxa resultante a consistência desejada. Outros agentes espessantes que podem ser empregados na formulação de graxa compreendem os espessantes que não são de sabão, tais como argilas e sílicas de superfície modificada, arilureias, complexos de cálcio e materiais similares. Em geral, podem ser usados espessantes de graxa que não se fundem ou dissolvem quando usados a temperatura exigida dentro de um ambiente particular; no entanto, em todos os outros aspectos, qualquer material que é normalmente usado para espessamento ou gelificação de fluidos de hidrocarbonetos para formar massas lubrificantes pode ser usado em uma massa lubrificante que compreende o composto da fórmula (I).

[0064] Quando forem desejados óleos sintéticos, ou os óleos sintéticos forem usados como veículo para a graxa, de preferência, para óleos minerais, ou em misturas de óleos minerais e sintéticos, podem ser usados vários óleos sintéticos. Óleos sintéticos típicos incluem poli-isobutilenos, polibutenos, polidecenos, siloxanos e silicones (polissiloxanos).

[0065] A presente invenção fornece composições lubrificantes que compreende uma quantidade principal de óleo de viscosidade lubrificante ou uma massa lubrificante preparada a partir do mesmo e uma quantidade menor de um composto da fórmula (I). O composto de fórmula (I) pode ser adicionado a uma quantidade principal de óleo de viscosidade lubrificante, ou de graxa preparada a partir do mesmo, como um composto único ou como um componente de um concentrado aditivo lubrificante. Conforme usado no presente documento, uma quantidade principal de óleo ou graxa significa que o óleo ou graxa na composição está na composição em uma quantidade que é maior que a quantidade de composto da fórmula (I). Tipicamente, a quantidade de óleo/graxa é de pelo menos 50% em peso da composição total, tal como pelo menos 70% ou pelo menos 90%. Da mesma forma, se o composto da fórmula (I) for um componente de um aditivo lubrificante concentrado e o aditivo lubrificante concentrado for adicionado ao óleo ou à graxa, uma grande quantidade de óleo ou graxa significa que a quantidade de óleo ou graxa na composição lubrificante é maior que a quantidade de concentrado aditivo lubrificante na composição lubrificante. O composto de fórmula (I) pode estar na composição lubrificante em uma quantidade entre cerca de 0,001% a 10%, entre 0,005% a 5%, entre 0,01% a 2,0%, entre 0,5% a 2,0% e entre 0,015% a cerca de 0,6% em peso da composição total. Em algumas modalidades, as composições lubrificantes podem conter entre cerca de 0,005% a 0,6%, entre cerca de 0,06 e cerca de 0,6% em peso, ou entre cerca de 0,02 e cerca de 0,5% em peso, ou entre cerca de 0,005 e cerca de 0,2% do composto da fórmula (I).

[0066] Conforme mencionado acima, os compostos da fórmula (I) podem ser prontamente formulados em composições lubrificantes adequadas para uso com uma variedade de peças e componentes de máquinas. As composições lubrificantes que compreendem um composto da fórmula (I) podem, opcionalmente, compreender ademais um ou mais outros componentes aditivos ou óleo diluente. A lista dos componentes aditivos divulgados abaixo não é exaustiva e os componentes aditivos não expressamente revelados no presente documento são bem conhecidos pelo versado na técnica e podem também ser incluídos nas composições lubrificantes. Sem limitação, os componentes aditivos que podem ser usados nas composições lubrificantes da presente invenção incluem antioxidantes, agentes antidesgaste adicionais, inibidores de corrosão, detergentes, dispersantes, agentes de pressão extrema, melhoradores do índice de viscosidade, depressores do ponto de fluidez, agentes antiespumantes e redutores de atrito.

[0067] Em uma modalidade, a presente invenção fornece um concentrado aditivo lubrificante que compreende um composto da fórmula (I) e pelo menos um componente aditivo adicional e/ou óleo diluente. Um ou mais componentes aditivos adicionais podem ser selecionados de um antioxidante, um agente antidesgaste adicional, um inibidor de corrosão, um detergente, um dispersante, um agente de extrema pressão, um aprimorador do índice de viscosidade, um depressor do ponto de fluidez, um demulsificador, um agente antiespumante e um modificador de atrito. O óleo diluente pode ser qualquer óleo adequado de viscosidade lubrificante ou graxa preparada a partir do mesmo.

[0068] Os compostos da fórmula (I) podem ser incorporados diretamente em um óleo de viscosidade lubrificante. Alternativamente, os compostos da fórmula (I) podem ser preparados em combinação com um ou mais óleos diluentes e/ou outros aditivos lubrificantes para formar um concentrado aditivo lubrificante. De modo geral, o concentrado aditivo lubrificante será ainda incorporado no óleo de viscosidade lubrificante a uma porcentagem em peso particular (% em peso) do concentrado aditivo lubrificante em relação ao peso total da composição lubrificante final. A porcentagem em peso selecionada é, de modo geral, denominada velocidade de tratamento e a composição lubrificante que contém o concentrado aditivo lubrificante é, de modo geral, denominada como um fluido concluído.

ANTIOXIDANTES

[0069] Os compostos antioxidantes são conhecidos e incluem, por exemplo, fenatos, sulfatos de fenato, olefinas sulfurizadas, terpenos fosfossulfurizados, ésteres sulfurizados, aminas aromáticas, difenilaminas alquiladas (por exemplo, nonil-difenilamina, di-nonil-difenilamina, octil- difenilamina, di-octil-difenilamina), fenil-alfa-naftilaminas, fenil-alfa- naftilaminas alquiladas, aminas não aromáticas impedidas, fenóis, fenóis impedidos, compostos de molibdênio solúveis em óleo, antioxidantes macromoleculares, ou misturas dos mesmos. Um único antioxidante ou uma combinação de dois ou mais pode ser usado.

[0070] O antioxidante fenólico impedido pode conter um grupo butila secundária e/ou terciária como um grupo de impedimento estereoquímico. O grupo fenol pode ainda ser substituído por um grupo hidrocarbila e/ou um grupo de ligação por ponte que se liga a um segundo grupo aromático. Exemplos de antioxidantes fenólicos impedidos adequados incluem 2,6-di- terc-butilfenol, 4-metil-2,6-di-terc-butilfenol, 4-etil-2,6-di-terc-butilfenol, 4- propil-2,6-di-terc-butilfenol ou 4-butil-2,6-di-terc-butilfenol, ou 4-dodecil- 2,6-di-terc-butilfenol. Em uma modalidade, o antioxidante fenólico impedido pode ser um éster e pode incluir, por exemplo, um produto de adição derivado de 2,6-di-terc-butilfenol e um acrilato de alquila, em que o grupo alquila pode conter cerca de 1 a cerca de 18, ou cerca de 2 a cerca de 12, ou cerca de 2 a cerca de 8, ou cerca de 2 a cerca de 6 ou cerca de 4 átomos de carbono.

[0071] Os antioxidantes úteis podem incluir diarilaminas e fenóis de alto peso molecular. Em uma modalidade, a composição de óleo lubrificante pode conter uma mistura de uma diarilamina e um fenol de peso molecular alto, de modo que cada antioxidante possa estar presente em uma quantidade suficiente para fornecer até cerca de 5% em peso, com base no peso final da composição de óleo lubrificante. Em algumas modalidades, o antioxidante pode ser uma mistura de cerca de 0,3 a cerca de 1,5% de diarilamina e cerca de 0,4 a cerca de 2,5% de fenol de peso molecular alto em peso com base no peso final da composição de óleo lubrificante.

[0072] Os exemplos de olefinas adequadas que podem ser sulfurizadas para formar uma olefina sulfurizada incluem propileno, butileno, isobutileno, poli-isobutileno, penteno, hexeno, hepteno, octeno, noneno, deceno, undeceno, dodeceno, trideceno, tetradeceno, pentadeceno, hexadeceno, heptadeceno, octadeceno, nonadeceno, eicoseno ou misturas dos mesmos. Em uma modalidade, hexadeceno, heptadeceno, octadeceno, nonadeceno, eicoseno ou misturas dos mesmos e seus dímeros, trímeros e tetrâmeros são olefinas especialmente úteis. Alternativamente, a olefina pode ser um aduto de Diels-Alder de um dieno, tal como 1,3-butadieno e um éster insaturado, tal como butilacrilato.

[0073] Outra classe de olefinas sulfurizadas inclui ácidos graxos sulfurizados e seus ésteres. Os ácidos graxos são frequentemente obtidos a partir de óleo vegetal ou óleo animal e contêm, tipicamente, cerca de 4 a cerca de 22 átomos de carbono. Os exemplos de ácidos graxos adequados e seus ésteres incluem triglicerídeos, ácido oleico, ácido linoleico, ácido palmitoleico ou misturas dos mesmos. Frequentemente, os ácidos graxos são obtidos a partir de óleo de banha, talóleo, óleo de amendoim, óleo de soja, óleo de semente de algodão, óleo de semente de girassol ou misturas dos mesmos. Ácidos graxos e/ou éster podem ser misturados com olefinas, tais como α-olefinas.

[0074] O um ou mais antioxidantes podem estar presentes em faixas de cerca de 0% em peso a cerca de 20% em peso, ou cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso, ou cerca de 0,5% em peso a cerca de 5% em peso, na composição lubrificante.

AGENTES ANTIDESGASTE ADICIONAIS

[0075] Os exemplos de agentes antidesgaste adequados adicionais incluem, porém sem limitação, um tiofosfato metálico; um dialquilditiofosfato metálico; um éster de ácido fosfórico ou um sal do mesmo; um éster de fosfato (ou ésteres de fosfato); um fosfito; um éster carboxílico que contém fósforo, éter ou amida; uma olefina sulfurizada; compostos que contêm tiocarbamato incluindo, ésteres de tiocarbamato, tiocarbamatos acoplados a alquileno, e bis(S-alquilditiocarbamil)dissulfetos; e misturas dos mesmos. Os agentes antidesgaste que contêm fósforo são descritos mais detalhadamente na Patente Europeia n° 0612 839. O metal nos sais de dialquilditiofosfato pode ser um metal alcalino, metal alcalino-terroso, alumínio, chumbo, estanho, molibdênio, manganês, níquel, cobre, titânio ou zinco. Um agente antidesgaste útil pode ser dialquiltiofosfato de zinco.

[0076] O agente antidesgaste adicional pode estar presente em faixas de cerca de 0% em peso a cerca de 15% em peso, ou cerca de 0,05% em peso a cerca de 10% em peso, ou cerca de 0,01% em peso a cerca de 5% em peso, ou cerca de 0,1 % em peso a cerca de 3% em peso da composição de óleo lubrificante.

DETERGENTES

[0077] A composição de óleo lubrificante pode, opcionalmente, compreender adicionalmente um ou mais detergentes neutros, com base baixa ou com excesso de base, e misturas dos mesmos. Os substratos detergentes adequados incluem fenatos, fenatos que contêm enxofre, sulfonatos, calixaratos, salixaratos, salicilatos, ácidos carboxílicos, ácidos fosforosos, ácidos mono e/ou di-tiofosfóricos, alquilfenóis, compostos alquilfenólicos acoplados a enxofre, ou fenóis ligados por ponte de metileno. Os detergentes adequados e seus métodos de preparação são descritos em maiores detalhes em diversas publicações de patentes, incluindo a Patente n° U.S.7.732.390 e as referências citadas no presente documento.

[0078] O substrato detergente pode ser salgado com um metal alcalino ou alcalino-terroso, tal como, porém, sem limitação, cálcio, magnésio, potássio, sódio, lítio, bário, ou misturas dos mesmos. Em algumas modalidades, o detergente é livre de bário. Um detergente adequado pode incluir sais de metal alcalino ou alcalino-terrosos de ácidos sulfônicos de petróleo e ácidos mono ou di-alquilarilsulfônicos de cadeia longa, em que o grupo arila é benzila, tolila e xilila.

[0079] Os aditivos detergentes com excesso de base são bem conhecidos na técnica e podem ser aditivos detergentes com base em metais alcalinos ou alcalino-terrosos. Tais aditivos detergentes podem ser preparados reagindo-se um óxido metálico ou hidróxido metálico com um substrato e gás de dióxido de carbono. O substrato é tipicamente um ácido, por exemplo, um ácido tal como um ácido sulfônico substituído alifático, um ácido carboxílico substituído alifático ou um fenol substituído alifático.

[0080] A terminologia "com excesso de base" se refere a sais metálicos, tais como sais metálicos de sulfonatos, carboxilatos e fenatos, em que a quantidade de metal presente excede a quantidade estequiométrica. Esses sais podem ter um nível de conversão que excede 100% (isto é, podem conter mais que 100% da quantidade teórica de metal necessária para converter o ácido em seu sal "normal", "neutro"). A expressão “razão metálica”, frequentemente abreviada como MR, é usada para designar a razão entre o total de equivalentes químicos de metal no sal com excesso de base e os equivalentes químicos de metal em um sal neutro, de acordo com a reatividade química e estequiometria conhecidas. Em um sal normal ou neutro, a razão metálica é uma e em um sal com excesso de base, a MR, é maior que um. Tais sais são comumente denominados sais com excesso de base, com hiperbase ou com superbase e podem ser sais de ácidos orgânicos de enxofre, ácidos carboxílicos ou fenóis.

[0081] O detergente com excesso de base pode ter uma razão metálica para substrato de 1,1:1, ou de 2:1, ou de 4:1, ou de 5:1, ou de 7:1, ou de 10:1.

[0082] Em algumas modalidades, um detergente pode ser usado para reduzir ou prevenir a ferrugem em uma engrenagem, eixo ou motor.

[0083] O detergente pode estar presente em cerca de 0% em peso a cerca de 10% em peso, ou cerca de 0,1% em peso a cerca de 8% em peso, ou cerca de 1% em peso a cerca de 4% em peso, com base no peso total da composição lubrificante.

DISPERSANTES

[0084] A composição de óleo lubrificante pode, opcionalmente, compreender adicionalmente um ou mais dispersantes ou misturas dos mesmos. Os dispersantes são comumente conhecidos como dispersantes do tipo sem cinzas devido ao fato de, antes da mistura em uma composição de óleo lubrificante, os mesmos não conterem metais formadores de cinzas e normalmente não contribuírem com cinzas quando adicionados a um lubrificante. Os dispersantes do tipo sem cinzas são caracterizados por um grupo polar afixado a uma cadeia de hidrocarbonetos de peso molecular relativamente alto. Dispersantes sem cinzas típicos incluem succinimidas de alcenila de cadeia longa N substituídas. Exemplos de alcenilsuccinimidas de cadeia longa N-substituídas incluem poli-isobutileno-succinimida com um peso molecular médio numérico do substituinte poli-isobutileno em uma faixa de cerca de 350 a cerca de 5.000, ou cerca de 500 a cerca de 3.000. Os dispersantes de succinimida e suas preparações são reveladas, por exemplo, na Patente n° U.S.7.897.696 e na Patente n° U.S.4.234.435. Os dispersantes de succinimida são, tipicamente, a imida formada a partir de uma poliamina, tipicamente uma poli(etilenoamina).

[0085] Em algumas modalidades, a composição lubrificante compreende pelo menos um dispersante de succinimida de poli-isobutileno derivado de poli-isobutileno com um peso molecular numérico médio na faixa de cerca de 350 a cerca de 5.000, ou a cerca de 500, ou a cerca de 3.000. A succinimida de poli-isobutileno pode ser usada por si só ou em combinação com outros dispersantes.

[0086] Em algumas modalidades, o poli-isobutileno (PIB), quando for incluído, pode ter mais que 50% em mol, mais que 60% em mol, mais que 70% em mol, mais que 80% em mol ou mais que 90% em mol de ligações duplas terminais. Esse PIB também é denominado PIB altamente reativo (“HR-PIB”). HR-PIB que tem um peso molecular numérico médio que varia entre cerca de 800 e cerca de 5.000 é adequado para o uso em modalidades da presente revelação. O PIB altamente não reativo convencional tem tipicamente menos que 50% em mol, menos que 40% em mol, menos que 30% em mol, menos que 20% em mol ou menos que 10% em mol de ligações duplas terminais.

[0087] Um HR-PIB que tem um peso molecular numérico médio que varia entre cerca de 900 e cerca de 3.000 pode ser adequado. Tal HR-PIB é comercialmente disponibilizado, ou pode ser sintetizado pela polimerização de isobuteno na presença de um catalisador não clorado, tal como trifluoreto de boro, conforme descrito na Patente n° U.S.4.152.499 e Patente n° U.S.5.739.355. Quando usado na reação térmica anteriormente mencionada, o HR-PIB pode levar a maiores taxas de conversão na reação, bem como menores quantidades de formação de sedimentos, devido à maior reatividade.

[0088] Uma classe de dispersantes adequados pode ser bases de Mannich. As bases de Mannich são materiais que são formados pela condensação de um peso molecular mais alto, fenol substituído por alquila, uma poliamina de polialquileno e um aldeído, tal como formaldeído. As Bases de Mannich são descritas em maiores detalhes na Patente n° U.S.3.634.515.

[0089] Uma classe adequada de dispersantes pode ser ésteres ou amidas de meio ésteres de peso molecular alto.

[0090] Os dispersantes adequados também podem ser pós-tratados por métodos convencionais por reação com qualquer um dentre uma variedade de agentes. Entre esses agentes estão boro, ureia, tioureia, dimercaptotiadiazóis, dissulfeto de carbono, aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos, anidretos succínicos substituídos por hidrocarbonetos, anidreto maleico, nitrilos, epóxidos, carbonatos, carbonatos cíclicos, ésteres fenólicos impedidos e compostos de fósforo. A Patente n° U.S.7.645.726; U.S.7.214.649; e U.S.8.048.831 descrevem alguns métodos de pós-tratamento adequados e produtos pós-tratados.

[0091] O dispersante, se estiver presente, pode ser usado em uma quantidade suficiente para fornecer até cerca de 20% em peso, com base no peso final da composição de óleo lubrificante. A quantidade do dispersante que pode ser usada pode ser de cerca de 0,1% em peso a cerca de 15% em peso, ou cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso, ou cerca de 3% em peso a cerca de 10% em peso, ou cerca de 1% em peso a cerca de 6% em peso, ou cerca de 7% em peso a cerca de 12% em peso, com base no peso total da composição de óleo lubrificante. Em uma modalidade, a composição de óleo lubrificante usa um sistema de dispersante misto.

AGENTES DE PRESSÃO EXTREMA

[0092] As composições de óleo lubrificante no presente documento também podem opcionalmente conter um ou mais agentes de extrema pressão. Agentes de Pressão Extrema (EP) que são solúveis no óleo incluem agentes de EP que contém enxofre e cloroenxofre, agentes de EP de hidrocarbonetos clorados e agentes de EP de fósforo. Exemplos de tais agentes de EP incluem ceras cloradas; sulfuretos e polissulfuretos orgânicos, tais como sulfureto de dibenzila, dissulfureto de bis(clorobenzila), tetrassulfureto de dibutila, éster metílico sulfurizado de ácido oleico, alquilfenol sulfurizado, dipenteno sulfurizado, terpeno sulfurizado e adutos de Diels-Alder sulfurizados; hidrocarbonetos fosfossulfurados tais como o produto da reação de sulfeto de fósforo com terebentina ou oleato de metilo; ésteres de fósforo, tais como os fosfitos de di-hidrocarbila e tri-hidrocarbila, por exemplo, fosfito de dibutila, fosfito de di-heptila, fosfito de diciclo-hexila, fosfito de pentilfenila; fosfito de dipentilfenila, fosfito de tridecila, fosfito de distearila e fosfito de fenila substituído com polipropileno; tiocarbamatos metálicos tais como dioctilditiocarbamato de zinco e heptilfenol diácido de bário; sais de amina de ácidos alquil e dialquilfosfórico, que incluem, por exemplo, o sal de amina do produto da reação de um ácido dialquilditiofosfórico com óxido de propileno; e misturas dos mesmos.

[0093] O agente de EP pode estar presente em faixas de cerca de 0% em peso a cerca de 15% em peso, ou cerca de 0,05% em peso a cerca de 10% em peso, ou cerca de 0,01% em peso a cerca de 5% em peso, ou cerca de 0,1 % em peso a cerca de 3% em peso da composição de óleo lubrificante.

MODIFICADORES ADICIONAIS DE ATRITO

[0094] As composições de óleo lubrificante no presente documento também podem opcionalmente conter um ou mais modificadores de atrito adicionais. Os modificadores de atrito adequados podem compreender modificadores de atrito que contêm metal e isentos de metal e podem incluir, porém sem limitação, imidazolinas, amidas, aminas, succinimidas, aminas alcoxiladas, aminas de éter alcoxilada, óxidos de amina, amidoaminas, nitrilos, betaínas, aminas quaternárias, iminas, sais de amina, amino guanidinas, alcanolamidas, fosfonatos, compostos que contêm metal, ésteres de glicerol, compostos de ácido graxo sulfurizados e olefinas, óleo de girassol, outros óleos vegetais ou animais de ocorrência natural, ésteres de ácido dicarboxílico, ésteres ou ésteres parciais de um poliol e um ou mais ácidos carboxílicos alifáticos ou aromáticos e semelhantes.

[0095] Modificadores de atrito adequados podem conter grupos hidrocarbila que são selecionados a partir de grupos hidrocarbila de cadeia linear ou cadeia ramificada ou aromáticos ou misturas dos mesmos, e podem ser saturados ou insaturados. Os grupos hidrocarbila podem ser compostos por carbono e hidrogênio ou heteroátomos, tais como enxofre ou oxigênio. Os grupos hidrocarbila podem variar entre cerca de 12 e cerca de 25 átomos de carbono. Em uma modalidade, o modificador de atrito pode ser um éster de ácido graxo de cadeia longa. Em outra modalidade, o éster de ácido graxo de cadeia longa pode ser um monoéster ou um diéster ou um (tri)glicerídeo. O modificador de atrito pode ser uma amida de ácido graxo de cadeia longa, um éster de ácido graxo de cadeia longa, derivado de epóxido de ácido graxo de cadeia longa ou uma imidazolina de cadeia longa.

[0096] Outros modificadores de atrito adequados podem incluir modificadores de atrito orgânicos, sem cinzas (livre de metal), orgânicos livres de nitrogênio. Tais modificadores de atrito podem incluir ésteres formados reagindo-se ácidos carboxílicos e anidretos com alcanóis e, de modo geral, incluem um grupo terminal polar (por exemplo, carboxila ou hidroxila) covalentemente ligado a uma cadeia de hidrocarboneto oleofílico. Um exemplo de um modificador orgânico de atrito isento de nitrogênio sem cinzas orgânicas é conhecido, de modo geral, como mono-oleato de glicerol (GMO) que pode conter mono, di e triésteres de ácido oleico. Outros modificadores de atrito adequados são descritos na Patente n° U.S.6.723.685.

[0097] Os modificadores de atrito amínicos podem incluir aminas ou poliaminas. Tais compostos podem ter grupos hidrocarbila que são lineares, saturados ou insaturados, ou uma mistura dos mesmos e podem conter de cerca de 12 a cerca de 25 átomos de carbono. Outros exemplos de modificadores de atrito adequados incluem aminas alcoxiladas e aminas de éter alcoxiladas. Tais compostos podem ter grupos hidrocarbila que são lineares, saturados, insaturados ou uma mistura dos mesmos. Os mesmos podem conter de cerca de 12 a cerca de 25 átomos de carbono. Exemplos incluem aminas etoxiladas e aminas de éter etoxiladas.

[0098] As aminas e amidas podem ser usadas como tal ou na forma de um aduto ou produto de reação com um composto de boro tal como um óxido bórico, haleto de boro, metaborato, ácido bórico ou um borato de mono, di ou trialquila. Outros modificadores de atrito adequados são descritos na Patente n° U.S.6.300.291.

[0099] Um modificador de atrito pode estar presente nas quantidades de cerca de 0% em peso a cerca de 10% em peso, ou cerca de 0,01% em peso a cerca de 8% em peso, ou cerca de 0,1% em peso a cerca de 4% em peso, com base no peso total da composição lubrificante.

APRIMORADOR DE ÍNDICE DE VISCOSIDADE

[00100] As composições de óleo lubrificante no presente documento também podem opcionalmente conter um ou mais índice de aprimoradores de índice de viscosidade. Melhoradores do índice de viscosidade adequados podem incluir poliolefinas, copolímeros de olefina, copolímeros de etileno/propileno, poliisobutenos, polímeros de estireno-isopreno hidrogenados, copolímeros de estireno/éster maleico, copolímeros de estireno/butadieno hidrogenados, polímeros de isopreno hidrogenados, copolímeros de alfa-olefina anidrido maleico, polimetacrilatos, poliacrilatos, polialquil estirenos, copolímeros de dieno conjugados alquenil-arila hidrogenados, ou misturas dos mesmos. Melhoradores do índice de viscosidade podem incluir polímeros em estrela e exemplos adequados são descritos na Publicação n° U.S.2012/0101017 A1.

[00101] As composições de óleo lubrificante no presente documento também podem opcionalmente conter um ou mais melhoradores do índice de viscosidade do dispersante em adição a um aprimorador do índice de viscosidade ou em vez de um aprimorador do índice de viscosidade. Melhoradores do índice de viscosidade do dispersante adequados podem incluir poliolefinas funcionalizadas, por exemplo, copolímeros de etileno- propileno que foram funcionalizados com o produto da reação de um agente de acilação (tal como anidrido maleico) e uma amina; polimetacrilatos funcionalizados com uma amina ou copolímeros de anidrido maleico-estireno esterificados que reagiram com uma amina.

[00102] A quantidade total de aprimorador do índice de viscosidade e/ou aprimorador do índice de viscosidade do dispersante pode ser de cerca de 0% em peso a cerca de 20% em peso, cerca de 0,1% em peso a cerca de 15% em peso, cerca de 0,1% em peso a cerca de 12% em peso, ou cerca de 0,5% em peso a cerca de 10% em peso com base no peso total, da composição lubrificante.

[00103] Quantidades eficazes dos vários componentes aditivos para uma formulação específica podem ser prontamente determinadas, mas para fins ilustrativos são fornecidos esses guias gerais para quantidades representativas eficazes. As quantidades abaixo são dadas em % em peso do fluido concluído.

[00104] Aplicações de lubrificação industrial nas quais os compostos da fórmula (I), e concentrados aditivos lubrificantes que compreendem o mesmo, podem ser usados incluem óleos hidráulicos, óleos de engrenagens industriais, óleos de turbinas eólicas, óleos de máquinas de guias, óleos de circulação e turbinas a vapor, óleos para turbinas a gás, óleos para engrenagens, óleos para compressores, óleos de névoa e lubrificantes para ferramenta de máquina.

[00105] Os compostos da fórmula (I), e concentrados aditivos lubrificantes que compreende os mesmos, podem ser usados em fluidos de transmissão. Esses fluidos incluem fluidos automotivos, como fluidos de transmissão manual, fluidos de transmissão automática, fluidos de transmissão continuamente variáveis, fluidos de direção hidráulica e fluidos de freio de potência. Os compostos da fórmula (I) também podem ser incorporados em graxas, como graxas automotivas, industriais e de aviação, e lubrificantes para chassis automotivos.

[00106] Os compostos da fórmula (I), e os concentrados aditivos lubrificantes que compreende os mesmos, podem ser usados em óleos para engrenagens ou eixos de automóveis. Típicos de tais óleos são os óleos automotivos em espiral de bisel e sem fim que operam sob pressões extremas, condições de carga e temperatura, óleos de engrenagens hipoides operando sob condições de alta velocidade, baixo torque e baixa velocidade e alto torque.

[00107] Óleos de motor que contém os compostos da fórmula (I) também são contemplados pela invenção. Esses óleos incluem óleos para motores de automóveis de passageiros, óleos para motores a diesel para serviços pesados, óleos para motores marítimos, locomotivas e motores a diesel automotivos de alta velocidade.

[00108] A invenção também fornece um método de lubrificação de superfícies metálicas. A lubrificação de superfícies metálicas com composições lubrificantes da presente invenção pode reduzir o desgaste e/ou o atrito entre as superfícies metálicas quando estiver em movimento. Em uma modalidade, as superfícies metálicas a serem lubrificadas podem ser uma parte de máquina. A peça da máquina pode compreender um eixo, um diferencial, um motor, uma transmissão manual, uma transmissão automática, uma transmissão continuamente variável, uma embreagem, um equipamento hidráulico, uma engrenagem industrial, uma caixa de engrenagens da turbina de vento, um dispositivo de deslizamento e/ou uma turbina.

[00109] A invenção fornece adicionalmente um método de lubrificação de um dispositivo de linha de transmissão, industrial ou de trabalho com metal que compreende a lubrificação do sistema de transmissão, dispositivo industrial ou de usinagem com uma composição lubrificante que compreende um composto da fórmula (I).

EXEMPLOS

[00110] Os compostos da fórmula (I) podem ser preparados com o uso da via sintética descrita no Esquema 1. Um ou mais fosfitos de dialquila (II e II') reagem com um ou mais compostos de carbonila (III e III') e uma amina primária (IV) que produz o composto com a fórmula (I) com a remoção de água.

[00111] R e R10 são o mesmo ou são diferentes e são independentemente selecionados a partir de C1-C20 alquila linear, C2-C20 alquenila linear, C3-C20 alquila ramificada e C3-C20 alquenila ramificada; n é um inteiro de 1 a 7; cada um dentre R , R3, R4, R5, R6, R7, R8 e R9 é o mesmo ou é diferente e são, cada um, independentemente selecionados a partir de H, C1-C10 alquila linear, C2-C10 alquenila linear, C3-C10, alquila ramificada, e C3C10 alquenila ramificada; X é selecionado a partir do grupo que consiste em H, hidróxi, e N(R11)(R12); e R11 e R12 são o mesmo ou diferentes e são, cada um, independentemente selecionados a partir do grupo que consiste em H, hidróxi, alquila, alquenila, e alquinila. COMPOSTO 1.

[00112] Composto 1 (R , R = n-butila, R , R , R , R , R , R , R e R = H, X = OH, n = 1) foi sintetizado a partir de fosfito de di-n-butila, formaldeído (sob a forma de paraformaldeído) e monoetanolamina. Sob nitrogênio, foi adicionado lentamente paraformaldeído (118 g, 3,93 mol) a um reator que contém monoetanolamina (120 g, 1,97 mol) a 60 °C. Após a adição de paraformaldeído, a mistura de reação foi aquecida a 95 °C sob vácuo (45 mmHg) enquanto destilava-se a água. A mistura foi, então, resfriada a 60 °C após não ter sido mais destilado. Adicionou-se fosfito de di-n-butilo (762,86 g, 3,93 mol) e permitiu-se que a mesma reagisse durante 10 horas a 65 °C para gera o Composto 1. A estrutura do composto foi confirmada por espectroscopia de P-31, H e RMN de C-13, bem como LC-MS (m/z = 474,27 (M + 1)). Todos os desvios químicos de RMN (□) são fornecidos em ppm. RMN de 1H □ 4,1 (8H), 3,6 (2H), 3,2 (4H), 3,0 (2H), 1,7 (8H), 1,4 (8H), 0,9 (12H). RMN de 13C □ 65,78, 60,12, 59,12, 50,9, 32,71, 18,76, 13,61. RMN de 31P □ 25,50. COMPOSTO 2.

[00113] Composto 2 (R , R = etila, R , R , R , R , R , R , R e R = H, X = OH, n = 1) pode ser preparado de um modo semelhante ao Composto 1, mas com o uso de fosfito de dietila (361,75 g, 2,62 mol), paraformaldeído (78,61 g, 2,62 mol), e monoetanolamina (80,13 g, 1,31 mol). COMPOSTO 3.

[00114] Composto 3 (R , R = butila, R , R , R , R , R , R , R e R = H, X = OH, n = 2) pode ser preparado de modo semelhante ao Composto 1, mas com o uso de fosfito de di-n-butila (582,28 g, 3,00 mol), paraformaldeído (90,05 g, 3,00 mol), e 3-aminopropanol (112,67 g, 1,50 mol). COMPOSTO 4.

[00115] Composto 4 (R , R = etila, R , R , R , R , R , R , R e R = H, X = OH, n = 2) pode ser preparado de modo semelhante ao Composto 1, mas com o uso de fosfito de di-n-etila (350 g, 2,54 mol), paraformaldeído (76,4 g, 2,54 mol), e 3-aminopropanol (95,1 g, 1,27 mol). COMPOSTO 5.

[00116] Composto 5 (R , R = 2-etil-hexila, R , R , R , R , R , R , R e R9 = H, X = OH, n = 1) pode ser preparado de um modo semelhante ao Composto 1, mas com o uso de fosfito de bis(2-etil-hexila) (500 g, 1,63 mol), paraformaldeído (49,1 g, 1,63 mol), e monoetanolamina (50 g, 0,82 mol). COMPOSTO 6

[00117] Composto 6 (R , R = butila, R , R , R , R , R , R , R e R , X = H, n = 7) pode ser preparado de um modo semelhante ao Composto 1, mas com o uso de fosfito de di-n-butila (388,2 g, 2,00 mol), paraformaldeído (60,03 g, 2,00 mol), e monoetanolamina (129,25 g, 1,00 mol). COMPOSTO 7

[00118] Composto 7 (R , R = butila, R , R , R , R , R , R , R e R = H, X=N(CH3)2, n = 2) pode ser preparado de um modo semelhante ao Composto 1, mas com o uso de fosfito de di-n-butila (543,52 g, 2,80 mol), paraformaldeído (84,04 g, 2,80 mol), e amina 3-(dimetilamino)-propil (143,05 g, 1,40 mol). COMPOSTO 8

[00119] Composto 8 (R , R = oleila, R , R , R , R , R , R , R e R = H, X = OH, n = 1) pode ser preparado de um modo semelhante ao Composto 1, mas com o uso de fosfito de di-n-oleila (800 g, 1,37 mol), paraformaldeído (41,2 g, 1,37 mol), e monoetanolamina (41,9 g, 0,69 mol).

ESTUDOS FUNCIONAIS PLATAFORMA ALTERNANTE DE ALTA FREQUÊNCIA (HFRR)

[00120] Fluidos de teste de lubrificante, em que cada um compreende um dos Compostos 1 a 8 acima, foram submetidos a teste de HFRR (de acordo com ASTM-D6079-11), modificados para testar os compostos a 80 °C com o uso de uma massa de 400 g com um curso de 1 mm a uma frequência de 20Hz por três minutos. A marca de desgaste, produzida em uma esfera oscilante do contato com um disco estacionário imerso no fluido que opera sob condições definidas e controladas, foi avaliada e medida em mícrons. O aparelho de teste de HFFR consiste em um vibrador, banho de aquecimento, suporte de amostra, esfera de teste e disco de teste. Para formar os fluidos de teste de lubrificante, cada um dentre os Compostos 1 a 8 foi adicionado ao óleo mineral do Grupo I. Cada um dentre os fluidos de teste de lubrificante tinha uma viscosidade de ISO 100 VG e continha 300 ppm de fósforo fornecido pelos respectivos Compostos 1 a 8 preparados, conforme descrito acima.

[00121] Uma amostra de teste de 2 ml de lubrificante (que contém óleo mineral do Grupo I e um dentre os Compostos 1 a 8) é colocada no reservatório de teste do HFRR. Um braço vibrador que suporta a esfera de aço não giratória e carregado com uma massa de 400 g é abaixado até que entre em contato com o disco de teste completamente submerso no fluido lubrificante. Quando a temperatura do fluido tiver se estabilizado, a esfera é esfregada contra o disco com um curso de 1 mm a uma frequência de 20 Hz por três minutos. A temperatura do fluido de teste é mantida e a umidade relativa ambiente é mantida entre 30% e 85%. Uma imagem da marca de desgaste é capturada com o uso de uma câmera digital de microscópio, e as dimensões dos eixos geométricos principal e secundário da marca de desgaste são medidas e registradas, e o diâmetro médio da marca de desgaste (MWSD) é calculado. *Nenhum desgaste d etectável

[00122] Na Tabela 1 acima, os resultados do teste de HFRR para os Compostos 1 a 8 mostram que todas as composições lubrificantes que contém os compostos da fórmula (I) demonstram tanto o desgaste reduzido quanto o atrito reduzido em comparação com a mesma composição lubrificante sem os compostos da fórmula (I).

MTM-SLIM

[00123] A Mini Máquina de Tração - Máquina de Imageamento de Camada Espacial (MTM-SLIM) mede as propriedades de atrito das superfícies de contato lubrificadas. Na configuração de MTM-SLIM, uma esfera de aço de 19,05 mm é carregada contra a face de um disco de aço que mede 46 mm de diâmetro. A esfera e o disco estão presos a uma haste e submersos em lubrificante. A esfera e o disco são acionados independentemente para criar contato rolante e deslizante. A interferometria óptica é usada para medir a formação de crescimento de filme aditivo em uma superfície de contato durante o teste. Os sensores medem a carga aplicada, a temperatura do lubrificante e o desgaste nas superfícies de contato. A força de atrito entre a esfera e o disco é medida por um transdutor de força.

[00124] Um fluido de engrenagens industrial totalmente formulado que contém o Composto 1 foi testado em MTM-SLIM em um fluido de óleo de engrenagem ISO 100 VG típico. Os componentes do fluido e as respectivas taxas de tratamento são mostrados na Tabela 2 abaixo. As condições de teste incluíram uma relação de deslizamento para rolo de 50% (velocidade de deslocamento para velocidade de rolamento) de tal forma que a esfera está girando a uma velocidade mais rápida do que o disco. A velocidade da esfera foi de 125 mm/s e a velocidade do disco foi de 75 mm/s. Os testes foram realizados a uma temperatura de 100 °C durante uma (1) hora e o coeficiente de atrito foi medido. As condições foram mantidas constantes durante a duração do teste. Uma imagem de interferência é capturada periodicamente durante o teste para calcular a espessura da camada do tribofilme em relação ao tempo. Conforme mostrado na Tabela 3, no primeiro teste, a pressão de contato de 2 GPa foi aplicada com uma carga de 20 N. No segundo teste, a pressão de contato de 3 GPa foi aplicada com uma carga de 75 N.

[00125] Os resultados do teste de MTM-SLIM são mostrados na Tabela 3. Os resultados mostrados nesta tabela podem ser extrapolados para os outros compostos da fórmula (I). Os resultados indicam que as moléculas que contém fósforo dos compostos da fórmula (I) formam um filme de fósforo sob altas cargas. Da mesma forma, um fluido que contém um composto da fórmula (I) forma um filme de fósforo sob altas cargas. Tabela 3 - Fluido d e Engrenagem Industrial ISO 100 VG

MICROFISSURAÇÃO DE FVA

[00126] A microfissuração é uma falha por fadiga do material da superfície que é usado em sistemas de engrenagens. Aditivos em fluidos de engrenagens são necessários para evitar a ocorrência de microfissuração. O teste de microfissuração GF-C/8,3/90, de acordo com o folheto de Informações da FVA 54/7, é usado para medir a capacidade de carga de microfissuração de um lubrificante e consiste em duas partes; um teste do estágio de carga seguido por um teste de resistência.

[00127] Um fluido de engrenagens industrial totalmente formulado, típico, que contém o Composto 1 e que possui um ISO VG 100, foi testado no teste de microfissuração GF-C/8.3/90, de acordo com o folheto de Informações da FVA 54/7. Os componentes do fluido e as respectivas taxas de tratamento são mostrados na Tabela 4 abaixo. O teste foi modificado de tal forma que apenas a porção do estágio de carga do teste foi conduzida. Isso é suficiente para determinar a capacidade de carga de um fluido.

[00128] Os resultados do teste de microfissuração são mostrados nas Figuras 1, 2 e 3. A Figura 1 mostra um desvio de perfil médio (ffm) causado por microfissuração. Conforme indicado, o estágio de carga do tempo de teste (16h/estágio de carga) é mostrado à esquerda, enquanto o tempo de teste de resistência (80h/estágio de carga) é mostrado à direita. As condições de teste foram as seguintes: a. Tipo de engrenagem: C b. Velocidade da linha de passo: 8,3 m/s c. Temperatura de injeção de lubrificante: 90 °C

[00129] A Figura 2 mostra a porcentagem (%) da área de microfissuração GF. Conforme indicado, o estágio de carga do tempo de teste (16h/estágio de carga) é mostrado à esquerda, enquanto o tempo de teste de resistência (80h/estágio de carga) é mostrado à direita. As condições de teste foram as mesmas que as indicadas para a Figura 1 acima.

[00130] A Figura 3 mostra a perda de peso (W). Conforme indicado, o estágio de carga do tempo de teste (16h/estágio de carga) é mostrado à esquerda, enquanto o tempo de teste de resistência (80h/estágio de carga) é mostrado à direita. As condições de teste foram as mesmas que as indicadas para a Figura 1 acima.

[00131] Conforme mostrado nas Figuras 1 a 3, as engrenagens lubrificadas com o fluido de teste tinham um desvio de perfil médio baixo, sem microfissuração detectável e baixa perda de peso durante o estágio de carga. Esses resultados indicam que os compostos de fórmula (I), incluindo o Composto 1, proporcionam boa a excelente proteção contra microfissuração em comparação com as mesmas composições de lubrificante sem os compostos de fórmula (I). Os fluidos que contém compostos de fórmula (I), incluindo o Composto 1, podem ser classificados como fluidos de "capacidade de carga elevada de microfissuração".

TESTE DE ROLAMENTO FAG FE8

[00132] Muitos sistemas de engrenagens contêm elementos de rolamentos. A lubrificação adequada desses rolamentos é necessária para evitar o desgaste sob cargas elevadas. A capacidade de um lubrificante para proteger o elemento do rolamento pode ser testada pelo teste de rolamento FAG FE8 (DIN 51819-3; 2 execuções; cada execução de 80 kN por 80 horas a 80 °C).

[00133] Um fluido de engrenagem industrial tipicamente totalmente formulado que contém Composto 1 e que tem um ISO VG 100 foi testado no Teste de Rolamento FAG FE8 referenciado acima. Os componentes do fluido e as respectivas taxas de tratamento são mostrados na Tabela 4 acima. Na conclusão do teste, observou-se uma média de apenas 1 mg de desgaste do rolamento. Uma classificação de aprovação para esse teste é de 30 mg ou menos.

PLATAFORMA ALTERNANTE DE ALTA FREQUÊNCIA DE ALTA TEMPERATURA (HFRR)

[00134] Fluidos de lubrificação hidráulica totalmente formulados que compreendem o Composto 1 acima, em fosfotio de hidrogênio de dioleila (DOHP) ou octadecilfosfonato e dimetila (DMOP) foram submetidos a múltiplos testes de temperatura de HFRR (de acordo com ASTM-D6079-11), modificados para testar os compostos em 70 °C, 100 °C e 130 °C com o uso de força de atrito 4N, uma massa de 400 g com um golpe de 1 mm a uma frequência de 20 Hz durante três minutos em cada temperatura. A marca de desgaste, produzida em uma esfera oscilante do contato com um disco estacionário imerso no fluido que opera sob condições definidas e controladas, foi avaliada e medida em mícrons. O aparelho de teste de HFFR consiste em um vibrador, banho de aquecimento, suporte de amostra, esfera de teste e disco de teste. Os componentes dos fluidos de teste são listados na Tabela 5 como % em peso do fluido concluído.

[00135] Uma amostra de teste de 2 ml de lubrificante A a F é colocada no reservatório de teste do HFRR. Um braço vibrador que suporta a esfera de aço não giratória e carregado com uma massa de 400 g é abaixado até que entre em contato com o disco de teste completamente submerso no fluido lubrificante. Quando a temperatura do fluido tiver se estabilizado, a esfera é esfregada contra o disco com um curso de 1 mm a uma frequência de 20 Hz por três minutos a cada temperatura de teste, em que a esfregação é pausada durante cada alteração de temperatura. A umidade relativa do ambiente é mantida entre 30% e 85%. Uma imagem da marca de desgaste é capturada com o uso de uma câmera digital de microscópio, as dimensões dos eixos geométricos principal e secundário da marca de desgaste são medidas e registradas, e o diâmetro médio da marca de desgaste (MWSD) é calculado. Os resultados para Fluidos A a F e controle estão na Tabela 6. * O fluido de controle é idêntico aos Fluidos A a F, mas sem DOHP, DMOP ou composto 1.

[00136] Os compostos da presente invenção fornecem um MWSD mais baixo que os componentes convencionais no teste de HFRR de múltiplas temperaturas.

[00137] Embora as modalidades específicas da presente invenção sejam ilustradas e descritas em detalhes no presente documento, a invenção não está limitada a essas. As descrições detalhadas acima são fornecidas como exemplos da presente invenção e não devem ser consideradas como constituindo qualquer limitação da invenção. As modificações serão óbvias àqueles versados na técnica e todas as modificações que não se afastem do espírito da invenção devem ser incluídas no âmbito das reivindicações anexas.

Claims (15)

1. Composto, caracterizado pelo fato de que é da fórmula (I) em que cada um dentre R1 e R10 é igual ou diferente e são independentemente selecionados dentre n-butila, C2-C20 alquenila linear, C3C20 alquila ramificada, e C3-C20 alquenila ramificada; n é um inteiro de 1 a 7; 2345678 9 cada um dentre R , R , R , R , R , R , R e R é igual ou diferente e é, cada um, selecionado independentemente dentre H, C1-C10 alquila linear, C2-C10 alquenila linear, C3-C10 alquila ramificada, e C3-C10 alquenila ramificada; X é selecionado a partir do grupo que consiste em H, hidróxi e N (R11)(R12); e R11 e R12 são iguais ou diferentes e cada um independentemente é selecionado do grupo que consiste em H, hidróxi, alquila, alquenila e alquinila.

2. Composto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dentre R1 e R10 é 2-etilhexila.

3. Composto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dentre R2, R3, R4, e R5 são H.

4. Composto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dentre R6, R7, R8 e R9 são H.

5. Composto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que n é 1 ou 2.

6. Composto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que X é hidroxila.

7. Composto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que X é N(R )(R ) e R11 e R12 são C1-C4 alquila.

8. Composto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que X é H.

9. Composto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que (a) cada um dentre R1 e R10 é o mesmo e é n-butila, C2-C20 alquenila linear, C3-C20 ou alquila ramificada; 2345678 9 (b) cada um dentre R , R , R , R , R , R , R e R são H; e (c) n é 1 ou 2.

10. Composto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto da fórmula (I) é selecionado dentre:

11. Composto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto da fórmula (I) é selecionado dentre:

12. Concentrado de aditivo lubrificante, caracterizado pelo fato de que compreende um composto como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.

13. Concentrado de aditivo lubrificante de acordo com a reivindicação 12, sendo que o concentrado de aditivo lubrificante é caracterizado pelo fato de que compreende ainda um ou mais componentes aditivos selecionados dentre o grupo constituído por um antioxidante, um agente antidesgaste adicional, um inibidor de corrosão, um detergente, um agente da pressão extrema, um dispersante, um melhorador de índice de viscosidade e um modificador de atrito.

14. Composição lubrificante, caracterizada pelo fato de que compreende: a) uma quantidade principal de óleo-base; e b) um composto como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.

15. Método de lubrificação de superfícies metálicas móveis de uma peça de máquina, caracterizado pelo fato de que compreende a lubrificação das superfícies com uma composição lubrificante como definido na reivindicação 14.