BRPI0719905B1

BRPI0719905B1 - METHOD FOR DETERMINING THE OXIDATIVE STABILITY OF A LUBRICANT FLUID

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Publication number: BRPI0719905B1
Authority: BR
Publication date: 2017-09-05

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA DETERMINAÇÃO DA ESTABILIDADE OXIDATIVA DE UM FLUIDO LUBRIFICANTE". A presente invenção refere-se a um método para determinação da estabilidade oxidativa de um fluido lubrificante.Report of the Invention Patent for "METHOD FOR DETERMINING OXIDATIVE STABILITY OF A LUBRICANT FLUID". The present invention relates to a method for determining the oxidative stability of a lubricating fluid.

Existem vários testes sequenciais ASTM para motores, que devem ser realizados para obtenção de resultados de aprovação para certificação de que formulações candidatas a lubrificantes de motores estão de acordo com as normas API (American Petroleum Institute) e ILSAC (International Lubricant Standardization e Approval Committee). Estes testes são muito onerosos e consomem muito tempo. Assim, é desejável adicionar testes em bancada de laboratório ao processo de certificação de lubrificantes, onde possível, para controlar a escalada de custos e a complexidade do desenvolvimento de uma nova categoria. : Existem exemplos de tentativas de se desenvolver testes significativos como os citados abaixo. Mas, nenhum dos exemplos a seguir foi utilizado em qualquer especificação de óleo para motor.There are several ASTM sequential engine tests, which must be performed to obtain approval results to certify that engine lubricant candidate formulations comply with the American Petroleum Institute (API) and International Lubricant Standardization and Approval Committee (ILSAC) standards. . These tests are very costly and time consuming. Thus, it is desirable to add laboratory bench testing to the lubricant certification process, where possible, to control cost escalation and the complexity of developing a new category. : There are examples of attempts to develop meaningful tests like the ones below. But none of the following examples was used in any motor oil specification.

Por exemplo, Glenn A. Mazzamaro, "Using Laboratory Tests to Predict Oxidation in Today's Engines" (Usando testes de laboratório para prever oxidação nos motores modernos), Lubricating Oil, Vol. 19, N° 6, 2004, p 6-11, descreve um teste de oxidação especial incluindo uma etapa de pré-envelhecimento. Oxigênio é usado para o teste de oxidação do lubrificante. Além disso, Mazzamaro faz uma revisão de vários testes de oxidação de bancada conhecidos e então se concentra no VIT’ (viscosity increase test -teste de aumento de viscosidade) referenciado em uma publicação de 1994 como um teste de triagem para Sequência MIE. O teste de Sequência IIIE foi desenvolvido em 1988 e então substituído pelo mais severo Sequência IMF (2001) e mais tarde pelo ainda mais severo Sequência IMG (2004). No entanto, o envelhecimento de acordo com a Sequência IMG ou IIIGA não é mencionado no documento de Mazzamaro. Além disso, como mencionado acima, gás oxigênio é usado para oxidar o fluido lubrificante.For example, Glenn A. Mazzamaro, "Using Laboratory Tests to Predict Oxidation in Today's Engines", Using Lubricating Oil, Vol. 19, No. 6, 2004, p 6-11, describes a special oxidation test including a pre-aging step. Oxygen is used for lubricant oxidation testing. In addition, Mazzamaro reviews several known benchtop oxidation tests and then focuses on the viscosity increase test (VIT ') referenced in a 1994 publication as an MIE Sequence screening test. The Sequence IIIE test was developed in 1988 and then replaced by the more severe IMF Sequence (2001) and later by the even more severe IMG Sequence (2004). However, aging according to the IMG or IIIGA Sequence is not mentioned in the Mazzamaro document. Also, as mentioned above, oxygen gas is used to oxidize the lubricating fluid.

Um teste de oxidação típicp revisto por Mazzamaro é menciona- do em S.H. Roby, "Development of a Bench Test to Predict Oxidative Visco-sity Thickening in the Sequence.lllG Engine Test" (Desenvolvimento de um teste de bancada para prever o aumento de viscosidade por oxidação no teste de Sequência IMG para motores); SAE Technical Paper Series 2004-01-2985. Gás oxigênio é usado para o teste de oxidação do lubrificante. O documento de Roby não menciona o uso de óxido de nitrogênio. Além disso, a correlação do teste de Roby com o teste de Sequência IMG para motor é deficiente. O uso de óxido de nitrogênio gasoso para determinar a estabilidade oxidativa de componentes lubrificantes é mencionado por DeBarros Bouchet (M.l. DeBarros Bouchet et al., "Mechanism of the M0S2 formation by MoDTC in the presence of ZnDTP: effect of oxidative degradation" (Mecanismo da formação de MoS2 por MoDTC na presença de ZnDTP : efeito da degradação oxidativa) , Wear, (2005) 1643 -1650) e J.M. Martin (J.M. Martin et al., "Effect of oxidative degradation on the mechanism of friction reduction by MoDTC" (Efeito da degradação oxidativa no mecanismo de redução de atrito por MoDTC), Boundary and Mixed Lubrication: Science and Applications, D. Dowson et al. (Editors) Elsevier Science 2002). No entanto, os documentos de DeBarros Bouchet e Martin referem-se à degradação o-xidativa de MoDTC e perda final da modificação de atrito e assim da melhoria de economia de combustível. Embora a experimentação utilize óxido de nitrogênio como um gás de cárter ('blow by gas'), o trabalho não se refere ao prognóstico da reologia de óleo usado em temperaturas mais altas ou baixas nem ao teste de Sequência IMG de motores. Na realidade ele se refere a um tópico completamente diferente, a saber, economia de combustível em vez de robustez do óleo do motor prevista pela reologia de óleo usado. Em termos práticos, isto se traduz em vida longa para 0 lubrificante, 0 que corresponde a longos intervalos de drenagem.A typical oxidation test reviewed by Mazzamaro is mentioned in SH Roby, "Development of a Bench Test to Predict Oxidative Viscosity Thickening in the Sequence.lllG Engine Test" (Development of a bench test to predict increased viscosity). oxidation in the IMG Sequence test for engines); SAE Technical Paper Series 2004-01-2985. Oxygen gas is used for lubricant oxidation testing. Roby's document does not mention the use of nitrogen oxide. In addition, the correlation of Roby's test with the IMG Sequence motor test is poor. The use of nitrogen gas oxide to determine the oxidative stability of lubricating components is mentioned by DeBarros Bouchet (Ml DeBarros Bouchet et al., "Mechanism of the M0S2 formation by MoDTC MoSTC formation by MoDTC in the presence of ZnDTP: oxidative degradation effect), Wear, (2005) 1643-1650) and JM Martin (JM Martin et al., "Effect of oxidative degradation on the mechanism of friction reduction by MoDTC" ( Effect of oxidative degradation on the mechanism of friction reduction by MoDTC), Boundary and Mixed Lubrication: Science and Applications, D. Dowson et al. (Editors) Elsevier Science 2002). However, the DeBarros Bouchet and Martin documents refer to the oxidative degradation of MoDTC and the ultimate loss of friction modification and thus improved fuel economy. Although the experiment uses nitrogen oxide as a blow by gas, the work does not refer to the prediction of oil rheology used at higher or lower temperatures nor to the IMG Sequence test of engines. It actually refers to a completely different topic, namely fuel economy rather than engine oil robustness predicted by waste oil rheology. In practical terms this translates to long life for the lubricant, which corresponds to long drainage intervals.

Levando em consideração a técnica anterior, é um objetivo desta invenção prover um método simples e econômico para a determinação da estabilidade oxidativa de um fluido lubrificante. Além disso, é um objetivo da presente invenção prover um método para a determinação da estabilidade oxidativa de um fluido lubrificante de modo a prever os resultados reológicos de um teste de Sequência IMG de motores.Taking into consideration the prior art, it is an object of this invention to provide a simple and economical method for determining the oxidative stability of a lubricating fluid. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a method for determining the oxidative stability of a lubricating fluid in order to predict the rheological results of an engine IMG Sequence test.

Estes e outros objetivos não explicitamente mencionados, que podem facilmente ser derivados ou desenvolvidos a partir da parte introdutória, são alcançados pelo método para determinação da estabilidade oxidativa de um fluido lubrificante de acordo com a presente reivindicação. Modificações vantajosas do método de acordo com a invenção são descritas nas reivindicações correspondentes. O método para determinação da estabilidade oxidativa de um fluido lubrificante provê uma melhoria inesperada no prognóstico dos resultados reológicos de um teste de Sequência IMG de motores. O método da presente invenção provê um processo simples e barato para determinar os resultados de um teste de Sequência IMG de motores.These and other objects not explicitly mentioned, which can easily be derived or developed from the introductory part, are achieved by the method for determining the oxidative stability of a lubricating fluid according to the present claim. Advantageous modifications of the method according to the invention are described in the corresponding claims. The method for determining the oxidative stability of a lubricating fluid provides an unexpected improvement in predicting the rheological results of an engine IMG Sequence test. The method of the present invention provides a simple and inexpensive process for determining the results of an engine IMG Sequence test.

Ao mesmo tempo várias outras vantagens podem ser obtidas através do método de acordo com a invenção. Entre estas estão: o método pode ser realizado em um tempo relativamente curto. O método para determinar a estabilidade oxidativa de um fluido lubrificante exige somente uma quantidade muito pequena de fluido lubrifi- f cante. O método de acordo com a presente invenção é menos complexo do que o procedimento de envelhecimento da Sequência IMG de motores. Consequentemente, o método pode ser realizado de uma maneira semiau-tomática e sem pessoal altamente especializado. A presente invenção provê um método para determinação da estabilidade oxidativa de um fluido lubrificante, compreendendo as etapas de: introduzir uma amostra do fluido lubrificante em teste em uma célula de reação; introduzir quantidades catalíticas de um catalisador na célula de reação; aquecer a célula à temperatura de oxidação do fluido lubrificante e manter esta temperatura; distribuir um gás contendo oxigênio em vazão constante através da célula no curso da reação; distribuir um gás contendo dióxido de nitrogênio e uma vazão constante através da célula por um tempo especificado; aplicar e manter um vácuo especificado na célula de reação; permitir que a mistura reaja por um tempo especificado; medir a viscosidade do fluido lubrificante oxidado. A célula de reação usada pára determinar a estabilidade oxidati-va do fluido lubrificante é conhecida na técnica. Estas células podem ser feitas de qualquer material que fique estável nas condições de teste. Materiais úteis são, por exemplo, vidro, plásticos especiais, metais, ou aço inoxidável. Adicionalmente, a célula de oxidação é equipada com um meio para agitar o fluido lubrificante. f Para determinação da estabilidade oxidativa de um fluido lubrificante, a célula é aquecida à temperatura de reação do fluido lubrificante. A temperatura de oxidação pode ser selecionada para alcançar a desejada severidade oxidativa. Preferivelmente, a temperatura de oxidação fica na faixa de 140°C a 220°C, mais preferivelmente de 150 °C a 200°C e no má- I ximo da preferência de 160°C a 180°C. De acordo com uma modalidade preferida, uma temperatura de oxidação de cerca de 170°C pode ser usada. O aquecimento pode ser iniciado após a amostra ter sido introduzida na célula de reação.At the same time several other advantages can be obtained by the method according to the invention. These include: The method can be performed in a relatively short time. The method for determining the oxidative stability of a lubricating fluid requires only a very small amount of lubricating fluid. The method according to the present invention is less complex than the engine IMG Sequence aging procedure. Consequently, the method can be performed in a semi-automatic manner and without highly skilled personnel. The present invention provides a method for determining the oxidative stability of a lubricating fluid, comprising the steps of: introducing a sample of the lubricating fluid under test into a reaction cell; introducing catalytic amounts of a catalyst into the reaction cell; heat the cell to the lubricating fluid oxidation temperature and maintain this temperature; deliver a gas containing oxygen at constant flow through the cell in the course of the reaction; deliver a gas containing nitrogen dioxide and a constant flow through the cell for a specified time; apply and maintain a specified vacuum in the reaction cell; allow the mixture to react for a specified time; measure the viscosity of oxidized lubricating fluid. The reaction cell used to determine the oxidative stability of the lubricating fluid is known in the art. These cells can be made of any material that is stable under the test conditions. Useful materials are, for example, glass, special plastics, metals, or stainless steel. Additionally, the oxidation cell is equipped with a means for agitating the lubricating fluid. f To determine the oxidative stability of a lubricating fluid, the cell is heated to the lubricating fluid reaction temperature. The oxidation temperature may be selected to achieve the desired oxidative severity. Preferably, the oxidation temperature is in the range from 140 ° C to 220 ° C, more preferably from 150 ° C to 200 ° C and most preferably from 160 ° C to 180 ° C. According to a preferred embodiment, an oxidation temperature of about 170 ° C may be used. Heating can be started after the sample has been introduced into the reaction cell.

De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o aquecimento da célula pode ser realizado em pressão reduzida. A pressão reduzida pode ser aplicada antes e/ou durantes o aquecimento. Preferivelmente, a pressão reduzida é de 0,1 MPa ou menos, mais preferivelmente de 0,08 MPa ou menos. De acordo com uma modalidade preferida, a pressão reduzida fica na faixa de 0,05 a 0,07 MPa, mais preferivelmente na faixa de 0,057 a 0,064 MPa e no máximo da preferência de 0,061 a 0,063 MPa.According to a preferred embodiment of the present invention, the heating of the cell may be performed under reduced pressure. Reduced pressure may be applied before and / or during heating. Preferably, the reduced pressure is 0.1 MPa or less, more preferably 0.08 MPa or less. According to a preferred embodiment, the reduced pressure is in the range 0.05 to 0.07 MPa, more preferably in the range 0.057 to 0.064 MPa and most preferably 0.061 to 0.063 MPa.

Para oxidar o fluido lubrificante, pode ser utilizado um catalisador. Por exemplo, o catalisador pode ser misturado com o fluido lubrificante antes da amostra ser introduzida na célula de reação. Preferivelmente, o catalisador inclui um metal, por exemplo, cobre, ferro. Em uma modalidade preferida ferro ferroceno é o catalisador desejado já que é um líquido solúvel e metal proveniente de desgaste de motor.To oxidize the lubricating fluid, a catalyst may be used. For example, the catalyst may be mixed with the lubricating fluid before the sample is introduced into the reaction cell. Preferably, the catalyst includes a metal, for example copper, iron. In a preferred embodiment iron ferrocene is the desired catalyst as it is a soluble liquid and metal from engine wear.

Preferivelmente, o montante de catalisador metálico pode ficar na faixa de 5 a 25 ppm, mais preferivelmente na faixa de 10 a 20 ppm, com base no peso total da amostra a ser oxidada. O método da presente invenção inclui uma etapa de distribuir um gás contendo oxigênio em vazão constante através da célula durante o curso da reação. Usualmente todo gás contendo um montante efetivo de oxigênio pode ser usado. De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, um gás contendo pelo menos 5 % em volume, mais preferivelmente pelo menos 10 % em volume de oxigênio é usado. Preferivelmente, o gás contendo oxigênio contém 15 a 30 % em volume, mais preferivelmente 20 a 22 % em volume de oxigênio. Além do mais, o gás contendo oxigênio pode incluir gases adicionais, como gases inertes, por exemplo, nitrogênio (N2) e gases nobres, por exemplo argônio, neônio, hélio. Preferivelmente, ar seco pode ser usado como um gás contendo oxigênio. O gás contendo oxigênio é alimentado à célula a uma vazão constante. Vazão constante significa que o montante de gás contendo oxigênio na célula de oxidação é mantido essencialmente a um valor constante durante o curso da reação. Entretanto, pequenas alterações que não tenham influência significativa para o resultado do teste devem ser incluídas no significado da expressão "vazão constante". Preferivelmente, a vazão do gás contendo oxigênio fica na faixa de 120 a 240 mililitros por minuto, mais preferivelmente 150 a 200 mililitros por minuto e mais preferivelmente na faixa de 180 a 190 mililitros por minuto através da reação, com base num volume da célula de reação de cerca de 1 litro.Preferably, the amount of metal catalyst may be in the range of 5 to 25 ppm, more preferably in the range of 10 to 20 ppm, based on the total weight of the sample to be oxidized. The method of the present invention includes a step of distributing an oxygen-containing gas at constant flow through the cell during the course of the reaction. Usually any gas containing an effective amount of oxygen may be used. According to a preferred embodiment of the present invention, a gas containing at least 5 vol%, more preferably at least 10 vol% oxygen is used. Preferably, the oxygen containing gas contains 15 to 30 vol%, more preferably 20 to 22 vol% oxygen. In addition, oxygen-containing gas may include additional gases such as inert gases, eg nitrogen (N2) and noble gases, eg argon, neon, helium. Preferably, dry air may be used as an oxygen containing gas. Oxygen-containing gas is fed to the cell at a constant flow rate. Constant flow means that the amount of oxygen-containing gas in the oxidation cell is kept essentially constant during the course of the reaction. However, minor changes that have no significant influence on the test result should be included in the meaning of the expression "constant flow". Preferably, the oxygen-containing gas flow is in the range of 120 to 240 milliliters per minute, more preferably 150 to 200 milliliters per minute, and most preferably in the range 180 to 190 milliliters per minute through the reaction, based on a volume of the cell. reaction of about 1 liter.

De acordo com o método da presente invenção, um gás contendo dióxido de nitrogênio é passado com vazão constante através da célula por um tempo especificado para prover um catalisador de oxidação gasoso vigoroso. O gás contendo dióxido de nitrogênio inclui preferivelmente pelo menos 1% em peso, mais preferivelmente 50 % em peso ou mais, e mais preferivelmente 90 % em peso ou mais de dióxido de nitrogênio. O especialista na técnica sabe que dióxido de nitrogênio fica usualmente em equilíbrio com uma mistura de óxido de nitrogênio e oxigênio. Assim, também uma mistura apropriada pode ser adicionada â célula de reação. Além disso, o gás contendo dióxido de nitrogênio pode incluir gases adicionais, como gases inertes, por exemplo, nitrogênio (N2) e gases nobres, por exemplo, ar-gônio, neônio, hélio. O gás contendo dióxido de nitrogênio é alimentado após aquecimento e então continua pelo restante do aquecimento da célula de reação, na temperatura de reação, por um tempo especificado. ‘Aquecimento remanescente’ significa que a célula alcançou a temperatura de reação e é mantida na temperatura desejada. Preferivélmente, a célula de oxidação alcança a temperatura de oxidação em 45 minutos, mais preferivelmente em 30 minutos. j Para oxidar o fluido lubrificante para determinar a estabilidade oxidativa do fluido, um gás contendo dióxido de nitrogênio é alimentado à célula a vazão constante. "Vazão constante" significa que o montante de gás contendo dióxido de nitrogênio na célula de oxidação é mantido essencialmente em um valor constante por um tempo especificado. Entretanto, pequenas alterações que não tenham influência significativa no resultado do teste devem ser incluídas no significado da expressão "vazão constante". Preferivelmente, a vazão do gás contendo dióxido de nitrogênio fica na faixa de 0,14 a 0,2 mililitros por hora, mais preferivelmente na faixa de 0,15 a 0,18 mililitros por hora, com base num volume de célula de reação de cerca de 1 litro. O gás contendo dióxido de nitrogênio é alimentado por um tempo especificado. Preferivelmente, o tempo especificado para alimentação do gás contendo dióxido de nitrogênio fica ná faixa de 5 a 30 horas, mais preferivelmente na faixa de 8 a 15 horas e mais preferivelmente na faixa de 11 a 13 horas.In accordance with the method of the present invention, a nitrogen dioxide-containing gas is passed at constant flow through the cell for a specified time to provide a vigorous gaseous oxidation catalyst. The nitrogen dioxide-containing gas preferably includes at least 1 wt%, more preferably 50 wt% or more, and most preferably 90 wt% or more nitrogen dioxide. The person skilled in the art knows that nitrogen dioxide is usually in equilibrium with a mixture of nitrogen oxide and oxygen. Thus, also an appropriate mixture may be added to the reaction cell. In addition, gas containing nitrogen dioxide may include additional gases such as inert gases, for example nitrogen (N2) and noble gases, for example, argon, neon, helium. The nitrogen dioxide-containing gas is fed after heating and then continues for the remainder of the reaction cell heating at the reaction temperature for a specified time. 'Remaining heating' means that the cell has reached the reaction temperature and is maintained at the desired temperature. Preferably, the oxidation cell reaches the oxidation temperature within 45 minutes, more preferably within 30 minutes. To oxidize the lubricating fluid to determine the oxidative stability of the fluid, a gas containing nitrogen dioxide is fed to the cell at constant flow rate. "Constant flow" means that the amount of nitrogen dioxide-containing gas in the oxidation cell is kept essentially at a constant value for a specified time. However, minor changes that have no significant influence on the test result should be included in the meaning of the expression "constant flow". Preferably, the nitrogen dioxide-containing gas flow rate is in the range of 0.14 to 0.2 milliliters per hour, more preferably in the range of 0.15 to 0.18 milliliters per hour, based on a reaction cell volume of about 1 liter. Gas containing nitrogen dioxide is supplied for a specified time. Preferably, the specified time to feed the nitrogen dioxide-containing gas is in the range of 5 to 30 hours, more preferably in the range of 8 to 15 hours and most preferably in the range of 11 to 13 hours.

Preferivelmente, 0 montante total de dióxido de nitrogênio gasoso alimentado à célula de reação fica na faixa de 0,0043 a 0,0063 mol por grama do fluido lubrificante, mais preferivelmente na faixa de 0,004697 a 0,00564 mol por grama do fluido lubrificante.Preferably, the total amount of gaseous nitrogen dioxide fed to the reaction cell is in the range of 0.0043 to 0.0063 mol per gram of lubricating fluid, more preferably in the range of 0.004697 to 0.00564 mol per gram of fluid. lubricant.

Preferivelmente, o montante total de dióxido de nitrogênio alimentado à célula de reação fica na faixa de 0,1 a 5 % em peso, mais preferivelmente de 0,5 a 3 % em peso, mais preferivelmente na faixa de 1 a 2 % em peso, e mais preferivelmente na faixa de 1,4 a 1,5 % em peso com base no montante total de fluido lubrificante rio início do teste.Preferably, the total amount of nitrogen dioxide fed to the reaction cell is in the range 0.1 to 5 wt%, more preferably 0.5 to 3 wt%, more preferably in the range 1 to 2 wt%. and most preferably in the range of 1.4 to 1.5% by weight based on the total amount of lubricating fluid at the start of the test.

De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a alimentação de gás à célula pode ser realizada em pressão reduzida. Preferivelmente, a pressão reduzida é de 0,1 MPa ou menos, mais preferi- f velmente de 0,08 MPa ou menos. De acordo com uma modalidade preferida, a pressão reduzida fica na faixa de 0,05 a 0,07 MPa, mais preferivelmente na faixa de 0,057 a 0,064 MPa e no máximo da preferência de 0,061 a 0,063 MPa. O gás contendo dióxido de nitrogênio e o gás contendo oxigênio podem ser fornecidos separadamente ou como uma mistura à célula de reação. Preferivelmente, ambos os gases são misturados para obtenção de uma boa distribuição do gás contendo dióxido de nitrogênio. O presente método inclui uma etapa de aplicar e manter um vácuo especificado na célula de reação. Assim, a reação de oxidação é reali- i zada em pressão reduzida. Preferivelmente, a pressão reduzida é de 0,1 MPa ou menos, mais preferivelmente de 0,08 MPa ou menos. De acordo í com uma modalidade preferida, a pressão reduzida fica na faixa de 0,05 a 0,07 MPa, mais preferivelmente na faixa de 0,057 a 0,064 MPa e no máximo j da preferência 0,061 a 0,063 MPa.According to a preferred embodiment of the present invention, the gas can be supplied to the cell at reduced pressure. Preferably, the reduced pressure is 0.1 MPa or less, more preferably 0.08 MPa or less. According to a preferred embodiment, the reduced pressure is in the range 0.05 to 0.07 MPa, more preferably in the range 0.057 to 0.064 MPa and most preferably 0.061 to 0.063 MPa. Nitrogen dioxide-containing gas and oxygen-containing gas may be supplied separately or as a mixture to the reaction cell. Preferably, both gases are mixed to obtain a good distribution of the nitrogen dioxide containing gas. The present method includes a step of applying and maintaining a specified vacuum in the reaction cell. Thus, the oxidation reaction is carried out under reduced pressure. Preferably, the reduced pressure is 0.1 MPa or less, more preferably 0.08 MPa or less. According to a preferred embodiment, the reduced pressure is in the range 0.05 to 0.07 MPa, more preferably in the range 0.057 to 0.064 MPa and most preferably 0.061 to 0.063 MPa.

Admiravelmente, a operação do motor pode ser imitada por aplicação de uma pressão reduzida. Essa etapa não é sugerida por qualquer técnica anterior. Surpreendentemente, uma análise detalhada revelou que a Sequência IMG realmente volatiliza cerca de 40 a 50 % do fluido lubrificante que é carregado ao motor. Isto é, no final das 100 horas do procedimento da Sequência IIIG somente 50 a 60% do fluido lubrificante permanece no motor. A presente invenção também remove cerca de 40 a 50% da carga de fluido lubrificante como faz a Sequência IMG. Nenhum outro procedimento de condicionamento oxidativo de bancada na área de testes de lubrificantes usa vácuo e nenhum outro procedimento oxidativo de bancada pode reproduzir os resultados do procedimento de Sequência IMG de motor. Os resultados do presente método não foram previsíveis para o especialista na técnica.Admirably, engine operation can be mimicked by applying reduced pressure. This step is not suggested by any prior technique. Surprisingly, a detailed analysis revealed that the IMG Sequence actually volatilizes about 40 to 50% of the lubricating fluid that is charged to the engine. That is, at the end of the 100 hours of the IIIG Sequence procedure only 50 to 60% of the lubricating fluid remains in the engine. The present invention also removes about 40 to 50% of the lubricating fluid charge as does the IMG Sequence. No other bench oxidative conditioning procedure in the lubricant testing area uses vacuum, and no other bench oxidative procedure can reproduce the results of the motor IMG Sequence procedure. The results of the present method were not predictable to the skilled artisan.

Os presentes inventores descobriram surpreendentemente que os componentes voláteis menos viscosos possuem um efeito desfavorável com relação à reprodução da reologia de óleo usado do procedimento de Sequência IMG de motores. A oxidação do fluido lubrificante na célula de reação é realizada por um tempo especificado. Preferivelmente, o tempo especificado fica na faixa de 30 a 50 horas, mais preferivelmente de 38 a 42 horas.The present inventors have surprisingly found that the less viscous volatile components have an unfavorable effect with respect to the reproduction of the used oil rheology of the engine IMG Sequence procedure. Lubricating fluid oxidation in the reaction cell is performed for a specified time. Preferably, the specified time is in the range of 30 to 50 hours, more preferably 38 to 42 hours.

Preferivelmente, o fluido lubrificante pode ser misturado e/ou agitado durante a alimentação dos gases à célula de reação e/ou aquecimento do fluido lubrificante na célula de oxidação e aplicação de vácuo.Preferably, the lubricating fluid may be mixed and / or agitated during supply of gases to the reaction cell and / or heating of the lubricating fluid in the oxidation cell and vacuum application.

Para determinar a estabilidade oxidativa do fluido lubrificante, a viscosidade do fluido lubrificante oxidado é medida. Preferivelmente, a viscosidade MRV, medida em miniviscosímetro rotativo, do fluido lubrificante é medida de acordo com ASTM D 4684 e a viscosidade cinemática a 40°C do fluido lubrificante é medida de acordo com ASTM D 445. Estas propriedades reológicas podem ser medidas antes e após ter sido realizada a oxidação. Preferivelmente, o fluido lubrificante é| oxidado por alimentação dos gases contendo dióxido de nitrogênio e oxigênio junto com um catalisador na temperatura especificada em vácuo na célula de reação. O fluido lubrificante obtido no final da reação de oxidação e do período de volatilização é considerado como o fluido lubrificante oxidado. Preferivelmente, as alterações induzidas por oxidação e volatilização ha viscosidade MRV em baixa temperatura e na viscosidade cinemática em temperaturas mais altas como 40°C do fluido lubrificante são determinadas^ O método da presente invenção pode ser realizado na análise de todos os tipos de fluidos lubrificantes. Estes fluidos incluem lubrificantes de motores em particular mas poderíam também incluir outros fluidos funcionais como fluidos de transmissão óu mesmo fluidos hidráulicos. Estes fluidos são bem-conhecidos na técnica e são descritos, por exemplo, na Ul-lmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition em CD-ROM, 1997, por exemplo, no verbete "lubricants and related products" (lubrificantes e produtos relacionados).To determine the oxidative stability of the lubricating fluid, the viscosity of the oxidized lubricating fluid is measured. Preferably, the MRV viscosity, measured in a rotary miniviscimeter, of the lubricating fluid is measured according to ASTM D 4684 and the kinematic viscosity at 40 ° C of the lubricating fluid is measured according to ASTM D 445. These rheological properties may be measured before and after oxidation has been performed. Preferably, the lubricating fluid is | oxidized by feeding the nitrogen dioxide and oxygen containing gases together with a catalyst at the specified vacuum temperature in the reaction cell. Lubricating fluid obtained at the end of the oxidation reaction and volatilization period is considered to be oxidized lubricating fluid. Preferably, changes induced by oxidation and volatilization at low temperature MRV viscosity and kinematic viscosity at temperatures higher than 40 ° C of the lubricating fluid are determined. The method of the present invention may be performed in the analysis of all types of lubricating fluids. . These fluids include particular engine lubricants but could also include other functional fluids such as transmission fluids or even hydraulic fluids. These fluids are well known in the art and are described, for example, in Ulmannmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition on CD-ROM, 1997, for example, in the entry for "lubricants and related products". .

Fluidos lubrificantes preferidos são classificados pelo American Petroleum Institute (API), pela Society of Automotive Engineers (SAE) e pelo International Lubrificante Standardizatipn and Approval Committee (ILSAC).Preferred lubricating fluids are rated by the American Petroleum Institute (API), the Society of Automotive Engineers (SAE) and the International Standardizing Lubricant and Approval Committee (ILSAC).

Os óleos básicos são classificados em 5 grupos pelo API. Óleos de motores são ainda classificados pela sua classe de serviço API. As classes de serviço API possuem duas classificações gerais : S para Serviço (carros típicos de passageiros e caminhões leves que utilizam motores a gasolina) e C para aplicações comerciais (tipicamente equipamentos a die-sel). A última classificação padrão de serviço API é SM para motores à gasolina. í A última norma de acordo com ILSAC, GF-4 foi aprovada em 2004. A Sequência IMG envolve operar um motór 1996/1997 V-6 GM 3800 CC Series II engine 3 a 125 HP, 3600 rpm, e 150°C de temperatura de óleo por 100 horas. O teste é dividido em cinco segmentos de 20 horas, cada um seguido por amostragem. A Sequência IIIGA inclui testes que se referem a depósitos de lama e vernizes, consumo de óleo, e desgaste do motor; e espessamento do óleo a 40°C (KV). Além disso, a Sequência IIIGA inclui a determinação de espessamento de óleo na temperatura de bombeamento do grau SAE W original ou 5 °C mais quente (MRV). O aumento máximo permitido de viscosidade cinemática a 40°C é de 150 %. A viscosidade a baixa temperatura do óleo envelhecido é determinada de acordo com ASTM D 4684 (MRV TP-1). A viscosidade MRV TP-1 do final da amostra de teste deve atender às exi- 1 gências do grau original ou o grau mais alto seguinte. Uma referência pertinente é ASTM D4485-03a "Standard Specification for Performance of Engine Oils" (Especificação padrão para désempenho de óleos de motor). O teste de Sequência IMG é cerca de 50% mais difícil do que o teste IIIF anterior, usado nos óleos Gf*-3 e API SL (vide, por exemplo, D. McFall, Lubes and Greases Magazine (Revista de Lubrificantes e Graxas), Janeiro 2005, p. 2.3). O teste de Sequência IMF é descrito em ASTM D 6984-5a, "Standard Test Method for valuation of Automotive Engine Oils in the Sequência IMF, Spark-lgnition Engine" (Método de teste-padrão para a-valiação de óleos de motores automotivos na Sequência IMF, Motor de ignição por centelha).Base oils are classified into 5 groups by the API. Engine oils are further classified by their API class of service. API service classes have two general classifications: S for Service (typical passenger cars and light trucks using gasoline engines) and C for commercial applications (typically die-sel equipment). The latest API standard service rating is SM for gasoline engines. í The latest ILSAC GF-4 standard was approved in 2004. The IMG Sequence involves operating a 1996/1997 V-6 GM 3800 CC Series II engine 3 engine at 125 HP, 3600 rpm, and 150 ° C temperature. of oil for 100 hours. The test is divided into five 20-hour segments, each followed by sampling. The IIIGA Sequence includes tests that refer to mud and varnish deposits, oil consumption, and engine wear; and oil thickening at 40 ° C (KV). In addition, the IIIGA Sequence includes the determination of oil thickening at the original SAE W grade or warmer 5 ° C (MRV) pumping temperature. The maximum allowable increase in kinematic viscosity at 40 ° C is 150%. The low temperature viscosity of aged oil is determined according to ASTM D 4684 (MRV TP-1). The MRV TP-1 viscosity at the end of the test sample must meet the requirements of the original grade or the next higher grade. A relevant reference is ASTM D4485-03a "Standard Specification for Performance of Engine Oils". The IMG Sequence test is about 50% more difficult than the previous IIIF test used on Gf * -3 and API SL oils (see, for example, D. McFall, Lubes and Greases Magazine). , January 2005, p. 2.3). The IMF Sequence test is described in ASTM D 6984-5a, "Standard Test Method for Valuation of Automotive Engine Oils in the IMF Sequence, Spark-Ignition Engine". IMF sequence, Spark ignition engine).

Fluidos lubrificantes preferidos incluem pelo menos um óleo mineral e/ou um óleo sintético e/ou um óleo de origem biológica. Óleos minerais são bem-conhecidos na técnica e comercialmen- i te disponíveis. Em geral, são obtidos de petróleo ou óleo bruto por destilação e/ou refinação e opcionalmente purificação adicional e métodos de processamento; especialmente as fraçõeà de ponto de ebulição mais alto de / óleo bruto ou petróleo se encaixam no conceito de óleo mineral. Em geral, o ponto de ebulição do óleo mineral é superior a 200°C, preferivelmente supe- i rior a 300°C, a 5000 Pa. Preparação por destilação a baixa temperatura de óleo de xisto, coqueificação de carvão mineral, destilação de lignito com exclusão de ar, bem como hidrogenaçãó de carvão mineral ou lignito é também possível. Preferivelmente, o fluido lubrificante é baseado em óleo mineral dos Grupos API I, II, e/ou III ou misturas dos mesmos. Óleos de fontes biológicas podem também ser produzidos a partir de materiais de origem vegetal (por exemplo jojoba, colza (canola), girassol, e soja) ou de origem animal (por jexemplo sebo ou mocotó). Assim, ó-leos minerais apresentam diferentes montantes de hidrocarbonetos aromáticos, cíclicos, ramificados e lineares, em cada caso de acordo com a origem. Óleos sintéticos são, entrè outras substâncias, polialfaolefinas, ésteres orgânicos como ésteres carboxílicos e ésteres fosfato; éteres orgânicos como óleos de silicone e poíialqúileno glicol; e hidrocarbonetos sintéticos, especialmente poliolefinas. A maioria deles é um pouco mais cara que os óleos minerais, mas possuem vantagens em relação ao desempenho. Para uma explicação é feita referência às 5 classes API de tipos de óleos I básicos (API: American Petroleum Institute). O fluido lubrificante pode conter outros aditivos bem-conhecidos na técnica como melhoradores de índice de viscosidade, antioxidantes, a-gentes antidesgaste, inibidores de corrosão, detergentes, dispersantes, aditivos para extrema pressão ( EP), desespumantes, redutores de atrito , redu- i tores de ponto de fluidez, corantes, odórizantes e/ou desemulsificantes. Estes aditivos são usados em montantes convencionais. Usualmente os fluidos lubrificantes contêm 0 a 50 % em peso· preferivelmente 0,1 a 20 % em peso e mais preferivelmente 0,2 a 10 % em peso de aditivos.Preferred lubricating fluids include at least one mineral oil and / or a synthetic oil and / or an oil of biological origin. Mineral oils are well known in the art and commercially available. In general, they are obtained from petroleum or crude oil by distillation and / or refining and optionally further purification and processing methods; especially the higher boiling fractions of crude oil or petroleum fit the concept of mineral oil. In general, the boiling point of the mineral oil is above 200 ° C, preferably above 300 ° C, at 5000 Pa. Preparation for low temperature distillation of shale oil, coal coking, lignite distillation excluding air as well as hydrogenation of coal or lignite is also possible. Preferably, the lubricating fluid is based on API I, II, and / or III mineral oil or mixtures thereof. Oils from biological sources can also be produced from materials of plant origin (eg jojoba, rapeseed, sunflower, and soy) or animal origin (eg tallow or mocotó). Thus, mineral oils have different amounts of aromatic, cyclic, branched and linear hydrocarbons, in each case according to origin. Synthetic oils are, among other substances, polyalphaolefins, organic esters such as carboxylic esters and phosphate esters; organic ethers such as silicone oils and polyalkylene glycol; and synthetic hydrocarbons, especially polyolefins. Most are slightly more expensive than mineral oils, but have performance advantages. For an explanation reference is made to the 5 API classes of basic oil types I (API: American Petroleum Institute). The lubricating fluid may contain other additives well known in the art such as viscosity index improvers, antioxidants, anti-wear agents, corrosion inhibitors, detergents, dispersants, extreme pressure (EP) additives, defoamers, friction reducers, reducing agents. pour point colors, dyes, odors and / or demulsifiers. These additives are used in conventional amounts. Usually the lubricating fluids contain 0 to 50 wt%, preferably 0.1 to 20 wt% and more preferably 0.2 to 10 wt% of additives.

Um equipamento preferido para realizar a presente invenção inclui uma célula de reação, por exemplo uma célula de reação de um litro, com um elemento integral de aquecimento para conter uma amostra do lubrificante; meio para aquecer a célula à temperatura de oxidação do lubrificante; meio para misturar o lubrificante; meio para borbulhar um gás contendo oxigênio a uma vazão constante em alimentação subsuperficial através da célula; meio para borbulhar gás dióxido de nitrogênio a uma vazão constante em alimentação subsuperficial através da célula por um tempo especificado; j meio para reduzir a pressão da célula em vazão constante e coletar o destilado resultante; meio de introdução de quantidades catalíticas de catalisador, por exemplo ferro ferroceno, ao lubrificante; meio de medição de dióxido de nitrogênio líquido; meio de medição e controle do tempo gasto pela reação.Preferred equipment for carrying out the present invention includes a reaction cell, for example a one liter reaction cell, with an integral heating element for containing a sample of the lubricant; means for heating the cell to the lubricant oxidation temperature; means for mixing the lubricant; means for bubbling an oxygen-containing gas to a constant flow at subsurface feed through the cell; means for bubbling nitrogen dioxide gas at a constant flow in subsurface feed through the cell for a specified time; j means for reducing the cell pressure at constant flow and collecting the resulting distillate; means for introducing catalytic amounts of catalyst, for example iron ferrocene, into the lubricant; liquid nitrogen dioxide measuring medium; means of measuring and controlling the time taken by the reaction.

De acordo com uma modalidade preferida, a célula de reação com um elemento integral de aquecimento pode incluir um cabeçote plano de aço inoxidável com vários orifícios rbsqueados; uma caixa de gaxeta para prover um selo ao redor do eixo do agitador; barras para suportar o cabeçote e a célula em uma estrutura de capela de laboratório e um grampo de fixação para ligar a célula ao cabeçote.According to a preferred embodiment, the reaction cell with an integral heating element may include a stainless steel flat head with several recessed holes; a stuffing box to provide a seal around the agitator shaft; bars to support the head and cell in a laboratory hood frame and a clamp to attach the cell to the head.

Preferivelmente, o meio de aquecimento pode incluir um controlador de temperatura tipo liga desliga para manter a temperatura de reação; um sensor termopar tipo J; e um controlador para a baixa tensão do elemento de aquecimento da célula.Preferably, the heating means may include an on-off temperature controller to maintain the reaction temperature; a type J thermocouple sensor; and a controller for the low voltage of the cell heating element.

De acordo com uma outra modalidade preferida, o meio de mistura pode incluir um motor elétrico capaz de manter revoluções por minuto constantes; e um agitador de pás inclinadas a 45° de aço inoxidável, preferivelmente tendo diâmetro aproximado de 65mm, altura de 30mm, espessura de 1,5mm e preferivelmente fixado a uma haste de 8mm. O meio de borbulhamento de oxigênio gasoso pode preferivelmente incluir um suprimento de gás c^apaz de manter um fluxo constante; um medidor de vazão para medir a vazão do gás contendo oxigênio; uma jarra de secagem de gás para retirar umidade do gás contendo oxigênio; e um tubo de alta temperatura posicionado no fundo da célula.According to another preferred embodiment, the mixing means may include an electric motor capable of maintaining constant revolutions per minute; and a 45 ° inclined paddle stirrer of stainless steel, preferably having an approximate diameter of 65mm, height of 30mm, thickness of 1.5mm and preferably attached to an 8mm rod. The gaseous oxygen bubbling medium may preferably include a gas supply capable of maintaining a constant flow; a flowmeter for measuring the flow of oxygen containing gas; a gas drying jar to remove moisture from oxygen-containing gas; and a high temperature tube positioned at the bottom of the cell.

Preferivelmente, o meio de borbulhamento de dióxido de nitrogênio gasoso pode incluir um tubo de \kdro graduado para medir a vazão de dióxido de nitrogênio e uma válvula de medição de aço inoxidável para manter uma vazão constante de dióxido dè nitrogênio para o tubo de borbulhamento de oxigênio gasoso.Preferably, the gaseous nitrogen dioxide bubbling medium may include a graduated nitrogen tube to measure nitrogen dioxide flow rate and a stainless steel metering valve to maintain a constant nitrogen dioxide flow rate to the nitrogen bubbling tube. gaseous oxygen.

De acordo com uma modalidade preferida, o sistema de pressão reduzida a vazão constante e coleta de destilado pode incluir uma bomba a vácuo com capacidade suficiente pafa alcançar uma vazão constante a pressão reduzida com uma célula fechada; um medidor de vazão para medir a vazão do gás contendo oxigênio; uma válvula agulha de aço inoxidável para controlara vazão do gás contendo oxigênio; um condensador de tamanho correto para limitar a perda de carga e coletar destilado e meio de recuperar o destilado.According to a preferred embodiment, the constant flow reduced pressure and distillate collection system may include a vacuum pump of sufficient capacity to achieve constant reduced pressure flow with a closed cell; a flowmeter for measuring the flow of oxygen containing gas; a stainless steel needle valve to control the flow of oxygen-containing gas; a condenser of the correct size to limit pressure drop and collect distillate and means of recovering distillate.

Preferivelmente, o meio para introduzir um catalisador pode incluir balança analítica capaz de pesar com uma precisão de 0,0001 grama.Preferably, the means for introducing a catalyst may include analytical balance capable of weighing to an accuracy of 0.0001 grams.

Meio de medição de dióxido de nitrogênio líquido pode preferi- i velmente incluir uma válvula esfera dé aço inoxidável para ventar o sistema I i quando o aparelho é desconectado; uma válvula agulha de aço inoxidável para controlar a vazão de dióxido de nitrogênio líquido; um tubo de vidro graduado, mais preferivelmente um tubo de vidro graduado de 12 mililitros; uma válvula macho de três vias para direcionar o dióxido de nitrogênio líquido para o tubo ou dióxido de nitrogênio gasoso para a célula; e uma bomba dosadora para evacuar dióxido de nitrogênio do tubo de vidro graduado. A medição e controle do tempo decorrido na reação pode preferivelmente incluir um controlador de témpo de contagem regressiva de 60 horas. A presente invenção provê um novo e inventivo método para prever as alterações em viscosidade determinadas após o teste de Sequência IMG de motores. O teste de Sequência IMG de motores é bem-conhecido na técnica (vide, por exemplo ILSAC Gf-4).Liquid nitrogen dioxide measuring means may preferably include a stainless steel ball valve to vent the system when the apparatus is disconnected; a stainless steel needle valve to control the flow of liquid nitrogen dioxide; a graduated glass tube, more preferably a 12 milliliter graduated glass tube; a three-way male valve to direct liquid nitrogen dioxide to the tube or gaseous nitrogen dioxide to the cell; and a metering pump to evacuate nitrogen dioxide from the graduated glass tube. Measurement and control of reaction time may preferably include a 60 hour countdown time controller. The present invention provides a new and inventive method for predicting changes in viscosity determined after the engine IMG Sequence test. Motor IMG Sequence testing is well known in the art (see, for example, ILSAC Gf-4).

As correlações dos resultados do teste de Sequência IMG de motor com os resultados do presente nriétodo são admiravelmente boas. A invenção é ilustrada com maiores detalhes abaixo pelo exem- í pio 1, sem intenção de limitá-la a esse èxemplo.The correlations of the results of the motor IMG Sequence test with the results of the present niodo are admirably good. The invention is illustrated in more detail below by example 1, without intending to limit it to this example.

Exemplo 1 Uma célula de reação fechada para condições oxidativas foi preparada ajustando a velocidade de fluxo a cerca de 56,66 litros por minuto com uma meta de vácuo de cerca de 0,061 MPa (velocidade de face criada por uma pressão de vácuo de 0,061 MPa); uma vez ajustada, a célula foi reaberta. A configuração de válvula para coletar o dióxido de nitrogênio líquido do pequeno cilindro portátil (lecture bottle) para o tubo de vidro graduado foi ajustada. A configuração de válvula foi reajustada de volta para o í reator para alimentação de dióxido de nitrogênio gasoso. Em um béquer de vidro foram pesados e misturados 200,0 gramas do óleo formulado mencionado nas tabelas a seguir com 15 pprri de catalisador de ferro (ferro ferroce-no) com base no peso do óleo. A mistura de óleo e catalisador foi carregada à célula de reação, a agitação foi iniciada e a célula de reação foi fechada. A célula foi trazida para uma pressão reduzida (já ajustada), a vazão de ar foi ajustada para cerca de 185 mililitros por minuto e o cronômetro foi ajustado para o tempo especificado de reação de cerca de 40 horas. O controlador de temperatura foi ajustado para aquecer a reação para 170° Celsius e a alimentação de dióxido de nitrogênio foi ajustada para alimentar gás durante 12 horas a uma vazão de cerca de 0,16 mililitros por hora. O peso total de dióxido de nitrogênio alimentado à célula foi de 2,886 gramas (1,443 % em peso).Example 1 A closed reaction cell for oxidative conditions was prepared by adjusting the flow rate to about 56.66 liters per minute with a vacuum target of about 0.061 MPa (face velocity created by a vacuum pressure of 0.061 MPa). ; Once adjusted, the cell was reopened. The valve configuration for collecting liquid nitrogen dioxide from the lecture bottle to the graduated glass tube has been adjusted. The valve configuration has been reset back to the reactor for gaseous nitrogen dioxide feed. In a glass beaker, 200.0 grams of the formulated oil mentioned in the following tables were weighed and mixed with 15 pprri of iron catalyst (ferrocene iron) based on the weight of the oil. The oil and catalyst mixture was charged to the reaction cell, stirring was started and the reaction cell was closed. The cell was brought to a reduced pressure (already set), the air flow was set to about 185 milliliters per minute and the timer was set to the specified reaction time of about 40 hours. The temperature controller was set to heat the reaction to 170 ° Celsius and the nitrogen dioxide feed was set to feed gas for 12 hours at a flow rate of about 0.16 milliliters per hour. The total weight of cell-fed nitrogen dioxide was 2.886 grams (1.443% by weight).

Os resultados de teste dos Óleos de Referência ASTM 438, 435 e 434 são mencionados nas seguintes tabelas I, II e III, Tabela I: Comparação de viscosidade MRV TP-1 e aumento de viscosidade cinemática @ 40°Celsius entre óleos envelhecidos a partir da Sequência ! IMG e em reator de laboratório i Tabela II: Comparação de viscosidade MRV TP-1 e aumento de viscosidade cinemática @ 40°Celsius entre óleos envelhecidos a partir da Sequência IIIG e em reator de laboratório Tabela III: Comparação de viscosidade MRV TP-1 e aumento de viscosidade cinemática @ 40°Celsius entre óleos envelhecidos a partir da Sequência IIIG e em reator de laboratório !Test results for ASTM 438, 435 and 434 Reference Oils are given in the following tables I, II and III, Table I: MRV TP-1 viscosity comparison and kinematic viscosity increase @ 40 ° Celsius between oils aged from Sequence! IMG and in laboratory reactor i Table II: Comparison of MRV TP-1 viscosity and kinematic viscosity increase @ 40 ° Celsius between oils aged from Sequence IIIG and in laboratory reactor Table III: Comparison of MRV TP-1 viscosity and kinematic viscosity increase @ 40 ° Celsius between oils aged from Sequence IIIG and in laboratory reactor!

II

REIVINDICAÇÕES

Claims

Method for determining the oxidative stability of a lubricating fluid, comprising the steps of: introducing a sample of the lubricating fluid under test into a reaction cell; introducing catalytic amounts of a catalyst into the reaction cell; heat the cell to the lubricating fluid oxidation temperature and maintain this temperature; deliver a gas containing oxygen at a constant flow through the cell in the course of the reaction; deliver a gas containing nitrogen dioxide at a constant flow through the cell for a specified time; apply and maintain a specified vacuum in the reaction cell; allow the mixture to react for a specified time; measure the viscosity of oxidized lubricating fluid.

A method according to claim 1 wherein the oxidation temperature is in the range of 160 ° C to 180 ° C.

A method according to claim 1 or 2 wherein the specified time to allow the mixture to react is in the range of 30 to 50 hours.

A method according to at least one of the preceding claims wherein the nitrogen dioxide flow rate is in the range of 0.15 to 0.18 milliliters per hour for 11 to 13 hours.

A method according to at least one of the preceding claims wherein the oxygen-containing gas flow is in the range of 180 to 190 milliliters per minute from start to finish.

A method according to at least one of the preceding claims wherein the heating of the cell is performed under reduced pressure. I

A method according to at least one of the preceding claims wherein the gas supply is performed under reduced pressure.

The method of claim 5 or 6 wherein the reduced pressure of the specified vacuum is in the range 0.061 to 0.063 MPa.

A method according to at least one of the preceding claims wherein the total amount of nitrogen dioxide fed to the reaction cell is in the range 1 to 2% by weight based on the total amount of lubricating fluid at the start of the test. I

A method according to at least one of the preceding claims wherein ferrocene iron is used as a catalyst.

A method according to at least one of the preceding claims wherein ferrocene is added to the reaction mixture in an amount of 10 to 20 ppm based on the lubricating fluid charge.

A method according to at least one of the preceding claims wherein the minirrotative viscosity of the lubricating fluid is measured according to ASTM D 4684.

A method according to at least one of the preceding claims wherein the increase in kinematic viscosity at 40 ° C of the lubricating fluid is measured according to ASTM D 445.

A method according to at least one of the preceding claims wherein the lubricating fluid is a motor lubricating oil or a transmission or hydraulic fluid.

Apparatus for performing the method as defined in at least one of claims 1 to 14 containing a reaction cell with an integral heating element for containing a sample of the lubricant; means for heating the cell to the lubricating oxidation temperature | sing; means for mixing the lubricant; means for bubbling an oxygen-containing gas to a constant flow at subsurface feed through the cell; means for bubbling gas * nitrogen dioxide at a constant flow in subsurface feed through the cell for a specified time; means for reducing cell pressure at constant flow and collecting the resulting distillate; means of introducing catalytic amounts of catalyst into the lubricant; liquid nitrogen dioxide measuring medium; measuring and controlling the time elapsed in the reaction.

Apparatus according to claim 15 wherein the integral heating element reaction cell includes: a stainless steel flat head with several threaded holes; a stuffing box to provide a seal around the agitator shaft; bars to support the head and the cell in a laboratory chapel structure; a retaining clip to attach the cell to the head;

Apparatus according to claim 15 or 16 wherein the heating means includes: an alloy type temperature controller switches off to maintain the reaction temperature; a type J thermocouple sensor; a controller for the low voltage of the cell heating element.

Apparatus according to at least one of claims 15 to 17 wherein the mixing means includes: an electric motor capable of maintaining constant revolutions per minute; a 45 ° inclined paddle stirrer made of stainless steel.

Apparatus according to at least one of claims 15 to 18 wherein the oxygen-containing gas bubbling means comprises: an oxygen gas supply capable of maintaining a constant flow; a flow meter for measuring the flow of oxygen containing gas; a gas drying jar to remove moisture from oxygen-containing gas; a high temperature tube positioned at the bottom of the cell.

Apparatus according to at least one of claims 15 to 19 wherein the nitrogen gas dioxide bubbling means comprises: a graduated glass tube for measuring nitrogen dioxide flow rate; a stainless steel metering valve to maintain a constant flow of nitrogen dioxide to the oxygen-containing gas bubbling tube.

Apparatus according to at least one of claims 15 to 20 wherein the constant flow reduced pressure and distillate collection system may include a vacuum pump of sufficient capacity to achieve a constant pressure reduced flow with a closed cell; a flowmeter for measuring the flow of oxygen containing gas; a stainless steel needle valve to control the flow of oxygen containing gas; a condenser of the correct size to limit pressure drop and collect distillate and to recover distillate.

Apparatus according to at least one of claims 20 to 21 wherein the means for introducing a catalyst includes: analytical balance capable of weighing to an accuracy of 0.0001 grams.

Apparatus according to at least one of claims 15 to 22 wherein the liquid nitrogen dioxide measuring means includes: a stainless steel ball valve for venting system i when the apparatus is disconnected; a stainless steel needle valve to control the flow of liquid nitrogen dioxide; a glass tube; a three-way male valve for directing liquid nitrogen dioxide to the tube or gaseous nitrogen dioxide to the cell; a metering pump to evacuate nitrogen dioxide from the graduated glass tube.

An apparatus according to at least one of claims 15 to 23 wherein the measurement and control of the elapsed reaction time includes: a 60 hour countdown time controller.