BRPI0807053A2 - Complexo de ciclopentadienil molibdênio hexa-carbonila, uso do mesmo, composição lubrificante, e, método para melhorar as características de atrito de uma composição lubrificante - Google Patents

Description

“COMPLEXO DE CICLOPENTADIENIL MOLIBDÊNIO HEXA- CARBONILA, USO DO MESMO, COMPOSIÇÃO LUBRIFICANTE, E, MÉTODO PARA MELHORAR AS CARACTERÍSTICAS DE ATRITO DE UMA COMPOSIÇÃO LUBRIFICANTE”

orgânicos, ao uso dos mesmos como modificadores de atrito e às composições lubrificantes contendo os referidos compostos.

para ajustar as características de atrito de um lubrificante a um nível apropriado. Modificadores de atrito que reduzem o atrito são usados em composições lubrificantes como óleos para engrenagem e óleos para motor tendo em vista reduzir os custos com combustível. Modificadores de atrito que aumentam o atrito são usados para manter um determinado nível de atrito elevado nas composições lubrificantes que são usadas na parte de embreagem de tipo úmido de uma caixa de câmbio automática. Muitos tipos de tais modificadores de atrito foram propostos.

Os compostos de molibdênio orgânicos são os mais típicos destes modificadores de atrito e, como mostrado em " Shinban Sekiyu Seihin Tenkasai" (New Edition, Additives for Petroleum Products), por Toshio SAKURAI, Saiwai Shobo Co., publicado em 25 de Julho de 1986, estes novos compostos de molibdênio orgânicos são compostos que têm dois átomos de molibdênio em uma molécula como mostrado nas fórmulas (2) e (3) abaixo.

Fórmula (2)

A invenção refere-se aos novos compostos de molibdênio

Modificadores de atrito (agentes de ajuste do atrito) são usados

(tipo ditiofosfato) (2) Fórmula (3)

MojO,ST

(tipo ditiocarbamato) (3)

(Os compostos para os quais nestas fórmulas X = Oey = 4, e para os quais x + y = 4, e para os quais x > 2 são insolúveis em óleo e os outros são solúveis em óleo.)

Além disso, compostos em que o molibdênio elementar é

incluído duas vezes em uma molécula foram descritos na patente japonesa No. 3495764, pedido examinado de patente japonesa 45-24562, pedido não examinado de patente japonesa acessível ao público 52-19629, pedido não examinado de patente japonesa acessível ao público 52-106824, e pedido não

examinado de patente japonesa acessível ao público 48-56202.

Existe uma preocupação de que os compostos onde fósforo e enxofre são incluídos na molécula como os representados pelas fórmulas geral

(2) e (3) acima mencionadas irão causar corrosão do metal devido à sua atividade elevada.

Um objeto da presente invenção consiste em prover novos

compostos que são utilizáveis como aditivos lubrificantes que são isentos de fósforo e enxofre e que elevam o coeficiente de atrito e controlam o atrito de uma embreagem de tipo úmido, por exemplo, otimamente, e modificadores de atrito compreendendo referidos compostos.

Um outro objeto da invenção consiste em prover composições

lubrificantes que contêm estes compostos.

Para este fim, a presente invenção provê complexos de ciclopentadienil molibdênio hexa-carbonila que podem ser representados por fórmula geral (1) que é indicada abaixo.

25 Fórmula geral (1)

Nesta fórmula R1 a R10 cada individualmente representa um grupo selecionado dentre o grupo compreendendo hidrogênio, um grupo metila e um grupo etila.

Preferivelmente R1 a R10 são todos os mesmos. Além disso, a

presente invenção provê o uso de complexos de ciclopentadienil molibdênio hexa-carbonila como modificadores de atrito.

Também, a presente invenção provê composições lubrificantes que contêm os compostos.

Os compostos desta invenção podem ser produzidos por meio

da reação indicada abaixo.

Nesta equação R1 a R10 tem os mesmos significados que acima.

Exemplos reais dos compostos desta invenção são indicados

abaixo.

15 Tabela I

-SS 1 2 3 4 5 3 7 8 W 0 1 ο U R' CHe CçHs H H CH3 OHa CH^ CHa: Ri CH* CsH^ H H H CHg H CH3 R3 CH3 CjHç H H H Μ· . CM4 CHs η* CHi • CjHg H H H H H H R* GH, CfHg H H H ’ H H H r« CH3 'C8H5 CH3 CiHa CHa CK* CH4 CHs R7 CHj C2H5 CHg CaH8 H GHii H CHs Rs CHa CaH« Wa , CjHe Η H CHe OH8 R* CH^ CzH5 CNg C2Hs H H H M R10 CWâ CiH8 = CH3 CsH8. H Mr : H H í Tabela 2

-S 9 Λ0 11 \2 13 14 15 1β e I o Ri CHa GH3 C2W5 CsHg C8H8 CfiiHs GjHg R* GWa CHa H QiHf H CjHs C2H5 CA Ra H CHa H H C*Hg C1H5 H C2Hs H4 CH3 CHi H H H H C8H*. C2H,. ’ R5 H N H H H H H H Re OHs CH3 CaHs C*HS CiiHg CsMe C2Ha ' C55Hs R7 SHjf ■ CHa H ' CaH* . H C2Hfe OaHb ! CaHg H CH5 H H CaH& CaH* H C8H6 R* . Grf3 OHj H M N H C2H* Rte H H H H H H H H Tabela 3

-S 17 18 IS 2 Oi 21 22 23 24 I £ ο υ R1 OeH9 C2H5, 'C2Hb C2H5 C2H9 G2H5 CtHi C2H5 R2 CH3 CjHg CH9 OgHs CaH5 CfcH5 CH3 H R3 CHs CHa O2He C2He GH3 ΟίΗβ H CHa R4 CSH3 mis CM9 Ctta CjH Ç CjH5 H H Rs OM3 OM9 CH3 OH^ CH3 CHd H H Ra Cgrts 0*Η<ϊ C4H.* CjtH| CtH8 , 0&H& C^Hj O5H4 R7 SM3 O4N5 CHs QzH5 ■ CjH5 OiH6 CH3 H R8 OMs CHâ C1He CgH5 . CM, OiHs H > CHs R9 ‘ CHs CH1 CH3 CH3 GaHj^ CâH* . H ' N' : OHj CH3 CH3 CH3 OH9 CHir H ■ H Tabela 4

s

, -P 25 2õ 2? 28 as 30 31 32 I μ i ο % 1 ο C^Hg C^H6 GgHs C2Hs CiiHs CjlHft Çgííg I R2 CHa CH3 CH8 OjHj <»3 H CjHs CH3 ! IRâ CH3 OHa CH3 CH* CjHj j C2H5 CH3 CiH* Lá CH3 H H H H CH3 CHi ΙΊ R5 H M OH3 H H CH3 H H Rs ^H5 ' C2H5 O2H5 . C2H8 CtHe , C2Hs CiH5 ; R7 CM3 CH3 CH3 CjHjg CHa H C8Ha - CH3 j ! R*' CHa 0Hè CH3 CH9 ■ C4Ha : CgHfi - CH4. C2H5 R0 N CH8 H ' H H H ; CHy CH3 R10 H M CH3 H H CHs. H H Tabela 5

-S

-P 33 34 33 M θ I O U R1 CjH5 C8H5 OaH5 R* H CjlH9 C2H5 R8 CfHfc OtHs CH3 R* CH3 CHt CaKs Rs CH3 H CH3 ■ R4 OtHs OisHb 0j>H$ • R7 H 0Λ ■ CaK8. R* _ CgH$- O8Hs CH3 Ri CHs CH3 c*«, ' R10 OHjj H CH9 r Oleos lubrificantes e graxas, por exemplo, podem ser citados como composições lubrificantes desta invenção. A quantidade de um composto desta invenção em uma composição lubrificante é a mesma como com os modificadores convencionais de atrito, por exemplo, sendo composta em uma proporção com relação à composição geralmente em tomo de 0,1 a 10% em peso.

Não existem limitações particulares com relação ao óleo de base ou graxa usado na composição lubrificante de acordo com a presente invenção, e várias graxas, óleos minerais e óleos sintéticos convencionais podem ser convenientemente usados. Para os fins desta descrição, o termo "óleo de base" significa também incluir uma carga de base de graxa.

O óleo de base usado na presente invenção pode convenientemente compreender misturas de um ou mais óleos minerais e/ou um ou mais óleos sintéticos.

Óleos minerais incluem óleos de petróleo líquidos e óleo lubrificante mineral tratado com solvente ou tratado com ácido do tipo parafínico, naftênico, ou parafmico/naftênico misto, que pode ser ainda refinado por processos de hidroacabamento ou desparafinação.

Óleos de base apropriadas para uso na composição de óleo lubrificante da presente invenção são os óleos de base de grupo I, grupo II ou grupo III, polialfaolefinas, óleos de base derivados de Fischer-Tropsch e misturas dos mesmos.

Por óleo de base “grupo I”, óleo de base “grupo II” e óleo de base “grupo III” na presente invenção significam-se incluir os óleos de base de óleo lubrificante, de acordo com as definições de American Petroleum Institute (API) categorias I, II e III. Tais categorias API são definidas na publicação API 1509, 15a. edição, Apêndice E, abril de 2002.

r _

Oleos de base derivados de Fischer-Tropsch apropriados que podem ser convenientemente usados como o óleo de base na composição de óleo lubrificante da presente invenção são os descritos, por exemplo, em EP 0 776 959, EP O 668 342, WO 97/21788, WO 00/15736, WO 00/14188, WO 00/14187, WO 00/14183, WO 00/14179, WO 00/08115, WO 99/41332, EP I 029 029, WO 01/18156 e WO 01/57166.

Λ

Oleos sintéticos incluem óleos hidrocarbonetos como oligômeros de olefina (PAOs), ésteres de ácido dibásico, poliol ésteres, e refinado ceroso desparafinado. Óleos de base de hidrocarbonetos sintéticos vendidos pelo Grupo Shell sob a designação "XHVI" (marca registrada) podem ser convenientemente usados.

Efeitos da invenção

(1) Novos modificadores de atrito com base em Mo isentos de fósforo e enxofre foram obtidos.

(2) Os compostos desta invenção elevam o coeficiente de atrito e eles são apropriados para uso em caixas de cambio automático, como modificadores de atrito que controlam o atrito em uma embreagem de tipo úmido, por exemplo, para o estado ótimo. Ver figura 1.

(3) Os compostos desta invenção são isentos de fósforo e de enxofre e eles podem prover aditivos com os quais não existem preocupações com relação ao fato de causarem corrosão de peças de metal.

Exemplos

A invenção é descrita abaixo por meio de um exemplo e um exemplo comparativo mas a invenção não é limitada de qualquer modo a estes exemplos.

Exemplo 1 (Exemplo comparativo 1)

A síntese de complexo de ciclopentadienil molibdênio hexa-

carbonila

Mo

■CO·*

refluxo de THF

H1C ctijãããir

U

OCpMo-CO OC I^co OC-M^

-CO Tetraidrofurano (THF, 45 ml) foi adicionado a 3,75 g (18,8 mmol) de pentametilciclopentadieno e, após ser resfriado a -78°C, 12,5 ml (18,8 mmol) de Bu-Li foram adicionados em gotas e pentametilciclopentadienil de lítio foi co-ordenado. Então 5 g (18,8 mmol) de 5 molibdênio hexa- carbonila foram adicionados a este material e aquecidos sob refluxo durante 48 horas e, depois da reação estar completa, o licor mãe foi resfriado a O0C. Separadamente, 3,2 g (18,8 mmol) de sulfato de ferro (II) foram adicionados a uma solução compreendendo uma mistura de 100 ml de água pura e 20 ml de ácido acético e a solução assim obtida foi adicionada em 10 gotas ao licor mãe. A solução de cor vermelha obtida foi submetida à filtração por sucção, lavada e secada e o complexo de di (pentametil-ciclopentadienil) molibdênio hexa-carbonila foi obtido por recristalização. Rendimento 24%

O complexo de di (pentametilciclo-hexadienil) molibdênio hexa-carbonila obtido neste modo foi preparado em tal modo para prover um 15 teor de Mo de 500 ppm em óleo de motor (ácido di-isononil adípico) (viscosidade a IOO0C: 3,04 mm2/s) ao qual 5% de um agente dispersante (polialquileno poliimida de ácido alquenilsuccínico, nome comercial Infineum C9266) foram adicionados.

Além disso, o caso onde o complexo de di (pentametilciclo- hexadienil) molibdênio hexa-carbonila não tinha sido usado como acima mencionado foi usado como o exemplo comparativo 1. As duas composições são mostradas na tabela 7 abaixo.

Estes óleos de amostra foram submetidos a uma medida do coeficiente de atrito de 30 minutos e avaliados sob as condições 25 mostradas na tabela 6 abaixo usando um aparelho de teste SRV (um aparelho de teste de movimento reciprocante do tipo de cilindro-sobre disco mostrado na figura 2) e os resultados são mostrados na figura I. A peça de teste foi aço 52100. Condições de Teste

Tabela 6

Condição Parâmetro Carga 400 N Frequência 50 Hz Amplitude 1,5 mm Temperatura 100 0C Tamanho da amostra 0,5 mm3 Tabela 7

Exemplo Exemplo 1 comparativo 1 Oleo de base Oleo éster (ácido di- Óleo éster (ácido di-isononil isononil adípico) adípico) Modificador de atrito não adicionado Complexo de di (pentametilciclopentadienil molibdênio hexa-carbonila) Teor de Mo no óleo ppm 0 500 Polialquileno poliimida de 5 5 ácido alquenilsuccínico % em peso No caso de exemplo 1, um coeficiente de atrito baixo quando

comparado com o óleo de base sem adição (exemplo comparativo 1) como mostrado a partir de 1 minuto após o início do teste, como mostrado na figura 1, tomou evidente que o composto tem a função de um modificador de atrito. Isto é, a composição de um modificador de atrito desta invenção (exemplo 1) claramente demonstrou um coeficiente de atrito maior onde comparado com o 10 caso onde ele não foi composto (exemplo comparativo 1).

Figura 1 em um desenho que mostra como os óleos de amostra mudaram o coeficiente de atrito com a passagem de tempo.

Figura 2 é um esboço do desenho da operação do aparelho de teste de movimento reciprocante do tipo de cilindro-sobre disco.

Claims (5)

1. Complexo de ciclopentadienil molibdênio hexa-carbonila, caracterizado pelo fato de ter a fórmula geral (1) abaixo: Fórmula geral (1) <formula>formula see original document page 14</formula> em que R1 a R10 cada individualmente representa um grupo selecionado dentre o grupo compreendendo hidrogênio, um grupo metila e um grupo etila.

2. Complexo de ciclopentadienil molibdênio hexa-carbonila de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que R1 a R10 acima mencionados são todos iguais.

3. Uso do complexo de ciclopentadienil molibdênio hexa- carbonila como definido na reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de ser como um modificador de atrito.

4. Composição lubrificante, caracterizada pelo fato de compreender um óleo de base e o complexo de ciclopentadienil molibdênio hexa-carbonila como definido na reivindicação 1 ou 2.

5. Método para melhorar as características de atrito de uma composição lubrificante, caracterizado pelo fato de ser por uso do complexo de ciclopentadienil molibdênio hexa-carbonila como definido na reivindicação 1 ou 2.