CH278593A - Procédé de lubrification des surfaces en mouvement relatif. - Google Patents

Procédé de lubrification des surfaces en mouvement relatif.

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Description


  Procédé de lubrification des surfaces en mouvement relatif.    L'on sait que les huiles minérales possè  dent certaines propriétés, telles que la ten  dance à s'oxyder, à s'épaissir par basses tem  pératures, etc., qui réduisent leurs applications  en tant que lubrifiant. On s'est efforcé d'ob  vier à cet inconvénient par l'addition d'autres  substances. Bien des substances ont déjà été  proposées à cet effet et, avec certaines d'entre  elles, on a déjà obtenu des résultats relative  ment satisfaisants. En général, toutefois, ces  substances additionnelles paraissent provoquer  la formation de laques, et cela d'autant plus  facilement, que la quantité ajoutée est plus  grande.  



  On a par ailleurs déjà. proposé plusieurs  substances synthétiques comme lubrifiants de  vant remplacer l'huile minérale et, comme  telles, il. y a lieu de nommer les polymères  des alcènes obtenus en pratiquant le cracking  de la paraffine (voir le brevet. néerlandais  N  43898), des composés aromatiques     alcoylés     tels que les naphtalènes     alcoy    lés (voir le bre  vet britannique N  260604) et des oxydes poly  mères d'alcènes comme l'oxyde de propène  polymérisé (voir les brevets américains       N 8    1921378, 1976678 et 2149498). Le champ  d'application de ces lubrifiants est en géné  ral restreint. Surtout avec. les substances obte  nues à partir d'alcènes, on voit apparaître  rapidement des symptômes de corrosion et  d'oxydation.

      La présente invention a, pour objet un  procédé de lubrification des surfaces en  mouvement. relatif; ce procédé est caracté  risé en ce qu'on maintient sur ces surfaces un  lubrifiant constitué au moins en partie par  un ester polymère dérivant d'au moins un  acide     monocarboxylique    dont le groupe carbo  xyle est porté par un atome de carbone ali  phatique et d'au moins un alcool monovalent  non saturé.  



  On peut. obtenir des polymères particu  lièrement propres à servir de lubrifiant en  polymérisant un     éthersel    dérivé d'un acide       monocarboxylique    aliphatique saturé et en  éliminant du produit. de polymérisation les  éléments qui passent au-dessous d'environ  100  C, sous une pression de     \?    mm de mer  cure. Il est avantageux d'adjoindre à. ces  polymères des     anticorrosifs    (phosphites d'al  coyle par exemple) et/ou des antioxydants.  



  Les     éthersels    polymères qui présentent. les  meilleurs propriétés lubrifiantes sont en géné  ral, ceux qui dérivent d'un acide     monocarboxy-          lique    aliphatique saturé avec 5 à 21 atomes de  carbone et, de préférence, avec 6 à 13 atomes  de carbone. On peut se servir éventuellement  de mélanges d'acides tels que ceux qu'on  obtient par oxydation des produits résultant  de ce qu'on appelle     l' oxosynthèse .     



  L'acide     monocarboxy    ligue dont     l'éthersel     dérive peut, éventuellement, contenir des      atomes d'oxygène, de soufre, de phosphore ou  de sélénium autres que     substituants    d'atomes  d'hydrogène et présenter des fonctions aldé  hyde, cétone, peroxyde, etc., outre la, fonction  acide.    De même, les alcools monovalents non  saturés dont les     éthersels    dérivent, peuvent  éventuellement contenir de tels atomes non       substituants    et possèdent de     préférence    2 à  20 atomes de carbone.

   A cette catégorie d'al  cools appartiennent ceux du type allylique, du  type     méthallylique    et du type     einnamylique.     On accorde en général la préférence aux  alcools du premier de ces types.  



  On polymérise les     éthersels    de     préférence     en les chauffant en présence de catalyseurs,  en particulier de peroxydes organiques.  



  Comme cela. est en général le cas dans les  réactions de polymérisation, le produit se  compose d'un mélange<B>dé</B> polymères de poids  moléculaire différent avec. encore de petites  quantités de substances non polymérisées ou  d'autres substances à faible poids moléculaire.  La présence des fractions plus ou moins vola  tiles rend d'ordinaire ce mélange inutilisable  comme lubrifiant. Comme déjà dit, on en éli  mine donc toutes les fractions qui passent à  moins de 100  C environ sous une pression de  2 mm de mercure, et ce de préférence par  distillation fractionnée sous une pression ré  duite.  



  Si l'on pousse la polymérisation très avant,  de grandes quantités d'éléments résineux ou  solides peuvent     aussi    se     présenter    dans le pro  duit. Il est utile d'éliminer aussi au moins  une partie de ces éléments. On peut toutefois  utiliser éventuellement comme lubrifiants les  produits de poids moléculaire plus élevé en les  mélangeant avec d'autres lubrifiants, tels que  des hydrocarbures polymérisés, des oxydes       alcoyléniques    ou des     alcoylène-glycols,    de vis  cosité relativement faible. Ce mélange avec  d'autres lubrifiants peut d'ailleurs être effec  tué pour n'importe quel     éthersel    polymère du  type spécifié.

   Pour atteindre une stabilité  aussi élevée que possible, il peut être oppor-         tun    d'hydrogéner les     éthersels    polymérisés,  pour éliminer toute non saturation.  



  Comme exemples     d'éthersels    polymères d'où  l'on peut tirer des fractions lubrifiantes de la  manière indiquée, on peut citer les polymères  du butyrate allylique, de l'acétate     triméthyl-          a,llylique,    du     capronate    allylique, du     valérate          mëthy1-2-allylique,    du     caprylate    allylique, du       capronate        éthyl-2-allylique,    du     pélargonate     allylique, du     caprinate        allylique,

      du     méthoxy-          aeétate        allylique,    de     l'éthoxp-3-propionate     allylique et du     phénoxy-acétate    allylique.  



  Les lubrifiants employés dans le procédé  selon l'invention peuvent présenter des points  de solidification très bas (de - 30  C à       -45     C par exemple) et des indices de vis  cosité élevés (oscillant. par exemple entre 75  et     1.q5).    L'indice     SAE    de ces lubrifiants peut  varier de moins de 1.0 jusqu'à plus de 80. En  général, les propriétés lubrifiantes sont très  bonnes. Les     éthersels    polymères en cause sont  entre autres appropriés comme lubrifiants  pour moteurs, comme graisses lubrifiantes,  comme huiles de coupe et comme huiles pour  machines textiles.

   Leur utilisation au grais  sage de     moteurs    n'entraîne qu'une faible pro  duction de laque et il ne se forme que très  peu de dépôts sur la tête et les segments du  piston ainsi que dans le carter d'huile; ces  lubrifiants donnent aussi des taux d'usure  satisfaisants.  



  Lesdits     lubrifiants    résistent assez bien aux  influences oxydantes, très bien lorsqu'ils sont  additionnés     d'antioxydants,    en particulier  d'amines aromatiques.  



  Pour parer au danger de corrosion, il est  indiqué de leur incorporer un     anticorrosif,    de  préférence un phosphite     trialcoylique    dont  chaque groupe alcoyle contient de 1 à 12 atomes  de carbone. On obtient. les meilleurs résultats  à. l'usage avec des lubrifiants contenant une  amine aromatique et un phosphite organique.  



  Les lubrifiants employés dans le procédé  selon l'invention peuvent contenir encore  d'autres agents auxiliaires, tels que des agents  de stabilisation pour les hautes pressions (par  exemple des produits d'addition de composés           oléfiniques    avec de l'hydrogène sulfuré ou des       mercaptans).     



  On peut donner aux lubrifiants employés  dans le présent procédé la forme de graisses,  en les traitant avec des savons métalliques tels  que les savons de sodium, de potassium ou de  lithium ou avec d'autres agents gélifiants,  comme le graphite, etc. Dans le but d'amélio  rer l'homogénéité des produits, il peut quel  quefois être opportun de leur ajouter un     col-          loide    protecteur. Les polymères d'oxydes d'al  cènes ou     d'alcoylène-glycols    se prêtent parti  culièrement bien à ce rôle.  



  Les exemples suivants donnent certaines  caractéristiques de composés utilisables pour  réaliser l'invention.  



       Exemple   <I>1:</I>  On chauffe un polymère de     eaprylate     d'allyle dans une atmosphère d'anhydride car  bonique pendant 24 heures à     1501,    C pour dé  terminer sa stabilité thermique. Les résultats  obtenus avant et après le traitement thermi  que sont indiqués dans le tableau ci-dessous:

    
EMI0003.0009     
  
    Avant <SEP> Après
<tb>  le <SEP> traitement <SEP> le <SEP> traitement
<tb>  thermique <SEP> thermique
<tb>  Viscosité <SEP> à. <SEP> <B>3 <SEP> 7,,</B> <SEP> 7 <SEP> C
<tb>  eentistokes <SEP> 83,5 <SEP> 86,6
<tb>  Viscosité <SEP> à <SEP> 98" <SEP> 8 <SEP> C
<tb>  centistokes <SEP> 11,85 <SEP> 12,13
<tb>  Indice <SEP> de <SEP> viscosité <SEP> 130 <SEP> 129
<tb>  Indice <SEP> SAE <SEP> 30 <SEP> 30            Exemple        ?:

       Pour déterminer la     consommation    en lubri  fiant et le degré de formation de gomme dans  des conditions de lubrification à haute tem  pérature, on chauffe une goutte de     caprylate     de     polyallyle    à plusieurs températures, en la  pesant. avant et après le chauffage pour dé  terminer la perte, puis on la rince avec de       l'essencq    de naphte pour déterminer le résidu  insoluble formé à chaque température.

   L'essai  s'effectue dans une atmosphère de gaz naturel  et le chauffage dure une heure à chaque tem-         pérature.    Le résidu total (qui indique la vola  tilité) et le résidu insoluble (qui indique la  quantité de gomme) résultants du chauffage  aux diverses     températures    sont indiqués dans  le tableau     ci-dessous:     
EMI0003.0019     
  
    Température <SEP> o <SEP> Poids <SEP> o <SEP> Poids
<tb>  en <SEP> o <SEP> C <SEP> /o <SEP> du <SEP> résidu <SEP> /o <SEP> du <SEP> résidu
<tb>  total <SEP> insoluble
<tb>  180 <SEP> <B>891,5</B> <SEP> 2,0
<tb>  240 <SEP> 73 <SEP> 1,6
<tb>  300 <SEP> 46 <SEP> <B>92,5</B>
<tb>  350 <SEP> 19,5 <SEP> 3,4            Exemple   <I>3:

  </I>  Emploi de produits d'addition dans le       eaprylate    de     polyallyle.     



  On modifie un polymère de     caprylate          d'allyle        .avec        1%        en        poids        de        phosphite        tri-          butylique        et        1%        de        phényl-alphanaphtyl-          amine.    Le lubrifiant ainsi obtenu a les pro  priétés suivantes:

    
EMI0003.0038     
  
    Viscosité <SEP> à <SEP> 37  <SEP> 7 <SEP> C <SEP> centistokes <SEP> 74,4.
<tb>  Viscosité <SEP> à <SEP> <B>980</B> <SEP> 8 <SEP> C <SEP> centistokes <SEP> 1.1.,72
<tb>  Point <SEP> de <SEP> défigeage <SEP> o <SEP> C <SEP> -42,8
<tb>  Indice <SEP> de <SEP> viscosité <SEP> 137
<tb>  Indice <SEP> SAE <SEP> 30       On fait subir au lubrifiant l'essai de sta  bilité thermique -de l'exemple 1, et on constate  une augmentation de la. viscosité à 98  8 C de  4,50/G et une diminution de l'indice de vis  cosité de 2, provoquées par le traitement  thermique.  



  On lui fait aussi subir. Fessai d'oxydation  décrit dans l'exemple 4. Il faut une durée de  30 heures pour que la     pression    d'oxygène di  minue de 0,7     kg/cm2    et de 71,5 heures pour  qu'elle diminue de 1,4     kg/em2.    La vitesse  d'oxydation reste constante pendant toute la  durée de     l'essai.     



  Le lubrifiant a subi un essai dans un mo  teur     Lauson    normal en faisant tourner le mo  teur pendant 40 heures avec une température  dans la chemise d'eau de<B>380</B> C. On a observé  une faible corrosion des coussinets, une for  mation modérée de gomme, une variation     mo.          dérée    de la viscosité du lubrifiant, une con-      sommation modérée de l'huile et des dépôts  normaux sur le piston et dans .le réservoir.  



  <I>Exemple</I>     4.:     On stabilise un polymère de     eaprylate          d'allyle        avec        1%        en        poids        de        phényl-alpha-          naphtylamine.    On :chauffe 75 g du lubrifiant  à 140  C sous une pression d'oxygène initiale  de 3,5     kg/em2    en présence de 75     cm2    de  cuivre.

   Il a     fallu    42 heures pour que la pres  sion de l'oxygène diminue de 0.7     kg/em2    et  81 heures pour qu'elle diminue de 1,4     kg/cm2.     La vitesse de l'oxydation est restée constante  pendant toute la durée de     l'essai    (c'est-à-dire  que la période dite d'induction était     supé-          rieure    à     81        heures).        En        présence        de        1,5        %        de          phényl-alpha-naphtylamine,    il a,

   fallu 67 heures  pour que la pression diminue de 0,7 kg;     crn2     et 138 heures pour qu'elle diminue de  1,4     kg/en-t2.    La vitesse d'oxydation est. restée  constante     pendant    toute la durée de 'l'essai.    <I>Exemple 5:</I>  On a employé un     caprylate    de     poly    allyle  à, titre de lubrifiant d'un moteur     Lauson    nor  mal en     faisant    tourner le moteur pendant  40 heures, la température de la chemise d'eau  étant de 38  C. On a constaté que le dépôt de  gomme et la consommation d'huile étaient.

    faibles, .que la corrosion des coussinets était  modérée, les dépôts sur la tête et les segments  du piston peu importants et que le réservoir  d'huile ne contenait pas de boue. Le lubri  fiant contenait. 0,5 de     phényl-alpha-naphtyl-          amine.

Claims (1)

  1. REVENDICATION: Procédé de .lubrification des surfaces en mouvement. relatif, caractérisé en ce qu'on maintient sur ces surfaces un lubrifiant cons titué au moins en partie par un ester poly mère dérivant d'au moins un acide mono- ca.rboxylique dont le groupe carboxyle est porté par un atome -de carbone aliphatique et d'au moins un alcool monovalent non saturé. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant .la revendication, carac- térisé en ce que ledit ester polymère dérive d'au moins un acide monocarboxylique saturé contenant de 5 à 21 atomes de carbone. 2.
    Procédé suivant. la sous-revendication 1, caractérisé en ce que ledit ester polymère dériv e d'au moins un acide nronocarboxylique saturé contenant de 6 à 13 atomes de carbone. 3. Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce que ledit ester polymère dérive d'au moins un alcool aliphatique oléfinique, contenant de 2 à 20 atomes de carbone. 4. Procédé suivant la. sous-revendication 3, caractérisé en ce que ledit ester polymère dé rive d'au moins un alcool allylique. 5.
    Procédé suivant la revendication, earac- téris6 en ce que l'ester polymère est un poly-, caprylate d'allyle. 6. Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce que le lubrifiant contient en outre une faible quantité d'un anticorrosif. 7. Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce que le lubrifiant contient en outre une faible quantité d'un antioxydant. 8. Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce que le lubrifiant contient en outre une faible quantité d'un anticorrosif et d'un antioxydant. 9.
    Procédé suivant la sous-revendication 6, caractérisé en ce que l'anticorrosif est un phosphite organique. 10.-Procédé suivant la sous-revendication 9, caractérisé en ce que l'anticarrosif est un phosphite d'alcoyle. 11. Procédé suivant la sous-revendication 7, caractérisé en ce que l'antioxydant est un amine aromatique. 12. Procédé suivant la revendication, ca ractérisé en ce qu'il contient un agent stabi lisant pour les très fortes pressions. 13.
    Procédé suivant la sous-revendication 12, caractérisé en ce que ledit agent stabili sant est un produit d'addition d'un composé oléfinique et d'hydrogène sulfuré. 14. Procédé suivant la sous-revendication 7.2, caractérisé en ce que ledit agent stabili sant est un produit. d'addition d'un composé oléfinique et d'un mercaptan. 15. Procédé suivant la revendication, ca ractérisé en ce que ledit lubrifiant comprend H- (0-R)--011 dans laquelle n est un nombre entier et R est un reste d'hydrocarbure aliphatique saturé.
    un ester polymère d'un acide monocarboxy- lique aliphatique saturé et d'un alcool mono valent non saturé, un savon métallique et, en tant que colloïde protecteur, un polymère de formule générale:
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